CN203850423U - 一种宽频双极化振子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽频双极化振子，包括支撑体、辐射体、位于支撑体内部的馈电芯和定位馈电芯的定位介质片，辐射体位于支撑体的上方，辐射体由两对半波偶极子组成，半波偶极子垂直向下延伸出振子凸台，支撑体的下方设有支撑体凸台，支撑体凸台上设有PCB凸点，PCB凸点依次穿过振子垫片、线路板垫片、天线反射板，并与馈电线路板连接。本实用新型支持宽频段1710-2690MHz，结构简单、零部件较少，易于装配、适应大批量生产；振子辐射体和支撑体一体化压铸成型，保证制造公差并确保振子的电路参数和辐射性能；提供振子直接连接线路板馈电网络的新型馈电方案，提升基站天线的装配效率；综合采用绝缘设计，确保压铸振子及线路板馈电方案下的天线整机互调性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种振子，具体涉及一种宽频双极化振子。
背景技术
在蜂窝移动通信系统中，基站天线是通信设备射频电路信号与空间辐射电磁波的转换器，是移动通信系统的重要组成部分，基站天线的性能表现直接影响移动通讯网络的整体性能。
传统基站天线辐射振子，有一类是采用多个半波振子组阵的方式，如专利号201220341839.8的中国专利所提出的四个半波振子两两正对组阵构成的辐射振子，虽然该类振子一般半功率角宽在宽频带内的收敛性较好、前后比也较高，但缺点是振子部件较多，装配复杂，焊接点较多，导致生产效率较低，同时互调性能较差。
另有一类基站天线辐射振子，如专利号201010581310.9的中国专利所提出的，采用耦合式馈电方式，天线辐射体与支撑体压铸一体化成型，同时支撑体充当了振子的巴伦。该类振子馈电内芯直接插进微带线路板网络的信号线上进行馈电，但该馈电方案下的振子无法和线路板绝缘，导致整机天线的互调性能较差，往往只能应用于不考虑互调或互调性能要求较低的天线上。
还有一类振子，如专利号200910039398.9的中国专利所提出的辐射体与支撑体压铸一体成型的基站天线辐射振子，采用振子端直接和电缆焊接，应用于电缆馈电方案。该类天线一般互调性能要求较高，但对于多阵列多端口天线如国内大规模使用的智能八天线，天线内部有8套馈电网络，电缆的大量使用，影响了天线整机的装配效率以及天线垂直面辐射性能的一致性。与此同时，现有专利中，该类振子的匹配完全只考虑辐射体与巴伦结构，通常强行压缩四个半波振子半边之间的缝隙来进行阻抗匹配，导致振子的性能对尺寸的公差非常敏感，不利于振子的大规模量产。
实用新型内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种宽频双极化振子，结构简单，一体化压铸成型，并且适用于线路板馈电方案又同时具有较好互调性能，振子同时使用了加载匹配的技术，可以得到尺寸公差敏感度相对较低的、具有良好规模可生产性的综合性能较佳的振子。
技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种宽频双极化振子，包括支撑体、辐 射体、位于支撑体内部的馈电芯和定位馈电芯的定位介质片，所述辐射体位于支撑体的上方，辐射体由两对半波偶极子组成，半波偶极子垂直向下延伸出振子凸台，支撑体的下方设有支撑体凸台，支撑体凸台上设有PCB凸点，PCB凸点依次穿过振子垫片、线路板垫片、天线反射板，并与馈电线路板连接。
作为优选，所述辐射体与支撑体采用一体化压铸成型，辐射体与支撑体整体高度约为中心频点波长的0.23倍，所述支撑体底部有两个相邻的支撑体凸台，与支撑体连为一个整体，支撑体呈中空圆柱状，支撑体开有十字缝槽，将支撑体分为四个底部相连的柱体，相邻的两个柱体内部各含有一个贯通的圆柱中空结构，直接穿过支撑体凸台；另外两个柱体各含有一个贯通的圆柱中空结构，贯通的圆柱中空结构止于反射板。
作为优选，所述支撑体底部设有两个支撑体凸台，每个支撑体凸台上设有两个正对放置的PCB凸点，支撑体底部还设有螺纹孔。
作为优选，所述半波偶极子为包含镂空结构的圆形、椭圆形或长方形，所述镂空结构的形状为方形、长方形、圆形、三角形、梯形中任意几种形状的组合。
作为优选，所述镂空结构的形状包括一个圆形、两个梯形及一个三角形。
作为优选，所述每对半波偶极子的对角长度为中心频点波长的1/2左右，所述振子凸台长度为中心频点波长的1/16左右。
