專利名稱：一種雙極化t型匹配折合振子基站天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及基站天線技術(shù)，具體是指一種雙極化T型匹配折合振子基 站天線。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于用戶數(shù)量的迅速增長(zhǎng)，通信信道不足己經(jīng) 成為人口密集地區(qū)的嚴(yán)重問題。移動(dòng)用戶的急劇增長(zhǎng)，使得通信系統(tǒng)不斷更新 和擴(kuò)容，為減小天線間的干擾并降低成本，要求天線能在寬頻帶范圍內(nèi)工作， 同時(shí)滿足多個(gè)系統(tǒng)的通信要求，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)共用和收發(fā)共用。這就對(duì)移動(dòng)通信 重要組成部分的基站天線的寬頻帶特性提出了更高的要求。在現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)的半波輻射單元的工作頻帶寬度大約為15%。由于頻 段為1920 2170MHz第三代無線電通信業(yè)務(wù)即將開通，這就希望基站天線具有 更寬的帶寬，不僅適合當(dāng)今數(shù)字通信系統(tǒng)DCS的1710 1880MHz頻段、個(gè)人通 信業(yè)務(wù)PCS的1850 1990MHz頻段的用戶使用，而且要適合TD-SCDMA頻段在 1920 2170MHz的用戶使用，其相對(duì)帶寬為24%。所以開發(fā)研制寬頻帶的基站 陣列天線是適應(yīng)寬帶通信業(yè)務(wù)開展之急需。展寬天線阻抗帶寬的一個(gè)主要途徑是加寬振子臂，即加大振子直徑，從而 降低特性阻抗。目前多數(shù)寬帶天線振子都是采用的此方式。加寬振子臂雖然對(duì) 阻抗帶寬的提高有幫助，但同時(shí)也會(huì)增加天線單元的尺寸和材料用量。目前使用的普通雙極化折合振子也是基于加寬振子臂的原理，它參與輻射 的是兩根導(dǎo)線上的同相電流成分，相當(dāng)于振子的等效直徑變粗，特性阻抗下降， 有利于阻抗帶寬特性的改善；其次，折合振子輸入阻抗等于對(duì)稱振子阻抗和短 路線阻抗的并聯(lián)。當(dāng)頻率偏離諧振頻率時(shí)，兩者相互補(bǔ)償，從而使輸入阻抗變 化較平緩，展寬了阻抗帶寬。但普通雙極化折合振子在長(zhǎng)度確定的情況下，很難再調(diào)節(jié)改變振子的輸入 阻抗，以至于饋線的匹配困難。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供用于移動(dòng)
通信的一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其便于改變振子的阻抗，容 易和饋電達(dá)到匹配，獲得寬阻抗帶寬。本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本雙極化T型匹配折合振子 基站天線，包括折合振子、接地板、微帶饋線，所述折合振子呈T型，兩個(gè)折合振子固定于同一個(gè)接地板上，呈正負(fù)45°正交并且不相接觸，兩個(gè)折合 振子以電磁耦合方式分別與不對(duì)稱的微帶饋線相連，兩個(gè)微帶饋線不相接觸， 且其下部與接地板平行并用電介質(zhì)隔開；兩個(gè)微帶饋線分別與RF設(shè)備連接， 所述RF設(shè)備包括發(fā)射機(jī)或接收機(jī)。所述折合振子包括分別呈長(zhǎng)方形的上輻射導(dǎo)體、下輻射導(dǎo)體、支撐導(dǎo)體， 上輻射導(dǎo)體比下輻射導(dǎo)體長(zhǎng)，上輻射導(dǎo)體長(zhǎng)度為中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的二分之 一 (頻段范圍為1.71 2. 17GHz時(shí)，大約為70mra);下輻射導(dǎo)體、支撐導(dǎo)體 分別設(shè)為對(duì)稱的左、右兩部分，左、右下輻射導(dǎo)體的外端分別與上輻射導(dǎo)體 連接，上輻射導(dǎo)體的兩末端開路，左、右下輻射導(dǎo)體的內(nèi)端相應(yīng)與左、右支 撐導(dǎo)體的上端連接；上、下輻射導(dǎo)體之間，左、右下輻射導(dǎo)體之間以及左、 右支撐導(dǎo)體之間分別設(shè)置有間距，形成與折合振子外形相應(yīng)的T型空槽；所 述支撐導(dǎo)體通過其下端的固定底座與接地板固定連接。所述左、右支撐導(dǎo)體的中部?jī)?nèi)側(cè)對(duì)稱設(shè)置有矩形或梯形凸起。