CN2691080Y - 一种双频共用双探针板状天线馈电网络 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双频共用双探针板状天线馈电网络，它包括底板(13)，底板(13)的底部设有两根射频电缆(17)，其特征在于每根射频电缆(17)均连接有阻抗变换节，每个阻抗变换节分别由两根变换节射频电缆组成，每个变换节射频电缆均连接射频电缆，组成一个阻抗变换节的两根变换节射频电缆的长度相等，且符合阻抗变换公式Z2＝(Z1Z3) ^0.5，其中Z2表示阻抗变换节的阻抗，Z1、Z3表示与阻抗变换节相连的两根射频电缆的阻抗，采用本实用新型的基站天线高质量，宽频带，双极化结构，制造简单，使用方便。

Description

一种双频共用双探针板状天线馈电网络

(一)技术领域：本实用新型涉及一种天线的馈电网络，尤其涉及一种双频共用双探针激励的板状天线馈电网络。

(二)背景技术：目前，蜂窝移动通信基站天线多是板状定向天线，其辐射单元有几种形式，相应的馈电网络也有不同的结构形式，如，有的采用微带功分器和电缆连接的匹配方式给阵列天线的每个辐射单元馈电；有的采用全部的微带线路给辐射单元馈电，此种馈电方式工作频带较窄，功率容量低，损耗大。

(三)发明内容：本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种高质量，工作频带宽，功率容量大，损耗小，制造简单，经济实用的双频共用双探针板状天线馈电网络。

本实用新型的目的可以通过如下措施来达到：一种双频共用双探针板状天线馈电网络，它包括底板13，底板13的底部设有两根射频电缆17，其特征在于每根射频电缆17均连接有阻抗变换节，每个阻抗变换节分别由两根变换节射频电缆组成，每个变换节射频电缆均连接射频电缆，组成一个阻抗变换节的两根变换节射频电缆的长度相等，且符合阻抗变换公式Z2＝(Z123)^0.5，其中Z2表示阻抗变换节的阻抗，Z1、Z3表示与阻抗变换节相连的两根射频电缆的阻抗。

上述阻抗的计算公式为 $Z=\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}}\ln \frac{b}{a}$

b表示射频电缆的外导体半径；

a表示射频电缆的内导体半径；

ε_r表示绝缘材料的介电常数。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的每根射频电缆17均依次连接有两个阻抗变换节，后一个阻抗变换节的两根变换节射频电缆又分别连接一个阻抗变换节，该阻抗变换节与射频电缆相连。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的每根射频电缆17均连接一个阻抗变换节，每个阻抗变换节的两根变换节射频电缆又分别连接一个阻抗变换节，该阻抗变换节与射频电缆相连。

本实用新型同已有技术相比可产生一下积极效果：本专利采用全部用馈线电缆给多元阵列天线进行匹配馈电的网络结构，此种结构质量高，工作频带宽，功率容量大，损耗小，结构简单，经济实用，采用本实用新型的基站天线高质量，宽频带，双极化结构，制造简单，使用方便，采用该种馈电网络，天线驻波比1.4以下的带宽为25％(频率范围为824-960MHz)，是缝隙天线、孔径耦合天线等平面馈电网络形式所不能及的。采用本馈电网络的天线，采用先进的L形探针馈电的双贴片结构，可以实现单极化和双极化，半功率角为65°及90°的2，4，6，8单元等不同增益的阵列板式天线。

(四)附图说明：

图1为本实用新型的四单元结构的结构示意图；

图2为本实用新型的六单元结构的结构示意图；

图3为本实用新型的八单元结构的结构示意图。

(五)具体实施方式：下面结合附图对本实用新型的最佳实施方式作详细说明：

实施例1：附图1示出了四单元结构，一种双频共用双探针板状天线馈电网络，它包括底板13，底板13的底部设有两根射频电缆17，每根射频电缆17均通过电缆转接器9连接阻抗变换节，每个阻抗变换节分别由变换节射频电缆10、11组成，每个变换节射频电缆10均通过电缆转接器9连接一射频电缆20、21，每根变换节射频电缆11均通过电缆转接器9连接射频电缆18、19，射频电缆10、11的长度相等，且符合阻抗变换公式Z2＝(Z1Z3)^0.5，(如图)，

其中Z2表示阻抗变换节的阻抗，Z1、Z3表示与阻抗变换节相连的两根射频电缆的阻抗。方案的设计思想是通过各单元间实现正交耦合分量的抵消，达到提高隔离度的目的。采用该馈电网络的双探针天线的每个单元结构的两个探针同相输入，因为空间位置的对称性，在两探针上产生的耦合分量相等，经过天线背面线路的180°反相抵消。对于四单元天线，每一路都通过一组电缆变换来实现阻抗变换(四路输出等幅同相，并确保输入端和每一输出端的阻抗都是50Ω)，实现馈电电路。

