[0025]图2展示了本申请的第一种实施方案，它包含一个用印刷电路板制造的辐射装置与支撑于反射板I之上的两个相互垂直的巴伦，反射板I的尺寸比现有已知天线反射板要小，四个折合振子2a，2b，2c和2d被四组对称的带状线22a，22b，22c和22d馈电，它们被置于介质基板2的底部表面上，如图3所示。支撑导体3a和同轴电缆的外导体4a连接到金属基座片5上，这构成了第一个巴伦，同理，第二个巴伦由支撑导体3b和同轴电缆的外导体4b连接到金属基座片5上构成，支撑导体3a和3b小于其中心工作频率的0.15个波长。支撑导体3a, 3b的底部末端和外导体4a, 4b被导体基座片5连接在一起,顶部导体板6被绝缘支撑柱7支撑在介质基板2之上，绝缘介质薄膜8隔离开导体基座5与反射板1，并且用塑料铆钉9将导体基座片5固定在反射板I上，因此，本实施实例不会因金属间的连接问题而产生被动互调。导体10被焊接且位于介质板2的拐角并指向反射板1，侧板11位于介质基板2的边缘。
[0026]图3展示了介质板2的下表面，它包含四个折合振子2a，2b，2c和2d，这四个折合振子分别被四组对称的带状线22a，22b，22c和22d馈电，四个相同导体12位于介质基板2下表面的折合振子末端之间。四个相同导体10分别连接到四个导体12上。
[0027]支撑导体3a的顶部末端被连接到相邻的两组对称带状线22c和22d的连接部位处，同理，支撑导体3b的顶部末端被连接到相邻的两组对称带状线22a和22d的连接部位处；同轴电缆外导体的顶部末端4a的顶部末端被连接到相邻的两组对称带状线22a和22b的连接部位处，同理，同轴电缆外导体的顶部末端4b的顶部末端被连接到相邻的两组对称带状线22b和22d的连接部位处。
[0028]图4展示的是没有顶部导体块6的介质基板2的顶视图，同轴电缆4a与4b的内导体14a与14b通过导体桥15a与15b分别连接到支撑导体3a与3b的顶部末端。
[0029]导体10分别与折合振子的末端和反射板I进行电容耦合，因此，射频电流沿着导体10流动并沿着反射板产生一个定向辐射，此辐射的电场E矢量定向垂直于反射板，这个辐射改善了在E面的波束宽度并且在一定程度上抑制了折合振子在后方向上的辐射。导体12连接到导体10，改善了导体10与折合振子末端间的电容耦合。从而，导体10与导体12提高了天线的前后比，并产生了一个辐射，且其E矢量定向垂直于反射板，此辐射提高了天线在±60°区域边缘的交叉极化比。这样做的结果就是当天线有一个小的反射器时，此小型化天线和传统已知的大反射板天线有相同的前后比及±60°区域边缘的交叉极化比。
[0030]导体桥15a和15b激活上导体片6，上导体片6的外形尺寸要比折合振子小，因此，它辐射工作频段的高频段，上导体片6的辐射与折合振子的辐射是不同的，因为折合振子的辐射是4组对称的带状线末端所激活的，在工作频段的高频段两者的辐射是不一样的，这在一定程度上足够抑制来自折合振子的辐射，所以来导体片6产生的辐射改善了天线在工作频段的高频段的波束宽度，这样做的结果就是当天线的振子与反射板间的高度小于工作中心频率0.15个波长时，天线具有与传统天线相同的指标，传统天线的振子高度大约为0.25个波长。
[0031]上导体片6与导体10,12 一起产生的反射在一定程度上抑制了来自折合振子的反射，作为结果，当天线的振子与反射板间的高度小于中心频率0.15个波长时，天线通过馈电电缆将产生与传统天线相同的匹配带宽，而传统天线振子与反射板间的高度约是0.25个波长。
[0032]图5展示的是本申请专利的第二种实施方案，辐射装置包含折合振子31a，31b，31c和31d，连接到折合振子的对称带状线32a，32632c和32d，两个相互垂直的巴伦，它们通过压铸法铸造成一个整体。第一个巴伦由支撑导体33a，同轴线外导体，及将它们连在一起的基座板35构成。
[0033]导体30被绝缘介质垫片36支撑在相邻折合振子末端间，每个导体30都被折弯成直角，导体30的一部分固定在绝缘介质垫片36里，另外一部分指向反射板37，因此，导体30充当了图4中的导体10和12。图5展示的本申请的第二个实施方案与第一实施方案有相同的优点，但是此方案适合大规模制造，制造成本更低，能承受更大的功率。
[0034]图6展示的是本申请专利的另一种金属实施方案，辐射装置包含折合振子45a，45b, 45c和45d，它们呈圆形结构，通过压铸法铸造成一个圆形金属整体。绝缘支撑柱42将顶部导体43支撑在辐射装置的上方，导体40被绝缘介质垫片41支撑在相邻折合振子末端间，每个导体40都被折弯成直角，导体40的一部分固定在绝缘介质垫片41里，另外一部分指向反射板44，因此，导体40充当了图4中的导体10和12。图6展示的本申请的实施方案与图5展示的实施方案有相同的优点。
