CN214153189U - 双极化板状天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双极化板状天线，包括反射板、设于反射板之上的四个辐射单元以及分别与一辐射单元电连接的四个同轴线缆，四个辐射单元两两正对并围成一矩形环，其中一相对的两辐射单元的极化方向为水平极化，另一相对的两辐射单元的极化方向为垂直极化，每一辐射单元包括一设于反射板上的基板和设于基板上的辐射体。通过相互独立的各个辐射单元分别实现水平极化和垂直极化，各个辐射单元分别通过一同轴线缆进行馈电，在实现双极化辐射的同时也实现了多输入多输出。而当需要提高双极化板状天线的增益时，可以通过改变辐射单元本身的结构来实现增益的提高，无需设置多组双极化板状天线和采用功分器，结构简单，成本低。

Description

双极化板状天线

技术领域

本实用新型涉及天线设计技术领域，尤其涉及一种双极化板状天线。

背景技术

双极化天线是一种新型天线技术，由于其一个天线单元可以实现收发相互垂直的两个电磁波信号，因而可以减少天线系统所需的天线数量以及同时减小天线系统的整体体积，得到了广泛的应用。研究结构不同的双极化天线以满足多样化的需求，也变得非常必要。

如中国专利CN210092369U所公开的基站天线，现有的双极化天线振子通常是在单一的振子实现双极化，其是由两个相互垂直的馈电脚交叉插在一起来实现双极化辐射。但当需要提高整个天线系统的增益时，由于改变双极化振子结构难度较大，一般只能通过增加多一组或者几组振子进行组阵，并用功分器将各个振子连接来实现。由于需要用到功分器进行连接，结构比较复杂，且成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构不同的双极化板状天线。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种双极化板状天线，包括反射板、设于所述反射板之上的四个辐射单元以及分别与一所述辐射单元电连接的四个同轴线缆，四个所述辐射单元两两正对并围成一矩形环，其中一相对的两辐射单元的极化方向为水平极化，另一相对的两辐射单元的极化方向为垂直极化，每一所述辐射单元包括一设于所述反射板上的基板和设于所述基板上的辐射体。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种实现双极化方式不同的双极化板状天线，其是通过相互独立的各个辐射单元分别实现水平极化和垂直极化，各个辐射单元分别通过一同轴线缆进行馈电，在实现双极化辐射的同时也实现了多输入多输出。而当需要提高双极化板状天线的增益时，可以通过改变辐射单元本身的结构来实现增益的提高，无需设置多组双极化板状天线和采用功分器，结构简单，成本低。

较佳地，所述辐射体包括两相对设置的辐射振子，其中一辐射振子位于所述基板面向与其正对的辐射单元的一表面上，另一辐射振子位于所述基板背向与其正对的辐射单元的一表面上，所述同轴线缆的内导体和外导体分别与一所述辐射振子电连接。

更佳地，所述辐射振子包括四个依次排布的振子臂，所述四个振子臂依次相接且连接端位于同一直线上。

具体地，所述振子臂包括第一臂、与所述第一臂垂直相接的第二臂及与所述第二臂垂直相接的第三臂，所述第三臂与所述第一臂平行，所述第一臂与另一振子臂的第一臂相接。

较佳地，所述振子臂为半波振子，所述同轴线缆接于位于中间位置的两所述振子臂之间，且所述同轴线缆与所述位于中间位置的两振子臂的距离均为4分之3波长，位于两端的两所述振子臂与其相邻的振子臂的距离均为1个波长。

较佳地，所述基板与所述反射板垂直，相邻的两所述辐射单元的基板相互垂直并连接在一起。

较佳地，所述反射板为铝板。

较佳地，所述基板为FR4PCB板。

具体地，所述双极化板状天线还包括底板，所述底板设于所述反射板的下方，所述底板与所述反射板之间支撑有塑料柱。

具体地，所述底板上设有四个同轴连接器，四个所述同轴线缆分别与一所述同轴连接器对应电连接。

附图说明

图1为本实用新型实施例双极化板状天线的立体结构示意图。

图2为图1所示双极化板状天线的另一角度。

图3为其中一辐射单元和同轴线缆的示意图。

图4为图3所示结构去掉基板之后的示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”、“背面”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

