一种宽带双极化基站天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种宽带双极化基站天线，包括第一、第二振子单元及反射板，所述第一振子单元及第二振子单元相互正交嵌套固定在反射板上。所述第一振子单元及第二振子单元均包括振子单元左臂、振子单元右臂、槽线、馈电微带线和介质板，本实用新型采用两个平面结构的振子单元相互正交嵌套实现双极化，结构简单，用微带-缝隙耦合馈电获取宽阻抗带宽，同时该双极化天线的辐射方向图稳定、增益达9dBi，适用于移动通信基站天线。
【专利说明】一种宽带双极化基站天线
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及移动通信基站天线领域，特别涉及一种宽带双极化基站天线。
【背景技术】
[0002] 基站天线作为移动通信系统的重要组成部分，其性能对移动通信系统有决定性作 用。双极化天线采用极化分集技术有利于频率复用、收发同工、抵抗多径衰落和提高通信系 统的容量。双极化天线极化分集利用土 45°二个极化方向正交的天线之间的不相关性， 分集增益约为5dB，比起单极化天线常用的空间分集技术，分集增益要高约2dB。此外，单 极化天线空间分集接收的效果取决于两副接收天线的位置，天线覆盖的正方向为最好，慢 慢向两侧减弱，小区实际覆盖范围会因此而缩小。用双极化天线的极化分集技术代替单极 化天线的空间分集技术，天线位置几乎不影响分集增益，覆盖主方向和边缘处的差别非常 小，能充分改善边缘处的接收效果，保证覆盖范围不变。双极化天线能接收或发射两个极 化正交的电磁波，因此在同一带宽内，双极化天线可以发射两种信号，这提高了收发时工 作或者频率复用的效率。
[0003] 现已提出的双极化基站天线有直立振子和贴片天线二类。贴片天线缝隙耦合馈 电，要实现双极化需采用多层结构，带宽较窄不易获取高隔离。由中心正交放置的二对直立 振子构成的双极化基站天线，直立振子需用巴伦馈电，巴伦同时兼具支撑的作用，但巴伦与 振子的集成有一定难度。 实用新型内容
[0004] 为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种宽带双极化基站天 线。
[0005] 本实用新型采用如下技术方案：
[0006] -种宽带双极化基站天线，包括第一、第二振子单元及反射板，所述第一振子单元 及第二振子单元相互正交嵌套固定在反射板上。
[0007] 所述第一振子单元及第二振子单元均包括印刷振子、馈电微带线和介质板，所述 印刷振子包括振子单元左臂、振子单元右臂、槽线，所述振子单元左臂、振子单元右臂及槽 线印刷于介质板的正面上，所述馈电微带线印刷于介质板的背面上。
[0008] 所述振子单元左臂及振子单元右臂关于介质板中线镜像对称，所述槽线位于介质 板中线处。
[0009] 所述馈电微带线包括第一匹配段、第二耦合段和第三匹配段，所述第一匹配段和 第三匹配段分别垂直于第二耦合段，所述第一匹配段长为0. 1?0. 3 λ ^，其特性阻抗为 50 Ω，第三匹配段长为0. 5?0. 15 λ ^，其特性阻抗为50 Ω，λ ^对应天线中心频率830MHz 在自由空间的波长。
[0010] 所述振子单元左臂及振子单元右臂在末端处向下弯折，未弯折部分与弯折部分的 比为〇· 3?0· 7。 toon] 第一振子单元第二耦合段在馈电点处向下凹，第二振子单元第二耦合段在馈电点 处向上凹。
[0012] 第一振子单元介质板中间向下开有第一振子单元槽，第二振子单元介质板中间向 上开有第二振子单元槽。
[0013] 所述第一、第二振子单元的高度0. 2 λ。?〇. 5 λ。，λ。对应天线中心频率830MHZ 在自由空间的波长。
[0014] 所述反射板为带侧边的结构。
[0015] 所述印刷振子下端与地板焊接。
[0016] 本实用新型的有益效果：
[0017] 本实用新型采用两个平面结构的振子单元相互正交嵌套实现双极化，结构简单； 二个振子之间只需要穿插嵌套在一起，固定在反射板上即可，四个固定点，无需其他辅助固 定。馈电结构为一印刷宽带巴伦，天线带宽可完全覆盖680-980MHZ，可完全覆盖GSM900与 LTE700 频段。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型一种宽带双极化基站天线的结构图；
[0019] 图2是本实用新型一种宽带双极化基站天线的第一振子单元；
