CN203445233U - 小口径高性能宽带振子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小口径高性能宽带振子，包括成对配置的二组偶极子、以及将偶极子支撑定位的平衡器；平衡器包括互成正交关系的第一、第二单元支架；第一、第二组偶极子均包括二单元臂，其中第一组偶极子设于第一单元支架的二凸伸端，第二组偶极子则设于第二单元支架的二凸伸端；二单元臂相对向内侧弯折，二单元臂与第一、第二单元支架之间具有一夹角，两组单元臂之间为间隔相对关系，单元臂端部设有弯折状载入段；各间隔相对的弯折状加载段之间通过绝缘介电介质连接；本实用新型宽带振子的口径显著减小，振子组阵间距有更大调整空间，高、低频段的干扰性更小，令天线性能获得大幅提升，并可缩减天线设置体积以降低天线制造成本。

Description

小口径高性能宽带振子

技术领域

本实用新型涉及一种天线，特别涉及一种小口径高性能的宽带振子。

背景技术

目前宽带天线或者双频天线的具体结构实施上，通常会采用将高频段天线与低频段天线共轴设置，同时搭配数组分布的形态来达到预期使用效能。

如图1所示，即为一现有宽带天线结构实施形态的平面俯视图，其主要由宽带辐射单元60搭配宽带振子70的数组天线结构形态，其中该宽带振子70包括成对配置的两组偶极子71、72藉以将偶极子71、72支撑定位于一长型基板80上间隔高度位置的平衡器73，该平衡器73则呈向上凸伸的立体交叉架形态，包括互成正交关系的第一单元支架731以及第二单元支架732，且该第一、第二单元支架731、732的设向与长型基板80的延伸向之间具有45°的夹角相对关系，复令其中第一组偶极子71分设于第一单元支架731的二凸伸端，第二组偶极子72则分设于第二单元支架732的二凸伸端，且该第一组偶极子71的设向与第一单元支架731的设向互成正交关系（即互成90°夹角关系，如X1所示），第二组偶极子72的设向则与第二单元支架732的设向互成正交关系（即互成90°夹角关系，如X2所示），且该第一组偶极子71及第二组偶极子72的二侧单元臂之间互成180°夹角关系（即直伸臂形态，如X3所示）；藉此构成整体偶极子架构于长型基板80上观之有如一菱形框状；此结构形态如图1所示，当多组辐射单元沿着长型基板80的延伸向排布成长形数组状态时，各辐射单元的菱形框状偶极子71、72系以其尖角部位相对；惟查，此种结构形态于实际使用经验中发现仍存在下述问题点：

因为该宽带振子70的口径（即整体偶极子所形成的菱形框状部位）偏大，将导致高低频天线的交叉极化恶化的情形，进而导致增益下降；另一方面，由于其宽带振子70组阵间距（如L1所示）欠缺较大的调整空间，使得低频段与高频段的干扰性与不良影响提高；相对而言，若加大所述组阵间距，则整体天线的延伸体积势必大幅增加，进而造成天线制造成本大幅提高而不符产业经济效益且占空间的问题与缺弊。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种小口径高性能宽带振子。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

所述小口径高性能宽带振子系包括成对配置的二组偶极子、以及将偶极子支撑定位的平衡器所构成；该平衡器为向上凸伸的立体交叉架所构成的交叉极化形态，包括互成正交关系的第一单元支架、第二单元支架以及藉以连结该第一、第二单元支架的一底座；该第一组偶极子以及第二组偶极子均包括二单元臂以及介于该二单元臂之间的结合部，其中第一组偶极子通过结合部设于第一单元支架的二凸伸端，第二组偶极子通过结合部设于第二单元支架的二凸伸端；该第一组偶极子及第二组偶极子的二单元臂为相对向内侧弯折形态，并令第一组偶极子的二单元臂与第一单元支架之间具有一夹角介于40°至50°之间，第二组偶极子的二单元臂与第二单元支架之间具有一夹角介于40°至50°之间；该第一组偶极子的单元臂与第二组偶极子的单元臂之间为间隔相对关系，且各间隔相对的单元臂端部并设有弯折状载入段；各间隔相对的弯折状加载段之间通过绝缘之一介电介质加以连接；

