高频振子结构以及基站天线的制作方法

[0001]
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种高频振子结构以及基站天线。


背景技术：

[0002]
随着通信技术的蓬勃发展，使得通信频段日益增加。在基站站址有限的情况下，双极化多频段基站天线已然成为市场的主流。目前所使用的双极化多频段基站天线，一般是将高频振子分布于低频振子的两侧。然而，当高频振子与反射板之间的距离为一个巴伦高度(如λh/4)，且高频振子中的单个振子臂长也为一个巴伦高度(如λh/4)时，因高频振子巴伦加上其单个振子臂的总长度为低频振子中心频点波长的四分之一，这个高频振子在低频频率段会形成单极子，在低频频率段产生强辐射，从而对低频振子造成干扰，影响低频振子的增益和方向图。


技术实现要素：

[0003]
本申请实施例提供一种高频振子结构以及基站天线，解决目前高频振子结构产生的强辐射会干扰低频振子的问题。
[0004]
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0005]
第一方面，提供一种低频振子结构，其包括巴伦支撑组件以及基板。巴伦支撑组件包括两个巴伦支撑板，两个巴伦支撑板相组接而呈十字排列，每个巴伦支撑板具有相对的第一表面和第二表面。每个巴伦支撑板的第一表面上具有馈电线路，馈电线路包含传输线以及馈电线。每个巴伦支撑板的第二表面上具有第一开路滤波枝节。每个巴伦支撑板的传输线位于另一个巴伦支撑板的一侧，每个巴伦支撑板的馈电线位于另一个巴伦支撑板的另一侧，每个巴伦支撑板的第一开路滤波枝节和馈电线电连接。基板设置于巴伦支撑组件上，基板具有对称设置的多个振子臂，每个巴伦支撑板的馈电线分别与对应的振子臂电连接。其中传输线和馈电线的一端靠近基板，传输线的最外侧边缘上任一点至另一个巴伦支撑板的水平距离从巴伦支撑板远离基板的一端往巴伦支撑板靠近基板的一端递减。
[0006]
第二方面，提供一种基站天线，其包括反射板和如第一方面所述的高频振子结构，高频振子结构设置于反射板上。
[0007]
在本申请实施例中，通过在巴伦支撑组件的两个巴伦支撑板分别设置第一开路滤波枝节，避免高频振子结构形成能产生强辐射的单极低频振子，从而抑制使用于基站天线的高频振子结构对低频振子的干扰，有效提升基站天线的性能。
附图说明
[0008]
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0009]
图1是本申请第一实施例的高频振子结构的立体图；
[0010]
图2是本申请第一实施例的高频振子结构的分解图；
[0011]
图3是本申请第一实施例的巴伦支撑板的第一表面示意图；
[0012]
图4是本申请第一实施例的巴伦支撑板的第二表面示意图；
[0013]
图5是本申请第一实施例的传输线的示意图；
[0014]
图6是本申请第一实施例的基板的示意图；
[0015]
图7是本申请第一实施例的馈电板的示意图
[0016]
图8是本申请第二实施例的基站天线的示意图；
[0017]
图9是本申请比较例的低频振子结构的方向图；
[0018]
图10是本申请的第二实施例的低频振子结构的方向图；
[0019]
图11是本申请的第二实施例的高频振子结构的方向图；
[0020]
图12是本申请的第二实施例的高频振子结构的回波损耗图。
具体实施方式
[0021]
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0022]
