CN205335424U - 一种低剖面双极化天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低剖面双极化天线，其包括：辐射振子、馈电巴伦以及反射板；其中，辐射振子包括：介质板、两对双极化振子以及耦合单元，双极化振子设置在介质板的一侧，耦合单元设置在介质板的另一侧，每个双极化振子的尖端为开口，包括两对称分布的半波振子，双极化振子与耦合单元的垂直投影部分重合，形成耦合；馈电巴伦与双极化振子相连；介质板设置于反射板的正上方。本实用新型的低剖面双极化天线，通过开口的辐射振子和金属带或金属环的耦合作用，实现了常规天线难以同时实现的低剖面,高隔离度,高交叉极化比以及超宽带特性。

Description

一种低剖面双极化天线

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种低剖面双极化天线。

背景技术

移动通信技术给人们带来了便捷的信息沟通，近年来，随着移动通信技术的不断发展，使得现有基站的数量也成倍的增加，选址、安装困难，视觉污染，用户对基站辐射的担忧成为亟待解决的问题。基站资源站址资源非常有限，这就要求基站天线具有超宽带、高隔离度、高前后壁及高交叉极化比，同时具备低剖面、质量轻的机械性能，并且成本低、电气性能一致性好，进而满足大批量生产以适应市场需求。

现有宽频基站天线虽然能实现比较宽的宽带，但是其存在一定的缺点，其多采用金属压铸振子实现，实现形式和组装工艺复杂，需要复杂的馈点网络，比如需要使用四根同轴电缆实现馈电；并且天线高度都非常高，如降低高度将难以实现在宽频带(690-960MHz，或者1710-2700MHz)条件下，电器性能指标满足基站天线行业标准的要求，即低剖面和超宽带无法同时满足。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术中存在的问题，提出一种低剖面双极化天线，通过开口的辐射振子和金属带或金属环的耦合作用，实现了常规天线难以同时实现的低剖面,高隔离度,高交叉极化比以及超宽带特性。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

本实用新型提供一种低剖面双极化天线，其包括：辐射振子、馈电巴伦以及反射板；其中，

所述辐射振子包括：介质板、两对双极化振子以及耦合单元，所述双极化振子设置在所述介质板的一侧，所述耦合单元设置在所述介质板的另一侧，每个所述双极化振子的尖端为开口，包括两对称分布的圆弧形半波振子，所述双极化振子与所述耦合单元的垂直投影部分重合，形成耦合；

所述馈电巴伦与所述双极化振子相连；

所述介质板设置于所述反射板的正上方。

较佳地，所述耦合单元为金属带或金属环。

较佳地，所述馈电巴伦设置于所述介质板和所述反射板之间，还用于支撑所述介质板，能够省略同轴线，还能用于支撑介质板，简化了馈电网络的结构，节省了生产成本。

较佳地，所述双极化振子的开口末端设置有枝节凸起，能够进一步增强双极化振子和耦合单元之间的耦合，有利于引导电流流向双极化振子开口处，进一步拓宽天线的宽带。

较佳地，所述馈电巴伦包括两馈电巴伦支撑臂和一功分器，两所述馈电巴伦支撑臂分别与两对所述双极化振子相对应，所述功分器用于所述馈电巴伦的主端口馈电.

较佳地，所述功分器为同轴电缆或印刷电路板。

较佳地，两对所述双极化振子为±45°分布；对应地，两个所述馈电巴伦支撑臂为正交分布。

较佳地，所述反射板的一侧或多侧设置有金属挡板，所述金属挡板位于所述反射板的设置有馈电巴伦的一侧；金属挡板的形状可以是平板，也可以为L型，S型等不同形状，设置金属挡板，可以调整天线的水平面波束宽度，还可以进一步提高天线的前后比和交叉极化比。

较佳地，所述介质板与所述反射板之间还设置有支撑柱，用于支撑所述介质板，能够进一步增强天线结构的稳定性，支撑柱的数量可以为一个或多个。

相较于现有技术，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型提供的低剖面双极化天线，通过开口的辐射振子和金属带或金属环的耦合作用，实现了常规天线难以实现的低剖面和超宽带特性，辐射振子距离反射板的高度可以降低到八分之一波长，进一步降低了天线高度，节省了空间；

