CN203434269U - 一种宽带双极化天线辐射单元及天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽带双极化天线辐射单元及天线。其中，所述宽带双极化天线辐射单元，包括两个极化相互正交的偶极子和谐振片，谐振片通过绝缘支架固定于偶极子顶部。所述天线用上述辐射单元制成。本实用新型由于辐射片上方安装了谐振片，从而使得辐射单元在性能满足的情况下高度大大降低，使得辐射单元整体高度可以做到六分之一波长的高度，改善了高频特性，展宽了带宽，提高了增益，且驻波比、隔离度指标优良，此外，由本实用新型提供的宽带双极化天线的辐射单元结构简单，通过采用使偶极子的有源和无源两部分相对于馈电片交错排列的结构，大大提高了辐射单元的隔离性能；因此特性稳定，还具有水平面波束宽波度小，改善前后比的的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉移动通信天线领域，特别涉及一种宽带双极化天线辐射单元及天线。
背景技术
随着移动通信的迅猛发展，各种制式的工作频段也在不断扩展，TD-SCDMA网络中的智能天线的工作频率为1880-1920MHZ，2010-2025MHZ，2300-2400MHZ，DCS的通信频率为1710-1880MHZ，PCS的通信频率为1850-1990MHZ，UMTS的通信频率为1920-2170MHZ，WIMAX的部分通信频率为2300-2690MHZ，现有技术中已经提出了能兼顾上述制式的工作频为1710-2690MHZ的宽带天线的市场需求，而1710-2690MHZ的相对频带宽度则达到44.5%,现有的双极化天线振子一般都难以满足，由此组成的天线阵的带宽也受到限制。
双极化天线中的辐射单元用于无线电信系统中具有发射和接收电磁信号的能力，所接收信号由接收机进行处理并反馈给通信网络，所发射信号以不同于把接收信号的频率发射，在不同的种类的移动通信天线中同，双极化天线由于具有频率再用和极化分集的功能，以至于它己经成为一项十分重要的研究课题并且需求日益增加，但目前常用的双极化天线由于其辐射单元结构的原因通常具有以下不足：
其一，由于双极化天线的大量应用，减小每个天线的尺寸来减少制造成本成为制造商的目标之一，同时，在移动通信基站中，通过使用更小的基站天线来减小塔的尺寸，由此减小这些塔在社区中的视觉影响也成为业界人士关注的问题之一，这样，具有低姿势的天线越来越成为一种趋势，但目前常用的双极化天线由于其辐射单元结构等原因并不符合这一要求，比如在800MHZ~900MHZ频段，传统双极化天线辐射单元的辐射部分要距离底板近似四分之一波长高度，这样整个天线辐射单元往还要比四分之一波长还要高很多，由此造成了辐射单元与外罩成本的增加，并且不利于视觉效果，而通过单纯改变辐射单元的形状的方法来降低天线高度有相当大的难度，况且在天线高度降低的同时，其隔离度会随即变差。
其二，传统的双极化天线辐射单元基本为单片金属折叠而整理合成的辐射单元和贴片单元，但使用这两种辐射单元的天线的隔离度指标均不高，尤其折叠双极化天线辐射单元多采用两个偶极子位于馈电片在同一侧的结构，由此，因正交极化的两个馈电片相互影响而造成隔离度变差。
其三，传统的双极化天线折叠辐射单元由于多采用单片金属折叠整合而成，其与天线底板的焊接范围较大并需要较多的紧固件固定连接，其工艺复杂性限制了批量生产，同时这些紧固件和焊点引入了很触点畦不定不牢及不同金属交界面松动的隐患，由此产生了不希望看到的交调产物，如此，为了获得好的端口间隔离特性和小的交调产物，整个阵列中的所有辐射单元都要求稳固的固定及尽可能小的连接界面就变得相当重要。
发明内容
实用新型目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种尺寸小，高阻抗带宽，隔离度高并且增益高，结构简单，安装方便的宽带双极化天线辐射单元。
技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种宽带双极化天线辐射单元，包括两个极化相互正交的偶极子和谐振片，所述谐振片通过绝缘支架固定于偶极子顶部，所述偶极子包括两个辐射片、与辐射片垂直连接的支撑架、馈电片、和设置在支撑架底部的基座，所述馈电片为直角结构，包括水平馈线和垂直馈线，所述馈电片的水平馈线的两端分别与两个辐射片的一个角连接，所述馈电片的垂直馈线固定在其中一个辐射片的支撑架上；其中所述两个偶极子的馈电片相互垂直但不接触并且所述两个偶极子的辐射片在同一平面。
所述辐射片的中间设有与绝缘支架的腿部相适应的镂空，这样可以直接将绝缘支架卡扣在辐射片上，更加简单方便，结构更加稳固。
所述两个偶极子共有4个辐射片，所述辐射片矩阵排列，每个偶极子的两个辐射片为对角位置。形成辐射体两两对称且正交组合形成正负45度的极化方向分布，使辐射单元具体极化分明的特点；
所述每个辐射片的高度相同，相邻两个辐射片之间具有等宽间隙，这样使整个辐射单元的性能达到一致性；
所述馈电片的水平馈线的中点对应辐射片矩阵的中心，能够使两个偶极子分布均匀解决辐射单元的交叉比的性能要求；
因辐射单元的支撑架底部的基座长度大于两个偶极子的之间的长度，因此所述馈电片的垂直馈线的长度大于水平馈线的长度；这样使馈电片能穿过支撑架底部出来与反射板相连；
