宽频双极化天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种宽频双极化天线，在反射板上每个双极化振子主体周边设置2个或4个寄生辐射缝隙，可以将天线阵列的前后比提高2dB～6dB，并且在一定程度上改善了隔离度指标。此外，隔离组件的使用不仅明显提高了辐射单元S参数的收敛性，改善了天线阵列的阻抗和隔离度指标，而且较大幅度的改善了天线阵列方向图水平面的交叉极化比指标，满足了目前基站天线在宽频段高性能方面的需求，在通信领域具有良好的应用前景。
【专利说明】宽频双极化天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，特别是涉及一种宽频双极化天线。
【背景技术】
[0002]随着移动通信技术的迅速发展，宽频高辐射性能基站天线的需求逐渐显现,宽频即在多个移动通信工作频率范围内均具有优良的阻抗和隔离度指标，高辐射性能即具有优良的辐射指标，特别是水平面辐射指标，以实现良好的覆盖效果。
[0003]基站天线的性能主要取决于天线阵列中单元的性能。现阶段主要是通过优化设计辐射振子本身的形式和尺寸来改善驻波比和隔离度指标，但是这种方式改善的程度有限，难以满足宽频带多制式的应用场合。交叉极化比和前后比是水平面辐射特性中比较重要的两个指标，对于超宽带天线来说，高频段交叉极化比和低频段前后比是制约水平面辐射性能的两个关键因素，现阶段主要是通过优化辐射振子本身的尺寸和简单改变反射板的截面尺寸来改善上述指标，但由于改善程度有限，从而容易导致低频段越区干扰和高频段分集接收效果变差，此外，由于通常来说下倾时高频段交叉极化比指标变差，这样也就缩小了天线的下倾角度范围，从而限制了基站天线的使用场合。
【发明内容】
[0004]基于上述情况，本发明提出了一种宽频双极化天线，以优化天线的阻抗和隔离度指标。
[0005]一种宽频双极化天线，包括至少一个双极化振子主体、至少两个隔离组件，及一个反射板；
[0006]所述双极化振子主体依次装设于所述反射板上，形成一个阵列，阵列的两端，以及相邻两个所述双极化振子主体之间分别安装一个所述隔离组件，所述反射板在每个所述双极化振子主体所在位置的附近设置两个或四个矩形槽，每个矩形槽成为一个寄生辐射缝隙，
[0007]所述双极化振子主体包括振子辐射臂和支撑巴伦。
[0008]本发明宽频双极化天线在反射板上每个双极化振子主体周边设置2个或4个寄生辐射缝隙，可以将天线阵列的前后比提高2dB?6dB，并且在一定程度上改善了隔离度指标。此外，隔离组件的使用不仅明显提高了辐射单元S参数的收敛性，改善了天线阵列的阻抗和隔离度指标，而且较大幅度的改善了天线阵列方向图水平面的交叉极化比指标，满足了目前基站天线在款频段高性能方面的需求，在通信领域具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明宽频双极化天线中辐射单元的立体结构示意图；
[0010]图2为本发明宽频双极化天线第一实施例的立体结构示意图；
[0011]图3为本发明宽频双极化天线第二实施例的立体结构示意图；[0012]图4为本发明宽频双极化天线第三实施例的立体结构示意图；
[0013]图5为本发明宽频双极化天线第四实施例的立体结构示意图；
[0014]图6为本发明宽频双极化天线第五实施例的立体结构示意图；
[0015]图7为本发明宽频双极化天线中辐射单元的侧视图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
[0017]本发明的宽频双极化天线是一种宽频高辐射性能的宽频双极化天线，其包括至少一个双极化振子主体、至少两个隔离组件，及一个反射板。
[0018]所述双极化振子主体包括振子辐射臂和支撑巴伦，各个双极化振子主体依次装设于所述反射板上，形成一个阵列，阵列的两端，以及相邻两个所述双极化振子主体之间分别安装一个所述隔离组件，所述反射板在每个所述双极化振子主体所在位置的附近设置两个或四个矩形槽，每个矩形槽成为一个寄生辐射缝隙。
[0019]如图1所示，一个双极化振子主体5，及其周边的寄生辐射缝隙4和隔离组(1、2、3组成的隔离组件)件形成一个福射单元，福射单元横向截面如图7所示。
[0020]双极化振子主体可以为图1中标注5所示的形式，也可以为图6中标注7所示的形式，或者其它类型的等效对称振子形式，通过钣金或者压铸等工艺制作而成，振子主体位于反射板6的横向中心位置，高度近似为1/4个中心工作波长，作为主要辐射部分进行电磁信号的发射和接收。所述的中心工作波长为本宽频双极化天线的中心工作波长。
[0021]寄生辐射缝隙为在反射板上所开的矩形槽，如图1中标注4所示的形式，缝隙长度为0.2~0.5个中心工作波长，宽度为0.01~0.04个中心工作波长。
[0022]在本宽频双极化天线的第一个实施例中，如图1、2所示，每个辐射单元包括两个寄生辐射缝隙，纵向对称分布于双极化振子主体5的两侧，每个缝隙与双极化振子主体5的垂直中心距离为0.1~0.3个中心工作波长。通过优化寄生辐射缝隙的尺寸和具体位置，可以将整个辐射单元的前后比提高2dB~6dB，并且在一定程度上改善辐射单元的隔离度指标。所述的纵向是沿着反射板的长度所在的方向，或者说沿着辐射单元排列的方向，以下出现的方向都是以此为基准。
[0023]在本宽频双极化天线的第二个实施例中，寄生辐射缝隙也可以横向对称分布于双极化振子主体的两侧，具体实现形式为如图3中标注8所示，其尺寸和具体位置与实施例
--致。
[0024]在本宽频双极化天线的第三个实施例中，每个辐射单元也可以包括4个寄生辐射缝隙，每一对分别纵向和横向对称分布于双极化振子主体的两侧，具体实现形式如图4中标注9所示，其尺寸和具体位置与实施例一一致。
[0025]在本宽频双极化天线的第四个实施例中，每个辐射单元也可以包括4个寄生辐射缝隙，每一对分别在+45°和-45°方向对称分布于双极化振子主体的两侧，具体实现形式如图5中标注10所示，其尺寸和具体位置与实施例一一致。
[0026]图6所示的宽频双极化天线，其中的双极化振子主体与其他几个实施例中的都不同，可以作为第五个实施例。
[0027]两个隔离组件对称分布于双极化振子主体的两侧，优选地，每一个隔离组件与振子主体之间的垂直中心距离为0.35?0.45个中心工作波长，具体如图1所示。在天线阵列中，每一个隔离组件与相邻振子主体之间的垂直中心距离为相邻振子主体间距的1/2，如图2所示。
[0028]作为一个优选的实施例，隔离组件的横向截面如图7中所示，每一个隔离组件由一个“几”字形折弯的金属片(优选地为铝片)、两个塑料螺柱2和四个塑料螺钉3所组成；其中铝片包括一个上段1、两个倾斜段12和两个下段13，其中上段I的长度为0.1?
