CN113725598B - 一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，包括引向片、振子辐射片、馈电巴伦组、振子支撑件和底座馈电板，所述引向片和所述振子辐射片均安装于所述振子支撑件，所述馈电巴伦组内置于所述振子支撑件，所述馈电巴伦组一端固定于所述振子辐射片并且所述馈电巴伦组远离所述振子辐射片的一端固定于所述底座馈电板。本发明公开的一种有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，为了减少天线对低频振子天线的干扰，在馈电巴伦组上增加并联具有LC谐振器的滤波枝节，滤除低频电磁波信号，馈线上的滤波谐振器既能实现低频滤波效果。
Description
技术领域
本发明属于双极化天线技术领域，具体涉及一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线。
背景技术
在现在移动通信中，通过移动通信基站天线来中转信号，移动通信基站天线通过天线振子来发射和接收无线信号。随着无线通信的迅猛发展以及移动通信业务及种类的不断增加，基站天线上需要多种频率天线共存以满足不同的通信业务需要。这会带来一些问题：不同天线工作时会产生相互干扰，如高频天线发射信号时会影响低频天线工作，低频天线发射信号时同样会影响高频天线工作。
因此，针对上述问题，予以进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，为了减少天线对低频振子天线的干扰，在馈电巴伦组上增加并联具有LC谐振器的滤波枝节，滤除低频电磁波信号，馈线上的滤波谐振器既能实现低频滤波效果，又不会对天线振子本身的辐射产生影响，能较好地解决基站中不同频率多天线共存带来的相互干扰问题。
本发明的另一目的在于提供一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，天线支撑件最上方固定安装引向片，引向片处于振子辐射片正上方，用于提升天线增益和压窄天线波束宽度。
为达到以上目的，本发明提供一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，包括引向片、振子辐射片、馈电巴伦组、振子支撑件和底座馈电板，其中：
所述引向片和所述振子辐射片均安装于所述振子支撑件，所述馈电巴伦组内置于所述振子支撑件，所述馈电巴伦组一端固定于所述振子辐射片并且所述馈电巴伦组远离所述振子辐射片的一端固定于所述底座馈电板；
所述馈电巴伦组并联具有LC谐振器的滤波枝节，所述滤波枝节包括第一枝节和第二枝节，所述第一枝节与馈电巴伦组的巴伦馈电线路电性连接并且所述第二枝节与所述第一枝节远离所述巴伦馈电线路的一端电性连接，所述第二枝节的长度通过调整，以使得调整LC谐振器的等效电感L，所述第一枝节的长度通过调整所述滤波枝节与所述巴伦馈电线路的宽度，以使得调整LC谐振器的等效电容C，从而实现对于预设频段的滤波。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述馈电巴伦组设有第一滑动槽和第二滑动槽，所述第一枝节设有第一长度调节结构，所述第二枝节设有第二长度调节结构(下述的第一馈电巴伦和第二馈电巴伦均设有)，其中：
所述第一长度调节结构位于所述第一滑动槽，以使得所述第一长度调节结构在所述第一滑动槽滑动，从而改变LC谐振器的等效电容C；
所述第二长度调节结构位于所述第二滑动槽，以使得所述第二长度调节结构在所述第二滑动槽滑动，从而改变LC谐振器的等效电感L；
通过改变LC谐振器的等效电容C和等效电感L以实时实现不同频段的滤波。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述振子辐射片包括相互正交的第一振子组和第二振子组，所述第一振子组设有第一振子支撑件安装孔和第一馈电巴伦安装孔，所述第二振子组设有第二振子支撑件安装孔和第二馈电巴伦安装孔(所述第一支撑件安装孔和第二支撑件安装孔采用不同的形状，以使得进行区分，不会安装错误)。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述馈电巴伦组包括第一馈电巴伦和第二馈电巴伦，所述第一馈电巴伦包括第一巴伦馈电线路、第一(具有LC谐振器的)滤波枝节、第一振子安装端、第一馈电安装端和第一安装缝，所述第二馈电巴伦包括第二巴伦馈电线路、第二(具有LC谐振器的)滤波枝节、第二振子安装端、第二馈电安装端和第二安装缝，其中：
所述第一巴伦馈电线路和所述第一(具有LC谐振器的)滤波枝节电性连接(可通过长度调节结构进行调节相对距离)，所述第一振子安装端安装于所述第一馈电巴伦安装孔并且所述第一馈电安装端安装于所述底座馈电板的第三馈电巴伦安装孔；
所述第二巴伦馈电线路和所述第二(具有LC谐振器的)滤波枝节电性连接(可通过长度调节结构进行调节相对距离)，所述第二振子安装端安装于所述第二馈电巴伦安装孔并且所述第二馈电安装端安装于所述底座馈电板的第四馈电巴伦安装孔；
