CN206628585U - 一种超宽频高性能双极化天线振子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超宽频高性能双极化天线振子，包括双极化辐射结构、频率调谐结构、同轴电缆和反射板；所述双极化辐射结构和频率调谐结构设置在所述反射板上，所述双极化辐射结构设置在所述频率调谐结构内；所述同轴电缆通过功分网络连接所述双极化辐射结构。该超宽频高性能双极化天线振子的频带达到550 MHz~850MHz，相对带宽达到43%的超宽频，而且具有体积小、成本低、增益高、抗干扰能力强、高数据传输率和向下兼容等优点。

Description

一种超宽频高性能双极化天线振子

技术领域

本实用新型涉及通信天线领域，尤其涉及一种超宽频高性能双极化天线振子。

背景技术

特高频UHF（Ultra High Frequency）是指频率为300 MHz～3000MHz，波长在1m～1dm的无线电波，该波段的无线电波又被称为分米波。UHF频率的天线广泛使用在国内的广播电视、数字集群通信、微波回传等领域。目前在政府专网等得到了广泛的应用，国内的大中城市都有进行广泛布站的使用需求。

目前各大天线厂商投产的UHF基站天线，基本上以单极化为主，而部分双极化基站天线又存在体积大、频带窄、抗干扰能力较差（交叉极化鉴别率差）等特点。并且，现今各大天线厂商投产的UHF基站天线都是窄带天线，一般相对带宽只有14%左右，运营商与采购商只能是采购多种不同频率的UHF基站天线进行共站建网来解决通信需求，并且还需要解决不同频率天线间的信号干扰问题，大大地增加了建网运营成本。运营商急需一种超宽频高性能的UHF双极化基站天线以解决建站问题。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提供一种超宽频高性能双极化天线振子。该超宽频高性能双极化天线振子的频带达到550 MHz ~850MHz，相对带宽达到43%的超宽频，而且具有体积小、成本低、增益高、抗干扰能力强、高数据传输率和向下兼容等优点。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种超宽频高性能双极化天线振子，包括双极化辐射结构、频率调谐结构、同轴电缆和反射板；所述双极化辐射结构和频率调谐结构设置在所述反射板上，所述双极化辐射结构设置在所述频率调谐结构内；所述同轴电缆通过功分网络连接所述双极化辐射结构。

进一步地，所述频率调谐结构包括调谐金属柱和引向板，所述调谐金属柱的一端连接在所述反射板上，另一端连接在所述引向板上。

进一步地，所述调谐金属柱的数量为四根，长度为0.2~0.3λ，其中，λ为该超宽频高性能双极化天线振子的工作波长。

进一步地，四根调谐金属柱之间呈中心对称的90°等角偏置排列。

进一步地，所述引向板为正方形，边长为0.2~0.3λ，其中，λ为该超宽频高性能双极化天线振子的工作波长。

进一步地，所述引向板的材质为金属或者覆铜介质板。

进一步地，所述双极化辐射结构包括呈中心垂直交叉状的两对偶极子，每对偶极子均通过一个馈电巴伦与所述反射板连接，每对偶极子均包括两个辐射单元和一条耦合馈电微带线，所述耦合馈电微带线分别和两个辐射单元之间保持间隔，实现耦合馈电。

进一步地，所述双极化辐射结构为金属加工结构、或者介质板印制结构。

进一步地，所述辐射单元的极化方式为垂直/水平极化、或者±45°极化。

进一步地，所述反射板的横截面为U形。

本实用新型具有如下有益效果：该超宽频高性能双极化天线振子通过频率调谐的频带达到550 MHz ~850MHz，相对带宽达到43%的超宽频，而且具有体积小、成本低、增益高、抗干扰能力强、高数据传输率和向下兼容等优点。

附图说明

图1为本实用新型提供的超宽频高性能双极化天线振子的主视图；

图2为本实用新型提供的超宽频高性能双极化天线振子的俯视图；

图3为本实用新型提供的超宽频高性能双极化天线振子的介质板印制结构的辐射结构的示意图；

图4为本实用新型提供的超宽频高性能双极化天线振子的电压驻波比图；

图5为本实用新型提供的超宽频高性能双极化天线振子的实测H面辐射方向图；

图6为本实用新型提供的超宽频高性能双极化天线振子的实测E面辐射方向图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

如图1和2所示，一种超宽频高性能双极化天线振子，包括双极化辐射结构、频率调谐结构、同轴电缆2和反射板3；所述双极化辐射结构和频率调谐结构设置在所述反射板3上，所述双极化辐射结构设置在所述频率调谐结构内；所述同轴电缆2通过功分网络连接所述双极化辐射结构。

该超宽频高性能双极化天线振子基于频率调谐技术，通过在所述双极化辐射结构外围设置一个频率调谐结构，控制所述双极化辐射结构内的辐射单元6的电磁场效应，调整天线振子的电性能指标，达到拓宽所述双极化辐射结构的工作频带的目的，并可通过所述频率调谐结构对天线振子的指向角度、方向图波瓣宽度、交叉极化鉴别率与频率带宽拓展等进行调谐。