请参阅图1至图4，本实用新型提供了一种双极化板状天线100，其包括底板10、反射板20、四个辐射单元30、四个同轴线缆40以及四个同轴连接器50。反射板20设于底板10的上方并与底板10平行(如图1所示)，底板10与反射板20之间固定有多个塑料柱(图未示)，通过该多个塑料柱支撑反射板20。每一同轴线缆40分别与一辐射单元30电连接，四个同轴线缆40分别对应电连接至一同轴连接器50，四个同轴连接器50并排固定在底板10上(如图2所示)。四个辐射单元30设于反射板20上，四个辐射单元30两两正对并围成一矩形环，其中一相对的两辐射单元30的极化方向为水平极化，另一相对的两辐射单元31的极化方向为垂直极化。每一辐射单元30包括一设于反射板20上的基板31和设于基板31上的辐射体(如图1所示)。

图1所示实施例中，基板31垂直设置在反射板20上。为了实现基板31与反射板20的稳固固定，基板31的底部向下凸设有两个定位柱310，定位柱310插设在反射板20中。相邻的两辐射单元30的基板31相互垂直并连接在一起。在该实施例中，基板31为FR4PCB板，但不应以此为限。为进一步降低成本，反射板20采用铝板，其为正方形，边长为200mm，但不应以此为限。为了可以更好实现反射板20与基板31之间的焊接固定，反射板20的表面上还具有电镀层。

如图1、图2所示，每一辐射体均包括两相对设置的辐射振子321、322，其中一辐射振子321位于基板31面向与其正对的辐射单元30的一表面(以下称为正面)上，另一辐射振子322位于基板31背向与其正对的辐射单元30的一表面(以下称为背面)上，同轴线缆40的外导体与位于基板31的正面的辐射振子321焊接以实现电连接，同轴线缆40的内导体穿过基板31并与位于基板31的背面的辐射振子322焊接以实现电连接。

下面以位于基板31的正面的辐射振子321为例对辐射振子的具体结构进行说明。如图3所示，辐射振子321包括四个依次排布的振子臂3211、3212、3213、3214，四个振子臂3211、3212、3213、3214依次相接且连接端位于同一直线上。如图4所示，振子臂3211包括第一臂3211a、与第一臂3211a垂直相接的第二臂3211b及与第二臂3211b垂直相接的第三臂3211c，第三臂3211c与第一臂3211a平行，第三臂3211c的宽度尺寸大于第一臂3211a的宽度尺寸。四个振子臂3211、3212、3213、3214的组成结构相同，同样的，振子臂3212也包括第一臂3212a、与第一臂3212a垂直相接的第二臂3212b及与第二臂3212b垂直相接的第三臂3212c；振子臂3213也包括第一臂3213a、与第一臂3213a垂直相接的第二臂3213b及与第二臂3213b垂直相接的第三臂3213c；振子臂3214也包括第一臂3214a、与第一臂3214a垂直相接的第二臂3214b及与第二臂3214b垂直相接的第三臂3214c，四个振子臂3211、3212、3213、3214的第一臂3211a、3212a、3213a、3214a依次相接并位于同一直线上。

辐射振子322的组成结构与辐射振子321的组成结构相同，如图4所示，辐射振子322同样包括有四个依次排布的振子臂3221、3222、3223、3224，四个振子臂3221、3222、3223、3224依次相接且连接端位于同一直线上。不同在于，辐射振子322的振子臂3221、3222、3223、3224的第三臂的延伸方向与辐射振子321的第三臂3211c、3212c、3213c、3214c的延伸方向相反，以图4所示角度为例，辐射振子321的第三臂3211c、3212c、3213c、3214c的延伸方向为向左延伸，辐射振子322的第三臂的延伸方向则为向右延伸。

