低剖面雙極化低頻輻射單元、天線陣列、天線裝置及天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低剖面雙極化低頻輻射單元，包括兩組低頻饋電巴倫、四低頻輻射振子臂以及介質(zhì)板，兩組低頻饋電巴倫的一端垂直安裝于一反射板，另一端與四低頻輻射振子臂連接，介質(zhì)板安裝于反射板并靠近低頻輻射振子臂，且介質(zhì)板位于反射板與低頻輻射振子臂之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使得低頻輻射振子臂與反射板之間的距離縮短，即降低了輻射單元的高度，從而降低了對整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的難度，且便于被有室內(nèi)天線需求的客戶所接受。本發(fā)明同時(shí)公開了一種低剖面多頻段雙極化天線陣列、天線裝置及天線。
【專利說明】低剖面雙極化低頻輻射單元、天線陣列、天線裝置及天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通信天線【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地涉及一種低剖面雙極化低頻輻射單元、天線陣列、天線裝置及天線。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的基站天線，在實(shí)現(xiàn)698— 960MHz頻段的雙極化方案時(shí)大都采用半波振子，或者半波對置振子。由于工作頻率低至698MHz，根據(jù)半波振子的特殊要求，其高度大約為
0.25個(gè)波長(約107mm)，從而導(dǎo)致整個(gè)天線的高度很高。而在基站天線系統(tǒng)，特別是新一代的有源天線系統(tǒng)中，天線高度過大將會(huì)給整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)帶來很大的難度。另外，常規(guī)的半波振子設(shè)計(jì)高度應(yīng)用在室內(nèi)天線時(shí)也會(huì)顯得高度過大，客戶難以接受。
[0003]因此，急需一種改進(jìn)的低剖面雙極化低頻輻射單元、天線陣列、天線裝置及天線來克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種低剖面雙極化低頻輻射單元，以降低輻射單元乃至天線的高度，從而降低對整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的難度，且便于被有室內(nèi)天線需求的客戶所接受。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種低剖面多頻段雙極化天線陣列，該天線陣列可降低輻射單元乃至天線的高度，從而降低對整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的難度，且便于被有室內(nèi)天線需求的客戶所接受。
[0006]本發(fā)明的再一目的是提供一種低剖面多頻段雙極化天線裝置，該天線裝置可降低輻射單元乃至天線的高度，從而降低對整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的難度，且便于被有室內(nèi)天線需求的客戶所接受。
[0007]本發(fā)明的又一目的是提供一種低剖面多頻段雙極化天線，以降低輻射單元乃至天線的高度，從而降低對整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的難度，且便于被有室內(nèi)天線需求的客戶所接受。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種低剖面雙極化低頻輻射單元，包括兩組低頻饋電巴倫、四低頻輻射振子臂以及介質(zhì)板，四所述低頻輻射振子臂位于同一平面，兩組所述低頻饋電巴倫的一端垂直安裝于一反射板，兩組所述低頻饋電巴倫的另一端與四所述低頻輻射振子臂連接，所述介質(zhì)板安裝于所述反射板并靠近所述低頻輻射振子臂，且所述介質(zhì)板位于所述反射板與所述低頻輻射振子臂之間。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明的低剖面雙極化低頻輻射單元包括介質(zhì)板，電磁波通過介質(zhì)板時(shí)將發(fā)生折射，且電磁波的波長將變短，綜合這兩方面的作用，可使得低頻輻射振子臂與反射板之間的距離縮短，即降低了輻射單元的高度，經(jīng)仿真設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)可得知，本發(fā)明低剖面雙極化低頻輻射單元的高度只有58mm左右，大約為698MHz的0.135個(gè)波長，比常規(guī)的半波振子單元高度降低了 45%，從而降低了對整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的難度，且便于被有室內(nèi)天線需求的客戶所接受。[0010]較佳地，所述介質(zhì)板的介電常數(shù)為2.8至10，所述介質(zhì)板的厚度為2至6毫米。