通過改變 左、右支撐導(dǎo)體的寬度及其兩者的間距，可以調(diào)節(jié)折合振子的輸入阻抗值， 使折合振子和微帶饋線相互匹配。所述微帶饋線包括平衡變換器部分、阻抗變換部分、RF輸入部分，所述 平衡變換器部分由長(zhǎng)垂直段、水平段、短垂直段連接成倒U形，兩條垂直段 與左、右支撐導(dǎo)體分別通過通孔、介質(zhì)螺釘固定連接，且微帶饋線與左、右 支撐導(dǎo)體之間設(shè)置有間距，平衡變換器的長(zhǎng)垂直段下端與阻抗變換部分的垂 直段連接，阻抗變換部分的水平段與RF輸入部分連接，所述阻抗變換部分的 水平段、RF輸入部分與接地板平行，并用電介質(zhì)隔開，RF輸入部分通過傳輸 線外接RF設(shè)備。所述兩個(gè)折合振子的上輻射導(dǎo)體中部相應(yīng)設(shè)有凹槽，使兩個(gè)折合振子呈 正負(fù)45°正交時(shí)，兩個(gè)上輻射導(dǎo)體可相嵌合但不接觸；同樣，所述兩個(gè)微帶 饋線的水平段中部也相應(yīng)設(shè)有凹槽，兩個(gè)微帶饋線的水平段可相嵌合但不接 觸。作為一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，所述上輻射導(dǎo)體的兩末端不是規(guī)則的長(zhǎng)方形狀，
而是呈漸寬形狀，使得振子的輸入阻抗變化更為平緩，所獲得的帶寬更寬。作為一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，所述左、右下輻射導(dǎo)體中部四分之一波長(zhǎng)處各開有縫隙，左、右下輻射導(dǎo)體的縫隙兩側(cè)通過介質(zhì)套環(huán)固定連接。通過在左、右下輻射導(dǎo)體開縫引入容性電抗部分，可以與T匹配振子輸入阻抗的感性部分相補(bǔ)償，能獲得50%的帶寬。 所述電介質(zhì)包括空氣。所述介質(zhì)螺釘?shù)慕橘|(zhì)包括聚四氟乙烯、塑料。 所述介質(zhì)套環(huán)的介質(zhì)包括聚四氟乙烯、塑料。所述支撐導(dǎo)體下端的固定底座與接地板之間的固定連接方式包括螺紋連 接、鉚接、焊接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1) 實(shí)現(xiàn)天線與傳輸線系統(tǒng)之間的阻抗匹配，可提供一定頻率范圍內(nèi) (范圍是多少M(fèi)HZ)滿意的匹配特性。(2) 相對(duì)于目前普通折合振子而言，本實(shí)用新型增加了調(diào)節(jié)的靈活度，便于改變振子的阻抗，容易和饋電達(dá)到匹配，獲得寬阻抗帶寬，并且獲得的 阻抗帶寬要優(yōu)于普通對(duì)稱振子。(3) 本實(shí)用新型適應(yīng)通信系統(tǒng)擴(kuò)容的需要，它在駐波比小于1.5的條 件下，具有24%的帶寬。(4) 制造簡(jiǎn)單，成本低廉，產(chǎn)品美觀大方，使用方便。


圖1是本實(shí)用新型一種雙極化T匹配折合振子基站天線結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1所示折合振子和微帶饋線的正視圖。 圖3是圖1所示折合振子的正視圖。 圖4是圖1所示折合振子和微帶饋線的俯視圖。 圖5是圖1所示饋電線的主視圖。 圖6是圖1所示折合振子的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是圖1所示折合振子的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新 型的實(shí)施方式不限于此。 實(shí)施例
如圖1所示，本雙極化T型匹配折合振子基站天線9，包括折合振子1、2及接地板5，微帶饋線3、 4，折合振子1、 2呈T型，兩個(gè)折合振子1、 2 固定于同一個(gè)接地板5上，呈正負(fù)45°正交并且不相接觸，兩個(gè)折合振子l、 2以電磁耦合方式分別與不對(duì)稱的微帶饋線3、 4相連，兩個(gè)微帶饋線3、 4 不相接觸，且其下部與接地板5平行并用電介質(zhì)隔開；兩個(gè)微帶饋線3、 4分 別與RF設(shè)備連接；電介質(zhì)包括空氣；所述RF設(shè)備包括發(fā)射機(jī)或接收機(jī)。以折合振子1、微帶饋線3為例，如圖2、 3、 4所示，折合振子1包括 分別呈長(zhǎng)方形的上輻射導(dǎo)體11、下輻射導(dǎo)體和支撐導(dǎo)體，上輻射導(dǎo)體11比 下輻射導(dǎo)體長(zhǎng)，上輻射導(dǎo)體11長(zhǎng)度為中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的二分之一 (頻段范 圍為1. 71 2. 