CN2783548Y - 3g45°双极化板状基站用天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了3G45°双极化板状基站用天线，底板(13)上设有至少一个天线单元，每个天线单元包括一个正方形下贴片(4)、正方形上贴片(1)，其边均与底板(13)的边成45°，上贴片(1)小，每个下贴片(4)均与底板(13)相连，底板(13)上设有至少一个L形探针(5)，底板(13)的底部设有射频电缆(11)，射频电缆(11)与通信机和各个L形探针(5)相连，底板(13)的宽度为245－255mm，底板(13)上周围裙边(19)的高度为52－56mm，底板(13)外罩有天线罩(15)。本实用新型性能优越，抗干扰能力强，宽频带，双极化，结构简单，使用方便，生产成本低。
Description
(一)技术领域：本实用新型涉及一种天线，尤其涉及3G45°双极化板状基站用天线。
(二)背景技术：目前，随着移动通信的迅速发展，系统容量不断膨胀，使得基站数量越来越多，蜂窝小区愈来愈小，随之而来的是小区间的干扰变大，传输质量下降。第三代移动通信系统是工作于2GHz频段的宽带移动通信系统，它区别于第一代和第二代移动通信系统的主要特点可以简单概括为：全球无隙漫游；具有支持信息速率高达2Mbit/s的多媒体业务的能力，特别是支持Internet业务；便于过渡、演进；更高的频谱效率、更低的电磁辐射、更好的服务质量等。第三代移动通信系统采用了当今通信和信息处理领域的所有最新技术，这些新技术的使用极大的增加了系统容量，改善了传输质量，降低了功耗和干扰，可以在复杂的传输环境中提供比第二代移动通信系统更大的系统容量和更高的服务质量。因为现在的第二代移动通信网络已经全面铺开，而且比较健全，从而不可能在短时间内将其废弃，因此需要研制新的基站天线实现了从2G到3G的平稳过渡。再者，为了克服接收信号的各种衰落现象，需采用双极化天线，双极化天线的优点是节省单个基站天线数量，可以降低呼损，减少干扰，提高全网的服务质量，且架设安装方便，节省资金，且为了抑制内部和外部的干扰要求双极化天线的隔离度和前后比要有较高的指标。现有的天线在上述天线性能方面都存在着不同程度的不足和缺陷，例如：振子型天线结构复杂，微带型天线工作频带比较窄，均不易完善地实现双极化。已有的双极化天线，比如缝隙耦合天线，其增益低和前后比低；又如孔径耦合天线，是一种多层结构，适合于大宽带和高极化纯度的情况，但驻波比小于1.6的带宽只有5％，也非常窄，已有天线均达不到高质量，抗干扰能力强，宽频带，双极化，结构简单，使用方便，生产成本低的要求。
(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，抗干扰能力强，宽频带，双极化，结构简单，使用方便，生产成本低的3G45°双极化板状基站用天线。
本实用新型的目的可以通过如下措施来达到：3G45°双极化板状基站用天线，它包括底板13，底板13上设有天线单元，其特征在于该天线单元至少设有一个，每个天线单元包括一个正方形下贴片4，每个下贴片4上均通过支柱2连接一正方形上贴片1，上贴片1和下贴片4的边相互平行，均与底板13的边成45°，上贴片1比下贴片4小，每个下贴片4均通过支柱6与底板13相连，底板13和每个贴片4之间均设有至少一个L形探针5，每个L形探针5均用探针支柱7支撑，底板13的底部设有射频电缆11，射频电缆11与通信机相连，射频电缆11与各个L形探针5相连，底板13上设有周围裙边19，底板13的宽度为245-255mm，周围裙边19的高度为52-56mm，底板13外罩有天线罩15。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元至少设有两个，底板13的底部设有相应的微带功分器，微带功分器的输入端通过射频电缆11与通信机相连，微带功分器的各个输出端分别通过射频电缆11与各个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的底板13和每个下贴片4之间均设有三个L形探针5，其中两个L形探针5的相位相差180℃，另一个L形探针5与这两个L形探针5相互垂直。