宽带工字型单极化振子制造技术

本实用新型专利技术涉及一种宽带工字型单极化振子，包括第一振子元、第二振子元、馈电装置、平行双板线及每个振子元双臂之间的双导线，两个振子元之间通过平行双板线并联，馈电装置包括馈电片和外加的同轴线，其中，每个振子元双臂之间的双导线被延伸成平行双板，分别形成第一平衡器和第二平衡器，以抵消两振子元的电抗分量；所述馈电装置的馈电点设置在平行双板线的中心位置上，馈电片设置在平行双板线的一条平行边上，同轴线的内外导体则分别连接在馈电片和平行双板线的另一条平行边上。本实用新型专利技术在金属反射板尺寸基本不变的情况下，实现宽频带的功能，实现高前后比的辐射性能，同时，新改造的结构也较为简易，方便安装维护，节约成本。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种振子，尤其是一种宽带工字型单极化振子。技术背景在移动通信基站和直放站系统中，常常需要一种宽频带高前后比中等宽度波束的天线，比如波束宽度分别为90°、65°和32°，CDMA和GSM共用，DCS和PCS共用，PCS和UMTS共用，DCS、PCS和UMTS共用。能满足上述辐射特性要求的常见天线形式有角反射器天线和对数周期天线，但其存在不足之处，就是成本较高，尺寸较大。为了改善上述不足，业内人士通过分析发现在无限大的金属反射板上方约0.25波长的距离处放置一个半波长对称振子，其H面波束宽度约为75～80°，适当调整振子高度，波束宽度有所变化，但变化范围不大，H面波束宽带难以调整到90±8°或者65±6°范围。如果反射板限制小于0.8波长，前后比指标难以控制到28～30dB以下。为了实现规定的H面波束宽度和高前后比，受2L双环天线的启发，将两个对称振子通过平行双线在同一平面内连接起来，在平行双线中点采用平衡馈电就构成了工字型单极化振子，通过调整平行双线的阻抗和对称振子的尺寸，能够在馈电点实现与50欧姆阻抗匹配。这种改进了的工字型单极化振子(参见图1)结构简单，馈电点少，比较容易实现H面波束宽度和前后比控制，部分克服了反射器天线和对数周期天线的不足。但是，实践中发现，由于其结构驻波比小于1.30的带宽约为10％左右，只能满足CDMA、GSM、DCS、UMTS单频段工作，却不能满足CDMA和GSM824～960MHz双频共用，DCS1710～1880MHz、PCS1850～1990MHz和UMTS1920～2170MHz三频共用或其中两两共用。综上所述，用宽带工字型单极化振子作辐射单元，简单可靠，成本也较低，但在金属反射板受限时前后比难以控制，且常见的半波长对称振子不能实现宽频带工作。而利用多排阵列可以控制前后比，又会导致馈电网络较为复杂，成本也相对较高。
技术实现思路
本技术的目的就是要克服上述不足，提供一种在一定空间范围内实现宽频带工作、实现较高前后比辐射性能且造价相对便宜的宽带工字型单极化振子。本技术的目的是通过如下技术方案实现的该宽带工字型单极化振子包括第一振子元、第二振子元、馈电装置、平行双板线及每个振子元双臂之间的双导线，两个振子元之间通过平行双板线并联，馈电装置包括馈电片和外加的同轴线，其中，每个振子元双臂之间的双导线被延伸成平行双板，分别形成第一平衡器和第二平衡器，以抵消两振子元的电抗分量；所述馈电装置的馈电点设置在平行双板线的中心位置上，馈电片设置在平行双板线的一条平行边上，同轴线的内外导体则分别连接在馈电片和平行双板线的另一条平行边上。与现有技术相比较，本技术的优点在于在金属反射板尺寸基本不变的情况下，实现宽频带的功能，实现高前后比的幅射性能，同时，新改造的结构也较为简易，方便安装维护，节约成本。以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明附图说明图1为现有技术中一种工字型振子的立体结构示意图；图2为本技术第一实施例的立体结构示意图；图3为本技术第二实施例的立体结构示意图；图4为本技术第三实施例的立体结构示意图；图5为本技术第三实施例在1.7～2.2GHz的匹配特性曲线；图6为本技术第三实施例应用在1.7～2.2GHz单极化65度天线中；图7、图8、图9为图6所示天线的辐射特性曲线。具体实施方式请参阅图2，本技术宽带工字型单极化振子包括第一振子元1A、第二振子元1B、第一平衡器2A、第二平衡器2B、由两平行边3A1，3A2组成的平行双板线3A、由馈电片4A1和同轴线4A2组成的馈电装置。