一种低剖面小型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低剖面小型双极化基站天线，包括一天线罩、若干振子组件、一功率分配板、两块内侧金属挡板和一反射板，其中：所述天线罩罩设于所述反射板上方，所述振子组件、功率分配板和内侧金属挡板位于所述天线罩内侧；所述反射板两侧设有垂直翻边；所述功率分配板位于所述反射板的正面或背面，并与所述反射板固定连接；每个所述振子组件包括辐射片和支撑装置，所述辐射片通过所述支撑装置固定于所述功率分配板上；两块所述内侧金属挡板关于所述振子组件对称设置，并固定于所述反射板上。本实用新型具有超宽带、高增益、高效率、高交叉极化比、高前后比和高隔离度等有益效果。
【专利说明】
一种低剖面小型双极化基站天线
技术领域
[0001]本实用新型主要涉及天线技术领域，尤其涉及一种低剖面小型双极化基站天线。
【背景技术】
[0002]基站天线是移动通信系统中，用户终端与基站的空中电气桥梁，是整个天馈系统中最关键的部件，基站天线的质量直接影响通信质量。
[0003]按照应用场合，基站天线大体可以分为两类:
[0004]—类是架设在高楼大厦、铁塔上的大型宏基站天线，其特点是单元数相对较多、增益相对较高、波束精确赋形及跟踪用户、功率容量较大，用于大范围覆盖；
[0005]另一类是小型微基站天线，其特点是天线单元数较少、增益较低、波束粗略赋形、功率容量相对较小，用于宏基站天线覆盖区域以外的定点补盲，人员密集的热点区域覆盖，例如商场、机场、地铁站和体育馆等。
[0006]当前，宏基站天线由于覆盖范围广、站址选择困难、占地面积大，同时频谱资源有限，因此难以在人口密集场所部署;此外，即便采用了LTE、0FDM和MMO等新技术，依然难以让小范围内的密集人群同时高速接入及切换，网络速率太低。此外，宏基站覆盖深度不够，尤其是在蜂窝小区边缘、楼宇角落、场馆边缘，存在覆盖盲点，信号强度明显减弱，信噪比极大的下降，造成用户体验下降，甚至无法接入移动网络。为了解决这些问题，用于解决热点盲点覆盖的小型基站天线出现了。伴随着通信技术及移动互联网的不断发展，小型基站天线的前景愈发广阔。
[0007]现有基站天线主要存在的缺点在于，实现形式及组装工艺复杂，多采用金属压铸振子实现，需要复杂的馈电网络，比如需要使用4根同轴电缆实现馈电。即便采用PCB印刷工艺实现的宽带天线，在低剖面(天线距离反射板高度小于0.125个波长)的结构形式下，难以实现在宽频带(690-960MHZ或者1710-2700MHZ)条件下，电气性能指标满足基站天线行业标准的要求。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种超宽带、高增益、高效率、高交叉极化比、高前后比和高隔离度的低剖面小型双极化基站天线，而且结构简单美观，易于工程实现，适合大批量生产，降低生产成本，电气性能指标满足普通宏基站天线行业标准。
[0009]为了达到上述实用新型目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0010]—种低剖面小型双极化基站天线，包括一天线罩、若干振子组件、一功率分配板、两块内侧金属挡板和一反射板，其中:
[0011 ]所述天线罩罩设于所述反射板上方，所述振子组件、功率分配板和内侧金属挡板位于所述天线罩内侧；
[0012]所述反射板两侧设有垂直翻边；
[0013]所述功率分配板位于所述反射板的正面或背面，并与所述反射板固定连接；
[0014]每个所述振子组件包括辐射片和支撑装置，所述辐射片通过所述支撑装置固定于所述功率分配板上；
[0015]两块所述内侧金属挡板关于所述振子组件对称设置，并固定于所述反射板上。
[0016]进一步的，所述辐射片包括介质材料板，所述介质材料板的正面设置有半波偶极子天线臂和第一金属带，其中:
[0017]所述半波偶极子天线臂的数量为四个，每个所述半波偶极子天线臂包括一半波偶极子天线臂本体和两个凸起枝节；
