一种双极化辐射单元及宽频基站天线的制作方法
专利名称：一种双极化辐射单元及宽频基站天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信基站天线领域，尤其是一种双极化辐射单元及宽频基站天线。
技术背景随着移动通信技术和应用的迅猛发展，电磁环境日益复杂，给移动通信双极化定向天线的设计提出了越来越高的要求。部分天线的电气性能要求宽频带、高隔离度、高增益，主轴交叉极化鉴别率要求大于20dB，士60°交叉极化鉴别率要求大于10dB，同时要具有良好的方向性和波束收敛性，以及对周围环境的协调性；另外还要求体积小，重量轻，外形美观，而且成本低才能满足市场竞争需求。市场需求的宽带天线的频率要求为790MHz-960MHz的，带宽为19. 4%，且要求全频段驻波比小于1.40，两端口隔离度要求大于30。这种宽带天线比常规的各种基站天线带宽都要宽，而且天线的驻波比要求也极为严格，在设计难度上提出了很高的挑战。阵列天线的辐射单元很大程度上决定了天线的多项性能，如增益，电压驻波比带宽，波束宽度，波束收敛性和交叉极化鉴别率等。在高增益基站天线的设计中，在满足波束宽度限制的基础上，需要最大限度提高天线辐射单元增益。边界条件对双极化天线的波束收敛性、隔离度有着决定性的作用。双极化辐射振子还要求良好的交叉极化性能，两个极化之间的隔离度也提出了很高的要求。所以在设计出高性能辐射单元的前提下，对边界条件的选择也是一个重要课题。
发明内容针对以上所述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供结构简单、制造及安装简便的一种双极化辐射单元。本发明的另一目的是提供结构简单、频带宽、高隔离度的一种宽频基站天线。为实现该目的，本发明采用如下技术方案一种双极化辐射单元包括金属反射底板和两对安装在所述金属反射底板上的振子，每对振子的振子臂相互平行或者处于同一直线上，所述两对振子之间的振子臂相互垂直，这样就可以发射或接收两个相互正交的极化方向的电场。所述两对振子的振子臂呈正方形排列。所述一对振子的振子臂与金属反射底板的纵向平行，另一对振子的振子臂与金属反射底板的纵向垂直，形成水平极化和垂直极化的双极化；或者所述的两对振子的振子臂均与金属反射底板的纵向呈45°夹角。形成+45°极化和-45°极化的双极化。所述的两对振子的振子臂呈十字形排列。
所述的两对振子的振子臂呈锯齿状排列。同一极化方向(振子臂相互平行)的一对振子上的馈电电缆以并联方式连接。所述金属反射底板的两边纵向边缘分别设有边墙。
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所述振子由一对振子臂、一对平衡馈电连接器和一个连接底座组成，所述两个振子臂分别与平衡馈电连接器的一端连接，平衡馈电连接器的另一端与所述的连接底座连接，连接底座固定在所述的金属反射底板上。所述平衡馈电连接器由平衡馈电板和馈电连接部组成，平衡馈电板的一端与振子臂连接，另一端与馈电连接部的一端连接，馈电连接部的另一端与连接底座连接。所述的振子内的两个平衡馈电板之间相互平行，与平衡馈电板连接的馈电连接部向两个平行的平衡馈电板的外侧张开，然后与连接底座连接。所述的振子的两个振子臂中，其中一振子臂上从内部向上弯曲出一个伸展到另一振子臂上方的馈电片。所述的馈电片可以呈L形状。所述的馈电片与馈电电缆的内导体连接，馈电电缆的外导体与馈电片末端下方的振子臂以及位于与馈电片末端同一侧的馈电连接部上的馈电电缆焊接部连接。所述振子臂的末端先向下相对于水平面倾斜然后所述振子臂的最末端再向下弯折形成与平衡馈电板平行的弯折部。所述的振子可以采用钣金冲压折弯的一体化成型结构，这样可以大大的降低了成本，装配也更加简易。一种宽频基站天线，由若干个所述双极化辐射单元呈线性排列组成。所述双极化辐射单元的个数为三个以上。所述双极化辐射单元之间横向安装有金属片，这样可以在不影响方向性能的情况下，提高天线两极化之间的隔离度。与现有技术相比，本发明具备如下优点首先，特殊的振子臂形状和振子的馈电方式相配合，采用钣金冲压折弯的一体化形式，大大降低了成本；其次，振子臂的独特形状，相比通常直线形振子臂，增加了振子之间的间距，同时也增加了辐射单元之间的间距，从而减小了天线隔离度的设计难度；具有结构简单紧凑和高性能的优点，且易于制造，方便安装使用；带宽宽，增益高，交叉极化比和隔离度性能好的特点。