17GHz時(shí)，大約為70mm);下輻射導(dǎo)體和支撐導(dǎo)體分別設(shè)為對(duì) 稱的左、右兩部分，左、右下輻射導(dǎo)體14a、 14b的外端分別通過兩小段導(dǎo)體 12a、 12b與上輻射導(dǎo)體ll連接，上輻射導(dǎo)體ll的兩末端開路，左、右下輻 射導(dǎo)體14a、 14b的內(nèi)端相應(yīng)與左、右支撐導(dǎo)體15a、 15b的上端連接；上、 下輻射導(dǎo)體之間，左、右下輻射導(dǎo)體14a、 14b之間以及左、右支撐導(dǎo)體15a、 15b之間分別設(shè)置有間距13、 18a，形成與折合振子外形相應(yīng)的T型空槽，間 距范圍分別為3 4腿，11 12mm， 11 12rnrn;支撐導(dǎo)體15a、 15b通過其下 端的固定底座7a、 7b與接地板5固定連接，固定連接方式包括螺紋連接、鉚 接、焊接。左、右支撐導(dǎo)體15a、 15b的中部?jī)?nèi)側(cè)對(duì)稱設(shè)置有矩形或梯形凸起。通過 改變左、右支撐導(dǎo)體15a、 15b的寬度及其兩者的間距，可以調(diào)節(jié)折合振子l 的輸入阻抗值，使折合振子1和微帶饋線3相互匹配。左、右支撐導(dǎo)體15a、 15b中部的矩形或梯形凸起的間距范圍18b為5 6腿；左、右支撐導(dǎo)體15a、 15b的寬度的范圍為6 6.5mm。兩個(gè)折合振子l、 2的上輻射導(dǎo)體11、 21中部相應(yīng)設(shè)有凹槽17，使兩個(gè) 折合振子l、 2呈正負(fù)45。正交時(shí)，兩個(gè)上輻射導(dǎo)體ll、 21可相嵌合但不接 觸。如圖2、 4、 5所示，微帶饋線3包括平衡變換器部分(35a、 35b、 35c)、 阻抗變換部分31、 33、 RF輸入部分32，平衡變換器部分由長(zhǎng)垂直段35a、水 平段35b、短垂直段35c連接成倒U形，兩條垂直段35a、 35c與左、右支撐 導(dǎo)體15a、 15b分別通過通孔(34a、 34b、 34c、 19a、 19b、 19c)、聚四氟乙 烯做成的介質(zhì)螺釘插銷固定連接，且與左、右支撐導(dǎo)體15a、 15b之間設(shè)置有 間距6，微帶饋線3與左、右支撐導(dǎo)體15a、 15b的間距6范圍為2 2. 5咖； 平衡變換器的長(zhǎng)垂直段35a下端與阻抗變換部分的垂直段33連接，阻抗變換 部分的水平段31與RF輸入部分32連接，阻抗變換部分的水平段31、 RF輸 入部分32與接地板5平行，并用電介質(zhì)隔開，RF輸入部分32通過傳輸線外 接RF設(shè)備。電介質(zhì)為空氣；介質(zhì)螺釘?shù)慕橘|(zhì)可以是聚四氟乙烯或塑料。兩個(gè)微帶饋線3、 4的水平段中部也相應(yīng)設(shè)有凹槽36，兩個(gè)微帶饋線3、 4的水平段可相嵌合但不接觸。如圖6所示，作為一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，上輻射導(dǎo)體l、 2的兩末端不是規(guī)則 的長(zhǎng)方形狀，而是呈漸寬形狀，使得振子的輸入阻抗變化更為平緩，所獲得 的帶寬更寬。如圖7所示，作為另一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，左、右下輻射導(dǎo)體14a、 14b中部 四分之一波長(zhǎng)處各開有縫隙10a、 10b，左、右下輻射導(dǎo)體14a、 14b的縫隙 10a、 10b兩側(cè)通過介質(zhì)套環(huán)固定連接，所述縫隙10a、 10b大小范圍為1.5 2mm;介質(zhì)套環(huán)的介質(zhì)包括聚四氟乙烯、塑料。通過在左、右下輻射導(dǎo)體14a、 14b開縫引入容性電抗部分，可以與T匹配振子輸入阻抗的感性部分相補(bǔ)償， 能獲得50%的帶寬。如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1、一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其特征在于包括折合振子、接地板、微帶饋線，所述折合振子呈T型，兩個(gè)折合振子固定于同一個(gè)接地板上，呈正負(fù)45°正交并且不相接觸，兩個(gè)折合振子以電磁耦合方式分別與不對(duì)稱的微帶饋線相連，兩個(gè)微帶饋線不相接觸，且其下部與接地板平行并用電介質(zhì)隔開；兩個(gè)微帶饋線分別與RF設(shè)備連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其特征 