CN202025852U - 双极化偶极子辐射器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种双极化偶极子辐射器，应用于具有多个偶极子的天线中，所述天线包括：具有至少一对正交放置的偶极子辐射器，用以将所述偶极子辐射器固定在一反射底板上的支撑结构，所述支撑结构包含与所述反射底板相接的底座以及连接至各该偶极子辐射器的多个支柱，其中，所述偶极子辐射器为扇形金属薄板，其扇形夹角小于90度，且各该偶极子辐射器分别对应各该支柱连接至底座上。如此设计以使本实用新型的双极化偶极子辐射器不但具有普通偶极子天线的基本特性，且使得其在生产以及装配中更为简单，并具有更为优秀的电气指标。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种偶极子辐射器，特别是涉及一种应用在移动通信天线上的双极化偶极子辐射器。
背景技术
在公开文献中，描述了普通的偶极子结构或排列成十字形的偶极子结构，这种结构的偶极子可以在一个或两个相互正交的极化方向发射和接收信号，但同时也具有以下缺点，首先，通常的偶极子辐射器，多是采用较细的振子结构，并通过一段焊接在偶极子的两臂之间的信号导体进行馈电。这种结构存在一些明显的不足就是偶极子辐射器的工作带宽不能满足使用要求，装配较为困难。
其次，通常偶极子辐射器使用同轴电缆馈电，属于不平衡信号传输方式，对于偶极子辐射器类型的天线就必须通过巴伦(Balun)来进行转换，连接辐射器两臂的馈电装置是重要的组成部分。已知的方案中，包括采用金属材料的耦合元件或与辐射器的两臂直接电性连接的金属导体进行馈电。而上述结构需要额外增设支撑结构或生产工作来保证不同极化信号传输通道之间的间隔，以避免引起不需要的信号耦合，从而降低不同极化之间的信号隔离度。
因而，如何提供一种偶极子辐射器装置，使其不但具有普通偶极子天线的基本特性，且使得其在生产以及装配中更为简单，并具有更为优秀的电气指标，解决上述现有技术中存在的缺陷，已经成为相关领域之业者目前亟待解决的问题。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种双极化偶极子辐射器，使其不但具有普通偶极子天线的基本特性，且使得其在生产以及装配中更为简单，并具有更为优秀的电气指标，进而解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种双极化偶极子辐射器，应用于具有多个偶极子的天线中，所述天线包括：具有至少一对正交放置的偶极子辐射器，用以将所述偶极子辐射器固定在一反射底板上的支撑结构，所述支撑结构包含与所述反射底板相接的底座以及连接至各该偶极子辐射器的多个支柱，其特征在于，所述偶极子辐射器为扇形金属薄板，其扇形夹角小于90度，且各该偶极子辐射器分别对应各该支柱连接至底座上。
在本实用新型的双极化偶极子辐射器中，各该偶极子辐射器之背面与相应支柱的连接处具有加厚台阶，各该偶极子辐射器之正面具有一呈锥形的钉状台阶，所述钉状台阶临近扇形中心。
在本实用新型的双极化偶极子辐射器中，各该偶极子辐射器之正面装设有印刷电路板的馈电装置，所述馈电装置为蚀刻在所述印刷电路板上的铜箔结构，其至少有一端焊接在所述钉状台阶上。所述馈电装置与所述偶极子辐射器之正面具有间隙，以使所述馈电装置与所述偶极子辐射器之正面绝缘。
在本实用新型的双极化偶极子辐射器中，所述支撑结构通过螺钉或铆钉固定在所述反射底板上，所述支撑结构中的底座与所述反射底板之间设置有一弹性垫片。所述支撑结构中的支柱为管状结构，所述底座开设有安装孔。所述天线还包括电性连接所述馈电装置与反射底板的同轴电缆，所述同轴电缆由所述反射底板依次贯穿所述底座之安装孔及所述支柱连接于所述馈电装置。所述反射底板表面涂覆有绝缘隔离层。
如上所述，本实用新型的双极化偶极子辐射器与现有技术相比：
首先，本实用新型使用了宽板形偶极子辐射器，尺寸较宽的辐射器两臂增加了偶极子辐射器的工作频带，扇形结构使得相互正交的两对振子之间的缝隙从偶极子辐射器中心向外缘逐渐增大。这种形状可以在40％的相对带宽内得到满意的匹配特性，其不同极化的信号通道之间也有着较高的隔离度，与现有技术中的细线振子相比较，本实用新型中的扇形辐射器有着更高的辐射增益。