0.25个中心工作波长，宽度为3mm?10mm，平行置于反射板上，与反射板的垂直中心距离为
0.25?0.5个中心工作波长。倾斜段12与上段I之间的夹角A为10°?50°之间，宽度与上段I相同。下段13的长度和宽度范围为5_?15_，其通过塑料螺钉3与塑料螺柱2紧密连接在一起。整个铝片由钣金加工而成，厚度范围为I?3mm。塑料螺柱2高度范围为IOmm?30mm，两个塑料螺柱之间的距离为0.45?0.7个中心工作波长。塑料螺柱与发射板之间通过塑料螺钉连接在一起。
[0029]隔离组件的使用不仅明显提高了辐射单元S参数的收敛性，改善了辐射单元及其天线阵列的阻抗和隔离度指标，而且较大幅度的改善了辐射单元及其阵列方向图水平面的交叉极化比指标。隔离组件和反射板之间采用绝缘接触，也保证了互调指标。此外，由于折弯铝片采用“几”字形结构，从而可以有效避免结构变形。
[0030]辐射单元位于反射板6上，通过调节反射板宽度和侧边14的尺寸可以优化方向图。辐射单元组成的阵列如图2-6所示，通过合理优化尺寸可以获得满足使用要求的基站天线阵列。
[0031]上述辐射单元及其形成的天线阵列的相对带宽在40%以上，水平面方向图中轴向交叉极化比指标大于25dB，±60°交叉极化比大于15dB，前后比大于27dB，完全可以满足目前基站天线所需的宽频段高性能的需求。相比于现有的基站辐射单元及天线阵列，不仅具有更优的阻抗和隔离度指标，而且明显改善了辐射水平面的交叉极化比和前后比指标，同时保证了结构稳定性和互调指标。
[0032]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种宽频双极化天线，其特征在于， 包括至少一个双极化振子主体、至少两个隔离组件，及一个反射板； 所述双极化振子主体依次装设于所述反射板上，形成一个阵列，阵列的两端，以及相邻两个所述双极化振子主体之间分别安装一个所述隔离组件，所述反射板在每个所述双极化振子主体所在位置的附近设置两个或四个矩形槽，每个矩形槽成为一个寄生辐射缝隙， 所述双极化振子主体包括振子辐射臂和支撑巴伦。
2.根据权利要求1所述的宽频双极化天线，其特征在于， 每个所述隔离组件包括一个几字形折弯的金属片、两个塑料螺柱和四个塑料螺钉，所述金属片通过所述塑料螺柱和所述塑料螺钉固定在所述反射板上。
3.根据权利要求2所述的宽频双极化天线，其特征在于， 所述金属片包括一个上段(I)、两个倾斜段(12)和两个下段(13)，所述上段(I)的长度为0.1?0.25个中心工作波长，宽度为3mm?10mm，平行置于所述反射板上，与所述反射板的垂直中心距离为0.25?0.5个中心工作波长，倾斜段(12)与上段(I)之间的夹角为10°?50°之间，宽度与上段⑴相同，下段(13)的长度和宽度范围为5mm?15mm，其通过塑料螺钉(3)与塑料螺柱(2)紧密连接在一起，所述金属片厚度范围为I?3_，所述塑料螺柱(2)高度范围为IOmm?30mm，两个所述塑料螺柱之间的距离为0.45?0.7个中心工作波长，所述塑料螺柱与所述发射板之间通过所述塑料螺钉连接在一起， 所述横向、纵向或成45度角是相对所述双极化振子主体的阵列的排列方向。
4.根据权利要求2或3所述的宽频双极化天线，其特征在于，所述金属片为铝片。
5.根据权利要求1或2或3所述的宽频双极化天线，其特征在于， 所述反射板上的每个所述寄生辐射缝隙的长度为0.2?0.5个中心工作波长，宽度为0.01?0.04个中心工作波长，并横向对称、纵向对称或成45度角对称分布于每个所述双极化振子主体的周边，到所述双极化振子主体的垂直中心距离为0.1?0.3个中心工作波长。
6.根据权利要求1或2或3所述的宽频双极化天线，其特征在于， 所述双极化振子主体为对称振子形式，通过钣金或压铸工艺制作而成，位于所述反射板的横向中心位置，高度为1/4个中心工作波长。
【文档编号】H01Q21/00GK103647138SQ201310582939
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】季胜利, 陈韶明 申请人:广州杰赛科技股份有限公司