[发明专利]双频双极化振子天线

说明书

双频双极化振子，通过以下技术措施：1）设计双频正交极化振子单元；2）振子上下中心加载开路单元；3）振子顶部边缘加载短路单元；4）振子末端加载集总电路元件；5）振子下方设置带外折边缘的方形金属地板；6）两对巴仑将振子短路到地，并用50Ω电缆中心馈电，交叉振子实现了2.20~2.43GHz和3.15~3.50GHz频段的双频、±45°双极化工作，驻波VSWR≤2.0，增益G=7.8~10.4dBi，效率η_A≥88%，隔离度|S₂₁|<‑38dB，交叉极化比XPD<‑48dB。两频段具有理想的一致性定向辐射波束，突破了交叉振子难以实现双频或多频这一技术难题。该成果在移动通信尤其是微基站天线上具有十分可观的应用前景。

技术领域

本发明涉及移动通信天线设备与技术，特别是涉及双频双极化振子天线。

背景技术

对称振子或偶极子（dipole）是无线电工程中应用最广泛的一种天线。由它演变而来的天线变种不计其数，其中双极化交叉振子已成为移动通信基站天线的基本辐射单元。然而，目前各类基站天线中所用的交叉振子辐射单元都是单频段，如698~960/1710~2700/3400~3800MHz。如此以来，设计一副覆盖多个业务频段的高增益基站天线，则需要使用多种不同频段振子分别单独组阵。为了节省空间，将各频段阵列左右并排或上下共轴放置，比如698~960MHz频段与1710~2700MHz频段嵌套共轴排列。尽管如此，由于相邻两列振子间距不可能小到零，天线总体尺寸尚不够紧凑。然而，随着规划频段越来越多，传统宏基站天线端口数量越来越多、尺寸越来越大。这在站址资源高度紧张的今天是极不合理的设计。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明为蜂窝移动通信的双频宏基站或微基站提供一种小型化、双频段、双极化、定向性、高增益、高效率、低旁瓣，以及低互调、高可靠、结构简单、低成本、易生产的基本辐射单元的振子天线，并为宽带、多频振子天线的设计和改进提供有益的参考方法。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：双频双极化振子天线，设有反射板，在反射板的上方设有正交极化振子单元、上下中心加载单元、顶部边缘加载单元、两对巴仑、以及进行馈电的同轴电缆；

所述的正交极化振子单元包括设置在介质基板上的两对完全相同的半波振子，两对半波振子按正交中心线对称，两对半波振子的中心设有的馈电点分别位于介质基板的正反面上，每对半波振子通过一对巴仑短路连接在反射板上，半波振子的中间为一段沿正交中心线设置的短直开路枝节，短直开路枝节的两端分别连接一对直弯臂的始端，一对直弯臂的末端与另一振子的相临的直弯臂的末端通过集总电路元件连接；

所述的上下中心加载单元设有四组，四组完全相同的上下中心加载单元呈十字型覆盖在正交中心线上，并关于正交极化振子单元的正交中心线对称设置，每组上下中心加载单元的上中心加载单元和下中心加载单元分别平行设置在正交极化振子单元的上下两侧，上中心加载单元与下中心加载单元均包括不等高且不等宽并依次相连的多段单元，上中心加载单元与下中心加载单元的始端与所处位置的半波振子的上下面连接，上中心加载单元与下中心加载单元的其它部分分别悬置在半波振子的两侧；

所述的顶部边缘加载单元设有两组，两组完全相同的顶部边缘加载单元关于正交中心线对称并平行悬置在正交极化振子单元的直弯臂上方，顶部边缘加载单元的始端与所处位置的半波振子的直弯臂连接，顶部边缘加载单元的末端与另一组顶部边缘加载单元相临的未端连为一体。

本发明所述的短直开路枝节的两端分别连接的一对直弯臂上对称连接有至少一对开路枝节或/和至少一对短路枝节。