CN201233958Y - 一种宽频带全波对称振子天线 - Google Patents

一种宽频带全波对称振子天线 Download PDF

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Abstract

一种宽频带全波对称振子天线，包括主辐射体，平衡馈电装置，平衡馈电装置对主辐射体馈电即激励主辐射体，其特征在于：还包括作为寄生单元的次辐射体，所述次辐射体位于主辐射体正上方，所述主辐射体为激励单元，长度对应低频段的全波长，次辐射体为寄生单元，受主辐射体激励，彼此间发生电磁耦合作用。本实用新型规避了全波对称振子输入阻抗太高的缺陷，采用耦合馈电方式或直接焊接馈电方式激励全波对称振子形式的主辐射体，受激励的该主辐射体再激励其上方的无源次辐射体即寄生单元，主辐射体与次辐射体彼此间发生电磁耦合作用，使得全波长的激励单元即主辐射体谐振于工作频率的低频段，次辐射体谐振于工作频率的高频段。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：SWR＜1.5时，驻波比相对带宽超过50％。

Description

一种宽频带全波对称振子天线
[技术领域]
本实用新型涉及一种天线。
[技术背景]
移动通信网络的多元化为公众带来了丰富多彩的服务，多种网络技术共存的时代正在到来。
为了适应移动通信多网融合的发展趋势以及网络的后续演进，避免重复建设和投资，希望天线尽可能宽频带工作。
按照我国目前即将运营的TD-SCDMA网络需求，智能天线要求工作频率为1880～1920MHz/2010～2025MHz/2300～2400MHz，其相对带宽超过22％；数字通信网络(DCN)通信频率为1710—1880MHz，个人通信服务(PCS)通信频率为1850-1990MHz，通用移动电信系统(UMTS)通信频率为1920—2170MHz，中国时分双工(TDD)通信频率为2300—2400MHz，WiMAX主要通信频率为2300—2700MHz。1710-2400MHz相对频带宽度超过33％，1710—2700MHz相对频带宽度接近45％，到目前为止，现有技术中尚未发现相对频带宽度超过25％以上的移动通信双极化基站天线。因此，寻求一种相对带宽尽可能宽的天线基本辐射单元已经成为实现宽频带阵列天线的最关键技术之一。
[实用新型内容]
本实用新型的目的在于提供一种宽频带全波对称振子天线。
为实现上述目的，本实用新型的一种宽频带全波对称振子天线，包括主辐射体，平衡馈电装置，平衡馈电装置对主辐射体馈电即激励主辐射体，其特征在于：还包括作为寄生单元的次辐射体，所述次辐射体位于主辐射体正上方，所述主辐射体为激励单元，长度对应低频段的全波长，次辐射体为寄生单元，受主辐射体激励，彼此间发生电磁耦合作用。
上述次辐射体以绝缘材料固定于天线主辐射体正上方，相对高度约0.05-0.1波长。
上述平衡馈电装置由激励芯线和平衡巴仑两部分组成，组成平衡馈电装置的激励芯线可以是耦合馈电，也可以是直接焊接馈电。
上述激励芯线位于平衡巴仑内部，激励芯线与平衡巴仑构成一对微带传输线，所述激励芯线的输入端与天线的馈电网络相联接。
上述主辐射体由单极化对称振子组成，平衡巴仑由相互平行且底部短路的一对金属柱体组成。
上述主辐射体由相互正交的双极化对称振子组成，平衡巴仑由相互平行且底部短路的两对金属柱体组成。
上述的平衡巴仑与主辐射体在物理结构上设计为一体。
本实用新型规避了全波对称振子输入阻抗太高的缺陷，采用耦合馈电方式或直接焊接馈电方式激励全波对称振子形式的主辐射体，受激励的该主辐射体再激励其上方的无源次辐射体即寄生单元，主辐射体与次辐射体彼此间发生电磁耦合作用，其结果使得全波长的激励单元即主辐射体谐振于工作频率的低频段，次辐射体谐振于工作频率的高频段。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：SWR<1.5时，驻波比相对带宽超过50％。
[附图说明]
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
图2是本实用新型实施例一的俯视图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图2的B-B剖视图；
图5是本实用新型实施例一的一个极化对应的实测驻波比曲线；
图6是本实用新型实施例一的另一个极化对应的实测驻波比曲线；
图7是本实用新型实施例一的两个极化对应的实测隔离度曲线。
图8是本实用新型实施例二的结构示意图；
图9是本实用新型实施例三的结构示意图；
图10是本实用新型实施例四的结构示意图；
图11是本实用新型实施例五的结构示意图；
[具体实施方式]
参考图1至图4，本实用新型的一种宽频带全波对称振子天线，包括主辐射体1，平衡馈电装置，平衡馈电装置对主辐射体1馈电即激励主辐射体以及作为寄生单元的次辐射体3。所述主辐射体为激励单元，由相互正交的双极化对称振子组成，长度对应低频段的全波长，主辐射体振子的两个臂可以等长度(也可以不等长度)。所述的次辐射体3为方型片状金属，以绝缘材料5固定于天线辐射主体1正上方，相对高度约0.05-0.1波长，受主辐射体激励，主辐射体与次辐射体彼此间发生电磁耦合作用。上述平衡馈电装置由激励芯线6和平衡巴仑4两部分组成，激励芯线为耦合馈电，平衡巴仑由相互平行且底部短路的两对金属柱体组成，平衡巴仑4与主辐射体1在物理结构上设计为一体。本实施例设有反射板2，平衡巴仑通过底部固定于反射板2之上，起到支撑主辐射体1的作用，平衡巴仑底部开有孔7，反射板2相应部位也开有孔洞，以便于激励芯线穿过与天线的馈电网络相联接。
参考图5、图6和图7，实施例一中，铝合金反射板的厚度为1.5mm，大小为150mm×150mm，边高20mm，主辐射体的总长度为160mm，次辐射体尺寸为50mm×50mm×1mm，天线置于微波暗室，使用网络分析仪实测的曲线表明，两个极化对应的驻波比小于1.5的相对带宽分别为55.4％和51.5％；两个极化对应的隔离度在1500MHz-2600MHz频带范围内小于—30dB。
实施例二，参考图8，本实施例与上一实施例不同之处在于次辐射体3的形状为圆形。
实施例三，参考图9，本实施例与前述实施例不同之处在于次辐射体3的形状为十字形。
实施例四，参考图10，本实施例与前述实施例不同之处在于次辐射体3的形状为正方形环。
实施例五，参考图11，本实施例与前述实施例不同之处在于次辐射体3的形状为圆环。
本实用新型的次辐射体的厚度、形状可以不受上述实施例的局限，可以是一字形、矩形、椭圆形、圆锥型、矩形环、椭圆形环或其它任意形状。

