CN218887512U - 一种新型低频滤波振子及天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型低频滤波振子及天线，包括两对半波振子和微带巴伦支撑结构及一个固定底座，每对半波振子包含两个对称的振子辐射臂，振子辐射臂通过微带巴伦支撑结构与固定底座相连接；每个振子辐射臂呈三段辐射导体结构，相邻辐射导体之间通过第一S型电路串联，相邻辐射导体之间的第一S型电路上连接有一对第一E型滤波电路；微带巴伦支撑结构的微带馈电巴伦中间连接有一对第二E型滤波电路；两个E型滤波电路能够使低频信号通过，高频信号衰减，达到滤除高频的信号，降低不同频带之间的耦合干扰。本实用新型能够耦合高频感应电流、不易造成天线高频辐射单元方向图发生畸变、能够确保天线高频辐射单元的覆盖效果。

Description

一种新型低频滤波振子及天线

技术领域

本实用新型涉及移动通信基站天线技术领域，具体涉及一种新型低频滤波振子及天线

背景技术

随着移动通信的快速发展，由于移动通信建站资源匮乏，新选站点选址困难等问题，移动通信在建站时需求多网并存，所以多频多模天线应用而生。多频多模天线中设置了不同频段的辐射单元，不同频段的辐射单元会存在端口之间相互干扰，低频(700M,800M,900M)和高频(1800M,2100M,2600M)之间会产生干扰和耦合。

所以设计移动通信天线时，要求天线具有小型化，多频多模等特点。多频多模共面天线的低频振子和高频振子集成在一面天线里，不同频段的振子单元之间存在严重耦合干扰，会造成辐射性能恶化，严重影响天线的方向图畸形和S参数变差，如何减少它们之间的相互干扰成为通信领域的技术人员亟需克服的难题。

实用新型内容

发明目的：本实用新型的目的在于提供一种新型低频滤波振子，适用于多频多模无线通信系统中天线，能够有效滤除高频信号，降低频带之间的耦合干扰，改善天线方向图畸变形状，提升天线性能。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型提供的一种新型低频滤波振子，包括两对半波振子和微带巴伦支撑结构及一个固定底座，每对半波振子包含两个对称的振子辐射臂，振子辐射臂通过微带巴伦支撑结构与固定底座相连接；每个振子辐射臂呈三段辐射导体结构，相邻辐射导体之间通过第一S型电路串联，相邻辐射导体之间的第一S型电路上连接有一对第一E型滤波电路；所述微带巴伦支撑结构的微带馈电巴伦中间连接有一对第二E型滤波电路；所述一对第一E型滤波电路中，两个第一E型滤波电路结构相同，开口相对，朝向所述第一S型电路，中间微带线与第一S型电路相连；所述振子辐射臂的背面对应于第一E型滤波电路处设有矩形导体；所述一对第二E型滤波电路中，两个第二E型滤波电路结构相同，背对背设置，中间微带线是微带馈电巴伦。

辐射导体之间串联一对第一E型滤波电路连成一体，让两个振子辐射臂的电流通过第一E型滤波电路，从而使低频信号通过，高频信号衰减，达到滤除高频的信号，降低不同频带之间的耦合干扰。微带馈电巴伦串联的第二E型滤波电路使低频电流通过，高频信号衰减；从而达到降低不同频段的振子单元之间存在耦合干扰。

每个振子辐射臂设置在馈电巴伦结构的上面，和巴伦支撑结构连接在一体，固定底座设置在馈电巴伦的底部并且和馈电巴伦连接在一起，微带馈电巴伦支撑结构把振子辐射臂和固定底座连接成一起；使振子辐射臂和微带馈电巴伦背面地以及固定底座的地连接成为一体，从而构成一个通路。在保证电气开路的同时，能够便于电缆焊接；也能起到阻抗调节匹配的作用。

作为优选，三段辐射导体结构为三段长度不同的矩形导体，由内至外的第一段矩形导体长度为0.1～0.13λ，第二段矩形导体长度为0.09～0.12λ，第三段矩形导体长度为0.05～0.08λ，总长度不超过1/4λ。

