非对称波束下倾振子单元天线以及非对称波束下倾振子阵列天线制造技术

本实用新型专利技术非对称波束下倾振子单元天线及阵列天线，该非对称波束下倾振子单元天线包括辐射单元、副反射板和主反射板，该辐射单元包括上下设置的第一导板和第二导板，该第二导板长度比第一导板长度长，该第一导板下端和第二导板上端分别在馈电点两侧沿长度方向对称开设有纵向开口，该第二导板下端沿长度方向还开设有两个窄槽，第一导板和第二导板的两侧边缘分别平行加载一对与振子平面正交、与振子边缘平齐的导体片，在加载的导体片外侧平行放置一对寄生导体片，第一导板的加载导体片与寄生导体片彼此隔开，而第二导板的加载导体片与寄生导体片则通过另一导体片连接，该非对称波束下倾振子阵列天线包括多个该辐射单元。本实用新型专利技术第二导板比第一导板长，振子单元最大辐射方向将偏离水平方向朝下倾斜一定的角度，那么组阵后波束下倾时，诸如增益下降、旁瓣升高、交叉极化比变差等问题将大大改善。

Asymmetric beam tilt dipole element antenna and asymmetric beam tilt dipole array antenna

The utility model has the advantages of asymmetric beam tilt dipole antenna and antenna array, the asymmetric beam tilt oscillator antenna comprises a radiation unit, side reflection plate and the main reflection plate, the radiation unit includes up and down on the first and second guide plate, the second plate length than the first plate length, the lower end of the first guide plate and second respectively at the feed point on both sides of the upper plate along the length direction is symmetrically provided with a longitudinal opening, the lower end of the second plate along the length direction is provided with two narrow slots, both sides of the edge of the first and second guide plate are respectively parallel with the conductor sheet on a carrier with the vibrator, and the vibrator plane orthogonal edge, in the outer conductor plate loaded parallel placed a pair of parasitic conductors, separated from each other and the conductor sheet loading conductor parasitic first guide plate, and the second guide plate loading plate and parasitic conductor The conductor sheet is connected through a conductor, the asymmetric beam tilt dipole array antenna includes a plurality of the radiation unit. The utility model second than the first guide plate length, the direction of maximum radiation oscillator unit will deviate from the horizontal direction under the tilted array, so after the beam tilt, such as decreased gain and sidelobe levels, cross polarization ratio variation will be greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
非对称波束下倾振子单元天线以及非对称波束下倾振子阵列天线
本技术涉及移动通信领域，尤其是涉及一种非对称波束下倾振子天线。
技术介绍
目前，移动通信网络已基本实现了无线信号的连续广域覆盖，基站数量越来越多，站点密度也愈来愈大。同时，选址难的问题日益突出，站址资源变得极为稀缺。因此，基站天线需要宽带化/多频段设计，以同时覆盖运营商的2G/3G/4G频段，使天线尺寸小巧而紧凑。另外，基站天线需要设计成双极化辐射，以实现双通道传输，从而增加系统容量。再者，基站天线需要高增益定向辐射，使得波束能覆盖较大的目标区域。为了满足上述要求，在长期的技术演进中，基站天线形成了辐射单元采用宽带振子±45o交叉放置、共线或共轴排列、背置反射板的主流设计方案。再者，由于用户在水平方向多而分散，而竖直方向则少而集中，因此天线方向图需要水平波宽宽、竖直波宽窄。这样的话，振子单元需要沿竖直方向组阵，才能获得所需方向图。另外，由于塔上安装空间有限、天面资源紧张，天线也只能竖直安装。而当天线竖直放置时，由于阵元最大辐射方向朝向正前方，阵列方向图也朝向水平方向。然而，为了获得更好的辐射效果，天线需要架设到基站塔顶这样的高处，而用户又是处于位置相对较低的地面。这时，如果天线波束还是保持水平指向的话，不仅无法使最大功率朝向用户，还会对邻近基站形成干扰。针对该问题，基站天线采用了机械下倾和电调下倾方式，使波束下倾一定的角度，主瓣指向低处的用户。同时，为了解决邻区干扰和“塔下黑”问题，波束的上旁瓣进行抑制，下旁瓣之间的零点则进行填充。然而，由于阵元波束固定地指向正前方，波束在下倾过程中增益、旁瓣、前后比和交叉极化等参数都会随下倾角增大而显著变差。因此，设计一种宽频带、高增益、波束可下倾、尺寸较小、成本低廉的新型非对称波束下倾振子天线，对于改善以半波振子为基本辐射单元的常规基站天线性能尤其是波束下倾时的性能是十分必要。
