CN111478014A - 一种十字型双极化振子 - Google Patents

Abstract

本发明属于无线通信基站天线技术领域，具体涉及一种十字型双极化振子，包括十字型辐射臂、巴伦和馈电片，十字型辐射臂包括四个彼此互不接触的V型辐射组件，V型辐射组件包括两个相互垂直的小辐射臂，小辐射臂从中央镂空形成回路槽，回路槽的两侧分别为靠外的组件外框和靠内的组件内框，使每个V型辐射组件的两个小辐射臂的回路槽连通；巴伦包括至少两个相互独立且贯穿的圆筒；馈电片设有两个，呈L型，包括相互垂直的长部和短部；巴伦固定在十字型辐射臂的底部，使巴伦的几何中心与十字型辐射臂的几何中心重合，两个馈电片的长部分别穿过并固定在其中两个圆筒内，使长部不与圆筒的内壁接触，短部朝上，且两个馈电片的短部彼此互不接触。

Description

一种十字型双极化振子

技术领域

本发明属于无线通信基站天线技术领域，具体涉及一种十字型双极化振子。

背景技术

近年来移动通信技术得到了快速发展，各种制式的通信系统工作频段也不相同，随着移动通信逐步发展，通讯系统工作频段也相应扩展，使得移动通信系统对天线频段有更宽工作带宽的要求，并且为了减少基站网络建设成本，多端口超宽频段基站天线越来越受到市场青睐。

天线多端口超宽频化使得多系统共站、多系统共天线成为可能，解决了运营商的基站选址困难的问题，同时降低成本，方便施工。多端口超宽频天线要求在很宽的频带内保持低驻波和稳定的方向图，这对超宽频天线的设计提出来更高的要求。目前普通的单频天线已经无法满足市场的需求，所以多频超宽频天线的设计成为未来基站天线研究的必然趋势。在振子的设计过程中，如何在保证振子性能的同时更多地帮助缩小天线尺寸，是移动通信发展过程中始终需要解决的问题。

发明内容

为了提供一种在保证振子性能的同时能够有效帮助缩小天线尺寸、减轻重量的双极化振子，本发明公开了一种十字型双极化振子，该振子为十字型，可与其他振子进行嵌套排列，减小多频天线的体积，该振子的回路槽不仅有利于减轻振子的重量，还有利于延长辐射臂的路径，利于提高振子性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种十字型双极化振子，包括十字型辐射臂、巴伦和馈电片，所述十字型辐射臂包括四个彼此互不接触的V型辐射组件，所述V型辐射组件包括两个相互垂直的小辐射臂，所述小辐射臂从中央镂空形成回路槽，所述回路槽的两侧分别为靠外的组件外框和靠内的组件内框，使每个V型辐射组件的两个小辐射臂的回路槽连通；

所述巴伦包括至少两个相互独立且贯穿的圆筒；

所述馈电片设有两个，呈L型，包括相互垂直的长部和短部；

所述巴伦固定在十字型辐射臂的底部，使巴伦的几何中心与十字型辐射臂的几何中心重合，两个所述馈电片的长部分别穿过并固定在其中两个圆筒内，使长部不与圆筒的内壁接触，短部朝上，且两个馈电片的短部彼此互不接触。

作为优选，上述V型辐射组件的组件内框在拐角处具有一向内远离组件外框的方向凸出的弧形部。

作为优选，相邻两个上述V型辐射组件的相邻组件外框之间的距离为d，d为1.8-3mm；所述十字型辐射臂的长度为L，L为工作频段中心频率波长的0.4-0.48倍；所述巴伦的高度为h，h为工作频段中心频率波长的0.2-0.24倍，所述十字型辐射臂的厚度为1.5-2.5mm。

作为优选，上述巴伦包括四个相互独立且贯穿的圆筒，四个所述圆筒均匀分布在巴伦的几何中心的四周，分别与四个V型辐射组件固定连接。

作为优选，任意一个上述圆筒远离其他三个圆筒的侧壁为外侧壁，所述V型辐射组件的组件外框的拐角处和与之固定连接的圆筒的外侧壁相连，在组件外框的内侧形成一个斜边；所述圆筒靠近巴伦的几何中心的侧壁为内侧壁，四个所述圆筒的内侧壁的高度均低于外侧壁的高度，便于容纳馈电片的短部。