在于所述折合振子包括分別呈長(zhǎng)方形的上輻射導(dǎo)體、下輻射導(dǎo)體、支撐導(dǎo)體， 上輻射導(dǎo)體比下輻射導(dǎo)體長(zhǎng)，上輻射導(dǎo)體長(zhǎng)度為中心頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的二分之 一；下輻射導(dǎo)體、支撐導(dǎo)體分別設(shè)為對(duì)稱的左、右兩部分，左、右下輻射導(dǎo)體 的外端分別與上輻射導(dǎo)體連接，上輻射導(dǎo)體的兩末端開路，左、右下輻射導(dǎo)體 的內(nèi)端相應(yīng)與左、右支撐導(dǎo)體的上端連接；上、下輻射導(dǎo)體之間，左、右下輻 射導(dǎo)體之間以及左、右支撐導(dǎo)體之間分別設(shè)置有間距，形成與折合振子外形相 應(yīng)的T型空槽；所述支撐導(dǎo)體通過其下端的固定底座與接地板固定連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其特征在于所述左、右支撐導(dǎo)體的中部?jī)?nèi)側(cè)對(duì)稱設(shè)置有矩形或梯形凸起。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其特征在于所述兩個(gè)折合振子的上輻射導(dǎo)體中部相應(yīng)設(shè)有凹槽，兩個(gè)上輻射導(dǎo)體相嵌合但不接觸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其特征在于所述微帶饋線包括平衡變換器部分、阻抗變換部分、RF輸入部分，所述平衡變換器部分由長(zhǎng)垂直段、水平段、短垂直段連接成倒U形，兩條垂直段與 左、右支撐導(dǎo)體分別通過通孔、介質(zhì)螺釘固定連接，且微帶饋線與左、右支撐 導(dǎo)體之間設(shè)置有間距，平衡變換器的長(zhǎng)垂直段下端與阻抗變換部分的垂直段連 接，阻抗變換部分的水平段與RF輸入部分連接，所述阻抗變換部分的水平段、 RF輸入部分與接地板平行，并用電介質(zhì)隔開，RF輸入部分通過傳輸線外接RF 設(shè)備；所述介質(zhì)螺釘?shù)慕橘|(zhì)包括聚四氟乙烯、塑料。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其特征在于所述兩個(gè)微帶饋線的水平段中部相應(yīng)設(shè)有凹槽，兩個(gè)微帶饋線的水平段 相嵌合但不接觸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其 特征在于所述電介質(zhì)為空氣。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其特征在于所述上輻射導(dǎo)體的兩末端呈漸寬形狀。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其特征在于所述左、右下輻射導(dǎo)體中部四分之一波長(zhǎng)處各開有縫隙，左、右下輻射 導(dǎo)體的縫隙兩側(cè)通過介質(zhì)套環(huán)固定連接；所述介質(zhì)套環(huán)的介質(zhì)包括聚四氟乙烯、塑料。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，其特征 在于所述固定連接方式包括螺紋連接、鉚接、焊接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種雙極化T型匹配折合振子基站天線，包括折合振子、接地板、微帶饋線，所述折合振子呈T型，兩個(gè)折合振子固定于同一個(gè)接地板上，呈正負(fù)45°正交并且不相接觸，兩個(gè)折合振子以電磁耦合方式分別與不對(duì)稱的微帶饋線相連，兩個(gè)微帶饋線不相接觸，且其下部與接地板平行并用電介質(zhì)隔開；兩個(gè)微帶饋線分別與RF設(shè)備連接。本實(shí)用新型制造簡(jiǎn)單，成本低廉，產(chǎn)品美觀大方，使用方便；可提供一定頻率范圍內(nèi)滿意的匹配特性；調(diào)節(jié)的靈活度高，容易和饋電達(dá)到匹配，獲得寬阻抗帶寬，適應(yīng)通信系統(tǒng)擴(kuò)容的需要，它在駐波比小于1.5的條件下，具有24％的帶寬。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK201018007SQ20062015416
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者瀾 王, 褚慶昕 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)