藉此创新独特设计，使本实用新型对照先前技术而言，可令宽带振子的口径显著减小，使振子组阵间距有更大调整空间，高、低频段的干扰性更小，令天线性能获得大幅提升，并可缩减天线设置体积以降低天线制造成本，兼具实用进步性与较佳产业经济效益。

附图说明

图1为现有天线结构实施形态的平面俯视图。

图2为本实用新型结构较佳实施例的立体图。

图3为本实用新型结构较佳实施例的立体图二，为局部剖切状态。

图4为本实用新型结构较佳实施例的平面俯视图。

图5为本实用新型的单元支架外侧面设有走线凹槽的示意图。

图6为本实用新型的弯折状加载段与介电介质其中一实施形态的分解立体图。

图7为本实用新型的弯折状加载段与介电介质另其中一实施形态的分解立体图。

图8为本实用新型的应用形态立体图。

图9为本实用新型的应用形态平面俯视图。

图10为本实用新型对照现有技术能够令振子口径减小的简示图。

具体实施方式

请参阅图2至7，本实用新型小口径高性能宽带振子A包括成对配置的二组偶极子11、12（概呈正方形架构）、藉以将偶极子11、12支撑定位的平衡器20；该平衡器20为向上凸伸的立体交叉架所构成的交叉极化形态，包括互成正交关系的第一单元支架21、第二单元支架22以及藉以连结该第一、第二单元支架21、22的一底座23（可为圆形或方形）；该第一组偶极子11以及第二组偶极子12均包括二单元臂113、123以及介于该二单元臂113（或123）之间的结合部114（或124），其中第一组偶极子11通过结合部114设于第一单元支架21的二凸伸端，第二组偶极子12通过结合部124设于第二单元支架22的二凸伸端；本实用新型特征在于：

该第一组偶极子11及第二组偶极子12的二单元臂113及123为相对向内侧弯折形态，并令第一组偶极子11的二单元臂113与第一单元支架21之间具有一夹角（如图4的X4所示）介于40°至50°之间，第二组偶极子12的二单元臂123与第二单元支架22之间具有一夹角（如图4的X5所示）介于40°至50°之间；该第一组偶极子11的单元臂113与第二组偶极子12的单元臂123之间为间隔相对关系，且各间隔相对的单元臂113、123端部并设有弯折状载入段115、125；各间隔相对的弯折状加载段115、125之间通过绝缘之一介电介质30加以连接，该介电介质30能令单元臂113、123在缩减长度状态下仍保持应有的带宽效能。

其中，设于彼此相对侧向的不同弯折状载入段115（或125），其弯折方向为相同或相互对称关系；而设于彼此相临侧向（如前侧与右侧、后侧与左侧的对照关系）的不同弯折状载入段115（或125），其弯折方向为彼此相异关系。例如以图2至4所公开的实施例而言：其配置于小口径高性能宽带振子A前、后侧向（即彼此相对侧向）的单元臂113、123端部所设弯折状载入段115、125，为朝横向外侧相互对称弯折的形态，而配置于小口径高性能宽带振子A左、右侧向（即彼此相对侧向）的单元臂113、123端部所设弯折状载入段115、125，则为朝上下方向（或称立向）弯折的形态，此即为一较佳实施形态。

