CN111211413A - 一种具有陷波特性的双极化基站天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有陷波特性的双极化基站天线，包括带有翻边的反射板及分别安装在该反射板上的一块水平介质板和两块垂直介质板，所述水平介质板上形成有两个相互正交的偶极子，构成±45°双极化，且一个偶极子对应一块垂直介质板，所述垂直介质板上形成有L型馈线及巴伦结构，其中，在两个偶极子上分别设计有一个二分之一波长谐振器，在每个偶极子旁分别设计有两个二分之一波长谐振器，利用偶极子上及偶极子旁的三个二分之一波长谐振器来共同控制一个陷波频段，产生陷波效应。本发明可以设计出矩形度良好、带宽可控的陷波频段，可应用于多种不同结构的基站天线，谐振器形状不限，只需要在特定的位置放置谐振器即可获得良好的陷波效果。

Description

一种具有陷波特性的双极化基站天线
技术领域
本发明涉及移动通信的技术领域，尤其是指一种具有陷波特性的双极化基站天线。
背景技术
随着通信技术的快速发展，以及人们对现代移动通信技术要求的不断提升，基站天线也从开始的窄带单极化发展到如今的宽带多极化。现代通信技术下，基站天线已经能够覆盖非常宽的频带，其电路特性和辐射特性也有了很大的提升。但是随着5G时代的到来，基站中所需的天线数量急速增长，去耦问题便成为了基站建设中的一大难点。滤波去耦是众多去耦技术中的一种，不仅能够改善天线间的隔离度还能够实现方向图的稳定，在异频天线间实现良好的去耦效果。陷波技术是实现天线滤波的一种良好的方法，所以陷波基站天线的研究在滤波去耦中就有着重要的意义。
陷波技术在超宽带天线中有广泛的应用，其原理是在天线上引入二分之一波长开路谐振器或四分之一波长短路谐振器来引起谐振，从而实现有效陷波，特别是针对WLAN以及WiMAX频段的陷波。但超宽带天线通常都是单极化天线为主，引入陷波不存在影响极化隔离的问题，在基站天线中通常使用的是双极化形式，需要考虑到陷波引入影响极化隔离的问题，所以对于陷波双极化基站天线，设计困难比较大。
在现有研究中，还没有学者提出陷波效果良好且对天线极化隔离影响较小的陷波基站天线结构，所以对于陷波双极化基站天线的研究是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种具有陷波特性的双极化基站天线，其陷波结构可以用于多种不同结构的基站天线，同时可以利用此结构在多个不同的频段上产生陷波，也可以根据需求，适当调整陷波频段及带宽。本发明可以设计出矩形度良好的陷波频段，以满足双极化基站天线应用的需求。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种具有陷波特性的双极化基站天线，包括带有翻边的反射板及分别安装在该反射板上的一块水平介质板和两块垂直介质板，所述水平介质板上形成有两个相互正交的偶极子，构成±45°双极化，且一个偶极子对应一块垂直介质板，所述垂直介质板上形成有L 型馈线及巴伦结构，其中，在两个偶极子上分别设计有一个二分之一波长谐振器，在每个偶极子旁分别设计有两个二分之一波长谐振器，利用偶极子上及偶极子旁的三个二分之一波长谐振器来共同控制一个陷波频段，产生陷波效应。
进一步，每个偶极子均由两个金属辐射贴片构成，且其中一个金属辐射贴片上形成有一个二分之一波长谐振器，而设计在偶极子旁的另外两个二分之一波长谐振器则分别位于两个金属辐射贴片的旁边，即一个金属辐射贴片旁设计有一个二分之一波长谐振器，所述金属辐射贴片设在水平介质板的正面，所述垂直介质板背面的巴伦结构穿过水平介质板分别与偶极子两臂相连，两块垂直介质板相互交叉，所述L型馈线设在垂直介质板的正面。。
进一步，所述金属辐射贴片上的二分之一波长谐振器为环形谐振缝隙，所述金属辐射贴片旁的二分之一波长谐振器为回形弯折谐振器。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明在基站天线金属辐射贴片上设计一个二分之一波长谐振器，在金属辐射贴片旁设计两个二分之一波长谐振器，利用谐振器原理产生陷波效应，但是单一谐振器所产生的陷波存在矩形度差、陷波带宽不可控等问题，本发明的关键所在是辐射贴片上及辐射贴片旁的三个二分之一波长谐振器共同控制一个陷波频段，利用这种方法可以设计出矩形度良好、带宽可控的陷波频段，同时用此方法设计出的陷波基站天线对天线的极化隔离影响较小。