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的底板13和每个下贴片4之间均设有四个L形探针5，其中两个相对的L形探针5的相位相差180℃，相邻的两个L形探针5相互垂直。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元为4个，底板13和每个下贴片4之间均设有两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13的底部设有两个一分四微带功分器9，每个一分四微带功分器9的输入端通过一根射频电缆11与通信机相连，两个一分四微带功分器9的8个输出端分别通过8根射频电缆11与8个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元为6个，底板13和每个下贴片4之间均设有两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，底板13的底部设有两个一分六微带功分器17，每个一分六微带功分器17的输入端通过一根射频电缆11与通信机相连，两个一分六微带功分器17的12个输出端分别通过12根射频电缆11与12个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元为8个，底板13和每个下贴片4之间均设有两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直底板13的底部设有两个一分二微带功分器18和四个一分四微带功分器9，两个一分二微带功分器18的输入端分别通过一根射频电缆11与通信机相连，两个一分二微带功分器18的4个输出端分别通过4根射频电缆11与四个一分四微带功分器9的4个输入端相连，四个一分四微带功分器9的16个输出端分别通过16根射频电缆11与16个L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元为4个，底板13和每个下贴片4之间均设有三个L形探针5，底板13的底部设有两个一分四微带功分器9和4个一分二功分器18，每个一分四微带功分器9的输入端通过一根射频电缆11与通信机相连，其中一个一分四微带功分器9的4个输出端分别通过4个射频电缆11与4个同一极化方向的L形探针5相连，另一个一分四微带功分器9的4个输出端分别通过4个射频电缆11与4个一分二功分器18的输入端相接，每个一分二功分器18的两个输出端分别通过射频电缆11与两个同一极化方向的L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的天线单元为4个，底板13和每个下贴片4之间均设有四个L形探针5，底板13的底部设有两个一分二微带功分器18和四个一分四功分器9，每个一分二微带功分器18的输入端通过一根射频电缆11与通信机相连，其中一个一分二微带功分器18的两个输出端分别通过两个射频电缆11与两个一分四功分器9的两个输入端相连，两个一分四功分器9的8个输出端分别通过8个射频电缆11与8个同一极化方向的L形探针5相连，另一个一分二微带功分器18的两个输出端分别通过两个射频电缆11与两个一分四功分器9的两个输入端相接，两个一分四功分器9的8个输出端分别通过8个射频电缆11与8个同一极化方向的L形探针5相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的上贴片1的边长为48.5-52.5mm，下贴片4的边长为60-64mm。
本实用新型同已有技术相比可产生如下积极效果：本实用新型为平板形设有L形探针的双极化天线，其性能优越，体积小，重量轻，便于架设和安装，不需要空间分集，这样的基站就不需要兴建铁塔，节省了大量的资金，在选用基站站址时，基本能够满足天线架设条件，使基站站址的选定变得容易一些。另外本实用新型是专门为第三代移动通信系统开发设计的，其工作频段为2GHz，频带宽，增益和前后比高，降低呼损，减少干扰，提高全网网的服务质量，且制造简单，使用方便。天线驻波比1.4以下的带宽为15.9％，是缝隙天线、孔径耦合天线等形式所不能及的，在一些狭窄地带等的方向性比较强地方，因为服务区相对比较集中，不需要部署较宽的天线，因此窄波束基站天线在这些地方显示出其方向性集中，增益高的优点。