图1为本发明所述振子的立体图2为本发明所述振子的主视图3为本发明所述--种双极化辐射单元的立体图4为本发明所述--种宽频双极化基站天线实施例1的立体图5为本发明所述--种宽频双极化基站天线实施例2的立体图6为本发明所述--种宽频双极化基站天线实施例3的立体图7为本发明所述--种宽频双极化基站天线实施例4的立体图8为本发明所述具体实施例实测-45°极化端口电压驻波比的曲线图
图9为本发明所述具体实施例实测+45°极化端口电压驻波比的曲线图
图10为本发明所述具体实施例实测的两个极化之间的隔离度的曲线图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。实施例1一种双极化辐射单元，是阵列天线的必要构成单元。如图3所示，所述的双极化辐射单元包括金属反射底板8和两对安装在所述金属反射底板8上的振子10以及相应的接线端子。每对振子10的振子臂4相互平行，具有同一极化方向；所述两对振子10之间的振子臂4相互垂直。所述每对振子10上的馈电电缆以并联方式连接，组成一个极化。所述金属反射底板8的纵向两边边缘分别设有边墙9。所述振子10的振子臂4与金属反射底板8 的纵向成45度角，形成+45°极化和-45°极化的双极化，并且所述两对振子的振子臂4呈正方形排列。如图1和图2所示，所述振子10由一对振子臂4、一对平衡馈电连接器和一个连接底座1组成；所述两个振子臂4处于同一直线上，分别与平衡馈电连接器的一端连接，平衡馈电连接器的另一端与所述连接底座1连接。所述平衡馈电连接器由平衡馈电板3和馈电连接部2组成，平衡馈电板3的一端与振子臂4连接，另一端与馈电连接部2的一端连接，馈电连接部2的另一端与连接底座1连接，形成一个完整的振子10。所述振子10的两个平衡馈电板3之间相互平行。与平衡馈电板3连接的馈电连接部2向两个平行的平衡馈电板3 的外侧张开，然后再与连接底座1连接。振子10通过连接底座1固定在所述的金属反射底板8上。平衡馈电连接器在对辐射单元馈电的同时，支撑并固定振子10。平衡馈电连接器下部向外张开的馈电连接部2，和通常约四分之一波长高度直立向下的平衡馈电器不同，可以降低天线剖面高度，同时增加了底部空间，便于使连接底座1固设在金属反射底板8上。所述两个振子臂4中，其中一个振子臂4上从内部向上弯曲出一个伸展到另一振子臂上方的馈电片41。所述馈电片41可以呈L形状。馈电片41为振子臂4内的一部分， 并非单独部件，可以降低天线的成本和减小了安装的过程，且馈电电缆在焊接的时候就不必折弯，增强了天线的可靠性，同时，L形状的馈电片41分具有阻抗匹配作用。所述振子臂 4的末端先向下相对于水平面倾斜(可以是与水平面呈135° )，然后所述振子臂4的最末端再向下弯折形成与平衡馈电板2平行的弯折部5。所述振子臂4的独特形状相比通常直线形振子臂，增加了振子之间的间距，同时也增加了辐射单元之间的间距，从而减小了天线隔离度的设计难度；同时提高了天线的交叉极化比性能指标，配合L形馈电部分，可以设计出具有宽频辐射特性的基站天线。馈电片41与馈电电缆的内导体6连接，馈电电缆的外导体与馈电片41末端下方的振子臂4以及位于与馈电片41末端同一侧的馈电连接部2上的馈电电缆焊接部71连接。为了实现对每个半波振子进行馈电，同极化的两个振子10的馈电电缆通过接线端子并联连接。以上所述的振子10可以采用钣金冲压折弯的一体化成型结构，这样可以大大的降低了成本，装配也更加简易。实施例2如图5所示，在实施例1在基础上，对振子的排列方式作了改变。所述两对振子10 的振子臂4呈正方形排列，其中一对振子10的振子臂4与金属反射底板8的纵向平行，另一对振子10的振子臂4与金属反射底板8的纵向垂直，形成一组水平极化和垂直极化的双极化辐射单元。
6
实施例3如图6所示，每对安装在所述金属反射底板8上的振子10的振子臂4处于同一直线上，也就是呈一字排列；两对振子10之间的振子臂4相互垂直呈十字形排列。其中所述的每对振子10的振子臂4可以与金属反射底板8的纵向呈45°夹角；或者其中一对振子 10的振子臂4与金属反射底板8的纵向平行，另一对振子10的振子臂4与金属反射底板8 的纵向垂直，形成一组+45°极化和-45°极化的双极化辐射单元。实施例4如图7所示，两对安装在所述金属反射底板8上的振子10的振子臂4呈锯齿状排列。其中，所示的每个振子10的振子臂4与金属反射底板8的纵向呈为45°夹角，形成一组+45°极化和-45°极化的双极化辐射单元。