一种应用于Sub-6GHz的双频双极化5G基站天线制造技术

本发明专利技术公开一种应用于Sub‑6GHz的双频双极化5G基站天线，其特征在于，该天线包含低频天线和高频天线，所述低频天线包括第一磁电偶极子、第一Г型馈电线、第一电介质柱、第二磁电偶极子、第二Г型馈电线、第二电介质柱和低频反射板；所述高频天线包括四个相同的高频天线单元，四个高频天线单元对应的安装在低频反射板上的四组高频天线安装孔内。所述高频天线单包括第一介质基板、第一电偶极子、第二电偶极子、第二介质基板、第一微带巴伦、第三介质基板、第二微带巴伦、第四介质基板、高频反射板和四根第三电介质柱；该天线具有结构紧凑、双频双极化的特点，同时具有带宽较宽、辐射特性好且适用于高频率比的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于Sub-6GHz的双频双极化5G基站天线
本专利技术属于无线通信
，具体是一种应用于Sub-6GHz的双频双极化5G基站天线。
技术介绍
随着无线通信技术的快速发展，人们对无线通信系统的性能要求越来越高。基站天线作为移动通信中电磁波的中转者起着至关重要的作用。双极化天线有着对抗多径衰落和提高容量等优异性能，并且凭借其结构紧凑，节省空间等特点，在基站中得到了广泛的应用。应用于基站的双极化天线大体可分为缝隙/贴片天线和偶极子天线。与前者相比，偶极子的宽带特性和稳定辐射特性使其在基站天线中得到了迅速的发展。AhmedAlieldin等人发表的文献《ATriple-BandDual-PolarizedIndoorBaseStationAntennafor2G,3G,4GandSub-6GHz5GApplications》文章中提出一种单天线实现多频段的设计，但此设计方法造成了某些频段增益不足的问题，在3.3-3.4GHz和0.7-0.96GHz两个频段增益只有6dBi左右；黄河发表的《移动通信系统中终端天线和基站天线的研究》中设计了一款基站天线，但只适用于频率比为2的双频基站天线。因此设计出一种带宽较宽、辐射特性好且适用于高频率比的Sub-6GHz双频双极化5G基站天线具有重大的意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种应用于Sub-6GHz双频双极化5G基站天线。该天线具有结构紧凑、双频双极化的特点，同时具有带宽较宽、辐射特性好且适用于高频率比的优势。本专利技术拟解决所述技术问题的技术方案是：设计一种应用于Sub-6GHz的双频双极化5G基站天线，其特征在于，该天线包含低频天线和高频天线，所述低频天线包括第一磁电偶极子、第一Г型馈电线、第一电介质柱、第二磁电偶极子、第二Г型馈电线、第二电介质柱和低频反射板；所述第一磁电偶极子由左第一磁电偶极子臂和右第一磁电偶极子臂组成，二者形状、大小均相同，对称但不接触的设置在低频反射板的左右两侧；左第一磁电偶极子臂由竖直放置的接地短路长方形铜板和水平放置的电偶极子臂三角形铜板衔接而成；电偶极子臂三角形铜板的一条边衔接在接地短路长方形铜板的顶端，其与该边相对的顶点朝向低频反射板的外侧设置，接地短路长方形铜板