CN110911818A - 一种基站天线振子 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基站天线振子,包括地板、第一同轴馈电线、第二同轴馈电线和PCB板,地板设于PCB板的下方,第一同轴馈电线的外芯和第二同轴馈电线的外芯分别与地板导通,PCB板的底面设有正45度极化偶极子,PCB板的顶面设有与正45度极化偶极子对应的负45度极化偶极子;正45度极化偶极子包括对称设置的第一偶极子臂和第二偶极子臂,负45度极化偶极子包括对称设置的第三偶极子臂和第四偶极子臂;第一同轴馈电线的内芯与第一偶极子臂导通,第一同轴馈电线的外芯与第二偶极子臂导通,第二同轴馈电线的内芯与第三偶极子臂导通,第二同轴馈电线的外芯与第四偶极子臂导通。基站天线振子的重量轻、性能稳定,易加工、安装、调试。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域,尤其涉及一种基站天线振子。
背景技术
移动通信系统的快速发展要求基站采用宽带和低成本天线,第二代(2G)系统,如GSM1800和GSM1900,工作频段分别为1710-1880兆赫和1850-1990兆赫。第三代(3G)系统,如CDMA-2000、WCDMA和TD-SCDMA,使用的频段为1920-2170兆赫。第四代(LTE)系统,如LTE2300和LTE2500,被指定为2300-2400兆赫和2500-2690兆赫的频段。因此,2G/3G/LTE基站天线需要45.5%的带宽(即1.7-2.7GHz)。
文章YueHui Cui;RongLin Li;Peng Wang,”ANovel Broadband Planar Antennafor 2G/3G/LTE Base Stations”IEEE Transactions on Antennas and Propagation,Volume:61,Issue:5,pp.2767–2774,May 2013,提出了一种折叠偶极子对的天线形式,在此天线基础上,文章Chenghui Wang;Yikai Chen;Shiwen Yang,”Dual-Band Dual-PolarizedAntenna Array With Flat-Top and Sharp Cutoff Radiation Patterns for 2G/3G/LTECellular Bands”,IEEE Transactions on Antennas and Propagation Volume:66,Issue:11,pp.5907–5917,Nov.2018,提出了一种由两块PCB板4组成的天线,得到了较好的天线性能。但因为它是由两块PCB板4层叠而成的,基站天线振子存在组装不方便的问题,如果层间位置稍有偏移,实际性能可能会改变。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种便于组装、性能优异的基站天线振子。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种基站天线振子,包括地板、第一同轴馈电线、第二同轴馈电线和PCB板,地板设于PCB板的下方,第一同轴馈电线的外芯和第二同轴馈电线的外芯分别与所述地板导通,所述PCB板的底面设有正45度极化偶极子,所述PCB板的顶面设有与所述正45度极化偶极子对应的负45度极化偶极子;所述正45度极化偶极子包括对称设置的第一偶极子臂和第二偶极子臂,所述负45度极化偶极子包括对称设置的第三偶极子臂和第四偶极子臂;所述第一同轴馈电线的内芯与第一偶极子臂导通,所述第一同轴馈电线的外芯与第二偶极子臂导通,所述第二同轴馈电线的内芯与第三偶极子臂导通,所述第二同轴馈电线的外芯与第四偶极子臂导通。
本发明的有益效果在于:本基站天线振子为双极化天线,能够覆盖1.71~2.69GHz频段,性能优越;正45度极化偶极子和负45度极化偶极子分别设于一块PCB板的底面与顶面,使得基站天线振子的重量更轻、成本更低、性能更稳定,且易加工、易安装、易调试,可以很好的满足LTE 4G高频天线性能标准。
附图说明
图1为本发明实施例一的基站天线振子的整体结构的结构示意图;
图2为图1中的细节A的放大图;
图3为本发明实施例一的基站天线振子的爆炸图;
图4为本发明实施例一的基站天线振子的俯视图(隐藏地板后);
图5为本发明实施例一的基站天线振子的天线S参数图;
