专利名称：宽带双极化辐射单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及移动通信天线技术领域，尤其涉及一种宽带双极化辐射単元。
背景技术：
随着通信技术的发展，移动通信准备进入第四代移动通信网络(4G时代)。在新一代移动通信体制下，多种通信标准要求移动通信天线能够多系统共用，以节省基站的站址安装资源，减少网络建设成本。市场需求ー种频率为1710MHz-2690MHz的天线，带宽为44. 5%，并且要求在各项指标中都具有稳定的宽频特性，例如阻抗匹配带宽、半功率波束宽度、増益、前后比、交叉极化比等，因此具有较大的设计难度。宽频天线单元的研制是基站天线设计的基础。现有的双极化天线振子提供的相对带宽一般都低于44. 5%，由此组成的天线阵的带宽也受到限制，难以满足市场需求，例如中国专利CN200910036577. 7公开的天线振子，其相对带宽只有33%。而少数能够满足带宽要求的天线振子，例如中国专利CN201110064485. 7公开的
双极化宽频辐射単元，其结构又比较复杂，不利于生产。
发明内容本实用新型提供一种宽带双极化辐射単元，频带宽，具有稳定的宽带特性，且结构简单。本实用新型实施例提供一种宽带双极化辐射単元，包括辐射体和平衡馈电装置；所述辐射体包括四个结构相同的辐射片和四个结构相同的支撑杆；四个福射片位于同一平面上，排列成两行两列的阵列，呈两两对称分布，构成两对正交极化的偶极子；所述辐射片包括位于同一平面的外环框和内环框，所述内环框嵌套在所述外环框的内部，且与所述外环框连接；四个支撑杆分别和四个辐射片一一对应连接，支撑杆位于所述辐射片的下方，且垂直于辐射片平面；各辐射片的靠近阵列中心的角部处开设有切角，并在所述切角处与其对应的支撑杆连接；所述平衡馈电装置包括第一馈电件和第二馈电件；两个馈电件设置在所述辐射体中部，用于对两对偶极子进行馈电。在一个优选的实施方式中，所述支撑杆的横截面为等腰梯形，与所述辐射片的切角形状相匹配；所述辐射片的外环框为方形环框或者圆形环框；所述辐射片的内环框为方形环框或者圆形环框。进ー步的，所述宽带双极化辐射单元还包括反射板；所述辐射体固定在反射板上。本实用新型实施例提供的宽带双极化辐射単元，其辐射体包括四个辐射片和四个支撑杆，四个辐射片两两对称且正交分布，形成两对正交极化的半波振子；各辐射片均为闭ロ环框，内部嵌套ー闭ロ小环框，外环框与内环框在物理结构上设计为一体。各辐射片与支撑杆连接，且辐射片在连接点做相应切角。本实用新型克服了现有的宽频双极化天线技术中天线振子的水平波束宽度随频率的不同变化大，天线振子的増益相对较低，组装麻烦，一致性差的缺陷，提供ー种一体化设计的宽带双极化辐射単元，其结构简单，安装方便，一致性好，易于生产；由于辐射片内部引入了尺寸较小的谐振环，改善了高频特性，与大环共同作用，展宽了带宽，相对带宽超过45%，且驻波比指标优良；此外，由于宽带双极化辐射単元的结构简单，因此特性稳定，还具有水平面波束宽度波动小、高増益的优点。
图I是本实用新型实施例一提供的宽带双极化辐射単元的结构示意图；图2是本实用新型实施例ニ提供的宽带双极化辐射単元的结构示意图；图3是本实用新型实施例三提供的宽带双极化辐射単元的俯视图；图4是本实用新型实施例四提供的辐射片和支撑杆的连接结构图； 图5是本实用新型实施例五提供的馈电件的结构示意图；图6是本实用新型实施例六提供的馈电件与偶极子的连接结构图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。參见图1，是本实用新型实施例一提供的宽带双极化辐射単元的结构示意图。本实施例提供的宽带双极化辐射单元包括辐射体I和平衡馈电装置2 ;辐射体I包括四个结构相同的辐射片和四个结构相同的支撑杆。如图I所示，四个辐射片分别为第一辐射片11、第二辐射片12、第三辐射片13和第四辐射片14 ;四个支撑杆分别为第一支撑杆21、第二支撑杆22、第三支撑杆23和第四支撑杆24。參见图2，是本实用新型实施例ニ提供的宽带双极化辐射单元的结构示意图。实施例ニ提供的宽带双极化辐射单元，包括辐射体I、平衡馈电装置2和反射板3。其中，辐射体I和平衡馈电装置2的结构与上述实施例一相同，辐射体I固定在反射板3上。