[0018]四个所述半波偶极子天线臂本体分别关于所述介质材料板中心对称并呈±45°分布，且相邻的两个所述半波偶极子天线臂之间留有第一窄缝，每个所述半波偶极子天线臂本体中间开设有一槽体，所述槽体沿所述介质材料板的±45°轴线延伸至远离所述介质材料板中心的所述半波偶极子天线臂本体末端；
[0019]两个所述凸起枝节之间设有窄缝通道，所述窄缝通道与所述槽体贯通连接并沿所述介质材料板的±45°轴线设置，两个所述凸起枝节与所述半波偶极子天线臂本体末端连为一体，且关于所述窄缝通道成镜像对称分布;所述第一金属带的数量为四个，每个所述第一金属带位于相邻两个所述半波偶极子天线臂的外侧，且在靠近相邻两个所述半波偶极子天线臂处留有第二窄缝，任意相对的两个所述第一金属带以所述第一窄缝为轴，呈轴对称分布O
[0020]优选的，所述半波偶极子天线臂的形状为正方形或圆弧花瓣形。
[0021]优选的，所述第一金属带为金属条带或T型金属带。
[0022]优选的，所述凸起枝节为直角梯形或矩形。
[0023]进一步的，所述介质材料板的背面分布有四个第二金属带，四个所述第二金属带位于所述介质材料板的边缘，四个所述第二金属带围合，且相邻的两个所述第二金属带夹角为90° ；
[0024]所述第二金属带与所述辐射片正面的半波偶极子天线臂存在第一重叠区域，所述第一重叠区域共有八个；
[0025]所述第二金属带与所述辐射片正面的第一金属带存在第二重叠区域，所述第二重叠区域共有四个。
[0026]优选的，所述第二金属带为金属条带或金属环。
[0027]进一步的，所述支撑装置包括第一巴伦支撑臂和第二巴伦支撑臂，所述第一巴伦支撑臂和第二巴伦支撑臂正交组装。
[0028]进一步的，所述第一巴伦支撑臂的正面包括第一微带线巴伦、第一辐射片馈电点、第一焊接支撑点、第二焊接支撑点和第三焊接支撑点，其中:
[0029]所述第一巴伦支撑臂的中间开有长槽，用于和第二巴伦支撑臂正交组装；
[0030]所述第一微带线巴伦与所述第一辐射片馈电点直连；
[0031]所述第一焊接支撑点、第二焊接支撑点和第三焊接支撑点均由金属铜层制成；
[0032]所述第一巴伦支撑臂的正面与所述功率分配板通过所述第一焊接支撑点和第二焊接支撑点焊接连接；
[0033]所述第一巴伦支撑臂的正面与所述辐射片通过所述第三焊接支撑点焊接连接。
[0034]进一步的，所述第一巴伦支撑臂的背面包括第一巴伦地线、第二辐射片馈电点、第四焊接支撑点和第五焊接支撑点，其中:
[0035]所述第一巴伦地线与所述第二辐射片馈电点直连；
[0036]所述第四焊接支撑点与所述第一巴伦地线不相连接；
[0037]所述第四焊接支撑点和第五焊接支撑点均由金属铜层制成；
[0038]所述第一巴伦支撑臂的背面与所述功率分配板通过所述第五焊接支撑点焊接连接；
[0039]所述第一巴伦支撑臂的背面与所述辐射片通过所述第四焊接支撑点焊接连接。
[0040]进一步的，所述第二巴伦支撑臂的正面包括第二微带线巴伦、第三辐射片馈电点、第六焊接支撑点和第七焊接支撑点，其中:
[0041]所述第二巴伦支撑臂的中间开有短槽，用于和第一巴伦支撑臂正交组装；
[0042]所述第二微带线巴伦与所述第三辐射片馈电点直连；
[0043]所述第六焊接支撑点和第七焊接支撑点均由金属铜层制成；
[0044]所述第二巴伦支撑臂的正面与所述功率分配板通过所述第七焊接支撑点焊接连接；
[0045]所述第二巴伦支撑臂的正面与所述辐射片通过所述第六焊接支撑点焊接连接。
[0046]进一步的，所述第二巴伦支撑臂的背面包括第二巴伦地线、第四辐射片馈电点、匹配枝节、第八焊接支撑点和第九焊接支撑点，其中:
[0047]所述第四辐射片馈电点、匹配枝节和第八焊接支撑点分别与所述第二巴伦地线直连；
[0048]所述第八焊接支撑点和第九焊接支撑点均由金属铜层制成；
[0049]所述第二巴伦支撑臂的背面与所述功率分配板通过所述第八焊接支撑点焊接连接；
[0050]所述第二巴伦支撑臂的背面与所述辐射片通过所述第九焊接支撑点焊接连接。
[0051]优选的，所述第一巴伦支撑臂和第二巴伦支撑臂的高度为天线工作中心频率的八分之一波长。
[0052]相对于现有技术，本实用新型的有益效果为:
