专利名称：一种扇形超宽带双极化天线辐射单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信天线辐射单元，尤其是涉及一种超宽带双极化天线辐射单
元，属于移动通信领域。
背景技术：
随着科学技术的日益更新、以及3G牌照的全面发放，移动通信已走进人们的生 活，并扮演着重要的角色。而由于用户量的迅猛增加，各种制式移动通信的工作频段都在不 断扩展，目前第三代移动通信逐渐占领市场，此种现状使得基站对天线的频带宽度要求越 来越高。我们知道，基站天线一般由相同形式的辐射单元组合成阵列形式，目前，基站天线 的辐射单元有两种形式， 一种是空气微带， 一种是半波振子，其中，空气微带天线频带太窄， 虽然可以采用附加一层或多层寄生贴片技术来展宽微带天线的带宽，但频带仍然不够宽， 而且天线结构较复杂，而半波振子辐射单元频带虽然较宽但仍然有限，而且由于是采用单 片金属折叠整合而成，其与天线底板的焊接范围较大并需要较多的紧固件固定连接，工艺 复杂，制约了批量生产。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、工艺简单、带频 宽、且适用于3G、 B3G和4G移动通信系统的扇形超宽带双极化天线辐射单元。
本发明是通过以下技术方案来实现的 —种扇形超宽带双极化天线辐射单元，其特征在于包括反射板、辐射体、馈电芯 片、巴伦支撑、底座和电缆焊接座，其中，辐射体包括四个具有相同形状的振子臂，相对的两 个振子臂为一组，相对应的两个振子臂的下部垂直连接有一个巴伦支撑，而底座则位于巴 伦支撑的底部并与巴伦支撑同时连接，其同时通过螺丝固定在反射板上，此外，上述的电缆 焊接座则穿过上述的反射板并与底座连接，而所述的辐射体、巴伦支撑、底座和电缆焊接座 为一体结构，电缆外导体与上述的电缆焊接座焊接，电缆内导体则与馈电芯片的下端焊接， 而馈电芯片为两个，相互之间呈十字形结构，其上端与辐射体组成直接馈电结构或者耦合 馈电结构。 上述的四个振子臂为实体扇形或者镂空扇形，并形成中心对称结构，相邻振子臂 互成90°角，各振子臂之间具有一间隙。 上述的一组振子臂中的一个振子臂上设置有焊接凹槽，另外一个振子臂上设置有
固定凹槽，而馈电芯片的上端一侧与焊接凹槽接触，并通过焊接凹槽与相应的振子臂焊接
在一起，形成直接馈电结构，此外，馈电芯片上端的另一侧则通过介质支撑和介质固定件固
定在上述的固定凹槽中，另外一组振子臂与上述的一组振子臂结构相同。 上述的巴伦支撑为空心结构，且高度相同，巴伦支撑的材质可以为铝，表面镀银。 上述的电缆焊接座高度相同。 上述的底座下部还设置有用于底座在反射板上定位的定位销，以及底座下部还设置有边缘凸台和中心凸台。 本发明的有益效果是本发明所述的扇形超宽带双极化天线辐射单元可有效地拓 展工作带宽、提高辐射效率、改善隔离度、降低交调信号等，同时，还减少了辐射单元的组成 部件、简化了装配流程，实现了低成本设计，且适宜批量生产。
图1为本发明一实施例的结构示意图； 图2为本发明所述的辐射体的结构示意图； 图3为本发明所述的实体辐射体的结构示意图； 图4为本发明所述的辐射体与馈电芯片的焊接示意图； 图5为本发明所述的底座与反射板固定方式示意图； 图6为本发明所述的电缆焊接示意图； 图7为本发明一实施例-45°端口电压驻波比示意图； 图8为本发明一实施例+45°端口电压驻波比示意图。 图中主要附图标记含义为 1、反射板 2、辐射体 3、馈电芯片 4、巴伦支撑 5、底座 6、电缆焊接座7、螺丝孔 8、螺母 9、定位销 10、边缘凸台 11、中心凸台 13、焊接凹槽 14、固定凹槽 15、介质支撑 16、介质固定件17、电缆外导体 18、电缆内导体
具体实施例方式
下面将结合附图，详细说明本发明的
具体实施例方式
图l为本发明一实施例的结构示意图；图2为本发明所述的辐射体的结构示意图； 图3为本发明所述的实体辐射体的结构示意图；图4为本发明所述的辐射体与馈电芯片的 焊接示意图， 如图1至图4所示扇形宽带双极化天线辐射单元，包括反射板1、辐射体2、馈电 芯片3、巴伦支撑4、底座5和电缆焊接座6，其中，辐射体1包括四个具有相同形状的振子 臂2a、2b、2c和2d，四个振子臂2a、2b、2c和2d为实体扇形或者镂空扇形，并形成中心对称 结构，此处，如果为镂空的扇形，则形成的网格可以根据加工条件和技术水平采用不同的设 计，不受本实施方式的限制。另外，相对的两个振子臂为一组，即振子臂2a和振子臂2c为 一组，振子臂2b和振子臂2d为一组，且相邻振子臂之间具有一间隙，并互成90°角。
相对的两个振子臂的下部垂直连接有一个巴伦支撑4，因此巴伦支撑4有两个，分 别为巴伦支撑4a和4b，巴伦支撑4为空心结构，且高度相同，其材质为铝，表面镀银，巴伦 支撑4不仅对辐射体2起支撑固定作用，又与馈电芯片3结合构成传输线结构，同时起到平 衡-不平衡之间的交换作用。其中一组振子臂中的一个振子臂上设置有作为焊点的焊接凹 槽13，用于馈电芯片3上端的固定和限位，并与该馈电芯片3的上端形成电连接，另外一个 振子臂上则设置有作为固定点的固定凹槽14，用于介质固定件16在馈电芯片3下方的固 定，而馈电芯片3为两个，相互之间呈十字形结构，其上端一侧与焊接凹槽13接触，并通过
