CN219833015U - 一种用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元 - Google Patents
一种用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于700‑960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，包括：依次相连的底板、底座及介质基板，介质基板的双面覆有8个金属辐射体，介质基板上的双面金属辐射体通过金属连接孔连接，构成了4个辐射臂，金属辐射体有辐射体开槽，金属辐射体终端有延长端子焊接孔，延长端子可以穿过延长端子焊接孔焊接在金属辐射体上，在上层金属辐射体和第一微带线连接，底层金属辐射体和第三微带线相连，底座和支撑柱相连，其中底座上有底座切槽、底座安装螺孔和电缆穿线孔，射频电缆穿过电缆穿线孔焊接在第一微带线和第二微带线上。本发明结构紧凑，尺寸小，宽频双极化，辐射特性好的特点，可以广泛应用于700‑960MHz频段范围的基站天线中。
Description
技术领域
本发明涉及偶极子天线技术领域，尤其是一种用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元。
背景技术
5G技术大规模的应用，具有通讯的黄金频段称号的N28频段较其他5G频段具有覆盖范围广、信号传输损耗小、绕射能力强的优势，能够以更少的基站数量覆盖更广的5G网络，尤其对于一些郊区和位置偏僻的的地区，能够有效的降低5G成本。另外，目前2G、3G、4G和5G网络同时存在，目前CDMA800和GSM900频段的天线不能覆盖5G的N28频段，700-960MHz的双极化天线单元能够同时满足N28、CDMA800和GSM900频段范围需求，能够减少运营商布站数量，节约成本，实现三网合一。该单元可以单独使用，也可以用于基站阵列天线来实现波束赋型技术和MIMO技术。
目前，天线单元宽频化已经成为一种必然趋势，为了有效降低天线阵列体积，主要采用降低偶极子天线单元高度和采用介质贴片的天线方案。由于偶极子天线本身的工作带宽有限，因此如何提高偶极子天线的工作带宽、降低天线单元的高度是基站天线也需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，结构紧凑，尺寸小，宽频双极化，辐射特性好的特点，可以广泛应用于700-960MHz频段范围的基站天线中。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，包括：依次相连的底板、底座及介质基板，介质基板的双面覆有8个金属辐射体，介质基板上的双面金属辐射体通过金属连接孔连接，构成了4个辐射臂，金属辐射体有辐射体开槽，金属辐射体终端有延长端子焊接孔，延长端子穿过延长端子焊接孔焊接在金属辐射体上，在上层金属辐射体和第一微带线连接，底层金属辐射体和第三微带线相连，底座和支撑柱相连，其中底座上有底座切槽、底座安装螺孔和电缆穿线孔，射频电缆穿过电缆穿线孔焊接在第一微带线和第二微带线上。
优选的，8个金属辐射体构成的4个辐射臂构成天线辐射面。
优选的，天线辐射面为中心对称结构。
优选的，金属辐射体的形状多种多样，通过改变金属辐射体的形状、尺寸来调节扩展带宽，改善驻波，提高双极化高增益偶极子天线单元的性能。
优选的，第二微带线和第三微带线布置在介质基板两面，通过金属过孔相连。
优选的，天线底座上的底座切槽和电缆穿线孔满足射频电缆的两种装配焊接方式。
优选的，射频电缆穿过电缆穿线孔焊接，或者折弯焊接在底座切槽上。
本发明的有益效果为：(1)本发明既适用于单天线单元使用，又使用于大规模天线阵列来实现MIMO技术和波束赋型技术；(2)采用介质基片的金属偶极子形式，在不增加天线尺寸的情况下，天线阵子具有高度低、集成度高，尺寸小、重量轻、辐射特性好的优点，同时天线具有宽频特性，满足了N28、CDMA800和GSM9600天线频段需求；(3)适用PCB加工工艺，易于加工和批量一致性好。
附图说明
图1为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元结构示意图。
图2为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元侧视图。
图3为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元基板的正面俯视图。
图4为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元基板的反面俯视图。
图5为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元支架的结构示意图。
图6为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元的端口反射系数图。
图7为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元的端口反射系数图。
图8为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元的极化隔离仿真结果图。
图9为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元的E面辐射场分布图。
图10为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元的H面辐射场分布图。