图6为本发明实施例一的基站天线振子正45度极化馈电时在Phi=0度和Phi=90度的平面时频率分别为1.71GHz、2.2GHz和2.69GHz的交叉极化比仿真结果图;
图7为本发明实施例一的基站天线振子负45度极化馈电时在Phi=0度和Phi=90度的平面时频率分别为1.71GHz、2.2GHz和2.69GHz的交叉极化比仿真结果图;
图8为本发明实施例一的基站天线振子正45度极化馈电时在Phi=0度和Phi=90度的平面时频率分别为1.71GHz、2.2GHz和2.69GHz的辐射方向图;
图9为本发明实施例一的基站天线振子负45度极化馈电时在Phi=0度和Phi=90度时平面时频率分别为1.71GHz、2.2GHz和2.69GHz的辐射方向图。
标号说明:
1、地板;2、第一同轴馈电线;3、第二同轴馈电线;4、PCB板;5、正45度极化偶极子;51、第一偶极子臂;52、第二偶极子臂;6、负45度极化偶极子;61、第三偶极子臂;62、第四偶极子臂;7、延伸部;81、第一馈电片;82、第二馈电片;83、第三馈电片;84、第四馈电片;91、第一导电结构;92、第二导电结构;93、第三导电结构;94、第四导电结构;101、第一破断口;102、第二破断口。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图9,一种基站天线振子,包括地板1、第一同轴馈电线2、第二同轴馈电线3和PCB板4,地板1设于PCB板4的下方,第一同轴馈电线2的外芯和第二同轴馈电线3的外芯分别与所述地板1导通,所述PCB板4的底面设有正45度极化偶极子5,所述PCB板4的顶面设有与所述正45度极化偶极子5对应的负45度极化偶极子6;所述正45度极化偶极子5包括对称设置的第一偶极子臂51和第二偶极子臂52,所述负45度极化偶极子6包括对称设置的第三偶极子臂61和第四偶极子臂62;所述第一同轴馈电线2的内芯与第一偶极子臂51导通,所述第一同轴馈电线2的外芯与第二偶极子臂52导通,所述第二同轴馈电线3的内芯与第三偶极子臂61导通,所述第二同轴馈电线3的外芯与第四偶极子臂62导通。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:本基站天线振子为双极化天线,能够覆盖1.71~2.69GHz频段,性能优越;正45度极化偶极子5和负45度极化偶极子6分别设于一块PCB板4的底面与顶面,使得基站天线振子的重量更轻、成本更低、性能更稳定,且易加工、易安装、易调试,可以很好的满足LTE 4G高频天线性能标准。
进一步的,所述第一偶极子臂51、第二偶极子臂52、第三偶极子臂61和第四偶极子臂62分别呈凹字形。
由上述描述可知,第一、二、三、四偶极子臂结构简单,便于加工。
进一步的,第一偶极子臂51的两端、第二偶极子臂52的两端、第三偶极子臂61的两端及第四偶极子臂62的两端分别具有朝靠近基站天线振子中心方向倾斜延伸的延伸部7,所述正45度极化偶极子5的四个所述延伸部7与所述负45度极化偶极子6的四个所述延伸部7一一对应设置,沿所述PCB板4厚度方向投影时所述正45度极化偶极子5的所述延伸部7与和其对应的所述负45度极化偶极子6的所述延伸部7具有重叠区域。
进一步的,沿所述PCB板4厚度方向投影时所述正45度极化偶极子5与所述负45度极化偶极子6形成四个封闭的矩形框,所述延伸部7位于所述矩形框的对角线上。
进一步的,还包括设于所述PCB板4顶面的第一馈电片81,所述第一馈电片81位于第三偶极子臂61和第四偶极子臂62之间,所述第一同轴馈电线2的内芯贯穿所述PCB板4与所述第一馈电片81连接导通,所述第一偶极子臂51通过贯穿所述PCB板4的第一导电结构91与所述第一馈电片81连接导通。
进一步的,还包括设于所述PCB板4顶面的第二馈电片82及设于所述PCB板4底面的第三馈电片83,所述第二同轴馈电线3的外芯通过贯穿所述PCB板4的第二导电结构92与所述第四偶极子臂62连接导通,所述第二同轴馈电线3的内芯贯穿所述PCB板4与所述第二馈电片82连接导通,所述第二馈电片82通过贯穿所述PCB板4的第三导电结构93与第三馈电片83连接导通,所述第三馈电片83通过贯穿所述PCB板4的第四导电结构94与所述第三偶极子臂61连接导通。
进一步的,沿所述PCB板4厚度方向投影时,所述第二馈电片82与所述第三馈电片83分别位于所述第一偶极子臂51与第二偶极子臂52之间。
