CN206834320U - 一种带宽扩展宽带基站天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带宽扩展宽带基站天线,该天线的阻抗带宽和辐射带宽可完全覆盖1427‑2690MHz频段,适用于IMT/2G/3G/LTE(4G)系统。该天线结构包括:天线辐射体、第一耦合单元、第二耦合单元、第三耦合单元、同轴馈线及反射板。该天线辐射体通过绝缘的支撑结构固定在反射板的上方,包括+45°极化振子、‑45°极化振子,和微带馈线。第一耦合单元通过绝缘支撑结构固定在天线辐射体的下方反射板的上方,包括环多边形结构和寄生片,第二耦合单元是四个金属矩形条,固定于第一耦合单元的四周,第三耦合单元是一个圆环,通过绝缘支撑结构固定于天线辐射体正上方,该天线具有带宽大,结构新颖,辐射方向图稳定的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动通信领域,特别涉及一种适用IMT/2G/3G/LTE(4G)移动通信系统的带宽扩展宽带基站天线。
背景技术
随着移动通信技术的飞速发展,新频段的开发利用尤其重要,日本已经将1427-1515MHz频段运用在IMT(国际移动通信)服务上,在欧洲,25个欧盟国家支持将1415-1515MHz用于IMT服务,德国和意大利已经将中心频段1452-1492MHz拍卖给IMT服务。法国、爱尔兰和斯洛文尼亚在塞浦路斯监管机构咨询拍卖1452-1492MHz给IMT服务。现阶段在中国就有2G、3G、LTE(4G)系统,2G系统使用1710-1550MHz,3G系统使用频段1550-2170MHz,LTE(4G)系统使用2300-12690MHz,中国的无线通信系统目前已覆盖1710-2690MHz频段。随着移动通信技术的发展,带宽的需求越来越重要,不同移动系统的使用占用不同的频段,同一个天线若能覆盖多个系统频段将可以减小制作成本,增大空间利用,增加经济收益,存在更大的价值。因此,新设计安装的宽带天线同时覆盖1427-1515MHz和1710-2690MHz同时支持IMT服务和不同的移动通信系统,以取得更大的经济效益。
目前,宽带基站天线一般可以覆盖2G、3G、LTE(4G)系统的带宽,并不具备覆盖IMT服务的带宽,若一副天线可以工作于多个通信系统,从而可以减少天线的数目,实现通信设备的小型化
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷,提供一种带宽扩展宽带基站天线,该宽带基站天线是一种辐射增益高,且方向图稳定的带宽扩展宽带基站天线,该宽带基站天线能实现63%的阻抗带宽,覆盖1427-2690MHz的频段。
本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到:
一种带宽扩展宽带基站天线,所述宽带基站天线包括天线辐射体1、第一耦合单元2、第二耦合单元3、第三耦合单元4、馈线5、反射板6和绝缘的支撑结构7,
其中,所述第一耦合单元2、所述天线辐射体1以及所述第三耦合单元4通过所述支撑结构7由近至远依次固定于所述反射板6的上方;
所述天线辐射体1包括+45°极化振子、-45°极化振子和介质板9,所述+45°极化振子包括第一辐射臂11A和第三辐射臂11C,所述-45°极化振子包括第二辐射臂11B和第四辐射臂11D,所述馈线5包括第一馈线5A和第二馈线5B,所述第一辐射臂11A、所述第二辐射臂11B和所述第一馈线5A蚀刻所述介质板9上表面,所述第三辐射臂11C、所述第四辐射臂11D和所述第二馈线5B蚀刻所述介质板9下表面;
所述第一馈线5A和所述第二馈线5B分别给+45°极化振子和-45°极化振子进行馈电。
进一步地,所述第一耦合单元2包括若干个寄生片2A和环多边形结构2B。
进一步地,所述环多边形结构2B由环正方形切掉四个顶角而成,所述环多边形结构2B在+45°方向和-45°方向各有两个缝隙,用于与辐射臂耦合,扩展带宽。
进一步地,所述环多边形结构2B在+/-45°方向最大宽度范围为0.5λL-1λL,其中λL为该宽带基站天线中心频率2.1GHz在自由空间中所对应波长。
进一步地,所述寄生片2A由三个矩形拼接而成,位于所述环多边形结构2B内侧,在水平方向和垂直方向各有两个,用于与所述环多边形结构2B耦合,扩展带宽。
进一步地,所述第三耦合单元4是一个圆环结构,位于所述天线辐射体1的正上方,用于改善所述宽带扩展基站天线的回波损耗。
进一步地,所述第二耦合单元3是四个金属矩形条,垂直立于所述第一耦合单元2中环多边形结构2B的四周,用于改善方向图,减小交叉极化,所述第二耦合单元3不与所述反射板6相连接。
进一步地,所述第二耦合单元3的矩形金属条的宽度范围为0.1λL-0.3λL,其中λL为该宽带基站天线中心频率2.1GHz在自由空间中所对应波长。
进一步地,所述支撑结构7为塑料柱,所述支撑结构7的高度由所述天线辐射体1距离所述反射板6的距离决定,高度范围为0.1λL-0.5λL,其中λL为该宽带基站天线中心频率2.1GHz在自由空间中所对应波长。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果:
1、本实用新型带宽完全覆盖1427-2690MHz,不仅适用于2G/3G/LTE(4G)系统还适用于IMT系统。
2、本实用新型辐射体具有平面结构,制作简单。
3、本实用新型第一耦合单元结构简单紧凑,扩展频带效果好。
4、本实用新型第二耦合单元垂直放置,具有减小方向图的交叉极化作用.