[0011]較佳地，所述低頻輻射單元還包括加載臂，所述加載臂由所述低頻輻射振子臂遠(yuǎn)離所述反射板中心的一端垂直朝向所述反射板彎折延伸而形成。
[0012]優(yōu)選地，所述加載臂的長度為8至20毫米。
[0013]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種低剖面多頻段雙極化天線陣列，包括反射板及至少一低頻輻射單元，其中每一所述低頻輻射單元如上所述。
[0014]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種低剖面多頻段雙極化天線裝置，包括至少一天線陣列，每一所述天線陣列包括反射板及至少一低頻輻射單元，其中每一所述低頻輻射單元如上所述。
[0015]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種低剖面多頻段雙極化天線，包括兩同軸電纜、同軸連接器、反射板、合路器以及低頻輻射單元，一所述同軸電纜的兩端分別連接所述同軸連接器及合路器，所述合路器安裝于所述反射板且通過另一所述同軸電纜與所述低頻輻射單元連接，其中所述低頻輻射單元如上所述。
[0016]較佳地，所述低剖面多頻段雙極化天線，還包括低頻支撐柱及合路器支撐柱，所述介質(zhì)板通過所述低頻支撐柱安裝于所述反射板，所述合路器通過所述合路器支撐柱安裝于所述反射板。
[0017]較佳地，所述低剖面多頻段雙極化天線還包括接線端子，所述接線端子的兩端分別連接所述合路器及連接于所述低頻輻射單元的所述同軸電纜。
[0018]較佳地，所述低剖面多頻段雙極化天線還包括高頻輻射單元，所述高頻輻射單元焊接于所述合路器。
[0019]具體地，所述高頻輻射單元包括兩組高頻饋電巴倫以及四高頻輻射振子臂，四所述高頻輻射振子臂位于同一平面，兩組所述高頻饋電巴倫的一端垂直焊接于所述合路器，兩組所述高頻饋電巴倫的另一端與四所述高頻輻射振子臂連接。
[0020]較佳地，所述低剖面多頻段雙極化天線還包括線纜固定座，所述線纜固定座將連接所述同軸連接器的所述同軸電纜固定于所述反射板。
[0021]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明低剖面雙極化低頻輻射單元安裝于反射板的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2為本發(fā)明低剖面雙極化低頻輻射單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖3為圖2去除饋電巴倫和介質(zhì)板后的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖4為圖2去除饋電巴倫后的結(jié)構(gòu)圖，且介質(zhì)板緊貼低頻輻射振子臂所在的平面。
[0026]圖5為圖4另一角度的結(jié)構(gòu)圖，且介質(zhì)板與低頻輻射振子臂所在的平面有一定距離。
[0027]圖6a為未加介質(zhì)板時(shí)電磁波輻射原理圖。
[0028]圖6b為本發(fā)明的低剖面雙極化低頻輻射單元的電磁波輻射原理圖。
[0029]圖7為本發(fā)明低剖面多頻段雙極化天線陣列的結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖8為本發(fā)明低剖面多頻段雙極化天線裝置的結(jié)構(gòu)圖。[0031]圖9為本發(fā)明低剖面多頻段雙極化天線的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖10為圖9去除天線外罩后的結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖11為圖10的背面結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。
[0035]請參考圖1至圖3，本發(fā)明的低剖面雙極化低頻輻射單元10安裝于反射板12上，其包括兩組低頻饋電巴倫101、四低頻輻射振子臂102、介質(zhì)板103以及四加載臂104。
