用于蜂窝基站天线的双极化辐射元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于蜂窝基站天线的双极化辐射元件（１），包括：用于反射辐射能量的反射器表面（２１）；围绕孔径区域（８）分布的四个辐射单极（４ａ－４ｄ），每个辐射单极包括从所述反射器表面突出的基脚（４２ａ－４２ｄ）；以及位于所述反射器表面之上且从所述基脚向外辐射地突出的边缘（４１ａ－４１ｄ），来自相邻单极的边缘垂直于彼此辐射地延伸；其中它还包括：四个元件馈源（５ａ－５ｄ），各自电容性耦合到相应的单极并且在孔径区域（８）内从所述单极辐射地突出；连接到所述元件馈源的电源装置（６ａｃ、６ｂｄ、７ａ－７ｄ、７ａｃ、７ｂｄ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于蜂窝基站天线的双极化辐射元件。近来，对 用于移动和无线应用的天线的需求越来越迫切。现在存在多种用于无 线通信的使用大范围频带的基于陆地的系统。
技术介绍
几家蜂窝基站天线的制造商提出了在由反射器形成的有限接地 平面上四分之一波长位置具有电偶极子的天线。通过由对相应的相互 垂直的电偶极子进行激励而获得的正交线性极化，而获得双极化。这些电偶极子相对于反射器的中央长轴在相反的方向上倾斜45。。遗憾的是，这种天线在跨高达25%的通带(例如，806 - 960 MHz 或者1700 - 2200 MHz)上提供有限的远场方向图性能水平3dB HPBW(半功率波束宽度)稳定度面对大的变化(例如65。 +/-6° ), 交叉极化水平(例如，+/-60°的交叉极化区别度为约5dB)太高。 文献US 2006/0109193公开了一种天线，改善了 3dB HPBW稳定 度。此外，这种天线还降低了交叉极化水平。该天线包括安装在用于 反射极化射频信号的反射器结构上的双极化辐射元件阵列。该反射器 结构具有金字塔或圆锥角形状的各个辐射元件。该天线设计显著地提高了制造成本，因为角形状需要特殊铸造的 设计。为了降低交叉极化水平，其他设计包括固定在反射器的两侧上的 横向延长的扼流反射器(choke relector)。这些设计导致复杂和昂贵 的制造工艺。
技术实现思路
4因此需要 一 种简单的天线结构，该天线结构提供良好的远场性 能。因此本专利技术的目的是提供一种用于蜂窝基站天线的双极化辐射元件，包括-用于反射辐射能量的反射器表面；-围绕孔径区域分布的四个辐射单极，每个辐射单极包括从所述 反射器表面突出的基脚，以及位于所述反射器表面之上且从所述基脚 向外辐射地突出的边缘，来自相邻单极的边缘垂直于彼此辐射地延伸，其进一步包括-四个元件馈源，各自电容性耦合到相应的单极，并且在孔径区 域内从所述单极辐射地突出；-连接到所述元件馈源的电源装置。四个元件馈源各自包括基脚部分和连接到相应基脚部分的上部 且垂直于所述基脚部分的边缘部分，其中每个基脚部分在其基脚的水 平高度电容性耦合到相应的单极，并且每个边缘部分在孔径区域内从 相应的辐射单极辐射地突出。根据另 一个实施例， 一对相反的元件馈源在所述反射器表面之上 在两个相反的基脚之间延伸。根据另 一个实施例，每个元件馈源包括电容性耦合到辐射单极的 第一终端部分和从所述辐射单极辐射地突出的第二终端部分。根据另 一个实施例，所述元件馈源的第 一终端部分电容性耦合到 相应的基脚。根据另 一个实施例，元件馈源的第 一终端部分近似于垂直于其第 二终端部分。根据另一个实施例，所述电源装置包括一功率分路器；-第一连接线，将所述功率分路器连接到元件馈源； -第二连接线，将所述功率分路器连接到相反的元件馈源并相对 于所述第一连接线引入180°的相位。根据另 一 个实施例，所述第 一 和第二连接线具有相等的阻抗幅度。根据另一个实施例，所述边缘包括在共面表面内。根据另一个实施例，所述反射器表面是平面的，所述边缘与所述 反射器表面平行。根据另一个实施例，所述边缘相对于所述反射器表面倾斜。根据另一个实施例，每个单极还包括至少一个从相应边缘延伸且 相对于该边缘倾斜的翼。根据另一个实施例，所述边缘具有矩形形状。根据另 一 个实施例，所述基脚具有与所述边缘相同长度的矩形形状。根据另 一 个实施例，所述边缘设置有相对于孔径区域切向延伸的通孔。根据另一个实施例，所述辐射元件还包括在与所述辐射单极相同 的一侧上从所述反射器表面突出的侧壁，所述辐射单极位于所述侧壁之间。