其次，本实用新型使用了印刷电路板(PCB)的方式馈电，将金属信号导体蚀刻在印刷电路板上，可以精确地控制馈电导体与辐射器表面的相对位置以及两个相互正交极化信号通道的间隔。
再者，本实用新型中在支撑结构底座设置有弹性垫片以减少两者之间的接触面积，增加接触压力，此时可以取得更好的互调特性。而且，不仅可以减小接触面积，而且由于弹性垫片的作用，可以辐射器与反射底板会较少地受到震动及接触不良的影响，更佳地，在支撑结构底座和放射底板之间放置绝缘隔离层，通常为绝缘垫片或绝缘材料支撑的底座，可以使互调性能更佳。
附图说明
图1显示为本实用新型的双极化偶极子辐射器结构示意图。
图2显示为本实用新型中馈电装置与偶极子辐射器结合示意图。
图3显示为本实用新型的双极化偶极子辐射器装配示意图。
图4显示为本实用新型的双极化偶极子辐射器在另一种实施方式中装配示意图。
图5显示为本实用新型的双极化偶极子辐射器在再一种实施方式中装配示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。
请参阅图1至图3，图1显示为本实用新型的双极化偶极子辐射器结构示意图；图2显示为本实用新型中馈电装置与偶极子辐射器结合示意图；图3显示为本实用新型的双极化偶极子辐射器装配示意图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图所示，本实用新型提供一种双极化偶极子辐射器，应用于具有多个偶极子的天线中，所述天线1至少包括：偶极子辐射器11a、11b、11c、11d，支撑结构12，反射底板13，馈电装置14，同轴电缆15等。
在本实施方式中，正交放置的所述偶极子辐射器以两对为例进行说明，即图示中偶极子辐射器11a、11b、11c、11d，所述偶极子辐射器11a、11b、11c、11d为扇形金属薄板，其扇形夹角小于90度，且各偶极子辐射器的辐射臂之间的缝隙向外缘方向逐步增加，如此尺寸较宽的辐射器两臂增加了偶极子辐射器的工作频带，扇形结构使得相互正交的两对振子之间的缝隙从偶极子辐射器中心向外缘逐渐增大。这种形状可以在40％的相对带宽内得到满意的匹配特性，其不同极化的信号通道之间也有着较高的隔离度。
所述支撑结构12将4个偶极子辐射器11a、11b、11c、11d固定在一反射底板13上，具体地，所述支撑结构12通过螺钉或铆钉(未图示)固定在所述反射底板13上，所述支撑结构12包含与所述反射底板13相接的底座121以及连接至各该偶极子辐射器11a、11b、11c、11d的4个支柱122a、122b、122c以及122d，各该偶极子辐射器11a、11b、11c、11d分别对应各该支柱122a、122b、122c以及122d连接至底座13上。
在本实施方式中，各该偶极子辐射器11a、11b、11c、11d之背面与相应支柱122a、122b、122c或122d的连接处具有加厚台阶16，以增强各该偶极子辐射器11a、11b、11c、11d的机械强度。
各该偶极子辐射器11a、11b、11c、11d之正面具有一呈锥形的钉状台阶17，所述钉状台阶17临近扇形中心。各该偶极子辐射器之11a、11b、11c、11d正面装设有印刷电路板的馈电装置14，所述馈电装置14为蚀刻在所述印刷电路板上的铜箔结构141，其至少有一端焊接在所述钉状台阶17上。所述馈电装置14与所述偶极子辐射器11a、11b、11c、11d之正面具有间隙，以使所述馈电装置14与所述偶极子辐射器11a、11b、11c、11d之正面绝缘。在本实施方式中，钉状台阶17可以精确控制馈电装置14与所述偶极子辐射器11a、11b、11c、11d正面的间距，进而避免印刷电路板背面的铜箔结构141与偶极子辐射器11a、11b、11c、11d正面接触造成短路。由于在本实用新型中使用了印刷电路板(PCB)的方式馈电，将金属信号导体蚀刻在印刷电路板上，可以精确地控制馈电导体与所述偶极子辐射器11a、11b、11c、11d表面的相对位置以及两个相互正交极化信号通道的间隔。