[0036]具體地，四個(gè)低頻輻射振子臂102位于同一平面，每兩個(gè)對角的低頻輻射振子臂102形成一個(gè)極化方向，且每一低頻輻射振子臂102由一方形金屬體組成。兩組低頻饋電巴倫101的一端垂直安裝于反射板12，兩組低頻饋電巴倫101的另一端與四低頻輻射振子臂102連接，介質(zhì)板103安裝于反射板12并靠近、覆蓋低頻輻射振子臂102，且介質(zhì)板103位于反射板12與低頻輻射振子臂102之間，低頻輻射振子臂102遠(yuǎn)離反射板12中心的一端垂直朝向反射板12彎折延伸形成加載臂104 (如圖2所示)。使用時(shí)，兩組射頻信號(hào)從兩組低頻饋電巴倫101輸入以對四低頻輻射振子臂102進(jìn)行饋電，從而形成雙極化輻射單元。
[0037]具體地，如圖4及圖5所示，介質(zhì)板103緊貼低頻輻射振子臂102或與其有一定距離。
[0038]需要注意的是，加載臂104由低頻輻射振子臂102向外折彎90度所形成，其長度為8 — 20mm時(shí)最優(yōu)。低頻輻射振子臂102用金屬材料銅，或鋁電鍍銅。介質(zhì)板103為具有一定介電常數(shù)的不導(dǎo)電材質(zhì)的板材，且介電常數(shù)為2.8至10，厚度為2至6毫米，可以通過擠壓成型或板材加工成型。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的低頻輻射單元具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0040](I)如圖6a及6b所示，由于本發(fā)明的低剖面雙極化低頻輻射單元10包括介質(zhì)板103，電磁波通過介質(zhì)板時(shí)將發(fā)生折射，且電磁波的波長將變短，綜合這兩方面的作用，可使得低頻輻射振子臂102與反射板12之間的距離縮短，即降低了輻射單元的高度，經(jīng)仿真設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)可得知，本發(fā)明低剖面雙極化低頻輻射單元10的高度只有58mm左右，大約為698MHz的0.135個(gè)波長，比常規(guī)的半波振子單元高度降低了 45%，從而降低了對整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的難度，且便于被有室內(nèi)天線需求的客戶所接受；
[0041](2)加載臂104的設(shè)置，可起到拓寬低頻帶寬的作用；
[0042](3)工作頻段寬(698MHz至960MHz)，輻射性好，回波耗損小，滿足室內(nèi)覆蓋天線對高度的要求，也滿足基站天線對高度的要求，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化，具有廣闊的市場空間。
[0043]再請參考圖7，本發(fā)明還提供了一種低剖面多頻段雙極化天線陣列，包括反射板12及三個(gè)低頻輻射單元10。其中，每一低頻輻射單元10如上所述，故在此不再贅述。
[0044]再請參考圖8，本發(fā)明還提供了一種低剖面多頻段雙極化天線裝置，包括兩個(gè)并排設(shè)置的天線陣列，每一天線陣列包括反射板12及三個(gè)低頻輻射單元10。其中，每一低頻輻射單元10如上所述，故在此不再贅述。
[0045]再請參考圖9至圖11，本發(fā)明還提供了一種低剖面多頻段雙極化天線，包括天線罩1、同軸電纜2、同軸連接器3、反射板12’、合路器4、高頻輻射單元5、接線端子6、同軸電纜7、合路器支撐柱8、低頻支撐柱9、低頻輻射單元10’、線纜固定座11、支架固定板13、支架板14以及自鎖螺母15。其中，高頻輻射單元5包括兩組高頻饋電巴倫501以及四高頻輻射振子臂502，高頻饋電巴倫501的另一端與四高頻輻射振子臂502連接，四高頻輻射振子臂502位于同一平面；低頻輻射單元10’如上所述，故在此不再贅述。
[0046]需要注意的是，合路器4、高頻饋電巴倫501、高頻輻射振子臂502、低頻饋電巴倫101’以及低頻輻射振子臂102’均采用PCB。
[0047]具體地，合路器5通過自鎖螺母15安裝于反射板12’，高頻饋電巴倫501垂直焊接于合路器5以實(shí)現(xiàn)合路器5與高頻輻射單元5之間的連接，一體化的設(shè)計(jì)減少了焊點(diǎn)簡化了組裝的步驟，方便了組裝。而合路器4與低頻輻射單元10’通過同軸電纜7和接線端子6連接，接線端子6使得兩者的連接更加可靠和牢固。低頻輻射單元10’的介質(zhì)板103’通過低頻支撐柱9固定在反射板12’上，介質(zhì)板103’ 一定的厚度保證了低頻單元結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)固。天線端口處的同軸電纜2通過線纜固定座11鎖緊確保其不能松動(dòng)。再請參考圖11，支架固定板13及支架板14安裝于反射板12’的背面，且支架板14對應(yīng)于合路器4所在的位置。
