一种双极化宽频振子的制作方法

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种双极化宽频振子。

背景技术：

近年来，移动通讯业务能力的需求越来越高，在常规2g、3g的基础上，作为4g的lte频段投入商用；从运营商的角度来讲，为节省投资及考虑后续如何实现可扩容性、兼容性、多系统、多制式共存已越来越成为一种趋势。如此对基站天线也提出了更高的要求，为满足不同制式的频率，1300～2690mhz频段等超宽频带基站天线被广泛提出并且应用；与此同时，基站天线宽带化也有助于减少移动通信设备，减少天线数量，并减少安装、维护的工程量，从而减少了各运营商的运营成本。要实现基站天线的宽带化，首先要面临的就是作为其核心部件的辐射单元的带宽扩展问题，如何在整个宽带频带内，保持较高增益、波束收敛一致性、良好的前后比特性及高交叉极化比是一个不小的挑战。

目前，也有许多具有宽频带，双极化特性的天线研究，但都存在以下不足：一是天线不能工作在1.3到2.7ghz整个频段，达不到运营商需求，实用性低；二是即便能涵盖1.3到2.7ghz整个频段，但隔离度、半功率波束宽度等数据达不到基站天线的工业生产指标要求。其中，较为常见的设计是用振子片辐射面上设较大的方形孔来减轻振子面的强度，但其往往伴随驻波比参数的升高及隔离度的下降，过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大，影响基站的服务性能，使之达不到基站天线的工业生产指标要求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明公开了一种双极化宽频振子。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种双极化宽频振子，包括：底座、以及从该底座向上延伸的支撑模块；所述支撑模块为四方对称结构，所述支撑模块上安装有交叉设置的第一馈电线、第二馈电线，且于所述支撑模块的顶端对应该第一馈电线、第二馈电线朝外地延伸有若干对称的振子片；该振子片上设有若干组成网状结构的第一振子开孔，一引向片对应所述第一馈电线、第二馈电线设置在若干所述振子片上方。

所述支撑模块包括相互平行设置的第一连接巴伦、第一固定巴伦、第二连接巴伦、以及第二固定巴伦；所述第一连接巴伦、第一固定巴伦、第二连接巴伦、第二固定巴伦呈方形排列，且所述第一连接巴伦、第一固定巴伦、第二连接巴伦、第二固定巴伦间均留有隔离缝隙。

所述振子片的数量为四个，分别与所述第一连接巴伦、第一固定巴伦、第二连接巴伦、第二固定巴伦的顶端固定连接。

所述振子片为方形结构，于其自身垂直于所述支撑模块的对角线两侧朝相邻的振子片方向间隔均匀地排列设置有若干所述第一振子开孔。

所述振子片于其自身垂直于所述支撑模块的对角线方向从里到外依次设有连通的第二振子开孔、第三振子开孔；所述第二振子开孔的孔径大于所述第三振子开孔。

所述第一振子开孔为圆形孔，所述第二振子开孔、第三振子开孔为方形孔。

所述第二振子开孔、第三振子开孔通过一直槽孔连通。

于所述振子片的下端面朝下地固定有金属枝节。

所述底座下端设有用于分别接入垂直极化信号和水平极化信号的第一、第二连接端；贯穿所述第一连接巴伦、底座、第一连接端设有第一接入通道，贯穿所述第二连接巴伦、底座、第二连接端设有第二接入通道；贯穿所述第一固定巴伦、底座设有第一固定通道，贯穿所述第二固定巴伦、底座设有第二固定通道；所述第一馈电线对应所述第一接入通道、第一固定通道插置于所述第一连接巴伦、第一固定巴伦中，所述第二馈电线对应所述第二接入通道、第二固定通道插置于所述第二连接巴伦、第二固定巴伦中。

所述引向片包括介质基板；所述介质基板的中心设有方形通槽，且所述介质基板的横向中心线、竖向中心线、+45°对角线、-45°对角线方向均排列地设有多个增益开孔。

本发明的有益效果为：本发明结构设计合理巧妙，稳定性高，通过在振子片上设置的金属枝节，结合第一、第二、第三振子开孔的设置，使得振子片形成网络状，延长电流流通的路径，展宽了工作带宽使其工作频带达到1300～2700mhz，能工作在1.3到2.7ghz整个频段，达到运营商需求，易于推广；且改善了隔离度及驻波参数，使其符合基站天线的工业生产指标要求；另外，配合引向片的设置，进一步提高了天线增益，改善了本发明的驻波参数。

