CN204857972U - 一种分形镂空设计超宽带双极化天线振子 - Google Patents
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Abstract
一种分形镂空设计超宽带双极化天线振子，包括反射板和一体成型的振子主体；振子主体包括振子辐射单元和巴伦支架；振子辐射单元包括四片振子辐射片，每片振子辐射片呈钻石型平面结构；四片振子辐射片以顶点为中心环绕共面排布，相邻的振子辐射片间留有间隙；每片振子辐射片上采用分形镂空设计；巴伦支架支撑振子辐射单元。本实用新型通过设置钻石型平面结构的振子辐射片，使工作在680-960MHz的频率范围内的VSWR≤1.4，可实现水平面3dB宽度内较均匀波束宽度的天线，整个振子采用压铸工艺一体化制作成型，具有外形美观、体积小，剖面低，结构性能稳定和一致性好的特点，满足当前移动通信发展需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动通信基站天线，尤其涉及一种分形镂空设计超宽带双极化天线振子。
背景技术
FDD-LTE是通信的长期演进，是全球标准，是通信发展进化的一种趋势，它改进增强了信息的空中接入技术，具有高数据传输率、分组传送、低延迟，覆盖广和向下兼容等优点，但由于现有的FDD-LTE天线振子多为窄带频宽(790-870MHz/806-960MHz)，这种窄带频宽很难满足当下的通信基站建设和多系统组建及信号覆盖的需求并且成本极高，因此FDD-LTE超宽频的双极化天线的开发是当前天线研发的重点，而作为组成FDD-LTE天线阵的基本单元FDD-LTE超宽频双极化振子的开发和优化更是尤为重要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决因频率越高频率带宽相对会较宽，而随着频率的降低频率的带宽会越来越窄，无法在低频段实现宽频带以及超宽频带等问题，提出一种在低频段可实现超宽带的分形镂空设计超宽带双极化天线振子。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种分形镂空设计超宽带双极化天线振子，包括反射板和一体成型的振子主体；
所述振子主体包括振子辐射单元和巴伦支架；所述振子辐射单元包括四片振子辐射片，每片所述振子辐射片呈钻石型平面结构；四片所述振子辐射片以顶点为中心环绕共面排布，相邻的所述振子辐射片间留有间隙；每片所述振子辐射片上采用分形镂空设计；所述巴伦支架支撑所述振子辐射单元。
优选的，在每片所述振子辐射片的背面设置有V形双导流臂。
优选的，在每片所述振子辐射片的背面设置有多个匹配支节。
优选的，所述巴伦支架包括U形巴伦和渐变巴伦；所述U形巴伦支撑所述振子辐射单元，所述渐变巴伦安装于所述U形巴伦上，并位于所述V形双导流臂的V形角处。
优选的，在每片所述振子辐射片的背面设置有一个或多个对地导流柱，所述对地导流柱的侧面与所述V形双导流臂连接。
优选的，相邻所述振子辐射片以顶点中心线的延长线交点为中心，呈90度等角偏置。
优选的，所述振子辐射片按顶点相对划分为第一组和第二组，其中第一组的所述振子辐射片的顶点设有凹陷，第二组所述的振子辐射片的顶点设有凸起，
顶点有凹陷的两片所述振子辐射片其中一片的顶点处设置有电缆芯线，另一片的顶点处设置有馈电柱；顶点凸出的两片所述振子辐射片的其中一片的顶点处设置有电缆芯线，另一片的顶点处设置有馈电柱；
顶点有凹陷的两片所述振子辐射片和顶点凸出的两片所述振子辐射片均通过馈电片连接形成两对偶极子；两所述馈电片的一端各有一馈电孔，另一端各有电缆芯线孔；所述馈电片通过所述馈电孔和电缆芯线孔与所述电缆芯线和馈电柱连接；
两对所述偶极子均采用同轴电缆直接馈电，所述同轴电缆沿所述渐变巴伦下方的U形槽放置，所述同轴电缆的所述电缆芯线焊接在所述馈电片的一端，外导体焊接在渐变巴伦的U形槽内。
优选的，所述振子主体镀有抗氧化腐蚀镀层。
优选的，每片所述振子辐射片上的所述分形镂空设计由不同多边渐变分形镂孔组成。
本实用新型通过设置钻石型平面结构的振子辐射片，使工作在680-960MHz的频率范围内的VSWR≤1.4，可实现水平面3dB宽度内较均匀波束宽度的天线，整个振子采用压铸工艺一体化制作成型，具有外形美观、体积小，剖面低，结构性能稳定和一致性好的特点，满足当前移动通信发展的需要。
附图说明
