一种十字型结构辐射单元及其天线阵列制造技术

本发明专利技术公开了一种十字型结构辐射单元及其天线阵列。包括对称辐射臂、馈电片、介质垫片、馈电巴伦支撑柱、塑料底座及馈电同轴电缆；同时还包括由该辐射单元组成的阵列天线。两个对称辐射臂相互交叉呈十字型分布，且相对于辐射单元中心旋转对称；介质垫片为馈电片支撑件，隔离馈电片和馈电巴伦支撑柱；馈电巴伦支撑柱支撑并连接对称辐射臂；塑料底座设置在馈电巴伦支撑柱下端用于绝缘馈电巴伦支撑柱与外界反射板，馈电同轴电缆通过塑料底座与馈电片相连接；所述天线阵列是由若干相同十字型结构辐射单元沿直线排列，且阵列间距相等的天线系统。本发明专利技术体积小、频带宽、互调稳定性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信基站天线领域，主要包括一种十字型结构辐射单元，以及一款采用该辐射单元的天线阵列。
技术介绍
近年来，移动通信技术得到了快速发展，各种制式的通信系统共存的场合越来越多，由于各种制式的通信系统有各种不同的工作频段，且随着移动通信系统的逐步推广，通信系统的工作频段进一步展宽，使得移动通信系统对天线频带的要求更宽。此外，为节省基站安装资源，减少网络建设的成本，多种制式合一的通信系统方案受到越来越多的重视并广泛采用。CDMA 800MHz、GSM900MHz系统共站址共天线，需要天线工作频带覆盖790-960MHz。海外市场对超宽带高低频多端口基站天线的需求量较大，目前该类产品主要采用两种设计方案，即共轴加一列和肩并肩方案。共轴方案对称性差，会降低天线方向图波束指向性及方向图对称性。而肩并肩方案通过高低频振子并排组合实现，方向图对称性较好。该方案的实现需要一种不同于常规低频碗状的十字型结构辐射单元，该辐射单元采用铝合金一体化压铸成型，体积小、重量轻、产品造价低。除了工作带宽和方案需求外，基站天线面临的另一个问题是互调及其稳定性。基站天线的互调性能决定了天线对其他频段的干扰水平，是基站天线的核心指标之一。基站天线设计过程中不仅要求互调指标好，还要求互调指标稳定，能承受震动、运输等复杂的外界因素影响，而辐射单元作为产生互调产物的部件之一，对基站天线的互调及其稳定性有着重要影响。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术旨在提供一种体积小、频带宽、互调稳定性好的十字型结构辐射单元，以及一款采用该辐射单元的天线阵列。本专利技术采用的技术方案如下：一种十字型结构辐射单元，包括对称辐射臂、馈电片、介质垫片、馈电巴伦支撑柱、塑料底座及馈电同轴电缆，所述对称辐射臂两两相互交叉呈十字型分布，且相对于十字型结构辐射单元中心旋转对称；所述介质垫片为馈电片支撑件，隔离馈电片和馈电巴伦支撑柱；所述馈电巴伦支撑柱支撑并连接对称辐射臂；所述塑料底座设置在馈电巴伦支撑柱下端用于绝缘馈电巴伦支撑柱与外界反射板，所述馈电同轴电缆通过塑料底座与馈电片相连接。其中，所述对称辐射臂有两对，每对对称辐射臂呈90°张开状，且所述对称辐射臂中间挖空设置回路槽。其中，所述馈电巴伦支撑柱分为四个部分，分别与两对对称辐射臂相连接，且四个部分下端连接成整体，整个馈电巴伦支撑柱的高度略小于0.25λ，其中λ为十字型结构辐射单元工作频段对应的中心频点波长。其中，所述馈电巴伦支撑柱与所述对称辐射臂连接处设置有圆柱形凸台和巴伦通孔；所述馈电巴伦支撑柱四个部分分为两对，每对中包含一个圆柱形凸台和一个巴伦通孔，两对圆柱形凸台和巴伦通孔存在高度差。其中，所述馈电同轴电缆分为馈电同轴电缆外导体和馈电同轴电缆内导体两部分，所述馈电同轴电缆外导体穿过外界反射板、塑料底座和馈电巴伦支撑柱并连接于巴伦通孔内壁，所述馈电同轴电缆内导体穿过外界反射板、塑料底座和巴伦通孔与馈电片的一端相连接。