请参阅图1至图4，其是本申请一实施例的高频振子结构的立体图、分解图以及巴伦支撑板的第一表面示意图、第二表面示意图。如图所示，本申请提供一种高频振子结构1，其包括巴伦支撑组件11以及基板12。巴伦支撑组件11包括两个巴伦支撑板111，两个巴伦支撑板111相交组接而呈十字排列，且巴伦支撑板111可以是印刷电路板。每个巴伦支撑板111具有相对的第一表面111a和第二表面111b，每个巴伦支撑板111的第一表面111a上具有馈电线路，且馈电线路包含传输线1111和馈电线1112。每个巴伦支撑板111的第二表面111b上具有第一开路滤波枝节1113。每个巴伦支撑板111的传输线1111是位于另一个巴伦支撑板111的一侧，每个巴伦支撑板111的馈电线1112位于另一个巴伦支撑板111的另一侧。具体地，如图3所示，朝向第一表面111a观看，每个巴伦支撑板111通过另一个巴伦支撑板111划分为左侧和右侧。其中，传输线1111位于第一表面111a的右侧，馈电线1112位于第一表面111a的左侧。如图4所示，第一表面111a的左侧的背面是第二表面111b的右侧，第一开路滤波枝节1113位于第二表面111b的右侧。传输线1111和馈电线1112电连接，第一开路滤波枝节1113通过第一过孔1114与馈电线1112电连接。基板12设置于巴伦支撑组件11上，基板12具有对称设置的多个振子臂121，每个巴伦支撑板111的馈电线1112分别与对应的振子臂121电连接。
[0023]
在本实施例中，传输线1111的一端和馈电线1112的一端靠近基板12，传输线1111的最外侧边缘上任一点至另一个巴伦支撑板111的水平距离从巴伦支撑板111远离基板12的一端往巴伦支撑板111靠近基板12的一端递减。之后将更详细地解释传输线1111的布线细节。通过在巴伦支撑组件11的两个巴伦支撑板111分别设置第一开路滤波枝节1113，避免高频振子结构1形成能产生强辐射的单极低频振子，从而抑制使用于基站天线的高频振子结构1对低频振子的干扰，有效提升基站天线的性能。
[0024]
在一实施例中，每个巴伦支撑板111的第一表面111a上具有第二开路滤波枝节1115，且第二表面111b上具有巴伦线路1116。第二开路滤波枝节1115与巴伦线路1116位于
同一侧。具体地，如图4所示，朝向第二表面111b观看，巴伦支撑板111通过另一个巴伦支撑板111划分为左侧和右侧。巴伦线路1116位于第二表面111b的左侧，第二开路滤波枝节1115位于第一表面111a的右侧，第二表面111b的左侧的背面为第一表面111a的右侧，如此第二开路滤波枝节1115与巴伦线路1116位于同一侧。进一步地，第一表面111a的第二开路滤波枝节1115通过位于巴伦支撑板111上的第二过孔1117与位于第二表面111b的巴伦线路1116电连接。而巴伦线路1116与对应的振子臂121电连接。
[0025]
在一实施例中，如图4所示，第一开路滤波枝节1113包括第一传输段11131以及第一滤波段11132，第一传输段11131的一端通过第一过孔1114与馈电线1112电连接，第一滤波段11132与第一传输段11131的另一端连接。如图3所示，第二开路滤波枝节1115包括第二传输段11151以及第二滤波段11152，第二传输段11151的一端通过第二过孔1117与巴伦线路1116电连接，第二滤波段11152与第二传输段11151的另一端连接。在这里，第一传输段11131以及第二传输段11151是弯折的。第一传输段11131的水平宽度d1从所述巴伦支撑板111靠近所述基板12的一端往所述巴伦支撑板111远离所述基板12的一端递减，且第二传输段11151的水平宽度d2从所述巴伦支撑板111靠近所述基板12的一端往所述巴伦支撑板111远离所述基板12的一端递减。
[0026]
每个巴伦支撑板111的馈电线1112远离基板12中线的边缘上任一点至另一个巴伦支撑板111的距离为水平宽度d3，水平宽度d3从巴伦支撑板111远离基板12的一端往巴伦支撑板111靠近基板12的一端递减。类似地，每个巴伦支撑板111的巴伦线路1116远离基板12中线的边缘上任一点至另一个巴伦支撑板111的距离为水平宽度d4，水平宽度d4从巴伦支撑板111远离基板12的一端往巴伦支撑板111靠近基板12的一端递减。在本实施例中，馈电线1112和巴伦线路1116远离基板12的中心的边缘分别为直线。在其他实施例中，馈电线1112和巴伦线路1116远离基板12的中心的边缘也可以是阶梯状。也就是说，本实施例并不限制馈电线1112和巴伦线路1116远离基板12的中心一侧的线路侧边样式，只要满足馈电线1112和巴伦线路1116的线路宽度从巴伦支撑板111远离基板12的一端往巴伦支撑板111靠近基板12的一端递减，即可达成本实施例的功效。