的下部固定在低频反射板上；第二磁电偶极子的结构与第一磁电偶极子的结构相同，第一磁电偶极子沿低频反射板的左右方向布置，第二磁电偶极子沿低频反射板的上下方向布置，第二磁电偶极子绕其中点旋转90°后与第一磁电偶极子重合；第一Г型馈电线设置在第一磁电偶极子的两个磁电偶极子臂之间的空隙内，且距离左侧的磁电偶极子臂较右侧的磁电偶极子臂近，且其靠近左侧的磁电偶极子臂的一端设置有孔，第一电介质柱的上端安装在该孔内，第一电介质柱的下端安装在低频反射板上；第二Г型馈电线设置在第二磁电偶极子的两个磁电偶极子臂之间的空隙内，且距离上侧的磁电偶极子臂较下侧的磁电偶极子臂近，且其靠近上侧的磁电偶极子臂的一端设置有孔，第二电介质柱的上端安装在该孔内，第二电介质柱的下端安装在低频反射板上；第二Г型馈电线的结构与第一Г型馈电线结构相同，两者呈90°交叉布置，第二Г型馈电线的高度低于第一Г型馈电线，且第二Г型馈电线绕两者交叉部位中心朝左转90°后位于第一Г型馈电线的正下方；所述第一Г型馈电线由长矩形铜板、水平矩形铜板和短矩形铜板组成，长矩形铜板、短矩形铜板分别竖直朝下的衔接在水平矩形铜板两端，靠近短矩形铜板一侧的水平矩形铜板上设置有一圆形孔，该圆形孔为第一电介质柱上端的安装孔；长矩形铜板的宽度较短矩形铜板的宽度窄，短矩形铜板的宽度与水平矩形铜板的宽度相同；第一Г型馈电线的长矩形铜板的长度比第二Г型馈电线的长矩形铜板的长度长，第一电介质柱的长度较第二电介质柱的长度长，除第一Г型馈电线的长矩形铜板的长度外，第一Г型馈电线的其它部分的尺寸与第二Г型馈电线相同；所述低频反射板由一个正方形铜板和四个扁长铜板组成，四个扁长铜板的长度与正方形铜板的边长相等；四个扁长铜板分别衔接在正方形铜板的四条边上，且与正方形铜板的底面呈135°夹角设置；第一磁电偶极子、第二磁电偶极子设置在正方形铜板上，且第一磁电偶极子从其左侧到右侧的长度小于正方形铜板的边长；在正方形铜板的四个角上均设置有一组由四个圆形槽构成的高频天线安装孔，四组高频天线安装孔对称的设置在由第一磁电偶极子、第二磁电偶极子所构成结构的周边，且位于正方形铜板的两条对角线上；在正方形铜板的中间设置有两个圆形槽，其大小和位置与第一Г型馈电线上的圆形孔以及第二Г型馈电线上的圆形孔均相同，且在空间上重合，用于安装第一电介质柱和第二电介质柱的下端；所述高频天线包括四个相同的高频天线单元，四个高频天线单元对应的安装在四组高频天线安装孔内；所述高频天线单包括第一介质基板、第一电偶极子、第二电偶极子、第二介质基板、第一微带巴伦、第三介质基板、第二微带巴伦、第四介质基板、高频反射板和四根第三电介质柱；第一电偶极子、第二电偶极子设置在第一介质基板的上表面，第二介质基板与第三介质基板通过两者中间的槽道十字交叉嵌合设置，第一介质基板设在第二介质基板与第三介质基板的顶部，第四介质基板安装在第二介质基板与第三介质基板的下部，高频反射板安装在第二介质基板与第三介质基板的末端，第三电介质柱的上端固定在高频反射板上，其下部安装在高频天线安装孔内；第一微带巴伦设置在第二介质基板的侧面上，第二微带巴伦设置在第三介质基板的侧面上，第一微带巴伦与第二微带巴伦在空间上呈90°交叉