CN211088518U - 一种宽带双极化基站天线单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种宽带双极化基站天线单元，包括：辐射体、第一馈电巴伦、第二馈电巴伦、固定底座和反射板，第一馈电巴伦和第二馈电巴伦相互正交，两者顶端连接所述辐射体，两者底端连接所述固定底座，固定底座与反射板固定；辐射体、固定底座和反射板相互平行放置，第一馈电巴伦和第二馈电巴伦垂直于辐射体；其特征在于，所述辐射体包括：辐射体介质板和印制在所述辐射体介质板表面的两对半波振子，每对所述半波振子由两个相互对称的四边形组成，两所述四边形的一条对角线位于同一直线上，在四个所述四边形之间有十字缝隙，各所述四边形形末端设置弧形切角。本实用新型提供的天线单元的生产成本，简化了安装步骤、性能更加优越。

Description

一种宽带双极化基站天线单元

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，涉及一种宽带双极化基站天线单元，尤其涉及一种结构稳定、加工方便的宽带双极化基站天线单元。

背景技术

随着移动通信系统的飞速迅猛发展，工信部相继确定多个无线通信频段以满足高质量、大容量的通信需求。为了节省空间和资源，宽带小型化多制式共存是基站天线必然的发展趋势。基站天线作为通信系统中至关重要的组成部分，将会越来越重要。为了更好的应对现代无线通信中多种通信制式混杂的情况，运营商希望能研发出同时覆盖多个通信制式工作频段的基站天线，宽带化成为人们设计基站天线时追求的目标。宽带基站天线能让运营商不需要每个通信制式都单独地研发基站天线，这大大地减少了天线的设计工作和降低了加工成本。

5G时代即将到来，一体化有源基站天线将成为研究的热点，宽带化将会是基站天线发展主要趋势之一。目前双极化基站天线常见的工作频段有：2G频段(1710MHz-1920MHz）、3G频段(1880MHz-2170MHz)、LTE频段(2300MHz-2400MHz &2570-2690MHz)等。而1.4G/1.5G（1427MHz-1518MHz）也越来越有研究价值，欧洲已经确定使用1427-1452作为5G频段，而美国则确定为1695-1700MHz频段。为了兼顾上述全球不同制式的频段，市场需要一种可以覆盖1400-2690MHz的宽带基站天线，并要求其具有稳定的性能。因此，如何设计一种能兼顾各项性能，覆盖尽量宽频段的天线以适应多种标准成为本领域技人员的重要课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带宽大、辐射口径小、结构稳定性好的宽带双极化基站天线单元。

本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的。

一种宽带双极化基站天线单元，包括：辐射体、第一馈电巴伦、第二馈电巴伦、固定底座和反射板，所述第一馈电巴伦和第二馈电巴伦相互正交，两者顶端连接所述辐射体，两者底端连接所述固定底座，所述固定底座与所述反射板固定；所述辐射体、所述固定底座和所述反射板相互平行放置，所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦垂直于所述辐射体；其特征在于，所述辐射体包括：辐射体介质板和印制在所述辐射体介质板表面的两对半波振子，每对所述半波振子由两个相互对称的四边形组成，两所述四边形的一条对角线位于同一直线上，在四个所述四边形之间有十字缝隙，各所述四边形形末端设置弧形切角。

更为优选的是，所述四边形为菱形。

更为优选的是，所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦均包括：介质板、印刷在所述介质板正面的馈电巴伦馈线和印刷在所述介质板背面的两个馈电巴伦地面。

更为优选的是，在所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦的顶部和底部均有至少两个突起，在所述辐射体和所述固定底座上设有与所述突起对应的槽，通过所述突起与相应的所述槽之间的过盈配合实现所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦与所述辐射体和所述固定底座的插接固定。

更为优选的是，在各所述突起背面均设有金属覆层，位于顶部的所述突起背面的所述金属覆层用于和所述辐射体上的所述半波振子焊接，位于底部的所述突起背面的所述金属覆层用于与所述固定底座上的金属贴片焊接。

更为优选的是，所述突起为矩形突起。

更为优选的是，所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦通过相互配合的矩形凹槽嵌套插接，所述矩形凹槽位于所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦的中部位置。

更为优选的是，所述固定底座包括正方形的固定底座介质板和印制在所述固定底座介质板下表面的金属贴片。

更为优选的是，所述反射板为导电反射板，在所述反射板的两侧设有垂直向上的凸沿。

本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是。

一、辐射体采用辐射体介质板和印制在辐射体介质板表面的两对半波振子构成， 且半波振子采用特定排布的四边形结构，在四边形结构的末端采用弧形切角，在实现天线 单元的较高带宽的同时减小了辐射体的辐射口径。经测试，本实用新型提供的天线的工作 频段为1.32GHz-2.95GHz,驻波比带宽1630MHz，相对带宽为76.3%。天线辐射口径为

