CN109546334B - 一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，包含水平馈电介质板、两块垂直馈电介质板和四根天线振子臂，两块垂直馈电介质板分别为‑45°垂直馈电介质板和+45°垂直馈电介质板，两块垂直馈电介质板的上端两侧分别开有一个与振子臂匹配的凹口，每根天线振子臂的一端端部开有一个与垂直馈电介质板厚度匹配的槽道，天线振子臂一端卡设在垂直馈电介质板的凹口内并且垂直馈电介质板凹口处也卡设在天线振子臂端部的槽道内，水平馈电介质板正面设置有微带电路，水平馈电介质板上开有与两块垂直馈电介质板匹配的十字型凹槽。本发明辐射臂横截面相对较小，能够有效减低对高频振子的遮挡，从而减少对高频振子的干扰。

Description

一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子
技术领域
本发明涉及一种振子，特别是一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子。
背景技术
随着移动通信技术的发展，人们对通信速率的要求越来越高，从而不同频段无线通信***的部署应用越来越多，导致通信铁塔上的空间越来越有限。为有效减少天线在铁塔上的安装空间，需要开发多频天线。然而，在有限的天线空间中集成多个频段的天线振子将给天线设计带来带来较大难度，例如不同频段天线振子间的干扰。为了有效减少不同频段天线振子间的干扰，对振子进行低剖面设计从而减少振子对其他振子的遮挡是一种有效的途径。现有方案中的低频振子往往采用了全金属或全介质板结构，导致天线尺寸偏大，从而导致与高频振子之间的遮挡现象比较严重，进而增加与高频振子间的干扰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，减少了对高频振子的遮挡。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：包含水平馈电介质板、两块垂直馈电介质板和四根天线振子臂，两块垂直馈电介质板分别为-45°垂直馈电介质板和+45°垂直馈电介质板，两块垂直馈电介质板表面均设置有用于耦合馈电和阻抗匹配的第一微带电路,+45°垂直馈电介质板上端中间位置开有一条沿竖直方向向下开设的上凹槽，-45°垂直馈电介质板下端中间位置开有一条沿竖直方向向上开设的下凹槽，上凹槽与下凹槽相互匹配卡接并且上凹槽与下凹槽的长度和与垂直馈电介质板长度匹配，两块垂直馈电介质板的上端两侧分别开有一个与振子臂匹配的凹口，每根天线振子臂的一端端部开有一个与垂直馈电介质板厚度匹配的槽道，天线振子臂一端卡设在垂直馈电介质板的凹口内并且垂直馈电介质板凹口处也卡设在天线振子臂端部的槽道内，水平馈电介质板正面设置有第二微带电路，水平馈电介质板上开有与两块垂直馈电介质板匹配的十字形凹槽，两块垂直馈电介质板***固定在十字形凹槽内。
进一步地，所述天线振子臂端部与垂直馈电介质板直接焊接固定。
进一步地，所述垂直馈电介质板的凹口为方形凹口，方形凹口位于垂直馈电介质板内侧的一条侧边的两端设置有两个用于焊接的圆孔。
进一步地，所述+45°垂直馈电介质板一侧侧面设置有凸字型馈电结构和第一阻抗匹配段，凸字型馈电结构包含多段馈电段，相邻两端馈电段之间首位连接并且相互垂直设置从而构成一个无底的凸字型馈电结构，第一阻抗匹配段沿竖直方向设置并且第一阻抗匹配段上端与凸字型馈电结构的一端连接。
进一步地，所述-45°垂直馈电介质板一侧侧面设置有凹字型馈电结构和第二阻抗匹配段，凹字型馈电结构包含多段馈电段，相邻两端馈电段之间首位连接并且相互垂直设置从而构成一个无底的凹字型馈电结构，第二阻抗匹配段沿竖直方向设置并且第二阻抗匹配段上端与凹字型馈电结构的一端连接。
进一步地，所述第一阻抗匹配段或第二阻抗匹配段的下端连接部位加宽。
