CN203850436U - 一种双极化宽频阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种双极化宽频阵列天线，包括反射板、辐射单元、隔离装置、金属寄生片和支撑件，多个辐射单元安装在反射板的中部，且沿反射板延伸方向排列；金属寄生片通过支撑件悬空相对设置于反射板两侧边缘，且对应设置于辐射单元的两侧；辐射单元之间均设有隔离装置。本实用新型设备体积比现有的其他同类天线面积小10%以上，改善天线交叉极化比，其结构简单，制造容易，适合批量生产；而且具有辐射特性优良以及频带宽的优点，能实现天线电气性能的最优化。
Description
技术领域
本实用新型涉及通讯领域，具体涉及一种双极化宽频阵列天线。
背景技术
随着移动通信的迅猛发展，各种制式的工作频段也在不断扩展，TD-SCDMA网络中的智能天线的工作频率为1880-1920MHz，2010-2025MHz，2300-2400MHz；DCS的通信频率为1710-1880MHz；PCS的通信频率为1850-1990MHz；UMTS的通信频率为1920-2170MHz；WiMax（WorldwideInteroperability for Microwave Access，即全球微波互联接入）的部分通信频段为2300-2690MHz。因此，现已提出了能兼顾上述制式的，工作频段为1710-2690MHz的宽带天线的市场需求，而1710-2690MHz的相对频带宽度则达到44.5%，现有的双极化天线振子一般都难以满足，由此组成的天线阵的带宽也受到限制。
申请号为200910130124.0的中国实用新型专利申请公开了一种基站天线及其反射板，其通过在反射板的两侧加设垂直的侧板以控制天线方向图，但是该结构增加了天线的侧边高度，进而增加了天线的体积。申请号为201220339177.0的中国实用新型专利公开了一种基站天线反射板，其通过在反射板的两侧加设钩形侧板以控制天线方向图，但是该结构增加了天线的占地面积。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种双极化宽频阵列天线，而且具有辐射特性优良以及频带宽的优点，能实现天线电气性能的最优化。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种双极化宽频阵列天线，包括反射板、辐射单元、隔离装置、金属寄生片和支撑件，多个辐射单元安装在反射板的中部，且沿反射板延伸方向排列；金属寄生片通过支撑件悬空相对设置于反射板两侧边缘，且对应设置于辐射单元的两侧；辐射单元之间均设有隔离装置。
进一步的，所述隔离装置包括设置于反射板之上的结构部件和设置于结构部件之上的隔离部件。
进一步的，所述金属寄生片为长方形板状件或多边形板状件，金属寄生片相对于反射板平行设置或倾斜设置。
进一步的，所述金属寄生片沿反射板延伸方向上的长度介于天线工作中心频率的0.15个波长到0.5个波长之间。
进一步的，所述支撑件为塑料支撑件。
进一步的，所述辐射单元为金属压铸辐射单元或PCB板偶极子辐射单元。
进一步的，还包括天线罩，所述天线罩罩设于反射板上方，将辐射单元、金属寄生片和支撑件包围在内。
进一步的，多个辐射单元在一块反射板中部沿反射板延伸方向排列成多列辐射单元阵列，所述多列辐射单元阵列平行设置，两列辐射单元阵列之间的间距介于天线工作中心频率的0.5个波长到1.15个波长之间。
进一步的，多个辐射单元在多块反射板中部沿反射板延伸方向排列成多列辐射单元阵列，每块反射板的中部仅排列有一列辐射单元阵列，所述多列辐射单元阵列平行设置，两列辐射单元阵列之间的间距介于天线工作中心频率的0.5个波长到1.15个波长之间，实现多端口宽带天线。
本实用新型提供的一种双极化宽频阵列天线，设备体积比现有的其他同类天线面积小10%以上；其结构简单，制造容易，适合批量生产；同时优化天线面积及体积，同时保证天线具有波束收敛度高、辐射性能优良以及频带宽的优点,改善天线交叉极化比，实现天线电气性能的最优化。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型实施例二的结构示意图；
图3为本实用新型实施例三的结构示意图；
图4为本实用新型实施例四的结构示意图；
图5为本实用新型实施例五的结构示意图；
图6为本实用新型实施一的方向图和增益示意图；