图1是本实用新型的立体结构正面示意图。
图2是图1的A处的放大图。
图3是本实用新型的立体结构背面示意图。
图4是图3的B处的放大图。
图5是本实用新型45度极化的天线振子方向图。
图6是本实用新型的-45度极化的天线振子方向图。
图7是本实用新型45度极化的实测驻波比图。
图8是本实用新型-45度极化的实测驻波比图。
图9是本实用新型隔离度的实测波形图。
其中：振子辐射单元1，巴伦支架2，镂孔3，V形双导流臂4，匹配支节5，对地导流柱6，馈电片7，同轴电缆8，馈电柱9，电缆芯线10，振子辐射片11，U形巴伦21，渐变巴伦22。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
一种分形镂空设计超宽带双极化天线振子，包括反射板和一体成型的振子主体；
所述振子主体包括振子辐射单1和巴伦支架2；所述振子辐射单元1包括四片振子辐射片11，每片所述振子辐射片11呈钻石型平面结构；四片所述振子辐射片11以顶点为中心环绕共面排布，相邻的所述振子辐射片11间留有间隙；每片所述振子辐射片11上设置有镂孔3；所述巴伦支架2支撑所述振子辐射单元1。
如图1和图2所示，采用一体成型的振子主体，有助于振子的稳定性，保证了天线的电性能；所述振子主体包括振子辐射单元1和巴伦支架2；所述振子辐射单元1包括四片振子辐射片11，每片所述振子辐射片11呈钻石型平面结构；四片所述振子辐射片11以顶点为中心环绕共面排布，相邻的所述振子辐射片11间留有间隙；每片所述振子辐射片11上设置有镂孔3；这样的设计减小了所述振子辐射单元1的尺寸，由于所述振子辐射单元1的对称性、平衡性的提高，进一步改良了双极化之间的隔离度。本实用新型设置钻石型平面结构的振子辐射片，经过仿真设计和测试，分形镂空设计形成了截面为钻石形平面结构的振子辐射片11，这样的设计效果使工作在680-960MHz的频率范围内的VSWR≤1.4，可实现水平面3dB宽度内较均匀波束宽度的天线，整个振子采用压铸工艺一体化制作成型，具有外形美观、体积小，剖面低，结构性能稳定和一致性好的特点，满足当前移动通信发展的需要。
在此说明，经过仿真设计和测试的结果如图5至图9所示，图5和图6为天线振子方向图；图7、图8和图9为实测波形图。
在此说明，所述反射板为本领域的现有技术，不属于本实用新型的发明点，因此在图中未画出。
优选的，在每片所述振子辐射片11的背面设置有V形双导流臂4。
所述V形双导流臂4将多余的电流进行消耗，使得各个辐射面更加均匀和稳定。
优选的，在每片所述振子辐射片11的背面设置有多个匹配支节5。
所述匹配支节5对频段内的阻抗进行匹配，同时抑制在振子背面馈电位置形成的较大的反射电流，如果不消除，整个振子的S参数将会受到较大影响。
优选的，所述巴伦支架2包括U形巴伦21和渐变巴伦22；所述U形巴伦21支撑所述振子辐射单元1，所述渐变巴伦22安装于所述U形巴伦21上，并位于所述V形双导流臂4的V形角处。
由所述U形巴伦21和所述渐变巴伦22组成的所述巴伦支架2，组合成合成宽带巴伦实现天线单元的宽带匹配，实现了频率带宽的宽度。将振子辐射单元1和多种巴伦进行组合一体化、超宽频设计，使单元体积实现了小型化、频带宽带化，振子加工一体化，使得本天线单元一致性有了极大的提高。
优选的，在每片所述振子辐射片11的背面设置有一个或多个对地导流柱6，所述对地导流柱6的侧面与所述V形双导流臂4连接。
所述对地导流柱6可以将所述V形双导流臂4上的多余的电流进行进一步向下衰减，使得各个所述振子辐射片11上的电流分布更加均匀和稳定，使得双端口的相干性变小，从而提高了单元两端口间的隔离度和交叉极化鉴别率。
优选的，相邻所述振子辐射片以顶点中心线的延长线交点为中心，呈90度等角偏置。
相邻所述振子辐射片11中心呈90度等角偏置，以形成双极化振子的两组对称单元。
优选的，所述振子辐射片按顶点相对划分为第一组和第二组，其中第一组的所述振子辐射片的顶点设有凹陷，第二组所述的振子辐射片的顶点设有凸起，
顶点有凹陷的两片所述振子辐射片11其中一片的顶点处设置有电缆芯线10，另一片的顶点处设置有馈电柱9；顶点凸出的两片所述振子辐射片11的其中一片的顶点处设置有电缆芯线10，另一片的顶点处设置有馈电柱9；
顶点有凹陷的两片所述振子辐射片11和顶点凸出的两片所述振子辐射片11均通过馈电片7连接形成两对偶极子；两所述馈电片7的一端各有一馈电孔，另一端各有电缆芯线孔；所述馈电片7通过所述馈电孔和电缆芯线孔与所述电缆芯线10和馈电柱9连接；