2、本发明的谐振器形状不受限制，可以是圆形、方形等各种形状，同时本发明可应用于多种不同结构的基站天线，谐振器形状不限，只需要在特定的位置放置谐振器即可获得良好的陷波效果。
附图说明
图1为本发明所述双极化基站天线的立体图。
图2为水平介质板的正面图。
图3为其中一块垂直介质板的正面图。
图4为另外一块垂直介质板的正面图。
图5为本发明所述双极化基站天线仿真的±45°极化端口回波损耗及端口隔离度曲线图。
图6为本发明所述双极化基站天线的增益曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，本实施例所提供的具有陷波特性的双极化基站天线，包括带有翻边2的反射板1及分别安装在该反射板1上的一块水平介质板7和两块相互交叉的垂直介质板5，所述水平介质板7上形成有两个相互正交的偶极子，构成±45°双极化，且一个偶极子对应一块垂直介质板5，每个偶极子均由两个金属辐射贴片8构成，且其中一个金属辐射贴片8上形成有一个二分之一波长谐振器4，该二分之一波长谐振器4具体为环形谐振缝隙，用来制造出矩形度良好的右反射零点形陷波，所述金属辐射贴片8设在水平介质板7的正面，所述垂直介质板5的正面设有L型馈线6，其背面形成有与反射板1和金属辐射贴片8相连的巴伦结构(图中未画出)，在每个偶极子旁分别设计有两个二分之一波长谐振器3，而设计在偶极子旁的两个二分之一波长谐振器3则分别位于两个金属辐射贴片8的旁边，即一个金属辐射贴片8旁设计有一个二分之一波长谐振器3，该二分之一波长谐振器3具体为回形弯折谐振器，用来制造出矩形度良好的左反射零点形陷波，这样在一个环形谐振缝隙4和两个回形弯折谐振器3 的共同作用下，构成了一个矩形度良好的陷波频段，改变了天线1920MHz-2000MHz频段的工作特性。
图5为本实施例上述双极化基站天线在+45°极化与-45°极化端口分别激励时的回波损耗及端口隔离度曲线，从图中可以看到，天线在 1700MHz-2820MHz频段天线的S11<-14dB，在1920MHz-2000MHz频段(-3dB) 内产生了矩形度良好的陷波效应。
图6为本实施例上述双极化基站天线的增益曲线，从图中可以看到，天线在除去1920MHz-2000MHz陷波频段外的工作频段，增益达到8.7±0.3dBi，在很宽的频带内实现了高增益，同时在陷波频段内增益急剧下降，体现了良好的陷波效果。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种具有陷波特性的双极化基站天线，其特征在于：包括带有翻边的反射板及分别安装在该反射板上的一块水平介质板和两块垂直介质板，所述水平介质板上形成有两个相互正交的偶极子，构成±45°双极化，且一个偶极子对应一块垂直介质板，所述垂直介质板上形成有L型馈线及巴伦结构，其中，在两个偶极子上分别设计有一个二分之一波长谐振器，在每个偶极子旁分别设计有两个二分之一波长谐振器，利用偶极子上及偶极子旁的三个二分之一波长谐振器来共同控制一个陷波频段，产生陷波效应。
2.根据权利要求1所述的一种具有陷波特性的双极化基站天线，其特征在于：每个偶极子均由两个金属辐射贴片构成，且其中一个金属辐射贴片上形成有一个二分之一波长谐振器，而设计在偶极子旁的另外两个二分之一波长谐振器则分别位于两个金属辐射贴片的旁边，即一个金属辐射贴片旁设计有一个二分之一波长谐振器，所述金属辐射贴片设在水平介质板的正面，所述垂直介质板背面的巴伦结构穿过水平介质板分别与偶极子两臂相连，两块垂直介质板相互交叉，所述L型馈线设在垂直介质板的正面。
3.根据权利要求2所述的一种具有陷波特性的双极化基站天线，其特征在于：所述金属辐射贴片上的二分之一波长谐振器为环形谐振缝隙，所述金属辐射贴片旁的二分之一波长谐振器为回形弯折谐振器。
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