这样的排布方式可以增大辐射单元之间的间隙。以上实施例中振子在金属反射底板8排列构成了一个完整的双极化辐射单元12。如图4所示，一种宽频双极化基站天线，由若干个所述双极化辐射单元12依次线性排列组成。线性排列的双极化辐射单元12的个数在3、4、5、6、7、8、9或者9个以上。多个双极化辐射单元12依次线性排列组成一个完整的宽频双极化基站天线。所述极化辐射单元之间横向安装有金属片13，这样可以在不影响方向图性能的情况下，提高天线两极化之间的隔离度。所述双极化辐射单元可以共同安装在同一块金属反射底板8上，金属反射底板8的纵向两边边缘安装有边墙9。如图8-10所示，为以实施例1所述的双极化辐射单元制成的宽频双极化基站天线全频段具有良好的方向图790 960MHz频段，电压驻波比小于1. 4，隔离度大于33dB，5单元实测增益在14. 5dBi到15. 5dBi之间。水平面3dB波束宽度为61度到70度，主轴交叉极化比大于20dB，在士60°交叉极化比大于10dB。环境试验合格，能够很好地满足移动通信系统的要求。从以上所述容易看出，本发明具有结构简单紧凑和高性能的优点，且易于制造，方便安装使用；而且与当前同类产品的主要形式相比，带宽宽，增益高，交叉极化比和隔离度性能好的特点。另外，以实施例2、实施例3、以及实施例4所述的双极化辐射单元制成的宽频双极化基站天线同样具有上述性能和特点。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种双极化辐射单元，其特征在于，包括金属反射底板和两对安装在所述金属反射底板上的振子，每对振子的振子臂相互平行或者处于同一直线上，所述两对振子之间的振子臂相互垂直。
2.根据权利要求1所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述两对振子的振子臂呈正方形排列。
3.根据权利要求2所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述两对振子中的一对振子的振子臂与金属反射底板的纵向平行，另一对振子的振子臂与金属反射底板的纵向垂直，形成水平极化和垂直极化的双极化；或者所述的两对振子的振子臂均与金属反射底板的纵向呈45°夹角，形成+45°极化和-45°极化的双极化。
4.根据权利要求1所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述两对振子的振子臂呈十字形排列。
5.根据权利要求1所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述两对振子的振子臂呈锯齿状排列。
6.根据权利要求1、2、3、4、或者5所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，同一极化方向的一对振子上的馈电电缆以并联方式连接。
7.根据权利要求6所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述金属反射底板的纵向两边边缘分别设有边墙。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或7所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子由一对振子臂、平衡馈电连接器和一个连接底座组成，所述两个振子臂分别与平衡馈电连接器的一端连接，平衡馈电连接器的另一端与所述的连接底座连接，连接底座固定在所述金属反射底板上。
9.根据权利要求8所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述平衡馈电连接器由平衡馈电板和馈电连接部组成，平衡馈电板的一端与振子臂连接，另一端与馈电连接部的一端连接，馈电连接部的另一端与连接底座连接。
10.根据权利要求9所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子的两个平衡馈电板之间相互平行，与平衡馈电板连接的馈电连接部向两个平行的平衡馈电板的外侧张开，然后再与连接底座连接。
11.根据权利要求10所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子的两个振子臂中，其中一振子臂上从内部向上弯曲出一个伸展到另一振子臂上方的馈电片。
