一種寬頻帶雙極化偶極子天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬頻帶雙極化偶極子天線，包括四個振子和一個底座，四個振子兩兩對置，每兩個對置的振子形成一個極化；每個振子包括一對振子臂和一個巴倫結(jié)構(gòu)，振子臂通過巴倫與底座相連，所述巴倫上設(shè)有至少一個開路或短路枝節(jié)；本發(fā)明提供的寬頻帶雙極化偶極子天線，能夠通過調(diào)整所述短路枝節(jié)的長度和所述短路枝節(jié)在所述巴倫上的位置，可以實現(xiàn)對天線頻率響應(yīng)的調(diào)節(jié)，結(jié)合天線的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)，達到拓寬天線工作頻帶的作用；能夠覆蓋600MHz～900MHz頻帶，適用于寬頻，寬帶，多頻等無線通信系統(tǒng)中。
【專利說明】
一種寬頻帶雙極化偶極子天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于寬頻/多頻天線技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種寬頻帶雙極化偶極子天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動通信的發(fā)展，原先用于地面無線廣播電視的600MHz頻段被認(rèn)為是“部署廣域5G覆蓋層的首選頻段”。正如700MHz頻段在4G發(fā)展中所發(fā)揮的作用一樣，600MHz頻段也將為5G的發(fā)展做出同樣的貢獻，于是，目前各國運營商都在鼓勵廣播電視公司讓出部分頻段，以便將其應(yīng)用于移動服務(wù)。在這一背景下，工作于600MHz頻段的基站天線必將出現(xiàn)在下一步移動通信的產(chǎn)品名單中。
[0003]天線的小型化是在保持原有天線性能不變或是在性能略有損失的前提下，在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)原有天線的功能。對于移動通信的基站天線而言，其小型化具有諸多優(yōu)勢，例如降低建站成本;實現(xiàn)多系統(tǒng)共站;便于工程安裝;便于天線美化等。
[0004]基站天線小型化的實現(xiàn)方式主要有兩類。第一類稱為空間復(fù)用技術(shù)，該技術(shù)是在多頻天線的設(shè)計中將不同頻段的輻射單元(通常其兩個工作頻段的中心頻點呈2倍，或接近2倍的關(guān)系)重疊布置，又稱為共軸嵌套技術(shù)。其基本結(jié)構(gòu)是:將低頻單元(如800MHz單元)設(shè)計成方形或圓形，在其中心放置一個高頻天線單元(如2GHz單元)，并在兩個低頻單元之間放置一個或多個高頻天線單元。第二類稱為頻段分集復(fù)用技術(shù)，該技術(shù)將寬頻輻射單元通過濾波器劃分為頻譜較為接近且互相留有間隔的子頻段，進而在一個寬頻帶天線中實現(xiàn)多個窄頻段天線的功能。
[0005]針對即將應(yīng)用于移動通信的600MHz頻段而言，該頻段與目前移動通信使用的700MHz?900MHz頻段接近，為實現(xiàn)天線的小型化，最佳方法是開發(fā)600MHz?900MHz的寬頻天線單元，并通過濾波器實現(xiàn)頻段分集。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明解決的問題在于提供一種寬頻帶雙極化偶極子天線，可以覆蓋600MHz?900MHz頻帶，適用于寬頻，寬帶，多頻等無線通信系統(tǒng)中。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0008]—種寬頻帶雙極化偶極子天線，包括四個振子和一個底座，四個振子兩兩對置，每兩個對置的振子形成一個極化;每個振子包括一對振子臂和一個巴倫結(jié)構(gòu)，振子臂通過巴倫與底座相連，所述巴倫上設(shè)有至少一個開路或短路枝節(jié)。
[0009]所述的振子、巴倫以底座為中心相對稱，振子臂的形狀包括但不限于直線形式、折線形式和圓弧形式;巴倫的形狀包括但不限于圓弧形式、直線形式、和折線形式。
[0010]所述的振子上設(shè)有饋電點。
[0011]所述的饋電點包括設(shè)置在一個振子臂末端的饋電臂，伸向另一個振子臂，饋電臂與振子臂之間具有較小間隔，所述間隔在保證電氣開路的同時，能夠方便電纜焊接;巴倫連接在振子臂的末端。