本实用新型的整个天线用天线罩罩起来，形成了封闭系统，保护内部的天线单元、馈电网络及全部构件，其使用高质量的PVC塑料加工成形，能够耐高温，抗腐蚀，防紫外线，能够承受高强度的机械压力，密封防水性能强且它对电磁波来说基本是透明的。
(四)附图说明：
图1为本实用新型的四单元结构的仰视图；
图2为本实用新型的四单元结构的主视图；
图3为本实用新型的四单元结构的俯视图；
图4为本实用新型的单元结构的放大图；
图5为本实用新型的六单元结构的仰视图；
图6为本实用新型的八单元结构的仰视图。
(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1：3G45°双极化板状基站用天线(参见图1、图2、图3、图4)，它包括底板13，底板13上横向并列连接4个天线单元，天线单元之间的单元间距相同，尺寸130mm，每个天线单元包括一个正方形下贴片4，每个下贴片4的上端通过4个玻璃支柱2连接一正方形上贴片1，并用禁锢螺钉3锁住，上贴片1和下贴片4的边相互平行，均与底板13的边成45°，上贴片1比下贴片4小，上贴片1的边长为48.5mm，下贴片4的边长为60mm，每个下贴片4的下端通过4个玻璃支柱6与底板13相连，底板13上在底板和每个贴片4之间均连接两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，每个L形探针5竖直的一端通过探针底座8、探针套管10与底板13相连，每个L形探针5的水平的一端均用探针支柱7支撑，底板13的底部设有两个一分四微带功分器9，每个微带功分器9的输入端通过一根射频电缆11与通信机相连，两个微带功分器9的8个输出端分别通过8根射频电缆11与8个L形探针5相连，底板13上设有周围裙边19，底板13外罩有天线罩15，天线罩15的两端设有天线罩端盖14，底板13的宽度为245mm，周围裙边19的高度为52mm，底板13的4个角分别设有4个底板连接件12。该方案采用一分四微带功分器(四路输出等幅同相)和射频电缆来组成馈电电路，一分四微带功分器的四个分支输出信号等幅同相，来自基站的射频信号经由连接到7/16接头16的传输线进入天线的馈电网络内，在网络内通过射频电缆到达两个一分四微带功分器的输入端，每个微带功分器将信号等幅同相的分配成四路输出，经过四根严格按照相位要求长短不等的射频电缆，至每个探针，探针被馈电激励又辐射高频电磁波，电磁波在下贴片4上产生表面电流，再耦合到小贴片1上，然后通过天线罩15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，底板13是电磁波的反射机构，它连同它的周边围裙19是电磁波反射机构，它将L形探针5，下贴片4和小贴片1辐射到其它上的电磁波反射到前向空间，使天线阵形成定向辐射，底板13的宽度和底板围裙的高度及其向外倾斜45°张角决定了天线的半功率波束宽度45°和前后比27dB，单元间距的尺寸是按照波束赋形要求确定的，与功分器9相连的四根电缆是一一对应的，这两种组合构成了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2：3G45°双极化板状基站用天线(参见图4、图5)，它包括底板13，底板13上横向并列连接6个天线单元，天线单元之间的单元间距相同，尺寸135mm，每个天线单元包括一个正方形下贴片4，每个下贴片4的上端通过4个玻璃支柱2连接一正方形上贴片1，并用禁锢螺钉3锁住，上贴片1和下贴片4的边相互平行，均与底板13的边成45°，上贴片1比下贴片4小，上贴片1的边长为50.5mm，下贴片4的边长为62mm，每个下贴片4的下端通过4个玻璃支柱6与底板13相连，底板13上在底板和每个贴片4之间均连接两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，每个L形探针5竖直的一端通过探针底座8、探针套管10与底板13相连，每个L形探针5的水平的一端均用探针支柱7支撑，底板13上设有周围裙边19，底板13外罩有天线罩15，天线罩15的两端设有天线罩端盖14，底板13的宽度为250mm，周围裙边19的高度为54mm，底板13的底部设有两个一分六微带功分器17，每个微带功分器17的输入端通过一根射频电缆11与通信机相连，两个微带功分器17的12个输出端分别通过12根射频电缆11与12个L形探针5相连。该方案采用两个一分六微带功分器(六路输出等幅同相)和射频电缆来组成馈电电路。