下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例中一种双极化宽频振子的立体图a；

图2是本发明实施例中一种双极化宽频振子的立体图b；

图3是本发明实施例中第一馈电线、第二馈电线的结构示意图；

图4是本发明实施例中振子片的俯视图；

图5是本发明实施例中引向片的俯视图；

图6是本发明实施例中一种双极化宽频振子的检测驻波图；

图7是本发明实施例中一种双极化宽频振子的检测隔离度图。

具体实施方式

实施例，参见图1至图7本实施例提供的一种双极化宽频振子，包括：底座1、以及从该底座1向上延伸的支撑模块2；所述支撑模块2为四方对称结构，所述支撑模块2上安装有交叉设置的第一馈电线3、第二馈电线4，且于所述支撑模块2的顶端对应该第一馈电线3、第二馈电线4朝外地延伸有若干对称的振子片5；该振子片5上设有若干组成网状结构的第一振子开孔51，一引向片6对应所述第一馈电线3、第二馈电线4设置在若干所述振子片5上方。

具体地，基于耦合馈电的原理，本发明采用第一馈电线3、第二馈电线4交叉设置，减少焊接需求，有效的提高组装效率，缩短生产周期，减低人工成本，并为机械化全自动装配提供了条件。

另外，若干组成网状结构的第一振子开孔51，形成了网状导带，延长了电流路径并展宽工作带宽，其工作频带为1300～2700mhz，能工作在1.3到2.7ghz整个频段，达到运营商需求，易于推广，实用性高。

同样的，第一馈电线3、第二馈电线4交叉设置，还使本发明的结构更为紧凑，有效的缩小产品尺寸，使得天线整体布局更为方便，便于实现天线的大规模阵列设计。

所述支撑模块2包括相互平行设置的第一连接巴伦21、第一固定巴伦22、第二连接巴伦23、以及第二固定巴伦24；所述第一连接巴伦21、第一固定巴伦22、第二连接巴伦23、第二固定巴伦24呈方形排列，且所述第一连接巴伦21、第一固定巴伦22、第二连接巴伦23、第二固定巴伦24间均留有隔离缝隙25。

具体地，第一连接巴伦21、第一固定巴伦22、第二连接巴伦23、第二固定巴伦24呈方形排列，实质参照了多频段多端口共轴、肩并肩并列的天线技术；此技术能在延伸增加带宽与发射功率的条件下，成倍地提高无线通信的质量及数据速率，尤其是室外稳定、丰富的多径无线环境非常有利于使用mimo多天线技术。而隔离缝隙25的设置，是为了提高本产品的隔离度。另外，第一连接巴伦21、第一固定巴伦22、第二连接巴伦23、第二固定巴伦24构成±45°双极化，交叉极化比高，极化效果好。此处隔离缝隙25宽度为2mm。

所述振子片5的数量为四个，分别与所述第一连接巴伦21、第一固定巴伦22、第二连接巴伦23、第二固定巴伦24的顶端固定连接。

具体地，分别与第一连接巴伦21、第一固定巴伦22连接的两振子片5应用于垂直极化的辐射信号；分别与第二连接巴伦23、第二固定巴伦24连接的两振子片5应用于水平极化的辐射信号。且任意振子片5之间相互对称。

所述振子片5为方形结构，于其自身垂直于所述支撑模块2的对角线两侧朝相邻的振子片5方向间隔均匀地排列设置有若干所述第一振子开孔51。

具体地，本发明的设计思路是以在振子片5上开设多尺寸的方形孔或圆形孔为基础，根据不同的尺寸、开孔位置关系的变更，通过实验获得能在1.3到2.7ghz整个频段工作，并具有良好天线性能的设计方案。

而在本实施例中，于振子片5自身垂直于支撑模块2的对角线两侧朝相邻的振子片5方向间隔均匀地排列设置有若干所述第一振子开孔51，此第一振子开孔51的设置方式，形成了网状导带，在实现工作频带为1300～2700mhz的前提下，还保留着合格的pim、波束收敛性和良好的增益、前后比、交叉极化比特性。

所述振子片5于其自身垂直于所述支撑模块2的对角线方向从里到外依次设有连通的第二振子开孔52、第三振子开孔53；所述第二振子开孔52的孔径大于所述第三振子开孔53。

所述第一振子开孔51为圆形孔，所述第二振子开孔52、第三振子开孔53为方形孔。

具体地，第一振子开孔51的孔径相同，而第二振子开孔52的孔径大于所述第三振子开孔53，比例为4：1。结合上述第一振子开孔51的设置方式，进一步改善天线参数。

所述第二振子开孔52、第三振子开孔53通过一直槽孔54连通。避免第二振子开孔52、第三振子开孔53直接从长边连通，构成截面积更大的方形孔，即便能减轻振子片5的强度，却又引起pim、波束瓣宽和增益、前后比、交叉极化相关数据的减弱的情况；

