宽带双极化辐射单元及宽带天线制造技术

本发明专利技术公开了一种宽带双极化辐射单元100包括两对正交极化的偶极子11，12，13，14和对偶极子进行平衡馈电的平衡器21，22，23，24。每个偶极子包括一对对齐安装在平衡器顶部的单元臂11a和11b，12a和12b，13a和13b，14a和14b。每个单元臂的一端固定在平衡器顶部，另一端向内折弯形成向内的加载线61a，62a，63a，64a另一个单元臂的一端向下折弯形成向下的加载线61b，62b，63b，64b。一副天线10包括一个金属反射板20和至少一个拥有优越的辐射性能和极化性能的宽带双极化辐射单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及移动通信基站天线领域，尤其是涉及一种宽带高性能双极化辐射单元及宽带天线。
技术介绍
目前，在2G和3G网络共存的情况下，对能够兼容2G和3G网络的多频段天线的需求持续增长。随着通信技术的发展，对多频天线的性能指标也提出越来越高的要求。基于以上的发展趋势，目前市场上普遍采用的是两对交叉极化偶极子呈方形或圆形的设计。如美国专利US6333720B1公开了一种天线，该专利所述的低频辐射单元包括两对排列成偶极子矩阵的交叉极化偶极子。通过在低频辐射单元之间嵌入高频辐射单元达到多频天线的性能。低频辐射单元和它的多频天线存在以下几点不足: (I)呈直线型的偶极子产生一个巨大的偶极子矩阵；同时它降低了位于低频辐射单元间的高频辐射单元的性能。此外，低频辐射单元间的耦合降低了它的电性能。(2)平衡器的结构呈直线型，使低频辐射单元与高频辐射单元距离较近，高频辐射单元的阻抗以及方向图性能等受到低频辐射单元的影响，导致更低的电性能及不良的方向图。专利CN201134512Y的设计，虽然相对美国专利US6333720B1做了改进，但仍存在以下不足之处:(1)采用高频辐射单元嵌入低频辐射单元实现多频天线设计，高频辐射单元离低频辐射单元的平衡器较近，高频辐射单元的电压驻波比及辐射性能受到较大影响。(2)虽然该设计收敛了辐射口径，所有一端的偶极子采用向下折弯的方式，增加了对高频辐射单元的不良影响。(3)该专利通过粗细不一的偶极子，尤其在末端加粗来展宽工作带宽，增加了制造困难以及减少了辐射单元可靠性。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种宽带高性能双极化辐射单元。该辐射单元结构简单，便于制造，同时口径更小，以便改善电性能和辐射性能。本专利技术的另一个目的在于提供一种可以减少交叉耦合以及改善电性能及辐射性能的单频或多频天线。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是:一种宽频双极化辐射单元包括多个偶极子、对每个偶极子进行平衡馈电的平衡器，平衡器的底部固定在一个环形连接器上，每个偶极子包括一对对齐安装在平衡器顶部的单元臂，每对单元臂的一端分别固定在平衡器顶部的两端，另一端分别向下和向内折弯，这样形成向下和向内的加载线。加载线分别相对于偶极子多边形以直角向下弯折，同时向偶极子多边形的中心向内弯折。相邻的偶极子加载线相互平行。偶极子对按照交叉极化排列，偶极子的单元臂呈线型或折线型形成八边形或者十六边形。这种宽频双极化辐射单元为一体化压铸成型。 所述平衡器呈弧线形，其弧长为0.2 0.3个工作波长，而平衡器的长度优选为中心频率的0.25波长。每个平衡器下表面设有供馈电电缆布设的走线凹槽。平衡器顶部的一端开有一个走线孔，另一端设有金属柱。馈电电缆包括芯线和外部的金属屏蔽层，馈电电缆从走线凹槽穿过平衡器的走线孔，芯线和金属柱分别焊接到其上的一个馈电片的两端，由绝缘环套来支撑馈电片。馈电电缆的外部金属屏蔽层在走线凹槽接近走线孔的位置与走线凹槽进行焊接，馈电电缆的另一端在接近环形连接器的位置与平衡器进行焊接。从而，平衡器对偶极子进行平衡馈电。一副宽带天线包括一个金属反射板和至少一个宽带双极化辐射单元。该辐射单元通过紧固件与环形连接器上开设的固定孔连接，从而安装在金属反射板上。所述的金属反射板有一块垂直的侧壁，辐射单元的偶极子向下的加载线位于金属反射板侧壁附近。在另一个实施例中，所述金属反射板上至少呈直线状安装了两个所述的宽带双极化辐射单元。在第三个实施例中，所述金属反射板安装了若干高频辐射单元，至少一个内嵌在所述的宽带双极化辐射单元之中。当宽带双极化辐射单元安装在金属反射板上，它靠近金属反射板垂直侧壁的偶极子向下折弯，其他辐射单元附近的偶极子向内折弯。换句话说，这种宽带双极化辐射单元安装在金属反射板上，侧壁附近的偶极子加载线向下折弯，相邻金属反射板上的其他辐射单元的加载线向内折弯。本专利技术的有益效果是:本设计的偶极子末端向下或向内弯折，形成八边形或者其他多边形，极大地减少了同等电子长度下的辐射单元口径，换句话说，扩展了辐射电流的长度。此外，本专利技术所述的宽带双极化辐射单元是高效率，辐射性能好且可以灵活运用于单频天线及多频天线。辐射单元的整体结构通过一体化压铸成型，确保简单的结构拥有良好的性能。向内的加载线增加了金属反射板上直线排列的辐射单元间的距离，尤其增加了高频辐射单元与低频辐射单元间的距离，因此，极大地减少了高频辐射单元受到的干扰。