在本实施方式中，所述支撑结构12中的支柱122a、122b、122c以及122d为管状结构，具体地，所述各支柱122a、122b、122c以及122d内部均有纵向贯穿的通孔123，所述底座121开设有安装孔1211。
电性连接所述馈电装置14与反射底板13的同轴电缆15，所述同轴电缆15由所述反射底板121依次贯穿所述底座的安装孔1211及所述支柱122a、122b、122c或122d中的通孔123连接在所述馈电装置14上。
在另外一种实施方式中，请参阅图4，图4显示为本实用新型的双极化偶极子辐射器在另一种实施方式中装配示意图。所述偶极子辐射器11a、11b、11c、11d也可以采用一种变形的安装方式。如图所示，在反射底板13的背面放置导电底板19。使用较短的同轴电缆15固定在导电底板19上，将外部馈电电缆20的外导体焊接在导电底板19上，而内导体与同轴电缆15的内导体连接，这样的方式可以减小同轴电缆15的弯折半径，避免电缆损伤造成的指标劣化。
在再一实施方式中，请参阅图5，图5显示为本实用新型的双极化偶极子辐射器在再一种实施方式中装配示意图。所述偶极子辐射器11a、11b、11c、11d也可以采用再一种变形的安装方式。如图所示，所述支撑结构12通过螺钉或铆钉固定在所述反射底板13上，所述支撑结构12中的底座121与所述反射底板13之间设置有一弹性垫片18。以使支撑结构12的底座保证了偶极子辐射器11a、11b、11c、11d和反射底板13之间较小的接触面积，可以较好地改善互调特性。更好地，所述反射底板13表面涂覆有绝缘隔离层或与所述的偶极子辐射器11a、11b、11c、11d之间有绝缘材料制成的隔离装置。
综上所述，如此设计以使本实用新型的双极化偶极子辐射器不但具有普通偶极子天线的基本特性，且使得其在生产以及装配中更为简单，并具有更为优秀的电气指标。所以，与现有技术相比，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟习此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。
Claims (9)
1.一种双极化偶极子辐射器，应用于具有多个偶极子的天线中，所述天线包括：具有至少一对正交放置的偶极子辐射器，用以将所述偶极子辐射器固定在一反射底板上的支撑结构，所述支撑结构包含与所述反射底板相接的底座以及连接至各该偶极子辐射器的多个支柱，其特征在于，所述偶极子辐射器为扇形金属薄板，其扇形夹角小于90度，且各该偶极子辐射器分别对应各该支柱连接至底座上。
2.根据权利要求1所述的双极化偶极子辐射器，其特征在于：各该偶极子辐射器之背面与相应支柱的连接处具有加厚台阶。
3.根据权利要求1所述的双极化偶极子辐射器，其特征在于：各该偶极子辐射器之正面具有一呈锥形的钉状台阶，所述钉状台阶临近扇形中心。
4.根据权利要求3所述的双极化偶极子辐射器，其特征在于：各该偶极子辐射器之正面装设有印刷电路板的馈电装置，所述馈电装置为蚀刻在所述印刷电路板上的铜箔结构，其至少有一端焊接在所述钉状台阶上。
5.根据权利要求4所述的双极化偶极子辐射器，其特征在于：所述馈电装置与所述偶极子辐射器之正面具有间隙，以使所述馈电装置与所述偶极子辐射器之正面绝缘。
6.根据权利要求4所述的双极化偶极子辐射器，其特征在于：所述支撑结构通过螺钉或铆钉固定在所述反射底板上，所述支撑结构中的底座与所述反射底板之间设置有一弹性垫片。
7.根据权利要求6所述的双极化偶极子辐射器，其特征在于：所述支撑结构中的支柱为管状结构，所述底座开设有安装孔。
8.根据权利要求7所述的双极化偶极子辐射器，其特征在于：所述天线还包括电性连接所述馈电装置与反射底板的同轴电缆，所述同轴电缆由所述反射底板依次贯穿所述底座之安装孔及所述支柱连接于所述馈电装置。
9.根据权利要求1所述的双极化偶极子辐射器，其特征在于：所述反射底板表面涂覆有绝缘隔离层。
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