实施例3：3G45°双极化板状基站用天线(参见图4、图6)，它包括底板13，底板13上横向并列连接8个天线单元，天线单元之间的单元间距相同，尺寸140mm，每个天线单元包括一个正方形下贴片4，每个下贴片4的上端通过4个玻璃支柱2连接一正方形上贴片1，并用禁锢螺钉3锁住，上贴片1和下贴片4的边相互平行，均与底板13的边成45°，上贴片1比下贴片4小，上贴片1的边长为52.5mm，下贴片4的边长为64mm，每个下贴片4的下端通过4个玻璃支柱6与底板13相连，底板13上在底板和每个贴片4之间均连接两个L形探针5，两个L形探针5相互垂直，每个L形探针5竖直的一端通过探针底座8、探针套管10与底板13相连，每个L形探针5的水平的一端均用探针支柱7支撑，底板13上设有周围裙边19，底板13外罩有天线罩15，天线罩15的两端设有天线罩端盖14，底板13的宽度为255mm，周围裙边19的高度为56mm，底板13的底部设有两个一分二微带功分器18和四个一分四微带功分器9，两个一分二微带功分器18的输入端分别通过一根射频电缆11与通信机相连，两个一分二微带功分器18的4个输出端分别通过4根射频电缆3与四个一分四微带功分器9的4个输入端相连，四个一分四微带功分器9的16个输出端分别通过16根射频电缆11与16个L形探针5相连，该方案采用两个一分二微带功分器、四个一分四微带功分器和射频电缆来组成馈电电路。
上述均为双探针的情况，上述底板13和每个贴片4之间均可设有三个L形探针5，其中两个L形探针5的相位相差180℃，另一个L形探针5与这两个L形探针5相互垂直。底板13和每个贴片4之间均可设有四个L形探针5，其中两个相对的L形探针5的相位相差180℃，相邻的两个L形探针5相互垂直。这样只需根据需要选择适当的射频电缆和微带功分器来组成馈电电路。
当天线单元为4个，底板13和每个贴片4之间均设有三个L形探针时，底板13的底部设有两个一分四微带功分器4个一分二功分器，每个一分四微带功分器的输入端通过一根射频电缆与通信机相连，其中一个一分四微带功分器的4个输出端分别通过4个射频电缆与4个同一极化方向的L形探针相连，另一个一分四微带功分器的4个输出端分别通过4个射频电缆与4个一分二功分器的输入端相接，每个一分二功分器的两个输出端分别通过射频电缆与两个同一极化方向的L形探针相连。
当天线单元为4个，底板13和每个贴片4之间均设有四个L形探针，底板的底部设有两个一分二微带功分器和四个一分四功分器，每个一分二微带功分器的输入端通过一根射频电缆与通信机相连，其中一个一分二微带功分器的4两个输出端分别通过两个射频电缆与两个一分四功分器的两个输入端相连，两个一分四功分器的8个输出端分别通过8个射频电缆与8个同一极化方向的L形探针相连，另一个一分二微带功分器的两个输出端分别通过两个射频电缆与两个一分四功分器的两个输入端相接，两个一分四功分器的8个输出端分别通过8个射频电缆与8个同一极化方向的L形探针相连。
上述L形探针5的表层可为三元合金镀层，上述射频电缆17的表面可为3～5um的锡镀层。
Claims (10)
1、3G45°双极化板状基站用天线，它包括底板(13)，底板(13)上设有天线单元，其特征在于该天线单元至少设有一个，每个天线单元包括一个正方形下贴片(4)，每个下贴片(4)上均通过支柱(2)连接一正方形上贴片(1)，上贴片(1)和下贴片(4)的边相互平行，均与底板(13)的边成45°，上贴片(1)比下贴片(4)小，每个下贴片(4)均通过支柱(6)与底板(13)相连，底板(13)和每个贴片(4)之间均设有至少一个L形探针(5)，每个L形探针(5)均用探针支柱(7)支撑，底板(13)的底部设有射频电缆(11)，射频电缆(11)与通信机相连，射频电缆(11)与各个L形探针(5)相连，底板(13)上设有周围裙边(19)，底板(13)的宽度为245-255mm，周围裙边(19)的高度为52-56mm，底板(13)外罩有天线罩(15)。