12.根据权利要求11所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述的馈电片呈L形状。
13.根据权利要求11所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述的馈电片与馈电电缆的内导体连接，馈电电缆的外导体与馈电片末端下方的振子臂以及位于与馈电片末端同一侧的馈电连接部连接。
14.根据权利要求13所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子臂的末端先向下相对于水平面倾斜，然后所述振子臂的最末端再向下弯折形成与平衡馈电板平行的弯折部。
15.根据权利要14所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子是采用钣金冲压折弯的一体化成型结构。
16.一种宽频基站天线，其特征在于，由若干个所述双极化辐射单元呈线性排列组成。
17.根据权利要求16所述的一种宽频基站天线，其特征在于，所述双极化辐射单元的个数为三个以上。
18.根据权利要求W或17所述的一种宽频基站天线，其特征在于，所述双极化辐射单元之间横向安装有金属片。
全文摘要
本发明公开一种双极化辐射单元，包括金属反射底板和两对安装在所述金属反射底板上的振子，每对振子的振子臂相互平行或者处于同一直线上，所述两对振子之间的振子臂相互垂直。本发明还公开了一种宽频双极化基站天线，由若干个所述双极化辐射单元线性排列而成。本发明具备如下优点振子臂的形状和振子的馈电方式相配合，采用钣金冲压折弯的一体化形式，大大降低了成本；增加了振子之间的间距，同时也增加了辐射单元之间的间距，从而减小了天线隔离度的设计难度；结构简单紧凑和高性能的优点，且易于制造，方便安装使用带宽宽，增益高，交叉极化比和隔离度性能好的特点。
文档编号H01Q21/00GK102176536SQ20111003115
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者余国鑫, 刘良涛 申请人:京信通信技术(广州)有限公司
技术领域：
本发明涉及移动通信基站天线领域，尤其是一种双极化辐射单元及宽频基站天线。
技术背景随着移动通信技术和应用的迅猛发展，电磁环境日益复杂，给移动通信双极化定向天线的设计提出了越来越高的要求。部分天线的电气性能要求宽频带、高隔离度、高增益，主轴交叉极化鉴别率要求大于20dB，士60°交叉极化鉴别率要求大于10dB，同时要具有良好的方向性和波束收敛性，以及对周围环境的协调性；另外还要求体积小，重量轻，外形美观，而且成本低才能满足市场竞争需求。市场需求的宽带天线的频率要求为790MHz-960MHz的，带宽为19. 4%，且要求全频段驻波比小于1.40，两端口隔离度要求大于30。这种宽带天线比常规的各种基站天线带宽都要宽，而且天线的驻波比要求也极为严格，在设计难度上提出了很高的挑战。阵列天线的辐射单元很大程度上决定了天线的多项性能，如增益，电压驻波比带宽，波束宽度，波束收敛性和交叉极化鉴别率等。在高增益基站天线的设计中，在满足波束宽度限制的基础上，需要最大限度提高天线辐射单元增益。边界条件对双极化天线的波束收敛性、隔离度有着决定性的作用。双极化辐射振子还要求良好的交叉极化性能，两个极化之间的隔离度也提出了很高的要求。所以在设计出高性能辐射单元的前提下，对边界条件的选择也是一个重要课题。
发明内容针对以上所述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供结构简单、制造及安装简便的一种双极化辐射单元。本发明的另一目的是提供结构简单、频带宽、高隔离度的一种宽频基站天线。为实现该目的，本发明采用如下技术方案一种双极化辐射单元包括金属反射底板和两对安装在所述金属反射底板上的振子，每对振子的振子臂相互平行或者处于同一直线上，所述两对振子之间的振子臂相互垂直，这样就可以发射或接收两个相互正交的极化方向的电场。所述两对振子的振子臂呈正方形排列。所述一对振子的振子臂与金属反射底板的纵向平行，另一对振子的振子臂与金属反射底板的纵向垂直，形成水平极化和垂直极化的双极化；或者所述的两对振子的振子臂均与金属反射底板的纵向呈45°夹角。形成+45°极化和-45°极化的双极化。所述的两对振子的振子臂呈十字形排列。
