CN2838058Y - 探针式双频双极化基站天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种探针式双频双极化基站天线，包括天线罩6、底板8、接头7，其特征是由高频部分2和低频部分1构成，低频部分1含有低频贴片21、低频探针4及低频馈电网络，高频部分2含有高频贴片、高频探针3及高频馈电网络，低频探针4接在低频贴片21上，高频探针3接在高频贴片上；高频与低频馈电网络都是用双极化2路主馈线分别给辐射单元馈电；高频部分与低频部分叠加和相间交叉排列。本实用新型频带宽，能实现收发功能，通信质量高，可节省基站数量，降低使用成本，能实现双频双极化半功率角为65°的低频2高频4，低频4高频8，低频8高频12单元等不同增益的阵列板式天线。

Description

探针式双频双极化基站天线

技术领域  本实用新型涉及一种通信基站天线，特别是一种探针式双频双极化移动通信基站天线。

背景技术  随着中国移动和中国联通的激烈竞争，GSM系统容量一扩再扩，基站数量也直线增加，小区覆盖面积越来越小。由于用户量增加，频率的再使用提高的速度已经赶不上用户增加的速度，因而相互干扰增加，话音等业务质量下降。目前所使用的微带天线虽然具有体积小、重量轻，易于安装等优点，但由于其频带很窄，不能适应目前通信发展的需要。

发明内容  本实用新型的目的是提供一种新型移动通信基站天线一探针式双频双极化基站天线，该基站天线可实现双频双极化，通信质量高，频带宽。

为实现本实用新型的上述目的所采用的技术方案是：本实用新型包括天线罩、底板、接头，其结构特点是由高频部分和低频部分构成，低频部分含有低频贴片、低频探针及低频馈电网络，高频部分含有高频贴片、高频探针及高频馈电网络，低频探针接在低频贴片上，高频探针接在高频贴片上；高频与低频馈电网络都是用双极化2路主馈线分别给辐射单元馈电；高频部分与低频部分叠加和相间交叉排列。

本实用新型优选的方案为所述的高频贴片含有高频上层贴片及高频下层贴片。

本实用新型一种实施例低频二单元高频四单元的馈电网络为：高频馈电网络含有双极化2条主馈线、2个一分四功分器、8条分馈线，双极化2条主馈线及8条分馈线与2个一分四功分器相接，射频信号通过双极化2条主馈线到达2个一分四功分器，将信号等幅同相给辐射单元馈电；所述的低频馈电网络含有双极化2条主馈线、2个一分二功分器及4条分馈线，双极化2条主馈线及4条分馈线与2个一分二功分器相接，射频信号通过双极化2条主馈线到达一分二功分器，将信号等幅同相给辐射单元馈电，高频部分与低频部分叠加和相间交叉排列。

在低频贴片与底板之间，设有同轴转换器，该转换器含有内导体、外导体及介质，转换器的外层为外导体，外导体内充填介质，内导体位于介质中间。

本实用新型既具备微带天线的体积小、重量轻、易于安装的优点，同时由于本实用新型含有高频部分与低频部分，可同时实现两个频段，实现双频双极化。采用低频贴片和高频贴片相结合的结构，各单元间正交耦合分量抵消，隔离效果好，本实用新型驻波比1.4以下的带宽为25％，频率范围为824-960/1710-2170MHz，其频带宽，能实现收发功能，通信质量高，可节省基站数量，降低使用成本。本实用新型实现了双频双极化半功率角为65°的低频2高频4，低频4高频8，低频8高频12单元等不同增益的阵列板式天线，同时也实现了2G向3G的顺利过渡。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例低频2单元高频4单元基站天线的仰视图

图2为本实用新型一种实施例低频2单元高频4单元基站天线的主视图

图3为本实用新型一种实施例低频2单元高频4单元基站天线的俯视图

图4为图2中I部分的放大图

图5为图2中II部分的放大图

图6为图2中III部分(同轴转换器)的结构示意图

图7为本实用新型一种实施例低频4单元高频8单元基站天线的仰视图

图8为本实用新型一种实施例低频4单元高频8单元基站天线的俯视图

图9为本实用新型一种实施例低频8单元高频12单元基站天线的俯视图

图10为本实用新型一种实施例低频8单元高频12单元基站天线的仰视图

图11为本实用新型一种实施例的俯视图

图12为高频贴片采用单贴片时辐射单元的结构示意图

具体实施方式

由图1至图5及图12可以看出，本实用新型包括天线罩6、底板8、接头7，高频部分2和低频部分1，低频部分1含有低频贴片21、低频探针4及低频馈电网络(未标记)，高频部分2含有高频贴片(当高频贴片为双层时，为高频上层贴片15、高频下层贴片18；当高频贴片为单片时，为高频单贴片28)、高频探针3及高频馈电网络(未标记)，低频探针4接在低频贴片21上，高频探针3接在高频上层贴片15及高频下层贴片18上(当高频贴片为双层时)，或者高频探针3接在高频单贴片28上(当高频贴片为单片时)；高频馈电网络含有双极化2条主馈线10、2个一分四功分器14及8条分馈线12，双极化2条主馈线10及8条分馈线12与2个一分四功分器14相接，射频信号通过双极化2条主馈线10到达2个一分四功分器14，将信号等幅同相给辐射单元馈电；低频馈电网络含有双极化2条主馈线9，2个一分二功分器13及4条分馈线11，双极化2条主馈线9及4条分馈线11与2个一分二功分器13相接，射频信号通过双极化2条主馈线9到达一分二功分器13，将信号等幅同相给辐射单元馈电；高频部分2与低频部分1叠加、相间交叉排列。