作为优选，所述宽频振子的馈电芯为两个，所述定位介质片上端面设有两个馈电芯定位凹槽，馈电芯为倒U型，定位介质片下方设有两个介质片定位凹槽，馈电芯位于馈电芯定位凹槽内，通过介质片定位凹槽插入到支撑体凸台对定位介质片进行定位，馈电芯一端直接穿过支撑体与支撑体凸台内的中空结构与馈电线路板的信号线连接，另一端插入正对的支撑体的圆柱中空内并由放置在圆柱中空底部的馈电芯固定介质片固定，由于固定介质片和定位介质片都为非金属材料制成，使得馈电芯与支撑体和辐射体绝缘开来，馈电芯不与支撑体和辐射体连接。
作为优选，辐射体的四个对角线长度为1/4λ的辐射片和支撑体相邻两边的顶端开始采用斜体渐变结构连接到支撑体。
有益效果：本实用新型的一种宽频双极化振子，与现有技术相比，具有以下优点：
(1)本实用新型的宽频双极化振子，采用特定的结构可以使振子工作在1710-2690MHz宽频带，满足了主流高频基站天线的振子需求，振子为一体化压铸成型，辐射体与支撑体采用容性加载的斜体渐变结构，且振子辐射体有用以调谐的振子凸台，振子的尺寸精度能得到保障且公差敏感性小，适合于大批量生产。
(2)本实用新型的宽频双极化振子，结构简洁、零部件较少，批量装配的效率高、成本低。
(3)本实用新型的宽频双极化振子中，支撑体凸台及上面的线路板凸点设计，提供了压铸振子直接连接线路板馈电网络的新型馈电方案，且支撑体与天线反射板之间、线路板与支撑体凸台之间都考虑了绝缘设计，确保了压铸振子及线路板馈电方案下的天线整机互调性能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的结构剖面图；
图3为本实用新型辐射体的正面示意图；
图4为本实用新型的圆柱型振子凸台示意图；
图5为支撑体底部的结构示意图；
图6为振子垫片的结构示意图；
图7为线路板垫片的结构示意图；
图8为支撑体底部装配示意图；
图9为支撑体与馈电线路板的焊接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1至图9所示，本实用新型的一种宽频双极化振子，包括支撑体1、辐射体2、位于支撑体1内部的馈电芯3和定位馈电芯3的定位介质片5，辐射体2位于支撑体1的上方，辐射体2由两对半波偶极子组成，半波偶极子垂直向下延伸出振子凸台21，支撑体1的下方设有支撑体凸台12，支撑体凸台12上设有PCB凸点11，PCB凸点11依次穿过振子垫片6、线路板垫片7、天线反射板8，与馈电线路板10连接。
在本实施例中，辐射体2与支撑体1采用一体化压铸成型，辐射体2与支撑体1整体高度约为中心频点波长的0.23倍，即0.23λ(根据此处记载可知λ为中心频点波长)，支撑体1底部有两个相邻的支撑体凸台12，与支撑体1连为一个整体，支撑体1呈中空圆柱状，支撑体1开有十字缝槽，将支撑体1分为四个底部相连的柱体，相邻的两个柱体内部各含有一个贯通的圆柱中空结构，直接穿过支撑体凸台12；另外两个柱体各含有一个贯通的圆柱中空结构，贯通的圆柱中空结构止于反射板，辐射体2的四个对角线长度为1/4λ的辐射片，由辐射片和支撑体1相邻两边的顶端开始，止于支撑体1，两者之间的连接采用斜体渐变结构。
支撑体1底部设有两个支撑体凸台12，每个支撑体凸台12上设有两个正对放置的 PCB凸点11，支撑体1底部还设有螺纹孔13，半波偶极子的镂空结构的形状包括一个圆形、两个梯形及一个三角形，每对半波偶极子的对角长度为中心频点的1/2λ左右，振子凸台21长度为中心频点的1/16λ左右。
在本实施例中，宽频振子的馈电芯3为两个，定位介质片5上端面设有两个馈电芯定位凹槽，馈电芯3为倒U型，定位介质片5下方设有两个介质片定位凹槽，馈电芯3位于馈电芯定位凹槽内，定位介质片5通过介质片定位凹槽插入到支撑体凸台12定位定位介质片5，馈电芯3一端直接穿过支撑体1与支撑体凸台12内的中空结构与馈电线路板10的信号线连接，另一端插入正对的支撑体1的圆柱中空内并由放置在圆柱中空底部的馈电芯固定介质片4固定，由于固定介质片4和定位介质片5都为非金属材料制成，使得馈电芯3与支撑体1和辐射体2绝缘开来，馈电芯3不与支撑体1和辐射体2连接。
在本实施例中，支撑体1同时构成平衡巴伦，馈电芯3与支撑体1构成一对微带传输线，共同组成本实施例的平衡馈电装置，近一步地，振子使用了加载匹配的技术，可以得到尺寸公差敏感度相对较低的、具有良好规模可生产性的综合性能较佳的振子。
