[發(fā)明專利]一種寬帶LTE組合振子天線單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210355951.1
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN103050770A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂文俊;劉桂梅;薄亞明;朱洪波
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種寬帶LTE組合振子天線單元，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

LTE?(Long?Term?Evolution，長期演進(jìn))是第三代移動通信（3G）的演進(jìn)技術(shù)，也是準(zhǔn)第四代移動通信（3.9G）的代表性技術(shù)之一。LTE技術(shù)的可用頻段較多，目前我國將分配給LTE系統(tǒng)的頻段可能包括1.92-2.17GHz，2.3-2.4GHz，2.5-2.7GHz和3.4-3.6GHz。常規(guī)移動通信基站中的扇區(qū)天線單元，通常都是半波振子天線的變形種類，也有少數(shù)為貼片天線的變形種類，這些天線的工作帶寬一般較窄，不能覆蓋如此寬的工作頻段。如果分別對這些頻段開發(fā)相應(yīng)的天線單元和陣列，LTE系統(tǒng)的收發(fā)天線將變得非常復(fù)雜，成本也將顯著上升，不利于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與運(yùn)營。因此，必須研制一種能同時覆蓋上述頻段、具有定向輻射特性的新型寬帶天線單元，不僅有助于進(jìn)一步研制同樣頻段上的高性能雙極化室外/室內(nèi)扇區(qū)天線陣列，還有助于降低天線系統(tǒng)復(fù)雜度和制作成本。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是LTE天線單元的寬帶化設(shè)計，提出一種具有寬帶特性且便于制作實(shí)現(xiàn)的組合振子天線單元，該天線在1.92-3.6GHz頻段內(nèi)具有穩(wěn)定的定向輻射特性。?

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：?

一種寬帶LTE組合振子天線單元，包括設(shè)置在介質(zhì)襯底上的組合振子單元和饋電器；其中：所述組合振子單元由扇環(huán)形單元、一對振子單元和一對寄生枝節(jié)組成，其中所述一對振子單元、一對寄生枝節(jié)均分別通過一對饋電片與扇環(huán)形單元的兩端連接成一體，形成組合振子單元（2）的兩個端口；

所述饋電器為傳輸線轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，由共面波導(dǎo)段、漸變過渡段和邊緣相切雙面帶線段組成；其中所述共面波導(dǎo)段包括第一屏蔽導(dǎo)體和第一中心導(dǎo)體；所述漸變過渡段包括第二屏蔽導(dǎo)體、第二中心導(dǎo)體、過渡連接段和底層Y型枝節(jié)；所述邊緣相切雙面帶線段包括頂層導(dǎo)體和底層導(dǎo)體；

其中，所述第一屏蔽導(dǎo)體與第二屏蔽導(dǎo)體連接，第一中心導(dǎo)體和第二中心導(dǎo)體的一端連接，所述漸變過渡段的過渡連接段將第二中心導(dǎo)體的另一端和所述邊緣相切雙面帶線段的頂層導(dǎo)體的一端連接在一起，所述邊緣相切雙面帶線段的底層導(dǎo)體的一端與漸變過渡段的底層Y型枝節(jié)的集結(jié)點(diǎn)相連接；所述邊緣相切雙面帶線段的頂層導(dǎo)體的另一端與組合振子單元的一端連接，所述邊緣相切雙面帶線段的底層導(dǎo)體的另一端通過金屬化過孔組合振子單元的另一端相連接。

優(yōu)選的，本發(fā)明的一種寬帶LTE組合振子天線單元，扇環(huán)形單元的張角在90-180度范圍之內(nèi)。?

優(yōu)選的，本發(fā)明的一種寬帶LTE組合振子天線單元，饋電片水平線與扇環(huán)形單元一臂的夾角為120-175度范圍，饋電片之間的距離在0.3-1.5毫米范圍之內(nèi)。?

優(yōu)選的，本發(fā)明的一種寬帶LTE組合振子天線單元，饋電器的邊緣相切雙面帶線段與共面波導(dǎo)段的特性阻抗比在1.8:1-2.2：1范圍之內(nèi)。?

優(yōu)選的，本發(fā)明的一種寬帶LTE組合振子天線單元，漸變過渡段的Y型枝節(jié)與水平線的夾角（15）在15-30度范圍之內(nèi)。?

優(yōu)選的，本發(fā)明的一種寬帶LTE組合振子天線單元，介質(zhì)襯底的介電常數(shù)范圍為2-20。?

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：能完全覆蓋1.92-3.6GHz的LTE頻段，具有穩(wěn)定的定向輻射特性和較高的增益；結(jié)構(gòu)簡單且便于制作，饋電器和輻射單元完全集成在一塊印刷板上，無需附加其他饋電部件和機(jī)械構(gòu)件。?

附圖說明

圖1是寬帶LTE組合振子天線單元的整體結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2是組合振子單元的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖3是饋電器的整體與分層結(jié)構(gòu)示意圖。其中圖3(a)是饋電器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3(b)和圖3(c)分別是饋電器的頂層、底層結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖4是寬帶LTE組合振子天線單元與金屬反射板、同軸線接頭的連接示意圖。?

圖5是實(shí)測的寬帶LTE組合振子天線單元駐波比頻率特性曲線。?

圖6是實(shí)測的寬帶LTE組合振子天線單元在三個頻點(diǎn)上的方向圖。其中圖6-a、圖6-b、圖6-c分別為頻點(diǎn)1.98GHz、2.3GHz和2.6GHz的H面方向圖，圖6-d、圖6-e、圖6-f分別為頻點(diǎn)1.98GHz、2.3GHz和2.6GHz的E面方向圖。?