作为优选，每对半波振子的微带馈电巴伦的高度小于1/4λ，λ为波长；微带巴伦支撑结构的背面地1/4λ处连接有第二S型电路。馈电巴伦构成的地设置在巴伦支撑结构的背面，在其1/4λ处串联多个第二S型电路，使其呈感性的电路。第二S型电路与馈电巴伦的背面地合为一体，通过调节S型微带电路的长度可以调节电感的谐振，从而改善振子的阻抗特性，结合整机天线的其他结构设置，可以达到扩展振子工作频带的作用。

作为优选，微带馈电巴伦的电路呈倒L型，微带馈电巴伦中间1/2处设置有所述第二E型滤波电路。

作为优选，两对振子辐射臂呈十字型，相互垂直保持正交。

作为优选，所述固定底座为长方形固定底座，所述固定底座的背面开设有窗口，窗口内设置有矩形导体，通过金属化过孔把固定底座正面微带连接成一体，微带馈电巴伦的下端向固定底座的下端延伸，穿过固定底座到达其背面，通过焊接使微带馈电巴伦和固定底座正面的微带馈线连成一体，达到信号导通。从而可以减少焊点，提高焊接的可靠性，使振子三阶互调更加稳定。

作为优选，两对半波振子的正上方设置有十字金属导体。

作为优选，十字金属导体的长度为0.1～0.12λ，距振子辐射臂的高度为0.05～0.1λ。

本实用新型提供的一种基站天线，包括多个低频振子和多个高频振子，所述低频振子为所述的新型低频滤波振子，嵌入在高频振子阵列之间。

有益效果：本实用新型提供的新型低频滤波振子能够覆盖700MHz～960MHz频带，适用于多频段，多模多端口无线通信系统中，通过降低不同频段之间的干扰，从而来改善天线的方向图畸变形状，能够确保天线的方向图的覆盖效果和信道质量的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的结构分解示意图。

图3为本实用新型实施例中第一E型滤波电路局部放大示意图。

图4为本实用新型实施例中±45°极化馈电巴伦示意图。

图5为本实用新型实施例中固定底座示意图。

图6为本实用新型所提供的一种天线系统的示意图。

图7为本实用新型所提供的仿真指标VSWR曲线图。

图8为本实用新型所提供的仿真指标ISO曲线图。

图9为本实用新型所提供的嵌套其他低频振子的高频方向图曲线图。

图10为本实用新型所提供的嵌套本实施例低频振子的高频方向图曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体详细实施例对本实用新型所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参阅图1至图3，其揭示了本实用新型低频滤波振子的一优选实施例，在本实施例中，一种新型低频滤波振子具有固定底座10以及从固定底座10上通过一对微带馈电巴伦支撑结构20连接的两对半波振子辐射臂30、31。每对半波振子具有两个振子辐射臂301、302，每个振子辐射臂301、302通过三段矩形导体303、304、305和两对第一E型滤波电路306串联成为一体。每对第一E型滤波电路306中，两个E型电路对称且连接成一体。两个E型电路开口相对，朝向连接矩形导体的第一S型电路，中间微带线与第一S型电路相连。第一段的矩形导体303长度约为0.1～0.13λ，第二段的矩形导体304长度约为0.09～0.12λ，第三段的矩形导体305长度约为0.05～0.08λ，三段总长度不超过1/4λ。

连接三段矩形导体303、304、305的一对第一E型滤波电路306下面设有一个矩形导体308，矩形导体308在振子辐射臂的背面，和第一E型滤波电路306构成一体，来提高第一E型滤波电路306的滤波特性。

两对半波振子辐射臂30、31通过一对微带馈电巴伦支撑结构20连接成一体，两个馈电巴伦支撑结构20之间相互垂直且正交。如图4所示，每个馈电支撑巴伦支撑结构上面有一个微带馈电巴伦201、202；微带馈电巴伦201、202形状呈倒L形，微带馈电巴伦201、202中间串联一对第二E型滤波电路203。两个第二E型滤波电路结构相同，背对背设置，中间微带线是微带馈电巴伦。

两个馈电巴伦支撑结构20的背面地204、205跟固定底座10连接，馈电巴伦支撑结构20的背面地204、205的1/4λ处串联多个第二S型电路206，1个第二S型电路206的长度约为0.08～0.12λ，通过调节第二S型电路206的长度可以调节电感的谐振频率，从而改善振子的阻抗特性。