图6为振子垫片6结构示意图，图7为线路板垫片7的结构示意图，图8为支撑体1底部装配示意图。振子支撑体凸台12穿过天线反射板8，振子支撑体1与反射板8之间由振子垫片6绝缘隔开，振子支撑体凸台12上的凸点11，凸点11用于与馈电线路板10的接地点焊接，以保证激励电源的连续性，振子支撑体凸台12与馈电线路板10之间由线路板垫片7绝缘隔开，线路板垫片7保证了支撑体凸台12与馈电线路板10不接触，以此减少互调因素的影响。振子馈电芯3下部末端穿过振子支撑体1与支撑体凸台12内的中空直接和馈电线路板10的信号线相焊接。如图9所示，为支撑体1与馈电线路板10的焊接示意图。
本实用新型中，振子支撑体凸台12及上面的馈电线路板10凸点11设计，提供了压铸振子直接连接馈电线路板10馈电网络的新型馈电方案，且支撑体1与天线反射板8之间、馈电线路板10与支撑体凸台12之间都考虑了绝缘设计，确保了压铸振子及馈电线路板10馈电方案下的天线整机互调性能。
本实用新型提出的宽频双极化振子，支持宽频段1710-2690MHz，相对带宽达到44.5％，本实用新型除超宽带宽外，还具有振子结构简单、零部件较少，因而易于装配、适应大批量生产；振子辐射体2和支撑体1一体化压铸成型，保证了制造公差也就确保了振子的电路参数和辐射性能；振子可直接与馈电线路板10连接，提供了一种区别于传统上辐射振子和电缆直接互连的馈电方案，该方案进一步提升了使用该类振子的基站天线的装配效率；振子本身结构紧凑、部件少、焊接点较少且与天线反射板8之间有振 子垫片6，振子与馈电线路板10之间有线路板垫片7，起到了很好的绝缘作用，保证了天线的互调性能。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种宽频双极化振子，其特征在于：包括支撑体(1)、辐射体(2)、位于支撑体(1)内部的馈电芯(3)和定位馈电芯(3)的定位介质片(5)，所述辐射体(2)位于支撑体(1)的上方，辐射体(2)由两对半波偶极子组成，半波偶极子垂直向下延伸出振子凸台(21)，支撑体(1)的下方设有支撑体凸台(12)，支撑体凸台(12)上设有PCB凸点(11)，PCB凸点(11)依次穿过振子垫片(6)、线路板垫片(7)、天线反射板(8)，并与馈电线路板(10)连接。
2.根据权利要求1所述的宽频双极化振子，其特征在于：所述辐射体(2)与支撑体(1)采用一体化压铸成型，辐射体(2)与支撑体(1)整体高度约为中心频点波长的0.23倍，所述支撑体(1)底部有两个相邻的支撑体凸台(12)，与支撑体(1)连为一个整体，支撑体(1)呈中空圆柱状，支撑体(1)开有十字缝槽，将支撑体(1)分为四个底部相连的柱体，相邻的两个柱体内部各含有一个贯通的圆柱中空结构，直接穿过支撑体凸台(12)；另外两个柱体各含有一个部分圆柱中空的结构，该贯通的圆柱中空结构止于反射板(8)。
3.根据权利要求2所述的宽频双极化振子，其特征在于：所述支撑体(1)底部设有两个支撑体凸台(12)，每个支撑体凸台(12)上设有两个正对放置的PCB凸点(11)，支撑体(1)底部还设有螺纹孔(13)。
4.根据权利要求3所述的宽频双极化振子，其特征在于：所述半波偶极子为包含镂空结构的圆形、椭圆形或长方形，所述镂空结构的形状为方形、长方形、圆形、三角形、梯形中任意几种形状的组合。
5.根据权利要求4所述的宽频双极化振子，其特征在于：所述镂空结构的形状包括一个圆形、两个梯形及一个三角形。
6.根据权利要求5所述的宽频双极化振子，其特征在于：所述每对半波偶极子的对角长度为中心频点波长的1/2，所述振子凸台(21)长度为中心频点波长的1/16。
7.根据权利要求6所述的宽频双极化振子，其特征在于：所述宽频振子的馈电芯(3)为两个，馈电芯(3)为倒U型，所述定位介质片(5)上端面设有两个馈电芯定位凹槽，定位介质片(5)下方设有两个介质片定位凹槽，馈电芯(3)位于馈电芯定位凹槽内，通过介质片定位凹槽插入到支撑体凸台(12)对定位介质片(5)进行定位，馈电芯(3)一端直接穿过支撑体(1)与支撑体凸台(12)内的中空结构与馈电线路板(10)的信号线连接，另一端插入正对的支撑体(1)的圆柱中空的结构内并由放置在圆柱中空的结构底部的馈电芯固定介质片(4)固定。
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