技术实现思路
本技术旨在通过设计一种宽频带、高增益、波束可下倾、尺寸较小、成本低廉的非对称波束下倾振子单元天线以及非对称波束下倾振子阵列天线，使得采用半波阵子作为辐射元的2G/3G/4G/5G常规基站阵列天线在波束下倾时，能克服方向图上旁瓣和下零点问题所造成的邻区干扰和“塔下黑”现象。同时，消除波束下倾角较大时增益、波宽、旁瓣、前后比和交叉极化等性能参数均显著变差的问题。然后，将该非对称振子共轴或并排组阵，从而形成宽带、高增益、波束下倾、低旁瓣、高前后比的阵列天线。该非对称波束下倾振子天线，也可以单天线方式用于微基站或终端设备。除此以外，该技术的设计方法和思路对于其他电尺度、非对称、波束下倾的振子单元天线的设计和改进也是适用和有效的。为实现本技术目的，提供以下技术方案：本技术提供一种非对称波束下倾振子单元天线，其包括辐射单元，该辐射单元包括上下设置的第一导板和第二导板，导板，该第二导板(即振子下臂)长度比第一导板(即振子上臂)的长度长，该第一导板下端和第二导板上端分别在馈电点两侧沿长度方向对称开设有纵向开口，该第二导板下端沿长度方向还开设有两个窄槽，第一导板和第二导板的两侧边缘分别平行加载一对与振子平面正交、与振子边缘平齐的导体片，然后，在加载的导体片外侧平行放置一对寄生导体片，第一导板的加载导体片与寄生导体彼此隔开，而第二导板的加载导体片与寄生导体片则通过导体块连接。如果振子单元波束指向能朝下偏移一定角度的话，那么阵列波束在下倾过程中性能恶化现象就会大大改善。本技术将第二导板，也就是振子下臂的长度加长，比第一导板也就是振子上臂要长。那么，由于两臂几何结构不对称，振子单元最大辐射方向将偏离水平方向朝下倾斜一定的角度，那么组阵后阵列波束下倾时诸如增益下降、旁瓣升高、交叉极化比变差等问题将大大改善。优选的，该第一导板长度为0.15～0.28倍波长，该第二导板长度为0.30～0.57倍波长。更优选方案，该第一导板长度为0.224倍波长，该第二导板长度为0.406倍波长。本技术将第二导板，也就是振子下臂的长度由现有技术的与上臂长度相等的近似0.25倍波长变成0.5倍波长，比第一导板也就是振子上臂要长一半。那么，振子两臂总长度将变为0.75倍波长。由于两臂不对称，振子单元最大辐射方向将偏离水平方向朝下倾斜一定的角度(通常为0～20°)。那么，组阵后阵列波束下倾时诸如增益下降、旁瓣升高、交叉极化比变差等问题将大大改善。优选的，在该两对边缘加载的导体片外侧分别平行设置一对寄生导体片，寄生导体片与边缘加载导体片间隔一定的距离。优选的，在第二导板的寄生导体片与边缘加载导体片之间加载导体块将两者电气连接起来。优选的，振子宽度比长度小，宽长之比的取值范围为0.15～0.35。优选的，该纵向开口的深度与第一导板、第二导板的长度之比取值范围为0.20～0.30。优选的，所述第二导板的末端纵向窄槽深度与第二导板的长度之比取值范围为0.35～0.45。优选的，所述第一、第二导板间彼此靠近处有窄间隙，馈电点选在间隙两端。优选的，所述第一、第二导板上所开的对称纵向切口位置保留导体中间部分。优选的，第一导板和第二导板的宽度等宽，电尺度选择为0.10-0.20倍波长。更优选的方案，第一导板和第二导板的宽度等宽，电尺度选择为0.147×λc。本技术非对称波束下倾振子单元天线还包括设置在该辐射单元后的副反射板和主反射板。优选的，该副反射板为等腰梯形反射板，其上底边长短于下底边长并且均大于振子宽度，该主反射板宽度和长度均大于副反射板，主反射板的上、下边缘为弯折结构。优选的，该主反射板的上边缘的弯折结构是先连续三次朝内钝角弯折，再连续三次朝外直角弯折，该主反射板的下边缘的弯折结构是先朝内一次钝角弯折，再连续三次朝外直角弯折。优选的，在该主反射板两侧设有卷边，该卷边与主反射板两侧边线形状相配合，该卷边包括竖直的始段和朝外卷曲的末段。优选的，该卷边的竖直始段的竖直高度H2>0.10×λc。优选的，主反射板的上下、左右边缘均朝内卷曲，实现了不对称振子在超宽带覆盖，改善驻波比、增益、水平面波宽、竖直面波宽、波束下倾角度、上、旁瓣抑制，旁瓣区域基本完全被主瓣覆盖。本技术还提供了一种非对称波束下倾振子阵列天线，其设有两个或两个以上所述辐射单元，该辐射单元可以是同向或反向排布，该辐射单元也可以是顺着振子长度方向共轴组阵，或顺着振子宽度方向并排组阵。由于两臂不对称，振子天线最大辐射方向将偏离水平方向朝下倾斜一定的角度，振子共轴组阵后阵元再进行副相加权，那么波束下倾时阵列方向图恶化诸如增益下降、旁瓣升高、交叉极化比变差等问题将大大改善。这样，可以有效地克服上述波束下倾时所带来的一系列问题。单元方向图可操控，将为阵列方向图综合提供额外的自由度。对比现有技术，本技术具有以下优点：本技术将第二导板，也就是振子下臂的长度加长，比第一导板也就是振子上臂要长。那么，由于两臂不对称，振子单元最大辐射方向将偏离水平方向朝下倾斜一定的角度，那么组阵后阵列波束下倾时诸如增益下降、旁瓣升高、交叉极化比变差等问题将大大改善。主反射板的上下、左右边缘均朝内卷曲，实现了0.75倍不对称振子在1900-2520MHz(27.03％，3G/4G频段)超宽带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非对称波束下倾振子单元天线，其特征在于，其包括辐射单元，该辐射单元包括上下设置的第一导板和第二导板，该第二导板即振子下臂长度比第一导板即振子上臂的长度长，该第一导板下端和第二导板上端分别在馈电点两侧沿长度方向对称开设有纵向开口，该第二导板下端沿长度方向还开设有两个窄槽，第一导板和第二导板的两侧边缘分别平行加载一对与振子平面正交、与振子边缘平齐的导体片，在加载的导体片外侧平行放置一对寄生导体片，第一导板的加载导体片与寄生导体片彼此隔开，而第二导板的加载导体片与寄生导体片则通过导体块连接。