其中，所述馈电片为两个，大小形状相同，每个馈电片包括中间呈长方形的馈电片长方体以及两端呈半圆形的馈电片圆柱体，两个所述馈电片呈十字交叉布置，且其中一个馈电片在另一个上方；位于下方的馈电片记为下馈电片；位于上方的馈电片记为上馈电片；所述馈电片的两端开设有大小不同的两个圆孔，大孔记为馈电片凸台通孔，小孔记为馈电片内导体通孔，分别与馈电巴伦支撑柱上端的圆柱形凸台和穿过巴伦通孔的馈电同轴电缆内导体相连接；所述介质垫片共四个，其形状为空心圆柱，分别固定于穿过巴伦通孔的馈电同轴电缆内导体和圆柱形凸台上，并支撑两个馈电片，以隔开馈电片和馈电巴伦支撑柱。其中，所述对称辐射臂和馈电巴伦支撑柱的连接处设置有连接块来实现连接和固定；所述塑料底座为馈电巴伦支撑柱底部的绝缘件，所述塑料底座上设置有四个限位柱通孔，两个塑料底座馈电通孔和一个塑料底座螺钉通孔；四个所述限位柱通孔与馈电巴伦支撑柱下端的四个巴伦限位柱对应连接，馈电同轴电缆穿过塑料底座馈电通孔与馈电片相连接。采用上述所述十字型结构辐射单元的天线阵列，包括多个十字型结构辐射单元、反射板以及高频辐射单元；每个十字型结构辐射单元由四个高频辐射单元作为辐射边界呈包围状对称分布，若干个十字型结构辐射单元沿直线排列在反射板上，并通过塑料底座与反射板隔开，馈电同轴电缆穿过反射板和塑料底座后与馈电片相连接。其中，馈电巴伦支撑柱下端的四个巴伦限位柱通过塑料底座上的四个限位柱通孔限位在反射板上，且每个十字型结构辐射单元由耐落胶螺钉穿入所述塑料底座上的塑料底座螺钉通孔固定在反射板上，并采用十字型刚性紧固件来增加安装牢固性，所述十字型刚性紧固件开设有刚性紧固件螺钉通孔，耐落胶螺钉通过刚性紧固件螺钉通孔和塑料底座上的塑料底座螺钉通孔将十字型结构辐射单元固定在反射板上。其中，每个十字型结构辐射单元的对称辐射臂沿±45o方向布置，相邻十字型结构辐射单元的上馈电片和下馈电片的放置位置相同；十字型结构辐射单元的阵列间距为高频辐射单元阵列间距的2倍，相当于0.7λ，其中λ为十字型结构辐射单元工作频段对应的中心频点波长。有益效果：本专利技术提供了一种宽频、互调稳定性好及体积小的基站天线辐射单元，以及一种采用该种辐射单元的基站天线阵列，本专利技术的对称辐射臂两两相互交叉呈十字型分布，且相对于十字型结构辐射单元中心旋转对称，通过对辐射单元结构、天线尺寸和馈电片的优化，可以实现大的工作带宽。由于馈电巴伦结构通过塑料底座与反射板接触，并采用耐落胶螺钉固定和刚性紧固件增加安装强度，可以实现优良的互调指标。附图说明图1为本专利技术实施例的十字型结构辐射单元的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例的十字型结构辐射单元的分体结构示意图；图3为本专利技术实施例的十字型结构辐射单元的正面结构示意图；图4为本专利技术实施例的十字型结构辐射单元的背面结构示意图；图5为本专利技术实施例的十字型结构辐射单元的馈电片和介质垫片结构示意图；图6为本专利技术实施例的十字型结构辐射单元的塑料底座结构示意图；图7为本专利技术实施例的十字型结构辐射单元的天线阵列正面结构示意图；图8为本专利技术实施例的十字型结构辐射单元的天线阵列背面结构示意图；图中：1-对称辐射臂；2-馈电片；2-A-上馈电片；2-B-下馈电片；3-馈电巴伦支撑柱；4-介质垫片；5-塑料底座；6-圆柱形凸台；6-A-上圆柱形凸台；6-B –下圆柱形凸台；7-巴伦通孔；7-A-上巴伦通孔；7-B-下巴伦通孔；8-巴伦缝隙；9-巴伦限位柱；10-回路槽；11-辐射面缝隙；12，巴伦柱内壁；13-巴伦螺钉通孔；14-连接块；15，巴伦空心槽；16-馈电片凸台通孔；17-馈电片内导体通孔；18-馈电片圆柱体；19-馈电片长方体；20-介质垫片通孔；21-塑料底座馈电通孔；22-限位柱通孔；23-塑料底座螺钉通孔，24-馈电同轴电缆； 25-馈电同轴电缆内导体；26-馈电同轴电缆外导体；27-十字型刚性紧固件；28刚性紧固件螺钉通孔；29-高频辐射单元；29-A-高频辐射单元A；29-B-高频辐射单元B；29-C-高频辐射单元C；29-D-高频辐射单元D；30-十字型结构辐射单元；31-反射板；32-耐落胶螺钉。