在该实施例中，振子臂3211、3212、3213、3214为半波振子，同轴线缆40接于位于中间位置的两振子臂3212、3213之间，借此，在辐射振子321的中间位置馈电，可以确保电性能。且同轴线缆40的馈电点与位于中间位置的两振子臂3212、3213的距离均为4分之3波长；对于位于两端的两振子臂3211、3214，振子臂3211与振子臂3212的距离为1个波长，振子臂3214与振子臂3213的距离为1个波长。通过将4个半波振子3211、3212、3213、3214串联在一起，实现高增益，结构简单，易于加工，可以大大提高整个双极化板状天线100的生产效率。同样的，振子臂3221、3222、3223、3224也为半波振子，各个振子臂之间的距离以及振子臂与馈电点的距离与辐射振子321的振子臂3211、3212、3213、3214相同，在此不再赘述。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种实现双极化方式不同的双极化板状天线100，其是通过相互独立的各个辐射单元30分别实现水平极化和垂直极化，各个辐射单元30分别通过一同轴线缆40进行馈电，在实现双极化辐射的同时也实现了多输入多输出(附图所示实施例为4T4R)。而当需要提高双极化板状天线100的增益时，可以通过改变辐射单元30本身的结构来实现增益的提高，例如实施例中通过4个辐射臂串联在一起来实现高增益，无需设置多组双极化板状天线100和采用功分器，结构简单，易于加工，且成本低。在5G的移动通信天线所使用的3300-3800MHz频段，本实用新型的双极化板状天线100的增益可以达到12dB，驻波好。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种双极化板状天线，其特征在于，包括反射板、设于所述反射板之上的四个辐射单元以及分别与一所述辐射单元电连接的四个同轴线缆，四个所述辐射单元两两正对并围成一矩形环，其中一相对的两辐射单元的极化方向为水平极化，另一相对的两辐射单元的极化方向为垂直极化，每一所述辐射单元包括一设于所述反射板上的基板和设于所述基板上的辐射体。

2.如权利要求1所述的双极化板状天线，其特征在于，所述辐射体包括两相对设置的辐射振子，其中一辐射振子位于所述基板面向与其正对的辐射单元的一表面上，另一辐射振子位于所述基板背向与其正对的辐射单元的一表面上，所述同轴线缆的内导体和外导体分别与一所述辐射振子电连接。

3.如权利要求2所述的双极化板状天线，其特征在于，所述辐射振子包括四个依次排布的振子臂，所述四个振子臂依次相接且连接端位于同一直线上。

4.如权利要求3所述的双极化板状天线，其特征在于，所述振子臂包括第一臂、与所述第一臂垂直相接的第二臂及与所述第二臂垂直相接的第三臂，所述第三臂与所述第一臂平行，所述第一臂与另一振子臂的第一臂相接。

5.如权利要求3所述的双极化板状天线，其特征在于，所述振子臂为半波振子，所述同轴线缆接于位于中间位置的两所述振子臂之间，且所述同轴线缆与所述位于中间位置的两振子臂的距离均为4分之3波长，位于两端的两所述振子臂与其相邻的振子臂的距离均为1个波长。

6.如权利要求1所述的双极化板状天线，其特征在于，所述基板与所述反射板垂直，相邻的两所述辐射单元的基板相互垂直并连接在一起。

7.如权利要求1所述的双极化板状天线，其特征在于，所述反射板为铝板。

8.如权利要求1所述的双极化板状天线，其特征在于，所述基板为FR4PCB板。

9.如权利要求1所述的双极化板状天线，其特征在于，还包括底板，所述底板设于所述反射板的下方，所述底板与所述反射板之间支撑有塑料柱。

10.如权利要求9所述的双极化板状天线，其特征在于，所述底板上设有四个同轴连接器，四个所述同轴线缆分别与一所述同轴连接器对应电连接。

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