图7为现有技术中不具备隔离装置的天线阵列的方向图和增益示意图；
图8为本实用新型实施例一的回波测试图；
图9为本实用新型实施例一的隔离测试图。
附图标记说明：
1、反射板 2、支撑件
3、金属寄生片 4、辐射单元
5、隔离部件 6、结构部件
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，本实用新型实施例一提供的一种双极化宽频阵列天线，包括反射板1、辐射单元4、隔离装置、金属寄生片3和支撑件2，多个辐射单元4安装在反射板1的中部，且沿反射板1延伸方向排列；金属寄生片3通过支撑件2悬空相对设置于反射板1两侧边缘，且对应设置于辐射单元4的两侧；辐射单元4之间均设有隔离装置。
具体的，所述隔离装置包括设置于反射板1之上的结构部件6和设置于结构部件6之上的隔离部件5。
具体的，在本实施例中，所述辐射单元4为PCB板偶极子辐射单元4，包括相互连接的辐射主体以及平衡馈电装置。所述辐射主体包括四个辐射臂，四个辐射臂两两呈正交分布以形成两对正交的对称辐射组合，每一个辐射臂上均设置有镂空结构。平衡馈电装置固定安装在所述金属反射板1上，所述四个辐射臂环绕设置于所述平衡馈电装置上端。
所述平衡馈电装置为同轴结构，包括***导体以及内部导体。***导体安装在所述金属反射板1上，包括四个部分，每一个部分分别用于支撑并电连接所述辐射单元4中的一个辐射臂；***导体的每一个部分相互之间平行并有一定间隙相隔。所述内部导体为空心的圆柱结构，设置于***导体的四个部分围成的中心。
所述辐射单元4还包括金属馈电片，设置于平衡馈电装置的内部。金属馈电片的一端穿过所述金属反射板1并与所述金属反射板1的底端线缆连接，所述金属馈电片的另一端与辐射单元4相连，用于通过电磁耦合对辐射主体馈电。
本实施例中，反射板1上设有多个辐射单元4，并沿反射板1延伸的方向排列成辐射单元4阵列。在每个辐射单元4的两侧相对设置有两个个金属寄生片3。作为优选，在本实施例中，所述金属寄生片3为长方形板状件，金属寄生片3相对于反射板1向外倾斜设置，其沿反射板1延伸方向上的长度介于天线工作中心频率的0.15个波长到0.5个波长之间。所述支撑于金属寄生片3之下的支撑件2为塑料支撑件2，多个金属寄生片3之间相互独立，不电连接。
设置于反射板1两侧边缘的金属寄生片3，用于改善设备的辐射性能，保证宽频带实现良好的辐射、阻抗特性。具有金属寄生片3的双极化宽频天线阵列不仅具有理想的辐射范围，更具备优秀的抗干扰能力，使设备的性能极为优越。同时，双金属寄生片3结构简单，制造容易，生产成本低廉。需要说明的是，金属寄生片3的形状与设置角度，应根据工作环境、设备特性等具体情况进行设计。本实施例中，所述金属寄生片3为多边形板状件，其中部具有一突出部，金属寄生片3总体呈T型。
本实用新型在辐射单元4之间增加的隔离装置，具有改善设备电气、辐射特性的作用，使设备的辐射性能大幅提高，天线方向图明显改善。
作为改进，本实施例提供的双极化宽频阵列天线还包括一天线罩（未图示），所述天线罩罩设于反射板1上方，将辐射单元4、金属寄生片3和支撑件2包围在内。天线罩具有保护内部辐射单元4和金属寄生片3的作用，有利于为辐射单元4和金属寄生片3提供稳定的工作环境，进一步提高设备的性能。
所述反射板1为一折弯板体，反射板1的两侧向下折弯，用于加固所述金属反射板1，并便于与天线罩连接。
请参阅图6至图7，由图中分析得出，本实用新型提供的一种双极化宽频阵列天线，其隔离装置起到了极大优化了交叉极化比特性，频带宽并且辐射性能优良，另外起到了改善隔离的作用。
请参阅图8至图9，由图中可以看出，本实用新型提供的一种双极化宽频阵列天线具有波束收敛度高，辐射性能优良以及频带宽的优点，远远优于现有技术。本实用新型具有超过45%的阻抗带宽，互调、隔离电气性能优越，且具有外形尺寸小，造价低的优点。
实施例二
请参阅图2，为本实用新型实施例二提供的一种双极化宽频阵列天线。与实施例一的相比，其区别仅仅在于金属寄生片3的形状。本实施例中，所述金属寄生片3为长方形板状件。金属寄生片3相对于反射板1平行设置。本实施例的其他部件以及连接关系均与实施例一相对应的部分相同，具体内容请参阅实施例一的相关描述，在此不再赘述。
实施例三