进一步地，所述第二微带电路为低通滤波电路，包含两条相互对称设置在水平介质板正面两侧的微带线，每条微带线包含折弯连接段、中间段、第一L段、第二L段、第三L段、第四L段和方形连接段，折弯连接段一端与十字形凹槽内的垂直馈电介质板的阻抗匹配段下端连接，折弯连接段的另一端与中间段一端连接，中间段另一端与方形连接段一端连接，第一L段一端与中间段一端连接并且第一L段另一端向中间段另一端弯折，第四L段一端与中间段另一端连接并且第四L段另一端向中间段一端弯折从而第一L段与第四L段呈点对称结构，第二L段和第三L段一端分别与中间段中间部位连接，第二L段和第三L段的另一端分别向着中间段的两端弯折从而第二L段和第三L段呈点对称结构。
进一步地，所述折弯连接段一端端部连接部位加宽。
进一步地，所述水平馈电介质板的反面在十字形凹槽四条槽边端部侧面分别设置有一个焊接点。
进一步地，所述垂直馈电介质板的与馈线相对的另一侧为导体部分，导体中间开缝实现天线巴伦并且开缝宽度大于垂直馈电介质板开槽宽度，+45°垂直馈电介质板的下凹槽内设置有一垂直连接导体，垂直连接导体两端分别连接+45°垂直馈电介质板开缝两侧的导体部分。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、天线辐射臂由两对细长的金属棒构成，辐射臂横截面相对较小，能够有效减低对高频振子的遮挡，从而减少对高频振子的干扰；
2、垂直介质板底部导体上的电流可以较好地流动到辐射臂上，从而保障天线辐射臂的辐射效率和天线的驻波匹配效果；
3、耦合馈电形式和宽频带阻抗匹配，可以有效地拓宽天线的带宽；
4、对一个垂直馈电介质板底部开缝的位置进行导体连接，可以提高极化间的隔离；
5、通过将十字形凹槽的焊接点尽量远离十字交叉中点从而提高极化间的隔离；
6、垂直和水平介质板上电路连接点附近加宽处理，能够方便焊接和利于驻波调试；
7、水平介质板上集成低通滤波器，可以将高频电磁部分滤除，进而能够有效提高高频与低频频段之间的隔离。
附图说明
图1是本发明的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子的示意图。
图2是本发明的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子的拆解图。
图3是本发明的垂直馈电介质板的示意图。
图4是本发明的水平馈电介质板的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1和2所示，本发明的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，包含水平馈电介质板1、两块垂直馈电介质板和四根天线振子臂2，两块垂直馈电介质板分别为-45°垂直馈电介质板3和+45°垂直馈电介质板4，两块垂直馈电介质板表面均设置有用于耦合馈电和阻抗匹配的第一微带电路,+45°垂直馈电介质板4上端中间位置开有一条沿竖直方向向下开设的上凹槽5，-45°垂直馈电介质板3下端中间位置开有一条沿竖直方向向上开设的下凹槽6，上凹槽5与下凹槽6相互匹配卡接并且上凹槽5与下凹槽6的长度和与垂直馈电介质板长度匹配，两块垂直馈电介质板的上端两侧分别开有一个与振子臂匹配的凹口7，每根天线振子臂2的一端端部开有一个与垂直馈电介质板厚度匹配的槽道8，天线振子臂2一端卡设在垂直馈电介质板的凹口7内并且垂直馈电介质板凹口处也卡设在天线振子臂2端部的槽道8内，水平馈电介质板1正面设置有第二微带电路，水平馈电介质板1上开有与两块垂直馈电介质板匹配的十字形凹槽9，两块垂直馈电介质板***固定在十字形凹槽9内。天线辐射臂由两对细长的金属棒组成，从而形成±45°极化辐射，辐射臂横截面相对较小，能够有效减低对高频振子的遮挡，从而减少对高频振子的干扰。垂直馈电介质板的底部为锲形，从而可将垂直馈电介质板垂直***水平介质板的十字形凹槽中。