其中第一平衡器2A与第二平衡器2B由两振子元1A，1B双臂(未标号)之间的双导线延伸成平行双板而得。馈电片设置在平行双板线3A的一条平行边上3A1。先用第一平衡器2A抵消第一振子元1A的部分电抗分量，第二平衡器2B抵消第二振子元1B的部分电抗分量，然后通过平行双板线3A将已消除部分电抗分量的两个振子元1A，1B并联，在平行双板线3A的中心位置处，将同轴线4A2的内外导体分别连接在馈电片4A1和平行双板线3A的另一平行边3A2上使该平行边3A2成为连接馈电装置的馈电点，适当调整平行双板线3A的阻抗和馈电片4A1实现宽频带匹配。请参阅图3，其为本技术的第二种实施方式，其与第一实例不同之处在于所述的平行双板线3A’在其中心馈电处再向下延伸一第三平衡器5A’，将同轴线4A2’的内外导体分别连接在馈电片4A1’和第三平衡器5A’上馈电，也可将同轴线4A2’的内外导体分别连接在组成第三平衡器5A’的两块组成板5A1’，5A2’上馈电，实现宽频带匹配。请参阅图4，其为本技术的第三种实施方式，其与第一实施例不同之处在于将由各振子1A”，1B”双臂(未标号)之间的双导线延长所得的第一平衡器2A”和第二平衡器2B”、平行双板线3A”设计成一整体的宽频带平衡器6A”，宽频带平衡器6A”一侧板6A1”设置馈电片4Al”，将同轴线或4A2”的内外导体分别连接在馈电片4A1”和宽频带平衡器另一侧板6A2”的中心位置处，实现宽频带匹配。为了方便安装焊接，还可在宽频带平衡器6A”的顶部留一支撑快7A”，底部设计一工艺槽8A”。观察本技术第三实施例在1.7～2.2GHz的匹配特性曲线，可知其性能明显得以提高，如图5所示。请参阅图6，本技术振子应用于1.7～2.2GHz单极化65度天线中，多个宽带工字型单极化振子等距离排列在一金属反射板上，并通过同轴线配合馈电，这种应用所形成的天线的辐射特性曲线请参阅图7、图8和图9所示。图7和图8为垂直H面方向图，其参数如下不圆度±21.10dB 测试范围360°LOG6dB/div F/B31.21db测试频率1710MHz最大电平-34.928dBmXdBY(-3.0dB)65.25°图9也为垂直H面方向图，其参数为不圆度±22.07dB测试范围360°LOG6dB/div F/B31.35db测试频率2170MHz最大电平-38.843dBmXdBY(-3.0dB)59.83°因为实现平衡馈电的方式已为公知方式，在现有的应用中，本技术所指的同轴线也可用其它具有等效结构的方式如平行双线替代，故对与同轴线等效的其它结构的应用实例在此不另行赘述。采用本技术作为辐射单元的水平波束宽度为90°、65°和32°单极化天线工作带宽超过25％，在CDMA824～896MHz和GSM870～960MHz双频共用，DCS1710～1880MHz、PCS1850～1990MHz和UMTS1920～2170MHz三频共用或其中两两共用时，典型的电气指标如下驻波比小于1.25；水平面波束宽度为90°±8°时前后优于28dB。水平面波束宽度为65°±6°时前后优于30dB。水平面波束宽度为32°±4°时前后优于33dB。单频段使用时波束宽度的离散性要小一些，分别达到90°±5°、65°±4°和32°±3°。由此可见，本技术在金属反射板尺寸基本不变的情况下，能实现宽频带的功能，实现高前后比的幅射性能，同时，新改造的结构也较为简易，方便扳金成材，省料省本，尤其方便安装维护。权利要求1.一种宽带工字型单极化振子，包括第一振子元、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带工字型单极化振子，包括第一振子元、第二振子元、馈电装置、平行双板线及每个振子元双臂之间的双导线，两个振子元之间通过平行双板线并联，馈电装置包括馈电片和外加的同轴线，其特征在于：每个振子元双臂之间的双导线被延伸成平行双板，分别形成第一平衡器和第二平衡器，以抵消两振子元的电抗分量；所述馈电装置的馈电点设置在平行双板线的中心位置上，馈电片设置在平行双板线的一条平行边上，同轴线的内外导体则分别连接在馈电片和平行双板线的另一条平行边上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卜斌龙，孙善球，范颂东，冯春海，蒋克勇，
申请(专利权)人：京信通信技术广州有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]