CN2530355Y - 宽频带中增益前馈抛物面天线的馈源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种宽频带中增益前馈抛物面天线的馈源。主要解决现有金属管二元八木阵天线馈源结构复杂，频带窄，成本高的不足。采用长度可调的不同直径部分折合振子作为有源振子，用λg/2长的U形管巴伦为折合振子馈电，并同时完成不平衡－平衡变换及4∶1阻抗；采用直径为λ₀/2的金属圆盘，或长度为λ₀/2的金属管作为无源反射器(2)。该不等直径部分折合振子由直径为Φ₁的直金属管(6)和直径为Φ₂的两个弯管(7)、(8)组成。整个馈源具有输入阻抗高、频带宽、成本低的优点，通过调整不等直径部分折合振子的长度，就能使在GSM870－960MHz频段工作的馈源，也可作为CDMA在824－896MHz频段工作的抛物面馈源使用。可用作旋转对称抛物面及切割抛物面、抛物柱面天线的馈源。

Description

宽频带中增益前馈抛物面天线的馈源

技术领域：

本实用新型涉及天线技术领域，具体的说是一种宽频带中增益前馈抛物面天线的馈源，可作为无线通信天线，例如，定向基站或直放站天线使用。

背景技术：

目前，在800-1000MHZ工作频段的GSM(数字蜂窝网)和CDMA(码分多址)移动通信中，普遍使用1.2米、1.5米和1.8米的栅格抛物面天线。该类天线由于风阻小，成本低和中增益(17-22dBi)的优点，因而被广泛作为定向基站天线或直放站天线使用。通用的抛物面天线主要由反射体、安装调整装置及馈源三大部分组成。一般情况下，同一口径抛物面天线的反射体和安装调整装置均可以在GSM的870-960MHZ频段工作，也可以在CDMA的824-896MHZ频段工作，但同一口径抛物面天线的馈源由于频带相对较窄，因此只能在一个频段工作，也就是说如果适合在GSM频段工作的馈源，就不能在CDMA频段工作。为此，现有技术中，普遍采用同轴巴伦馈电的二元八木阵作为抛物面天线的馈源，不仅频带窄、结构复杂、而且成本也相对较高，对其抛物面天线的使用性能及销售价格造成一定的影响。

实用新型的内容

本实用新型的目的是提供一种既可在GSM频段工作，稍加调整又可在CDMA频段工作的二元八木阵馈源，该馈源用于前馈中增益抛物面天线，不仅结构简单，频带宽，而且成本相对也低。实现本实用新型目的的技术方案是对现有馈源的有源振子及阻抗匹配结构形式进行改进。该馈源是由一个有源振子和一个无源反射器组成的二元八木阵，其结构特点是，有源振子采用长度可调的不同直径部分折合振子，并采用λg/2长的U形管巴伦为折合振子馈电，同时完成不平衡----平衡变换及阻抗匹配的双变换功能。无源反射器与有源振子平行放置，并通过寄生耦合激励。该直径不等部分折合振子由直径为Φ₁的直金属管和直径为Φ₂的两个弯金属管组成。直金属管的直径Φ₁大于弯金属管直径Φ₂，直金属管两端带有可调长度的螺钉，两弯管与直金属管平行，且作为部分折合振子的对称臂。直金属管垂直穿过支撑金属管，两弯管的一端分别与直金属管相连接，另一端分别与巴伦同轴线相连接。

本实用新型由于采用了不等直径部分折合振子作为有源振子，因而提高了有源振子的阻抗变换比，补偿了无源反射器及抛物面反射体对阻抗匹配的影响；同时由于采用λg/2长的U形管巴伦为折合振子馈电，不仅使馈源成本大大降低，而且展宽了带宽，实现了同轴线给对称天线的平衡馈电问题；此外由于直金属管的直径比弯金属管的直径粗，所以提高了折合振子的输入阻抗，使阻抗变换比超过4∶1，补偿了无源反射器及抛物面反射体造成天线输入阻抗的下降问题。实用中只要调整不等直径部分折合振子长度就能把在GSM频段工作的馈源，作为在CDMA工作频段的馈源使用，既使原来在GSM870-960MHZ频段工作的馈源，能在CDMA824-896MHZ频段工作，节约了大量的生产成本。实测表明，本实用新型所提供的新型馈源结构完全满足实际使用要求，不仅适合作旋转对称抛物面天线的馈源，经过适当调整后，也可以作为切割抛物面、抛物柱面及短背射天线的馈源。

