CN2845198Y - 双频双极化天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双频双极化天线，包括低频辐射单元阵列、高频偶极子辐射单元阵列、金属反射板，所述高频辐射单元阵列平面高于低频辐射单元阵列平面，所述高频辐射单元阵列、低频辐射单元阵列排布于反射板同侧。本实用新型通过采用不同形式的单元，从而降低了高低频之间的辐射耦合量，使得高低频之间的隔离性能良好，在高频辐射单元与反射板之间架设辅助反射板的方式及在高频辐射单元基本同一平面内四周加多导电体的方式限制波束宽度，从而达到需要的角度，本实用新型涉及的单元阵列可以实现宽频带通信，在不增加外形体积的情况下，无论从布局结构还是各种电气性能上都能达到令人满意的程度，并且有着很好的一致性。
Description
技术领域
本实用新型涉及移动通信基站天线领域，尤其涉及一种双频双极化基站天线。
背景技术
在某些无线通信系统中，只存在一种通讯标准，使用单频带基站天线即可实现相应功能。但目前，运营商希望无线通讯系统网络能与一些新的通讯系统兼容。例如，在欧洲，GSM和DCS1800系统已经可以在一个无线通信系统中共存，在北美，AMPS和NADC系统已可以在一个无线通信系统中共存，但是，将第三代系统(UMTS：通用移动通信系统)兼容于已有的通信系统中，依然是运营商关注的焦点。
对于可对多个频带信号进行处理的无线通信系统，如果为各子系统提供专用基站天线，则在各基站都需要大量的天线，尤其随着移动通信用户数量的增加，对信号容量提出了更高的要求，这使得我们在架设小区通信系统时，既要采用高性能的设备，又要注意优化小区布局、改善通信质量和增加通信信道的问题。因此，期望提供一种具有可用于多频带的结构紧凑型天线。
用于蜂窝通信系统的基站天线一般采用阵列方式，以便允许进行辐射图形控制，特别是方向图下倾的天线。由于天线及其阵列的频带范围所限，期望对于各个频率范围分别提供各自的天线阵列，当各个不同频带的天线阵列叠置于单个天线结构中时，将各频段对应的天线阵列排布于有限的空间内并使相互之间的耦合最小是需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是提供一种结构紧凑、相互之间耦合很小的实现双频双极化用途的双频双极化天线。
本实用新型所采用的技术方案是：双频双极化天线包括低频辐射单元阵列、高频偶极子辐射单元阵列、金属反射板，所述高频辐射单元阵列平面高于低频辐射单元阵列平面，所述高频辐射单元阵列、低频辐射单元阵列排布于反射板同侧。
所述低频辐射单元采用贴片单元，优选采用两层贴片。
所述低频辐射单元阵列沿反射板纵向排布，呈一条直线排布或一定空间错位排布。
所述高频辐射单元采用改型偶极子。
为控制波束宽度，高频辐射单元周围优选保留条形或者环形导电体，导电体优选与偶极子单元同一平面排布。
所述高频辐射单元排布可根据需要纵向呈一条直线排列或者相对中心线成一定间距错位排布，高频辐射单元间的间距优选采用低频辐射单元之间间距的一半。
一部分高频辐射单元位于低频辐射单元顶部，低频辐射单元的上层辐射片兼做高频辐射单元的辅助反射板；另一部分高频辐射单元位于低频辐射单元之间，这部分高频辐射单元与反射板间优选增加一个辅助反射板。
多个高频辐射单元在整付天线中相对于低频天线轴向的位置可以根据需要进行调节。
高频辐射单元和低频辐射单元的馈电都采用同轴线连接功分器的方式实现。
本实用新型的有益效果是：由于双频双极化天线组件多，空间局促，本实用新型通过采用高低频上下排布的方式在有限的空间内相对容易实现整体布局，本实用新型通过采用不同形式的单元，从而降低了高低频之间的辐射耦合量，使得高低频之间的隔离性能良好，在高频辐射单元与反射板之间架设辅助反射板的方式及在高频辐射单元基本同一平面内四周加多导电体的方式限制波束宽度，从而达到需要的角度，本实用新型涉及的单元阵列可以实现宽频带通信，在不增加外形体积的情况下，无论从布局结构还是各种电气性能上都能达到令人满意的程度，并且有着很好的一致性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
图1为本实用新型八单元天线俯视图；
图2为低频辐射单元侧视图；
图3为高频辐射单元立体图；
图4为高频辐射单元与低频辐射单元立体图；
图5为高频辐射单元馈电网络；
图6为一端口馈电座；
图7为二端口馈电座。
具体实施方式
图1所示为高低频皆为八单元的整付天线正面布局俯视图，低频振子1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H和高频振子2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H皆沿反射板8轴向排列，并位于反射板8同侧，在本实施例中低频阵列和高频阵列均采用一条直线排布方式。
空气微带馈电网络3A、3B是给低频贴片单元进行耦合馈电的，馈电线与反射板之间的间距可以通过如介质支撑等多种方式实现。
馈电网络3A、3B与振子单元位于反射板8的同一侧；从布局考虑，主馈线采用的同轴线71在35、36处与空气微带馈电线3相连，连接部分可以采用焊接等方式；连接部分如图6所示，电缆71通过孔80从反射板8背面穿入，在单孔馈电座90的固定下将同轴线内芯73与空气微带馈电线3相电连接，同轴线外芯72与金属馈电座90相电连接，电连接部分均采用焊接等方式；馈电座90与反射板8之间金属连接，通过金属紧固件金属螺钉92和金属螺母93等来实现。
