[發明專利]超寬帶雙極化輻射單元及陣列天線

有效

• 申請號: 201310066424.3
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103151603A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 駱勝軍;高潔;林勇;袁富剛
• 申請（專利權）人: 摩比天線技術（深圳）有限公司;摩比通訊技術（吉安）有限公司;摩比科技（西安）有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q21/24;H01Q1/12;H01Q19/17;H01Q21/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明涉及雙極化輻射單元的技術領域，尤其涉及超寬帶雙極化輻射單元以及包括該輻射單元的陣列天線。

背景技術

隨著移動通信技術的迅猛發展，多系統及多制式共存，對基站陣列天線的要求也越來越高，天線集成化、寬帶化成為發展的趨勢。在雙極化定向基站陣列天線的常用頻段內，DCS網絡的工作頻率為1710MHz～1800MHz；PCS的工作頻率為1850MHz～1990MHz；UMTS的工作頻率為1920MHz～2170MHz；而隨著LTE和TD-LTE的發展，現實中需要有工作頻率能完全覆蓋1710MHz～2700MHz的超寬頻天線（相對帶寬44.9%），其能夠包含以上所有的網絡制式，滿足基站天線寬帶化及通用性的要求。

基站天線的使用不僅僅需要滿足寬帶化的要求，其輻射性能也同樣重要。傳統的20%帶寬左右的基站天線，其水平半功率波束寬度基本在60°～70°之間，而超寬頻天線由于其超寬的帶寬特性，其頻率過寬則會帶來性能離散的問題，因此，必須采用一定的技術手段加以克服，尤其是水平半功率波束寬度必須控制在65±5°范圍內。

目前，常用的雙極化天線的輻射單元采用微帶貼片單元、一對正交的半波振子和二對正交半波陣子等各種結構來實現。要實現寬帶化，縫隙微帶多層貼片天線可以做到，但其裝配較為復雜，且對工具及工裝要求極高，由于其結構復雜，振子性能的一致性難以保證，且在整個工作頻帶內，方向圖離散特性較為明顯；二對半波陣子結構實現的雙極化輻射單元，其能帶來收斂的方向圖特性，但由于其結構的特殊性，難以實現超寬帶特性；而采用一對正交的半波振子實現雙極化輻射單元能很好的解決超寬帶的帶寬問題，但是難以解決方向圖離散特性較為明顯的問題，其需要通過輻射單元加載和反射板的特殊處理及一些寄生邊界才能實現方向圖收斂，結構復雜。

中國專利號為201110064485.7的專利揭露的雙極化寬頻輻射單元及陣列天線就是這樣一種超寬帶天線。但其存在以下不足：（1）振子饋電結構較為復雜，Γ型狀的饋電片配合卡盤和塑料固定卡固定在輻射體和平衡-不平衡饋電連接器的相對位置，結構及裝配都較為復雜，為保證振子性能一致性需付出更多的額外努力；（2）方向圖的收斂效果不夠明顯，水平半功率波速寬度超出65±5°范圍。

而本發明加載型超寬帶雙極化輻射單元不但滿足天線超寬帶的要求，配合其他一些技術手段更能很好的解決全頻帶內輻射性能離散的問題。本發明加載型超寬帶雙極化輻射單元及天線除解決以上所述輻射單元及天線的超寬帶性能和輻射性能離散的問題外還具有交叉極化好，饋電結構簡單，單元一體化壓鑄成型，性能一致性好，可靠性高，易于模塊化裝配等特點。

發明內容

本發明的目的在于提供超寬帶雙極化輻射單元，旨在解決現有技術中的雙極化輻射單元難以實現超帶寬、方向圖離散特性較為明顯以及結構復雜的問題。

本發明是這樣實現的，超寬帶雙極化輻射單元，包括呈+45°極化方向布置的第一偶極子、呈-45°極化方向布置的第二偶極子及平衡-不平衡連接器，所述第一偶極子包括兩相對布置的第一半偶極子，所述第二偶極子包括兩相對布置的第二半偶極子，所述第一半偶極子包括第一輻射板，所述第二半偶極子包括第二輻射板，所述平衡-不平衡連接器分別連接于兩所述第一輻射板及兩所述第二輻射板下端，所述第一輻射板呈兩端收縮、中間兩側向外延伸形狀，且中間呈鏤空狀，所述第二輻射板呈兩端收縮、中間兩側向外延伸形狀，且中間呈鏤空狀，兩所述第一輻射板及兩所述第二輻射板上端共同絕緣連接于加載片。

本發明還提供了陣列天線，包括反射板以及多個上述的輻射單元，多個所述輻射單元相間設于所述反射板上。

與現有技術相比，本發明提供的輻射單元，其第一輻射體及第二輻射體兩端收縮，中間兩側向外延伸，且中間呈鏤空，另外，第一輻射板及第二輻射板上端設有加載片，可以改變第一偶極子及第二偶極子的表面電流分布，這樣可大大提高輻射單元的阻抗帶寬，使得輻射單元的工作頻率覆蓋1710MHz～2700MHz范圍，且加載片的使用可以蓋上輻射單元輻射方向圖的收斂性，另外，該輻射單元的結構也較為簡單。

使用本發明的輻射單元的陣列天線，其滿足超寬帶的前提下，其方向圖的收斂性也較好。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的超寬帶雙極化輻射單元的爆炸立體示意圖；

圖2是本發明實施例提供的超寬帶雙極化輻射單元的部分立體示意圖一；

圖3是本發明實施例提供的超寬帶雙極化輻射單元的部分立體示意圖二；

圖4是本發明實施例提供的陣列天線的立體示意圖；