CN201450115U - 一种双极化天线振子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双极化天线振子，包括方形非金属基体，印制于方形非金属基体上的上层金属层和下层金属层，在方形非金属基体上表面的中心沿着X轴和Y轴方向有两个相互垂直的“工字形”留空，方形非金属基体上的四个角处也留空，上层金属层为沿着所述的“工字形”分布，形成由四个相同的弯折金属带组成的封闭回路，所述的金属带由位于中心的平行传输线和与平行传输线连接的辐射导体组成，在金属带上设有两个馈电通孔。本实用新型天线振子成本低廉，且结构简单易于制造，可以广泛应用于高频接收天线、双频基站天线、TD-SCDMA一体化天线以及可以作为厘米波天线的基本组成单元。

Description

一种双极化天线振子

技术领域

本实用新型涉及一种移动通信领域使用的天线，具体是指一种天线用振子。

背景技术

随着移动通信技术的发展，对天线的要求也越来越高。基站天线一般由形式相同的辐射单元组合成阵列形式，以获得高的增益。辐射单元的增益、交叉极化比、前后比等性能将直接影响到整个天线的性能。

现有技术中有采用印刷电路板(PCB)实现的天线，称为PCB天线或者印刷电路板天线。PCB天线一般包括由一层基板及印制其上的上下两金属层组成的天线振子，该天线振子的上金属层包括信号馈入传输线及从该传输线一端延长四分之一波长的导体辐射带辐射部分，下金属层包括传输线的接地与其延伸的两段四分之一波长导体带辐射部分，PCB天线信号源由传输线馈入。

为了提高辐射效率，同时增加其增益，PCB天线的接地部分往往将金属层面积做得比较大，但是PCB天线的接地部分较大带来的效果是，在加大增益的同时，其方向性相应的增加，在某一特定方向电磁屏蔽效果会比较显著。

基于目前PCB天线的缺点，有必要提出一种既能提高辐射效率又可以加大增益，且适于广泛使用的微带天线。而设计这种新型微带天线的关键就是设计一种性能良好的振子。

实用新型内容

本实用新型需解决的问题是提供一种结构简单、辐射效率高、频带宽、增益高、交叉极化特性良好的双极化天线振子。

为了实现上述目的，本实用新型设计出一种双极化天线振子，包括方形非金属基体，印制于方形非金属基体上的上层金属层和下层金属层，在方形非金属基体上表面的中心沿着X轴和Y轴方向有两个相互垂直的“工字形”留空，方形非金属基体上的四个角处也留空，金属层为沿着所述的“工字形”分布，形成由四个相同的弯折金属带组成的封闭的回路，所述的金属带由位于中心的平行传输线和与平行传输线连接的辐射导体组成，在两条平行传输线的交叉处分别设有两个馈电通孔。下层金属层相对于两条平行传输线的交叉位置处有四片独立的用于固定电缆的金属焊点。

所述的两个馈电通孔分设置于两条平行传输线的交叉处并分别处于方形非金属基体两对角线上，形成交叉极化方向。

所述的辐射导体为两边对称的弯折，通过调节该弯折的宽度、高度、弯折处的角度和弯折的数目，达到调节工作频带范围、角度探测范围和交叉极化的参数。

作为本实用新型优选的技术方案是：所述的辐射导体为两边对称的三级台阶状的弯折，由三段不同宽度、高度、弯折角度的弯折组成，在方形非金属基体两对角线上，形成交叉极化方向。

作为对上述方案进一步的改进是：所述的上层金属层和下层金属层采用导电性能和延展性能好的铜箔，所述的方形非金属基体为双面敷铜环氧板。

作为对上述方案更进一步的改进是：所述的上层金属层和下层金属层的表面覆盖有镀锡保护层。

本实用新型双极化天线振子通过在印刷电路板上印制四个相同的金属弯折以及位于几何中心的馈电位置，形成双振子。由于相邻金属折弯的电流同相，所以其辐射的电磁波相位相同，从而沿着两个金属折弯角平分线方向的电场幅度最大，而在垂直于角平分线方向的电场分量反相而抵消。基于上述原理，使得该振子辐射效率大大提高，同时折弯的金属导体在保证电气性能的前提下，有效地缩小了辐射单元的物理尺寸，也使得该振子的增益大大提高。

本实用新型双极化天线振子与现有天线振子相比，成本较低，且结构简单易于制造，可广泛应用于高频基站天线、双频基站天线、TD一体化天线以及可以作为微波天线的基本组成单元。