[0027]
请一并参阅图5，其是本申请第一实施例的传输线的示意图。如图所示，每个巴伦支撑板111的传输线1111包括多个微带线与多个连接线，多个微带线与多个连接线交替连接，每个微带线为弯折的。在本实施例中，多个微带线包括第一微带线11111、第二微带线11112和第三微带线11113，多个连接线包括第一连接线11114、第二连接线11115和第三连接线11116，第一微带线11111、第一连接线11114、第二微带线11112、第二连接线11115、第三微带线11113和第三连接线11116依序连接，第一微带线11111较第三微带线11113远离基板12，第一微带线11111的弯折方向不同于第二微带线11112，第二微带线11112和第三微带线11113的弯折方向相同。第一微带线11111的二条延伸方向相反的走线是向上垂直延伸与向下垂直延伸，且连接于所述二条相反走线之间弯折的走线延伸方向是由向上方向弯折180度至向下方向，使得第一微带线11111的弯折方向或弯折形成的开口方向是向下的。第二微带线11112的二条延伸方向相反的走线是向右水平延伸与向左水平延伸，且连接于所述二条相反走线之间弯折的走线延伸方向是由向右方向弯折180度至向左方向，使得第二微带线11112的弯折方向或弯折形成的开口方向是向左的；第三微带线11113可类比第二微带线11112，第三微带线11113的弯折方向或弯折形成的开口方向也是向左的。在本实施例
中，第二微带线11112的两条延伸方向相反的走线之间的垂直间距小于第三微带线11113的两条延伸方向相反的走线之间的垂直间距，且第二微带线11112的两条延伸方向相反的走线的水平延伸长度d5(或第二微带线11112的水平宽度)大于第三微带线11113的两条延伸方向相反的走线的水平延伸长度d6(或第三微带线11113的水平宽度)，但不限于此。在本实施例中，第一微带线11111的走线的线宽(即走线本身的粗细)大于第二微带线11112与第三微带线11113的走线的线宽，但不限于此。
[0028]
承上所述，第一微带线11111的弯折方向或开口方向不同于第二微带线11112，第二微带线11112和第三微带线11113的弯折方向或开口方向相同。其中第一微带线11111为向下开口的倒u字型结构，第二微带线11112和第三微带线11113为开口向左的倒c字型结构。第一微带线11111与第二微带线11112通过第一连接线11114的l字型结构连接，第二微带线11112与第三微带线11113通过第二连接线11115的一字型结构连接。第三微带线11113与馈电线1112通过第三连接线11116的上下左右颠倒的l字型结构连接。
[0029]
请一并参阅图6，其是本申请第一实施例的基板的示意图。如图所示，在本实施例中，基板12可以是印刷电路板，且基板12具有馈电穿孔122，馈电穿孔122贯穿振子臂121靠近基板12的中心的一端。也就是说，馈电穿孔122邻近整个基板12的中心，但不位于基板12的中心上。馈电穿孔122可以是椭圆形也可以是矩形。复参阅图3，每个巴伦支撑板111具有两个馈电凸部1118。两个馈电凸部1118对应于馈电穿孔122。亦即，两个巴伦支撑板111共有四个馈电凸部1118，因此馈电凸部1118所对应的馈电穿孔122数量也为四个。馈电线1112和巴伦线路1116分别延伸至对应的馈电凸部1118的表面上。通过将馈电凸部1118穿过馈电穿孔122以固定基板12与巴伦支撑组件11，并使馈电线1112和巴伦线路1116能够与对应的振子臂121连接。
[0030]