[0053]I)采用普通基站天线常用的PCB材料完成整体结构设计，辐射面尺寸与普通基站天线的尺寸相当，仅仅是巴伦支撑臂单纯的降低到中心频率八分之一波长甚至更低，没有添加任何多余的配件，例如辅助调谐金属片，金属块等等。
[0054]2)本实用新型改变了传统四分之一波长天线振子的理论认知。传统天线理论认为，定向天线为了实现良好辐射，需要满足辐射面距离底部反射板四分之一波长的间距要求，以实现反射波在辐射面的同相叠加，这是受到普通金属导体的180度反射相位的理论限制。传统天线如果不做任何创新设计，单纯的降低到八分之一高度，均会不同程度的造成阻抗带宽及方向图带宽恶化，交叉极化比尤其差。而现有技术中所采取的超材料技术、高介电常数的厚介质衬底基板等等，均是为了突破180度反射相位，实现近似的零反射相位，从而降低天线的高度，实现低剖面，然而实际效果并不理想。
[0055]3)本实用新型采用一种全新的设计，从工程实用性角度出发，不增加任何成本的情况下，实现传统基站天线的真正意义上的低剖面设计，满足基站天线行业标准，用于小型基站天线，当然也可以用于宏基站天线的小型化设计。
【附图说明】
[0056]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中:
[0057]图1是本实用新型低剖面小型双极化基站天线的整体结构示意图；
[0058]图2是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中振子组件的结构示意图；
[0059]图3是本实用新型低剖面小型双极化基站天线的整体结构侧视图；
[0060]图4是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中反射板的变形结构示意图；
[0061]图5是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中功率分配板的结构示意图；
[0062]图6是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中辐射片的正面结构示意图；
[0063]图7是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中辐射片上圆弧花瓣形半波偶极子天线臂的结构示意图；
[0064]图8是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中辐射片上T型金属带的结构示意图；
[0065]图9是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中辐射片背面第二金属带的位置示意图；
[0066]图10是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中辐射片的正面投影示意图；
[0067]图11是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中第一巴伦支撑臂正面结构示意图；
[0068]图12是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中第一巴伦支撑臂背面结构示意图；
[0069]图13是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中第二巴伦支撑臂正面结构示意图；
[0070]图14是本实用新型低剖面小型双极化基站天线中第二巴伦支撑臂背面结构示意图；
[0071]图15是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在两路极化端口小于1.45，频率在1.71GHz到2.17GHz范围内的驻波比波形图；
[0072]图16是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在两路端口的隔离度大于28dB的隔离度波形图；
[0073]图17是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在1.71GHz-2.17GHz的工作频带范围内的水平面波束宽度波形图；