(2)本实用新型的低剖面双极化天线省略了同轴线，馈电网络简单，结构简单，加工及安装方便，成本低，组装快捷；

(3)本实用新型的低剖面双极化天线方向图水平面波束收敛性好，前后比、增益及交叉极化比等性能都得到了提高。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明：

图1为本实用新型的实施例1的低剖面双极化天线的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1的低剖面双极化天线的介质板正面示意图；

图3为本实用新型的实施例1的低剖面双极化天线的介质板背面结构示意图；

图4为本实用新型的实施例1的低剖面双极化天线的介质板的透视图；

图5为本实用新型的实施例1的一馈电巴伦支撑臂的示意图；

图6为本实用新型的实施例1的另一馈电巴伦支撑臂的示意图；

图7为本实用新型的实施例1的低剖面双极化天线的侧视图；

图8为本实用新型的实施例1的低剖面双极化天线的驻波比的仿真曲线图；

图9为本实用新型的实施例1的低剖面双极化天线的隔离度的仿真曲线图；

图10为本实用新型的实施例1的低剖面双极化天线的水平面方向图；

图11为本实用新型的实施例2的低剖面双极化天线的介质板的透视图；

图12为本实用新型的较佳实施例的低剖面双极化天线的结构示意图；

图13为本实用新型的较佳实施例的低剖面双极化天线的结构示意图；

图14为本实用新型的较佳实施例的低剖面双极化天线的结构示意图。

标号说明：1-辐射振子，2-馈电巴伦，3-反射板，4-金属挡板；

11-介质板，12-双极化振子，13-耦合单元，121-枝节凸起；

111-重叠部分；

21-馈电巴伦支撑臂，22-馈电巴伦支撑臂，23-印刷电路板。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

结合图1-图7，本实施例对本实用新型的低剖面双极化天线进行详细描述，其结构示意图如图1所示，其包括：辐射振子1、馈电巴伦2以及反射板3，辐射振子1包括：介质板11、印刷于介质板11正面的双极化振子12以及印刷于介质板11背面的耦合单元13，馈电巴伦2与双极化振子12相连，介质板11位于反射板3的正上方。

本实施例中，介质板11为正方形，双极化振子12包括两对，分别为12a、12b、12c、12d，两对双极化振子为±45°分布，分别设置在介质板11的两个对角线上，如图2所示；耦合单元13为四个金属带，分别为13a、13b、13c、13d，四个金属带分别位于介质板11的四个边上，如图3所示；双极化振子12与金属带有八个重叠部分111，如图4所示，该重叠部分111可引导位于双极化振子12上的电流感应到下方的金属带，从而形成另一电流通路，实现工作频带低端部分的谐振，完成辐射，并且提高了双极化振子12的前后比和交叉极化比。馈电巴伦2包括两个馈电巴伦支撑臂21、22和一功分器，两馈电巴伦支撑臂21、22为正交分布，两馈电巴伦支撑臂21、22分别如图5、6所示，低剖面双极化天线的侧视图如图7所示，两馈电巴伦支撑臂支撑于介质板11和反射板3之间。功分器(图中未示出)用于完成主端口馈电，可以设置于反射板3的正面，也可以设置于反射板3的背面，由具体的安装方式来确定。

为了达到更好的效果，本实施例中双极化振子12的开口端设置有枝节凸起121，包括四对，分别为121a、121b、121c、121d，进一步加强了介质板11的正面的双极化振子12与背面的金属带之间的耦合，有利于引导电流流向双极化振子12的开口处，恰当地调整枝节凸起121的尺寸，可以实现整个工作频带内的阻抗匹配，实现超宽频工作。

本实施例的双极化天线实现了低剖面，将传统结构下的0.25波长天线高度降低到0.125波长，并且减小了天线罩及反射板3的尺寸，进而减小了天线的整体结构。通过开口的双极化振子12与耦合单元13之间的辐射耦合作用，两端口之间的驻波比小，隔离度大；驻波比仿真曲线图如图8所示，从图中可看出，两路极化端口在1.71GHz到2.69GHz的频带范围内的驻波比小于1.4，隔离度仿真曲线图如图9所示，从图中可看出，在工作频带为1.71GHz到2.69GHz时，两路端口之间的隔离度均大于31dB；同时提高了水平面波束宽度，水平面方向图如图10所示，从图中可看出，在1.71GHz到2.69GHz的工作频带范围内，水平面波束收敛性很好，波束宽度在66°～68°之间，图中画出了三个频率的水平面方向图，其波束信息和对应的波束宽度如表1所示。