向下的加载线补偿了极化的不对称性，使得交叉极化性能指标有大幅提高。此外，辐射单元采用弧形平衡器，同时提高了上述特性。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明: 图1是本专利技术的一个实施例的辐射单元整体结构示意 图2是图1的仰视结构意 图3是图1的侧视结构示意 图4是另一个实施例的辐射单元整体结构示意 图5是本专利技术一个实施例的宽频双极化天线的立体结构示意 图6是本专利技术一个实施例的双频双极化天线的立体结构示意 图7是一个实施例中的双频天线的H平面方向 图8是另一个实施例中双频天线的H平面方向图。具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。参照图1、图2和图3，一种宽带高性能双极化辐射单元100，包括正交极化的偶极子，对每个偶极子进行平衡馈电的馈电器，和一个用于固定平衡器底部的环形连接器111。所述辐射单元100包含两对呈八边形的交叉极化偶极子11，12，13，14安装在平衡器21，22，23，24的顶部。所述辐射单元100为一体化压铸成型单元。在一个优选的实施例中，所述偶极子11，12，13，14结构相同，每个偶极子分别包含一对单兀臂Ila和lib, 12a和12b, 13a和13b, 14a和14b。每对单兀臂的一端分别固定在相应平衡器顶部的两端，另一端向下弯折或者向内弯折形成向下的加载线和向内的加载线61a和61b, 62a和62b, 63a和63b, 64a和64b。更优选的是，加载线分别相对于偶极子多边形成直角向下弯折，朝着偶极子多边形中心向内折弯。相邻的偶极子加载线相互平行。以偶极子11为例进行说明，偶极子11包括一对单元臂Ila和Ilb对齐安装在平衡器21的顶部。单元臂Ila和Ilb都有一端分别固定在平衡器21顶部的两端，单元臂Ila的另一端向内弯折形成加载线61a,单元臂Ilb的另一端向下弯折形成加载线61b。更优选的是，单元臂Ila或Ilb的另一端相对于偶极子八边形正交向下折弯形成向下的加载线61b，或者朝偶极子八边形中心向内弯折形成向内的加载线61a。加载线61a和61b的结构很好地缩小了辐射单元100的口径。换句话说，极大地扩展了辐射电流长度。同时，它能使辐射单元100的结构最小化。此外，向内折弯的加载线61a使得在多频应用时低频辐射单元对高频辐射单元的影响减小。从而，电性能和辐射性能得到改进。同样，偶极子12的单元臂12a和12b的一端分别连接到平衡器22的顶部，另一端折弯形成向下的加载线62b和向内的加载线62a。偶极子13的单元臂13a和13b的一端连接到平衡器23的顶部，另一端折弯形成向下的加载线63b和向内的加载线63a。偶极子14的单元臂1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.25 CN 201010292965.41.一种宽带双极化辐射单元，包括多个偶极子组成的偶极子多边形； 一个环形连接器；和 对偶极子进行平衡馈电的平衡器，平衡器的底部安装在环形连接器上，每个偶极子包括一对对齐排列在相应平衡器顶部的单元臂； 其特征在于，每对单元臂中的每个单元臂的一端分别安装在平衡器顶部的两侧，且至少一个单元臂另一端沿偶极子多边形向内折弯以形成向内的加载线。2.根据权利要求1所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于，每对单元臂中另一个单元臂另一端向下折弯以形成向下的加载线，并且相邻相邻偶极子的加载线是相互平行的。3.根据权利要求2所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于，向下的加载线与偶极子多边形正交极化，向内的加载线朝向偶极子多边形的中心向内折弯。4.根据权利要求1所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于，正交极化的两对偶极子共同构成八边形或十六边形结构；且两个共极化偶极子之间的间距是0.Γ0.6个工作波长。5.根据权利要求1所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于，所述偶极子截面呈圆形、方形、L形、T形、短截线或多边形结构。6.根据权利要求1所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于，所述平衡器呈弧形结构，长度是0.2^0.3个工作波长，对相应偶极子进行平衡馈电。7.根据权利要求6所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于，平衡器的长度为中心频率的0.25波长，所述各平衡器正交固定于环形连接器上。8.根据权利要求6所述的一种宽带双极化辐射单...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪何知，石磊，方铁勇，伍裕江，高卓锋，刘木林，叶海欧，
申请(专利权)人：广东通宇通讯股份有限公司，
类型：
国别省市：