宽频双极化天线辐射单元及其天线制造技术

本发明专利技术适用于移动通信基站天线领域，提供了一种宽频双极化天线辐射单元，包括一体成型的辐射体、两对平衡器及底盘；辐射体包括两对对称阵子；每个阵子通过与其对应的平衡器与底盘相连；每个平衡器顶部设有馈电连接凸台；各阵子包括由多段结构构成的两个偶极子臂，两个偶极子臂关于其对应的平衡器对称，各偶极子臂包括位于其末段的加载段，加载段沿垂直于底盘平面的向上与向下的两个方向延伸。该辐射单元交叉极化特性好、辐射图收敛且机械性能强，结构可靠，易加工生产。同时还公开了一种使用上述辐射单元的宽频天线，该天线交叉极化特性好，辐射收敛性好，电性能一致性好，天线组阵中所述辐射单元间及所述辐射单元与高频振子间的互耦影响小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于移动通信基站天线领域，尤其涉及一种宽频双极化天线辐射单元及使用该辐射单元的宽频天线。
技术介绍
随着移动通信技术的发展和实际运用环境复杂性逐渐提高，移动通信技术对基站天线的要求也越来越高。因此，高互调、高辐射性能、高可靠性的天线越来越成为成移动通信运营商青睐的宠儿。作为手机移动通信收发的终端，基站天线一般由形式相同的辐射单元组合成阵列形式，以获得高的增益。辐射单元的增益，交叉极化比，前后比等性能也直接影响到整个天线的增益，交叉极化比，前后比等指标。目前，双极化天线的辐射单元多采用微带贴片单元、一对正交的半波阵子或者两对正交半波阵子结构来实现双极化。目前移动通信领域低频段790MHZ-960MHZ的相对带宽为19.4％，高频段1710MHZ-2170MHZ的相对带宽为123.7%，一般来说带宽越宽，其辐射性能在整个频带内的离散特性越明显。微带天线以其复杂的寄生结构和装配流程逐渐被市场淘汰；而对于采用一对半波阵子结构实现双极化的辐射单元，增益优势不够明显，且在宽频带全频带范围内的方向图离散特性较为明显，而采用两对正交半波阵子结构的双极化辐射单元方式能带来更高的单元增益，更好的方向图收敛特性，而越来越受到厂家的重视。毫无疑问，采用二对半波阵子实现的双极化辐射单元结构上相对前二者较为复杂，尤其790-960MHz低频段阵子体积大，重量劣势表现明显，给产品可靠性带来隐患，因此，在提高其辐射性能的同时，如何降低辐射单元的体积，降低重量，提高可靠性，保证产品的性能一致性，同时兼顾多频复合阵子使用时的性能成为挑战。在组阵时，一般是将多个不同的辐射单元组成阵列使用，如将多个宽频双极化天线辐射单元组合成阵列，或作为多频天线在所述辐射单元之间及辐射单元中设置高频振子，当所述辐射单元的阵子体积大，会遮蔽其外部高频振子，而对外部高频振子产生不良影响，当所述辐射单元内部结构过于靠近内嵌高频振子，造成阵子之间互耦增大。如专利CN201134512Y和CN 102013560就是描述的这样一种由二对对称阵子组成的辐射单元形式，但其仍存在以下不足：1、CN201134512Y阵子壁末端较粗的截面造成对称振子臂的末端重量过大，在运输和应用中由于振动会影响偶极子臂和平衡器连接的可靠性，甚至有断裂的风险。同样的，全部向下弯曲的加载段也没有经过减重处理，增加可靠性风险。2、CN201134512Y平衡器直线连接对称阵子和环形底座，内置高频振子时，其平衡器臂过于靠近高频振子，造成较大的互耦影响。3、CN 102013560虽然提到CN201134512Y的部分不足并做了相应的改进，但仍存在其不足，如阵子壁其采用采用加载段向内折弯的结构，其虽然使得对高频的耦合度有所降低，但是其向内折弯会对内部的高频振子方向图辐射形成一定程度的遮挡，影响辐射图效果。4、CN 102013560其采用金属折线薄片作为辐射体，其意图提高可加工性和可靠性，但在实际运用中，其需要大量的外部塑料件来实现稳固，对性能一致性存在影响。5、CN 102013560阵子单元臂的金属折线的形式导致电镀表面积增大，无疑会提高了阵子的加工成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有增益高，交叉极化特性好，辐射性能高度收敛，结构可靠性高，易加工生产的宽频双极化天线辐射单元。本专利技术是这样实现的，一种宽频双极化天线辐射单元，包括一体成型的辐射体、两对平衡器及底盘；所述辐射体包括两对呈正交且对称设置的阵子；所述两对平衡器分别与所述两对阵子对应，每个所述阵子通过与其对应的所述平衡器与所述底盘相连；每个所述平衡器顶端具有馈电连接凸台；每个所述阵子包括由多段结构构成的两个偶极子臂，所述两个偶极子臂关于其对应的所述平衡器对称，每个偶极子臂包括位于其末段的加载段，所述加载段沿垂直于所述底盘平面的向上与向下的两个方向延伸。