两对所述偶极子均采用同轴电缆8直接馈电，所述同轴电缆8沿所述渐变巴伦22下方的U形槽放置，所述同轴电缆8的所述电缆芯线10焊接在所述馈电片7的一端，外导体焊接在渐变巴伦22的U形槽内。
所述同轴电缆8沿所述渐变巴伦22下方的U形槽放置，所述同轴电缆的所述电缆芯线10焊接在馈电片7的一端，外导体焊接在渐变巴伦22的U形槽内，这样的结构简单，容易实现。采用所述馈电片7代替馈电线，减少了不同金属间的接触，有利于降低三阶互调的不良影响。采用所述同轴电缆8直接馈电，使电性能稳定可靠，一致性好。
优选的，所述振子主体镀有抗氧化腐蚀镀层。
所述振子主体镀有抗氧化腐蚀镀层，可以防止其氧化、腐蚀而导致其性能下降，使得性能更加稳定可靠。
优选的，每片所述振子辐射片11上的所述分形镂空设计由不同多边渐变分形镂孔3组成。
所述镂孔3以所述振子辐射片11顶点为中心，由中心向外从小到大分布镂孔设计形成了截面为钻石形平面结构的振子辐射片11；以上所述镂孔3的结构设计能够与钻石形平面结构的所述振子辐射片11相结合。
进一步优选的，每片所述振子辐射片11上的所述分形镂空设计由四列所述不同多边渐变镂孔3组成，两侧的两列所述镂孔3数量相同，且以所述振子辐射片11顶点为中心，由内向外从小到大分布；中间的两列所述镂孔3数量相同，且以所述振子辐射片11顶点为中心，由内向外从小到大分布；两侧的两列所述镂孔3的数量比中间的两列所述镂孔3的数量少以实现整体排列逐渐渐变的分形镂空设计的效果。
以上结构设计与整体结构的匹配外形更加美观，整体电性能更加稳定。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种分形镂空设计超宽带双极化天线振子，其特征在于：包括反射板和一体成型的振子主体；
所述振子主体包括振子辐射单元和巴伦支架；所述振子辐射单元包括四片振子辐射片，每片所述振子辐射片呈钻石型平面结构；四片所述振子辐射片以顶点为中心环绕共面排布，相邻的所述振子辐射片间留有间隙；每片所述振子辐射片上采用分形镂空设计；所述巴伦支架支撑所述振子辐射单元。
2.根据权利要求1所述的分形镂空设计超宽带双极化天线振子，其特征在于：在每片所述振子辐射片的背面设置有V形双导流臂。
3.根据权利要求2所述的分形镂空设计超宽带双极化天线振子，其特征在于：在每片所述振子辐射片的背面设置有多个匹配支节。
4.根据权利要求3所述的分形镂空设计超宽带双极化天线振子，其特征在于：所述巴伦支架包括U形巴伦和渐变巴伦；所述U形巴伦支撑所述振子辐射单元，所述渐变巴伦安装于所述U形巴伦上，并位于所述V形双导流臂的V形角处。
5.根据权利要求4所述的分形镂空设计超宽带双极化天线振子，其特征在于：在每片所述振子辐射片的背面设置有一个或多个对地导流柱，所述对地导流柱的侧面与所述V形双导流臂连接。
6.根据权利要求5所述的分形镂空设计超宽带双极化天线振子，其特征在于：相邻所述振子辐射片以顶点中心线的延长线交点为中心，呈90度等角偏置。
7.根据权利要求6所述的分形镂空设计超宽带双极化天线振子，其特征在于：所述振子辐射片按顶点相对划分为第一组和第二组，其中第一组的所述振子辐射片的顶点设有凹陷，第二组所述的振子辐射片的顶点设有凸起，
顶点有凹陷的两片所述振子辐射片其中一片的顶点处设置有电缆芯线，另一片的顶点处设置有馈电柱；顶点凸出的两片所述振子辐射片的其中一片的顶点处设置有电缆芯线，另一片的顶点处设置有馈电柱；
顶点有凹陷的两片所述振子辐射片和顶点凸出的两片所述振子辐射片均通过馈电片连接形成两对偶极子；两所述馈电片的一端各有一馈电孔，另一端各有电缆芯线孔；所述馈电片通过所述馈电孔和电缆芯线孔与所述电缆芯线和馈电柱连接；
两对所述偶极子均采用同轴电缆直接馈电，所述同轴电缆沿所述渐变巴伦下方的U形槽放置，所述同轴电缆的所述电缆芯线焊接在所述馈电片的一端，外导体焊接在渐变巴伦的U形槽内。
8.根据权利要求7所述的分形镂空设计超宽带双极化天线振子，其特征在于：所述振子主体镀有抗氧化腐蚀镀层。
9.根据权利要求1所述的分形镂空设计超宽带双极化天线振子，其特征在于：每片所述振子辐射片上的所述分形镂空设计由不同多边渐变分形镂孔组成。
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