[0020] 图3是本实用新型一种宽带双极化基站天线的第二振子单元；
[0021] 图4是本实用新型一种宽带双极化基站天线的带宽图；
[0022] 图5是本实用新型一种宽带双极化基站天线在680MHz福射方向图
[0023] 图6是本实用新型一种宽带双极化基站天线在830MHz辐射方向图；
[0024] 图7是本实用新型一种宽带双极化基站天线在980MHz福射方向图；
[0025] 图8是图1的俯视图；
[0026] 图9是图1的前视图。
[0027] 图中示出：
[0028] 1-第一振子单元；2-第二振子单元；3-反射板；4A-第一振子单元左臂；4B-第 一振子单元右臂；5-第一振子单元槽线；6-第一振子单元开槽；7-第一振子单元介质板； 8A-第一振子单元第一匹配段；8B-第一振子单元第二耦合段；8C-第一振子单元第三匹配 段；9A-第二振子单元左臂；9B-第二振子单元右臂；10-第二振子单元槽线；11-第二振子 单元开槽；12-第二振子单元介质板；13A-第二振子单元第一匹配段；13B-第二振子单元 第二耦合段；13C-第二振子单元第三匹配段。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实 施方式不限于此。
[0030] 实施例
[0031] 如图1、图8、图9所示，一种宽带双极化基站天线，包括第一振子单元1、第二振子 单元2和反射板3,所述第一振子单元1和第二振子单元2相互正交嵌套，并固定在反射板 中心。所述第一、第二振子单元的高度为〇. 3 λ ^?〇. 5 λ ^ λ ^为361. 4mm。
[0032] 如图2所示，所述第一振子单元1包括第一振子单元左臂4A、第一振子单元右臂 4B、第一振子单元槽线5、第一振子单元介质板7和第一振子单元馈电微带线，所述第一振 子单元左臂4A、第一振子单元右臂4B和第一振子单元槽线5印刷于第一振子单元介质板7 的正面上，所述第一振子单元馈电微带线印刷于第一振子单元介质板7的背面上。
[0033] 如图3所示，所述第二振子单元2包括第二振子单元左臂9A、第二振子单元右臂 9B、第二振子单元槽线10、第二振子单元介质板12和第二振子单元馈电微带线，所述第二 振子单元左臂9A、第二振子单元右臂9B和第二振子单元槽线10印刷于第二振子单元介质 板12的正面上，所述第二振子单元馈电微带线印刷于第二振子单元介质板12的背面上。
[0034] 所述第一振子单元馈电微带线包括第一振子单元第一匹配段8A、第一振子单元第 二耦合段8B及第一振子单元第三匹配段8C构成。所述第一振子单元第一匹配段和第一 振子单元第三匹配段分别垂直于第一振子单元第二耦合段，所述第一匹配段8A长为0. 1? 〇· 3 λ 0,其特性阻抗为50 Ω，第三匹配段8C长为0· 5?0· 15 λ 0,其特性阻抗为50 Ω。
[0035] 所述第二振子单元馈电微带线由第二振子单元第一匹配段13Α、第二振子单元第 二耦合段13Β、第二振子单元第三匹配段13C构成。所述第二振子单元第一匹配段13Α和第 二振子单元第三匹配段13C分别垂直于第二耦合段，所述第二振子单元第一匹配段13Α长 为0. 1?0. 3 λ。，其特性阻抗为50 Ω，第二振子单元第三匹配段13C长为0. 5?0. 15 λ。， 其特性阻抗为50 Ω。
[0036] 为了留出空间实现两个振子单元的相互嵌套，分别在所述第一振子单元介质板7 中间向下开有等于介质板厚度的第一振子单元开槽6。如图3所示，所述第二振子单元介质 板上开有等于介质板厚度的第二振子单元开槽11，第一振子单元开槽及第二振子单元开槽 均位于所在介质板的中线处，相对应的第一振子单元第二耦合段8Β于耦合点处向下凹，第 二振子单元第二耦合段13Β于耦合点处向上凹。
[0037] 所述第一振子单元及第二振子单元的振子单元左臂、振子单元右臂都在末端处向 下弯折，未弯折部分与弯折部分的比为〇. 3?0. 7。振子单元左臂和振子单元右臂关于中线 镜像对称。
[0038] 所述第一、第二振子单元的槽线位于介质板的中线处。
[0039] 振子单元左臂、振子单元右臂及槽线构成印刷振子。
[0040] 本实施例中第一振子单元介质板7和第二振子单元介质板12采用高频板材 R04350B，厚度1. 52mm，相对介电常数3. 48。
[0041] 本实施例的第一振子单元1和第二振子单元2的高为117mm，约为0. 32 λ ^，长为 170mm，约为 0· 47 λ。。