參见图3，是本实用新型实施例三提供的宽带双极化辐射単元的俯视图。四个福射片位于同一平面上，排列成两行两列的阵列，呈两两对称分布，构成两对正交极化的偶极子。如图3所示，第一辐射片11、第二辐射片12、第三辐射片13和第四辐射片14排列成两行两列的阵列，呈两两对称分布。其中，第一辐射片11和第三辐射片13构成第一对偶极子，第二辐射片12和第四辐射片14构成第二对偶极子，两对偶极子正交分布。四个辐射片的结构相同，本实施例仅以第一辐射片11为例进行说明。如图3所示，第一辐射片11包括位于同一平面的外环框101和内环框102，内环框102嵌套在外环框101的内部，且与该外环框102连接。具体实施时，外环框101可以采用方形环框、圆形环框或其他形状的环框；内环框102可以采用方形环框、圆形环框或其他形状的环框。优选的，本实施例的外环框101和内环框102均为方形环框。在本发明实施例中，由于辐射片内部引入了尺寸较小的谐振环，改善了高频特性，与大环共同作用，展宽了带宽，相对带宽超过45%，且驻波比指标优良。[0027]如图I所示，四个支撑杆分别和四个辐射片一一对应连接，支撑杆位于辐射片的下方，且垂直于辐射片平面。即第一支撑杆21与第一辐射片11连接，第二支撑杆22与第ニ辐射片12连接，第三支撑杆23与第三辐射片13连接，第四支撑杆24与第四辐射片14连接。各辐射片的靠近阵列中心的角部处开设有切角，并在所述切角处与其对应的支撑杆连接。例如，如图I所示的第一辐射片11，在其靠近阵列中心的角部处开设有切角110 ；该切角110是第一辐射片11与第一支撑杆21的连接点。优选的，各辐射片及其对应的支撑杆是一体成型的金属板件，且支撑杆的横截面为等腰梯形，与所述辐射片的切角形状相匹配。參见图4，是宽带双极化辐射単元的辐射片和支撑杆的连接结构图。如图3所示，平衡馈电装置2具体包括第一馈电件201和第二馈电件202 ;两个馈电件设置在辐射体中部，用于对两对偶极子进行馈电。具体实施时，平衡馈电装置2通过塑料片固定在福射体I中部。參见图5，是本实用新型实施例五提供的馈电件的结构示意图。第一馈电件201和第二馈电件202的结构相同，本实施例仅以第一馈电件201为例进行说明。如图5所示，第一馈电件201包括馈线Tl、馈线T3和馈线T5。馈线T5水平设置，馈线Tl和馈线T3垂直设置；馈线Tl的上端和馈线T3的上端分别与馈线T5的两个端头连接；且馈线Tl的长度大于馈线T3的长度。參见图6，本实用新型实施例六提供的馈电件与偶极子的连接结构图。第一馈电件201设置于第一支撑杆21和第三支撑杆23之间，用于对第一对偶极子进行馈电。第一馈电件201的馈线Tl竖直设置，其底部固定在反射板上；馈线T3竖直设置；且馈线Tl的长度大于馈线T3的长度。馈线T5水平设置，馈线T5的一个端头与馈线Tl的上端连接，馈线T5的另ー个端头与馈线T3的上端连接；馈线T3和馈线T5构成L型探针。同理，第二馈电件202设置于第二支撑杆22和第四支撑杆24之间，用于对第二对偶极子进行馈电。第二馈电件202包括馈线T2、馈线T4和馈线T6 ;馈线T2竖直设置，其底部固定在所述反射板上；馈线T4竖直设置；且馈线T2的长度大于馈线T4的长度；馈线T6水平设置，馈线T6的一个端头与馈线T2的上端连接，馈线T6的另ー个端头与馈线T4的上端连接；馈线T4和馈线T6构成L型探针。第一馈电件201的顶部和第二馈电件202的顶部通过塑料件固定，设置在在辐射体I中部。本实用新型实施例提供的宽带双极化辐射単元，其辐射体包括四个辐射片和四个支撑杆，四个辐射片两两对称且正交分布，形成两对正交极化的半波振子；各辐射片均为闭ロ环框，内部嵌套ー闭ロ小环框，外环框与内环框在物理结构上设计为一体。各辐射片与支撑杆连接，且辐射片在连接点做相应切角。本实用新型克服了现有的宽频双极化天线技术中天线振子的水平波束宽度随频率的不同变化大，天线振子的増益相对较低，组装麻烦，一致性差的缺陷，提供ー种一体化设计的宽带双极化辐射単元，其结构简单，安装方便，一致性好，易于生产；由于辐射片内部引入了尺寸较小的谐振环，改善了高频特性，与大环共同作用，展宽了带宽，相对带宽超过45%，且驻波比指标优良；此外，由于宽带双极化辐射単元的结构简单，因此特性稳定，还具有水平面波束宽度波动小、高増益的优点。