微带贴片辐射单元及定向双极化基站天线的制作方法

本发明涉及基站天线领域，尤其涉及一种微带贴片辐射单元及定向双极化基站天线。

背景技术：

1、随着移动通信的飞速发展，伴随着移动通信数据的日益急速增长，导致基站站址资源紧张匮乏的背景下，天线的小型化显得尤为重要，进而宽频带、小型化、低剖面双极化基站天线得到了广泛的应用。

2、在移动通信定向基站天线中，使用的是低成本、具有理想导体特性的金属反射板。根据天线基本理论，最常用的对称偶极子天线，为了让天线的辐射波和反射波同相叠加，实现良好的定向辐射特性，天线的剖面高度要求在0.25倍的波长。这就使得对称偶极子天线剖面高度压缩空间有限，若强行降低其剖面高度，性能恶化严重，因此天线剖面高度很难压缩。另一种常见基站天线形式，微带贴片天线具有平面结构、稳定、易通过印制电路板技术加工、造价低、低剖面，容易与有源电路一起集成、可以设计多频、双极化天线等诸多优点。所以近年来微带贴片天线受到国内外学者的广泛研究和关注。但是贴片天线也有很多缺点，主要是带宽窄，还有损耗大、功率容量小。常规设计相对带宽基本都在5％以下，很难满足日益增长的无线通信系统的需要。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是设计一种宽频带、小型化、低剖面的微带贴片辐射单元及由其组成的定向双极化基站天线，解决现有的技术问题。

2、本申请中，λ为工作频带中心频点在自由空间中的波长。

3、为解决上述技术问题，本发明提供一种微带贴片辐射单元，包括辐射体和差分馈电网络；所述辐射体包括主辐射体和寄生辐射体，主辐射体和寄生辐射体分别产生第一和第二谐振点，达到展宽带宽的目的，所述主辐射体包括辐射面和四个馈电柱，所述辐射面上设有导流槽，导流槽用于改善电流路径优化指标，所述寄生辐射体放置在天线罩的上侧内表面，且位于主辐射体的辐射面上方，用于产生第二谐振点，起到增加天线带宽和定向辐射特性的作；所述差分馈电网络包括两组一进二出馈电网络，每组一进二出馈电网络的两个出口设置幅度相等相位相反的电气输出，组成一个极化；四个馈电点与所述主辐射体的四个馈电柱电连接，对主辐射体进行差分馈电，组成相互正交的±45°双极化。

4、进一步的，所述主辐射体采用钣金一体冲压而成，高度为0.072λ～0.088λ，用于产生第一谐振点。主辐射体的高度为主辐射的辐射面到馈电柱底部的距离。

5、进一步的，所述导流槽为十字型导流槽或t型导流槽或l型导流槽。

6、进一步的，所述主辐射体的辐射面上设有第一调谐槽，所述第一调谐槽的形状为矩形或三角形或半圆形。

7、进一步的，所述寄生辐射体距离主辐射体的辐射面的高度为0.027λ～0.033λ，所述寄生辐射体采用金属钣金或者pcb加工制作，用于产生第二谐振点，起到增加天线带宽和定向辐射特性的作用。

8、进一步的，所述寄生辐射体的形状为矩形或圆形或环形。

9、进一步的，所述寄生辐射体上设有第二调谐槽，所述第二调谐槽的形状为矩形或三角形或半圆形。

10、进一步的，所述主辐射体的四个馈电柱通过表贴技术焊接于二进四出的差分馈电网络的四个馈电点上。

11、本发明还提供一种定向双极化基站天线，包括反射板和多个pcb功分网络，所述pcb功分网络上通过表贴方式焊接安装有多个如前述的微带贴片辐射单元，所述pcb功分网络固定在反射板上。

