CN207938802U - 一种不对称超宽带基站天线振子和天线 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种不对称超宽带基站天线振子和天线。本申请的不对称超宽带基站天线振子，包括四个不相同的折合振子臂组成的辐射体，辐射体为非对称结构，不具备四条对称线；四个折合振子臂各自连接一个支撑导体，共计四个支撑导体，支撑导体的一端连接折合振子臂，另一端连接支撑底座，支撑底座用于将振子固定在反射板上，四个支撑导体中的两个导体对振子进行馈电。本申请的不对称超宽带基站天线振子，通过四个不相同的折合振子臂的辐射体结构设计，在超带宽时端口隔离度、交叉极化比，以及波束收敛性都得以大大改善，能够满足优质移动通信质量的使用需求，为通信质量提供了保障。
Description
技术领域
本申请涉及基站天线领域，特别是涉及一种不对称超宽带基站天线振子和天线。
背景技术
随着移动通信技术的迅猛发展，多系统及多制式共存，对基站阵列天线的要求也越来越高。如今，2G、3G，4G网络并存，一个基站就需要布置许多副天线，增加了系统复杂性，对天线的要求也越来越高。
目前一般采用极化分集技术来提高天线的工作效率。而采用极化分集技术对天线设计提出了更高的要求，端口的隔离度问题和交叉极化比问题已成为研究的一个重点。更好的端口隔离度和更高的交叉极化比，是优质移动通信质量的保障。
特别是在超宽频，如690-960MHz、1695-2690MHz，工作下的双极化天线或超宽频多频天线设计出高隔离度和交叉极化比双极化天线成为天线界研究的重点和难点。
中国专利CN100461530C是最早描述具有4个折合振子的双极化天线专利之一，它描述了一个双极化天线，包括一个辐射阵列，一个反射接地板，四根支撑导体，其中每根支撑导体的两端分别与辐射阵列和反射接地板连接，四根支撑导体两两相对呈十字交叉排列又相互平行，并垂直于辐射阵列与反射接地板，该四根支撑导体组成两个垂直的不平衡变压器，其中，处于交叉导体对角线上的两根支撑导体组成一个不平衡变压器。所述辐射阵列由四个相同的并且包含有一组装换对称线的导体环组成，这些导体环具有对称线，且以这种方式彼此连接起来，即辐射阵列为交叉状，并在此阵列内包含有一个十字狭槽，每个导体环构成交叉导体的一个分支和十字狭槽的一个分支，交叉导体环有四条对称线，两条为导体环的对称线，另外两条为交叉导体的对角线，每根导体的顶端与十字交叉处的一个拐角点连接，而底端连接到相对应的反射接地板上，所述拐角点是由辐射阵列上的两条转换对称线形成的一个顶角，并处于交叉导体的两条对角线上。第一个馈电网络连接到交叉导体上的，穿过十字狭槽的第一条对角线上，第二个馈电网络连接到交叉导体上的，穿过十字狭槽的第二条对角线上，辐射阵列通过这种方式被激活，其辐射方式为两个相互垂直的电磁场，该电磁场具有被设定与交叉导体平行的E矢量。
此双极化天线辐射阵列专利的有几个技术特征：1、每个折合振子必须是相同的且具有一条对称线并彼此连接起来，2、双极化天线辐射阵列具有四条对称线，两条为导体环的对称线，另外两条为交叉导体的对角线，3、四根支撑导体的两端分别与辐射阵列和反射接地板连接，且相互平行，4、第一，第二馈电网络连接到交叉导体上进行馈电。但这个设计的工作频段不宽，随后，为了拓宽其工作频段，许多优化的不同的双极化天线被研发出来。
专利WO2007/114620A1描述了一种由四个折合振子构成的双极化辐射体，此辐射体使用了美国专利US6313809B1相同的布置方式，较好地将其放置于反射板上，关于此折合振子的另外一些改进在中国专利CN101707292A、CN101673881A、CN201430215Y、CN202178382U、CN201450115U、CN20213941U、CN201629409U、CN201868565U和CN202004160U中都有被描述。这些改进的专利都描述了四个相同的折合振子组成的对称结构辐射体，但在超带宽频段内这些辐射体很难达到好的端口隔离度和高的交叉极化比。因此，仍有待改进。
发明内容
本申请的目的是提供一种新结构的不对称超宽带基站天线振子，以及采用该振子的天线。
本申请采用了以下技术方案：
