CN216980857U - 双极化阵列天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无线通讯技术领域，公开了一种双极化阵列天线，包括：反射板；两个以上的正方形或菱形的辐射振子，均匀地设置在所述反射板上；顺次设置在所述辐射振子的远离所述反射板一侧的第一寄生片和第二寄生片；馈电线，为级联式结构，一端为与同轴线相连的馈电端，另一端与所述辐射振子相连，所述馈电端至各个所述辐射阵子的长度相同；固定柱，穿设在所述辐射振子、第一寄生片和第二寄生片上，一端与所述反射板固定连接。该双极化阵列天线具有较小的体积，同时其剖面的厚度较小，便于在室外进行大规模地架设。

Description

双极化阵列天线

技术领域

本实用新型涉及无线通讯技术领域，具体的，涉及一种双极化阵列天线。

背景技术

随着5G技术的商用，通信系统的频率不断向高频演进。由于在传播过程中，相同传播介质中，频率越高，衰减越高，为了支撑5G网络的正常运转，需要功率较高的基站天线，以确保信号能有足够的传播距离。在追求高功率的同时，为了保证通信质量，5G网络所需的基站数量也大大提升，因此需要在室外安装大量基站天线。从实用美观的角度考虑，室外基站天线应具有体积小、剖面低的特点；从成本的角度考虑，室外基站天线需要降低每个天线的制作成本。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种体积小、剖面低的双极化阵列天线。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种双极化阵列天线，包括：反射板；两个以上的正方形或菱形的辐射振子，均匀地设置在所述反射板上；顺次设置在所述辐射振子的远离所述反射板一侧的第一寄生片和第二寄生片；馈电线，为级联式结构，一端为与同轴线相连的馈电端，另一端与所述辐射振子相连，所述馈电端至各个所述辐射阵子的长度相同；固定柱，穿设在所述辐射振子、第一寄生片和第二寄生片上，一端与所述反射板固定连接。

优选地，所述辐射振子共六个，等间距地设在所述反射板上；每个所述辐射振子的一侧均设有所述第一寄生片和第二寄生片。

优选地，所述第一寄生片和第二寄生片均为圆形，其中所述第一寄生片的直径小于所述辐射振子的边长，所述第二寄生片的直径小于所述第一寄生片的直径。

优选地，所述辐射振子、第一寄生片和第二寄生片的中心的连线垂直于所述反射板。

优选地，所述馈电线共设有两路，分别设在所述辐射振子的两侧。

优选地，所述馈电线包括一个三等分功分器和三个二等分功分器，所述三等分功分器的输出端分别与所述二等分功分器的输入端相连，所述二等分功分器的输出端与所述辐射振子相连。

优选地，所述三等分功分器包含一个不均分二功分线路和一个二等分功分线路；所述不均分二公分线路的输入端与同轴线相连，两个输出端分别与所述二等分功分线路的输入端以及一个所述二等分功分器的输入端相连；所述二等分功分线路的输出端分别与另两个所述二等分功分器的输入端相连。

优选地，所述辐射振子与所述二等分功分器之间还设置有隔离柱，所述隔离柱固定连接在所述反射板上。

优选地，所述馈电线与所述辐射振子为一体式结构。

优选地，所述反射板、辐射振子、第一寄生片和第二寄生片之间还设置有垫片。

根据上面的描述和实践可知，本实用新型所述的双极化阵列天线通过在反射板上均匀设置多个辐射振子，并在每个辐射振子的一侧设置两个寄生片，再通过固定柱将三者连接在一起，形成稳固的天线结构；再设置级联式的馈电线，从馈电端到各个辐射振子的长度相同，确保馈入各个辐射振子的信号的相位相同。该双极化阵列天线在具有较好的信号辐射效果的同时，其剖面尺寸大幅减小，使其整体具有较小的体积，便于在室外进行大规模地架设。另外，该天线结构还使得其中的反射板、辐射振子、寄生片和馈电线可以选用钣金件结构，相比于传统的PCB天线，可大幅降低生产制作成本。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例涉及的双极化阵列天线的结构示意图。

