寬帶雙極化輻射單元及陣列天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種寬帶雙極化輻射單元及陣列天線，用于裝設(shè)于反射板上組成天線，寬帶雙極化輻射單元包括支撐件和四個(gè)形狀不同的振子臂；四個(gè)振子臂位于同一平面，排列成兩行兩列的陣列，構(gòu)成兩對(duì)正交極化的偶極子；以陣列的對(duì)角線為軸，四個(gè)振子臂關(guān)于軸呈非對(duì)稱結(jié)構(gòu)；振子臂為鏤空四邊形結(jié)構(gòu)；四個(gè)振子臂分別與支撐件的四角連接，支撐件位于振子臂的下方，且垂直于振子臂平面；各振子臂的靠近陣列中心的角部處開(kāi)設(shè)有切角，并在切角處與其對(duì)應(yīng)的支撐件的角部連接；支撐件為中空結(jié)構(gòu)，支撐件的每一壁面的中部設(shè)有等高等寬的凹槽。采用本實(shí)用新型實(shí)施例，能夠有效提高單個(gè)輻射單元的阻抗帶寬，改善輻射單元的隔離度和交叉極化比。
【專利說(shuō)明】寬帶雙極化輻射單元及陣列天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及移動(dòng)通信天線【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種寬帶雙極化輻射單元及陣列天線。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，以LTE為主導(dǎo)的4G通信技術(shù)發(fā)展非常迅速，國(guó)內(nèi)即將進(jìn)入商用階段，市場(chǎng)對(duì)能夠涵蓋多個(gè)頻段的1710?2690MHz寬頻帶基站天線的需求越來(lái)越大，工作在該頻率下的基站天線能夠覆蓋 DCS (1710-1880MHz)、PCS (1850_1990MHz)、UMTS (1920_2170MHz)、TD-SCDMA (1880-2690MHz)以及WIMAX和WIFI (2400?2500)等頻段。天線輻射單元性能基本決定了陣列天線的性能，而1710?2690MHz相對(duì)帶寬達(dá)到44%，這就要求天線輻射單元具有超寬頻帶性能，對(duì)阻抗匹配、隔離度等提出了更高的要求。
[0003]目前，雙極化振子所采用的技術(shù)有兩種:一種是共軸正交的兩對(duì)振子，另一種是四對(duì)振子組成一種平行四邊形的結(jié)構(gòu)。以上振子大多采用常規(guī)的半波振子、偶極子或者折合振子組成。而此類(lèi)輻射單元所設(shè)計(jì)的振子臂完全相同，如圖1所示。天線輻射單元包括完全相同的四個(gè)振子臂，四個(gè)振子臂關(guān)于輻射單元中心點(diǎn)呈中心對(duì)稱，且關(guān)于X軸、y軸、X'軸和y'軸對(duì)稱。
[0004]這種結(jié)構(gòu)的振子臂使單個(gè)輻射單元能滿足要求，但在組成陣列時(shí)(陣列通常由2?10個(gè)輻射單元組成)，對(duì)隔離度影響較大，往往組成陣列后的隔離度只有22dB左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到28dB的要求。因而需要在輻射單元之間或者振子臂下方增加諸于片狀、條狀金屬片，來(lái)勉強(qiáng)解決隔離度的問(wèn)題，但增加了生產(chǎn)難度和成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種寬帶雙極化輻射單元及陣列天線，能夠有效提高單個(gè)輻射單元的阻抗帶寬，改善輻射單元的隔離度和交叉極化比；在輻射單元組成陣列天線時(shí)，仍保持良好的隔離度和交叉極化比。
[0006]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種寬帶雙極化輻射單元，用于裝設(shè)于反射板上組成天線，所述寬帶雙極化輻射單元包括支撐件和四個(gè)形狀不同的振子臂；