[0074]图18是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在1.71GHZ-2.17GHz的工作频带范围内的水平面前后比和交叉极化比波形图；
[0075]图19是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在1.71GHZ-2.17GHz的工作频带范围内的两单元阵列基站天线增益曲线。
[0076]【主要符号说明】
[0077]1-振子组件；11-辐射片；111-半波偶极子天线臂；112-第一金属带；113-凸起枝节；114-第一窄缝;115-槽体；116-第二窄缝；117-窄缝通道;118-第二金属带；12-第一巴伦支撑臂；121-第一微带线巴伦;122-第一辐射片馈电点；123-第一焊接支撑点；124-第二焊接支撑点；125-第三焊接支撑点；126-第一巴伦地线；127-第二辐射片馈电点；128-第四焊接支撑点；129-第五焊接支撑点；13-第二巴伦支撑臂；131-第二微带线巴伦;132-第三辐射片馈电点；133-第六焊接支撑点；134-第七焊接支撑点；135-第二巴伦地线；136-第四辐射片馈电点；137-匹配枝节；138-第八焊接支撑点；139-第九焊接支撑点;2-功率分配板;3-内侧金属挡板;4-反射板;41-垂直翻边;5-第一重叠区域;6-第二重叠区域;7-长槽;8-短槽。
【具体实施方式】
[0078]以下将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本实用新型的一部分实例，并不是全部的实例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0079]如图1所示，本实用新型公开了一种低剖面小型双极化基站天线，包括一天线罩(未图示及标示)、若干振子组件1、一功率分配板2、两块内侧金属挡板3和一反射板4，其中:
[0080]所述天线罩罩设于所述反射板4上方，所述振子组件1、功率分配板2和内侧金属挡板3位于所述天线罩内侧；
[0081]所述反射板4两侧设有垂直翻边，用于调整天线的水平面波束宽度;在其它实施例中，可以合理设计所述反射板4的尺寸，可以省略内侧金属挡板3。例如如图4所示的S型反射板或者斜45度反射板。
[0082]所述功率分配板2位于所述反射板4的正面或背面，并与所述反射板4固定连接；
[0083]每个所述振子组件I包括辐射片11和支撑装置(未标示)，所述辐射片11通过所述支撑装置固定于所述功率分配板2上;本实施例中，所述支撑装置包括第一巴伦支撑臂12和第二巴伦支撑臂13，所述辐射片11通过正交组装的第一巴伦支撑臂12和第二巴伦支撑臂13固定在所述功率分配板2上；
[0084]两块所述内侧金属挡板3关于所述振子组件I对称设置，并固定于所述反射板4上。如图3所示，本实施例中，所述内侧金属挡板3为两块L型金属钣金件，两块所述L型金属钣金件沿所述振子组件I中心镜像对称设置，并固定于所述反射板4上，用于调整天线的交叉极化比。
[0085]本实施例中，所述功率分配板2由印刷电路板制成，如图5所示。将所述振子组件I与其装配，实现两单元的基站天线。显而易见的，采用更多的功率分配板2和振子组件I，可实现更多单元、不同增益及波束宽度的基站天线。此外，整体组装方式上，当所述功率分配板2位于所述反射板4的正面时，所述振子组件I与所述功率分配板2组配连接后，再与所述反射板4通过螺钉或铆钉固定连接;或当所述功率分配板2位于所述反射板4的背面时，所述功率分配板2通过螺钉或铆钉固定连接在所述反射板4背面，所述振子组件I穿过所述反射板4上的槽位与所述功率分配板2进行连接。
[0086]参考图6，所述辐射片11包括介质材料板(未标示)，所述介质材料板的的正面设置有半波偶极子天线臂111和第一金属带112，其中:
[0087]所述半波偶极子天线臂111的数量为四个，每个所述半波偶极子天线臂111包括一半波偶极子天线臂本体(未标示)和两个凸起枝节113;