具体地，该直槽孔54位于上述振子片5自身垂直于支撑模块2的对角线上，结合第二振子开孔52、第三振子开孔53及第一振子开孔51，实现了振子片5开孔的形状、尺寸多样性，使本产品具有良好的波束收敛性和较高的增益、前后比、交叉极化比特性以满足基站天线相应的指标要求，例如驻波、隔离度等。

进一步，在振子片5的外缘角部分设有用于降低本产品之间相关性的切角。切角为线型切角、弧形切角或锯齿形切角。

于所述振子片5的下端面朝下地固定有金属枝节55。

具体地，通过振子片5上设置的金属枝节55，使得振子片5形成网络状，同时兼顾水平与竖直方向的极化信号；而网络状的振子片5，可以延长电流流通的路径，而且展宽了工作带宽；其工作频带为：1300～2700mhz，且进一步改善了本产品的隔离度、驻波参数，达到了最优效果，参见图6、图7，其分别为本产品的隔离度、驻波比实验数据，驻波比波动范围较小，且最大不超过1.5568，远小于1.700；而隔离度则在-20dp～-50dp范围波动，能够满足基站天线相应的指标要求。

进一步地，所述金属枝节55为圆柱状，所述金属枝节55的末端与所述振子片5的下端面固定连接。

所述底座1下端设有用于分别接入垂直极化信号和水平极化信号的第一、第二连接端；贯穿所述第一连接巴伦21、底座1、第一连接端7设有第一接入通道11，贯穿所述第二连接巴伦23、底座1、第二连接端8设有第二接入通道12；贯穿所述第一固定巴伦22、底座1设有第一固定通道13，贯穿所述第二固定巴伦24、底座1设有第二固定通道14；所述第一馈电线3对应所述第一接入通道11、第一固定通道13插置于所述第一连接巴伦21、第一固定巴伦22中，所述第二馈电线4对应所述第二接入通道12、第二固定通道14插置于所述第二连接巴伦23、第二固定巴伦24中。

具体地，振子片5上对应上述第一接入通道11、第二接入通道12设有馈电线通孔56；所述第一接入通道11、第二接入通道12、第一固定通道13、第二固定通道14中从上往下固定有若干绝缘定位块，所述第一馈电线3通过上所述绝缘定位块对应所述第一接入通道11、第一固定通道13插置于所述第一连接巴伦21、第一固定巴伦22中，所述第二馈电线4通过上所述绝缘定位块对应所述第二接入通道12、第二固定通道14插置于所述第二连接巴伦23、第二固定巴伦24中。

所述第一馈电线3上与所述第二馈电线4的交叉处设有第一避让槽31，所述第二馈电线4上于所述第一馈电线3的交叉处设有第二避让槽41。第一、第二馈电线4的设计采用壁厚为1mm的铝材，此处第一避让槽31、第二避让槽41的设置，提高了结构的稳定性。

所述引向片6包括介质基板61；所述介质基板61的中心设有方形通槽62，且所述介质基板61的横向中心线、竖向中心线、+45°对角线、-45°对角线方向均排列地设有多个增益开孔63。

具体地，多个增益开孔63沿所述介质基板61的横向中心线、竖向中心线、+45°对角线、-45°对角线方向设置，对极化方向为±45°的电磁波具有很强的汇聚效果，拓展了引向片6的作用带宽，增强了带内波束的一致性从而显著改善了辐射方向图的一致性，提升了天线增益，从而在一定程度上改善了驻波参数。

在使用时，先将第一馈电线3通过上所述绝缘定位块对应第一接入通道11、第一固定通道13插置于所述第一连接巴伦21、第一固定巴伦22中，再将第二馈电线4通过上所述绝缘定位块对应所述第二接入通道12、第二固定通道14插置于所述第二连接巴伦23、第二固定巴伦24中，使第一馈电线3的第一避让槽31与第二馈电线4的第二避让槽41相互扣合。最后，将引向片6通过一支架对应第一馈电线3、第二馈电线4固定在振子片5上方。完成对本双极化宽频振子的装配。

本发明结构设计合理巧妙，稳定性高，通过在振子片5上设置的金属枝节55，结合第一、第二、第三振子开孔53的设置，使得振子片5形成网络状，延长电流流通的路径，展宽了工作带宽使其工作频带达到1300～2700mhz，能工作在1.3到2.7ghz整个频段，达到运营商需求，易于推广；且改善了隔离度及驻波参数，使其符合基站天线的工业生产指标要求；另外，配合引向片6的设置，进一步提高了天线增益，改善了本发明的驻波参数。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术手段和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。