[0007]四個(gè)振子臂位于同一平面，排列成兩行兩列的陣列，構(gòu)成兩對(duì)正交極化的偶極子；以所述陣列的對(duì)角線為軸，所述四個(gè)振子臂關(guān)于所述軸呈非對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述振子臂為鏤空四邊形結(jié)構(gòu)；所述振子臂為鏤空四邊形結(jié)構(gòu)；
[0008]所述四個(gè)振子臂分別與所述支撐件的四角連接，所述支撐件位于所述振子臂的下方，且垂直于振子臂平面；各振子臂的靠近陣列中心的角部處開(kāi)設(shè)有切角，并在所述切角處與其對(duì)應(yīng)的支撐件的角部連接；
[0009]所述支撐件為中空結(jié)構(gòu)，所述支撐件的每一壁面的中部設(shè)有等高等寬的凹槽。
[0010]相應(yīng)地，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種陣列天線，包括反射板和裝設(shè)于所述反射板上的多個(gè)上述寬帶雙極化輻射單元。
[0011]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的寬帶雙極化輻射單元及陣列天線，能夠有效提高單個(gè)輻射單元的阻抗帶寬，改善輻射單元的隔離度和交叉極化比；通過(guò)振子臂的非完全對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使輻射單元在組成陣列天線時(shí)，仍保持良好的隔離度和交叉極化比；輻射單元一體成型，易于生產(chǎn)，一致性好。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的寬頻雙極化輻射單元的俯視圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型提供的寬頻雙極化輻射單元的一個(gè)實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型提供的寬頻雙極化輻射單元的一個(gè)實(shí)施例的裝配圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型提供的寬頻雙極化輻射單元的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是本實(shí)用新型提供的寬頻雙極化輻射單元的一個(gè)實(shí)施例的定位板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖6是本實(shí)用新型提供的寬頻雙極化輻射單元的一個(gè)實(shí)施例的定位板和饋電件連接結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖7是本實(shí)用新型提供的寬頻雙極化輻射單元的一個(gè)實(shí)施例的饋電件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖8是本實(shí)用新型提供的寬頻雙極化輻射單元的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
[0020]圖9是本實(shí)用新型提供的陣列天線的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0022]參見(jiàn)圖2，是本實(shí)用新型提供的寬頻雙極化輻射單元的一個(gè)實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]本實(shí)施例提供一種寬帶雙極化輻射單元，用于裝設(shè)于反射板I上組成天線。如圖3?8所示，寬帶雙極化輻射單元包括支撐件9和四個(gè)形狀不同的振子臂；