作为优选，四个上述圆筒包括两个插入长部的主圆筒和两个未插入长部的辅助圆筒，所述辅助圆筒的内侧壁顶部具有凹槽，用于嵌入并固定短部；所述外侧壁的厚度小于内侧壁的厚度。

作为优选，上述巴伦还包括固定座，所述固定座将四个圆筒的底端固定连接，使四个圆筒的底端齐平，所述固定座的中心具有用于将振子固定在反射板上的螺纹孔。

作为优选，两个上述主圆筒还包括从固定座继续向下延伸的延长筒，所述延长筒的侧壁上设有沿底面向上凹进的弧形槽，用于容纳与馈电片进行焊接的同轴电缆；作为优选，所述延长筒的底部设有两个弧形槽，两个所述弧形槽的圆弧所在圆的直径不同，便于适应不同规格的同轴电缆；

所述螺纹孔的两端具有沿固定座的下表面向下延伸形成的下凸环和沿固定座的上表面向上延伸形成的上凸环，所述下凸环的高度为0.5-2mm，作为优选，所述下凸环的高度为1mm。

作为优选，每个上述小辐射臂的组件外框的底部在靠近振子中心的位置均设有用于加强结构强度加强筋，所述加强筋靠近振子中心的一端与圆筒的外侧壁固定连接。

作为优选，上述十字型辐射臂还包括辐射臂加固件，所述辐射臂加固件由塑料制成，包括加固板、位于加固板底部中央的分隔柱以及位于加固板底部两端的加固卡扣，所述分隔柱用于嵌入相邻两个小辐射臂之间，两个所述加固卡扣用于固定相邻两个小辐射臂的组件内框；所述馈电片的长部的两端套设有上下两个环形垫圈，所述环形垫圈由塑料制成，用于固定馈电片的长部在圆筒中的位置。

本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的双极化振子为十字型，可与其他振子进行嵌套排列，减小多频天线的体积，实现天线的小型化，适用多频天线，另外，该振子的回路槽不仅有利于减轻振子的重量，还有利于延长辐射臂的路径，利于提高振子性能；

（2）本发明通过固定座中心的螺纹孔将振子安装在反射板上，螺纹孔沿固定座下表面向下延伸形成的下凸环可以有效降低巴伦与反射板的接触面积，可以大大增加互调可靠性；

（3）本发明中加强筋和辐射臂加固件的设计可在最大限度地减轻振子重量的同时大幅提高振子的结构强度，利于保证产品数据一致性，保证辐射单元的良好性能；

（4）本发明的双极化振子可以通过调整辐射臂长度、巴伦高度等来扩展工作频段，具有工作频段宽、重量轻、体积小等特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明双极化振子的立体图；

图2是图1中a部分的放大图；

图3 是本发明馈电片和环形垫圈的示意图；

图4是本发明双极化振子的主视图；

图5是本发明双极化振子的仰视图；

图6是本发明双极化振子另一个角度的立体图；

图7是本发明双极化振子圆筒的示意图；

图8是本发明双极化振子的增益；

图9是本发明双极化振子的前后比；

图中：1. 十字型辐射臂；11. 小辐射臂；111. 回路槽；112. 组件外框；113. 组件内框；114. 弧形部；115. 斜边；116. 加强筋；12. 辐射臂加固件；121. 加固板；122. 分隔柱；123. 加固卡扣；2. 巴伦；21. 圆筒；211. 主圆筒；2111. 延长筒；2112. 弧形槽；212.辅助圆筒；213. 外侧壁；214. 内侧壁；2141. 凹槽；22. 固定座；221. 螺纹孔；222. 下凸环；223. 上凸环；3. 馈电片；31. 长部；32. 短部；33. 环形垫圈；9. 同轴电缆；91. 电缆芯线；92.电缆外导体。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