进一步的,所述第三偶极子臂61的中部设有第一破断口101,所述第三馈电片83对应于所述第一破断口101设置,所述第三馈电片83呈T字型。
进一步的,所述第四偶极子臂62的中部设有第二破断口102,所述第二馈电片82位于所述第二破断口102中。
由上述描述可知,第一、二破断口的设置能够让基站天线振子各个部分排布得更为合理,便于加工。
进一步的,还包括设于所述PCB板4底面的第四馈电片84,所述第四馈电片84分别与所述第二同轴馈电线3的外芯及所述第二导电结构92连接导通。
由上述描述可知,第四馈电片84的设置利于降低第二导电结构92的加工难度,使得第二导电结构92具有更多的可设置位置。
实施例一
请参照图1至图9,本发明的实施例一为:请结合图1和图3,一种基站天线振子,包括地板1、第一同轴馈电线2、第二同轴馈电线3和PCB板4,地板1设于PCB板4的下方,第一同轴馈电线2的外芯和第二同轴馈电线3的外芯分别与所述地板1导通,所述PCB板4的底面设有正45度极化偶极子5,所述PCB板4的顶面设有与所述正45度极化偶极子5对应的负45度极化偶极子6;所述正45度极化偶极子5包括对称设置的第一偶极子臂51和第二偶极子臂52,所述负45度极化偶极子6包括对称设置的第三偶极子臂61和第四偶极子臂62;所述第一同轴馈电线2的内芯与第一偶极子臂51导通,所述第一同轴馈电线2的外芯与第二偶极子臂52导通,所述第二同轴馈电线3的内芯与第三偶极子臂61导通,所述第二同轴馈电线3的外芯与第四偶极子臂62导通。
请结合图1、图2和图4,所述第一偶极子臂51、第二偶极子臂52、第三偶极子臂61和第四偶极子臂62分别呈凹字形。具体的,第一偶极子臂51的两端、第二偶极子臂52的两端、第三偶极子臂61的两端及第四偶极子臂62的两端分别具有朝靠近基站天线振子中心方向倾斜延伸的延伸部7,所述正45度极化偶极子5的四个所述延伸部7与所述负45度极化偶极子6的四个所述延伸部7一一对应设置,沿所述PCB板4厚度方向投影时所述正45度极化偶极子5的所述延伸部7与和其对应的所述负45度极化偶极子6的所述延伸部7具有重叠区域。
如图4所示,本实施例中,沿所述PCB板4厚度方向投影时所述正45度极化偶极子5与所述负45度极化偶极子6形成四个封闭的矩形框,所述延伸部7位于所述矩形框的对角线上,所述矩形框可为正方形框。详细的,所述延伸部7的长度小于所述矩形框的对角线的长度。
如图2所示,还包括设于所述PCB板4顶面的第一馈电片81,所述第一馈电片81位于第三偶极子臂61和第四偶极子臂62之间,所述第一同轴馈电线2的内芯贯穿所述PCB板4与所述第一馈电片81连接导通,所述第一偶极子臂51通过贯穿所述PCB板4的第一导电结构91与所述第一馈电片81连接导通,所述第一导电结构91可选金属化孔、导电销等。
还包括设于所述PCB板4顶面的第二馈电片82及设于所述PCB板4底面的第三馈电片83,所述第二同轴馈电线3的外芯通过贯穿所述PCB板4的第二导电结构92与所述第四偶极子臂62连接导通,所述第二同轴馈电线3的内芯贯穿所述PCB板4与所述第二馈电片82连接导通,所述第二馈电片82通过贯穿所述PCB板4的第三导电结构93与第三馈电片83连接导通,所述第三馈电片83通过贯穿所述PCB板4的第四导电结构94与所述第三偶极子臂61连接导通,所述第二、三、四导电结构可分别选用金属化孔、导电销等。
如图4所示,沿所述PCB板4厚度方向投影时,所述第二馈电片82与所述第三馈电片83分别位于所述第一偶极子臂51与第二偶极子臂52之间。
为使基站天线振子结构布局更为合理,所述第三偶极子臂61的中部设有第一破断口101,所述第一破断口101将所述第三偶极子臂61分割成两段,所述第三馈电片83对应于所述第一破断口101设置,所述第三馈电片83呈T字型;所述第四偶极子臂62的中部设有第二破断口102,所述第二破断口102将所述第四偶极子臂62分割成两段,所述第二馈电片82位于所述第二破断口102中。
还包括设于所述PCB板4底面的第四馈电片84,所述第四馈电片84分别与所述第二同轴馈电线3的外芯及所述第二导电结构92连接导通。
为充分说明本基站天线振子的性能优越性,申请人对由本基站天线振子进行了仿真测试:
图5为天线S参数图,从该图中可以看到其能以低于-15dB覆盖1.71~2.69GHz频段,且两极化间的端口隔离低于-25dB;