[0024]四個(gè)振子臂位于同一平面，排列成兩行兩列的陣列，構(gòu)成兩對(duì)正交極化的偶極子；以陣列的對(duì)角線為軸，四個(gè)振子臂關(guān)于V軸和太呈非對(duì)稱結(jié)構(gòu)；振子臂為鏤空四邊形結(jié)構(gòu)。
[0025]四個(gè)振子臂的非對(duì)稱設(shè)計(jì)，既保證了單個(gè)輻射單元的阻抗、隔離度和交叉極化比具有帶寬特性，又保證其在組成陣列天線時(shí)仍具有良好的隔離度。而且，振子臂的鏤空設(shè)計(jì)，改善了輻射單元的阻抗匹配和交叉極化比的性能。
[0026]四個(gè)振子臂分別與支撐件9的四角連接，支撐件9位于振子臂的下方，且垂直于振子臂平面；各振子臂的靠近陣列中心的角部處開(kāi)設(shè)有切角，并在切角處與其對(duì)應(yīng)的支撐件9的角部連接；
[0027]支撐件9為中空結(jié)構(gòu)，支撐件的每一壁面的中部設(shè)有等高等寬的凹槽4。
[0028]進(jìn)一步地，四個(gè)振子臂包括第一振子臂11，第二振子臂21，第三振子臂12和第四振子臂22 ;第一振子臂11與第三振子臂12構(gòu)成第一對(duì)偶極子，第二振子臂21與第四振子臂22構(gòu)成第二對(duì)偶極子；
[0029]支撐件9包括第一通孔13，第二通孔23，第三通孔14和第四通孔41 ；
[0030]第一通孔13與第一振子臂11的切角的位置相對(duì)應(yīng)，形狀相匹配；第二通孔23與第二振子臂21的切角的位置相對(duì)應(yīng)，形狀相匹配；第三通孔14與第三振子臂12的切角的位置相對(duì)應(yīng)，形狀相匹配；第四通孔41與第四振子臂22的切角的位置相對(duì)應(yīng)，形狀相匹配。
[0031]進(jìn)一步地，寬帶雙極化輻射單元還包括第一轉(zhuǎn)換饋電裝置8和第二轉(zhuǎn)換饋電裝置15 ;第一轉(zhuǎn)換饋電裝置8和第二轉(zhuǎn)換饋電裝置15設(shè)于支撐件的底部；
[0032]第一轉(zhuǎn)換饋電裝置8與第一通孔13相貫通，第二轉(zhuǎn)換饋電裝置15與第二通孔23相貫通。
[0033]進(jìn)一步地，寬帶雙極化輻射單元還包括第一饋電件40和第二饋電件42 ；
[0034]第一饋電件40包括饋線Tl、饋線T3和饋線T5 ;饋線Tl豎直設(shè)置在第一通孔13和第一轉(zhuǎn)換饋電裝置8中，饋線T3豎直設(shè)置在第三通孔14中；且饋線Tl的長(zhǎng)度大于饋線T3的長(zhǎng)度；饋線T5水平設(shè)置，饋線T5的一個(gè)端頭與饋線Tl的上端連接，饋線T5的另一個(gè)端頭與饋線T3的上端連接；饋線T3和饋線T5構(gòu)成L型探針。
[0035]第二饋電件42包括饋線T2(附圖中未標(biāo)出)、饋線Τ3(附圖中未標(biāo)出)和饋線Τ6(附圖中未標(biāo)出);饋線Τ2豎直設(shè)置在第二通孔23和第二轉(zhuǎn)換饋電裝置15中，饋線Τ4豎直設(shè)置在第四通孔41中；且饋線Τ2的長(zhǎng)度大于饋線Τ4的長(zhǎng)度；饋線Τ6水平設(shè)置，饋線Τ6的一個(gè)端頭與饋線Τ2的上端連接，饋線Τ6的另一個(gè)端頭與饋線Τ4的上端連接；饋線Τ4和饋線Τ6構(gòu)成L型探針。
[0036]進(jìn)一步地，寬頻雙極化輻射單元還包括隔離片5 ；
[0037]第一饋電件40和第二饋電件42分別通過(guò)隔離片5固定且隔離在支撐件9中。隔離片5為塑料片。
[0038]進(jìn)一步地，寬頻雙極化輻射單元還包括定位板6 ;定位板6下方設(shè)有第一對(duì)突起51和第二對(duì)突起52 ；
[0039]第一對(duì)突起51與饋線Τ5的位置相對(duì)應(yīng)，第二對(duì)突起52與饋線Τ6的位置相對(duì)應(yīng)，第二對(duì)突起52的高度大于第一對(duì)突起51的高度，以使第一饋電件40和第二饋電件42相隔離；
[0040]定位板6的四角下方各設(shè)有倒鉤35 ;每個(gè)振子臂上具有與倒鉤35相匹配的定位孔34 ；