[0088]四个所述半波偶极子天线臂本体分别关于所述介质材料板中心对称并呈±45°分布(+45°为一组、-45°为一组)，且相邻的两个所述半波偶极子天线臂111相互靠近，中间留有第一窄缝114，每个所述半波偶极子天线臂本体中间开设有一槽体115，所述槽体115沿所述介质材料板的±45°轴线延伸至远离所述介质材料板中心的所述半波偶极子天线臂本体末端;使得每个所述半波偶极子天线臂111呈钳状布置。本实施例中，每个所述半波偶极子天线臂111为中间开槽的PCB印刷金属铜层，并且在连接第一巴伦支撑臂12和第二巴伦支撑臂13的馈电端成电连接，在所述半波偶极子天线臂111的终端处断开连接。整体表现为钳状形式。
[0089]两个所述凸起枝节113之间设有窄缝通道117，所述窄缝通道117与所述槽体115贯通连接并沿所述介质材料板的±45°轴线设置，两个所述凸起枝节113与所述半波偶极子天线臂本体末端连为一体，且关于所述窄缝通道117成镜像对称分布;优选的，所述凸起枝节113为直角梯形或矩形。
[0090]所述第一金属带112的数量为四个，每个所述第一金属带112位于相邻两个所述半波偶极子天线臂111的外侧，且在靠近相邻两个所述半波偶极子天线臂111处留有第二窄缝116，任意相对的两个所述第一金属带112以所述第一窄缝114(即相邻半波偶极子天线臂的中心缝隙)为轴，呈轴对称分布。
[0091]参考图7，所述半波偶极子天线臂111的形状为正方形、圆弧花瓣形或者其它多边形。本实施例中，可以将正方形改成圆弧花瓣形或者多边形，适当的调整尺寸参数，也可以达到正方形的效果。
[0092]参考图8，所述第一金属带112为金属条带或T型金属带。本实施例中，可以改成T型金属带，适当的调整尺寸参数，也可以达到金属条带的效果。
[0093]参考图9和10，所述介质材料板的背面分布有四个第二金属带118，四个所述第二金属带118位于所述介质材料板的边缘，四个所述第二金属带118围合，且相邻的两个所述第二金属带118夹角为90° ;
[0094]从正面投影来看，所述第二金属带118与所述辐射片11正面的半波偶极子天线臂111存在第一重叠区域5，显而易见，每个所述第二金属带118与半波偶极子天线臂111有2个第一重叠区域5，所述第一重叠区域5共有八个；
[0095]此外，还可以看到，所述第二金属带118与所述辐射片11正面的第一金属带112存在第二重叠区域6，所述第二重叠区域6共有四个。
[0096]优选的，所述第二金属带118为金属条带或金属环。本实施例中，金属环可通过适当的调整尺寸参数，也可以达到金属带的效果。
[0097]参考图11，所述第一巴伦支撑臂12的正面包括第一微带线巴伦121、第一辐射片馈电点122、第一焊接支撑点123、第二焊接支撑点124和第三焊接支撑点125，其中:
[0098]所述第一巴伦支撑臂12的中间开有长槽7，用于和第二巴伦支撑臂13形成正交组装；
[0099]所述第一微带线巴伦121与所述第一辐射片馈电点122直连；
[0100]所述第三焊接支撑点125与所述第一微带线巴伦121不相连接；
[0101]所述第一焊接支撑点123、第二焊接支撑点124和第三焊接支撑点125由金属铜层制成，用于焊接支撑、并加强所述辐射片11与所述功率分配板2的机械紧固，不做电气用途。具体的，所述第一巴伦支撑臂12的正面与所述功率分配板2通过所述第一焊接支撑点123和第二焊接支撑点124焊接连接，所述第一巴伦支撑臂12的正面与所述辐射片11通过所述第三焊接支撑点125焊接连接。
[0102]参考图12，所述第一巴伦支撑臂12的背面包括第一巴伦地线126、第二辐射片馈电点127、第四焊接支撑点128和第五焊接支撑点129，其中:
[0103]所述第一巴伦地线126与所述第二辐射片馈电点127直连；
[0104]所述第四焊接支撑点128与所述第一巴伦地线126不相连接；
[0105]所述第四焊接支撑点128和第五焊接支撑点129由金属铜层制成，用于焊接支撑、并加强所述辐射片11与所述功率分配板2的机械紧固，不做电气用途。具体的，所述第一巴伦支撑臂12的背面与所述功率分配板2通过所述第五焊接支撑点129焊接连接，所述第一巴伦支撑臂12的背面与所述辐射片11通过所述第四焊接支撑点128焊接连接。
