一種平衡饋電結構的偶極子天線的製作方法
2023-06-01 07:20:46
專利名稱：一種平衡饋電結構的偶極子天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及移動通信的天線技術領域，特別涉及一種平衡饋電結構的 偶極子天線。
技術背景目前，隨著無線移動通訊技術的迅速發展，移動通信業務量的急劇增加， 移動通信網絡覆蓋在不斷擴大和完善。作為移動通訊系統關鍵部件之一的基站 天線，相應地，也隨著移動通信網絡的建設而得以大量架設。傳統的偶極子天線以其簡便的形式，較好的交叉極化比在基站天線中得以 廣泛應用。為了拓寬傳統偶極子的阻抗帶寬以滿足移動通信頻帶的要求，消除 同軸線饋電所帶來的不平衡傳輸的影響，偶極子天線通常需要採用平衡饋電結 構方式。請參閱圖l,為單極化天線示意圖。該單極化天線包括天線臂l、兩個附 加平衡支節單元2、以及金屬反射板5。其中， 一個附加平衡支節單元2中心插 入一根導體，該導體與附加平衡支節單元2形成同軸線導體。該天線臂l分別 與導體、該附加平衡支節單元連接，並且該附加平衡支節單元與金屬反射板5 連接。請參閱圖2，為雙極化天線示意圖。該雙極化天線包括天線臂6、附加平衡 支節單元7、同軸線導體、以及金屬反射板9。其中，該天線臂6分別與同軸線 導體的內導體、外導體電性連接，並且該天線臂6與附加平衡支節單元7固定 連接，附加平衡支節單元7與金屬反射板9固定連接。其中，該同軸線導體被 該附加平衡支節單元7所包圍。如上所述，圖l和圖2中的附加平衡支節單元，其長度為四分之一自由空
間的波長。由上可以看出，此單極化天線、雙極化天線主要是使附加平衡支節單元為四分之一空間波長來實現對稱天線臂上的電流平衡。然而，對應於800MHz-1000MHz頻段來說，其高度達到了 90mm左右，不利於天線小型化。當金屬反射板的面積較小，採用四分之一自由空間的波長的附加平衡支節 單元的這種天線，會降低天線的前後比，展寬天線的波瓣寬度，天線的性能得 不到滿足。如果為了達到所期望的前後比與波瓣寬度，則不得不通過增加天線 金屬反射板的寬度來實現，然而，這一舉措則又大大增大了天線的體積，亦不 利於天線的小型化發展。 實用新型內容有鑑於此，本實用新型的實施例提供了一種平衡饋電結構的偶極子天線， 以降低天線的高度。為了實現上述目的，本實用新型實施例提供了一種平衡饋電結構的偶極 子天線。所述平衡饋電結構的偶極子天線包括至少兩個天線臂、同軸線導 體、金屬反射板，至少兩個附加平衡支節單元，以及介質元件，所述至少兩 個附加平衡支節單元的一端與所述至少兩個天線臂相連接，所述至少兩個附 加平衡支節單元的另一端與所述金屬反射板相連接，所述至少兩個天線臂與 所述同軸線導體電性連接，其中，所述介質元件的相對介電常數大於1.2， 並且所述介質元件設置於所述至少兩個附加平衡支節單元的附近。由上述技術方案可以看出，本實用新型平衡饋電結構的偶極子天線通過 在所述至少兩個附加平衡支節單元的附近設置相對介電常數大於1.2的介 質元件，從而使所述至少兩個附加平衡支節單元的長度降低。因此，本實用 新型平衡饋電結構的偶極子天線降低了高度，而且符合天線小型化的發展。
圖1為現有技術單極化天線示意圖；圖2為現有^t術雙極化天線示意圖3為本實用新型平衡饋電結構的偶極子天線示意圖；圖4為本實用新型平衡4責電結構的偶極子天線局部放大圖；圖5為本實用新型中矩形狀的介質元件包裹住附加平衡支節單元的示意圖。
具體實施方式
為詳細說明本實用的結構特徵和技術特徵，
以下結合附圖對本實用新型技 術方案作詳細地闡述。本實用新型實施例中平衡饋電結構的偶極子天線，包括至少兩個天線臂、 同軸線導體、金屬反射板，至少兩個附加平衡支節單元，以及介質元件，所述 至少兩個附加平衡支節單元的一端與所述至少兩個天線臂相連接，所述至少兩 個附加平衡支節單元的另一端與所述金屬反射板相連接，所述至少兩個天線臂 與所述同軸線導體電性連接，其中，所述介質元件的相對介電常數大於1.2， 並且所述介質元件設置於所述至少兩個附加平衡支節單元的附近。由上可以看出，平衡-饋電結構的偶極子天線通過在所述至少兩個附加平 衡支節單元的附近設置相對介電常數大於1. 2的介質元件，從而使所述至少 兩個附加平衡支節單元的長度降低，進而降低了平衡饋電結構的偶極子天線 的高度。在上面所述的平衡饋電結構的偶極子天線中，所述的天線臂與所述的附加 平衡支節單元是一一相對應的，而且是成對出現的。即， 一個天線臂對應一個 附加平衡支節單元。詳請參閱圖3,為本實用新型實施例中平衡々齎電結構的偶極子天線示意圖。 其中，該平衡饋電結構的偶極子天線包括四個天線臂21、四個附加平衡支節 單元22、同軸線導體、介質元件25、以及金屬反射板26。其中，該四個附加 平衡支節單元22的一端與該四個天線臂21——對應相連，該四個附加平衡支 節單元22的另一端分別固定連接於金屬反射板26上。並且，由圖3可以看出， 該四個附加平衡支節單元22為圓柱形狀。