所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦之间通过第一安装缝和第二安装缝进行十字安装。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述振子支撑件包括第一振子安装端、第二振子安装端和底座安装端，所述第一振子安装端贯穿于所述第一振子支撑件安装孔并且所述第二振子安装端贯穿于所述第二振子支撑件安装孔(第一振子安装端和第二振子安装端的形状匹配于所述第一振子支撑件安装孔和第二振子支撑件安装孔的形状，使得振子辐射片安装于振子支撑件的第一振子安装端和第二振子安装端的底部)，所述底座安装端安装于所述底座馈电板的振子支撑件安装孔。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述引向片位于所述振子辐射片远离所述振子支撑件的一侧，所述引向片包括金属片本体，所述金属片本体包括第三振子支撑件安装孔和第四馈电巴伦安装孔(其形状与第一振子支撑件安装孔和第一馈电巴伦安装孔相同，均是匹配振子支撑件的第一振子安装端、第二振子安装端)，所述第三振子支撑件安装孔安装于所述第一振子安装端，所述第四振子支撑件安装孔安装于所述第二振子安装端(以使得所述引向片安装于所述振子支撑件的顶端)。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述底座馈电板还包括同轴电缆焊接点和第三巴伦馈电线路。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述第一振子组和所述第二振子组水平设置并且所述第一振子组和所述和第二振子组沿±45°极化方向放置(实现±45°两个极化电磁波辐射)，所述金属片本体的极化方向沿±45°。
附图说明
图1是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的爆炸图。
图2是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的引向片的结构示意图。
图3是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的振子辐射片的结构示意图。
图4是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的振子支撑件的结构示意图。
图5A是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的第一馈电巴伦的结构示意图。
图5B是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的第二馈电巴伦的结构示意图。
图6A是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的底座馈电板的结构示意图(正面)。
图6B是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的底座馈电板的结构示意图(背面)。
图7是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的振子辐射片的结构示意图。
图8是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的性能曲线图。
图9是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的性能曲线图。
图10是本发明的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线的性能曲线图。
附图标记包括：100、引向片；110、金属片本体；111、第三振子支撑件安装孔；112、第四振子支撑件安装孔；200、振子辐射片；210、第一振子组；211、第一振子支撑件安装孔；212、第一馈电巴伦安装孔；220、第二振子组；221、第二振子支撑件安装孔；222、第二馈电巴伦安装孔；300、馈电巴伦组；310、第一馈电巴伦；311、第一巴伦馈电线路；312、第一滤波枝节；313、第一振子安装端；314、第一馈电安装端；315、第一安装缝；320、第二馈电巴伦；321、第二巴伦馈电线路；322、第二滤波枝节；323、第二振子安装端；324、第二馈电安装端；325、第二安装缝；400、振子支撑件；410、第一振子安装端；420、第二振子安装端；430、底座安装端；500、底座馈电板；510、第三馈电巴伦安装孔；520、第四馈电巴伦安装孔；530、振子支撑件安装孔；540、同轴电缆焊接点；550、第三巴伦馈电线路。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
在本发明的优选实施例中，本领域技术人员应注意，本发明所涉及的同轴电缆等可被视为现有技术。
优选实施例。
本发明公开了一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线包括引向片100、振子辐射片200、馈电巴伦组300、振子支撑件400和底座馈电板500，其中：
