一种宽频双极化振子及天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是一种宽频双极化振子及天线。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，多系统多制式共建共存，而通信铁塔天面资源有限，宽频和多频天线越来越普及。随着天线工作频段的展宽，高频段和低频段的性能差异越来越大，波束宽度和增益等辐射指标的不同导致覆盖效果存在偏差；驻波、隔离、交叉极化和前后比等指标为了兼顾全频段，整体性能也有所下降。并且指标余量也进一步降低，对振子的加工精度、组装和焊接工艺一致性也提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种在振子带宽保持宽带频率的情况下，使振子增益明显提升、便于加工的宽频双极化振子及天线。

根据本发明第一方面实施例的宽频双极化振子，包括辐射体和巴伦底座，所述辐射体设置在所述巴伦底座上，所述辐射体包括一一对应连接的多个折合振子和多组双导体传输线，多个所述折合振子和多组所述双导体传输线分别绕所述巴伦底座的中心均匀分布；每个所述折合振子包括辐射臂1和辐射臂2，每组所述双导体传输线包括相互间隔的传输线1和传输线2，所述传输线1的一端与相应的所述辐射臂1连接，所述传输线2的一端与相应的所述辐射臂2连接，所述传输线1的另一端与相邻的所述传输线2的另一端连接，相邻的所述传输线1和所述传输线2分别与所述巴伦底座连接。

根据本发明实施例的宽频双极化振子，所述辐射体和所述巴伦底座为一体成型结构，所述一体成型结构由金属压铸一体成形，或由塑料一体注塑成形后电镀实现。

根据本发明实施例的宽频双极化振子，所述折合振子有四个，所述双导体传输线有4组。

根据本发明实施例的宽频双极化振子，所述传输线1的另一端与所述巴伦底座的连接处为连接点1，相邻的所述传输线2的另一端与所述巴伦底座的连接处为连接点2，所述连接点1和所述连接点2重合/不重合。

根据本发明实施例的宽频双极化振子，包括馈电片1和馈电片2，所述巴伦底座上设有多个环绕所述巴伦底座的中心均匀分布的馈电孔，所述馈电片1的两端一一对应的插接到相对的两个所述馈电孔中，所述馈电片2的两端一一对应的插接到另一组相对的两个所述馈电孔中。

根据本发明实施例的宽频双极化振子，所述馈电片1与所述馈电片2之间、所述馈电片1分别与所述辐射体和所述巴伦底座之间、所述馈电片2分别与所述辐射体和所述巴伦底座之间均为耦合馈电。

根据本发明实施例的宽频双极化振子，所述传输线1和所述传输线2分别由多段导线连接形成，所述多段导线包含至少一段弯折导线。

根据本发明实施例的宽频双极化振子，所述巴伦底座的下表面与所述辐射体的上表面的距离不超过所述折合振子最低工作频率的0.2倍波长，所述巴伦底座的上表面与所述辐射体的上表面的距离不超过所述折合振子最高工作频率的0.2倍波长。

根据本发明实施例的宽频双极化振子，所述辐射臂1和所述辐射臂2上设有任意形状的镂空结构以减轻振子重量。

根据本发明第二方面实施例的天线，包括如上述的宽频双极化振子。

根据本发明实施例的宽频双极化振子和天线，至少具有如下有益效果：在振子带宽保持宽带频率的情况下，通过在一个折合振子上增加一组双导体传输线，使振子增益明显提升，优化了相关的水平面波宽，提升了前后比；经实践得到该宽频双极化振子和天线在高达45％的工作带宽水平波束宽度和增益离散小，隔离度、交叉极化和前后比等指标良好，全频段性能稳定可靠。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明；