請參閱圖4，為本實用新型實施例中平衡饋電結構的偶極子天線的局部放 大圖。其中，在相鄰的兩個附加平衡支節單元22的中心軸的位置分別插入一根 導體，該導體與該相鄰的兩個附加平衡支節單元22形成同軸線結構，並作為了 本實用新型實施例中的同軸線導體。其中，形成該同軸線結構的附加平衡支節 單元22的導體分別與該對應的兩個天線臂21電性連接，從而形成饋電結構的 偶極子天線，並通過該四個附加平衡支節單元22的作用，進而實現了對稱天線 臂21上電流的平衡。對於偶極子天線，兩個相對的附加平衡支節單元22構成一個附加平衡支 節，從而使該相對的兩個天線臂上的電流平衡。因此，在本實用新型平衡饋電 結構的偶極子天線中，請參閱圖4，該四個附加平衡支節單元22構成兩個附加 平衡支節，從而使該兩兩相對的天線臂上的電流平衡。續請參閱圖4，兩兩相鄰的附加平衡支節單元22之間存在一定的間隙，該 間隙中設置有介質元件25。其中，該介質元件25為楔形狀，並與該附加平衡 支節單元22的外表面相吻合。該介質元件25沿著該兩兩相鄰的附加平衡支節 單元22的間隙插入，即此，該介質元件25便填充在了該附加平衡支節單元22的間隙內。其中，該附加平衡支節單元22為四分之一電磁波的波導波長。 更進一步說，在本實用新型實施例的平衡饋電結構的偶極子天線中，該天 線臂21與該附加平衡支節單元22可以通過焊接、也可以通過螺釘、還可以直 接通過開才莫鑄成一個整體，或者是先將該天線臂21與該附加平衡支節單元22 用螺釘固定，然後通過焊接將該天線臂21與該附加平衡支節單元22固定連接。 該附加平衡支節單元22與金屬反射板26可以通過螺釘固定連接、還可以通過 焊接的方式固定連接。在實際應用中，可以根據實際情況，在附加平衡支節單元22之間的間隙中 局部設置介質元件25。根據電磁場與微波領域內通用的一個計算電磁波的波導 波長的公式formula see original document page 7
其中，、為電磁波的波導波長，入。為電磁波在自由空間中的波長，Es為 介質的有效介電常數。上述的Ee與局部設置介質元件的介電常數和填充區域有關，設置的介質元 件的介電常數越高，有效介電常數越高，填充區域越大，有效介電常數越高。
由上述的公式可以看出，當Ee增大時，相應的、將減小。根據附加平衡支節單元的長度為四分之一電磁波的波導波長。相應的，本實施例中的附加平衡支節單元22的高度將降低。
例如當在該附加平衡支節單元22的間隙之間局部設置介質為FR4 (玻璃 纖維)的介質元件後，該附加平衡支節單元22的長度比沒有設置介質元件時的 附加平衡支節單元的長度要低。另外，在保證介質元件的介質材料不變的情況 下，通過改變介質元件設置區域的大小也會對附加平衡支節單元的高度有一定 的調節作用。同理，介質為陶瓷的介質元件局部設置在該附加平衡支節單元22 的間隙之間後，也會降低該附加平衡支節單元22的長度。
對於偶極子加金屬反射板的天線，從定性角度分析當金屬反射板大小一 定時，輻射單元距離金屬反射板的高度越高，其前後比越小，半功率波瓣寬度 越寬，前後比越小，波瓣越寬，則增益越#^。
由此可以看出，通過在附加平衡支節單元22的間隙之間局部設置介質元件 25可以降低附加平衡支節單元22的長度，長度降低後，在所需天線性能(如 波瓣寬度，前後比)不變的情況下，可以減小該金屬反射板26的尺寸，通過該 附加平衡支節單元22長度的降低和該金屬反射板26尺寸的減小，從而使得天 線變小，有利於天線小型化的發展，為天線設計帶來了很大的靈活性。