12、进一步的，多个所述pcb功分网络之间设置有隔离片。

13、本发明的微带贴片辐射单元由主辐射体和寄生辐射体两部分组成，会分别产生第一谐振点和第二谐振点，并都设有调谐槽，达到展宽带宽的目的；主辐射体采用钣金一体冲压成型，利用二进四出差分馈电网络馈电，结构简单、性能优；寄生辐射体放置于天线罩的上侧内表面,最大程度的降低天线剖面高度。本发明的微带贴片辐射单元及定向双极化基站天线在保证宽频带的基础上，大大降低了天线的厚度，实现了宽频双极化基站天线的低剖面化，在天线剖面高度仅为0.13λ的空间内，实现了25％的相对带宽。

技术特征：

1.一种微带贴片辐射单元，其特征在于：包括辐射体(1)和差分馈电网络(2)；所述辐射体(1)包括主辐射体(11)和寄生辐射体(12)，所述主辐射体(11)包括辐射面(111)和四个馈电柱(112)，所述辐射面(111)上设有导流槽(3)，所述寄生辐射体(12)放置在天线罩的上侧内表面，且位于主辐射体(11)的辐射面(111)上方；所述差分馈电网络(2)包括两组一进二出馈电网络，每组一进二出馈电网络的两个出口设置幅度相等相位相反的电气输出，组成一个极化；四个馈电点与所述主辐射体(11)的四个馈电柱电连接，对主辐射体(11)进行差分馈电，组成相互正交的±45°双极化。

2.根据权利要求1所述的微带贴片辐射单元，其特征在于：所述主辐射体(11)采用钣金一体冲压而成，高度为0.072λ～0.088λ。

3.根据权利要求1所述的微带贴片辐射单元，其特征在于：所述导流槽(3)为十字型导流槽或t型导流槽或l型导流槽。

4.根据权利要求1所述的微带贴片辐射单元，其特征在于：所述主辐射体(11)的辐射面(111)上设有第一调谐槽(41)，所述第一调谐槽(41)的形状为矩形或三角形或半圆形。

5.根据权利要求1所述的微带贴片辐射单元，其特征在于：所述寄生辐射体(12)距离主辐射体(11)的辐射面(111)的高度为0.027λ～0.033λ。

6.根据权利要求1所述的微带贴片辐射单元，其特征在于：所述寄生辐射体(12)的形状为矩形或圆形或环形。

7.根据权利要求1所述的微带贴片辐射单元，其特征在于：所述寄生辐射体(12)上设有第二调谐槽(42)，所述第二调谐槽(42)的形状为矩形或三角形或半圆形。

8.根据权利要求1所述的微带贴片辐射单元，其特征在于：所述主辐射体(11)的四个馈电柱(112)通过表贴技术焊接于二进四出的差分馈电网络(2)的四个馈电点上。

9.一种定向双极化基站天线，其特征在于：包括反射板(5)和多个pcb功分网络(6)，所述pcb功分网络(6)上通过表贴方式焊接安装有多个如权利要求1-8中任一项所述的微带贴片辐射单元，所述pcb功分网络(6)固定在反射板(5)上。

10.根据权利要求9所述的微带贴片辐射单元，其特征在于：多个所述pcb功分网络(6)之间设置有隔离片(7)。

技术总结
本发明涉及微带贴片辐射单元，包括辐射体和差分馈电网络；辐射体包括主辐射体和寄生辐射体，主辐射体包括辐射面和四个馈电柱，辐射面上设有导流槽，寄生辐射体放置在天线罩的上侧内表面，且位于主辐射体的辐射面上方；差分馈电网络包括两组一进二出馈电网络，每组一进二出馈电网络的两个出口设置幅度相等相位相反的电气输出，组成一个极化；四个馈电点与主辐射体的四个馈电柱电连接，对主辐射体进行差分馈电，组成相互正交的±45°双极化。本发明的微带贴片辐射单元及定向双极化基站天线在保证宽频带的基础上，大大降低了天线的厚度，实现了宽频双极化基站天线的低剖面化，在天线剖面高度仅为0.13λ的空间内，实现了25％的相对带宽。

技术研发人员：姚涛,庾波,侯小强
受保护的技术使用者：苏州艾福电子通讯股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13