[0035]根据本申请的设计思想，一种工作在1710-2200MHZ的±45°双极化天线样品被设计出来，振子与反射板的高度约为20mm，反射板的尺寸是120*120mm，经匹配测试，这个天线的水平面半功率波瓣宽度为60-68°，驻波比VSWR优于1.20 ;进而，包含五个这样的辐射单元的±45°极化的电调阵列天线被设计已出来，这个电调天线的截面尺寸仅为120*45mm，在1710-2200MHZ频段内这个电调阵列天线的前后比化优于28dB，交叉极化比优于27dB，它在主方向上的交叉极化比优于25dB，在±60°区域边缘的交叉极化比优于10dB，驻波比VSWR优于1.25。
[0036]综上所述，本申请提供了一种小型化的基站天线的设计，此设计的小型化基站天线与传统大尺寸天线具有相同的技术指标。并且此技术可以运用到其他任何频段的天线开发中去，来减少天线的物理尺寸，例如，用到690-960MHZ，1710-271MHz等电调阵列天线中减少其物理尺寸。因此，以上仅是本申请的几个较佳实施例之一，并非对本申请的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本申请的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种小型化双极化基站天线，包括:辐射装置和馈电单元，馈电单元包括两条同轴电缆及两支撑导体构成的两相互垂直的巴伦，并将辐射装置支撑于反射板之上； 所述辐射装置由四个折合振子及四组对称导体带状线构成，四组对称导体带状线位于辐射装置的中心分别与四个折合振子连接，并对四个折合振子匹配馈电； 所述辐射装置与反射板间的距离小于其工作频段内中心频率的0.15个波长； 所述四组对称导体带状线在辐射装置的中心位置首尾相互连接在一起； 所述同轴电缆的外导体顶部末端与支撑导体的顶部末端分别在辐射装置的中心连接到四组对称的导体带状线上，连接位置位于相邻对称导体带状线连接部位处，即相互连接的拐角上； 所述同轴电缆的外导体的底部末端与支撑导体的底部末端连接在金属基座板上； 所述同轴电缆的内导体通过放置在辐射装置之上的导体桥连接到支撑导体，导体桥连接方向是沿辐射装置的对角线方向连接同轴电缆的内导体与支撑导体； 四个相邻折合振子末端之间设置有矩形导体，共计四个矩形导体，四个矩形导体中每个矩形导体分别又独立连接一个导体，该独立连接的导体位于辐射体与反射板之间； 所述辐射装置的几何中心之上有一块顶部平面导体。2.根据权利要求1所述的小型化双极化基站天线，其特征在于:所述折合振子是印刷电路板构件，在相邻折合振子的末端之间设有导体。3.根据权利要求1所述的小型化双极化基站天线，其特征在于:所述辐射装置及两个相互垂直的巴伦是一个体化成型的整体外观呈正方形或圆形金属振子。4.根据权利要求1所述的小型化双极化基站天线，其特征在于:所述顶部平面导体被绝缘支撑柱将其支撑在辐射装置的几何中心之上。5.根据权利要求1所述的小型化双极化基站天线，其特征在于:所述顶部平面导体是一个正方形或圆形金属构件。6.根据权利要求1所述的小型化双极化基站天线，其特征在于:所述金属基座板与反射板之间有绝缘介质薄片。7.根据权利要求1所述的小型化双极化基站天线，其特征在于:所述反射板有侧边。8.根据权利要求1或2所述的小型化双极化基站天线，其特征在于:相邻折合振子末端之间固定有导体条，导体条被弯曲且被介质垫片支撑在反射板与辐射装置之间。
【专利摘要】本申请公开了一种小型化双极化基站天线，包括辐射装置和馈电单元，其馈电单元包括两条同轴电缆及由两导体形成的两个相互垂直的巴伦，并且将辐射装置支撑于反射板之上。辐射装置由四个交叉振子及四组对称的带状线构成，四组对称的带状线位于辐射装置的中心，与交叉振子连接并对四个交叉振子进行匹配馈电，在辐射装置的中心，四组对称的带状线的相邻导体相互连接起来，整体形成一个首尾衔接的闭合导体环，辐射装置中心之上的顶部导体片是一个正方形或圆形金属构件；与传统现有的双极化天线相比，本申请的双极化天线拥有更小的物理尺寸，却拥有和现有的天线一样的技术指标。
【IPC分类】H01Q21/24, H01Q1/24
【公开号】CN104953241
【申请号】CN201410657578
【发明人】维克托, 李梓萌
【申请人】李梓萌
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年11月18日
【公告号】CN204144419U