所述的两对振子的振子臂呈锯齿状排列。同一极化方向(振子臂相互平行)的一对振子上的馈电电缆以并联方式连接。所述金属反射底板的两边纵向边缘分别设有边墙。
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所述振子由一对振子臂、一对平衡馈电连接器和一个连接底座组成，所述两个振子臂分别与平衡馈电连接器的一端连接，平衡馈电连接器的另一端与所述的连接底座连接，连接底座固定在所述的金属反射底板上。所述平衡馈电连接器由平衡馈电板和馈电连接部组成，平衡馈电板的一端与振子臂连接，另一端与馈电连接部的一端连接，馈电连接部的另一端与连接底座连接。所述的振子内的两个平衡馈电板之间相互平行，与平衡馈电板连接的馈电连接部向两个平行的平衡馈电板的外侧张开，然后与连接底座连接。所述的振子的两个振子臂中，其中一振子臂上从内部向上弯曲出一个伸展到另一振子臂上方的馈电片。所述的馈电片可以呈L形状。所述的馈电片与馈电电缆的内导体连接，馈电电缆的外导体与馈电片末端下方的振子臂以及位于与馈电片末端同一侧的馈电连接部上的馈电电缆焊接部连接。所述振子臂的末端先向下相对于水平面倾斜然后所述振子臂的最末端再向下弯折形成与平衡馈电板平行的弯折部。所述的振子可以采用钣金冲压折弯的一体化成型结构，这样可以大大的降低了成本，装配也更加简易。一种宽频基站天线，由若干个所述双极化辐射单元呈线性排列组成。所述双极化辐射单元的个数为三个以上。所述双极化辐射单元之间横向安装有金属片，这样可以在不影响方向性能的情况下，提高天线两极化之间的隔离度。与现有技术相比，本发明具备如下优点首先，特殊的振子臂形状和振子的馈电方式相配合，采用钣金冲压折弯的一体化形式，大大降低了成本；其次，振子臂的独特形状，相比通常直线形振子臂，增加了振子之间的间距，同时也增加了辐射单元之间的间距，从而减小了天线隔离度的设计难度；具有结构简单紧凑和高性能的优点，且易于制造，方便安装使用；带宽宽，增益高，交叉极化比和隔离度性能好的特点。
图1为本发明所述振子的立体图2为本发明所述振子的主视图3为本发明所述--种双极化辐射单元的立体图4为本发明所述--种宽频双极化基站天线实施例1的立体图5为本发明所述--种宽频双极化基站天线实施例2的立体图6为本发明所述--种宽频双极化基站天线实施例3的立体图7为本发明所述--种宽频双极化基站天线实施例4的立体图8为本发明所述具体实施例实测-45°极化端口电压驻波比的曲线图
图9为本发明所述具体实施例实测+45°极化端口电压驻波比的曲线图
图10为本发明所述具体实施例实测的两个极化之间的隔离度的曲线图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。实施例1一种双极化辐射单元，是阵列天线的必要构成单元。如图3所示，所述的双极化辐射单元包括金属反射底板8和两对安装在所述金属反射底板8上的振子10以及相应的接线端子。每对振子10的振子臂4相互平行，具有同一极化方向；所述两对振子10之间的振子臂4相互垂直。所述每对振子10上的馈电电缆以并联方式连接，组成一个极化。所述金属反射底板8的纵向两边边缘分别设有边墙9。所述振子10的振子臂4与金属反射底板8 的纵向成45度角，形成+45°极化和-45°极化的双极化，并且所述两对振子的振子臂4呈正方形排列。如图1和图2所示，所述振子10由一对振子臂4、一对平衡馈电连接器和一个连接底座1组成；所述两个振子臂4处于同一直线上，分别与平衡馈电连接器的一端连接，平衡馈电连接器的另一端与所述连接底座1连接。所述平衡馈电连接器由平衡馈电板3和馈电连接部2组成，平衡馈电板3的一端与振子臂4连接，另一端与馈电连接部2的一端连接，馈电连接部2的另一端与连接底座1连接，形成一个完整的振子10。所述振子10的两个平衡馈电板3之间相互平行。与平衡馈电板3连接的馈电连接部2向两个平行的平衡馈电板3 的外侧张开，然后再与连接底座1连接。振子10通过连接底座1固定在所述的金属反射底板8上。平衡馈电连接器在对辐射单元馈电的同时，支撑并固定振子10。平衡馈电连接器下部向外张开的馈电连接部2，和通常约四分之一波长高度直立向下的平衡馈电器不同，可以降低天线剖面高度，同时增加了底部空间，便于使连接底座1固设在金属反射底板8上。所述两个振子臂4中，其中一个振子臂4上从内部向上弯曲出一个伸展到另一振子臂上方的馈电片41。所述馈电片41可以呈L形状。