一种十字型双极化振子，如图1和图3所示，包括十字型辐射臂1、巴伦2和馈电片3，十字型辐射臂1包括四个彼此互不接触的V型辐射组件，V型辐射组件包括两个相互垂直的小辐射臂11，小辐射臂11从中央镂空形成回路槽111，回路槽111的两侧分别为靠外的组件外框112和靠内的组件内框113，使每个V型辐射组件的两个小辐射臂11的回路槽111连通；巴伦2包括至少两个相互独立且贯穿的圆筒21；馈电片3设有两个，呈L型，包括相互垂直的长部31和短部32；巴伦2固定在十字型辐射臂1的底部，使巴伦2的几何中心与十字型辐射臂1的几何中心重合，两个馈电片3的长部31分别穿过并固定在其中两个圆筒21内，使长部31不与圆筒21的内壁接触，短部32朝上，且两个馈电片3的短部32彼此互不接触。对角的两个V型辐射组件构成一个极化，两个极化便组成了一个双极化辐射体，两个极化是相同形状，可以确保两个极化数据的一致性。其中回路槽111的设置不仅有利于减轻振子的重量，还有利于延长辐射臂的路径。馈电片3设计为L型，便于馈电片3的生产加工，提高效率，同时能够降低成本。

从图3可以看出，馈电片的长部31或短部32并不是简单的长方形或正方形，长部31上具有一些外扩或内缩的部分，短部32也具有一些凸出或缩进的部分，具体形状可以根据需求进行适当的调整。

在一种具体的实施方式中，如图1所示，V型辐射组件的组件内框113在拐角处具有一向内远离组件外框112的方向凸出的弧形部114。弧形部114的位置设置为弧形，不仅提供了振子的整体美观度，还可以有效改善电路参数，保证振子具有良好的性能。

在一种具体的实施方式中，如图4-5所示，相邻两个V型辐射组件的相邻组件外框112之间的距离为d，d为1.8-3mm；十字型辐射臂1的长度为L，L为工作频段中心频率波长的0.4-0.48倍；巴伦2的高度为h，h为工作频段中心频率波长的0.2-0.24倍，所述十字型辐射臂1的厚度为1.5-2.5mm。十字型辐射臂1的厚度仅有1.5-2.5mm，可以有效降低整个振子的重量。

在一种具体的实施方式中，如图1所示，巴伦2包括四个相互独立且贯穿的圆筒21，四个圆筒21均匀分布在巴伦2的几何中心的四周，分别与四个V型辐射组件固定连接。

在一种具体的实施方式中，如图1、图2和图7所示，任意一个圆筒21远离其他三个圆筒21的侧壁为外侧壁213，V型辐射组件的组件外框112的拐角处和与之固定连接的圆筒21的外侧壁213相连，在组件外框112的内侧形成一个斜边115；圆筒21靠近巴伦2的几何中心的侧壁为内侧壁214，四个圆筒21的内侧壁214的高度均低于外侧壁213的高度，便于容纳馈电片3的短部32。

在一种具体的实施方式中，如图2、图5和图7所示，四个圆筒21包括两个插入长部31的主圆筒211和两个未插入长部31的辅助圆筒212，辅助圆筒212的内侧壁214顶部具有凹槽2141，用于嵌入并固定短部32；外侧壁213的厚度小于内侧壁214的厚度。辅助圆筒212的内侧壁214的顶部设置凹槽2141，可以使馈电片3的短部32嵌入凹槽内，利于馈电片3的固定，短部32嵌入凹槽2141的部分进行锡焊处理。将外侧壁213的厚度设计为小于内侧壁214的厚度，可以通过减小外侧壁213的厚度有效降低振子重量，同时通过保证内侧壁214的厚度来保证结构的可靠性。

在一种具体的实施方式中，如图1和图5-6所示，巴伦2还包括固定座22，固定座22将四个圆筒21的底端固定连接，使四个圆筒21的底端齐平，固定座22的中心具有用于将振子固定在反射板上的螺纹孔221。在安装过程中，耐落消磁螺丝穿过反射板后拧入螺纹孔221内，将振子固定在反射板上。