图11为本发明的700-960MHz双极化高增益偶极子天线单元的增益变化曲线图。
其中，1、底板；2、介质基板；3、金属辐射体；4、底座；5、支撑柱；6、射频电缆；7、第一微带线；8、第二微带线；9、金属连接孔；10、延长端子焊接孔；11、延长端子；12、底座切槽；13、底座安装螺孔；14、基板安装孔；15、电缆焊接孔；16、第三微带线；17、辐射体开槽；18、电缆穿线孔。
具体实施方式
如图1至图5所示，一种用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，包括：依次相连的底板1、底座4及介质基板2，介质基板2的双面覆有8个金属辐射体3，介质基板2上的双面金属辐射体3通过金属连接孔9连接，构成了4个辐射臂，金属辐射体3有辐射体开槽17，金属辐射体3终端有延长端子焊接孔10，延长端子11可以穿过延长端子焊接孔焊接10在金属辐射体3上，在上层金属辐射体3和第一微带线7连接，底层金属辐射体3和第三微带线16相连，底座4和支撑柱5相连，其中底座上有底座切槽12、底座安装螺孔13和电缆穿线孔15，射频电缆6穿过电缆穿线孔焊接在第一微带线7和第二微带线8上。
金属辐射体3与介质基板2构成天线辐射面，所述天线辐射面为中心对称结构。金属辐射体3的形状多种多样，大大丰富了低剖面高性能超宽带天线振子的多样性，同时，可通过改变金属辐射体3的形状、尺寸来调节扩展带宽、改善驻波，提高700-960MHz双极化高增益天线单元的性能。辐射体开槽17的形状也多种多样，丰富了低剖面高性能超宽带天线振子的多样性，也通过改变辐射体开槽17的形状、尺寸来调节700-960MHz双极化高增益天线单元的性能。
底座4和2个支撑柱5相连，天线底座4上有底座切槽12和电缆穿线孔15，可以满足射频电缆6的两种装配焊接方式。
按照本实施例的700-960MHz双极化高增益天线单元进行了仿真，仿真结果如图6至图11所示，其中图6和图7分别为天线振子端口的反射系数测试结果图，从图中可以看出，该700-960MHz双极化高增益天线单元在700MHz-960MHz内回波损耗满足要求。图8为端口间的极化隔离测试结果图，从图中可以看出，该单元在700MHz-960MHz内具有很好的隔离度。图9为700-960MHz双极化高增益天线单元的E面辐射方向图仿真结果图，从图中可以看出，垂直面方向图具有很好的一致性和收敛性。图10为700-960MHz双极化高增益天线单元的H面辐射方向图仿真结果图，从图中可以看出，水平面方向图具有很好的一致性和收敛性。图11为700-960MHz双极化高增益天线单元的增益变化曲线结果图，从图中可以看出，该700-960MHz双极化高增益天线单元在带内具有较高的增益。
由此可见，本700-960MHz双极化高增益天线单元具有带宽宽、高增益、方向图一致性和收敛性等优点。本发明提供的700-960MHz双极化高增益天线单元为覆于介质基板双面的多边形电偶极子，金属电偶极子间通过微带线馈电，微带线和射频电缆连接。该天线具有结构紧凑，尺寸小，双极化，辐射特性好的特点，可以广泛应用于基站天线中。
Claims (7)
1.一种用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，其特征在于，包括：依次相连的底板(1)、底座(4)及介质基板(2)，介质基板(2)的双面覆有8个金属辐射体(3)，介质基板(2)上的双面金属辐射体(3)通过金属连接孔(9)连接，构成了4个辐射臂，金属辐射体(3)有辐射体开槽(17)，金属辐射体(3)终端有延长端子焊接孔(10)，延长端子(11)穿过延长端子焊接孔(10)焊接在金属辐射体(3)上，在上层金属辐射体(3)和第一微带线(7)连接，底层金属辐射体(3)和第三微带线(16)相连，底座(4)和支撑柱(5)相连，其中底座上有底座切槽(12)、底座安装螺孔(13)和电缆穿线孔(15)，射频电缆(6)穿过电缆穿线孔焊接在第一微带线(7)和第二微带线(8)上。
2.如权利要求1所述的用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，其特征在于，8个金属辐射体(3)构成的4个辐射臂构成天线辐射面。
3.如权利要求2所述的用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，其特征在于，天线辐射面为中心对称结构。
4.如权利要求2所述的用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，其特征在于，金属辐射体(3)的形状多种多样，通过改变金属辐射体(3)的形状、尺寸来调节扩展带宽。
5.如权利要求1所述的用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，其特征在于，第二微带线(8)和第三微带线(16)布置在介质基板(2)两面，通过金属过孔相连。
6.如权利要求1所述的用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，其特征在于，天线底座(4)上的底座切槽(12)和电缆穿线孔(15)满足射频电缆(6)的两种装配焊接方式。
7.如权利要求6所述的用于700-960Mhz的双极化高增益偶极子天线单元，其特征在于，射频电缆(6)穿过电缆穿线孔(15)焊接，或者折弯焊接在底座切槽(12)上。
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