本实用新型双极化天线振子可以同时发射或接收两种极化的电磁波，提高天线的工作能力，而它采用的折弯与阻抗变换特性，使其具有宽的工作频带和宽的半功率波瓣宽度，增益高、交叉极化好。

附图说明：

图1是本实用新型振子的正面结构示意图；

图2是本实用新型振子的反面结构示意图；

图3为图1AA方向剖视图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例及附图对本实用新型的结构原理作进一步的详细描述：

如图1、图3所示，一种双极化天线振子，包括方形非金属基体1，该方形非金属基体为双面敷铜环氧板，印制于方形非金属基体1上的上层金属层2和下层金属层3，上层金属层2和下层金属层3采用导电性能和延展性能好的铜箔。在方形非金属基体1上表面的中心沿着X轴和Y轴方向有两个相互垂直的“工字形”留空，方形非金属基体1上的四个角处也留空，上层金属层2为沿着所述的“工字形”分布，形成由四个相同的弯折金属带21组成的封闭回路，所述的金属带21由位于中心的平行传输线22和与平行传输线22连接的辐射导体23组成，相邻的两条平行传输线22端处设置两个馈电通孔5，所述的馈电通孔5分别处于方形非金属基体1两对角线上，形成交叉极化方向。所述的辐射导体23为两边对称的三级台阶状弯折，由弯折段231、232、232’、233、233’组成。

本实用新型中辐射导体23可为任意两对称的弯折，通过调节该弯折的宽度、高度、弯折处的角度和弯折的数目，达到调节工作频带范围、角度探测范围和交叉极化的参数。

为了保持光亮的金属箔层免受大气的腐蚀，避免由于不同的金属对金属泊层产生电化腐蚀，保证振子表面层的导电性能稳定可靠，在上层金属层2和下层金属层3的表面覆盖有镀锡保护层4.

如图2所示，下层金属层3为用于固定电缆的四个金属接点31，四个金属接点31分别独立设置，一般设置在两条平行传输线的交叉处。

本实用新型双极化天线振子在天线中应用时，通过两个馈电通孔5分别连接电缆，而这两个馈电方向相互垂直，由此可实现极化方向相互垂直的辐射单元，从而成为具有双极化特性的天线辐射单元。此外该天线具有无特定方向的电磁屏蔽，且辐射具有全向性，可以同时发射或接收水平极化电磁波和垂直极化电磁波，提高天线的工作能力，具有宽的工作频带和宽的角度探测范围，用增益高、交叉极化好。

上述内容，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限制本实用新型的实施方案，本领域技术人员根据本实用新型的构思，所作出的适当变通或修改，都应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双极化天线振子，包括方形非金属基体(1)，印制于方形非金属基体(1)上的上层金属层(2)和下层金属层(3)，其特征在于：在方形非金属基体(1)上表面的中心沿着X轴和Y轴方向有两个相互垂直的“工字形”留空，方形非金属基体(1)上的四个角处也留空，上层金属层(2)为沿着所述的“工字形”分布，形成由四个相同的弯折金属带(21)组成的封闭回路，所述的金属带(21)由位于中心的平行传输线(22)和与平行传输线(22)连接的辐射导体(23)组成，在两条平行传输线的交叉处设有两个馈电通孔(5)。

2.根据权利要求1所述的双极化天线振子，其特征在于：所述的两个馈电通孔(5)设置于两条平行传输线的交叉处，并分别处于方形非金属基体(1)两对角线上，形成交叉极化方向。

3.根据权利要求1或2所述的双极化天线振子，其特征在于：所述的辐射导体(23)为两边对称的弯折，通过调节该弯折的宽度、高度、弯折处的角度和弯折的数目，达到调节工作频带范围、角度探测范围和交叉极化的参数效果。

4.根据权利要求3所述的双极化天线振子，其特征在于：所述的辐射导体(23)为两边对称的三级台阶状弯折，由弯折段231、232、232’、233、233’组成。

5.根据权利要求1所述的双极化天线振子，其特征在于：下层金属层(3)为用于固定电缆的四个金属接点(31)，四个金属接点(31)分别独立设置。

6.根据权利要求1或5所述的双极化天线振子，其特征在于：所述的上层金属层(2)和下层金属层(3)采用导电性能和延展性能好的铜箔。

7.根据权利要求6所述的双极化天线振子，其特征在于：所述的上层金属层(2)和下层金属层(3)的表面覆盖有镀锡保护层(4)。

8.根据权利要求1或5所述的双极化天线振子，其特征在于：所述的方形非金属基体(1)为双面敷铜环氧板。

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