[0012]所述的開路或短路枝節(jié)設(shè)置在巴倫的支柱的背面，其結(jié)構(gòu)為雙導(dǎo)線結(jié)構(gòu)或同軸線結(jié)構(gòu)。
[0013]所述短路枝節(jié)的長度為零，此時短路枝節(jié)演變?yōu)橐粋€振子的巴倫之間的短路連接。
[0014]所述短路鏈接與天線底座之間的兩個巴倫支柱合為一體，該部分的巴倫長度大于整個巴倫長度的1/4以上。
[0015]所述通過調(diào)整所述開路或短路枝節(jié)的長度、其在巴倫上的位置或高度，改善天線駐波特性對頻率的依賴性。
[0016]所述寬頻帶雙極化偶極子天線能夠覆蓋600MHz?900MHz頻帶。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0018]本發(fā)明提供的寬頻帶雙極化偶極子天線，通過構(gòu)建相對稱的振子和巴倫結(jié)構(gòu)，其中振子構(gòu)成了雙極化，而一個振子即為一個偶極子，包括一對振子臂和一個巴倫結(jié)構(gòu);振子臂輻射電磁波，饋電點將焊接在該處的電纜內(nèi)傳輸?shù)碾姶挪?內(nèi)心焊接在饋電臂上，外皮焊接在與該饋電臂相對的另外一個巴倫上)，巴倫能夠平衡饋電，讓兩個振子臂的電流大小相等，同時也起到支撐振子臂的作用。
[0019]本發(fā)明能夠覆蓋600MHz?900MHz頻帶，適用于寬頻，寬帶，多頻等無線通信系統(tǒng)中，該頻率范圍覆蓋了目前無線廣播電視的600MHz，在不增加天線數(shù)目的前提下，本技術(shù)為下一步該頻段應(yīng)用于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
[0020]本發(fā)明提供的寬頻帶雙極化偶極子天線，能夠通過調(diào)整所述短路或開路枝節(jié)的長度和所述短路或開路枝節(jié)在所述巴倫上的位置，可以實現(xiàn)對天線頻率響應(yīng)的調(diào)節(jié)，結(jié)合天線的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)，達到拓寬天線工作頻帶的作用。在微波頻段，短路和開路枝節(jié)(長度小于1/4工作波長)分別對應(yīng)感性或容性加載，而枝節(jié)的長度決定了加載導(dǎo)納的大小。通過調(diào)整枝節(jié)長度和它們的所述巴倫上的加載位置，能夠調(diào)整巴倫一端阻抗的頻率特性，結(jié)合天線的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)(如巴倫高度，振子長度等)，最終可達到拓寬天線工作頻帶的目的。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，所述巴倫上具有短路枝節(jié)；
[0022]圖2是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，所述巴倫上具有開路枝節(jié)；
[0023]圖3是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖，所述巴倫上的所述短路枝節(jié)的長度為零，所述短路枝節(jié)演變?yōu)樗霭蛡愔g的短路連接；
[0024]圖4是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖，所述短路鏈接與所述天線底座之間的巴倫結(jié)構(gòu)合為一體。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0026]參見圖1，本發(fā)明提供的寬頻帶雙極化偶極子天線，包括四個振子和一個底座，四個振子兩兩對置，每兩個對置的振子形成一個極化;每個振子包括一對振子臂和一個巴倫結(jié)構(gòu)，振子臂通過巴倫與底座相連，所述巴倫上設(shè)有至少一個開路或短路枝節(jié)。
[0027]實施例1
[0028]參見圖1，給出的本發(fā)明第一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實施例由四個振子11、12、13、14和一個底座100組成，四個振子兩兩對置，每兩個對置的振子形成一個極化，每個振子包括一對振子臂(2 Ia和21b，22a和22b，23a和23b，24a和24b)和一個巴倫結(jié)構(gòu)31、32、33、34，所述振子臂通過所述巴倫與底座100相連。在四個所述巴倫的支柱(91a和91b，92a和92b，93a和93b，94a和94b)上分別具有短路枝節(jié)31、32、33和34。所述四個振子通過饋電點11、12、13和14饋電。