附图说明

图1是本实用新型的结构图

图2是本实用新型第二种实施方案结构图

图3是本实用新型作为1.8米抛物面天线馈源的电压驻波比VSWR与频率的特性曲线

图4是本实用新型作为1.8米抛物面天线馈源，通过调整而工作在另一频段的电压驻波比VSWR与频率特性曲线。

具体实施方案

参照图1，整个馈源主要由不等直径部分折合有源振子1、无源反射器2、不平衡—平衡变换器及阻抗变换器3(简称巴伦)、金属支撑管4和同轴线5组成。不等直径部分折合振子1为有源振子，该振子又由一个直径较粗的Φ₁直金属管6和两个直径较细的Φ₂金属管7和8组成，直径Φ₁与直径Φ₂之间的比例关系为：Φ₁＝(1.5～2.5)Φ₂。直金属管6两端带有可调长度的螺钉9，金属管7和8与金属管6平行相距0.1λ₀～0.05λ₀，构成折合振子的两个对称臂。直金属管6垂直穿过支撑金属管4，金属管7和8的一端分别弯折在11处与金属管6焊接在一起，另一端分别在其未端12和13处与巴伦3同轴线的内导体14和15相连。部分折合振子的长度为0.28λ₀-0.33λ₀。根据工作频段，可调整两端螺钉9的长度，调整后再分别用螺母10锁死。巴伦3由λg/2长的一段同轴线弯成U形构成，该U形同轴线3的外导体16与馈电同轴线5的外导体17在开口处相连，同轴线5的内导体18与U形巴伦3同轴线的内导体14相连。直金属管6的长度为λ₀/2(λ₀-自由空间中心工作波长)，其中心为零电位，所以可以直接与金属支撑管4相连。为了防止折合振子的两臂7和8与金属支撑管4短路，故在它们可能短路的地方设置了由聚乙烯材料制成的环状介质套19。金属支撑管4的上端固定有同轴插座20，同轴线5与同轴插座20相连。整个馈源通过大螺母21和22固定在抛物面的反射体23上，安装时调整好馈源的相位中心，使其正好位于抛物面的焦点上。金属支撑管4的下端固定有无源反射器2，该反射器的形状既可以是图1所示的直径大于λ₀/2的金属园盘，又可以是图2所示的长度大于λ₀/2的金属管，也可以是三角形反射器。该无源反射器与有源振子的距离为0.2λ₀～0.25λ₀。实用表明，本实用新型可将在824-896MHZ频段工作的馈源，通过调整螺钉9的长度又能使其适合作为在870-960MHZ频段工作的前馈抛物面天线馈源，并安装在1.8米栅格抛物面上。实测该1.8米栅格抛物面天线的电压驻波比VSWR与频率特性曲线，如图3所示。图3中标频点1的频率为824MHz，电压驻波比VSWR＝1.267；标频点2的频率为860MHz，电压驻波比VSWR＝1.218；标频点3的频率为896MHz，电压驻波比VSWR＝1.212。当缩短该馈源上所带可调螺钉9的长度后，则可变为图4所示的同一个天线在CDMA工作频段的电压驻波比VSWR频率特性曲线。图4中标频点2的频率为915MHz，电压驻波比VSWR＝1.177；标频点3的频率为870MHz，电压驻波比VSWR＝1.239；标频点4的频率为960MHz，电压驻波比VSWR＝1.291。由图3和图4可看出，在824-896MHZ和870-960MHZ频段工作的馈源，其电压驻波比VSWR均小于等于1.3。

Claims (5)

1.一种宽频带中增益前馈抛物面天线的馈源，由一个有源振子和一个无源反射器组成的二元八木阵，其特征在于有源振子采用长度可调的不同直径部分折合振子，并采用λg/2长的U形管巴伦为折合振子馈电，同时完成不平衡--平衡变换及阻抗匹配的双变换；该不等直径部分折合振子由直径为Φ₁的直金属管(6)和直径为Φ₂的两个弯管(7)、(8)组成，直金属管(6)两端带有可调长度的螺钉(9)，两弯管(7)、(8)与直金属管(6)平行，构成部分折合振子的两个对称臂。

2.根椐权利要求1所述的天线馈源，其特征在于直金属管(6)垂直穿过支撑金属管(4)，两弯管(7)和(8)的一端分别与直金属管(6)相连接，另一端分别与巴伦同轴线(3)相连接。

3.根椐权利要求1所述的天线馈源，其特征在于直金属管(6)的直径Φ₁与弯金属管(7)、(8)的直径Φ₂之比为：Φ₁＝(1.5～2.5)Φ₂。

4.根椐权利要求1所述的天线馈源，其特征在于部分折合振子的长度在0.28λ₀～0.33λ₀之间可调。

5.根椐权利要求1所述的天线馈源，其特征在于部分折合振子输入阻抗变换的比例大于4∶1。

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