5、本实用新型第三耦合单元结构简单,具有很好的阻抗匹配作用。
6、本实用新型辐射体结构新颖,耦合单元结构简单,宽带宽,方向图稳定,增益高。
附图说明
图1是本实用新型的带宽扩展宽带基站天线的三维结构图;
图2是本实用新型的带宽扩展宽带基站天线的正视图;
图3是本实用新型的带宽扩展宽带基站天线的剖面图;
图4是本实用新型的带宽扩展宽带基站天线的阻抗带宽。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
实施例
如图1所示,本实施例公开了一种带宽扩展宽带基站天线包括天线辐射体1,第一耦合单元2,第二耦合单元3,第三耦合单元4,馈线5,反射板6,和支撑结构7。第一耦合单元2通过支撑结构7固定于反射板6的正上方,距离25mm,天线辐射体1通过支撑结构7固定于反射板6的正上方,距离35mm。第三耦合单元4为通过支撑结构7固定于反射板6的正上方,距离为43mm。所述支撑结构7为绝缘塑料柱。
图2为带宽扩展宽带基站天线正面俯视图,天线辐射体1包括+45°极化振子、-45°极化振子、介质板9、第一馈线5A和第二馈线5B。
所述天线辐射体1包括+45°极化振子、-45°极化振子和介质板9,所述+45°极化振子包括第一辐射臂11A和第三辐射臂11C,所述-45°极化振子包括第二辐射臂11B和第四辐射臂11D,所述馈线5包括第一馈线5A和第二馈线5B,所述第一辐射臂11A、第二辐射臂11B和第一馈线5A蚀刻所述介质板9上表面,所述第三辐射臂11C、第四辐射臂11D和第二馈线5B蚀刻所述介质板9下表面,介质板9采用高频板材R04350B,厚度0.76mm,相对介电常数3.45。
天线辐射体1为平面结构,可实现双极化带宽1710MHz-2690MHz,支持2G/3G/LTE(4G)系统。
第一耦合单元2包括一个寄生片2A和一个环多边形结构2B,其中,环多边形结构2B是一个宽为13.7mm环正方形切去四个顶角而成,环正方形是由边长为130mm的正方形减去边长为100mm的正方形,切去的顶角为腰长为39mm的等腰直角三角形,环正方形的四个顶角置于垂直水平方向,环多边形结构2B在+45°方向和-45°方向各有两条2mm裂缝,可以很好的和辐射臂耦合,扩展带宽,使带宽从1700MHz扩展到1500MHz。寄生片2A由三个矩形拼接而成,位于环多边形2A内侧水平垂直方向各有两个,用于与环多边形2B耦合,扩展带宽,使得耦合更加剧烈,将频带可扩展到1427MHz,使得天线具有可完全覆盖1427-2690MHz。其中,环多边形结构2B和寄生片2A的间距2mm。
第三耦合单元4是一个圆环,外圆14mm,内圆6mm,通过支撑结构7固定位于辐射体1的正上方,第三耦合单元4的作用是使得中间频段的回波损耗可以大于15dB。
第二耦合单元3是一个金属矩形片,垂直立于第一耦合单元2中环多边形结构2B的四周,所述第二耦合单元3不与反射板6相连接。
第二耦合单元3由四个矩形条组成垂直立于第一耦合单元2中环多边形结构2B的四周,用于改善方向图,减小交叉极化,矩形条的宽度2mm,长度为22mm。
如图2所示,分别用第一馈线5A和第二馈线5B分别给+45°极化振子和-45°极化振子进行馈电,可实现30dB的隔离度。
如图4所示,是本实施例的阻抗带宽,由图4可以得出结论,本实用新型的双极化天线具有1427-2690MHz的阻抗带宽,回波损耗达-15dB,可完全覆盖IMT系统1427-1515MHz和1710-2690MHz频段,并且在该带宽上隔离度30dB以上,增益在5.5dBi以上。