图6为正45度极化馈电时在Phi=0度和Phi=90度的平面时频率分别为1.71GHz、2.2GHz和2.69GHz的交叉极化比仿真结果图,在不同频率下天线的0轴交叉极化比均大于25dBi。
图7为负45度极化馈电时在Phi=0度和Phi=90度的平面时频率分别为1.71GHz、2.2GHz和2.69GHz的交叉极化比仿真结果图,在不同频率下天线的0轴交叉极化比也均大于25dBi。
图8为正45度极化馈电时在Phi=0度和Phi=90度的平面时频率分别为1.71GHz、2.2GHz和2.69GHz的辐射方向图,从图中可以看出在不同频率下天线的最大增益大于8.05dBi。
图9为负45度极化馈电时在Phi=0度和Phi=90度时平面时频率分别为1.71GHz、2.2GHz和2.69GHz的辐射方向图,从图中可以看出在不同频率下天线的最大增益大于7.95dBi。
综上所述,本发明提供的基站天线振子,能够覆盖1.71~2.69GHz频段,性能优越;正45度极化偶极子和负45度极化偶极子分别设于一块PCB板的底面与顶面,使得基站天线振子的重量更轻、成本更低、性能更稳定,且易加工、易安装、易调试,可以很好的满足LTE4G高频天线性能标准。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基站天线振子,包括地板、第一同轴馈电线、第二同轴馈电线和PCB板,地板设于PCB板的下方,第一同轴馈电线的外芯和第二同轴馈电线的外芯分别与所述地板导通,其特征在于:所述PCB板的底面设有正45度极化偶极子,所述PCB板的顶面设有与所述正45度极化偶极子对应的负45度极化偶极子;所述正45度极化偶极子包括对称设置的第一偶极子臂和第二偶极子臂,所述负45度极化偶极子包括对称设置的第三偶极子臂和第四偶极子臂;所述第一同轴馈电线的内芯与第一偶极子臂导通,所述第一同轴馈电线的外芯与第二偶极子臂导通,所述第二同轴馈电线的内芯与第三偶极子臂导通,所述第二同轴馈电线的外芯与第四偶极子臂导通。
2.根据权利要求1所述的基站天线振子,其特征在于:所述第一偶极子臂、第二偶极子臂、第三偶极子臂和第四偶极子臂分别呈凹字形。
3.根据权利要求2所述的基站天线振子,其特征在于:第一偶极子臂的两端、第二偶极子臂的两端、第三偶极子臂的两端及第四偶极子臂的两端分别具有朝靠近基站天线振子中心方向倾斜延伸的延伸部,所述正45度极化偶极子的四个所述延伸部与所述负45度极化偶极子的四个所述延伸部一一对应设置,沿所述PCB板厚度方向投影时所述正45度极化偶极子的所述延伸部与和其对应的所述负45度极化偶极子的所述延伸部具有重叠区域。
4.根据权利要求3所述的基站天线振子,其特征在于:沿所述PCB板厚度方向投影时所述正45度极化偶极子与所述负45度极化偶极子形成四个封闭的矩形框,所述延伸部位于所述矩形框的对角线上。
5.根据权利要求1所述的基站天线振子,其特征在于:还包括设于所述PCB板顶面的第一馈电片,所述第一馈电片位于第三偶极子臂和第四偶极子臂之间,所述第一同轴馈电线的内芯贯穿所述PCB板与所述第一馈电片连接导通,所述第一偶极子臂通过贯穿所述PCB板的第一导电结构与所述第一馈电片连接导通。
6.根据权利要求5所述的基站天线振子,其特征在于:还包括设于所述PCB板顶面的第二馈电片及设于所述PCB板底面的第三馈电片,所述第二同轴馈电线的外芯通过贯穿所述PCB板的第二导电结构与所述第四偶极子臂连接导通,所述第二同轴馈电线的内芯贯穿所述PCB板与所述第二馈电片连接导通,所述第二馈电片通过贯穿所述PCB板的第三导电结构与第三馈电片连接导通,所述第三馈电片通过贯穿所述PCB板的第四导电结构与所述第三偶极子臂连接导通。
7.根据权利要求6所述的基站天线振子,其特征在于:沿所述PCB板厚度方向投影时,所述第二馈电片与所述第三馈电片分别位于所述第一偶极子臂与第二偶极子臂之间。
8.根据权利要求6所述的基站天线振子,其特征在于:所述第三偶极子臂的中部设有第一破断口,所述第三馈电片对应于所述第一破断口设置,所述第三馈电片呈T字型。
9.根据权利要求6所述的基站天线振子,其特征在于:所述第四偶极子臂的中部设有第二破断口,所述第二馈电片位于所述第二破断口中。
10.根据权利要求6所述的基站天线振子,其特征在于:还包括设于所述PCB板底面的第四馈电片,所述第四馈电片分别与所述第二同轴馈电线的外芯及所述第二导电结构连接导通。
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