但不接触，第一微带巴伦位于第二微带巴伦的下方；所述第一介质基板是一个正方形，在其近中心位置的对角线上对称的挖有大小相等的四个长方形槽，在其近边缘的对角线上对称的挖有四个圆形槽，该圆形槽内均安装有竖直向下的铜柱；所述第一电偶极子由左第一电偶极子臂和右第一电偶极子臂组成，两者对称但不接触的设置在第一介质基板上表面左右顶点对角线上；左第一电偶极子臂的左右顶点的对角线与第一介质基板的左右顶点的对角线重合；左第一电偶极子臂为正方形预留有与第一介质基板上的四个长方形槽、两个圆形槽的位置及尺寸相匹配的槽孔的结构；此外，以左第一电偶极子臂的上顶点和下顶点为圆心分别挖有两个四分之一圆槽，以上顶点与左顶点连线的中点和左顶点与下顶点连线的中点为圆心分别挖有两个半圆槽；第二电偶极子的结构与第一电偶极子的结构相同，第二电偶极子设置在第一介质基板上表面上下顶点对角线上，且第二电偶极子绕其中点旋转90°后与第一电偶极子重合；所述第二介质基板的主体部分为一个大长方形且在其上、下两端均衔接有两个小长方形的结构，上端的两个小长方形对称的设置在大长方形顶端的两侧，下端的两个小长方形位于上端的两个小长方形的正下方；此外，在大长方形的顶部正中间的位置从顶端朝向下设有顶端卡槽；第一微带巴伦设置在第二介质基板的前、后侧面上，包括前第一微带巴伦传输线和后第一微带巴伦接地，所述前第一微带巴伦传输线由第一长方形、第二长方形、第三长方形、第四长方形和第五长方形组成，第四长方形水平的设置在顶端卡槽下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于Sub-6GHz的双频双极化5G基站天线，其特征在于，该天线包含低频天线和高频天线，所述低频天线包括第一磁电偶极子、第一Г型馈电线、第一电介质柱、第二磁电偶极子、第二Г型馈电线、第二电介质柱和低频反射板；/n所述第一磁电偶极子由左第一磁电偶极子臂和右第一磁电偶极子臂组成，二者形状、大小均相同，对称但不接触的设置在低频反射板的左右两侧；左第一磁电偶极子臂由竖直放置的接地短路长方形铜板和水平放置的电偶极子臂三角形铜板衔接而成；电偶极子臂三角形铜板的一条边衔接在接地短路长方形铜板的顶端，其与该边相对的顶点朝向低频反射板的外侧设置，接地短路长方形铜板的下部固定在低频反射板上；第二磁电偶极子的结构与第一磁电偶极子的结构相同，第一磁电偶极子沿低频反射板的左右方向布置，第二磁电偶极子沿低频反射板的上下方向布置，第二磁电偶极子绕其中点旋转90°后与第一磁电偶极子重合；/n第一Г型馈电线设置在第一磁电偶极子的两个磁电偶极子臂之间的空隙内，且距离左侧的磁电偶极子臂较右侧的磁电偶极子臂近，且其靠近左侧的磁电偶极子臂的一端设置有孔，第一电介质柱的上端安装在该孔内，第一电介质柱的下端安装在低频反射板上；/n第二Г型馈电线设置在第二磁电偶极子的两个磁电偶极子臂之间的空隙内，且距离上侧的磁电偶极子臂较下侧的磁电偶极子臂近，且其靠近上侧的磁电偶极子臂的一端设置有孔，第二电介质柱的上端安装在该孔内，第二电介质柱的下端安装在低频反射板上；第二Г型馈电线的结构与第一Г型馈电线结构相同，两者呈90°交叉布置，第二Г型馈电线的高度