所述引向片100和所述振子辐射片200均安装于所述振子支撑件400，所述馈电巴伦组300内置于所述振子支撑件400，所述馈电巴伦组300一端固定于所述振子辐射片200并且所述馈电巴伦组300远离所述振子辐射片200的一端固定于所述底座馈电板500；
所述馈电巴伦组300并联具有LC谐振器的滤波枝节，所述滤波枝节包括第一枝节和第二枝节，所述第一枝节与馈电巴伦组的巴伦馈电线路电性连接并且所述第二枝节与所述第一枝节远离所述巴伦馈电线路的一端电性连接，所述第二枝节的长度通过调整，以使得调整LC谐振器的等效电感L，所述第一枝节的长度通过调整所述滤波枝节与所述巴伦馈电线路的宽度，以使得调整LC谐振器的等效电容C，从而实现对于预设频段的滤波。
具体的是，所述馈电巴伦组设有第一滑动槽和第二滑动槽，所述第一枝节设有第一长度调节结构，所述第二枝节设有第二长度调节结构(下述的第一馈电巴伦和第二馈电巴伦均设有)，其中：
所述第一长度调节结构位于所述第一滑动槽，以使得所述第一长度调节结构在所述第一滑动槽滑动，从而改变LC谐振器的等效电容C；
所述第二长度调节结构位于所述第二滑动槽，以使得所述第二长度调节结构在所述第二滑动槽滑动，从而改变LC谐振器的等效电感L；
通过改变LC谐振器的等效电容C和等效电感L以实时实现不同频段的滤波。
更具体的是，所述振子辐射片200包括相互正交的第一振子组210和第二振子组220，所述第一振子组210设有第一振子支撑件安装孔211和第一馈电巴伦安装孔222，所述第二振子组220设有第二振子支撑件安装孔221和第二馈电巴伦安装孔222(所述第一支撑件安装孔和第二支撑件安装孔采用不同的形状，以使得进行区分，不会安装错误)。
进一步的是，所述馈电巴伦组300包括第一馈电巴伦310和第二馈电巴伦320，所述第一馈电巴伦310包括第一巴伦馈电线路311、第一(具有LC谐振器的)滤波枝节312、第一振子安装端313、第一馈电安装端314和第一安装缝315，所述第二馈电巴伦320包括第二巴伦馈电线路321、第二(具有LC谐振器的)滤波枝节322、第二振子安装端323、第二馈电安装端324和第二安装缝325，其中：
所述第一巴伦馈电线路311和所述第一(具有LC谐振器的)滤波枝节312电性连接(可通过长度调节结构进行调节相对距离)，所述第一振子安装端313安装于所述第一馈电巴伦安装孔212并且所述第一馈电安装端314安装于所述底座馈电板500的第三馈电巴伦安装孔510；
所述第二巴伦馈电线路321和所述第二(具有LC谐振器的)滤波枝节322电性连接(可通过长度调节结构进行调节相对距离)，所述第二振子安装端323安装于所述第二馈电巴伦安装孔222并且所述第二馈电安装端324安装于所述底座馈电板的第四馈电巴伦安装孔520；
所述第一馈电巴伦310和所述第二馈电巴伦320之间通过第一安装缝315和第二安装缝325进行十字安装。
更进一步的是，所述振子支撑件400包括第一振子安装端410、第二振子安装端420和底座安装端430，所述第一振子安装端410贯穿于所述第一振子支撑件安装孔211并且所述第二振子安装端420贯穿于所述第二振子支撑件安装孔221(第一振子安装端和第二振子安装端的形状匹配于所述第一振子支撑件安装孔和第二振子支撑件安装孔的形状，使得振子辐射片安装于振子支撑件的第一振子安装端和第二振子安装端的底部)，所述底座安装端430安装于所述底座馈电板500的振子支撑件安装孔530。
优选地，所述引向片100位于所述振子辐射片200远离所述振子支撑件400的一侧，所述引向片100包括金属片本体110，所述金属片本体110包括第三振子支撑件安装孔111和第四振子支撑件安装孔112(其形状与第一振子支撑件安装孔和第二振子支撑件安装孔相同，均是匹配振子支撑件的第一振子安装端、第二振子安装端)，所述第三振子支撑件安装孔111安装于所述第一振子安装端410，所述第四振子支撑件安装孔112安装于所述第二振子安装端420(以使得所述引向片安装于所述振子支撑件的顶端)。
优选地，所述底座馈电板500还包括同轴电缆焊接点540和第三巴伦馈电线路550。
图7为本发明的振子辐射片的另一种形式。
优选地，所述天线振子由两组相互正交的“口”型天线振子组成，所述第一振子组和所述第二振子组水平设置并且所述第一振子组和所述和第二振子组沿±45°极化方向放置(实现±45°两个极化电磁波辐射)，所述金属片本体的极化方向沿±45°。
优选地，本发明的振子辐射片、馈电巴伦组、引向片、振子支撑件和底座馈电板均是独立加工的，后期通过敢接在一起，引向片通过卡扣固定安装在振子支撑件最上端，并处于振子辐射片的正上方，所示每个部件都可以独立加工，最终通过振子支撑件安装固定；
第一振子组和第二振子组水平放置，且采用单面印制板实现，使用两组相互正交的振子沿±45°放置，实现±45°两个极化电磁波辐射；
振子辐射片通过焊接与馈电巴伦组连接，利用巴伦组的平衡到不平衡转换，并将馈电巴伦组与底座馈电板焊接，实现通信信号从电缆经底座馈电板、馈电巴伦到天线振子的传输辐射；
所述振子辐射片采用单面印制板，降低天线成本，在±45°方向开正交的十字缝隙，固定并焊接馈电巴伦组。作为改进，在印制开两组不同类型的孔(圆形和矩形)，便于固定在天线支撑件上，且不同类型的孔，使得两组巴伦安装时不容易安装错；
