[發明專利]一種雙極化輻射單元及天線

無效

• 申請號: 201310638477.8
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103618149A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 王富全;萬樂樂;張權;駱勝軍;楊立新
• 申請（專利權）人: 江蘇捷士通射頻系統有限公司;江蘇捷士通科技股份有限公司;捷士通科技（南京）有限公司
• 主分類號: H01Q21/24
• 分類號: H01Q21/24;H01Q1/12;H01Q1/36
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 繆友菊

技術領域

本發明涉及移動通信領域，具體涉及一種雙極化輻射單元及天線。

背景技術

在蜂窩移動通信系統中，天線是通信設備電路信號與空間輻射電磁波的轉換器，是空間無線通信的橋頭堡，因此基站天線是移動通信系統的重要組成部分，其特性直接影響整個無線網絡的整體性能。隨著站址資源的稀缺，使得基站天線要適用于各種環境場所；由于人們對視覺和電磁污染的重視程度越來越高，使得目前基站天線的寬帶高效化和小型化成為比不可少的手段。

中國專利號為201110064693.7的一種寬帶雙極化定向輻射單元，其輻射原理基于常規的半波陣子，中國專利號為201220546859.9的一種低剖面輻射單元及小型化雙極化天線，以上兩者所述的輻射單元基于半波偶極子，半波偶極子的輻射指標如增益，交叉極化鑒別率，扇區功率比指標普遍不佳。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于解決現有技術中存在的不足，提供一種寬帶高效雙極化輻射單元和小型化天線，輻射體一體化壓鑄制成，安裝方便，同時基于輻射單元形成的天線具有良好的輻射特性，并且天線的體積小。

技術方案：本發明的一種雙極化輻射單元，包括兩對相互正交放置的輻射體、安裝于輻射體下方的底座和安裝于底座下方的金屬反射板，所述輻射體由中心向外圈依次設有至少3個偶極子，每個偶極子均包含有相對應的兩個半偶極子，最外側的半偶極子與相鄰的極化半偶極子形成閉合電磁回路；所述底座包括兩對相互正交且底部相連的金屬腔體，金屬腔體的頂部支撐于輻射體，金屬腔體的底部連接于金屬反射板，一組相鄰的金屬腔體中均穿入有激勵片，激勵片的一端通過介質圈固定于輻射體，激勵片的另一端連接于底座上的饋電電纜并形成巴倫電路。

其中，本發明中的多個偶極子能夠產生多個相鄰的諧振頻段，進而有效的拓展輻射單元帶寬。

進一步的，所述輻射體由中心向外圈依次設有三個偶極子，分別是第一偶極子、第二偶極子和第三偶極子，所述第一偶極子包括兩個第一半偶極子，第二偶極子包括兩個第二半偶極子，第三偶極子包括兩個第三半偶極子，同一輻射體的半偶極子電流方向分別呈水平方向和垂直方向，并通過第三半偶極子與另外一個輻射體的相鄰極化的第三半偶極子相連形成四個閉合電磁回路，并且連接處的電勢為零，有效的提升輻射單元極化純度、隔離度和輻射效率。

進一步的，所述輻射體由內而外形成多層正多邊形圍城式結構。

進一步的，所述輻射體底部設有8個延伸至底座的加載段，所述加載段分別與底座和輻射體之間一體化壓鑄成型；每相鄰兩個輻射體外圍之間設有由絕緣材料制成的介質卡件，通過增加介質卡件使所有輻射體形成一個整體，以提升輻射單元的機械抗震性。

進一步的，所述輻射體之間預留有等寬間隙，該間隙小于四個金屬腔體之間的間隙，且金屬腔體與輻射體等高，各金屬腔體與各輻射體整體形成“凸“字形狀。

進一步的，所述激勵片與金屬腔體和電纜內導體的連接方式均為焊接，所述底座與電纜外導體的連接方式為焊接，結構牢固不易損壞，所述金屬腔體中設有介質圈，激勵片穿過介質圈固定于金屬腔體中。

進一步的，所述金屬反射板的寬度為0.65～0.75個中心頻率波長，所述輻射體與金屬反射板之間的距離為0.2～0.3個中心頻率波長，所述輻射單元的輻射口徑為0.55～0.65個中心頻率波長。

為了有效的減少輻射體與金屬反射板之間的接觸面積，所述底座與金屬反射板之間安裝有絕緣材料制成的底座墊片，進而能夠提升互調指標，并且底座墊片上預留有便于金屬腔體通過的孔。

本發明還公開了一種天線，包括金屬反射板和至少一個雙極化輻射單元，所述輻射單元以規則的排列方式安裝于金屬反射板上，且輻射體的上表面與金屬反射板之間的距離為0.2～0.3個中心頻率波長，所述金屬反射板的寬度為0.65～0.75個中心頻率波長。

有益效果：本發明與現有技術相比具有以下優點：

(1)本發明設有多個偶極子，從而產生多個相鄰的諧振頻段，有效展寬天線輻射單元帶寬。

(2)本發明中的加載段很大程度上提升輻射單元的阻抗帶寬，并且加強底座與輻射體的剛性連接，提升輻射單元的機械抗震性和生產的一致性。

(3)本發明中相鄰兩個第三半偶極子相連且連接處電勢為零，有效提升輻射單元極化純度、隔離度和射效率，使其能在小尺寸的金屬反射板上得到高指標，最后能夠實現天線的小型化。