雙極化天線輻射單元及雙極化天線的製作方法
2023-07-31 00:34:36 1
專利名稱：雙極化天線輻射單元及雙極化天線的製作方法
技術領域：
本發明屬於通信領域，尤其涉及一種雙極化天線輻射單元及包括該輻射單元的雙極化天線。
背景技術：
天線是一種可接收和輻射電磁波的器件，天線輻射形成的電場具有一定的方向，本領域稱之為天線的極化。當電場方向垂直於地面時，此電波就稱為垂直極化波；當電場方向平行於地面時，此電波就稱為水平極化波。隨著新技術的發展，最近又出現了一種雙極化天線，即可以同時輻射兩種電場方向的極化波。按照極化波的電 場方向劃分，一般分為垂直與水平極化和±45°極化兩種方式。雙極化天線以其較高的頻譜利用率被廣泛應用於通信領域。現有雙極化天線的輻射體通常由兩個對稱半波振子構成，其具體的結構可有多種變形形式，基於現有的輻射體的結構設計方面的限制，傳統的雙極化天線仍存在隔離度差、製造成本高等問題，並且，在一定的帶寬內，要得到較好的駐波比，通常需要增加輔助措施，這些輔助措施也會帶來一些負面的效果，比如隔離度惡化，材料成本升高，加工難度大等。
發明內容
本發明的目的在於提供一種雙極化天線輻射單元，旨在解決現有雙極化天線隔離度差及製造成本高的問題。本發明是這樣實現的，一種雙極化天線輻射單元，包括兩組相互正交且獨立的對稱振子，每個所述對稱振子均包括兩個由金屬線圍設而成的相互獨立且對稱的二維結構的振子臂，所述兩組對稱振子所在的面相互正交。本發明的另一目的在於提供一種雙極化天線，包括反射板、設置於所述反射板上的至少一個輻射體以及為所述輻射體饋電的饋電電纜，所述輻射體採用上述的雙極化天線
輻射單元。本發明實施例雙極化天線輻射單元的對稱振子由金屬線圍設而成，其輻射體為線狀，且兩組對稱振子在沿俯視方向看去呈線狀的十字交叉結構，兩種電場在其他方向的分量也極少，兩組對稱振子之間的輻射場的相互幹擾相對較弱，兩種信號的接收幹擾也較小，進而具有極高的隔離度。進一步的，本實施例中的兩組對稱振子所在的面相互正交，一方面保證較高的隔離度，另一方面其振子寬度的調節範圍較大，可具有更寬的頻帶寬度。而且，該輻射單元由於採用金屬線圍合而成，與傳統的片狀等複雜結構的天線相比，可大幅節約材料，簡化製作工藝，進而節約了成本。
圖I是本發明實施例雙極化天線輻射單元的立體結構示意圖；圖2是本發明實施例雙極化天線輻射單元的側視結構示意圖；圖3是本發明實施例雙極化天線輻射單元的俯視結構示意圖4是本發明實施例雙極化天線的立體結構示意圖；圖5是本發明實施例雙極化天線的俯視結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。圖1、2、3分別示出了本發明實施例提供的雙極化天線輻射單元的立體、側視、俯視結構示意圖，為了便於說明，僅示出了與本實施例相關的部分。如圖1、2，該雙極化天線輻射單元包括兩組相互正交且獨立的對稱振子1，用於輻射和接收兩種電場方向的極化波，每組對稱振子I均包括兩個相互獨立且對稱的振子臂11，該振子臂11是由金屬線圍合而成的二維結構的框型振子臂，構成一組對稱振子I的兩個振子臂11是共面的，且兩組對稱振子I所在的面相互正交。如圖3所示，該雙極化天線輻射單元的對稱振子I由金屬線圍設而成，其輻射體為線狀，且兩組對稱振子I在沿俯視方向看去呈線狀的十字交叉結構，兩種電場在其他方向的分量也極少，兩組對稱振子I之間的相互幹擾較小，進而具有極高的隔離度。而傳統結構的輻射體，振子具有較大的輻射面以滿足帶寬需求，面狀的輻射體容易產生多種方向的極化波，且極化波亦容易受輻射體複雜結構的影響，隔離度較差。本實施例的輻射單元可實現大於40dB的隔離度。進一步的，本實施例中的兩組對稱振子I所在的面相互正交，一方面保證較高的隔離度，另一方面其振子寬度的調節範圍較大，可具有更寬的頻帶寬度，該輻射單元可實現1700MHz 2700MHz的駐波比帶寬。進一步的，該輻射單元由於採用金屬線圍合而成，與傳統的片狀等複雜結構的天線相比，可大幅節約材料，簡化製作工藝，進而節約了成本。在本發明實施例中，振子臂11的具體形狀可有多種，如多邊形、環形等規則的或不規則的形狀。如圖2，本實施例中的振子臂11的形狀優選為寬度漸變的形狀，使振子臂11的寬度沿著背離兩個振子臂11的對稱中心的方向逐漸增大，兩個振子臂11組成的對稱振子I整體呈中間窄兩邊寬的形狀。