[0029]本實施例中，通過在巴倫支柱上加載短路枝節(jié)31、32、33和34，能夠調(diào)節(jié)從饋電點向巴倫一側(cè)看過去的導(dǎo)納大小，通過調(diào)整這些枝節(jié)的長度及其在巴倫支柱上的位置，可以改變該導(dǎo)納的大小。通過這種設(shè)計，可以對振子臂的高度進行獨立調(diào)節(jié)(不影響?zhàn)侂婞c在巴倫一側(cè)的導(dǎo)納)，從而增大了天線設(shè)計的靈活性。綜上，通過調(diào)整所述短路枝節(jié)的長度和所述短路枝節(jié)在所述巴倫上的位置，結(jié)合天線的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)(如巴倫高度，振子長度等)，最終達到拓寬天線工作頻帶的目的。
[0030]本實施例中，給出了在每個所述巴倫上具有一個短路枝節(jié)的情況，但本發(fā)明的枝節(jié)數(shù)目并不限于此，設(shè)計人員完全可以通過增加枝節(jié)的數(shù)目，實現(xiàn)拓寬天線工作頻帶的設(shè)計目標(biāo)。
[0031]本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的是，所述短路枝節(jié)31、32、33和34還可通過其它方式實現(xiàn)，例如同軸線，其它形式的雙導(dǎo)線等，同時，其位置還可位于所述巴倫支柱的上方。
[0032]本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的是，所述巴倫支柱(9 Ia和91b，92a和92b，93a和93b，94a和94b)的形狀對天線工作特性的實現(xiàn)并不是唯一的，本發(fā)明中，所述巴倫支柱包括但不限于圓弧形式，所述巴倫還可以是直線，折線形式或其它曲線形式。
[0033]本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的是，所述振子臂(21a和21b，22a和22b，23a和23b，24a和24b)的形狀對天線工作特性的實現(xiàn)并不是唯一的，本發(fā)明中，所述振子臂包括但不限于直線形式，所述振子臂還可以是折線形式，圓弧形式或其它曲線形式。
[0034]實施例2
[0035]圖2為本發(fā)明第二種實施例提供的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施例為圖1所述實施例在所述短路枝節(jié)長度為零時的特殊情形。本實施例中，所述短路枝節(jié)演化為了在所述四個巴倫的支柱(9 Ia和9 Ib，92a 和 92b，93a 和 93b，94a 和 94b)間的短路鏈接 31、32、33 和 34。
[0036]結(jié)構(gòu)上，本實施例將短路枝節(jié)的長度設(shè)計為零，有助于降低天線加工的難度，同時可以減小天線的重量。
[0037]電氣上，本實施例相當(dāng)于減小了饋電點在巴倫一側(cè)的電長度，通過調(diào)整該短路鏈接點31、32、33和34的位置，可以調(diào)整與其對應(yīng)的導(dǎo)納的大小。通過該設(shè)計，可以對振子臂的高度進行獨立調(diào)節(jié)(不影響?zhàn)侂婞c在巴倫一側(cè)的導(dǎo)納)，從而增大了天線設(shè)計的靈活性。綜上，通過調(diào)整短路鏈接點31、32、33和34的位置，結(jié)合天線的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)(如巴倫高度，振子長度等)，最終可達到拓寬天線工作頻帶的目的。
[0038]實施例3
[0039]圖3為本發(fā)明第三種實施例提供的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施例為將圖2所述實施例中的所述短路鏈接與所述天線底座之間的巴倫支柱部分合為一體，鑒于實現(xiàn)上的偶然性，本發(fā)明中，所述合為一體的巴倫長度大于整個巴倫長度的1/4以上。
[0040]結(jié)構(gòu)上，本實施例將短路枝節(jié)的長度設(shè)計為零，并將鏈接點31、32、33和34以下部分的巴倫合為一體，有助于降低天線加工難度的同時，增加天線的剛度。
[0041 ]電氣上，本實施例與實施例2的原理相同。實施例2中，短路鏈接點31、32、33和34的位置向上和向下移動，對應(yīng)于本實施例中合為一體的巴倫部分的高度增加和減小。
[0042]實施例4