天线振子臂2端部与垂直馈电介质板直接焊接固定。垂直馈电介质板的凹口7为方形凹口，方形凹口位于垂直馈电介质板内侧的一条侧边的两端设置有两个用于焊接的圆孔10。这样的焊接方式，能够保证垂直介质板底部导体上的电流可以较好地流动到辐射臂上，从而保障天线辐射臂的辐射效率和天线的驻波匹配效果。
第一微带电路结构为，如图3所示，+45°垂直馈电介质板4一侧侧面设置有凸字型馈电结构11和第一阻抗匹配段12，凸字型馈电结构11包含多段馈电段，相邻两端馈电段之间首位连接并且相互垂直设置从而构成一个无底的凸字型馈电结构，第一阻抗匹配段12沿竖直方向设置并且第一阻抗匹配段12上端与凸字型馈电结构11的一端连接。
-45°垂直馈电介质板3一侧侧面设置有凹字型馈电结构13和第二阻抗匹配段14，凹字型馈电结构13包含多段馈电段，相邻两端馈电段之间首位连接并且相互垂直设置从而构成一个无底的凹字型馈电结构，第二阻抗匹配段14沿竖直方向设置并且第二阻抗匹配段14上端与凹字型馈电结构13的一端连接。凹凸型耦合馈电形式和宽频带阻抗匹配，可以有效地拓宽天线的带宽。
第一阻抗匹配段或第二阻抗匹配段的下端连接部位加宽。连接点附近的加宽处理，能够方便焊接和利于驻波调试。
如图4所示，第二微带电路为低通滤波电路，包含两条相互对称设置在水平介质板正面两侧的微带线，每条微带线包含折弯连接段15、中间段16、第一L段18、第二L段19、第三L段20、第四L段21和方形连接段17，折弯连接段15一端与十字形凹槽9内的垂直馈电介质板的阻抗匹配段下端连接，折弯连接段15的另一端与中间段16一端连接，中间段16另一端与方形连接17段一端连接，第一L段18一端与中间段16一端连接并且第一L段18另一端向中间段16另一端弯折，第四L段21一端与中间段16另一端连接并且第四L段21另一端向中间段16一端弯折从而第一L段18与第四L段21呈点对称结构，第二L段19和第三L段20一端分别与中间段16中间部位连接，第二L段19和第三L段20的另一端分别向着中间段16的两端弯折从而第二L段19和第三L段20呈点对称结构。水平介质板上集成低通滤波器，可以将高频电磁部分滤除，进而能够有效提高高频与低频频段之间的隔离。折弯连接段15一端端部连接部位加宽。连接点附近的加宽处理，能够方便焊接和利于驻波调试。
水平馈电介质板1的反面在十字形凹槽9四条槽边端部侧面分别设置有一个焊接点22。焊接点尽量远离十字交叉中点从而提高极化间的隔离。
垂直馈电介质板的与馈线相对的另一侧为导体部分，导体中间开缝实现天线巴伦并且开缝宽度大于垂直馈电介质板开槽宽度，+45°垂直馈电介质板的下凹槽内设置有一垂直连接导体23，垂直连接导体两端分别连接+45°垂直馈电介质板开缝两侧的导体部分。底部开缝的位置进行导体连接，可以提高极化间的隔离。
本发明的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子采用细长的金属振子臂结合介质板馈电巴伦结构，通过介质板上的凹凸形耦合馈电结构，有效地在保证低频天线带宽的基础上减少了对高频振子的遮挡。此外，通过对巴伦馈电结构采取相应措施有效地提高了振子不同极化间的隔离。因此，可以较好地应用于多频天线中，在很大程度上降低不同频段振子间的干扰。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：包含水平馈电介质板、两块垂直馈电介质板和四根天线振子臂，两块垂直馈电介质板分别为-45°垂直馈电介质板和+45°垂直馈电介质板，两块垂直馈电介质板表面均设置有用于耦合馈电和阻抗匹配的第一微带电路,+45°垂直馈电介质板上端中间位置开有一条沿竖直方向向下开设的上凹槽，-45°垂直馈电介质板下端中间位置开有一条沿竖直方向向上开设的下凹槽，上凹槽与下凹槽相互匹配卡接并且上凹槽与下凹槽的长度和与垂直馈电介质板长度匹配，两块