所述频率调谐结构包括调谐金属柱4和引向板5，所述调谐金属柱4的一端连接在所述反射板3上，另一端连接在所述引向板5上；所述调谐金属柱4的数量为四根，长度为0.2~0.3λ，其中，λ为该超宽频高性能双极化天线振子的工作波长，四根调谐金属柱4之间呈中心对称的90°等角偏置排列；所述引向板5为正方形，边长为0.2~0.3λ，其中，λ为该超宽频高性能双极化天线振子的工作波长，所述引向板5的材质为金属或者覆铜介质板；四根调谐金属柱4分别设置在所述引向板5的四个角上。

所述调谐金属柱4、引向板5与大地（反射板3）形成一种O形直流闭环类腔体效应，可根据所述反射板3的频率波长调谐所述双极化辐射结构内的辐射单元6的电流、阻抗，引导电流走向而达到拓宽所述辐射单元6的工作频带的目的。

所述双极化辐射结构包括呈中心垂直交叉状的两对偶极子，每对偶极子均通过一个馈电巴伦7与所述反射板3连接，每对偶极子均包括两个辐射单元6和一条耦合馈电微带线8，所述耦合馈电微带线8分别和两个辐射单元6之间保持2~5mm间隔，实现耦合馈电，所述辐射单元6的极化方式为垂直/水平极化、或者±45°极化。

当所述频率调谐结构引导所述双极化辐射结构的电流走向时，所述馈电巴伦7会形成一个耦合宽频巴仑以拓宽辐射单元6的频带。

其中，本实施例中的每对偶极子的下方均设置有一个U形馈电巴伦7，所述偶极子与U形馈电巴伦7为一体化设计；所述同轴电缆2分别与耦合馈电微带线8和U形馈电巴伦7连接，其内导体与所述U形馈电巴伦7焊接，外导体与耦合馈电微带线8焊接；所述耦合馈电微带线8用于馈电后对表面电流起阻抗变换匹配作用，同时用于与所述辐射单元6耦合后进行辐射。

所述双极化辐射结构为金属加工结构，即以金属加工的方式制成的双极化辐射结构，如图1和2；或者介质板印制结构，即以在PCB板或其它介质板上以平面印制的方式制成的双极化辐射结构，如图3。

所述双极化辐射结构经过所述反射板3的反射从而实现定向辐射，所述反射板3的横截面为U形，即所述反射饭3为向上具有开口的箱形。

如图4-6所示，该超宽频高性能双极化天线振子具有如下优点：

（1）预设频率550MHz～850MHz全段驻波比值都≤1.4以下，频率带宽达到300MHz，相对带宽43%，实现了超宽带覆盖。而现有的UHF基站天线的普遍频率带宽都是100 MHz～150MHz，相对带宽只有14%～20%；

（2）具有体积小、成本低、增益较高、频带宽、抗干扰能力强、高数据传输率和向下兼容等优点，易于组阵而成性能不同的小型化超宽频UHF基站天线，可根据不同客户的不同要求灵活、便捷地组阵，从而达到不同技术指标下的高电气性能要求；

（3）用于信号覆盖时，避免了共站建网时不同频率天线间的干扰问题，极大地改善了通信质量；

（4）水平面波瓣宽度均值基本在90°内，前后比值达到25dB以上，波瓣宽度均匀，从图5中可以看出本实施例的交叉极化鉴别率在轴比与±60°方位的波瓣电平压缩得比较好，均值在14dB以上。所述天线有很好的定向辐射特性；

（5）垂直面波瓣宽度均值基本为15°内，前后比值达到25dB以上，旁瓣抑制在15dB以上，波瓣宽度均匀，具有很好的定向辐射特性。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，包括双极化辐射结构、频率调谐结构、同轴电缆和反射板；所述双极化辐射结构和频率调谐结构设置在所述反射板上，所述双极化辐射结构设置在所述频率调谐结构内；所述同轴电缆通过功分网络连接所述双极化辐射结构。

2.根据权利要求1所述的超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，所述频率调谐结构包括调谐金属柱和引向板，所述调谐金属柱的一端连接在所述反射板上，另一端连接在所述引向板上。

3.根据权利要求2所述的超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，所述调谐金属柱的数量为四根，长度为0.2~0.3λ，其中，λ为该超宽频高性能双极化天线振子的工作波长。

4.根据权利要求3所述的超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，四根调谐金属柱之间呈中心对称的90°等角偏置排列。

5.根据权利要求2所述的超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，所述引向板为正方形，边长为0.2~0.3λ，其中，λ为该超宽频高性能双极化天线振子的工作波长。

6.根据权利要求4所述的超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，所述引向板的材质为金属或者覆铜介质板。

7.根据权利要求1所述的超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，所述双极化辐射结构包括呈中心垂直交叉状的两对偶极子，每对偶极子均通过一个馈电巴伦与所述反射板连接；每对偶极子均包括两个辐射单元和一条耦合馈电微带线，所述耦合馈电微带线分别和两个辐射单元之间保持间隔，实现耦合馈电。

8.根据权利要求7所述的超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，所述辐射单元的极化方式为垂直/水平极化、或者±45°极化。

9.根据权利要求7所述的超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，所述双极化辐射结构为金属加工结构、或者介质板印制结构。

10.根据权利要求1所述的超宽频高性能双极化天线振子，其特征在于，所述反射板的横截面为U形。