使用时，每根射频电缆18-21分别与对应的探针相连，每根射频电缆17均连接7/16接头16，射频信号经7/16接头上6进入天线馈电网络，在网络内通过两根射频电缆17到达电缆阻抗变换节(均由变换节射频电缆10、11组成)，计算出10、11电缆的总阻抗为25Ω且电缆长度为1/4波长(56.7mm)，与每个电缆变换节相连的四根射频电缆(电缆18＝344.7mm，电缆19＝226mm，电缆20＝360mm，电缆21＝350mm)，该部分将信号等幅同相的分配成四路输出，经过严格按照相位要求尺寸的电缆至每个激励探针，探针被激励辐射出高频电磁波，电磁波在下贴片上产生表面电流，再耦合到上贴片上，然后透过天线罩辐射到自由空间，形成天线方向图。因为双极化信号同时辐射出去，金属底板13是电磁波的反射机构，它将探针，上、下贴片辐射到它上的电磁波反射到前向空间，使天线形成定向辐射，同时底板13的宽度250mm和底板围裙的高度52mm决定了天线的半功率波束宽度65°和前后比能够大于25dB，单元间距的尺寸(L1＝287.5mm，L2＝235.4mm，L3＝209mm)是按照波束赋形要求确定的，与每个电缆变换节相连的四根电缆是一一对应的，这两组尺寸组成了不对称，不等间距，不同馈电相位的赋形天线阵，保证了基站天线的赋形特性和相应的辐射特性。

实施例2：同理，在六单元馈电网络中，用两组电缆变换，实现电缆一分为六的六路等幅同相输出及阻抗变换，实现馈电电路，参见附图2，射频信号经7/16接头进入天线馈电网络，在网络内通过射频电缆17到达电缆阻抗变换节(由变换节射频电缆35、36、37、38、39、40、41、42组成)，变换节射频电缆35和36、37和38、39和40、41和42的长度相等，且符合阻抗变换公式Z2＝(Z1Z3)^0.5，(如图)，

其中Z2表示阻抗变换节的阻抗，Z1、Z3表示与阻抗变换节相连的两根射频电缆的阻抗，其中变换节射频电缆35、36阻抗为35Ω，40、42阻抗为75Ω，其余变换节电缆阻抗为50Ω，所有变换节电缆长度为1/4波长(56.7mm)，该部分将信号等幅同相的分配成六路输出，经过严格按照相位要求尺寸的电缆至每个激励探针，单元间距的尺寸(依次为314mm，304mm，236mm，244mm，270mm)是按照波束赋形要求确定的，与电缆变换节相连的六根电缆(电缆(44)＝658.6mm，电缆(45)＝669.9mm，电缆(46)＝551.8mm，电缆(47)＝661.2mm，电缆(48)＝672.2mm，电缆(49)＝760.3mm)是一一对应的，这两组尺寸组成了不对称，不等间距，不同馈电相位的赋形天线阵，保证了基站天线的赋形特性和相应的辐射特性。

实施例3：同理，在八单元馈电网络中，用两组电缆变换，实现电缆一分为八的八路等幅同相输出及阻抗变换，实现馈电电路。参见附图3，射频信号经7/16接头进入天线馈电网络，在网络内通过电缆17到达电缆阻抗变换节(由变换节射频电缆50、51、52、53、54、55组成)，变换节射频电缆50-55的长度相等，且符合阻抗变换公式Z2＝(Z1Z3)^0.5，(如图)，

其中Z2表示阻抗变换节的阻抗，Z1、Z3表示与阻抗变换节相连的两根射频电缆的阻抗，其中变换节电缆阻抗都为50Ω，所有变换节电缆长度为1/4波长(56.7mm)，该部分将信号等幅同相的分配成八路输出，经过严格按照相位要求尺寸的电缆至每个激励探针，单元间距尺寸(依次为244mm，235mm，235.5mm，313.5mm，253mm，296mm，357mm)是按照波束赋形要求确定的，与电缆变换节相连的八根电缆(电缆57＝422.9mm，电缆58＝534.8mm，电缆59＝402.2mm，电缆60＝392.3mm，电缆61＝411mm，电缆62＝519.6mm，电缆63＝411mm，电缆64＝401mm)是一一对应的，这两组尺寸组成了不对称，不等间距，不同馈电相位的赋形天线阵，保证了基站天线的赋形特性和相应的辐射特性。

Claims (3)

1、一种双频共用双探针板状天线馈电网络，它包括底板(13)，底板(13)的底部设有两根射频电缆(17)，其特征在于每根射频电缆(17)均连接有阻抗变换节，每个阻抗变换节分别由两根变换节射频电缆组成，每个变换节射频电缆均连接射频电缆，组成一个阻抗变换节的两根变换节射频电缆的长度相等，且符合阻抗变换公式Z2＝(Z1Z3)^0.5，其中Z2表示阻抗变换节的阻抗，Z1、Z3表示与阻抗变换节相连的两根射频电缆的阻抗。

2、根据权利要求1所述的一种双频共用双探针板状天线馈电网络，其特征在于所述的每根射频电缆(17)均依次连接有两个阻抗变换节，后一个阻抗变换节的两根变换节射频电缆又分别连接一个阻抗变换节，该阻抗变换节与射频电缆相连。

3、根据权利要求1所述的一种双频共用双探针板状天线馈电网络，其特征在于所述的每根射频电缆(17)均连接一个阻抗变换节，每个阻抗变换节的两根变换节射频电缆又分别连接一个阻抗变换节，该阻抗变换节与射频电缆相连。

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