如图4所示，其中该第一组偶极子11的单元臂113与第二组偶极子12的单元臂123的间隔距离（W）介于0.4至0.6个工作中心频率波长。

详如图6、7所示，其中该介电介质30的相对二端间隔处还包括二夹爪31以及相对形成于介电介质30与二夹爪31之间的二嵌卡槽32；该介电介质30供相对应的单元臂113（或123）端部所设弯折状载入段115（或125）抵靠，嵌卡槽32供弯折状载入段115（或125）嵌入，夹爪31夹持于单元臂113（或123）。又所述介电介质30可采用高介电常数的介质（如POM，俗称塑钢），藉以可抵消振子的电容电感效应，达到扩展振子阻抗带宽的优点。

如图8、9所示，其中该底座23组设定位于一数组天线所设长型基板40上，且该平衡器20的第一单元支架21、第二单元支架22设向与长型基板40的延伸向（如图9的L2所示）之间具有45°的夹角相对关系；又，该底座23上于二组偶极子11、12所形成的范围内、以及该小口径高性能宽带振子的外部相对二侧一间隔位置，各别设置有一单元辐射体50，所述单元辐射体50包括一立向支座51以及横设于该立向支座51顶端呈等高配置的四个辐射阵子臂52，所述辐射振子臂52两两成对构成二组正交的半波振子，且相邻辐射振子臂52之间间距相等，又立向支座51设有立向贯通的馈电孔53连通至各个辐射振子臂52。

前段所公开的实施例中，其整体结构设计可使高频段天线与低频段天线共轴设置，并使两频段间影响大幅减小，从而使得该高低频段的方向性能得到大幅度提升。

详如图5所示，该平衡器20的第一单元支架21、第二单元支架22（请配合图4所示）外侧面并设置有走线凹槽24，以供既有的馈电缆线（图未绘示）嵌置定位，所述走线凹槽24能够对馈电缆线外表皮电流起到屏蔽作用。

藉由上述结构组成设计，兹就本实用新型的使用情形说明如下：

如图2、3、4所示，本实用新型小口径高性能宽带振子A，其核心设计主要是在于该第一组偶极子11及第二组偶极子12的二单元臂113及123设为相对向内侧弯折形态，藉此令第一组偶极子11的二单元臂113与第一单元支架21之间具一夹角（如图4的X4所示）介于40°至50°之间，第二组偶极子12的二单元臂123与第二单元支架22之间具一夹角（如图4的X5所示）介于40°至50°之间；此若就各同组的二单元臂113（或123）而言，其夹角介于80°至100°之间（较佳为90°）；如此相较于前文【背景技术】所提现有结构而言，可使整个振子的口径大大减小，此所指”口径”，实质上是指对应该长型基板40的延伸向宽度而言，此请参图10所示，以图中现有的宽带振子70结构形态与本实用新型小口径高性能宽带振子A的结构形态相比对，因本实用新型呈正方形框状的偶极子系以其平直侧平行相对，故相较于现有菱形框状偶极子尖角部位相对形态而言，可缩减的口径宽度为图中的L4所示幅度之多，藉此而能确实解决低频振子口径偏大所导致的高低频天线交叉极化恶化、增益下降等问题；且由于整个振子的口径大幅减小，使得振子组阵间距（如图9的L3所示）有更大调整空间，且纵使间距调宽后天线的长度体积仍与现有技术相当，又低频段与高频段的干扰性更小，高低频性能因此获得大幅度提升，且低频振子的口径缩小加上高频段天线组阵间距的优化（如缩减0.85个波长），使得整体小口径高性能宽带振子A的配置体积、尺寸得到明显改善。所述平衡器20的作用，则是藉以对第一组偶极子11及第二组偶极子12进行平衡馈电；另一方面，本实用新型单元臂113及123向内侧相对折弯并搭配其弯折状加载段115及125的技术特征，使得整个振子的口径显著减小，更能提高其所应用双频或多频天线的性能。

另补充强调说明的一点：本实用新型小口径高性能宽带振子的技术特征并非现有的宽带振子70单纯旋转45度角（以俯视角度而言）可达成，概因，现有宽带振子70若直接旋转45度角时，其平衡器73的交叉架形态会相对转成十字形态，如此即丧失其原本的交叉极化特性而无法与本实用新型相比（注：因天线收发效能会截然不同），故本实用新型绝非现有宽带振子结构的单纯旋转变化而已，此观点在此须强调陈明。