图1为实施例的辐射体示意图。

图2为实施例的巴伦底座示意图。

图3为实施例的振子辐射体中弯折传输线段示意图。

图4为实施例的辐射臂中的拓扑结构示意图。

图5为实施例的辐射臂的镂空结构示意图。

图6为实施例的馈电片1的示意图。

图7为实施例的馈电片2的示意图。

图8为实施例和现有振子的增益仿真对比图。

图9为实施例的水平波宽仿真结果。

图10为常规高频振子的辐射体结构图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1至图9，本发明一种宽频双极化振子，包括辐射体10和巴伦底座20，辐射体10设置在巴伦底座20上，辐射体10包括一一对应连接的多个折合振子11和多组双导体传输线12，多个折合振子11和多组双导体传输线12分别绕巴伦底座20的中心均匀分布；每个折合振子11包括辐射臂1和辐射臂2，每组双导体传输线12包括相互间隔的传输线1和传输线2，传输线1的一端与相应的辐射臂1连接，传输线2的一端与相应的辐射臂2连接，传输线1的另一端与相邻的传输线2的另一端连接，相邻的传输线1和传输线2分别与巴伦底座连接。

在某些实施例中，辐射体10和巴伦底座20为一体成型结构，一体成型结构可以由金属压铸一体成形，或由塑料一体注塑成形后电镀实现，免焊接，降低天线成本。

如图1所示，在某些实施例中，折合振子11有四个，双导体传输线12有4组，4个折合振子11两两相对正交分布，相应的，4组双导体传输线12中相对的两组双导体传输线12的中心线位于一条分布线上，两条分布线正交；巴伦底座20上设有4个环绕巴伦底座20的中心均匀分布的支撑柱21，支撑柱21位于相邻两组双导体传输线12的对称轴上，相邻的传输线1的另一端和传输线2的另一端分别固定在相应的支撑柱21上，且相邻的传输线1的另一端和传输线2的另一端相互连通以进行馈电；并且传输线1的另一端与支撑柱21的连接处为连接点1，相邻的传输线2的另一端与撑柱21的连接处为连接点2，连接点1和连接点2可以不重合，也可以重合，当连接点1和连接点2不重合时，连接点1与连接点2之间还有一段电连接线段，使得传输线1与传输线2的电连接处、传输线1与传输线2分别与巴伦底座20的固定点分开，可靠性更高。

如图3所示，传输线1和传输线2分别由多段导线连接形成，多段导线包含至少一段弯折导线，用于增加传输线1、传输线2的总长度，进而增大增益。

如图4所示，折合振子中具有多种的拓扑结构。

如图5所示，在某些实施例中，辐射臂1和辐射臂2上设有任意形状的镂空结构以减轻振子重量，减少损耗。

如图6和图7所示，还包括馈电片1和馈电片2，支撑柱21上至少设有1个馈电孔，馈电片1的两端一一对应的插接到相对的两个支撑柱21上的馈电孔中，馈电片2的两端一一对应的插接到另一组相对的两个支撑柱21上的馈电孔中。馈电片1与馈电片2之间、馈电片1分别与辐射体10和巴伦底座20之间、馈电片2分别与辐射体10和巴伦底座20之间均为带有电气绝缘的耦合馈电，无需采用钎焊等金属连接导通工艺，结构简单。

在某些实施例中，巴伦底座20的下表面与辐射体10的上表面的距离不超过折合振子11最低工作频率的0.2倍波长，巴伦底座20的上表面与辐射体10的上表面的距离不超过折合振子11最高工作频率的0.2倍波长。较矮的巴伦底座可以降低振子整体高度，能适应更多不同的需求场景。

图8为本实施例中的宽频双极化振子和如图10所示的常规高频振子的增益仿真对比图，图9本实施例中的宽频双极化振子的水平波宽仿真结果，从图中可以看出该宽频双极化振子和天线在高达45％的工作带宽水平波束宽度和增益离散小，隔离度、交叉极化和前后比等指标良好，全频段性能稳定可靠。

本发明还保护一种天线，包括上述的宽频双极化振子。

即，通过在一个折合振子11上增加一组双导体传输线12，使振子增益明显提升，优化了相关的水平面波宽，提升了前后比，该振子具有成本低、重量轻以及性能更好等特点。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述优选方式可以自由地组合和叠加。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。