宽波束高增益双极化定向天线制造技术

宽波束高增益双极化定向天线，包括反射板、H/V交叉振子阵列、双框体边界；反射板的中部为平直部分，两侧为弯折部分，两个弯折部分的边缘各对称加载两对L形卷边，在反射板的中心设有H/V交叉振子阵列，H/V交叉振子阵列的两侧设有部分设置在反射板上的双框体边界，通过合理设计反射板以及反射板的复合边界，采用搭配H/V交叉振子阵列，提供一种宽带宽、高增益、超宽波束、双极化、高隔离、低剖面、低成本、易生产的定向基站天线。

Wide Beam High Gain Dual Polarization Directional Antenna

Broad-beam and high-gain dual-polarization directional antenna includes reflector plate, H/V cross-oscillator array and double-frame boundary; the middle part of the reflector plate is flat, the two sides are bended, the edges of the two bending parts are symmetrically loaded with two pairs of L-shaped edges, the center of the reflector plate is equipped with H/V cross-oscillator array, and the two sides of the H/V cross-oscillator array are equipped with a double-frame part on the reflector plate. By reasonably designing the composite boundary of the reflector plate and the reflector plate, a directional base station antenna with wide bandwidth, high gain, ultra-wide beam, dual polarization, high isolation, low profile, low cost and easy production is provided by using H/V cross-oscillator array.