[0043]圖4為本發(fā)明第四種實施例提供的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖1所述實施例的技術(shù)方案不同的是，本實施例中，在四個所述巴倫的支柱(91a和91b，92a和92b，93a和93b，94a和94b)上分別具有開路枝節(jié)31，32，33和34。
[0044]本實施例與實施例1的原理基本相同，不同的是將短路枝節(jié)改為了開路枝節(jié)，電氣上相當(dāng)于將加載的感抗變成了容抗。
[0045]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述個各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對前述各實施例所述的技術(shù)方案進行修改，或者對其中不乏或者全部技術(shù)特征進行等同替換，但這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
[0046]以上給出的實施例是實現(xiàn)本發(fā)明較優(yōu)的例子，本發(fā)明不限于上述實施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的技術(shù)特征所做出的任何非本質(zhì)的添加、替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，包括四個振子和一個底座，四個振子兩兩對置，每兩個對置的振子形成一個極化;每個振子包括一對振子臂和一個巴倫結(jié)構(gòu)，振子臂通過巴倫與底座相連，所述巴倫上設(shè)有至少一個開路或短路枝節(jié)。2.如權(quán)利要求1所述的寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，所述的振子、巴倫以底座為中心相對稱，振子臂的形狀包括但不限于直線形式、折線形式和圓弧形式;巴倫的形狀包括但不限于圓弧形式、直線形式、和折線形式。3.如權(quán)利要求1所述的寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，所述的振子上設(shè)有饋電點。4.如權(quán)利要求3所述的寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，所述的饋電點包括設(shè)置在一個振子臂末端的饋電臂，伸向另一個振子臂，饋電臂與振子臂之間具有間隔;所述間隔在保證電氣開路的同時，能夠便于電纜焊接;巴倫連接在振子臂的末端。5.如權(quán)利要求1?4任何一項所述的寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，所述的開路或短路枝節(jié)設(shè)置在巴倫的支柱的背面，其結(jié)構(gòu)為雙導(dǎo)線結(jié)構(gòu)或同軸線結(jié)構(gòu)。6.如權(quán)利要求1?4任何一項所述的寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，所述短路枝節(jié)的長度為零，此時短路枝節(jié)演變?yōu)橐粋€振子的巴倫之間的短路連接。7.如權(quán)利要求6所述的寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，所述短路鏈接與天線底座之間的兩個巴倫支柱合為一體，該部分的巴倫長度大于整個巴倫長度的1/4以上。8.如權(quán)利要求1?4任何一項所述的寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，通過調(diào)整所述開路或短路枝節(jié)的長度、其在巴倫上的位置或高度，改善天線駐波特性對頻率的依賴性，拓寬天線工作頻帶。9.如權(quán)利要求8任何一項所述的寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，所述的開路或短路枝節(jié)的長度小于天線工作波長的1/4。10.如權(quán)利要求1?4任何一項所述的寬頻帶雙極化偶極子天線，其特征在于，所述寬頻帶雙極化偶極子天線能夠覆蓋600MHz?900MHz頻帶。
【文檔編號】H01Q5/48GK106025555SQ201610334129
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】劉淑芳, 劉少東
【申請人】西安電子科技大學(xué)