本申请的一方面公开了一种不对称超宽带基站天线振子，包括四个不相同的折合振子臂11、12、13和14组成的辐射体，辐射体为非对称结构，不具备四条对称线；四个折合振子臂11、12、13和14各自连接一个支撑导体2，共计四个支撑导体，支撑导体2的一端连接折合振子臂，另一端连接支撑底座3，支撑底座3用于将振子固定在反射板上，四个支撑导体中的两个导体对振子进行馈电。
需要说明的是，本申请的振子，采用四个不相同的折合振子臂组成辐射体，在超带宽时端口隔离度、交叉极化比，以及波束收敛性都得以大大改善，能够满足优质移动通信质量的使用需求，为通信质量提供了保障。
优选的，四个折合振子臂11、12、13、14在相邻的两个拐角处各具有一个垂直向下的“7”形的金属导体111、121。
优选的，“7”形的金属导体111、121，一端高于辐射面1-10mm，另一端垂直向下指向反射板方向。
优选的，“7”形的金属导体与折合振子臂之间由绝缘介质块41、42连接固定。
优选的，四个折合振子臂11、12、13、14的开口槽宽度不同。
优选的，四个折合振子臂11、12、13、14的匹配线宽度不同。
优选的，四个折合振子臂11、12、13、14中，其中至少一个折合振子臂的匹配线具有阶梯结构122。
优选的，四个折合振子臂11、12、13、14的正上方设置有引向器5。
优选的，四个折合振子臂的四个支撑导体中，其中两根支撑导体由同轴电缆制作，且使用同轴电缆的内导体沿对角线方向对折合振子进行馈电。
本申请的另一方面公开了一种天线，包括反射板，反射板上安装有若干个本申请的不对称超宽带基站天线振子。
本申请的有益效果在于：
本申请的不对称超宽带基站天线振子，通过四个不相同的折合振子臂的辐射体结构设计，在超带宽时端口隔离度、交叉极化比，以及波束收敛性都得以大大改善，能够满足优质移动通信质量的使用需求，为通信质量提供了保障。
附图说明
图1是本申请实施例中不对称超宽带基站天线振子的结构示意图；
图2是本申请实施例中不对称超宽带基站天线振子的支撑底座的结构示意图；
图3是本申请实施例中不对称超宽带基站天线振子安装在反射板上的俯视图结构示意图；
图4-图8是本申请实施例中不对称超宽带基站天线振子安装在反射板上不同视角的结构示意图；
图9是本申请实施例中振子和天线的水平面波瓣宽度测试结果图；
图10为本申请实施例中振子和天线在620-960MHz内0°方向的交叉极化测试结果图；
图11为本申请实施例中振子和天线在690-960MHz内的隔离度测试结果图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
实施例
本例的不对称超宽带基站天线振子，如图1至图8所示，振子包括四个不相同的折合振子臂11、12、13和14组成的辐射体，辐射体为非对称结构，不具备四条对称线；四个折合振子臂11、12、13和14各自连接一个支撑导体2，共计四个支撑导体，支撑导体2的一端连接折合振子臂，另一端连接支撑底座3，支撑底座3用于将振子固定在反射板上，四个支撑导体中的两个导体对振子进行馈电。
其中，四个折合振子臂11、12、13、14在相邻的两个拐角处各具有一个垂直向下的“7”形的金属导体111、121；“7”形的金属导体111、121，一端高于辐射面1-10mm，另一端垂直向下指向反射板方向；“7”形的金属导体与折合振子臂之间由绝缘介质块41、42连接固定。并且，本例的振子中，四个折合振子臂11、12、13、14的开口槽宽度不同，四个折合振子臂11、12、13、14的匹配线宽度不同，四个折合振子臂11、12、13、14中，其中一个折合振子臂的匹配线具有阶梯结构122，四个折合振子臂11、12、13、14的正上方设置有引向器5。四个折合振子臂的四个支撑导体中，其中两根支撑导体由同轴电缆制作，且使用同轴电缆的内导体沿对角线方向对折合振子进行馈电。
本例的天线如图3至图8所示，包括反射板6，安装在反射板6上的至少一个本例的不对称超宽带基站天线振子1。
采用安捷伦E5071C网络分析仪，对本例的振子和天线进行测试，分别测试振子和天线的端口隔离度、交叉极化比、波束收敛性，结果如表1，以及图9至图11所示。图9为水平面波瓣宽度测试结果图，表1为水平面波瓣宽度测试数据；图10为在620-960MHz内0°方向的交叉极化测试结果图；图11为在690-960MHz内的隔离度测试结果图。