[0106]参考图13，还包括第二巴伦支撑臂13，所述第二巴伦支撑臂13的正面包括第二微带线巴伦131、第三辐射片馈电点132、第六焊接支撑点133和第七焊接支撑点134，其中:
[0107]所述第二巴伦支撑臂13的中间开有短槽8，用于和第一巴伦支撑臂12形成正交组装；
[0108]所述第二微带线巴伦131与所述第三辐射片馈电点132直连；
[0109]所述第六焊接支撑点133与所述第二微带线巴伦131不相连接；
[0110]所述第六焊接支撑点133和第七焊接支撑点134由金属铜层制成，用于焊接支撑、并加强所述辐射片11与所述功率分配板2的机械紧固，不做电气用途。具体的，所述第二巴伦支撑臂13的正面与所述功率分配板2通过所述第七焊接支撑点134焊接连接，所述第二巴伦支撑臂13的正面与所述辐射片11通过所述第六焊接支撑点133焊接连接。
[0111]参考图14，所述第二巴伦支撑臂13的背面包括第二巴伦地线135、第四辐射片馈电点136、匹配枝节137、第八焊接支撑点138和第九焊接支撑点139，其中:
[0112]所述第四辐射片馈电点136、匹配枝节137和第八焊接支撑点138分别与所述第二巴伦地线135直连；
[0113]所述第九焊接支撑点139与所述第二巴伦地线135不相连接；
[0114]所述第八焊接支撑点138和第九焊接支撑点139由金属铜层制成，用于焊接支撑、并加强所述辐射片11与所述功率分配板2的机械紧固，不做电气用途。具体的，所述第二巴伦支撑臂13的背面与所述功率分配板2通过所述第八焊接支撑点138焊接连接，所述第二巴伦支撑臂13的背面与所述辐射片11通过所述第九焊接支撑点139焊接连接。
[0115]优选的，所述第一巴伦支撑臂12和第二巴伦支撑臂13的高度为天线工作中心频率的八分之一波长。可以看到，本实用新型提出的低剖面基站天线，结构组装部件及实现形式与常规宏基站天线没有差异，没有增加任何额外的部件及工艺复杂性。与现有技术相比，通过创新的辐射图形形式突破了四分之一波长理论高度限制，整体剖面降低到中心频率八分之一波长，无需额外的任何附加零件，装配工艺简单，结构轻巧，适合大批量生产，且电气性能优于现有技术达到的效果，因此本实用新型是目前为止最为适合小型基站天线商用的设计方案。
[0116]通过上述实施例的阐述，可知本实用新型意欲重点保护的关键点在于:
[0117]一.印刷于辐射片背面的4个第二金属带，从正上方投影来看，位于相邻两个不同极化的半波偶极子天线臂的下方，靠近介质基板的外侧，且在每个半波偶极子天线臂的凸起枝节上存在相同的部分投影重叠区域。该重叠区域可引导位于半波偶极子天线臂上的电流感应到下方的金属带，从而实现弱耦合，形成另一电流通路，实现工作频带低端部分的谐振，完成辐射，并且有效提高了振子的前后比和交叉极化比。
[0118]二.印刷于辐射片正面的两对半波开口钳状双极化天线，在开口末端有4对加载的凸起枝节，该凸起枝节进一步加强了辐射片正面的半波偶极子天线臂和背面的第二金属带的耦合，有利于引导电流流向半波偶极子天线臂开口处，恰当的调整该凸起枝节的尺寸，可以实现整个工作频带内的阻抗匹配，实现超宽带工作。
[0119]三.印刷于辐射片正面的4个金属条带，与背面第二金属带相比较短，与半波偶极子天线臂上的电流形成强耦合，构成高频谐振，实现工作频带的高频段部分的阻抗匹配，同时提高了工作频段低频段部分的隔离度。
[0120]四、印刷于辐射片正面的两组正交半波偶极子天线臂，相互靠近留有超窄缝隙，实现两路正交极化的强耦合，将两路极化的半波偶极子天线臂表面的电流集中于缝隙两侧，实现在空中远场上的低交叉极化特性，提高了在整个工作频段内的隔离度。这与常规基站天线中的正交振子间隙越大隔离度越好的理论相反，而这恰是能实现低剖面的关键。
[0121]五.天线高度的降低，会造成巴伦长度减小，不满足四分之一波长变换，难以匹配，通过修正高度较低极化振子的第二巴伦支撑臂的接地部分的结构形式，实现宽带匹配。