图2为本实用新型的一个实施例涉及的双极化阵列天线的分解示意图。

图3为本实用新型的一个实施例涉及的双极化阵列天线的俯视图。

图4为图3中A-A剖面的示意图。

图5为本实用新型的一个实施例涉及的双极化阵列天线的驻波比图。

图6为本实用新型的一个实施例涉及的双极化阵列天线的方向图。

图中的附图标记为：

1.反射板 2.辐射振子 3.第一寄生片

4.第二寄生片 5.馈电线 6.固定柱

7.垫片 8.隔离柱 51.三等分功分器

52.二等分功分器 510.输入端 511.不均分二公分线路

512.二等分功分线路。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。需要说明的是，本公开中，用语“包括”、“配置有”、“设置于”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象数量或次序的限制；术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1至图4，该实施例中的双极化阵列天线的工作频段为3300MHz～3800MHz，包括反射板1、六个正方形或菱形的辐射振子2、六个第一寄生片3、六个第二寄生片4、馈电线5和固定柱6。

其中，六个辐射振子2等间距地顺次设在反射板1上，反射板1为金属材质，一方面用于支撑并固定辐射振子2，另一方面还可起到反射电磁波信号的作用，能够增强天线的增益，提高辐射振子2收发信号的效率。反射板1为矩形结构，辐射振子2的侧边与反射板1的侧边呈45度夹角，辐射振子2上的信号由侧方的角部馈入，便于形成双极化天线结构。

第一寄生片3和第二寄生片4顺次设置在辐射振子2的远离反射板1的一侧，该双层寄生片能提高天线主瓣方向功率，进而提高天线整体的增益。馈电线5为级联式结构，一端为与同轴线相连的馈电端，另一端则与辐射振子2相连，其中馈电端至各个辐射阵子2的长度相同，确保进入各个辐射振子2的信号的相位相同。

固定柱6穿设在辐射振子2、第一寄生片3和第二寄生片4上，一端与反射板1固定连接从而将辐射振子2、第一寄生片3、第二寄生片4和反射板1连接在一起，形成稳固的天线结构。固定柱6可以通过焊接、塑料件卡接等方式与反射板1相连接，为了适应工业化生产，该实施例中采用压铆方式将固定柱6连接在反射板1上。

请结合图4，该实施例中的双极化阵列天线具有较小的体积，同时其剖面的厚度较小，便于在室外进行大规模地架设。此外，上述双极化阵列天线的结构使得其中的反射板1、辐射振子2、第一寄生片3、第二寄生片4和馈电线5可以选用钣金件结构，相比于传统的PCB天线，可大幅降低生产制作成本。

在该实施例中，共设置了六个辐射振子2，具有较佳的信号辐射效果，当然也可根据实际的需求以及安装环境的变化，适当增减辐射振子2的数量，但其数量不应少于两个，确保该天线具有较好的信号辐射效果。

在该实施例中，六个辐射振子2的边长为0.4λ～0.5λ，间距为0.7λ～0.8λ，λ为该双极化阵列天线中心工作波长。以此来形成主瓣突出，增益较高的辐射方向图，详见图6。通过调整辐射振子2的间距，还可抑制旁瓣电平，同时使主瓣半功率波束角接近10°，且波束集中、辐射距离长。

第一寄生片3和第二寄生片4为金属材质，二者均为圆形结构，其中第一寄生片3的直径小于辐射振子2的边长，第二寄生片4的直径小于第一寄生片3的直径。辐射振子2、第一寄生片3和第二寄生片4的中心的连线垂直于反射板1，换言之，辐射振子2、第一寄生片3和第二寄生片4同心设置，从而提高该双极化阵列天线的整体增益。第一寄生片3与辐射振子2的间距为3mm～5mm，第二寄生片4与第一寄生片3的间距为2mm～5mm，确保该双极化阵列天线具有较小的剖面尺寸。

另外，在反射板1、辐射振子2、第一寄生片3和第二寄生片4之间还设置有垫片7，用以提高辐射振子2、第一寄生片3和第二寄生片4的稳定性，能够抵抗外力导致的振动，增强该双极化阵列天线的使用寿命。

在该实施例中，辐射振子2与馈电线5为一体化钣金件，便于安装在反射板1上，同时降低辐射振子2与反射板1之间的距离，提高反射板1的信号反射效果，进而增加该双极化阵列天线的整体增益。