表1各频点的水平面波瓣宽度测试结果
| 频点(MHz) | 波瓣宽度(度) | 频点(MHz) | 波瓣宽度(度) |
| 620 | 65.5 | 880 | 63.0 |
| 690 | 64.9 | 900 | 63.0 |
| 750 | 62.7 | 920 | 63.5 |
| 790 | 63.0 | 940 | 62.6 |
| 840 | 63.4 | 960 | 62.6 |
| 860 | 62.7 | / | / |
表1和图9的结果显示，690MHz时水平面波瓣宽度BW＝64.9°，750MHz时水平面波瓣宽度BW＝62.7°，960MHz时水平面波瓣宽度BW＝62.6°。从测试数据可以看出，在690-960MHz频率范围内水平面波瓣宽度，在64-62度间，其收敛性非常好。
图10的结果显示，在620-960MHz内0°方向的交叉极化优于27dB。图11的结果显示，在690-960MHz内隔离度优于32dB。
以上结果显示，本例的不对称超宽带基站天线振子，其端口隔离度、交叉极化比，以及波束收敛性都得以大大改善，能够满足优质移动通信质量的使用需求，为通信质量提供了保障。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种不对称超宽带基站天线振子，其特征在于：包括四个不相同的折合振子臂（11、12、13、14）组成的辐射体，所述辐射体为非对称结构，不具备四条对称线；四个折合振子臂（11、12、13、14）各自连接一个支撑导体（2），共计四个支撑导体，支撑导体（2）的一端连接折合振子臂，另一端连接支撑底座（3），所述支撑底座（3）用于将振子固定在反射板上，四个支撑导体中的两个导体对振子进行馈电。
2.根据权利要求1所述的不对称超宽带基站天线振子，其特征在于：四个折合振子臂（11、12、13、14）在相邻的两个拐角处各具有一个垂直向下的“7”形的金属导体（111、121）。
3.根据权利要求2所述的不对称超宽带基站天线振子，其特征在于：所述“7”形的金属导体（111、121），一端高于辐射面1-10mm，另一端垂直向下指向反射板方向。
4.根据权利要求2或3所述的不对称超宽带基站天线振子，其特征在于：所述“7”形的金属导体与折合振子臂之间由绝缘介质块（41、42）连接固定。
5.根据权利要求1所述的不对称超宽带基站天线振子，其特征在于：四个折合振子臂（11、12、13、14）的开口槽宽度不同。
6.根据权利要求1所述的不对称超宽带基站天线振子，其特征在于：四个折合振子臂（11、12、13、14）的匹配线宽度不同。
7.根据权利要求1所述的不对称超宽带基站天线振子，其特征在于：四个折合振子臂（11、12、13、14）中，其中至少一个折合振子臂的匹配线具有阶梯结构（122）。
8.根据权利要求1所述的不对称超宽带基站天线振子，其特征在于：四个折合振子臂（11、12、13、14）的正上方设置有引向器（5）。
9.根据权利要求1所述的不对称超宽带基站天线振子，其特征在于：四个折合振子臂的四个支撑导体中，其中两根支撑导体由同轴电缆制作，且使用同轴电缆的内导体沿对角线方向对折合振子进行馈电。
10.一种天线，包括反射板，所述反射板上安装有若干个权利要求1-9任一项所述的不对称超宽带基站天线振子。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN112751164A (zh) * | 2019-10-29 | 2021-05-04 | 比亚迪股份有限公司 | 一种高增益天线振子 |
| CN113036404A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-25 | 深圳市信维通信股份有限公司 | 低剖面超宽带双极化天线振子、天线阵列及基站设备 |
| CN114665260A (zh) * | 2020-12-22 | 2022-06-24 | 华为技术有限公司 | 一种天线和通信设备 |
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