具体实施方式结合附图和实施例，以下提供本专利技术技术方案具体描述。参见图1、图2，本专利技术的十字型结构辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种十字型结构辐射单元（30），其特征在于：包括对称辐射臂（1）、馈电片（2）、介质垫片（4）、馈电巴伦支撑柱（3）、塑料底座（5）及馈电同轴电缆（24），所述对称辐射臂（1）两两相互交叉呈十字型分布，且相对于十字型结构辐射单元（30）中心旋转对称；所述介质垫片（4）为馈电片（2）支撑件，隔离馈电片（2）和馈电巴伦支撑柱（3）；所述馈电巴伦支撑柱（3）支撑并连接对称辐射臂（1）；所述塑料底座（5）设置在馈电巴伦支撑柱（3）下端用于绝缘馈电巴伦支撑柱（3）与外界反射板（31），所述馈电同轴电缆（24）通过塑料底座（5）与馈电片（2）相连接。

【技术特征摘要】
1.一种十字型结构辐射单元（30），其特征在于：包括对称辐射臂（1）、馈电片（2）、介质垫片（4）、馈电巴伦支撑柱（3）、塑料底座（5）及馈电同轴电缆（24），所述对称辐射臂（1）两两相互交叉呈十字型分布，且相对于十字型结构辐射单元（30）中心旋转对称；所述介质垫片（4）为馈电片（2）支撑件，隔离馈电片（2）和馈电巴伦支撑柱（3）；所述馈电巴伦支撑柱（3）支撑并连接对称辐射臂（1）；所述塑料底座（5）设置在馈电巴伦支撑柱（3）下端用于绝缘馈电巴伦支撑柱（3）与外界反射板（31），所述馈电同轴电缆（24）通过塑料底座（5）与馈电片（2）相连接。2.根据权利要求1所述的十字型结构辐射单元（30），其特征在于：所述对称辐射臂（1）有两对，每对对称辐射臂（1）呈90°张开状，且所述对称辐射臂（1）中间挖空设置回路槽（10）。3.根据权利要求2所述的十字型结构辐射单元（30），其特征在于：所述馈电巴伦支撑柱（3）分为四个部分，分别与两对对称辐射臂（1）相连接，且四个部分下端连接成整体，整个馈电巴伦支撑柱（3）的高度略小于0.25λ，其中λ为十字型结构辐射单元（30）工作频段对应的中心频点波长。4.根据权利要求3所述的十字型结构辐射单元（30），其特征在于：所述馈电巴伦支撑柱（3）与所述对称辐射臂（1）连接处设置有圆柱形凸台（6）和巴伦通孔（7）；所述馈电巴伦支撑柱（3）四个部分分为两对，每对中包含一个圆柱形凸台（6）和一个巴伦通孔（7），两对圆柱形凸台（6）和巴伦通孔（7）存在高度差。5.根据权利要求4所述的十字型结构辐射单元（30），其特征在于：所述馈电同轴电缆（24）分为馈电同轴电缆外导体（26）和馈电同轴电缆内导体（25）两部分，所述馈电同轴电缆外导体（26）穿过外界反射板（31）、塑料底座（5）和馈电巴伦支撑柱（3）并连接于巴伦通孔（7）内壁，所述馈电同轴电缆内导体（25）穿过外界反射板（31）、塑料底座（5）和巴伦通孔（7）与馈电片（2）的一端相连接。6.根据权利要求5所述的十字型结构辐射单元（30），其特征在于：所述馈电片（2）为两个，大小形状相同，每个馈电片（2）包括中间呈长方形的馈电片长方体（19）以及两端呈半圆形的馈电片圆柱体（18），两个所述馈电片（2）呈十字交叉布置，且其中一个馈电片（2）在另一个上方；位于下方的馈电片（2）记为下馈电片（2-B）；位于上方的馈电片（2）记为上馈电片（2-A）；所述馈电片（2）的两端开设有大小不同的两个圆孔，大孔记为馈电片凸台通孔（16）...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正贵，丁勇，孔胜伟，赖青松，
申请(专利权)人：武汉虹信通信技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42