4焊接凹槽13与相应的振子臂焊接在一起，形成直接馈电结构，此处，馈电芯片3也可以不与 振子臂接触，形成耦合馈电结构。此外，馈电芯片3上端的另一侧则通过介质支撑15和介 质固定件16固定在上述的固定凹槽14中，另外一组振子臂情况与前述的这组振子臂结构 相同。 图5为本发明所述的底座与反射板固定方式示意图；图6为本发明所述的电缆焊 接示意图。 如图5和图6所示底座5位于巴伦支撑4的底部并与巴伦支撑4同时连接，其中 心部位设置有螺纹孔，螺母8穿过反射板1进入螺纹孔7将底座5固定在反射板1上，在本 实施方式中，底座5下部还设置有定位销9，其可用于底座5在反射板1上的定位，另外，在 底座5下部还设置有边缘凸台IO和中心凸台11，这样，底座5就可以紧紧地贴在反射板1 上，且同时可以把上述的螺母7和定位销9等部分封闭，降低了产生互调信号的可能性。而 高度相同的电缆焊接座6分列在底座5的下部并与其连接，同时穿过反射板1，电缆外导体 17与上述的电缆焊接座6焊接，电缆内导体18则与馈电芯片3的下端焊接，形成完整的馈 电结构以便进行馈电。 上述的辐射体2、巴伦支撑4、底座5和电缆焊接座6为一体结构，通过整体压铸成 型。 图7为本发明一实施例-45°端口电压驻波比示意图；图8为本发明一实施例 +45°端口电压驻波比示意图。 如图7和图8所示本发明所述的扇形超宽带双极化天线辐射单元总耗铝量为30 克。利用本发明可在电压驻波比小于1.4时的相对带宽为41%，在整个频带内隔离度小 于-30dB。 以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换 或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种扇形超宽带双极化天线辐射单元，其特征在于包括反射板、辐射体、馈电芯片、巴伦支撑、底座和电缆焊接座，其中，辐射体包括四个具有相同形状的振子臂，相对的两个振子臂为一组，相对应的两个振子臂的下部垂直连接有一个巴伦支撑，而底座则位于巴伦支撑的底部并与巴伦支撑同时连接，其同时通过螺丝固定在反射板上，此外，上述的电缆焊接座则穿过上述的反射板并与底座连接，而所述的辐射体、巴伦支撑、底座和电缆焊接座为一体结构，电缆外导体与上述的电缆焊接座焊接，电缆内导体则与馈电芯片的下端焊接，而馈电芯片为两个，相互之间呈十字形结构，其上端与辐射体组成直接馈电结构或者耦合馈电结构。
2. 根据权利要求1所述的一种扇形超宽带双极化天线辐射单元，其特征在于所述的 四个振子臂为实体扇形或者镂空扇形，并形成中心对称结构，相邻振子臂互成90。角，各振 子臂之间具有一间隙。
3. 根据权利要求1或2所述的一种扇形超宽带双极化天线辐射单元，其特征在于所 述的一组振子臂中的一个振子臂上设置有焊接凹槽，另外一个振子臂上设置有固定凹槽， 而馈电芯片的上端一侧与焊接凹槽接触，并通过焊接凹槽与相应的振子臂焊接在一起，形 成直接馈电结构，此外，馈电芯片上端的另一侧则通过介质支撑和介质固定件固定在上述 的固定凹槽中，另外一组振子臂与上述的一组振子臂结构相同。
4. 根据权利要求1所述的一种扇形超宽带双极化天线辐射单元，其特征在于所述的 巴伦支撑为空心结构，且高度相同。
5. 根据权利要求4所述的一种扇形宽带双极化天线辐射单元，其特征在于所述的巴 伦支撑的材质为铝，表面镀银。
6. 根据权利要求1所述的一种扇形超宽带双极化天线辐射单元，其特征在于所述的 电缆焊接座高度相同。
7. 根据权利要求1所述的一种扇形超宽带双极化天线辐射单元，其特征在于所述的 底座下部还设置有用于底座在反射板上定位的定位销。
8. 根据权利要求1或7所述的一种扇形超宽带双极化天线辐射单元，其特征在于所 述的底座下部还设置有边缘凸台和中心凸台。
全文摘要
本发明公开了一种扇形超宽带双极化天线辐射单元，包括反射板、辐射体、馈电芯片、巴伦支撑、底座和电缆焊接座，辐射体包括四个相同形状的振子臂，相对的两个振子臂为一组，振子臂的下部连接有巴伦支撑，底座位于巴伦支撑的底部并与其同时连接，且固定在反射板上，电缆焊接座穿过反射板，电缆外导体与电缆焊接座焊接，电缆内导体与馈电芯片的下端焊接，馈电芯片为两个，相互之间呈十字形结构，上端与辐射体组成馈电结构。本发明可有效地拓展工作带宽、提高辐射效率、改善隔离度、降低交调信号等，同时，还减少了辐射单元的组成部件、简化了装配流程，实现低成本设计，且适宜批量生产。
文档编号H01Q1/36GK101707287SQ200910234348
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者刘劲松, 姜盼, 施伟, 王 华, 董玉良 申请人:张家港保税区国信通信有限公司;靖江国信通信有限公司