[0122]综上所述，以上5个关键点的综合运用，加上精细优化设计的辐射振子尺寸，实现了低剖面，将传统结构下的0.25波长天线高度降低到0.125波长，并整体减小了天线罩及反射板高度尺寸。
[0123]此外，附图15-19是采用上述技术特征后的低剖面小型双极化基站天线的相关实验数据，其中:
[0124]图15是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在两路极化端口小于1.45，频率在1.7 IGHz到2.17GHz范围内的驻波比波形图，由图可见，两路极化端口小于1.45，在1.7IGHz至IJ2.17GHz的频率范围内匹配良好。
[0125]图16是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在两路端口的隔离度大于28dB的隔离度波形图，由图可见，两路端口的隔离度大于28dB。
[0126]图17是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在1.71GHz-2.17GHz的工作频带范围内的水平面波束宽度波形图，由图可见，在1.7 lGHz-2.17GHz的工作频带范围内，水平面波束收敛性很好，波束宽度在64° -66°之间。
[0127]图18是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在1.71GHZ-2.17GHz的工作频带范围内的水平面前后比和交叉极化比波形图，由图可见，总功率前后比大于25dB，主极化前后比大于30dB ；交叉极化比(轴向)大于31 dB，交叉极化比(扇区)大于15dB。
[0128]图19是本实用新型低剖面小型双极化基站天线在1.71GHZ-2.17GHz的工作频带范围内的两单元阵列基站天线增益曲线，由图可见，当增益大于I IdB后，随着频率的增加，增益也不断增大。
[0129]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，包括一天线罩、若干振子组件、一功率分配板、两块内侧金属挡板和一反射板，其中: 所述天线罩罩设于所述反射板上方，所述振子组件、功率分配板和内侧金属挡板位于所述天线罩内侧； 所述反射板两侧设有垂直翻边； 所述功率分配板位于所述反射板的正面或背面，并与所述反射板固定连接； 每个所述振子组件包括辐射片和支撑装置，所述辐射片通过所述支撑装置固定于所述功率分配板上； 两块所述内侧金属挡板关于所述振子组件对称设置，并固定于所述反射板上。2.根据权利要求1所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述辐射片包括介质材料板，所述介质材料板的正面设置有半波偶极子天线臂和第一金属带，其中: 所述半波偶极子天线臂的数量为四个，每个所述半波偶极子天线臂包括一半波偶极子天线臂本体和两个凸起枝节； 四个所述半波偶极子天线臂本体分别关于所述介质材料板中心对称并呈±45°分布，且相邻的两个所述半波偶极子天线臂之间留有第一窄缝，每个所述半波偶极子天线臂本体中间开设有一槽体，所述槽体沿所述介质材料板的±45°轴线延伸至远离所述介质材料板中心的所述半波偶极子天线臂本体末端； 两个所述凸起枝节之间设有窄缝通道，所述窄缝通道与所述槽体贯通连接并沿所述介质材料板的±45°轴线设置，两个所述凸起枝节与所述半波偶极子天线臂本体末端连为一体，且关于所述窄缝通道成镜像对称分布； 所述第一金属带的数量为四个，每个所述第一金属带位于相邻两个所述半波偶极子天线臂的外侧，且在靠近相邻两个所述半波偶极子天线臂处留有第二窄缝，任意相对的两个所述第一金属带以所述第一窄缝为轴，呈轴对称分布。3.根据权利要求2所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述半波偶极子天线臂的形状为正方形或圆弧花瓣形。4.根据权利要求2所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述第一金属带为金属条带或T型金属带。5.