低于第一Г型馈电线，且第二Г型馈电线绕两者交叉部位中心朝左转90°后位于第一Г型馈电线的正下方；/n所述第一Г型馈电线由长矩形铜板、水平矩形铜板和短矩形铜板组成，长矩形铜板、短矩形铜板分别竖直朝下的衔接在水平矩形铜板两端，靠近短矩形铜板一侧的水平矩形铜板上设置有一圆形孔，该圆形孔为第一电介质柱上端的安装孔；长矩形铜板的宽度较短矩形铜板的宽度窄，短矩形铜板的宽度与水平矩形铜板的宽度相同；第一Г型馈电线的长矩形铜板的长度比第二Г型馈电线的长矩形铜板的长度长，第一电介质柱的长度较第二电介质柱的长度长，除第一Г型馈电线的长矩形铜板的长度外，第一Г型馈电线的其它部分的尺寸与第二Г型馈电线相同；/n所述低频反射板由一个正方形铜板和四个扁长铜板组成，四个扁长铜板的长度与正方形铜板的边长相等；四个扁长铜板分别衔接在正方形铜板的四条边上，且与正方形铜板的底面呈135°夹角设置；第一磁电偶极子、第二磁电偶极子设置在正方形铜板上，且第一磁电偶极子从其左侧到右侧的长度小于正方形铜板的边长；在正方形铜板的四个角上均设置有一组由四个圆形槽构成的高频天线安装孔，四组高频天线安装孔对称的设置在由第一磁电偶极子、第二磁电偶极子所构成结构的周边，且位于正方形铜板的两条对角线上；在正方形铜板的中间设置有两个圆形槽，其大小和位置与第一Г型馈电线上的圆形孔以及第二Г型馈电线上的圆形孔均相同，且在空间上重合，用于安装第一电介质柱和第二电介质柱的下端；/n所述高频天线包括四个相同的高频天线单元，四个高频天线单元对应的安装在四组高频天线安装孔内；/n所述高频天线单包括第一介质基板、第一电偶极子、第二电偶极子、第二介质基板、第一微带巴伦、第三介质基板、第二微带巴伦、第四介质基板、高频反射板和四根第三电介质柱；第一电偶极子、第二电偶极子设置在第一介质基板的上表面，第二介质基板与第三介质基板通过两者中间的槽道十字交叉嵌合设置，第一介质基板设在第二介质基板与第三介质基板的顶部，第四介质基板安装在第二介质基板与第三介质基板的下部，高频反射板安装在第二介质基板与第三介质基板的末端，第三电介质柱的上端固定在高频反射板上，其下部安装在高频天线安装孔内；第一微带巴伦设置在第二介质基板的侧面上，第二微带巴伦设置在第三介质基板的侧面上，第一微带巴伦与第二微带巴伦在空间上呈90°交叉但不接触，第一微带巴伦位于第二微带巴伦的下方；/n所述第一介质基板是一个正方形，在其近中心位置的对角线上对称的挖有大小相等的四个长方形槽，在其近边缘的对角线上对称的挖有四个圆形槽，该圆形槽内均安装有竖直向下的铜柱；/n所述第一电偶极子由左第一电偶极子臂和右第一电偶极子臂组成，两者对称但不接触的设置在第一介质基板上表面左右顶点对角线上；左第一电偶极子臂的左右顶点的对角线与第一介质基板的左右顶点的对角线重合；左第一电偶极子臂为正方形预留有与第一介质基板上的四个长方形槽、两个圆形槽的位置及尺寸相匹配的槽孔的结构；此外，以左第一电偶极子臂的上顶点和下顶点为圆心分别挖有两个四分之一圆槽，以上顶点与左顶点连线的中点和左顶点与下顶点连线的中点为圆心分别挖有两个半圆槽；/n第二电偶极子的结构与第一电偶极子的结构相同，第二电偶极子设置在第...