。

二、馈电巴伦介质板的顶端和低端分别有两个矩形凸起，顶端突起用于与辐射体连接，并与其上表面的半波振子连接；底端凸起用于与固定底座连接，并与其下表面的金属贴片电连接，两个馈电巴伦相互垂直，上下分别插入辐射体介质板和固定底座介质板，具有结构稳定、生产安装方便的优点。

附图说明

图1所示为本实用新型提供的宽带双极化基站天线单元的整体结构立体图。

图2所示为本实用新型中的辐射体的结构示意图。

图3所示为本实用新型中的的第一馈电巴伦结构示意图。

图4所示为本实用新型中的的第二馈电巴伦结构示意图。

图5所示为本实用新型中的固定底座结构示意图。

图6所示为本实用新型的驻波仿真图。

图7所示为本实用新型的隔离度仿真图。

图8-图10所示为本实用新型在不同频点的水平面方向图，其中图8为1.4GHz频点的水平面方向图，图9为2.2GHz频点的水平面方向图, 图10为2.8GHz频点的水平面方向图。

附图标记说明。

1：辐射体， 2：第一馈电巴伦， 3：第二馈电巴伦， 4：固定底座， 5：反射板， 6：十字缝隙， 7：弧形切角， 8：第一矩形缝隙， 9：第二矩形缝隙， 10：第三矩形缝隙， 11：固定底座介质板， 12：金属贴片，13：第一馈电巴伦馈线焊接点，14：第二馈电巴伦馈线焊接点。

1-1：辐射体介质板， 1-2：半波振子。

2-1：第一介质板， 2-2：第一馈电巴伦馈线， 2-3：第一馈电巴伦地面， 2-4：第一馈电巴伦矩形凹槽。

3-1：第二介质板， 3-2：第二馈电巴伦馈线， 3-3：第二馈电巴伦地面， 3-4：第二馈电巴伦矩形凹槽。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

在实用新型中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述，使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

如图1所示，一种宽带双极化基站天线单元，包括：辐射体1、第一馈电巴伦2、第二馈电巴伦3、固定底座4和反射板5，所述第一馈电巴伦2和第二馈电巴伦3相互正交，两者顶端连接辐射体1，两者底端连接固定底座4，固定底座4与反射板5固定；辐射体1、固定底座4和反射板5相互平行放置，第一馈电巴伦2和第二馈电巴伦3与辐射体1垂直。

其中，在所述第一馈电巴伦2和第二馈电巴伦3的顶部和底部均有两个矩形突起，在所述辐射体1和固定底座4上设有与所述矩形突起对应的矩形槽，通过矩形突起与相应矩形槽之间的过盈配合实现第一馈电巴伦2和第二馈电巴伦3与辐射体1和固定底座4的连接。在其他实施方式中，所述矩形突起采用梯形突起、三角形突起、圆形突起、椭圆形突起等其他形状的突起代替，只要通过突起与凹槽的过盈配合能够实现第一馈电巴伦和第二馈电巴伦与辐射体和固定底座的连接即可，不限于本实施例。

结合图2所示，所述辐射体1包括：辐射体介质板1-1和印制在辐射体介质板1-1表面的两对半波振子1-2。每对半波振子1-2由两个相互对称的菱形组成，两菱形的一条对角线位于同一直线上，两对半波振子1-2相互正交。在四个菱形之间有十字缝隙6，各菱形末端设置弧形切角7，十字缝隙6和弧形切角7用于调节阻抗匹配。本实施例中，所述辐射体介质板1-1为正方形，在正方形的对角线上有第一矩形缝隙8和第二矩形缝隙9，用于第一馈电巴伦2和第二馈电巴伦3的连接。在其他实施方式中，所述辐射体介质板的形状根据实际需要进行调整，所述菱形采用其他形状的四边形代替，不限于本实施例。

结合图3所示，所述第一馈电巴伦2包括：矩形的第一介质板2-1、印刷在第一介质板2上表面的第一馈电巴伦馈线2-2和印刷在第一介质板2下表面的两个第一馈电巴伦地面2-3。第一介质板2-1的顶端和低端各有两个矩形突起，各矩形突起背面均设有金属覆层，顶端矩形突起背面的金属覆层用于和辐射体上1的半波振子1-2焊接，底端矩形突起背面的金属覆层用于与固定底座4上的金属贴片焊接。在所述第一介质板2-1中轴线上的上方有第一矩形凹槽2-4，用于与第二馈电巴伦3的组装。