根据权利要求2所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述凸起枝节为直角梯形或矩形。6.根据权利要求2所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述介质材料板的背面分布有四个第二金属带，四个所述第二金属带位于所述介质材料板的边缘，四个所述第二金属带围合，且相邻的两个所述第二金属带夹角为90° ; 所述第二金属带与所述辐射片正面的半波偶极子天线臂存在第一重叠区域，所述第一重叠区域共有八个； 所述第二金属带与所述辐射片正面的第一金属带存在第二重叠区域，所述第二重叠区域共有四个。7.根据权利要求6所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述第二金属带为金属条带或金属环。8.根据权利要求1所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述支撑装置包括第一巴伦支撑臂和第二巴伦支撑臂，所述第一巴伦支撑臂和第二巴伦支撑臂正交组装。9.根据权利要求8所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述第一巴伦支撑臂的正面包括第一微带线巴伦、第一辐射片馈电点、第一焊接支撑点、第二焊接支撑点和第三焊接支撑点，其中: 所述第一巴伦支撑臂的中间开有长槽，用于和第二巴伦支撑臂正交组装； 所述第一微带线巴伦与所述第一辐射片馈电点直连； 所述第一焊接支撑点、第二焊接支撑点和第三焊接支撑点均由金属铜层制成； 所述第一巴伦支撑臂的正面与所述功率分配板通过所述第一焊接支撑点和第二焊接支撑点焊接连接； 所述第一巴伦支撑臂的正面与所述辐射片通过所述第三焊接支撑点焊接连接。10.根据权利要求8所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述第一巴伦支撑臂的背面包括第一巴伦地线、第二辐射片馈电点、第四焊接支撑点和第五焊接支撑点，其中: 所述第一巴伦地线与所述第二辐射片馈电点直连； 所述第四焊接支撑点与所述第一巴伦地线不相连接； 所述第四焊接支撑点和第五焊接支撑点均由金属铜层制成；所述第一巴伦支撑臂的背面与所述功率分配板通过所述第五焊接支撑点焊接连接； 所述第一巴伦支撑臂的背面与所述辐射片通过所述第四焊接支撑点焊接连接。11.根据权利要求8所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述第二巴伦支撑臂的正面包括第二微带线巴伦、第三辐射片馈电点、第六焊接支撑点和第七焊接支撑点，其中: 所述第二巴伦支撑臂的中间开有短槽，用于和第一巴伦支撑臂正交组装； 所述第二微带线巴伦与所述第三辐射片馈电点直连； 所述第六焊接支撑点和第七焊接支撑点均由金属铜层制成； 所述第二巴伦支撑臂的正面与所述功率分配板通过所述第七焊接支撑点焊接连接； 所述第二巴伦支撑臂的正面与所述辐射片通过所述第六焊接支撑点焊接连接。12.根据权利要求8所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述第二巴伦支撑臂的背面包括第二巴伦地线、第四辐射片馈电点、匹配枝节、第八焊接支撑点和第九焊接支撑点，其中: 所述第四辐射片馈电点、匹配枝节和第八焊接支撑点分别与所述第二巴伦地线直连； 所述第八焊接支撑点和第九焊接支撑点均由金属铜层制成； 所述第二巴伦支撑臂的背面与所述功率分配板通过所述第八焊接支撑点焊接连接； 所述第二巴伦支撑臂的背面与所述辐射片通过所述第九焊接支撑点焊接连接。13.根据权利要求8所述的低剖面小型双极化基站天线，其特征在于，所述第一巴伦支撑臂和第二巴伦支撑臂的高度为天线工作中心频率的八分之一波长。
【文档编号】H01Q1/36GK205543223SQ201620256198
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】张凯, 董孩李
【申请人】上海安费诺永亿通讯电子有限公司