【技术特征摘要】
1.一种应用于Sub-6GHz的双频双极化5G基站天线，其特征在于，该天线包含低频天线和高频天线，所述低频天线包括第一磁电偶极子、第一Г型馈电线、第一电介质柱、第二磁电偶极子、第二Г型馈电线、第二电介质柱和低频反射板；
所述第一磁电偶极子由左第一磁电偶极子臂和右第一磁电偶极子臂组成，二者形状、大小均相同，对称但不接触的设置在低频反射板的左右两侧；左第一磁电偶极子臂由竖直放置的接地短路长方形铜板和水平放置的电偶极子臂三角形铜板衔接而成；电偶极子臂三角形铜板的一条边衔接在接地短路长方形铜板的顶端，其与该边相对的顶点朝向低频反射板的外侧设置，接地短路长方形铜板的下部固定在低频反射板上；第二磁电偶极子的结构与第一磁电偶极子的结构相同，第一磁电偶极子沿低频反射板的左右方向布置，第二磁电偶极子沿低频反射板的上下方向布置，第二磁电偶极子绕其中点旋转90°后与第一磁电偶极子重合；
第一Г型馈电线设置在第一磁电偶极子的两个磁电偶极子臂之间的空隙内，且距离左侧的磁电偶极子臂较右侧的磁电偶极子臂近，且其靠近左侧的磁电偶极子臂的一端设置有孔，第一电介质柱的上端安装在该孔内，第一电介质柱的下端安装在低频反射板上；
第二Г型馈电线设置在第二磁电偶极子的两个磁电偶极子臂之间的空隙内，且距离上侧的磁电偶极子臂较下侧的磁电偶极子臂近，且其靠近上侧的磁电偶极子臂的一端设置有孔，第二电介质柱的上端安装在该孔内，第二电介质柱的下端安装在低频反射板上；第二Г型馈电线的结构与第一Г型馈电线结构相同，两者呈90°交叉布置，第二Г型馈电线的高度低于第一Г型馈电线，且第二Г型馈电线绕两者交叉部位中心朝左转90°后位于第一Г型馈电线的正下方；
所述第一Г型馈电线由长矩形铜板、水平矩形铜板和短矩形铜板组成，长矩形铜板、短矩形铜板分别竖直朝下的衔接在水平矩形铜板两端，靠近短矩形铜板一侧的水平矩形铜板上设置有一圆形孔，该圆形孔为第一电介质柱上端的安装孔；长矩形铜板的宽度较短矩形铜板的宽度窄，短矩形铜板的宽度与水平矩形铜板的宽度相同；第一Г型馈电线的长矩形铜板的长度比第二Г型馈电线的长矩形铜板的长度长，第一电介质柱的长度较第二电介质柱的长度长，除第一Г型馈电线的长矩形铜板的长度外，第一Г型馈电线的其它部分的尺寸与第二Г型馈电线相同；
所述低频反射板由一个正方形铜板和四个扁长铜板组成，四个扁长铜板的长度与正方形铜板的边长相等；四个扁长铜板分别衔接在正方形铜板的四条边上，且与正方形铜板的底面呈135°夹角设置；第一磁电偶极子、第二磁电偶极子设置在正方形铜板上，且第一磁电偶极子从其左侧到右侧的长度小于正方形铜板的边长；在正方形铜板的四个角上均设置有一组由四个圆形槽构成的高频天线安装孔，四组高频天线安装孔对称的设置在由第一磁电偶极子、第二磁电偶极子所构成结构的周边，且位于正方形铜板的两条对角线上；在正方形铜板的中间设置有两个圆形槽，其大小和位置与第一Г型馈电线上的圆形孔以及第二Г型馈电线上的圆形孔均相同，且在空间上重合，用于安装第一电介质柱和第二电介质柱的下端；
所述高频天线包括四个相同的高频天线单元，四个高频天线单元对应的安装在四组高频天线安装孔内；
所述高频天线单包括第一介质基板、第一电偶极子、第二电偶极子、第二介质基板、第一微带巴伦、第三介质基板、第二微带巴伦、第四介质基板、高频反射板和四根第三电介质柱；第一电偶极子、第二电偶极子设置在第一介质基板的上表面，第二介质基板与第三介质基板通过两者中间的槽道十字交叉嵌合设置，第一介质基板设在第二介质基板与第三介质基板的顶部，第四介质基板安装在第二介质基板与第三介质基板的下部，高频反射板安装在第二介质基板与第三介质基板的末端，第三电介质柱的上端固定在高频反射板上，其下部安装在高频天线安装孔内；第一微带巴伦设置在第二介质基板的侧面上，第二微带巴伦设置在第三介质基板的侧面上，第一微带巴伦与第二微带巴伦在空间上呈90°交叉但不接触，第一微带巴伦位于第二微带巴伦的下方；