2、根据权利要求1所述的3G45°双极化板状基站用天线，其特征在于所述的天线单元至少设有两个，底板(13)的底部设有相应的微带功分器，微带功分器的输入端通过射频电缆(11)与通信机相连，微带功分器的各个输出端分别通过射频电缆(11)与各个L形探针(5)相连。
3、根据权利要求1所述的3G45°双极化板状基站用天线，其特征在于所述的底板(13)和每个下贴片(4)之间均设有三个L形探针(5)，其中两个L形探针(5)的相位相差180℃，另一个L形探针(5)与这两个L形探针(5)相互垂直。
4、根据权利要求1所述的3G45°双极化板状基站用天线，其特征在于所述的底板(13)和每个下贴片(4)之间均设有四个L形探针(5)，其中两个相对的L形探针(5)的相位相差180℃，相邻的两个L形探针(5)相互垂直。
5、根据权利要求1所述的3G45°双极化板状基站用天线，其特征在于所述的天线单元为4个，底板(13)和每个下贴片(4)之间均设有两个L形探针(5)，两个L形探针(5)相互垂直，底板(13)的底部设有两个一分四微带功分器(9)，每个一分四微带功分器(9)的输入端通过一根射频电缆(11)与通信机相连，两个一分四微带功分器(9)的8个输出端分别通过8根射频电缆(11)与8个L形探针(5)相连。
6、根据权利要求1所述的3G45°双极化板状基站用天线，其特征在于所述的天线单元为6个，底板(13)和每个下贴片(4)之间均设有两个L形探针(5)，两个L形探针(5)相互垂直，底板(13)的底部设有两个一分六微带功分器(17)，每个一分六微带功分器(17)的输入端通过一根射频电缆(11)与通信机相连，两个一分六微带功分器(17)的12个输出端分别通过12根射频电缆(11)与12个L形探针(5)相连。
7、根据权利要求1所述的3G45°双极化板状基站用天线，其特征在于所述的天线单元为8个，底板(13)和每个下贴片(4)之间均设有两个L形探针(5)，两个L形探针(5)相互垂直底板(13)的底部设有两个一分二微带功分器(18)和四个一分四微带功分器(9)，两个一分二微带功分器(18)的输入端分别通过一根射频电缆(11)与通信机相连，两个一分二微带功分器(18)的4个输出端分别通过4根射频电缆(11)与四个一分四微带功分器(9)的4个输入端相连，四个一分四微带功分器(9)的16个输出端分别通过16根射频电缆(11)与16个L形探针(5)相连。
8、根据权利要求1所述的3G45°双极化板状基站用天线，其特征在于所述的天线单元为4个，底板(13)和每个下贴片(4)之间均设有三个L形探针(5)，底板(13)的底部设有两个一分四微带功分器(9)和4个一分二功分器(18)，每个一分四微带功分器(9)的输入端通过一根射频电缆(11)与通信机相连，其中一个一分四微带功分器(9)的4个输出端分别通过4个射频电缆(11)与4个同一极化方向的L形探针(5)相连，另一个一分四微带功分器(9)的4个输出端分别通过4个射频电缆(11)与4个一分二功分器(18)的输入端相接，每个一分二功分器(18)的两个输出端分别通过射频电缆(11)与两个同一极化方向的L形探针(5)相连。
9、根据权利要求1所述的3G45°双极化板状基站用天线，其特征在于所述的天线单元为4个，底板(13)和每个下贴片(4)之间均设有四个L形探针(5)，底板(13)的底部设有两个一分二微带功分器(18)和四个一分四功分器(9)，每个一分二微带功分器(18)的输入端通过一根射频电缆(11)与通信机相连，其中一个一分二微带功分器(18)的两个输出端分别通过两个射频电缆(11)与两个一分四功分器(9)的两个输入端相连，两个一分四功分器(9)的8个输出端分别通过8个射频电缆(11)与8个同一极化方向的L形探针(5)相连，另一个一分二微带功分器(18)的两个输出端分别通过两个射频电缆(11)与两个一分四功分器(9)的两个输入端相接，两个一分四功分器(9)的8个输出端分别通过8个射频电缆(11)与8个同一极化方向的L形探针(5)相连。
10、根据权利要求1所述的3G45°双极化板状基站用天线，其特征在于所述的上贴片(1)的边长为48.5-52.5mm，下贴片(4)的边长为60-64mm。
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