【技术实现步骤摘要】
宽波束高增益双极化定向天线
本专利技术涉及移动通信基站天线设备与技术，特别是涉及宽波束高增益双极化定向天线。
技术介绍
随着网络部署密度不断增大，移动通信已基本实现信号广域连续覆盖。然而，受限于工作频带和覆盖区域的限制，宏蜂窝难以满足高速数据传输和大系统容量的需求。相比之下，5.8G的ISM频段免许可、带宽宽、容量大、传播特性好、天线尺寸小，非常适合用户密集的局域高速数据业务。这类基站或无线接入点（AccessPoint,AP）天线通常覆盖5.15~5.85GHz频段（BW=12.73%）、增益高（G>12dBi）和水平波宽宽（90°以上）、双线极化（H/V或±45°），以覆盖较大区域、服务较多用户，从而获得良好的覆盖效果和较佳的经济性。再者，低旁瓣SLL和高前后比FTBR也是基本指标，可以避免干扰到邻近小区。除此之外，小型化、低剖面、重量轻也是重要要求，以方便安装和实现良好的用户感受。宽带、低剖面和双极化天线，常用形式有微带贴片和半波振子，前者剖面很低（小于0.1×λ），后者高度约四分之一波长。但是，当工作于5.8G时，由于波长短，半波振子的剖面高度尚可接受。然而，两者的水平波宽仅60~70o，无法满足90o以上的超宽波宽要求，即使振子下垂也难以实现。而其他超宽波束天线，如小焦径比抛物面天线的介质辐射头，又不具备低剖面和超宽带特性，且馈电复杂、体积大、成本高。鉴于半波阵子的诸多优点，只需克服波宽较窄的缺点，即可很好地满足应用需要。实现半波阵子波束展宽的常规方法是，振子两臂下垂和减小地板尺寸。然而，上述方法的波宽展宽效果十分有限，远远不能满足整个带内90o以上的水平波宽要求。相比之下，若在地板两侧边缘加载特殊形状和尺寸的金属边界的话，则可将水平波宽展宽至90°或更宽。然而，由于H/V极化特性的固有差异，无论加载什么形状的地板边界，都无法保证两者方向图完全一致，尤其是水平波宽HPBW和前后比FTBR。相比之下，地板边界相对于±45°极化的一致性则好很多，这也是为什么绝大部分基站天线选用±45°双极化的原因。尽管如此，我们仍可探索出一种较理想的边界，使其对于H/V极化具有较佳的一致性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种宽带宽、高增益、超宽波束、双极化、高隔离、低剖面、低成本、易生产的定向基站天线。通过合理设计反射板以及反射板的复合边界，采用搭配H/V交叉振子阵列，实现上述设计目标。为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：宽波束高增益双极化定向天线，包括反射板、H/V交叉振子阵列、双框体边界；所述的反射板的中部为平直部分，反射板的两边先朝下再朝两侧弯折为弯折部分，两个弯折部分的边缘各对称加载两对L形卷边，同侧的两对L形卷边背对背设置，位于内侧的L形卷边朝向平直部分设置，位于外侧的L形卷边背向平直部分设置，L形卷边的竖直始端与反射板连接，L形卷边的弯折端位于L形卷边的竖直始端的上方，在L形卷边的长度方向上排列开设多个缺口，同侧的两对L形卷边的缺口相对应，缺口从L形卷边弯折端的边缘开设到L形卷边竖直始端的中部；所述的H/V交叉振子阵列设置在反射板的平直部分中心位置并由馈电网络馈电，H/V交叉振子阵列由多个沿反射板轴线方向设置的H/V交叉振子对排列而成；所述的双框体边界设有两对，两对双框体边界分别对称设置在H/V交叉振子阵列的两侧，双框体边界的竖直高度低于H/V交叉振子阵列的高度，双框体边界的一端设置在反射板的平直部分上，其另一端设置所处位置的反射板的弯折部分的上方，双框体边界由多个双框体组成，每个双框体由两个大小不同并同心嵌套的正方形框体组成，两个正方形框体的对角线相重合，两个正方形框体的其中一条对角线与反射板的轴线平行，两个正方形框体的垂直于反射板轴线的对角线上设有一水平段，该水平段将内外正方形框的两侧顶点连为一体。本专利技术所述的H/V交叉振子对由呈正交设置的H极化振子和V极化振子组成，H极化振子和V极化振子均包括介质基板以及设置在介质基板两侧的对称振子和微带馈线，H极化振子的微带馈线和V极化振子的微带馈线高低错开不相交。本专利技术所述的对称振子包括两个对称设置的振子臂，两振子臂之间设有间隙，振子臂包括竖直巴仑、顶部水平中段和下垂末端，顶部水平中段两端分别连接竖直巴仑和下垂末端，竖直巴仑的上部内侧边缘上开设有L形槽，L形槽长度为Lzl=(0.05~0.085)⋅λL，顺着振子臂的上边缘内侧开设有至少一条纵向槽，顺着振子臂的下边缘内侧也开设有至少一条纵向槽，位于上边缘的纵向槽的起始端和末端均呈L形，位于上边缘的纵向槽的下垂末端处设有朝内的突起，位于上边缘的纵向槽起始端的L形槽长度为Lzql=(0.05~0.09)⋅λL，λL为最低频率的真空波长。本专利技术所述的微带馈线包括具有馈电端的起始竖直段、顶部水平段和末端竖直段，顶部水平段的两端分别连接起始竖直段和末端竖直段，在起始竖直段上连接有L形短路枝节，L形短路枝节的长度为Lqd=(0.05~0.15)⋅λL，在起始竖直段上连接有至少一个水平开路枝节，水平开路枝节的长度为LSk=(0.01~0.05)⋅λL，末端竖直段包括竖直连接在顶部水平段上的末端开路枝节和末端短路枝节，末端开路枝节的长度为Lmk=(0.05~0.15)⋅λL，末端短路枝节的长度为Lmd=(0.10~0.20)⋅λL，λL为最低频率的真空波长。本专利技术内侧的L形卷边弯折端的缺口的两侧切角或/和外侧的L形卷边弯折端的缺口的两侧切角。本专利技术所述的反射板的平直部分的宽度为Wp=(0.85~1.25)⋅λL、反射板的弯折部分的宽度为Ww=(0.35~0.65)⋅λL，反射板的平直部分和弯折部分的高度差为H0=(0.10~0.25)⋅λL，L形卷边的竖直始端的高度为Hls=(0.25~0.40)⋅λL、L形卷边的弯折端卷边的宽度和高度分别为：Wlj=(0.10~0.2)⋅λL和Hlj=(0.15~0.25)⋅λL；同侧的两相对设置的L形卷边的竖直始端间距为Dl=(0.10~0.15)⋅λL，L形卷边的缺口高度和宽度分别为：Hq=(0.15~0.25)⋅λL、Wq=(0.15~0.25)⋅λL，λL为最低频率的真空波长。本专利技术的嵌套在内的正方形框体的对角线上设有一个与水平段相垂直的窄矩形框，水平段将内外正方形框体的两侧顶点以及窄矩形框连为一体，位于中央的窄矩形框长为A3=(0.35~0.39)⋅λL，长宽比9:1~12:1，λL为最低频率的真空波长。本专利技术的双框体直立时为柱体，其高度低于H/V交叉振子对；外正方形框体的边长分别为：A1=(0.45~0.55)⋅λL，内正方形框体的边长分别为：A2=(0.30~0.40)⋅λL，高度为H1=(0.22~0.28)⋅λL，λL为最低频率的真空波长。本专利技术的天线设有将反射板、由馈电网络馈电的H/V交叉振子阵列以及双框体边界完全包覆住的天线罩，天线罩为标准矩形薄壳腔体或顶部切角矩形薄壳腔体，天线罩采用ABS、ASA、PC、PVC、PE或玻璃钢加工成形。本专利技术的多个H/V交叉振子对排成直线H/V交叉振子阵列，H/V交叉振子对的阵元间距相等，L形卷边上的缺口和双框体水平对齐，且与相邻两振子的中间线平齐，相临的缺口间距、相临的双框体间距与相临的H/V交叉振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.宽波束高增益双极化定向天线，其特征在于：包括反射板、H/V交叉振子阵列、双框体边界；所述的反射板的中部为平直部分，反射板的两边先朝下再朝两侧弯折为弯折部分，两个弯折部分的边缘各对称加载两对L形卷边，同侧的两对L形卷边背对背设置，位于内侧的L形卷边朝向平直部分设置，位于外侧的L形卷边背向平直部分设置，L形卷边的竖直始端与反射板连接，L形卷边的弯折端位于L形卷边的竖直始端的上方，在L形卷边的长度方向上排列开设多个缺口，同侧的两对L形卷边的缺口相对应，缺口从L形卷边弯折端的边缘开设到L形卷边竖直始端的中部；所述的H/V交叉振子阵列设置在反射板的平直部分中心位置并由馈电网络馈电，H/V交叉振子阵列由多个沿反射板轴线方向设置的H/V交叉振子对排列而成；所述的双框体边界设有两对，两对双框体边界分别对称设置在H/V交叉振子阵列的两侧，双框体边界的竖直高度低于H/V交叉振子阵列的高度，双框体边界的一端设置在反射板的平直部分上，其另一端设置所处位置的反射板的弯折部分的上方，双框体边界由多个双框体组成，每个双框体由两个大小不同并同心嵌套的正方形框体组成，两个正方形框体的对角线相重合，两个正方形框体的其中一条对角线与反射板的轴线平行，两个正方形框体的垂直于反射板轴线的对角线上设有一水平段，该水平段将内外正方形框的两侧顶点连为一体。...