如图5所示，固定底座10呈长方框形，固定底座10的背面地开一个窗口，窗口内设置一个小的矩形101，矩形101通过两个金属化过孔102连接到正面微带馈电线路上，两个馈电巴伦支撑结构20的凸台穿过固定底座10的开孔并固定在其上，微带馈电巴伦201、202和小的矩形101焊接在一体，达到信号导通。从而可以减少焊点，提高焊接的稳定性和可靠性，使振子三阶互调更加稳定。

两对半波振子辐射臂30、31通过一对微带馈电巴伦支撑结构20连接成一体，且相互垂直，两对半波振子辐射臂30、31和坐标轴之间呈±45°，微带馈电巴伦支撑结构20和坐标轴之间呈±45°。

两对半波振子辐射臂30、31正上方设置了一个十字金属40，十字金属40长度约为0.1～0.12λ，高度距两对半波振子辐射臂30、31约为0.05～0.1λ，且相互垂直，通过其高度和长度可以调节新型低频振子阻抗，达到匹配的作用。

如图6所示，本实用新型实施例提供的一种基站天线，包括反射板、多个低频振子和多个高频振子，低频振子和高频振子安装在反射板上，呈阵列排布。其中低频振子即采用本实用新型实施例所述的新型低频滤波振子，嵌入在高频振子阵列之间。

图7和图8给出了本实用新型实施例的低频滤波振子的仿真指标VSWR曲线图和ISO曲线图。图9和图10给出了嵌套不带滤波的低频振子和本实施例具有滤波特性的低频振子的高频方向图曲线对比图。由此可知，本实施例提供的低频滤波振子能够覆盖700MHz～960MHz频带，可以改善多频天线中高频方向图畸变形状，从而可以确保天线中方向图的覆盖效果和信道质量。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种新型低频滤波振子，包括两对半波振子和微带巴伦支撑结构及一个固定底座，每对半波振子包含两个对称的振子辐射臂，振子辐射臂通过微带巴伦支撑结构与固定底座相连接；其特征在于：每个振子辐射臂呈三段辐射导体结构，相邻辐射导体之间通过第一S型电路串联，相邻辐射导体之间的第一S型电路上连接有一对第一E型滤波电路；所述微带巴伦支撑结构的微带馈电巴伦中间连接有一对第二E型滤波电路；所述一对第一E型滤波电路中，两个第一E型滤波电路结构相同，开口相对，朝向所述第一S型电路，中间微带线与第一S型电路相连；所述振子辐射臂的背面对应于第一E型滤波电路处设有矩形导体；所述一对第二E型滤波电路中，两个第二E型滤波电路结构相同，背对背设置，中间微带线是微带馈电巴伦。

2.根据权利要求1所述的新型低频滤波振子，其特征在于：三段辐射导体结构为三段长度不同的矩形导体，由内至外的第一段矩形导体长度为0.1～0.13λ，第二段矩形导体长度为0.09～0.12λ，第三段矩形导体长度为0.05～0.08λ，总长度不超过1/4λ。

3.根据权利要求1所述的新型低频滤波振子，其特征在于：每对半波振子的微带馈电巴伦的高度小于1/4λ，λ为波长；微带巴伦支撑结构的背面地1/4λ处连接有第二S型电路。

4.根据权利要求1所述的新型低频滤波振子，其特征在于：所述微带馈电巴伦的电路呈倒L型，微带馈电巴伦中间1/2处设置有所述第二E型滤波电路。

5.根据权利要求1所述的新型低频滤波振子，其特征在于：两对振子辐射臂呈十字型，相互垂直保持正交。

6.根据权利要求1所述的新型低频滤波振子，其特征在于：所述固定底座为长方形固定底座，所述固定底座的背面开设有窗口，窗口内设置有矩形导体，通过金属化过孔把固定底座正面微带连接成一体，微带馈电巴伦的下端向固定底座的下端延伸，穿过固定底座到达其背面，通过焊接使微带馈电巴伦和固定底座正面的微带馈线连成一体。

7.根据权利要求1所述的新型低频滤波振子，其特征在于：两对半波振子的正上方设置有十字金属导体。

8.根据权利要求7所述的新型低频滤波振子，其特征在于：十字金属导体的长度为0.1～0.12λ，距振子辐射臂的高度为0.05～0.1λ。

9.一种基站天线，包括多个低频振子和多个高频振子，其特征在于，所述低频振子为根据权利要求1-8任一项所述的新型低频滤波振子，嵌入在高频振子阵列之间。

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