[0041]定位板6位于四個(gè)振子臂的上方，定位板6上的倒鉤35與每個(gè)振子臂上的定位孔34卡緊，使定位板6固定在四個(gè)振子臂上。
[0042]需要說(shuō)明的是，定位板6為鏤空設(shè)計(jì)，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
[0043]進(jìn)一步地，寬頻雙極化輻射單元還包括第一同軸電纜和第二同軸電纜；
[0044]第一轉(zhuǎn)換饋電裝置上設(shè)有第一饋電槽30 ;第一同軸電纜的屏蔽層焊接在第一饋電槽30上，第一同軸電纜的芯線焊接在饋線Tl的底端；
[0045]第二轉(zhuǎn)換饋電裝置上設(shè)有第二饋電槽32 ;第二同軸電纜的屏蔽層焊接在第二饋電槽32上，第二同軸電纜的芯線焊接在饋線Τ2的底端。
[0046]需要說(shuō)明的是，輻射單元的饋電方式有兩種:耦合饋電，第一饋電件40和第二饋電件42分別通過(guò)隔離片5隔離在支撐件9中，并分別通過(guò)第一同軸電纜和第二同軸電纜進(jìn)行饋電；連接饋電，饋線Tl的底端和饋線Τ2的底端分別與支撐件9焊接，形成短路進(jìn)行饋電。
[0047]進(jìn)一步地，支撐件9的底端還設(shè)有螺紋孔7，支撐件9通過(guò)螺紋孔7固定在反射板I上。
[0048]需要說(shuō)明的是，支撐件9的底端還設(shè)有定位柱10，反射板I上設(shè)有與定位柱10相匹配的圓孔(附圖中未標(biāo)出)。將定位柱10固定于圓孔中，防止輻射單元與反射板I固定時(shí)左右擺動(dòng)。
[0049]優(yōu)選地，四個(gè)振子臂、支撐件9、螺紋孔7和兩個(gè)轉(zhuǎn)換饋電裝置是一體成型的裝置，其采用鋁或鋅合金鑄造而成。一體化結(jié)構(gòu)使輻射單元易于生產(chǎn)，一致性好。
[0050]參見(jiàn)圖9，是本實(shí)用新型提供的陣列天線的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該陣列天線，包括反射板I和裝設(shè)于反射板I上的多個(gè)寬帶雙極化輻射單元；該寬帶雙極化輻射單元的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中的寬頻雙極化輻射單元的結(jié)構(gòu)相同，在此不再詳細(xì)描述。
[0051]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種寬帶雙極化輻射單元，用于裝設(shè)于反射板上組成天線，其特征在于，所述寬帶雙極化輻射單元包括支撐件和四個(gè)形狀不同的振子臂； 四個(gè)振子臂位于同一平面，排列成兩行兩列的陣列，構(gòu)成兩對(duì)正交極化的偶極子；以所述陣列的對(duì)角線為軸，所述四個(gè)振子臂關(guān)于所述軸呈非對(duì)稱結(jié)構(gòu)；所述振子臂為鏤空四邊形結(jié)構(gòu)； 所述四個(gè)振子臂分別與所述支撐件的四角連接，所述支撐件位于所述振子臂的下方，且垂直于振子臂平面；各振子臂的靠近陣列中心的角部處開(kāi)設(shè)有切角，并在所述切角處與其對(duì)應(yīng)的支撐件的角部連接； 所述支撐件為中空結(jié)構(gòu)，所述支撐件的每一壁面的中部設(shè)有等高等寬的凹槽。
2.如權(quán)利要求1所述的寬帶雙極化輻射單元，其特征在于，所述四個(gè)振子臂包括第一振子臂，第二振子臂，第三振子臂和第四振子臂；所述第一振子臂與所述第三振子臂構(gòu)成第一對(duì)偶極子，所述第二振子臂與所述第四振子臂構(gòu)成第二對(duì)偶極子； 所述支撐件包括第一通孔，第二通孔，第三通孔和第四通孔； 所述第一通孔與所述第一振子臂的切角的位置相對(duì)應(yīng)，形狀相匹配；所述第二通孔與所述第二振子臂的切角的位置相對(duì)應(yīng)，形狀相匹配；所述第三通孔與所述第三振子臂的切角的位置相對(duì)應(yīng)，形狀相匹配；所述第四通孔與所述第四振子臂的切角的位置相對(duì)應(yīng)，形狀相匹配。