表1

线型表示	频率	波束宽度
			—	1.71GHz	68.6864
…	2.2GHz	67.0691
			——	2.69GHz	67.7125

实施例2：

本实施例与实施例1不同的是，耦合单元13为金属环，金属环设置于介质板1的周边，且在垂直方向上，金属环与双极化振子12部分重叠，也有八个重叠部分，介质板11的透视图如图11所示，其也可以达到与金属带相同的效果，其余结构与实施例1中相同，此处不再赘述。

不同实施例中，功分器可以为同轴电缆或印刷电路板，如图12所示为功分器为印刷电路板时的天线结构示意图，印刷电路板23设置在反射板3的正面，不同实施例中，印刷电路板23也可以设置在反射板3的反面。

较佳实施例中，为了进一步提高天线的前后比和交叉极化比，使天线性能更好，可以在反射板3的一侧或多侧设置金属挡板4，金属挡板4位于介质板11的一侧，如图13所示，在介质板11的相对的两侧设置金属挡板4，金属挡板4与反射板3可以为单独成型的板，然后连接在一起，也可以为一体成型的一块板。不同实施例中，金属挡板4也可以不是平板结构，可以为如图14所示的S形，还可以为L形，且两个双极化天线可以共用一块反射板3和金属挡板4。

较佳实施例中，为了使天线结构更稳定，还可以在介质板11和反射板3之间设置支撑柱，用于支撑介质板11。

上述实施例中，都是将双极化振子12设置在介质板11的正面，金属带或金属环设置在介质板11的背面，不同实施例中，也可将双极化振子12设置在介质板11的背面，将金属带或金属环设置在介质板11的正面，也可达到同样的效果。

应当理解的是，上述并不是对本实用新型的限制，不同实施例中，双极化振子12的开口端也可以不设置枝节凸起。

此处公开的仅为本实用新型的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，并不是对本实用新型的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本实用新型所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种低剖面双极化天线，其特征在于，包括：辐射振子、馈电巴伦以及反射板；其中，

所述辐射振子包括：介质板、两对双极化振子以及耦合单元，所述双极化振子设置在所述介质板的一侧，所述耦合单元设置在所述介质板的另一侧，每个所述双极化振子的尖端为开口，包括两对称分布的半波振子，所述双极化振子与所述耦合单元的垂直投影部分重合，形成耦合；

所述馈电巴伦与所述双极化振子相连；

所述介质板设置于所述反射板的正上方。

2.根据权利要求1所述的低剖面双极化天线，其特征在于，所述耦合单元为金属带或金属环。

3.根据权利要求1所述的低剖面双极化天线，其特征在于，所述馈电巴伦设置于所述介质板和所述反射板之间，还用于支撑所述介质板。

4.根据权利要求1所述的低剖面双极化天线，其特征在于，所述双极化振子的开口末端设置有枝节凸起。

5.根据权利要求1所述的低剖面双极化天线，其特征在于，所述馈电巴伦包括两馈电巴伦支撑臂和一功分器，两所述馈电巴伦支撑臂分别与两对所述双极化振子相对应，所述功分器用于所述馈电巴伦的主端口馈电。

6.根据权利要求5所述的低剖面双极化天线，其特征在于，所述功分器为同轴电缆或印刷电路板。

7.根据权利要求5所述的低剖面双极化天线，其特征在于，所述馈电巴伦支撑臂为PCB板支撑臂或者同轴电缆。

8.根据权利要求5所述的低剖面双极化天线，其特征在于，两对所述双极化振子为±45°分布；对应地，

两个所述馈电巴伦支撑臂为正交分布。

9.根据权利要求1所述的低剖面双极化天线，其特征在于，所述反射板的一侧或多侧设置有垂直的金属挡板，所述金属挡板位于所述辐射振子的一侧。

10.根据权利要求1至9任一项所述的低剖面双极化天线，其特征在于，所述介质板与所述反射板之间还设置有支撑柱，用于支撑所述介质板。