馈电网络3A、3B中通过37、38接地孔与反射板8电连接，保证天线的防雷击性能，该处连接方式可采用冷压、焊接和金属件固定等多种方式。
低频辐射单元1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H中任意一个的固定和馈电如图2所示，本实施例中，低频辐射单元采用了双层的贴片天线10、11，两层贴片天线10、11之间以及下贴片11与反射板8之间间距通过介质螺钉50、螺帽51和介质定位器52、53实现。
图2所示，贴片天线10、11的馈电通过空气微带30、31耦合馈电实现，耦合馈电采用与轴线成一定角度馈电，在本实施例中采用在贴片天线的+45度和-45度进行馈电，从而实现双极化辐射，贴片天线馈电部分的空气微带馈电线30、31与反射板之间的间距保证通过介质螺钉55螺帽56和介质定位器57实现。
高频辐射单元2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H布局采用基本在低频辐射单元1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H上方一个空间平面，为结构紧凑和高频辐射方向图考虑，高频辐射单元的一部分位于低频辐射单元之间的上方，如图3所示；另一部分位于低频辐射单元上方，如图4所示。
图3中，高频振子20、21、22、23与覆铜条25、26、27、28采用一块PCB板24刻蚀形成，通过支撑套60架设于为波束宽度考虑增设的辅助反射板29上；辅助反射板29可以采用金属材料也可以采用PCB板，并通过介质螺钉61螺帽62和介质定位器63保证与反射板8之间的间距。
高频振子采用一种变形的偶极子方案20、21、22、23，采用同轴线40、41穿过支撑套60对其馈电，同时支撑套60亦对馈电同轴线40、41起固定作用；
图4中，高频振子20、21、22、23与覆铜条25、26、27、28亦采用一块PCB板24刻蚀形成，通过支撑柱60架设于低频贴片单元的上层贴片10上，馈电同轴线40、41在支撑套60的支撑下通过低频贴片的过孔和反射板过孔穿到反射板8的背面连接高频馈电网络，连接方式如图7。
高频辐射单元2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H的排布位置可以根据实验性能和空间布局灵活选择，可以分布于整付天线的两侧，也可以排布于中间位置，在本实施例中如图1所示，排布于整付天线中间。
高频辐射单元2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H的同轴馈电线40、41通过低频贴片的过孔和反射板过孔穿到反射板背面与图7所示空气微带4相连，通过二孔馈电座95与图5所示空气微带的端口42、43、44、45相连，以实现信号相位和幅度分配；二孔馈电座95与单孔馈电座90采用的基本一致的形式，如图7所示，馈电同轴线75A、75B通过孔82与40、41为一体，在二孔馈电座95的固定下将同轴线内芯77A、77B与空气微带馈电线4相电连接，同轴线外芯76A、76B与金属馈电座95相电连接，电连接部分亦是采用焊接等方式；馈电座95与反射板8之间金属连接，通过金属紧固件如金属螺钉97A、97B和金属螺母98A、98B等。
如图5所示，高频空气微带馈电线4位于反射板的背面，也设计有接地孔47用以与反射板接地，馈源通过单孔馈线座90从46接入；
同时，高频空气微带馈电线4还可采用加多一层金属隔离板的方式进一步减小其他外界因素对空气微带馈电网络的影响，同时亦可保护网络。
本实用新型可以用于在一根天线中实现GSM900/1800MHz或CDMA800/1900MHz两个频段，在不增加天线数目的基础上增加了移动通信信道容量。同时，宽频带天线的应用可以减少运营商采用的天线个数，从而可以降低运营成本，降低建塔对环境的影响。
Claims (10)
1、一种双频双极化天线，其特征在于：所述双频双极化天线包括低频辐射单元阵列、高频偶极子辐射单元阵列、金属反射板，所述高频辐射单元阵列平面高于低频辐射单元阵列平面，所述高频辐射单元阵列、低频辐射单元阵列排布于反射板同侧。
2、如权利要求1所述的双频双极化天线，其特征在于：所述低频辐射单元采用贴片单元。
3、如权利要求2所述的双频双极化天线，其特征在于：所述低频辐射单元采用两层贴片单元。
4、如权利要求1、2或3所述的双频双极化天线，其特征在于：所述低频辐射单元阵列沿反射板纵向排布，呈一条直线排布或一定空间错位排布。
5、如权利要求4所述的双频双极化天线，其特征在于：所述高频辐射单元采用改型偶极子。
6、如权利要求5所述的双频双极化天线，其特征在于：所述高频辐射单元周围设有条形或者环形导电体，所述导电体与高频辐射单元同一平面排布。
7、如权利要求5所述的双频双极化天线，其特征在于：所述高频辐射单元排布纵向呈一条直线排列或相对中心线成一定间距错位排布。
8、如权利要求7所述的双频双极化天线，其特征在于：所述高频辐射单元间的间距为低频辐射单元之间间距的一半。
9、如权利要求5所述的双频双极化天线，其特征在于：所述的高频辐射单元一部分位于低频辐射单元顶部，低频辐射单元的上层辐射片兼做高频辐射单元的辅助反射板，另一部分高频辐射单元位于低频辐射单元之间，这部分高频辐射单元与反射板间增加一个辅助反射板。
10、如权利要求5所述的双频双极化天线，其特征在于：所述高频辐射单元和低频辐射单元的馈电均采用同轴线连接功分器的方式。
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