3.如權(quán)利要求2所述的寬帶雙極化輻射單元，其特征在于，所述寬帶雙極化輻射單元還包括第一轉(zhuǎn)換饋電裝置和第二轉(zhuǎn)換饋電裝置；所述第一轉(zhuǎn)換饋電裝置和所述第二轉(zhuǎn)換饋電裝置設(shè)于所述支撐件的底部； 所述第一轉(zhuǎn)換饋電裝置與所述第一通孔相貫通，所述第二轉(zhuǎn)換饋電裝置與所述第二通孔相貫通。
4.如權(quán)利要求3所述的寬帶雙極化輻射單元，其特征在于，所述寬帶雙極化輻射單元還包括第一饋電件和第二饋電件； 所述第一饋電件包括饋線Tl、饋線T3和饋線T5 ;饋線Tl豎直設(shè)置在所述第一通孔和所述第一轉(zhuǎn)換饋電裝置中，饋線T3豎直設(shè)置在所述第三通孔中；且饋線Tl的長(zhǎng)度大于饋線T3的長(zhǎng)度；饋線T5水平設(shè)置，饋線T5的一個(gè)端頭與饋線Tl的上端連接，饋線T5的另一個(gè)端頭與饋線T3的上端連接；饋線T3和饋線T5構(gòu)成L型探針； 所述第二饋電件包括饋線T2、饋線T3和饋線T6 ;饋線T2豎直設(shè)置在所述第二通孔和所述第二轉(zhuǎn)換饋電裝置中，饋線T4豎直設(shè)置在所述第四通孔中；且饋線T2的長(zhǎng)度大于饋線T4的長(zhǎng)度；饋線T6水平設(shè)置，饋線T6的一個(gè)端頭與饋線T2的上端連接，饋線T6的另一個(gè)端頭與饋線T4的上端連接；饋線T4和饋線T6構(gòu)成L型探針。
5.如權(quán)利要求4所述的寬帶雙極化輻射單元，其特征在于，所述寬帶雙極化輻射單元還包括隔離片； 所述第一饋電件和所述第二饋電件分別通過(guò)所述隔離片固定且隔離在所述支撐件中。
6.如權(quán)利要求5所述的寬帶雙極化輻射單元，其特征在于，所述寬帶雙極化輻射單元還包括定位板；所述定位板下方設(shè)有第一對(duì)突起和第二對(duì)突起； 所述第一對(duì)突起與所述饋線T5的位置相對(duì)應(yīng)，所述第二對(duì)突起與所述饋線T6的位置相對(duì)應(yīng)，所述第二對(duì)突起的高度大于所述第一對(duì)突起的高度，以使所述第一饋電件和所述第二饋電件相隔離； 所述定位板的四角下方各設(shè)有倒鉤；每個(gè)振子臂上具有與所述倒鉤相匹配的定位孔； 所述定位板位于所述四個(gè)振子臂的上方，所述定位板上的倒鉤與每個(gè)振子臂上的定位孔卡緊，使所述定位板固定在所述四個(gè)振子臂上。
7.如權(quán)利要求6所述的寬帶雙極化輻射單元，其特征在于，所述寬帶雙極化輻射單元還包括第一同軸電纜和第二同軸電纜； 所述第一轉(zhuǎn)換饋電裝置上設(shè)有第一饋電槽；所述第一同軸電纜的屏蔽層焊接在所述第一饋電槽上，所述第一同軸電纜的芯線焊接在所述饋線Tl的底端； 所述第二轉(zhuǎn)換饋電裝置上設(shè)有第二饋電槽；所述第二同軸電纜的屏蔽層焊接在所述第二饋電槽上，所述第二同軸電纜的芯線焊接在所述饋線T2的底端。
8.如權(quán)利要求3所述的寬帶雙極化輻射單元，其特征在于，所述支撐件的底端還設(shè)有螺紋孔，所述支撐件通過(guò)所述螺紋孔固定在所述反射板上。
9.如權(quán)利要求8所述的寬帶雙極化輻射單元，其特征在于，所述四個(gè)振子臂、所述支撐件、所述螺紋孔和所述兩個(gè)轉(zhuǎn)換饋電裝置是一體成型的裝置。
10.一種陣列天線，其特征在于，包括反射板和裝設(shè)于所述反射板上的多個(gè)寬帶雙極化輻射單元；所述寬帶雙極化輻射單元是如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的寬帶雙極化輻射單元。
【文檔編號(hào)】H01Q19/10GK204118242SQ201420387885
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】詹敏峰, 陳韶明 申請(qǐng)人:廣州杰賽科技股份有限公司