如图3所示，在该实施例中，馈电线5共设有两路，分别设在辐射振子2的两侧，辐射振子2的两侧接入馈电信号可激发正交的±45°极化，形成双极化天线。

由于该实施例中共设置了六个辐射振子2，为了使馈入各个辐射振子2的信号的相位相同，馈电线5包含了一个三等分功分器51和三个二等分功分器52，其中，三等分功分器51的输出端分别与二等分功分器52的输入端相连，二等分功分器52的输出端与辐射振子2相连。请结合图3，三等分功分器51包含一个不均分二功分线路511和一个二等分功分线路512，其中，不均分二公分线路511的输入端与同轴线相连，两个输出端分别与二等分功分线路512的输入端以及一个二等分功分器52的输入端相连；二等分功分线路512的输出端分别与另两个二等分功分器52的输入端相连。不均分二公分线路511与二等分功分线路512所分出的能量功率比为2:1，通过上述馈电线5的结构，信号由三等分功分器51的输入端510流入各个辐射振子2所经过的线路长度相同，确保了馈入各个辐射振子2的信号的相位相同。

另外，在辐射振子2与二等分功分器52之间还设置有隔离柱8，隔离柱8为金属材质，固定连接在反射板1上。隔离柱8用于干扰由辐射振子2的一个馈电端口激发的表面波在反射板1上的传播，防止其与辐射振子2的另一个馈电端口激发的表面波耦合，从而提高天线的端口隔离度。

此外，在该实施例中，三等分功分器51上设置了阻抗变换枝节，二等分功分器52上设置了对称的阻抗变换枝节，以调整天线阵列整体的负载阻抗，如图5所示，该双极化阵列天线在工作频段内的驻波比小于1.5。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种双极化阵列天线，其特征在于，包括：

反射板；

两个以上的正方形或菱形的辐射振子，均匀地设置在所述反射板上；

顺次设置在所述辐射振子的远离所述反射板一侧的第一寄生片和第二寄生片；

馈电线，为级联式结构，一端为与同轴线相连的馈电端，另一端与所述辐射振子相连，所述馈电端至各个所述辐射振子的长度相同；

固定柱，穿设在所述辐射振子、第一寄生片和第二寄生片上，一端与所述反射板固定连接。

2.如权利要求1所述的双极化阵列天线，其特征在于，

所述辐射振子共六个，等间距地设在所述反射板上；

每个所述辐射振子的一侧均设有所述第一寄生片和第二寄生片。

3.如权利要求1所述的双极化阵列天线，其特征在于，

所述第一寄生片和第二寄生片均为圆形，其中所述第一寄生片的直径小于所述辐射振子的边长，所述第二寄生片的直径小于所述第一寄生片的直径。

4.如权利要求1所述的双极化阵列天线，其特征在于，

所述辐射振子、第一寄生片和第二寄生片的中心的连线垂直于所述反射板。

5.如权利要求2所述的双极化阵列天线，其特征在于，

所述馈电线共设有两路，分别设在所述辐射振子的两侧。

6.如权利要求2所述的双极化阵列天线，其特征在于，

所述馈电线包括一个三等分功分器和三个二等分功分器，所述三等分功分器的输出端分别与所述二等分功分器的输入端相连，所述二等分功分器的输出端与所述辐射振子相连。

7.如权利要求6所述的双极化阵列天线，其特征在于，

所述三等分功分器包含一个不均分二功分线路和一个二等分功分线路；

所述不均分二功分线路的输入端与同轴线相连，两个输出端分别与所述二等分功分线路的输入端以及一个所述二等分功分器的输入端相连；

所述二等分功分线路的输出端分别与另两个所述二等分功分器的输入端相连。

8.如权利要求6所述的双极化阵列天线，其特征在于，

所述辐射振子与所述二等分功分器之间还设置有隔离柱，所述隔离柱固定连接在所述反射板上。

9.如权利要求1所述的双极化阵列天线，其特征在于，

所述馈电线与所述辐射振子为一体式结构。

10.如权利要求1所述的双极化阵列天线，其特征在于，

所述反射板、辐射振子、第一寄生片和第二寄生片之间还设置有垫片。

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