馈电片41为振子臂4内的一部分， 并非单独部件，可以降低天线的成本和减小了安装的过程，且馈电电缆在焊接的时候就不必折弯，增强了天线的可靠性，同时，L形状的馈电片41分具有阻抗匹配作用。所述振子臂 4的末端先向下相对于水平面倾斜(可以是与水平面呈135° )，然后所述振子臂4的最末端再向下弯折形成与平衡馈电板2平行的弯折部5。所述振子臂4的独特形状相比通常直线形振子臂，增加了振子之间的间距，同时也增加了辐射单元之间的间距，从而减小了天线隔离度的设计难度；同时提高了天线的交叉极化比性能指标，配合L形馈电部分，可以设计出具有宽频辐射特性的基站天线。馈电片41与馈电电缆的内导体6连接，馈电电缆的外导体与馈电片41末端下方的振子臂4以及位于与馈电片41末端同一侧的馈电连接部2上的馈电电缆焊接部71连接。为了实现对每个半波振子进行馈电，同极化的两个振子10的馈电电缆通过接线端子并联连接。以上所述的振子10可以采用钣金冲压折弯的一体化成型结构，这样可以大大的降低了成本，装配也更加简易。实施例2如图5所示，在实施例1在基础上，对振子的排列方式作了改变。所述两对振子10 的振子臂4呈正方形排列，其中一对振子10的振子臂4与金属反射底板8的纵向平行，另一对振子10的振子臂4与金属反射底板8的纵向垂直，形成一组水平极化和垂直极化的双极化辐射单元。
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实施例3如图6所示，每对安装在所述金属反射底板8上的振子10的振子臂4处于同一直线上，也就是呈一字排列；两对振子10之间的振子臂4相互垂直呈十字形排列。其中所述的每对振子10的振子臂4可以与金属反射底板8的纵向呈45°夹角；或者其中一对振子 10的振子臂4与金属反射底板8的纵向平行，另一对振子10的振子臂4与金属反射底板8 的纵向垂直，形成一组+45°极化和-45°极化的双极化辐射单元。实施例4如图7所示，两对安装在所述金属反射底板8上的振子10的振子臂4呈锯齿状排列。其中，所示的每个振子10的振子臂4与金属反射底板8的纵向呈为45°夹角，形成一组+45°极化和-45°极化的双极化辐射单元。这样的排布方式可以增大辐射单元之间的间隙。以上实施例中振子在金属反射底板8排列构成了一个完整的双极化辐射单元12。如图4所示，一种宽频双极化基站天线，由若干个所述双极化辐射单元12依次线性排列组成。线性排列的双极化辐射单元12的个数在3、4、5、6、7、8、9或者9个以上。多个双极化辐射单元12依次线性排列组成一个完整的宽频双极化基站天线。所述极化辐射单元之间横向安装有金属片13，这样可以在不影响方向图性能的情况下，提高天线两极化之间的隔离度。所述双极化辐射单元可以共同安装在同一块金属反射底板8上，金属反射底板8的纵向两边边缘安装有边墙9。如图8-10所示，为以实施例1所述的双极化辐射单元制成的宽频双极化基站天线全频段具有良好的方向图790 960MHz频段，电压驻波比小于1. 4，隔离度大于33dB，5单元实测增益在14. 5dBi到15. 5dBi之间。水平面3dB波束宽度为61度到70度，主轴交叉极化比大于20dB，在士60°交叉极化比大于10dB。环境试验合格，能够很好地满足移动通信系统的要求。从以上所述容易看出，本发明具有结构简单紧凑和高性能的优点，且易于制造，方便安装使用；而且与当前同类产品的主要形式相比，带宽宽，增益高，交叉极化比和隔离度性能好的特点。另外，以实施例2、实施例3、以及实施例4所述的双极化辐射单元制成的宽频双极化基站天线同样具有上述性能和特点。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种双极化辐射单元，其特征在于，包括金属反射底板和两对安装在所述金属反射底板上的振子，每对振子的振子臂相互平行或者处于同一直线上，所述两对振子之间的振子臂相互垂直。
2.根据权利要求1所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述两对振子的振子臂呈正方形排列。
3.根据权利要求2所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述两对振子中的一对振子的振子臂与金属反射底板的纵向平行，另一对振子的振子臂与金属反射底板的纵向垂直，形成水平极化和垂直极化的双极化；或者所述的两对振子的振子臂均与金属反射底板的纵向呈45°夹角，形成+45°极化和-45°极化的双极化。