具体地，每个所述偶极子臂还包括依次相连的长圆柱体段、折弯段、短圆柱体段、长方体结构段，所述长方体结构段的末端与所述加载段相连。更具体地，所述加载段呈半圆筒形。进一步地，所述长方体结构呈具有垂直于所述底盘平面的开口的叉形结构；所述加载段的半圆筒与所述叉形结构合围成框形结构。进一步地，所述加载段具有垂直于所述底盘平面的通口，该通口与所述长方体结构的开口相连通。具体地，所述长圆柱体段、折弯段和短圆柱体段横截面面积相同。具体地，每个所述平衡器的呈三段折线形式，其包括依次相连的第一段、第二段和第三段；所述第三段与所述底盘相连；所述第一段与所述辐射体相连，且垂直于所述底盘平面。进一步地，每个所述阵子的长度相同，且为0.43至0.46个波长。具体地，所述底盘底面呈圆形，且其底面设置有将该底盘安装于所述反射板上的安装台。本专利技术，通过将两对对称阵子正交设置，形成双极化结构，交叉极化特性好，辐射收敛性好的特点；将辐射体、平衡器和底盘一体成型，结构可靠性高，同时将每个偶极子臂设为多段结构，易进行加工生产，通过多段结构使偶极子臂向内折弯可减少辐射体的口径，从而减少辐射单元组阵时辐射单元之间的互耦和对辐射单元外的高频振子的影响，且体积变小、重量减低，而机械性能得到加强。将加载段设置为沿垂直于所述底盘平面的两个方向延伸，可以起到调节谐振的功能。加载段的长短对应于谐振频率的偏移，加载段的使用有效减低偶极子臂的长度减少辐射体的口径，从而降低阵子耦合；加载段不全部向上延伸可以减低阵子高度缩减整机厚度，不全部向下延伸可以在嵌套组合阵子的使用时降低与嵌套阵子间的互耦影响，通过合理的调节加载段，不仅可以起调节谐振点的作用，而且可以尽大程度的降低嵌套组合阵子的耦合。进一步地，将偶极子臂的长方体结构和加载段设置为具有垂直于所述底盘所述在面的开口与通口的结构，不仅起到阻抗调节作用，还可以降低阵子的重量，尤其使得偶极子臂与平衡器连接点形成的力矩减小，降低偶极子臂因振动而断裂的风险，减少其在运输及实际应用中损坏的概率，提高阵子的可靠性。本专利技术，平衡器与辐射体的阵子成一一对应关系，由两对平衡器构成，四个平衡器呈对称关系，每个平衡器的主体是呈三段折线形式，可以通过调整不同段之间的夹角来调整整个平衡器的长度；其中第一段垂直于所述反射板，在辐射单元作为嵌套组合阵子使用时，使得平衡器臂远离内部高频振子，能有效降低其对内嵌套的高频振子的耦合。本专利技术另一目的在于提供一种宽频天线，包括用于信号反射的反射板，所述反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽频双极化天线辐射单元，其特征在于：包括一体成型的辐射体、两对平衡器及底盘；所述辐射体包括两对呈正交且对称设置的阵子；所述两对平衡器分别与所述两对阵子对应，每个所述阵子通过与其对应的所述平衡器与所述底盘相连；每个所述平衡器顶端具有馈电连接凸台；每个所述阵子包括由多段结构构成的两个偶极子臂，所述两个偶极子臂关于其对应的所述平衡器对称，每个偶极子臂包括位于其末段的加载段，所述加载段沿垂直于所述底盘平面的向上与向下的两个方向延伸。

【技术特征摘要】
1.一种宽频双极化天线辐射单元，其特征在于：包括一体成型的辐射体、
两对平衡器及底盘；所述辐射体包括两对呈正交且对称设置的阵子；所述两对
平衡器分别与所述两对阵子对应，每个所述阵子通过与其对应的所述平衡器与
所述底盘相连；每个所述平衡器顶端具有馈电连接凸台；每个所述阵子包括由
多段结构构成的两个偶极子臂，所述两个偶极子臂关于其对应的所述平衡器对
称，每个偶极子臂包括位于其末段的加载段，所述加载段沿垂直于所述底盘平
面的向上与向下的两个方向延伸。
2.如权利要求1所述的宽频双极化天线辐射单元，其特征在于：每个所述
偶极子臂还包括依次相连的长圆柱体段、折弯段、短圆柱体段、长方体结构段，
所述长方体结构段的末端与所述加载段相连。
3.如权利要求2所述的宽频双极化天线辐射单元，其特征在于：所述加载
段呈半圆筒形。
4.如权利要求3所述的宽频双极化天线辐射单元，其特征在于：所述长方
体结构呈具有垂直于所述底盘平面的开口的叉形结构；所述加载段的半圆筒与
所述叉形结构合围成框形结构。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆胜军，
申请(专利权)人：摩比天线技术深圳有限公司，摩比通讯技术吉安有限公司，摩比科技西安有限公司，
类型：发明
国别省市：