【技术特征摘要】
1.一种非对称波束下倾振子单元天线，其特征在于，其包括辐射单元，该辐射单元包括上下设置的第一导板和第二导板，该第二导板即振子下臂长度比第一导板即振子上臂的长度长，该第一导板下端和第二导板上端分别在馈电点两侧沿长度方向对称开设有纵向开口，该第二导板下端沿长度方向还开设有两个窄槽，第一导板和第二导板的两侧边缘分别平行加载一对与振子平面正交、与振子边缘平齐的导体片，在加载的导体片外侧平行放置一对寄生导体片，第一导板的加载导体片与寄生导体片彼此隔开，而第二导板的加载导体片与寄生导体片则通过导体块连接。2.如权利要求1所述的非对称波束下倾振子单元天线，其特征在于，该第一导板长度为0.15～0.28倍波长，该二导板长度为0.30～0.57倍波长。3.如权利要求1所述的非对称波束下倾振子单元天线，其特征在于，振子宽度比长度小，宽长之比的取值范围为0.15～0.35，该纵向开口的深度与第一导板、第二导板的长度之比取值范围为0.20～0.30。4.如权利要求1所述的非对称波束下倾振子单元天线，其特征在于，第二导板的末端纵向窄槽深度与第二导板的长度之比取值范围为0.35～0.45。5.如权利要求1所述的非对称波束下倾振子单元天线，其特征在于，第一导板和第二导板的宽度等宽，电尺度选择为0.10-0.20倍波长。6.如权利要求1所述...

【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：新型
国别省市：广东,44