[发明专利]一种宽频双极化天线辐射元结构

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信基站天线领域，尤其涉及一种宽频双极化天线辐射元 结构。

背景技术

目前，双极化天线的阵子大多采用两对正交的半波振子结构，这种结构相对 直观地实现了两对半波阵子的场正交，例如垂直和水平，±45°斜角，从而实 现天线阵子的双极化。理想的正交对双极化阵子的两个极化的极化分极和双极 化天线的效率非常重要，其正交特性的优劣通常用交叉极化分辨率或者交叉极 化比来评估。目前普遍应用的评估指标是：主轴交叉极化比和±60°交叉极化 比，且要求主轴典型值高于20dB，在±60°高于10dB。然而，大多相对简单的 振子结构由于加工或者馈电不平衡等原因造成阵子辐射单元空间辐射不平衡， 仅仅依靠阵子本身无法满足对交叉极化的要求，交叉极化特性较差。

中国专利CN1988260A提供了一种较好的解决技术方案，其方式是在辐射单 元阵子臂的末端通过特定的结构连接起来，通过调整这些特定连接结构的形状 来提高天线阵子对称性，从而提高阵子空间辐射的平衡性，进而提高交叉极化 特性。但是，实际应用中，上述结构为了实现抗匹配的要求，会使其辐射片尺 寸增大很多，导致其辐射片成本较高，同时由于相邻单元间距过于靠近，引起 阵列设计困难。

发明内容

本发明目的在于提供一种宽频双极化天线阵子结构，可提高阵子本身空间 辐射的平衡性，进而提高交叉极化特性，使其辐射阵子具有更高的辐射/接收效 率，结构稳定可靠，更易于作为一个单独的部件快速进行装配和焊接。

本发明是这样实现的：一种宽频双极化天线辐射元结构，包括表面辐射单 元、介质板、馈电支座和反射板，还包括一寄生结构、所述表面辐射单元包括 半波阵子阵子臂，所述馈电支座位于介质板和反射板之间，所述寄生结构设置 于表面辐射单元阵子臂之背部，使得相邻的两个阵子臂呈电容性连接；所述表 面辐射单元和寄生结构分别附着于介质板的两面。其中，所述表面辐射单元包 括对称且呈斜45°十字交叉布置的两对半波阵子的阵子臂，所述阵子臂呈 “U”或“V”形；所述寄生结构为可改变其形状或/和位置、或改变其长 度或/和粗细、或改变其长度或/和厚度的寄生金属环片，所述寄生金属环片置 放于两个相邻极化的阵子臂末端的背面。

本发明可以在不改变天线阵子的基本结构和保证其基本电气性能的情况 下，通过增加寄生结构改善了阵子电流的平衡性，有效的提高了交叉极化特性， 尤其是在±60°方向上，增强了辐射的方向性；其次，馈电支座的支撑臂和微 带传输的设计优点，在于很低的传输损耗、宽带匹配以及低互耦效应，也即改 善了回波损耗、隔离度。此外，本发明与现有技术中线路板型、电缆型馈电方 式阵子结构相比，结构更加稳定可靠，更易于作为一个单独的部件快速进行装 配和焊接。

本发明适用于各种频段，包括CDMA/GSM(806-960MHz)，UMTS (1710-2170MHz)，Wimax(2300-2700MHz、3300-3800MHz)等。

附图说明

图1a是本发明实施例一之表面辐射单元正面视图；

图1b是本发明实施例一之表面辐射单元背面视图；

图1c是本发明平板导体馈电结构的辐射单元视图；

图1d是本发明平板导体馈电结构与支座结构三维视图；

图2a是本发明实施例二之表面辐射单元正面视图；

图2b是本发明实施例二之表面辐射单元背面视图；

图2c是本发明线路板馈电结构的辐射单元视图；

图2d、图2e是本发明线路板馈电结构与支座结构视图(阵子沿辐射单元 +45°剖面的侧视图)；

图2f、图2g是本发明线路板馈电结构与支座结构视图(阵子沿辐射单元 -45°剖面的侧视图)。

上述附图中：

图1a-图1d为本发明导体型馈电的表面辐射单元结构实施例，其中：

1-表面辐射单元                      2-介质板

3-寄生金属环片                      4-反射板

5-馈电支座                          6-馈电段

7-支座与表面辐射单元连接的凸起部分  8-平板导体

9-支座的外导体凸起部分              10-固定介质