CN1988260A - 一种宽频双极化天线阵子结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽频双极化天线阵子结构，包括：表面辐射单元、介质板、馈电支座和反射板；表面辐射单元包括半波阵子阵子臂和阵子末端连接结构，辐射单元各阵子臂在末端通过末端连接结构依次连接；馈电支座位于介质板和反射板之间，上方通过其上方凸起部分穿过介质板和辐射单元接触，下方并通过其下方凸起部分与反射板接触，馈电支座的内导体，顶端与表面辐射单元阵子进行焊接，其下端穿过反射板的缝隙但不与反射板接触，与阵子的馈电网络焊接；馈电支座的外导体，顶端凸起部分与辐射单元焊接，下端与反射板焊接从而起到一个扼流圈的作用。本发明所述阵子结构，可以在不改变天线阵子的基本结构和保证其基本电气性能的情况下，有效的提高交叉极化特性以满足要求，尤其在±60°方向上；同时由于阵子平衡性的提高，隔离度等电气性能指标也有一定的改善；此外本发明阐述的阵子结构与同类阵子比较结构更加稳定可靠，振子受正面和侧面的冲击承载能力有15％以上的提高；可适用于各种频段。
Description
所属技术领域
本发明涉及移动通信基站天线领域，尤其涉及双极化天线阵子及其辐射单元。
背景技术
目前，双极化天线的阵子多采用两对正交的半波振子结构。这种结构相对直观地实现了两对半波阵子的场正交，从而实现双极化。理想的正交对双极化阵子的两个极化的极化分极和双极化天线的效率非常重要，其正交特性的优劣通常用交叉极化分辨率或者交叉极化比来评估。目前流行的评估指标是：主轴交叉极化比和±60°交叉极化比，且要求主轴典型值高于20dB，在±60°高于10dB，大多相对简单的振子结构由于加工或者馈电不平衡等原因造成阵子辐射单元空间辐射不平衡，仅仅依靠阵子本身无法满足对交叉极化的要求，交叉极化特性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高了阵子本身空间辐射的平衡性而提高交叉极化特性的宽频双极化天线阵子结构。
本发明的发明构思是，辐射单元阵子臂的末端通过特定的结构连接起来，通过调整这些特定连接结构的形状来提高天线阵子对称性，从而提高阵子空间辐射的平衡性，进而提高交叉极化特性。
本发明所采用的技术方案是：宽频双极化天线阵子结构包括：表面辐射单元、介质板、馈电支座和反射板；表面辐射单元包括半波阵子阵子臂和阵子末端连接结构，辐射单元各阵子臂在末端通过末端连接结构依次连接；馈电支座位于介质板和反射板之间，上方通过其上方凸起部分穿过介质板和辐射单元接触，下方并通过其下方凸起部分与反射板接触，馈电支座的内导体，顶端与表面辐射单元阵子进行焊接，其下端穿过反射板的缝隙但不与反射板接触，与阵子的馈电网络焊接；馈电支座的外导体，顶端凸起部分与辐射单元焊接，下端与反射板焊接从而起到一个扼流圈的作用。
上述方案中，所述支座馈电采用线路板馈电，所述线路板馈电支座的介质板通过其上方凸起部分穿过介质板和辐射单元；并通过其下方凸起部分穿过反射板，附着在馈电支座介质板表面的支座内导体部分其顶端凸起部分与辐射阵子进行焊接，其下端凸起部分穿过反射板的缝隙但不与反射板接触，与阵子的馈电网络焊接；线路板馈电支座的外导体部分其顶端凸起部分与辐射单元焊接，下端与反射板焊接从而起到一个扼流圈的作用。
上述方案中，所述支座馈电也可采用电缆馈电，电缆馈电支座通过其上方凸起部分穿过介质板和辐射单元接触并焊接；并通过其下方凸起部分与反射板接触并固定，电缆的内导体穿过馈电支座上端凸起，与支座凸起进行焊接；电缆外导体在其下端部分分别在与馈电支座上端凸起相通的腔体部分与馈电支座焊接，从而使整个馈电支座成为馈电结构的外导体，其顶端凸起部分与辐射单元焊接，下端与反射板连接从而起到一个扼流圈的作用。
本发明的有益效果是：本发明所述阵子结构，可以在不改变天线阵子的基本结构和保证其基本电气性能的情况下，有效的提高交叉极化特性以满足要求，尤其在±60°方向上；同时由于阵子平衡性的提高，隔离度等电气性能指标也有一定的改善；此外本发明阐述的阵子结构与同类阵子比较结构更加稳定可靠，振子受正面和侧面的冲击承载能力有15％以上的提高；最后，这种阵子结构适用于各种频段，包括GSM(806MHz-960MHz)，UMTS(1710MHz-2170MHz)，WiMax(2300MHz-2700MHz)等等。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
图1a是线路板馈电的辐射单元结构图(阵子俯视图)；
图1b是线路板馈电的辐射单元结构+45°剖面侧视图；
图1c、图1d是线路板馈电结构与支座结构视图(阵子沿辐射单元+45°剖面的侧视图)；
图1e、图1f是是线路板馈电结构与支座结构视图(阵子沿辐射单元-45°剖面的侧视图)；
图2a是电缆馈电的辐射单元结构图(阵子俯视图)；
图2b是电缆馈电的辐射单元结构+45°剖面侧视图
图2c是电缆馈电支座结构视图(沿辐射单元+45°剖面的侧视图)；
图2d是电缆馈电支座结构视图(沿辐射单元-45°剖面的侧视图)；
图2e是电缆馈电支座结构斜视图；
图2f是电缆馈电支座结构视图(沿辐射单元0°剖面的侧视图)
