[发明专利]超宽带高增益双极化全波振子天线

说明书

超宽带高增益双极化全波振子天线，包括两个正交设置的对称振子组成的双极化全波振子、反射板以及与双极化全波振子连接进行馈电的同轴电缆，双极化全波振子竖直设置在反射板上方；所述的双极化全波振子的增益为10.12~10.53dBi，双极化全波振子的边长为0.45∙λ_C‑0.55∙λ_C，其总路径长为0.9∙λ_C‑1.1∙λ_C；两个所述的对称振子均包括一对按对角对称设置且闭环镂空的振子臂，振子臂上开设有至少一条顺着振子臂方向并按振子臂对角线对称的纵向槽，并且振子臂上还连接有导体条，本天线超宽带、高增益、双极化、高交叉极化比、高效率、低剖面，以及低互调、高可靠、结构简单、低成本、易生产。

技术领域

本发明涉及移动通信天线设备与技术，具体说的是超宽带高增益双极化全波振子天线。

背景技术

对称振子或偶极子（dipole）是无线通信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，如蜂窝基站天线中的基本辐射单元—双极化振子或交叉振子。然而，目前基站天线中所用的各类双极化振子均为半波振子，带宽虽可达30%~40%甚至更宽，如698~960 MHz（BW=31.6%） /1710~2700 MHz （BW=44.9%）频段振子，但由于物理口径仅半个波长，增益仅为8-9dBi。半波振子的较低增益，使其在很多场合难以满足应用要求，比如微基站天线增益G=9.5~10.5dBi，两振子组阵可达到增益要求，但总体尺寸远超过要求。另外，在某些高增益场合，比如人口稀少的偏远农村或郊区，基站需要覆盖更大的地理区域，阵列天线则需要更多半波振子组阵。然而，根据阵列天线理论，当单元数目增加一倍时，阵列增益仅提升3dBi，但物理尺寸却增加了一倍。另外，馈电网络设计更复杂、损耗变大，重量和成本也会增加。由此可见，仅增加阵元提高增益，其代价无疑是巨大的，尤其是当阵列规模很大时，阵元增加所带来的增益提升刚好被馈电损耗增加所抵消。相比之下，若将提高阵元增益提高3dBi的话，那么相同增益条件下，阵元数量将减少一半，馈电网络复杂性大大降低，重量、成本也将大幅减小。由此看来，增加振子单元的增益，对于提升阵列性能意义巨大。然而，提高振子增益十分困难，原因在于增大尺寸提高增益的同时，阻抗匹配将变得异常困难，是故学术界和工程界一直没有研究出电尺寸大于半个波长的振子天线，比如全波振子。全波振子的物理原型，是电长度约一个波长的细线偶极子。由于其阻抗实部几千欧，虚部为负几百欧，匹配非常困难，但增益可达到3.80dBi左右，比半波振子足足高了1.7dBi，而且跟半波一样具有理想的水平全向方向图。以上两个特点，使得全波振子具有巨大的应用价值。显然，阻抗匹配是突破全波振子技术的关键。要同时实现高增益和阻抗匹配，则振子外形尺寸需设计得十分巧妙。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种超宽带、高增益、双极化、高交叉极化比、高效率、低剖面，以及低互调、高可靠、结构简单、低成本、易生产的超宽带高增益双极化全波振子天线。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：超宽带高增益双极化全波振子天线，包括两个正交设置的对称振子组成的双极化全波振子、反射板以及与双极化全波振子连接进行馈电的同轴电缆，双极化全波振子竖直设置在反射板上方；

所述的双极化全波振子的增益为10.12~10.53dBi，双极化全波振子的边长为0.45∙λ_C-0.55∙λ_C，其总路径长为0.9∙λ_C -1.1∙λ_C；