[0042] 本实施例中第一、第二振子单元的第一匹配段的长度为49mm，宽度为3. 5mm，第二 奉禹合段长度为27mm，宽度为2. 5mm，第三匹配段长度为26mm，宽度为2. 5mm。
[0043] 反射板采用带侧边的结构，本实施例中反射板3长度为500mm，总宽度为384mm。反 射板3可采用铝板、铜板等板材。反射板3的底板保留平板的宽度为280mm，二侧边向上弯 折二次，第一次弯折角度为150°，弯折部分的长度为60mm，第二次弯折角度为120°，弯折 部分的长度为l〇mm。
[0044] 宽带圆极化天线组阵时,单元间距可用300mm(0. 98 λ 98(ΙΜΗζ，λ 98(IMHz为306mm),在高 频不出现栅瓣，垂直面方向图稳定。
[0045] 如图4、图5、图6、图7所示，本实用新型采用两个平面结构的振子单元相互正交 嵌套实现双极化，馈电结构为一印刷宽带巴伦，天线带宽可完全覆盖680-980MHZ，真正意义 上实现了宽带化；采用带有侧边反射板，实现了 65±5°的水平面半功率波束宽度，高增益 可达9dBi。在组成基站天线阵列时，辐射单元之间的间距可达到306mm(?λ 2, λ 2为自由 空间频率980MHz所对应的波长），四单元阵列增益可达15dBi。
[0046] 该双极化基站天线具有全平面结构，体积小、制作简单、带宽大、辐射方向图稳定、 增益高，十分合适用作移动通信基站天线。
[0047] 上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述 实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替 代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种宽带双极化基站天线，其特征在于，包括第一、第二振子单元及反射板，所述第 一振子单元及第二振子单元相互正交嵌套固定在反射板上； 所述第一振子单元及第二振子单元均包括印刷振子、馈电微带线和介质板，所述印刷 振子包括振子单元左臂、振子单元右臂、槽线，所述振子单元左臂、振子单元右臂及槽线印 刷于介质板的正面上，所述馈电微带线印刷于介质板的背面上。
2. 根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线，其特征在于，所述振子单元左臂 及振子单元右臂关于介质板中线镜像对称，所述槽线位于介质板中线处。
3. 根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线，其特征在于，所述馈电微带线包 括第一匹配段、第二耦合段和第三匹配段，所述第一匹配段和第三匹配段分别垂直于第二 耦合段，所述第一匹配段长为〇. 1?〇. 3 λ ^，其特性阻抗为50 Ω，第三匹配段长为0. 5? 〇. 15 λ。，其特性阻抗为50 Ω，λ。对应天线中心频率830MHz在自由空间的波长。
4. 根据权利要求2所述的一种宽带双极化基站天线，其特征在于，振子单元左臂及振 子单元右臂在末端处向下弯折，未弯折部分与弯折部分的比为0. 3?0. 7。
5. 根据权利要求3所述的一种宽带双极化基站天线，其特征在于，第一振子单元第二 耦合段在馈电点处向下凹，第二振子单元第二耦合段在馈电点处向上凹。
6. 根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线，其特征在于，第一振子单元介质 板中间向下开有第一振子单元槽，第二振子单元介质板中间向上开有第二振子单元槽。
7. 根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线，其特征在于，所述第一、第二振子 单元的高度〇. 2 λ。?〇. 5 λ。，λ。对应天线中心频率830MHz在自由空间的波长。
8. 根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线，其特征在于，所述反射板为带侧 边的结构。
9. 根据权利要求1所述的一种宽带双极化基站天线，其特征在于，所述印刷振子下端 与地板焊接。
【文档编号】H01Q21/24GK203871476SQ201420136217
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】李融林, 莫小龙, 崔悦慧 申请人:华南理工大学