请参阅图3，为本实用新型实施例三提供的一种双极化宽频阵列天线。与实施例一的相比，其区别仅仅在于辐射单元4的排列方式以及金属寄生片3的形状和设置角度。作为优选，在本实施例中，多个辐射单元4在一块反射板1中部沿反射板1延伸方向排列成多列辐射单元4阵列，所述多列辐射单元4阵列平行设置，两列辐射单元4阵列之间的间距介于天线工作中心频率的0.5个波长到1.15个波长之间。排列成多列的辐射单元4协同工作，构成四端口双极化宽频阵列天线。金属寄生片3为长方形板状件，金属寄生片3相对于反射板倾斜设置。
本实施例的其他部件以及连接关系均与实施例一相对应的部分相同，具体内容请参阅实施例一的相关描述，在此不再赘述。
实施例四
请参阅图4，为本实用新型实施例四提供的一种双极化宽频阵列天线。与实施例一相比，其区别仅仅在于本实施例中的辐射单元4为金属压铸辐射单元4，以及金属寄生片3的形状和设置角度。金属寄生片3为长方形板状件，金属寄生片3相对于反射板倾斜设置。
需要说明的是，金属压铸辐射单元4与PCB板偶极子辐射单元4具备各自的设备特性，具体应根据设备自身的工作环境、性能需求等技术参数加以设计和选用。
本实施例的其他部件以及连接关系均与实施例一相对应的部分相同，具体内容请参阅实施例一的相关描述，在此不再赘述。
实施例五
请参阅图5，为本实用新型实施例五提供的一种双极化宽频阵列天线。与实施例一的相比，其区别仅仅在于辐射单元4的排列方式。在本实施例中，多个辐射单元4在多块反射板1中部沿反射板1延伸方向排列成多列辐射单元4阵列，每块反射板1的中部仅排列有一列辐射单元4阵列，所述多列辐射单元4阵列平行设置，两列辐射单元4阵列之间的间距介于天线工作中心频率的0.5个波长到1.15个波长之间，实现多端口宽带天线。本实施例为多端口双极化宽频阵列天线。
本实施例的其他部件以及连接关系均与实施例一相对应的部分相同，具体内容请参阅实施例一的相关描述，在此不再赘述。
本实用新型提供的一种双极化宽频阵列天线，具有与常规基站天线等同的性能，如波束宽度收敛性好、交叉极化比好、前后比好等等；同时有效降低了天线侧边高度，减少了设备体积。本实用新型的设备体积比现有的其他同类设备体积小10%以上；辐射单元4之间具有隔离装置，具有优越的电气、辐射特性，进一步提高设备的辐射性能；设置于反射板1两侧边缘的金属寄生片3，改善了设备的辐射性能，保证宽频带实现良好的辐射、阻抗特性。本实用新型结构简单，制造容易，适合批量生产；而且具有波束收敛度，具有辐射性能特性优良以及频带宽的优点，能实现天线电气性能的最优化。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种双极化宽频天线，其特征在于：包括反射板、辐射单元、隔离装置、金属寄生片和支撑件，多个辐射单元安装在反射板的中部，且沿反射板延伸方向排列；金属寄生片通过支撑件悬空相对设置于反射板两侧边缘，且对应设置于辐射单元的两侧；辐射单元之间均设有隔离装置。
2.根据权利要求1所述的双极化宽频天线，其特征在于：所述隔离装置包括设置于反射板之上的结构部件和设置于结构部件之上的隔离部件。
3.根据权利要求1所述的双极化宽频天线，其特征在于：所述金属寄生片为长方形板状件或多边形板状件，金属寄生片相对于反射板平行设置或倾斜设置。
4.根据权利要求3所述的双极化宽频天线，其特征在于：所述金属寄生片沿反射板延伸方向上的长度介于天线工作中心频率的0.15个波长到0.5个波长之间。
5.根据权利要求1所述的双极化宽频天线，其特征在于：所述支撑件为塑料支撑件。
6.根据权利要求1所述的双极化宽频天线，其特征在于：所述辐射单元为金属压铸辐射单元或PCB板偶极子辐射单元。
7.根据权利要求1所述的双极化宽频天线，其特征在于：还包括天线罩，所述天线罩罩设于反射板上方，将辐射单元、金属寄生片和支撑件包围在内。
8.根据权利要求1所述的双极化宽频天线，其特征在于：多个辐射单元在一块反射板中部沿反射板延伸方向排列成多列辐射单元阵列，所述多列辐射单元阵列平行设置，两列辐射单元阵列之间的间距介于天线工作中心频率的0.5个波长到1.15个波长之间。
9.根据权利要求1所述的双极化宽频天线，其特征在于：多个辐射单元在多块反射板中部沿反射板延伸方向排列成多列辐射单元阵列，每块反射板的中部仅排列有一列辐射单元阵列，所述多列辐射单元阵列平行设置，两列辐射单元阵列之间的间距介于天线工作中心频率的0.5个波长到1.15个波长之间，实现多端口宽带天线。
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