具體的，振子臂11可設計封閉的V型結構，兩個振子臂11的V型頂角相對，或在兩個振子臂11的V型開口的兩端向外平行延伸，延伸後的兩端點由一垂直臂圍合呈具有V型結構的多邊形(參見圖I、圖2、圖4)，也可以將振子臂11設計為梯形機構，具有一組相平行的長邊和短邊，以及一組相對的側邊，使兩個振子臂11的短邊相對，當然還可以設計成如圖2所示的多邊形形狀等。通過調整振子臂的兩側邊所張的角度和自身的長度，可調節輻射單元的帶寬。這種中間窄兩邊寬的對稱振子I既易加工又易組合，且可避免對隔離度的影響，又容易控制振子臂11的寬度，進而控制諧振帶寬。作為本發明實施例的一種改進，還可以在每個振子臂11上連接一接地線2，該接地線2可以同振子臂11 一體成型，便於製作。優選的，該接地線2優選同其所在的振子臂11共面，以避免帶來輻射場的幹擾，保證較高的隔離度。進一步優選的，不同的振子臂11連接的接地線2的結構和連接位置均相同，以保證較佳的輻射效果。本發明實施例提供的輻射單元較傳統的輻射體具有更高的隔離度和帶寬，且製作成本較低，適合批量用於雙極化天線中。本發明進一步提供一種包括該輻射單元的雙極化天線。具體的，參見附圖4、5，該雙極化天線主要包括反射板41、輻射體42 (採用上述的輻射單元)及饋電電纜(圖中未示)，輻射體42至少設有一個，其按照預設的分布方式布設於反射板41上，具體可以通過其接地線固定在反射板41上。輻射體42接收相應波段的電磁信號，同時通過接收饋電電纜向其傳輸的電信號產生電磁信號，並通過反射板41的反射作用初步控制電磁信號的傳播方向。該雙極化天線的反射板41的結構和輻射體42的設置方式可根據實際需要合理設計，不嚴格局限於附圖4、5所示。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種雙極化天線輻射單元，其特徵在於，包括兩組相互正交且獨立的對稱振子，每個所述對稱振子均包括兩個由金屬線圍設而成的相互獨立且對稱的二維結構的振子臂，所述兩組對稱振子所在的面相互正交。
2.如權利要求I所述的雙極化天線輻射單元，其特徵在於，所述振子臂的寬度沿著背離所述兩個振子臂的對稱中心的方向逐漸增大。
3.如權利要求I或2所述的雙極化天線輻射單元，其特徵在於，所述振子臂為多邊形結構。
4.如權利要求3所述的雙極化天線輻射單元，其特徵在於，所述振子臂具有一V型結構，每組所述對稱振子的兩個振子臂的V型頂角相對。
5.如權利要求3所述的雙極化天線輻射單元，其特徵在於，所述振子臂具有一梯形結構，具有兩條相互平行的長邊和短邊以及一組非平行的側邊，每組所述對稱振子的兩個振子臂的短邊相對。
6.如權利要求I或2所述的雙極化天線輻射單元，其特徵在於，所述對稱振子的兩個振子臂均為環形結構。
7.如權利要求I所述的雙極化天線輻射單元，其特徵在於，每個所述振子臂均連接一接地線。
8.如權利要求7所述的雙極化天線輻射單元，其特徵在於，每組所述對稱振子的兩個振子臂連接的接地線的結構和連接位置相同，所述接地線與其所連接的振子臂共面。
9.一種雙極化天線，其特徵在於，包括反射板、設置於所述反射板上的至少一個輻射體以及為所述輻射體饋電的饋電電纜，所述輻射體採用權利要求I至8任一項所述的雙極化天線輻射單元。
全文摘要
本發明適用於通信領域，提供了一種雙極化天線輻射單元和雙極化天線，該輻射單元包括兩組相互正交且獨立的對稱振子，每個對稱振子均包括兩個由金屬線圍設而成的相互獨立且對稱的二維結構的振子臂，所述兩組對稱振子所在的面相互正交。該雙極化天線輻射單元的對稱振子由金屬線圍合而成，且兩組對稱振子在沿俯視方向看去呈線狀的十字交叉結構，兩組對稱振子之間的相互幹擾較弱，具有極高的隔離度。兩組對稱振子所在的面相互正交，一方面保證較高的隔離度，另一方面其振子寬度的調節範圍較大，具有更寬的頻帶寬度。該輻射單元由於採用金屬線圍設而成，與傳統的片狀等複雜結構的天線相比，可大幅節約材料，簡化製作工藝，進而節約了成本。
文檔編號H01Q1/36GK102760976SQ20121016159
公開日2012年10月31日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者吳進波, 黃冠宇 申請人:深圳市華一通信技術有限公司