[0048]從以上描述可以看出，本發(fā)明的低剖面多頻段雙極化天線具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0049](I)由于本發(fā)明的低剖面雙極化低頻輻射單元10’包括介質(zhì)板103’，電磁波通過介質(zhì)板時(shí)將發(fā)生折射，且電磁波的波長將變短，綜合這兩方面的作用，可使得低頻輻射振子臂102’與反射板12’之間的距離縮短，即降低了輻射單元的高度，經(jīng)仿真設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)可得知，本發(fā)明低剖面雙極化低頻輻射單元10’的高度只有58mm左右，大約為698MHz的0.135個(gè)波長，比常規(guī)的半波振子單元高度降低了 45%，從而降低了對整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的難度，且便于被有室內(nèi)天線需求的客戶所接受；
[0050](2)加載臂104’的設(shè)置，可起到拓寬低頻帶寬的作用；
[0051](3)實(shí)現(xiàn)了雙極化超寬的工作頻段(698-960MHz，1710-2700MHz)，使兩個(gè)較寬的頻段的電壓駐波比滿足設(shè)計(jì)要求(698-960MHz < 1.8，1710_2700MHz < 1.5)；
[0052](4)輻射性好，回波耗損小,滿足室內(nèi)覆蓋天線對高度的要求,也滿足基站天線對高度的要求，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化，具有廣闊的市場空間；
[0053](5)特別適合第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)室內(nèi)覆蓋，可覆蓋SCDMA1900、CDMA800、GSM900、GSM1800、DCS、PCS、WCDMA、WiF1、WiMax、LTE等頻段及實(shí)現(xiàn)MMO的通信模式，適用范圍廣。
[0054]以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
【權(quán)利要求】
1.一種低剖面雙極化低頻輻射單元，包括兩組低頻饋電巴倫以及四低頻輻射振子臂，四所述低頻輻射振子臂位于同一平面，兩組所述低頻饋電巴倫的一端垂直安裝于一反射板，兩組所述低頻饋電巴倫的另一端與四所述低頻輻射振子臂連接，其特征在于，還包括介質(zhì)板，所述介質(zhì)板安裝于所述反射板并靠近所述低頻輻射振子臂，且所述介質(zhì)板位于所述反射板與所述低頻輻射振子臂之間。
2.如權(quán)利要求1所述的低剖面雙極化低頻輻射單元，其特征在于，所述介質(zhì)板的介電常數(shù)為2.8至10，所述介質(zhì)板的厚度為2至6毫米。
3.如權(quán)利要求1所述的低剖面雙極化低頻輻射單元，其特征在于，還包括加載臂，所述加載臂由所述低頻輻射振子臂遠(yuǎn)離所述反射板中心的一端垂直朝向所述反射板彎折延伸而形成。
4.如權(quán)利要求3所述的低剖面雙極化低頻輻射單元，其特征在于，所述加載臂的長度為8至20毫米。
5.一種低剖面多頻段雙極化天線陣列，包括反射板及至少一低頻輻射單元，其特征在于，每一所述低頻輻射單元如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述。
6.一種低剖面多頻段雙極化天線裝置，包括至少一天線陣列，每一所述天線陣列包括反射板及至少一低頻輻射單元，其特征在于，每一所述低頻輻射單元如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述。
7.一種低剖面多頻段雙極化天線，包括兩同軸電纜、同軸連接器、反射板、合路器以及低頻輻射單元，一所述同軸電纜的兩端分別連接所述同軸連接器及合路器，所述合路器安裝于所述反射板且通過另一所述同軸電纜與所述低頻輻射單元連接，其特征在于，所述低頻輻射單元如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述。
8.如權(quán)利要求7所述的低剖面多頻段雙極化天線，其特征在于，還包括接線端子，所述接線端子的兩端分別連接所述合路器及連接于所述低頻輻射單元的所述同軸電纜。
9.如權(quán)利要求8所述的低剖面多頻段雙極化天線，其特征在于，還包括高頻輻射單元，所述高頻輻射單元包括兩組高頻饋電巴倫以及四高頻輻射振子臂，四所述高頻輻射振子臂位于同一平面，兩組所述高頻饋電巴倫的一端垂直焊接于所述合路器，兩組所述高頻饋電巴倫的另一端與四所述高頻輻射振子臂連接。
10.如權(quán)利要求9所述的低剖面多頻段雙極化天線，其特征在于，還包括線纜固定座，所述線纜固定座將連接所述同軸連接器的所述同軸電纜固定于所述反射板。
【文檔編號(hào)】H01Q21/00GK103779658SQ201310595373
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】陳俊霖, 植永耀 申請人:佛山市安捷信通訊設(shè)備有限公司