[0037]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离 本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种宽带双极化辐射単元，其特征在于，包括辐射体和平衡馈电装置；所述辐射体包括四个结构相同的辐射片和四个结构相同的支撑杆； 四个辐射片位于同一平面上，排列成两行两列的阵列，呈两两对称分布，构成两对正交极化的偶极子；所述辐射片包括位于同一平面的外环框和内环框，所述内环框嵌套在所述外环框的内部，且与所述外环框连接； 四个支撑杆分别和四个辐射片一一对应连接，支撑杆位于所述辐射片的下方，且垂直于辐射片平面；各辐射片的靠近阵列中心的角部处开设有切角，并在所述切角处与其对应的支撑杆连接； 所述平衡馈电装置包括第一馈电件和第二馈电件；两个馈电件设置在所述辐射体中部，用于对两对偶极子进行馈电。
2.如权利要求I所述的宽带双极化辐射单元，其特征在于，所述宽带双极化辐射単元还包括反射板；所述辐射体固定在反射板上。
3.如权利要求2所述的宽带双极化辐射单元，其特征在于，所述支撑杆的横截面为等腰梯形，与所述辐射片的切角形状相匹配。
4.如权利要求3所述的宽带双极化辐射单元，其特征在干，四个辐射片分别为第一辐射片、第二辐射片、第三辐射片和第四辐射片；四个支撑杆分别为第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆和第四支撑杆； 第一支撑杆与第一辐射片连接，第二支撑杆与第二辐射片连接，第三支撑杆与第三辐射片连接，第四支撑杆与第四辐射片连接； 第一辐射片和第三辐射片构成第一对偶极子，第二辐射片和第四辐射片构成第二对偶极子，两对偶极子正交分布。
5.如权利要求4所述的宽带双极化辐射单元，其特征在干，所述第一馈电件设置于第一支撑杆和第三支撑杆之间，用于对第一对偶极子进行馈电； 所述第一馈电件包括馈线Tl、馈线T3和馈线T5 ;馈线Tl竖直设置，其底部固定在所述反射板上；馈线T3竖直设置；且馈线Tl的长度大于馈线T3的长度； 馈线T5水平设置，馈线T5的一个端头与馈线Tl的上端连接，馈线T5的另ー个端头与馈线T3的上端连接；馈线T3和馈线T5构成L型探针。
6.如权利要求5所述的宽带双极化辐射单元，其特征在于，所述第二馈电件设置于第ニ支撑杆和第四支撑杆之间，用于对第二对偶极子进行馈电； 所述第二馈电件包括馈线T2、馈线T4和馈线T6 ;馈线T2竖直设置，其底部固定在所述反射板上；馈线T4竖直设置；且馈线T2的长度大于馈线T4的长度； 馈线T6水平设置，馈线T6的一个端头与馈线T2的上端连接，馈线T6的另ー个端头与馈线T4的上端连接；馈线T4和馈线T6构成L型探针。
7.如权利要求6所述的宽带双极化辐射单元，其特征在于，所述第一馈电件的顶部和所述第二馈电件的顶部通过塑料件固定。
8.如权利要求Γ7任一项所述的宽带双极化辐射単元，其特征在于，各辐射片及其对应的支撑杆是一体成型的金属板件。
9.如权利要求8所述的宽带双极化辐射单元，其特征在于，所述辐射片的外环框为方形环框或者圆形环框。
10.如权利要求9所述的宽带双极化辐射单元，其特征在于，所述辐射片的内环框为方形环框或者圆形环框。
专利摘要本实用新型公开了一种宽带双极化辐射单元，包括辐射体和平衡馈电装置；所述辐射体包括四个辐射片和四个支撑杆；四个辐射片位于同一平面上，排列成两行两列的阵列，呈两两对称分布，构成两对正交极化的偶极子；所述辐射片包括位于同一平面的外环框和内环框，所述内环框嵌套在所述外环框的内部，且与所述外环框连接；四个支撑杆分别和四个辐射片一一对应连接，各辐射片在连接点作相应切角。所述平衡馈电装置设置在所述辐射体中部，用于对两对偶极子进行馈电。本实用新型提供的宽带双极化辐射单元，频带宽，具有稳定的宽带特性，且结构简单。
文档编号H01Q1/36GK202474193SQ201120543008
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者刘芳芳, 董锦渊, 褚庆昕 申请人:华南理工大学, 广州杰赛科技股份有限公司