【技术特征摘要】
1.宽波束高增益双极化定向天线，其特征在于：包括反射板、H/V交叉振子阵列、双框体边界；所述的反射板的中部为平直部分，反射板的两边先朝下再朝两侧弯折为弯折部分，两个弯折部分的边缘各对称加载两对L形卷边，同侧的两对L形卷边背对背设置，位于内侧的L形卷边朝向平直部分设置，位于外侧的L形卷边背向平直部分设置，L形卷边的竖直始端与反射板连接，L形卷边的弯折端位于L形卷边的竖直始端的上方，在L形卷边的长度方向上排列开设多个缺口，同侧的两对L形卷边的缺口相对应，缺口从L形卷边弯折端的边缘开设到L形卷边竖直始端的中部；所述的H/V交叉振子阵列设置在反射板的平直部分中心位置并由馈电网络馈电，H/V交叉振子阵列由多个沿反射板轴线方向设置的H/V交叉振子对排列而成；所述的双框体边界设有两对，两对双框体边界分别对称设置在H/V交叉振子阵列的两侧，双框体边界的竖直高度低于H/V交叉振子阵列的高度，双框体边界的一端设置在反射板的平直部分上，其另一端设置所处位置的反射板的弯折部分的上方，双框体边界由多个双框体组成，每个双框体由两个大小不同并同心嵌套的正方形框体组成，两个正方形框体的对角线相重合，两个正方形框体的其中一条对角线与反射板的轴线平行，两个正方形框体的垂直于反射板轴线的对角线上设有一水平段，该水平段将内外正方形框的两侧顶点连为一体。2.如权利要求1所述的宽波束高增益双极化定向天线，其特征在于：所述的H/V交叉振子对由呈正交设置的H极化振子和V极化振子组成，H极化振子和V极化振子均包括介质基板以及设置在介质基板两侧的对称振子和微带馈线，H极化振子的微带馈线和V极化振子的微带馈线高低错开不相交。3.如权利要求2所述的宽波束高增益双极化定向天线，其特征在于：所述的对称振子包括两个对称设置的振子臂，两振子臂之间设有间隙，振子臂包括竖直巴仑、顶部水平中段和下垂末端，顶部水平中段两端分别连接竖直巴仑和下垂末端，竖直巴仑的上部内侧边缘上开设有L形槽，L形槽长度为Lzl=(0.05~0.085)⋅λL，顺着振子臂的上边缘内侧开设有至少一条纵向槽，顺着振子臂的下边缘内侧也开设有至少一条纵向槽，位于上边缘的纵向槽的起始端和末端均呈L形，位于上边缘的纵向槽的下垂末端处设有朝内的突起，位于上边缘的纵向槽起始端的L形槽长度为Lzql=(0.05~0.09)⋅λL，λL为最低频率的真空波长。4.如权利要求2所述的宽波束高增益双极化定向天线，其特征在于：所述的微带馈线包括具有馈电端的起始竖直段、顶部水平段和末端竖直段，顶部水平段的两端分别连接起始竖直段和末端竖直段，在起始竖直段上连接有L形短路枝节，L形短路枝节的长度为Lqd=(0.05~0.15)⋅λL，在起始竖直段上连接有至少一个水平开路枝节，水平开路枝节的长度为LSk=(0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李道铁，吴中林，刘木林，
申请(专利权)人：广东通宇通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44