本发明还提供了一种宽带双极化天线，包括反射板和至少一个如权利要求1~7所述的辐射单元，所述辐射单元以规则矩阵的方式固定在反射板上。
工作原理：本实用新型所述的辐射单元由每组对称的辐射片使用馈电片连接形成，在辐射单元的上方安装谐振片构成，当辐射单元通过紧固件安装到反射板上时即形成天线当中的一组辐射单元，根据天线的增益要求可同时增加辐射单元的数量到反射板上；形成一组天线，当天线有信号输入时，辐射单元产生正负65度的方向图，从而使天线能达到运营商要求的性能指标。
有益效果：本实用新型由于辐射片上方安装了谐振片，从而使得辐射单元在性能满足的情况下高度大大降低，使得辐射单元整体高度可以做到六分之一波长的高度，改善了高频特性，展宽了带宽，提高了增益，且驻波比、隔离度指标优良，此外，由本实用新型提供的宽带双极化天线的辐射单元结构简单，通过采用使偶极子的有源和无源两部分相对于馈电片交错排列的结构，大大提高了辐射单元的隔离性能；因此特性稳定，还具有水平面波束宽波度小，改善前后比的的优点。
附图说明
图1为本实用新型提供的宽带双极化天线辐射单元的结构示意图；
图2为本实用新型中辐射片与支撑架的结构示意图；
图3为本实用新型中馈电片的结构示意图；
图4为本实用新型中偶极子的结构示意图；
图5为本实用新型提供的宽带双极化天线辐射单元的俯视图；
图6为本实用新型金属谐振片与绝缘支架的结构示意图；
图7为本实用新型提供的宽带双极化天线的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
如图1所示，宽带双极化天线辐射单元，包括两个极化相互正交偶极子100、200和谐振片300，所述谐振片300通过绝缘支架400固定于两个偶极子100、200顶部。
其中，偶极子100与偶极子200所包含的部件以及结构均相同，以偶极子100为例，偶极子100包括第一辐射片101、第二辐射片102、第一馈电片103；每个辐射片都有与其一体压铸成型的支撑架和设置在支撑架底部的基座且结构均相同，以第一辐射片101为例，如图2所示，第一辐射片101与支撑架104是一体压铸成型的金属件，支撑架104设置在第一辐射片101的一角并与第一辐射片101垂直，在第一辐射片101上与支撑架104的连接处设有圆孔，在支撑架104的底部设有基座105，在第一辐射片101的中间设有镂空处；如图3所示，第一馈电片103为直角结构，包括水平臂103a和垂直臂103b，其中垂直臂103b比水平臂103a长，水平臂103a的顶端设有与辐射片上相对应的圆孔；第一馈电片103将第一辐射片101与第二辐射片102连接成一个整体，如图4所示，第一辐射片101与第二辐射片102设有支撑架的角相对，将第一馈电片103的水平臂103a的顶端的圆孔与第一辐射片101上的圆孔对齐，通过抽芯铆钉将两者固定，第一馈电片103的垂直臂103b固定在第二辐射片102的支撑架上。
如图5所示，第一辐射片101、第二辐射片102、第三辐射片201、第四辐射片202位于同一平面，排成两行两列的阵列，呈两辆对称分布，第一馈电片的水平臂103a与第二馈电片的水平臂203a相互交叉垂直且不接触，在辐射片阵列的正上方设有金属谐振片300，其中，金属谐振片300的中心、第一馈电片的水平臂103a与第二馈电片的水平臂203a交叉位置与辐射片阵列的中心在一条直线上且相互对应。如图6所示，金属谐振片300使用铆接方式固定在塑料支架400上，塑料支架400通过卡扣方式直接固定于辐射片上方的镂空部位。
如图7所示，一种宽带双极化天线，包括反射板500和一个上述的辐射单元，在反射板500上有与辐射单元的基座相对应的卡口，辐射单元上的基座卡扣在反射板500的卡口上。
Claims (7)
1.一种宽带双极化天线辐射单元，其特征在于：包括两个极化相互正交的偶极子和谐振片，所述谐振片通过绝缘支架固定于偶极子顶部，所述偶极子包括两个辐射片、与辐射片垂直连接的支撑架、馈电片、和设置在支撑架底部的基座，所述馈电片为直角结构，包括水平馈线和垂直馈线，所述馈电片的水平馈线的两端分别与两个辐射片的一个角连接，所述馈电片的垂直馈线固定在其中一个辐射片的支撑架上；其中所述两个偶极子的馈电片相互垂直但不接触并且所述两个偶极子的辐射片在同一平面。
2.根据权利要求1所述的宽带双极化天线辐射单元，其特征在于：所述辐射片的中间设有与绝缘支架的腿部相适应的镂空。
3.根据权利要求2所述宽带双极化天线辐射单元，其特征在于：所述两个偶极子共有4个辐射片，所述辐射片矩阵排列，每个偶极子的两个辐射片为对角位置。
4.根据权利要求2或3所述宽带双极化天线辐射单元，其特征在于：所述每个辐射片的高度相同，相邻两个辐射片之间具有等宽间隙。
5.根据权利要求3所述宽带双极化天线辐射单元，其特征在于：所述馈电片的水平馈线的中点对应辐射片矩阵的中心。
6.根据权利要求2所述宽带双极化天线辐射单元，其特征在于：所述馈电片的垂直馈线的长度大于水平馈线的长度。
7.一种宽带双极化天线，其特征在于：包括反射板和至少一个如权利要求1、2、3、5或6中任意一项所述的辐射单元，所述辐射单元以规则矩阵的方式固定在反射板上。
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