4.根据权利要求1所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述两对振子的振子臂呈十字形排列。
5.根据权利要求1所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述两对振子的振子臂呈锯齿状排列。
6.根据权利要求1、2、3、4、或者5所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，同一极化方向的一对振子上的馈电电缆以并联方式连接。
7.根据权利要求6所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述金属反射底板的纵向两边边缘分别设有边墙。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或7所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子由一对振子臂、平衡馈电连接器和一个连接底座组成，所述两个振子臂分别与平衡馈电连接器的一端连接，平衡馈电连接器的另一端与所述的连接底座连接，连接底座固定在所述金属反射底板上。
9.根据权利要求8所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述平衡馈电连接器由平衡馈电板和馈电连接部组成，平衡馈电板的一端与振子臂连接，另一端与馈电连接部的一端连接，馈电连接部的另一端与连接底座连接。
10.根据权利要求9所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子的两个平衡馈电板之间相互平行，与平衡馈电板连接的馈电连接部向两个平行的平衡馈电板的外侧张开，然后再与连接底座连接。
11.根据权利要求10所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子的两个振子臂中，其中一振子臂上从内部向上弯曲出一个伸展到另一振子臂上方的馈电片。
12.根据权利要求11所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述的馈电片呈L形状。
13.根据权利要求11所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述的馈电片与馈电电缆的内导体连接，馈电电缆的外导体与馈电片末端下方的振子臂以及位于与馈电片末端同一侧的馈电连接部连接。
14.根据权利要求13所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子臂的末端先向下相对于水平面倾斜，然后所述振子臂的最末端再向下弯折形成与平衡馈电板平行的弯折部。
15.根据权利要14所述的一种双极化辐射单元，其特征在于，所述振子是采用钣金冲压折弯的一体化成型结构。
16.一种宽频基站天线，其特征在于，由若干个所述双极化辐射单元呈线性排列组成。
17.根据权利要求16所述的一种宽频基站天线，其特征在于，所述双极化辐射单元的个数为三个以上。
18.根据权利要求W或17所述的一种宽频基站天线，其特征在于，所述双极化辐射单元之间横向安装有金属片。
全文摘要
本发明公开一种双极化辐射单元，包括金属反射底板和两对安装在所述金属反射底板上的振子，每对振子的振子臂相互平行或者处于同一直线上，所述两对振子之间的振子臂相互垂直。本发明还公开了一种宽频双极化基站天线，由若干个所述双极化辐射单元线性排列而成。本发明具备如下优点振子臂的形状和振子的馈电方式相配合，采用钣金冲压折弯的一体化形式，大大降低了成本；增加了振子之间的间距，同时也增加了辐射单元之间的间距，从而减小了天线隔离度的设计难度；结构简单紧凑和高性能的优点，且易于制造，方便安装使用带宽宽，增益高，交叉极化比和隔离度性能好的特点。
文档编号H01Q21/00GK102176536SQ20111003115
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者余国鑫, 刘良涛 申请人:京信通信技术(广州)有限公司
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