请一并参阅图7，其是本申请第一实施例的馈电板的示意图。如图所示，在本实施例中，高频振子结构1还包括馈电板13，馈电板13设置于巴伦支撑组件11远离基板12的一端，并且与每一巴伦支撑板111的馈电线1112电连接。更具体地，馈电板13设置有馈电凹槽131以及多个接地部132，馈电凹槽131设置于馈电板13的中心上，并呈现十字型。复阅图3，每个巴伦支撑板111还具有两个馈电卡合部1119。馈电凹槽131与馈电卡合部1119，以固定巴伦支撑板111于馈电板13上。多个接地部132分别与馈电线1112以及巴伦线路1116电连接，以将基板12以及巴伦支撑组件11上的突波或是雷击产生的电流接地。在本实施例中，每个巴伦支撑板111的高度d7为高频振子结构1的工作频段的波长的四分之一。多个振子臂121以基板12的中心作环状排列，每个振子臂121靠近基板12的一端至每个振子臂121远离基板12的一端的长度d8为高频振子结构的工作频段的波长的四分之一。具体来说，高频振子结构1的工作频段为1.425ghz-2.69ghz之间。因此，频段1.425ghz-2.69ghz所对应的波长的四分之一会介于52mm至28mm之间。也就是说，实际使用的情况下，可以参考这个值或是区间来设计巴伦支撑板111的高度d7与振子臂121的长度d8。然而，本申请不限于工作频段仅为1.425ghz-2.69ghz。在其他的实施例下，也可以针对不同的工作频段调整巴伦支撑板111的高度d7与振子臂121的长度d8。除此之外，每个振子臂121可以是菱形、矩形或圆形，亦即在实际使用上可根据需求作调整，只要能符合振子臂121的长度d8为高频振子结构的工作频段的波长的四分之一，就能够达成本实施例的功效。
[0031]
请参阅图8，其是本申请第二实施例的基站天线的立体图。如图所示，基站天线包
括如上述实施例中的高频振子结构1以及反射板2。高频振子结构1设置于反射板2上。更具体地，在实际使用中，是由四个高频振子结构1围绕位于中心的一个低频振子结构3。反射板2将来自高频振子结构1或低频振子结构3所辐射的信号反射，当反射后的信号与未经过反射的信号彼此叠加时，信号能够进一步增强。反射板2的材质可以为印刷电路板，也可以是金属材质，其基于实际使用情况配置。
[0032]
为了进一步说明本申请的基站天线的功效，请一并参阅图9-12，其是比较例的低频振子结构的方向图、本申请的第二实施例的低频振子结构的方向图、本申请的第二实施例的高频振子结构的方向图以及本申请的第二实施例的高频振子结构的回波损耗图。如图9所示，一般的高频振子结构在未设置开路滤波枝节时，会对低频振子结构3造成干扰，使得低频振子结构3的波束发生畸变。低频振子结构3的方向图显示，在104-140度范围内，交叉极化只有-13db，前后比-12db，性能恶化严重。如图10所示，若使用本申请的高频振子结构1，也就是使用具有开路滤波枝节的高频振子结构1时，能够有效减少低频振子结构3的波束发生畸变。低频振子结构3的方向图显示，低频振子结构3的波束收敛在72-82度，交叉极化为-19db，前后比为-24db。也就是说，具有开路滤波枝节的高频振子结构1对低频振子结构3的性能提升非常明显。
[0033]
如图11所示，在1.42ghz-2.69ghz的频段中取1.5ghz，1.7ghz，1.85ghz，2.0ghz，2.4ghz和2.69ghz，对高频振子结构1的进行方向图的测试。结果显示，3db波束宽度为67-78度，前后比小于-30db，主轴交叉极化大于24db，
±
60交叉极化大于11db。也就是说，振子波束宽度收敛，且交叉极化好。这样的高频振子结构1总体性能优良，因此可以用于多个无线应用场合。如图12所示，高频振子结构1在1.42ghz-2.69ghz频段内，回波损耗小于-13db，其具有超宽带特性。
[0034]
综上所述，本申请提供一种高频振子结构以及基站天线，通过在巴伦支撑组件的两个巴伦支撑板分别设置第一开路滤波枝节，避免高频振子结构形成能产生强辐射的单极低频振子，从而抑制使用于基站天线的高频振子结构对低频振子的干扰，有效提升基站天线的性能。
[0035]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0036]
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。