本带宽扩展宽带基站天线具有结构新颖,制作简单,带宽达,隔离度高,辐射方向图稳定,增益高等特点。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种带宽扩展宽带基站天线,其特征在于,所述宽带基站天线包括天线辐射体(1)、第一耦合单元(2)、第二耦合单元(3)、第三耦合单元(4)、馈线(5)、反射板(6)和绝缘的支撑结构(7),
其中,所述第一耦合单元(2)、所述天线辐射体(1)以及所述第三耦合单元(4)通过所述支撑结构(7)由近至远依次固定于所述反射板(6)的上方;
所述天线辐射体(1)包括+45°极化振子、-45°极化振子和介质板(9),所述+45°极化振子包括第一辐射臂(11A)和第三辐射臂(11C),所述-45°极化振子包括第二辐射臂(11B)和第四辐射臂(11D),所述馈线(5)包括第一馈线(5A)和第二馈线(5B),所述第一辐射臂(11A)、所述第二辐射臂(11B)和所述第一馈线(5A)蚀刻所述介质板(9)上表面,所述第三辐射臂(11C)、所述第四辐射臂(11D)和所述第二馈线(5B)蚀刻所述介质板(9)下表面;
所述第一馈线(5A)和所述第二馈线(5B)分别给+45°极化振子和-45°极化振子进行馈电。
2.根据权利要求1所述的一种带宽扩展宽带基站天线,其特征在于,所述第一耦合单元(2)包括若干个寄生片(2A)和环多边形结构(2B)。
3.根据权利要求2所述的一种带宽扩展宽带基站天线,其特征在于,所述环多边形结构(2B)由环正方形切掉四个顶角而成,所述环多边形结构(2B)在+45°方向和-45°方向各有两个缝隙,用于与辐射臂耦合,扩展带宽。
4.根据权利要求2所述的一种带宽扩展宽带基站天线,其特征在于,所述环多边形结构(2B)在+/-45°方向最大宽度范围为0.5λL-1λL,其中λL为该宽带基站天线中心频率2.1GHz在自由空间中所对应波长。
5.根据权利要求2所述的一种带宽扩展宽带基站天线,其特征在于,所述寄生片(2A)由三个矩形拼接而成,位于所述环多边形结构(2B)内侧,在水平方向和垂直方向各有两个,用于与所述环多边形结构(2B)耦合,扩展带宽。
6.根据权利要求1所述的一种带宽扩展宽带基站天线,其特征在于,所述第三耦合单元(4)是一个圆环结构,位于所述天线辐射体(1)的正上方,用于改善所述宽带扩展基站天线的回波损耗。
7.根据权利要求2所述的一种带宽扩展宽带基站天线,其特征在于,所述第二耦合单元(3)是四个金属矩形条,垂直立于所述第一耦合单元(2)中环多边形结构(2B)的四周,用于改善方向图,减小交叉极化,所述第二耦合单元(3)不与所述反射板(6)相连接。
8.根据权利要求7所述的一种带宽扩展宽带基站天线,其特征在于,所述第二耦合单元(3)的矩形金属条的宽度范围为0.1λL-0.3λL,其中λL为该宽带基站天线中心频率2.1GHz在自由空间中所对应波长。
9.根据权利要求1所述的一种带宽扩展宽带基站天线,其特征在于,所述支撑结构(7)为塑料柱,所述支撑结构(7)的高度由所述天线辐射体(1)距离所述反射板(6)的距离决定,高度范围为0.1λL-0.5λL,其中λL为该宽带基站天线中心频率2.1GHz在自由空间中所对应波长。
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