在一种具体的实施方式中，如图6所示，两个主圆筒211还包括从固定座22继续向下延伸的延长筒2111，延长筒2111的侧壁上设有沿底面向上凹进的弧形槽2112，用于容纳与馈电片3进行焊接的同轴电缆9；作为优选，延长筒2111的底部设有两个弧形槽2112，两个弧形槽2112的圆弧所在圆的直径不同，便于适应不同规格的同轴电缆9；螺纹孔221的两端具有沿固定座22的下表面向下延伸形成的下凸环222和沿固定座22的上表面向上延伸形成的上凸环223，下凸环222的高度为0.5-2mm，作为优选，下凸环222的高度为1mm。在安装过程中，如图6所示，同轴电缆9的电缆芯线91与馈电片3接触，电缆外导体92与延长筒2111接触，接触处采用无铅锡焊接。在实际生产过程中，可根据常用的同轴电缆型号设计两种直径不同的弧形槽2112，从而可以适应不同规格的电缆，增加振子的通用性。下凸环222的设置可以有效降低巴伦2与反射板的接触面积，增加互调可靠性。

在一种具体的实施方式中，如图6所示，每个小辐射臂11的组件外框112的底部在靠近振子中心的位置均设有用于加强结构强度加强筋116，加强筋116靠近振子中心的一端与圆筒21的外侧壁213固定连接。为了尽量降低振子重量，辐射臂的厚度较小，因此很容易导致辐射臂在生产装配过程中发生变形，而加强筋116的设置可以为振子臂提供有效的支撑，提高结构强度。

在一种具体的实施方式中，如图6所示，十字型辐射臂1还包括辐射臂加固件12，辐射臂加固件12由塑料制成，包括加固板121、位于加固板121底部中央的分隔柱122以及位于加固板121底部两端的加固卡扣123，分隔柱122用于嵌入相邻两个小辐射臂11之间，两个加固卡扣123用于固定相邻两个小辐射臂11的组件内框113；馈电片3的长部31的两端套设有上下两个环形垫圈33，环形垫圈33由塑料制成，用于固定馈电片3的长部31在圆筒21中的位置。辐射臂加固件12的设置可以在尽量减轻振子重量的同时保证振子的结构可靠性，使振子在生产装配过程中不易变形，增加数据一致性。环形垫圈33的设置可以帮助将馈电片3的长部31固定在圆筒21内，且具有塑料制品具有绝缘作用，塑料制成的环形垫圈33在馈电片3的生产过程中就镶嵌在上面，该工艺为带件注塑，采用此工艺可大大加快辐射单元装配速度，提高生产效率。

从图8和图9中的辐射参数可以看出，在高低频融合阵列中，本发明的十字型双极化振子具有良好的性能，与类似辐射臂长度相同的情况下相比，前后比与增益明显更优。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种十字型双极化振子，包括十字型辐射臂（1）、巴伦（2）和馈电片（3），其特征在于：所述十字型辐射臂（1）包括四个彼此互不接触的V型辐射组件，所述V型辐射组件包括两个相互垂直的小辐射臂（11），所述小辐射臂（11）从中央镂空形成回路槽（111），所述回路槽（111）的两侧分别为靠外的组件外框（112）和靠内的组件内框（113），使每个V型辐射组件的两个小辐射臂（11）的回路槽（111）连通；

所述巴伦（2）包括至少两个相互独立且贯穿的圆筒（21）；

所述馈电片（3）设有两个，呈L型，包括相互垂直的长部（31）和短部（32）；

所述巴伦（2）固定在十字型辐射臂（1）的底部，使巴伦（2）的几何中心与十字型辐射臂（1）的几何中心重合，两个所述馈电片（3）的长部（31）分别穿过并固定在其中两个圆筒（21）内，使长部（31）不与圆筒（21）的内壁接触，短部（32）朝上，且两个馈电片（3）的短部（32）彼此互不接触。