所述引向片由中间的圆片和两个正交的十字金属片本体构成，十字金属片本体与振子组的极化方向(±45°)相同，提升两个正交方向(±45°)的天线增益，压窄天线波束；
馈电巴伦组上并联一个LC谐振器的滤波枝节，滤除低频段(例如690-960MHz)信号。调节枝节长度来调整谐振器等效电感L，调节枝节与馈线的缝隙来调整谐振器等效电容C，最终使得谐振器的谐振频率为690-960MHz的中心频率825MHz，实现天线振子对低频(690-960MHz)的滤波效果。作为改进，由于电感值较大，需要较长的枝节，为了减少尺寸，对滤波枝节进行弯折，实现馈电巴伦小型化。
优选地，图8为S11和S22参数的性能曲线图，图9为驻波比图，图10为S21参数的性能曲线图。
值得一提的是，本发明专利申请涉及的同轴电缆等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，其特征在于，包括引向片、振子辐射片、馈电巴伦组、振子支撑件和底座馈电板，其中：
所述引向片和所述振子辐射片均安装于所述振子支撑件，所述馈电巴伦组内置于所述振子支撑件，所述馈电巴伦组一端固定于所述振子辐射片并且所述馈电巴伦组远离所述振子辐射片的一端固定于所述底座馈电板；
所述馈电巴伦组并联具有LC谐振器的滤波枝节，所述滤波枝节包括第一枝节和第二枝节，所述第一枝节与馈电巴伦组的巴伦馈电线路电性连接并且所述第二枝节与所述第一枝节远离所述巴伦馈电线路的一端电性连接，所述第二枝节的长度通过调整，以使得调整LC谐振器的等效电感L，所述第一枝节的长度通过调整所述滤波枝节与所述巴伦馈电线路的距离宽度，以使得调整LC谐振器的等效电容C，从而实现对于预设频段的滤波。
2.根据权利要求1所述的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，其特征在于，所述馈电巴伦组设有第一滑动槽和第二滑动槽，所述第一枝节设有第一长度调节结构，所述第二枝节设有第二长度调节结构，其中：
所述第一长度调节结构位于所述第一滑动槽，以使得所述第一长度调节结构在所述第一滑动槽滑动，从而改变LC谐振器的等效电容C；
所述第二长度调节结构位于所述第二滑动槽，以使得所述第二长度调节结构在所述第二滑动槽滑动，从而改变LC谐振器的等效电感L；
通过改变LC谐振器的等效电容C和等效电感L以实时实现不同频段的滤波。
3.根据权利要求2所述的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，其特征在于，所述振子辐射片包括相互正交的第一振子组和第二振子组，所述第一振子组设有第一振子支撑件安装孔和第一馈电巴伦安装孔，所述第二振子组设有第二振子支撑件安装孔和第二馈电巴伦安装孔。
4.根据权利要求3所述的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，其特征在于，所述馈电巴伦组包括第一馈电巴伦和第二馈电巴伦，所述第一馈电巴伦包括第一巴伦馈电线路、第一滤波枝节、第一振子安装端、第一馈电安装端和第一安装缝，所述第二馈电巴伦包括第二巴伦馈电线路、第二滤波枝节、第二振子安装端、第二馈电安装端和第二安装缝，其中：
所述第一巴伦馈电线路和所述第一滤波枝节电性连接，所述第一振子安装端安装于所述第一馈电巴伦安装孔并且所述第一馈电安装端安装于所述底座馈电板的第三馈电巴伦安装孔；
所述第二巴伦馈电线路和所述第二滤波枝节电性连接，所述第二振子安装端安装于所述第二馈电巴伦安装孔并且所述第二馈电安装端安装于所述底座馈电板的第四馈电巴伦安装孔；
所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦之间通过第一安装缝和第二安装缝进行十字安装。
5.根据权利要求4所述的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，其特征在于，所述振子支撑件包括第一振子安装端、第二振子安装端和底座安装端，所述第一振子安装端贯穿于所述第一振子支撑件安装孔并且所述第二振子安装端贯穿于所述第二振子支撑件安装孔，所述底座安装端安装于所述底座馈电板的振子支撑件安装孔。
6.根据权利要求5所述的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，所述引向片位于所述振子辐射片远离所述振子支撑件的一侧，所述引向片包括金属片本体，所述金属片本体包括第三振子支撑件安装孔和第四振子支撑件安装孔，所述第三振子支撑件安装孔安装于所述第一振子安装端，所述第四振子支撑件安装孔安装于所述第二振子安装端。
7.根据权利要求6所述的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，其特征在于，所述底座馈电板还包括同轴电缆焊接点和第三巴伦馈电线路。
8.根据权利要求7所述的一种具有滤波特性的宽带高增益双极化基站天线，其特征在于，所述第一振子组和所述第二振子组水平设置并且所述第一振子组和所述和第二振子组沿±45°极化方向放置，所述金属片本体的极化方向沿±45°。
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