结合图4所示，所述第二馈电巴伦3包括矩形的第二介质板3-1、印刷在第二介质板3上表面的第二馈电巴伦馈线3-2和印刷在第二介质板3下表面的两个第二馈电巴伦地面3-3。第二介质板3-1的顶端和低端各有两个矩形突起，各所述矩形突起背面有金属覆层，顶端矩形突起背面的金属覆层用于和辐射体上1的半波振子1-2焊接，底端矩形突起背面的金属覆层用于与固定底座4下面的金属贴片焊接。第二介质板3-1中轴线上的下方有第二矩形凹槽3-4用于与第一馈电巴伦2的组装。

在其他实施方式中，第一介质板2-1和第二介质板3-1的形状根据实际需要进行调整，所述第一矩形凹槽2-4和第二矩形凹槽3-4的位置互换，只要能够实现两者之间的插接配合即可，不限于本实施例。

结合图5所示，所述固定底座4包括正方形固定底座介质板11和印制在介质板下表面的金属贴片12，所述固定底座介质板11上的两条对角线上，分别有第三矩形缝隙10，用于安装第一馈电巴伦2和第二馈电巴伦3。所述固定底座4上印有第一馈电巴伦馈线焊接点13和第二馈电巴伦馈线焊接点14，方便焊接。

所述反射板5采用导电材料，其两边有垂直向上的凸沿，用于改善天线单元辐射特性。

与现有技术相比，本实施例提供的宽带双极化基站天线单元具有以下特点：1）两馈电巴伦介质板的顶端和低端分别有两个矩形凸起，顶端突起用于与辐射体介质板上的第一矩形缝隙和第二矩形缝隙连接，并与其上表面的辐射体连接；底端凸起用于与固定底座介质板上的第三矩形缝隙连接，并与其下表面的金属贴片电连接，两个馈电巴伦相互垂直，上下分别插入辐射体介质板和固定底座介质板，具有结构稳定的优点。2）半波振子采用菱形结构，在菱形结构的末端采用弧形切角，在实现天线单元的较高带宽的同时，减小了辐射体的辐射口径。整个天线单元的生产成本，简化了安装步骤、性能更加优越。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本实用新型不局限于上述的具体实施方式，在本实用新型基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (9)

1.一种宽带双极化基站天线单元，包括：辐射体、第一馈电巴伦、第二馈电巴伦、固定底座和反射板，所述第一馈电巴伦和第二馈电巴伦相互正交，两者顶端连接所述辐射体，两者底端连接所述固定底座，所述固定底座与所述反射板固定；所述辐射体、所述固定底座和所述反射板相互平行放置，所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦垂直于所述辐射体；其特征在于，所述辐射体包括：辐射体介质板和印制在所述辐射体介质板表面的两对半波振子，每对所述半波振子由两个相互对称的四边形组成，两所述四边形的一条对角线位于同一直线上，在四个所述四边形之间有十字缝隙，各所述四边形末端设置弧形切角。

2.根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线单元，其特征在于，所述四边形为菱形。

3.根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线单元，其特征在于，所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦均包括：介质板、印刷在所述介质板正面的馈电巴伦馈线和印刷在所述介质板背面的两个馈电巴伦地面。

4.根据权利要求3所述的一种宽带双极化基站天线单元，其特征在于，在所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦的顶部和底部均有至少两个突起，在所述辐射体和所述固定底座上设有与所述突起对应的槽，通过所述突起与相应的所述槽之间的过盈配合实现所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦与所述辐射体和所述固定底座的插接固定。

5.根据权利要求4所述的一种宽带双极化基站天线单元，其特征在于，在各所述突起背面均设有金属覆层，位于顶部的所述突起背面的所述金属覆层用于和所述辐射体上的所述半波振子焊接，位于底部的所述突起背面的所述金属覆层用于与所述固定底座上的金属贴片焊接。

6.根据权利要求4所述的一种宽带双极化基站天线单元，其特征在于，所述突起为矩形突起。

7.根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线单元，其特征在于，所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦通过相互配合的矩形凹槽嵌套插接，所述矩形凹槽位于所述第一馈电巴伦和所述第二馈电巴伦的中部位置。

8.根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线单元，其特征在于，所述固定底座包括正方形的固定底座介质板和印制在所述固定底座介质板下表面的金属贴片。

9.根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线单元，其特征在于，所述反射板为导电反射板，在所述反射板的两侧设有垂直向上的凸沿。

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