2.如权利要求1所述的十字型双极化振子，其特征在于：所述V型辐射组件的组件内框（113）在拐角处具有一向内远离组件外框（112）的方向凸出的弧形部（114）。

3.如权利要求1所述的十字型双极化振子，其特征在于：相邻两个所述V型辐射组件的相邻组件外框（112）之间的距离为d，d为1.8-3mm；所述十字型辐射臂（1）的长度为L，L为工作频段中心频率波长的0.4-0.48倍；所述巴伦（2）的高度为h，h为工作频段中心频率波长的0.2-0.24倍，所述十字型辐射臂（1）的厚度为1.5-2.5mm。

4.如权利要求1所述的十字型双极化振子，其特征在于：所述巴伦（2）包括四个相互独立且贯穿的圆筒（21），四个所述圆筒（21）均匀分布在巴伦（2）的几何中心的四周，分别与四个V型辐射组件固定连接。

5.如权利要求4所述的十字型双极化振子，其特征在于：任意一个所述圆筒（21）远离其他三个圆筒（21）的侧壁为外侧壁（213），所述V型辐射组件的组件外框（112）的拐角处和与之固定连接的圆筒（21）的外侧壁（213）相连，在组件外框（112）的内侧形成一个斜边（115）；所述圆筒（21）靠近巴伦（2）的几何中心的侧壁为内侧壁（214），四个所述圆筒（21）的内侧壁（214）的高度均低于外侧壁（213）的高度，便于容纳馈电片（3）的短部（32）。

6.如权利要求4所述的十字型双极化振子，其特征在于：四个所述圆筒（21）包括两个插入长部（31）的主圆筒（211）和两个未插入长部（31）的辅助圆筒（212），所述辅助圆筒（212）的内侧壁（214）顶部具有凹槽（2141），用于嵌入并固定短部（32）；所述外侧壁（213）的厚度小于内侧壁（214）的厚度。

7.如权利要求6所述的十字型双极化振子，其特征在于：所述巴伦（2）还包括固定座（22），所述固定座（22）将四个圆筒（21）的底端固定连接，使四个圆筒（21）的底端齐平，所述固定座（22）的中心具有用于将振子固定在反射板上的螺纹孔（221）。

8.如权利要求7所述的十字型双极化振子，其特征在于：两个所述主圆筒（211）还包括从固定座（22）继续向下延伸的延长筒（2111），所述延长筒（2111）的侧壁上设有沿底面向上凹进的弧形槽（2112），用于容纳与馈电片（3）进行焊接的同轴电缆（9）；作为优选，所述延长筒（2111）的底部设有两个弧形槽（2112），两个所述弧形槽（2112）的圆弧所在圆的直径不同，便于适应不同规格的同轴电缆（9）；

所述螺纹孔（221）的两端具有沿固定座（22）的下表面向下延伸形成的下凸环（222）和沿固定座（22）的上表面向上延伸形成的上凸环（223），所述下凸环（222）的高度为0.5-2mm，作为优选，所述下凸环（222）的高度为1mm。

9.如权利要求1所述的十字型双极化振子，其特征在于：每个所述小辐射臂（11）的组件外框（112）的底部在靠近振子中心的位置均设有用于加强结构强度加强筋（116），所述加强筋（116）靠近振子中心的一端与圆筒（21）的外侧壁（213）固定连接。

10.如权利要求1所述的十字型双极化振子，其特征在于：所述十字型辐射臂（1）还包括辐射臂加固件（12），所述辐射臂加固件（12）由塑料制成，包括加固板（121）、位于加固板（121）底部中央的分隔柱（122）以及位于加固板（121）底部两端的加固卡扣（123），所述分隔柱（122）用于嵌入相邻两个小辐射臂（11）之间，两个所述加固卡扣（123）用于固定相邻两个小辐射臂（11）的组件内框（113）；所述馈电片（3）的长部（31）的两端套设有上下两个环形垫圈（33），所述环形垫圈（33）由塑料制成，用于固定馈电片（3）的长部（31）在圆筒（21）中的位置。

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