垂直馈电介质板的上端两侧分别开有一个与振子臂匹配的凹口，每根天线振子臂的一端端部开有一个与垂直馈电介质板厚度匹配的槽道，天线振子臂一端卡设在垂直馈电介质板的凹口内并且垂直馈电介质板凹口处也卡设在天线振子臂端部的槽道内，水平馈电介质板正面设置有第二微带电路，水平馈电介质板上开有与两块垂直馈电介质板匹配的十字形凹槽，两块垂直馈电介质板***固定在十字形凹槽内；所述第二微带电路为低通滤波电路，包含两条相互对称设置在水平介质板正面两侧的微带线，每条微带线包含折弯连接段、中间段、第一L段、第二L段、第三L段、第四L段和方形连接段，折弯连接段一端与十字形凹槽内的垂直馈电介质板的阻抗匹配段下端连接，折弯连接段的另一端与中间段一端连接，中间段另一端与方形连接段一端连接，第一L段一端与中间段一端连接并且第一L段另一端向中间段另一端弯折，第四L段一端与中间段另一端连接并且第四L段另一端向中间段一端弯折从而第一L段与第四L段呈点对称结构，第二L段和第三L段一端分别与中间段中间部位连接，第二L段和第三L段的另一端分别向着中间段的两端弯折从而第二L段和第三L段呈点对称结构。
2.按照权利要求1所述的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：所述天线振子臂端部与垂直馈电介质板直接焊接固定。
3.按照权利要求1所述的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：所述垂直馈电介质板的凹口为方形凹口，方形凹口位于垂直馈电介质板内侧的一条侧边的两端设置有两个用于焊接的圆孔。
4.按照权利要求1所述的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：所述+45°垂直馈电介质板一侧侧面设置有凸字型馈电结构和第一阻抗匹配段，凸字型馈电结构包含多段馈电段，相邻两端馈电段之间首位连接并且相互垂直设置从而构成一个无底的凸字型馈电结构，第一阻抗匹配段沿竖直方向设置并且第一阻抗匹配段上端与凸字型馈电结构的一端连接。
5.按照权利要求1所述的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：所述-45°垂直馈电介质板一侧侧面设置有凹字型馈电结构和第二阻抗匹配段，凹字型馈电结构包含多段馈电段，相邻两端馈电段之间首位连接并且相互垂直设置从而构成一个无底的凹字型馈电结构，第二阻抗匹配段沿竖直方向设置并且第二阻抗匹配段上端与凹字型馈电结构的一端连接。
6.按照权利要求4所述的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：所述第一阻抗匹配段的下端连接部位加宽。
7.按照权利要求5所述的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：所述第二阻抗匹配段的下端连接部位加宽。
8.按照权利要求1所述的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：所述折弯连接段一端端部连接部位加宽。
9.按照权利要求1所述的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：所述水平馈电介质板的反面在十字形凹槽四条槽边端部侧面分别设置有一个焊接点。
10.按照权利要求1所述的一种用于多频基站天线的低剖面十字形振子，其特征在于：所述垂直馈电介质板的与馈线相对的另一侧为导体部分，导体中间开缝实现天线巴伦并且开缝宽度大于垂直馈电介质板开槽宽度，+45°垂直馈电介质板的下凹槽内设置有一垂直连接导体，垂直连接导体两端分别连接+45°垂直馈电介质板开缝两侧的导体部分。
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