图3a、图3b、图3c、图3d、图3e是几种阵子末端连接结构示意图。
图1系列为线路板馈电的阵子结构，其中：
1---辐射单元 2---介质板 3---反射板 4---末端连接结构，
5、6、7、8---支座与辐射单元接触的凸起部分 9.支座的介质板i 10---支座的内导体部分i，
11、12、15、16---支座与反射板连接部分 13---支座的外导体部分i 14---支座的内导体部分ii，
17---支座的介质板ii 18---支座的外导体部分ii
图2系列为电缆支座馈电结构，其中：
19---辐射单元 20---介质板 21---反射板 22---末端连接结构，
23、24、25、2---电缆馈电支座与辐射单元接触的凸起部分，
27---电缆馈电电缆内导体部分i 28---电缆馈电支座电缆内导体部分ii 29---电缆馈电支座，
30、31、32---支座与反射板连接部分
图3为表面辐射单元的末端连接结构，其中：
图3a、图3b、图3c、图3d、图3e是几种阵子表面辐射单元末端连接结构示意图。
具体实施方式
按照支座馈电方式分类，其本发明具体实施方案可以分为两类：
1.线路板馈电方式的具体实施方案
2.电缆馈电方式的具体实施方案
方案1，如图1a所示，宽频双极化天线阵子结构包括：表面辐射单元1、介质板2、反射板3，末端连接结构4；表面辐射单元1包括半波阵子的阵子臂和阵子末端连接结构4，呈±45°十字交叉的两个菱形的半波振子组成一个双极化天线阵子的辐射单元，如图所示，菱形阵子辐射单元各阵子臂在末端通过末端连接结构4依次连接；线路板馈电支座的介质板i9和介质板ii17通过其上方凸起部分5，6，7，8穿过介质板2和辐射单元1；并通过其下方凸起部分11，12，15，16穿过反射板3。
如图1b、1c、图1d、图1e所示，附着在馈电支座介质板表面的支座内导体部分i10和内导体部分ii14，其顶端凸起部分与辐射阵子进行焊接，其下端凸起部分穿过反射板3的缝隙但不与反射板3接触，与阵子的馈电网络焊接；线路板馈电支座的外导体部分i13和外导体部分8ii，其顶端凸起部分与辐射单元1焊接，下端与反射板3焊接从而起到一个扼流圈的作用。
方案2，如图2a所示，表面辐射单元19包括半波阵子的阵子臂和阵子末端连接结构22，呈±45°十字交叉的两个菱形的半波振子组成一个双极化天线阵子的辐射单元，如图所示，菱形阵子辐射单元各阵子臂在末端通过末端连接结构22依次连接；电缆馈电支座29通过其上方凸起部分23，24，25，26穿过介质板和辐射单元接触并焊接；并通过其下方凸起部分31，32，33与反射板21接触并固定。
如图2b、图2c、图2d、图2e所示，电缆从馈电支座29内部与24和26相通的腔体通过，如图中所示黑色实体部分27和28分别为两段电缆的内导体，内导体穿过馈电支座29上端凸起24和26，折弯后分别与馈电支座29凸起25和23进行焊接；两段电缆外导体在其下端部分分别在与馈电支座29上端凸起24和26相通的腔体部分与支座29焊接，从而使整个馈电支座29成为馈电结构的外导体，其顶端凸起部分与辐射单元19焊接，下端与反射板21连接从而起到一个扼流圈的作用。
如图3a、图3b、图3c、图3dc、图3e所示，33，34，35，36，37是几种末端连接的结构，这些结构有着不同的形状、不同的边长和不同的末端连接方式，通过适当调整这些结构的尺寸特性，可以获得理想的阵子交叉极化特性和电性能特性。
Claims (3)
1、一种宽频双极化天线阵子结构，其特征在于：所述宽频双极化天线阵子结构包括：表面辐射单元、介质板、馈电支座和反射板；表面辐射单元包括半波阵子阵子臂和阵子末端连接结构，辐射单元各阵子臂在末端通过末端连接结构依次连接；馈电支座位于介质板和反射板之间，上方通过其上方凸起部分穿过介质板和辐射单元接触，下方并通过其下方凸起部分与反射板接触，馈电支座的内导体，顶端与表面辐射单元阵子进行焊接，其下端穿过反射板的缝隙但不与反射板接触，与阵子的馈电网络焊接；馈电支座的外导体，顶端凸起部分与辐射单元焊接，下端与反射板焊接从而起到一个扼流圈的作用。
2、如权利要求1所述宽频双极化天线阵子结构，其特征在于：所述支座馈电采用线路板馈电，所述线路板馈电支座的介质板通过其上方凸起部分穿过介质板和辐射单元；并通过其下方凸起部分穿过反射板，附着在馈电支座介质板表面的支座内导体部分其顶端凸起部分与辐射阵子进行焊接，其下端凸起部分穿过反射板的缝隙但不与反射板接触，与阵子的馈电网络焊接；线路板馈电支座的外导体部分其顶端凸起部分与辐射单元焊接，下端与反射板焊接从而起到一个扼流圈的作用。
3、如权利要求1所述宽频双极化天线阵子结构，其特征在于：所述支座馈电采用电缆馈电，电缆馈电支座通过其上方凸起部分穿过介质板和辐射单元接触并焊接；并通过其下方凸起部分与反射板接触并固定，电缆的内导体穿过馈电支座上端凸起，与支座凸起进行焊接；电缆外导体在其下端部分分别在与馈电支座上端凸起相通的腔体部分与馈电支座焊接，从而使整个馈电支座成为馈电结构的外导体，其顶端凸起部分与辐射单元焊接，下端与反射板连接从而起到一个扼流圈的作用。
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