功效说明：

本实用新型小口径高性能宽带振子主要通过该第一、第二组偶极子的二单元臂设为相对向内侧弯折形态，令第一、第二组偶极子的二单元臂与第一、第二单元支架间具一夹角介于40°至50°之间，且第一、第二组偶极子的单元臂之间为直线间隔相对关系并设有弯折状载入段，各间隔相对的弯折状加载段之间通过介电介质连接等技术特征与结构形态，使本实用新型对照【背景技术】所提现有结构而言，可令宽带振子的口径显著减小，使振子组阵间距有更大调整空间，高、低频段的干扰性更小，令天线性能获得大幅提升，并可缩减天线设置体积以降低天线制造成本，兼具实用进步性与较佳产业经济效益。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种小口径高性能宽带振子，包括成对配置的二组偶极子、以及将偶极子支撑定位的平衡器；该平衡器为向上凸伸的立体交叉架所构成的交叉极化形态，包括互成正交关系的第一单元支架、第二单元支架以及连结该第一、第二单元支架的一底座；该第一组偶极子以及第二组偶极子均包括二单元臂以及介于该二单元臂之间的结合部，其中第一组偶极子通过结合部设于第一单元支架的二凸伸端，第二组偶极子通过结合部设于第二单元支架的二凸伸端；其特征在于：

该第一组偶极子及第二组偶极子的二单元臂为相对向内侧弯折形态，并令第一组偶极子的二单元臂与第一单元支架之间具有一夹角介于40°至50°之间，第二组偶极子的二单元臂与第二单元支架之间具有一夹角介于40°至50°之间；该第一组偶极子的单元臂与第二组偶极子的单元臂之间为间隔相对关系，且各间隔相对的单元臂端部并设有弯折状载入段；各间隔相对的弯折状加载段之间通过绝缘之一介电介质加以连接，该介电介质能令单元臂在缩减长度状态下仍保持应有的带宽效能。

2.根据权利要求1所述的小口径高性能宽带振子，其特征在于设于彼此相对侧向的不同弯折状加载段，其弯折方向为相同或相互对称关系；而设于彼此相临侧向的不同弯折状载入段，其弯折方向为彼此相异关系。

3.根据权利要求2所述的小口径高性能宽带振子，其特征在于第一组偶极子的单元臂与第二组偶极子的单元臂的间隔距离介于0.4至0.6个工作中心频率波长。

4.根据权利要求3所述的小口径高性能宽带振子，其特征在于介电介质的相对二端间隔处还包括二夹爪以及相对形成于介电介质与二夹爪之间的二嵌卡槽；该介电介质供相对应的单元臂端部所设弯折状载入段抵靠，嵌卡槽供弯折状载入段嵌入，夹爪夹持于单元臂；介电介质可采用高介电常数的介质。

5.根据权利要求4所述的小口径高性能宽带振子，其特征在于底座组设定位于一数组天线所设长型基板上，且该平衡器的第一单元支架、第二单元支架设向与长型基板的延伸向之间具有45°的夹角相对关系；底座上于二组偶极子所形成的范围内、以及该小口径高性能宽带振子的外部相对二侧一间隔位置，各别设置有一单元辐射体，所述单元辐射体包括一立向支座以及横设于该立向支座顶端呈等高配置的四个辐射阵子臂，所述辐射振子臂两两成对构成二组正交的半波振子，且相邻辐射振子臂之间间距相等，又立向支座设有立向贯通的馈电孔连通至各个辐射振子臂。

6.根据权利要求5所述的小口径高性能宽带振子，其特征在于平衡器的第一单元支架、第二单元支架外侧面并设置有走线凹槽，以供既有的馈电缆线嵌置定位。

Images