所述第一介质基板是一个正方形，在其近中心位置的对角线上对称的挖有大小相等的四个长方形槽，在其近边缘的对角线上对称的挖有四个圆形槽，该圆形槽内均安装有竖直向下的铜柱；
所述第一电偶极子由左第一电偶极子臂和右第一电偶极子臂组成，两者对称但不接触的设置在第一介质基板上表面左右顶点对角线上；左第一电偶极子臂的左右顶点的对角线与第一介质基板的左右顶点的对角线重合；左第一电偶极子臂为正方形预留有与第一介质基板上的四个长方形槽、两个圆形槽的位置及尺寸相匹配的槽孔的结构；此外，以左第一电偶极子臂的上顶点和下顶点为圆心分别挖有两个四分之一圆槽，以上顶点与左顶点连线的中点和左顶点与下顶点连线的中点为圆心分别挖有两个半圆槽；
第二电偶极子的结构与第一电偶极子的结构相同，第二电偶极子设置在第一介质基板上表面上下顶点对角线上，且第二电偶极子绕其中点旋转90°后与第一电偶极子重合；
所述第二介质基板的主体部分为一个大长方形且在其上、下两端均衔接有两个小长方形的结构，上端的两个小长方形对称的设置在大长方形顶端的两侧，下端的两个小长方形位于上端的两个小长方形的正下方；此外，在大长方形的顶部正中间的位置从顶端朝向下设有顶端卡槽；
第一微带巴伦设置在第二介质基板的前、后侧面上，包括前第一微带巴伦传输线和后第一微带巴伦接地，所述前第一微带巴伦传输线由第一长方形、第二长方形、第三长方形、第四长方形和第五长方形组成，第四长方形水平的设置在顶端卡槽下方且以顶端卡槽的中线为对称轴居中放置，第五长方形竖直朝下的衔接在第四长方形的右侧末端，第三长方形竖直朝下的衔接在第四长方形的左侧末端；第二长方形竖直朝下的居中衔接在第三长方形的下端，第一长方形竖直朝下的居中衔接在第二长方形的下端；后第一微带巴伦接地设置在第二介质基板的后侧面上，除了中部预留有一个以顶端卡槽的中线为对称轴的长条空隙、下端预留一个圆形空隙外，第二介质基板后侧面的其余部分均被后第一微带巴伦接地覆盖；长条空隙位于第二介质基板后侧面的正中间且其上、下两端与大长方形的上、下两端平齐；所述圆形空隙位于第一微带巴伦传输线的第一长方形的背侧，且圆形空隙的下边缘与第二介质基板下侧的小长方形的上边缘重合，第一长方形的末端位于圆形空隙的圆周覆盖范围之内；
所述第三介质基板的主体部分结构及尺寸与第二介质基板相同，但其顶部未设置顶端卡槽，而是在其下部中间位置朝上设置有下端卡槽，下端卡槽的顶部到第三介质基板的中间的顶部之间的距离与第二介质基板的上端卡槽卡槽的深度相等；
第二微带巴伦设置在第三介质基板的前、后侧面上，第二微带巴伦与第一微带巴伦形状相同，但前第二微带巴伦传输线的第一长方形的高度比前第一微带巴伦传输线的第一长方形的高度要高，前第二微带巴伦传输线的顶部高度比前第一微带巴伦传输线的顶部高度高，前第一微带巴伦传输线沿水平面逆时针旋转90°后位于前第二微带巴伦传输线的正下方；
所述第二介质基板与第三介质基板通过第二介质基板上的顶端卡槽和第三介质基板的下端卡槽嵌合组装成十字形结构，该十字形结构顶端的四个小长方形设置在第一介质基板中心位置的四个长方形槽内，其下端的四个小长方形依次穿过第四介质基板、高频反射板；
所述第四介...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏兴，戚君武，邱元重，王蒙军，李尔平，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12