當然，在實際的應用時，對於本實施例的偶極子天線平衡饋電結構，附加 平衡支節單元的間隙之間局部設置的介質元件應根據需要適當的設置。其中， 選取介電常數為什麼樣的介質做成介質元件設置在附加平衡支節單元的間隙之 間可根據所需要附加平衡支節單元的長度靈活選擇。如，所需要的附加平衡支節單元的長度越低，可選用介電常數高的介質做成介質元件設置在附加平衡支 節單元的間隙之間，或者在所述附加平衡支節單元的間隙之間設置更多的介質 元件。針對本實用新型平衡饋電結構的偶極子天線，實施例中的附加平衡支節單 元為圓柱形狀，在具體應用過程中，附加平衡支節單元可以為條形或者多邊形 等其他形式的結構。實施例中的介質元件為楔形狀，在實際應用中，介質元件 的形狀可以為圓柱形，矩形柱形，多邊形柱形，橢圓柱形等形式，也可以才艮據 附加平衡支節單元的間隙形狀把介質元件做成與此相應的形狀。另，在實際應 用過程中，可以根據需要，將介質元件設置在附加平衡支節單元的間隙之間、 或設置在附加平衡支節單元圍成的空間內、或設置在附加平衡支節單元的外圍、或設置在附加平衡支節單元的周側。請參閱圖5，該介質元件為矩形狀，並且 該介質元件包裹住平衡饋電結構的偶極子天線中附加平衡支節單元。由上可以看出，本實用新型提供的平衡饋電結構的偶極子天線，通過在附 加平衡支節單元的附近局部設置介質元件，可以降低附加平衡支節單元的長度。 同時，在所需天線性能(如波瓣寬度，前後比)不變的情況下，通過在附加 平衡支節單元的附近局部設置介質元件可以減小金屬反射板的尺寸，從而使得 天線變小，有利於天線小型化的t艮，為天線設計帶來了很大的靈活性。最後應當說明的是以上具體實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而 非對其限制，儘管參照實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普 通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者對 部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵 蓋在本實用新型請求保護的範圍當中。
權利要求1、一種平衡饋電結構的偶極子天線，其特徵在於所述平衡饋電結構的偶極子天線包括至少兩個天線臂、同軸線導體、金屬反射板，至少兩個附加平衡支節單元，以及介質元件，所述至少兩個附加平衡支節單元的一端與所述至少兩個天線臂相連接，所述至少兩個附加平衡支節單元的另一端與所述金屬反射板相連接，所述至少兩個天線臂與所述同軸線導體電性連接，其中，所述介質元件的相對介電常數大於1.2，並且所述介質元件設置於所述至少兩個附加平衡支節單元的附近。
2、 根據權利要求1所述的平衡饋電結構的偶極子天線，其特徵在於 所述至少兩個附加平衡支節單元之間存在間隙，所述介質元件設置在所述至 少兩個附加平衡支節單元的間隙內。
3、 根據權利要求2所述的平衡饋電結構的偶極子天線，其特徵在於 所述至少兩個附加平衡支節單元之間的間隙內局部設置有介質元件。
4、 根據權利要求1所述的平衡饋電結構的偶極子天線，其特徵在於 所述介質元件設置於所述至少兩個附加平衡支節單元的周側。
5、 根據權利要求1所述的平衡饋電結構的偶極子天線，其特徵在於 所述平衡饋電結構的偶極子天線為單極化或雙極化天線。
6、 根據權利要求1所述的平衡饋電結構的偶極子天線，其特徵在於 所述至少兩個附加平衡支節單元的結構可以是圓形、條形或者多邊形。
7、 根據權利要求1所述的偶極子天線平衡饋電結構，其特徵在於所 述介質元件的形狀可以為圓柱形，矩形柱形，多邊形柱形或者橢圓柱形。
專利摘要本實用新型提供一種平衡饋電結構的偶極子天線。所述平衡饋電結構的偶極子天線包括至少兩個天線臂、同軸線導體、金屬反射板，至少兩個附加平衡支節單元，以及介質元件。所述至少兩個附加平衡支節單元的一端與所述至少兩個天線臂相連接，所述至少兩個附加平衡支節單元的另一端與所述金屬反射板相連接，所述至少兩個天線臂與所述同軸線導體電性連接。其中，所述介質元件的相對介電常數大於1.2，並且所述介質元件設置於所述至少兩個附加平衡支節單元的附近。由此可以使所述附加平衡支節單元的長度降低，進而降低了平衡饋電結構的偶極子天線的高度，而且符合天線小型化的發展。
文檔編號H01Q9/04GK201018000SQ20072011870
公開日2008年2月6日 申請日期2007年2月16日 優先權日2007年2月16日
發明者朱元榮, 段德欽, 毛丹丹, 肖偉宏, 鳴 艾, 宇 趙 申請人:華為技術有限公司