Claims (9)

1、一种宽频带全波对称振子天线，包括主辐射体，平衡馈电装置，平衡馈电装置对主辐射体馈电即激励主辐射体，其特征在于：还包括作为寄生单元的次辐射体，所述次辐射体位于主辐射体正上方，所述主辐射体为激励单元，长度对应低频段的全波长，次辐射体为寄生单元，受主辐射体激励，彼此间发生电磁耦合作用。
2、根据权利要求1所述的一种宽频带全波对称振子天线，其特征在于：所述次辐射体以绝缘材料固定于天线主辐射体正上方，相对高度约O.05-O.1波长。
3、根据权利要求1所述的一种宽频带全波对称振子天线，其特征在于：所述平衡馈电装置由激励芯线和平衡巴仑两部分组成，组成平衡馈电装置的激励芯线可以是耦合馈电，也可以是直接焊接馈电。
4、根据权利要求3所述的一种宽频带全波对称振子天线，其特征在于：所述激励芯线位于平衡巴仑内部，激励芯线与平衡巴仑构成一对微带传输线，所述激励芯线的输入端与天线的馈电网络相联接。
5、根据权利要求3所述的一种宽频带全波对称振子天线，其特征在于：所述主辐射体由单极化对称振子组成，平衡巴仑由相互平行且底部短路的一对金属柱体组成。
6、根据权利要求3所述的一种宽频带全波对称振子天线，其特征在于：所述主辐射体由相互正交的双极化对称振子组成，平衡巴仑由相互平行且底部短路的两对金属柱体组成。
7、根据权利要求3所述的一种宽频带全波对称振子天线，其特征在于：平衡巴仑与主辐射体在物理结构上设计为一体。
8、根据权利要求1所述的一种宽频带全波对称振子天线，其特征在于：主辐射体振子的两个臂可以等长度或不等长度。
9、根据权利要求1或3或4所述的一种宽频带全波对称振子天线，其特征在于：所述的宽频带全波对称振子天线如果设有反射板，则所述平衡巴仑固定于反射板之上。
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