根据另 一个实施例，其中所述反射器表面与所述横向侧壁之间的 相交形成平行线，并且其中每对相反的元件馈源在根据与所述平行线形成大约45。的方向上延伸。根据另 一个实施例， 一对元件馈源部分地覆盖另 一对元件馈源。附图说明通过结合附图阅读下文对若干实施方式的详细描述，将可以理解 本专利技术的优点，其中图1是根据本专利技术的第一实施例的辐射元件的透视图； 图2是图1的辐射元件的截面图3是图1的辐射元件的反射器上形成的电连接的俯视图； 图4是根据本专利技术的辐射元件的第二实施例的截面图； 图5是备选单极形状的透视图； 图6是另一备选单极形状的透视图；图7是又一备选单极形状的透视图。具体实施例方式图1和图2例示了用于蜂窝基站天线的双极化辐射元件1。该辐 射元件1包括用于反射辐射能量的反射器2。本实施例的反射器2包 括形成反射器表面的平面部分21。辐射部分3包括四个辐射电单极4a-4d。单极4a-4d围绕(图 3中用圆8示出的)孔径区域而分布。每个单极4包括基脚42和相应 壁部分形成的边缘41。每个单极4a - 4d可以由弯曲的金属薄板制成。 每个边缘41a- 41d位于平面部分21之上。每个边缘41从相应基脚 42在朝外的辐射方向上突出。辐射方向定义为从孔径区域8的中心开 始。为了产生双极化，来自相邻单极的两个边缘垂直于彼此辐射地延辐射部分3还包括四个元件^t贵源5a-5d。每个元件^t源5a-5d 电容性耦合到相应的单极4a-4d。每个元件馈源5a-5d在孔径区域 内从其相应的单极突出。电场在孔径区域8中产生，形成磁源。磁源 和电单极的组合改善了 3dB HPBW稳定度。辐射部分3还包括连接到 馈源5a-5d的电源装置，下面将提供其进一步的细节。根据射频仿真以及测量，根据本专利技术的辐射元件在跨高达25%的 通带(例如，806 - 960 MHz或者1700 - 2200 MHz )上提供与已知辐 射元件至少相同的远场方向图性能(即水平3dBHPBW稳定度、交叉 极化区分度、前后比)。在图l和图2所示的实施例上进行的仿真和 测量提供关于远场方向图的下列结果-在25 %的通带中3dB HPBW稳定度为65。+ /-3 dB;-交叉极化区分度为10dB;-前后比为30 dB。此外，这些结果利用具有54mm高度的辐射部分获得，其确保了 较低截面和有限的重量。根据本专利技术的辐射元件还具有简单的结构，其制造成本非常低。这种辐射元件1可以用于移动电话网络配备的天线中。每个元件馈源5a - 5d包括基脚部分52a - 52d和连接到相应基脚 部分的上部的边缘部分51a- 51d。每个边缘部分51a- 51d垂直于其 相应的基脚部分52a-52d,元件馈源因此具有L形的截面。每个边 缘部分51a-51d因此在位于孔径区域8下面的空间内从相应的单极 4a-4d辐射地突出。边缘部分51a - 51d和相应的边缘41a-41d在相 同方向但是相反侧上突出。每个基脚部分52a - 52d在其基脚42a - 42d 的水平高度电容性耦合到其相应的辐射单极4a - 4d。每对元件馈源5a、 5c或5b、 5d在平面部分21上，在两个相反 的基脚(分别是基脚42a、 42c和42b、 42d)之间延伸。 一对边缘部 分在平面部分21上位于比另一对更高的位置边缘部分51a和51c 部分地覆盖边缘部分51b和51d。相反的边缘部分即51a、 51c和51b、 51d由孔径区域8的中心处的空气间隙分隔。每个元件馈源5a-5d 可以用弯曲的金属薄板制成。在本实施例中，边缘41a-41d具有矩形形状。基脚42a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蜂窝基站天线的双极化辐射元件，包括　－用于反射辐射能量的反射器表面；　－围绕孔径区域分布的四个辐射单极，每个辐射单极包括从所述反射器表面突出的基脚，以及位于所述反射器表面之上且从所述基脚向外辐射地突出的边缘，来自相邻单极 的边缘彼此垂直辐射地延伸，　－四个元件馈源，各自包括基脚部分和连接到相应基脚部分的上部且垂直于所述基脚部分的边缘部分，其中每个基脚部分在其基脚的水平高度电容性耦合到相应的单极，并且每个边缘部分在孔径区域内从相应的辐射单极辐射地突出；　 　－连接到所述元件馈源的电源装置。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M孔策，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：FR[法国]