图3中，二个低频探针4同相输入，因为空间位置的对称性，在两探针上产生的耦合分量相等，经过天线背面线路的180°反相抵消。同理，二个高频探针3也同相输入，空间位置的对称性，在两探针上产生的耦合分量相等，经过天线背面线路的180°反相抵消。由于高频探针3′(探针3′与探针3相同，为便于叙述而采用了3′)在空间位置上与高频探针3不同，在空间某点矢量叠加后，图2中的I部分的高频电磁波相位要滞后II部分，为解决I部分和II部分的高频波程差问题，可加长与3′两个探针连接的电缆长度，使电流滞后，以补偿电磁波在空间的超前问题。图1中，双极化2条主馈线10、2个一分四功分器14及8条分馈线12完成高频馈电网络；双极化2条主馈线9、2个一分二功分器13及4条分馈线11完成低频馈电网络。

射频信号经7/16接头7进入天线馈电网络，在高频馈电网络内通过双极化主馈线10到达一分四功分器14，一分四功分器14将信号等幅同相的给辐射单元馈电，最后至高频探针3、3′，高频探针3、3′被激励出高频电磁波，电磁波在高频下层贴片18上产生表面电流，再耦合到高频上层贴片15上，然后透过天线罩6辐射到自由空间，形成天线方向图。双极化信号同时辐射出去，金属底板8和低频贴片21是高频电磁波的反射机构，它将高频探针3及高频上层贴片15、高频下层贴片18辐射到它上的电磁波反射到前向空间，使天线形成定向辐射。金属底板8也是低频电磁波的反射机构，它将低频探针4及高频上层贴片15、高频下层贴片18辐射到它上的电磁波反射到前向空间，使天线形成定向辐射。本实用新型半功率波束宽度为65°，前后比为25dB。

在图4、图5中，高频上层贴片支撑柱16支撑高频上层贴片15，高频下层贴片支撑柱19支撑高频下层贴片18，禁锢螺钉17用于锁紧高频上层贴片15、高频下层贴片18及低频贴片21，同时，低频贴片支撑柱22和同轴转换器20起到支撑低频贴片21的作用，低频探针4接在低频贴片21上，高频探针3接在高频上层贴片15及高频下层贴片18上，底座23用于固定低频探针4。

同轴转换器20位于在低频贴片21与底板8之间，它含有内导体26、外导体24及介质25，转换器20的外层为外导体24，介质25充填在外导体24内，内导体26位于介质25中间，如图6所示。

根据需要，也可使用单贴片的单元天线组成阵列，如图12所示，高频部分只采用高频单贴片28，贴片支柱29用于支撑高频单贴片28，高频探针3接在高频单贴片28上，但这要损失一定的频率带宽，其效果远不如高频双贴片，因其原理与上述高频双贴片相同，不再重述。

整个天线用天线罩6与端盖5罩起来，形成封闭系统，保护内部的天线辐射元和馈电网络及全部金属或塑料结构件，天线罩使用高质量的PVC塑料经模具的成型加工制成。

本实用新型高频部分的上、下贴片采用不同尺寸，可以进一步展宽天线的频率宽度。

低频4单元高频8单元双频双极化基站天线也是由高频部分2和低频部分1构成，低频部分1含有低频贴片、低频探针4及低频馈电网络，高频部分2含有高频贴片、高频探针3及高频馈电网络，低频探针4接在低频贴片上，高频探针3接在高频贴片上；高频馈电网络用双极化2路主馈线10给辐射单元馈电，低频馈电网络用双极化2路主馈线9给辐射单元馈电，高频部分2与低频部分1叠加、相间交叉排列，其仰视图及俯视图如图7、图8所示。低频部分用2个一分四功分器14′、双极化2条主馈线9及分馈线11组成低频馈电网络；高频部分用4个一分四功分器14、2个一分二功分器13′、双极化2条主馈线10及分馈线12组成高频馈电网络。因其原理与低频2单元高频4单元双频双极化基站天线相同，这里不再重述。

低频8单元高频12单元双频双极化基站天线也是由高频部分2和低频部分1构成，低频部分1含有低频贴片、低频探针4及低频馈电网络，高频部分2含有高频贴片、高频探针3及高频馈电网络，低频探针4接在低频贴片上，高频探针3接在高频贴片上；高频馈电网络用双极化2路主馈线10给辐射单元馈电，低频馈电网络用双极化2路主馈线9给辐射单元馈电，高频部分2与低频部分1叠加、相间交叉排列，其俯视图及仰视图如图9、图10所示。低频部分用2个一分二功分器13、4个一分四功分器14′、双极化2条主馈线9及分馈线11组成低频馈电网络；高频部分用2个一分二功分器13′、4个一分六功分器27和双极化2条主馈线10及分馈线12组成高频馈电网络。因其原理与低频2单元高频4单元双频双极化基站天线相同，这里也不再重述。

低频探针或高频探针既可接在低频贴片或高频贴片的中间，也可以根据需要接在贴片的角上，也即贴片与探针的馈电方式也可以利用角馈形式，如图11所示，低频探针4接在低频贴片的角上，高频探针3接在高频贴片的角上，其原理与上述的探针接在贴片的中间位置的基站天线相同，这里不再重述。

本实用新型高频部分的单元数量与低频部分的单元数量并不一定是2∶1的关系，可以根据增益指标的要求加以调整，即在阵列首或尾增加或减少某些高频或低频单元。

Claims (3)

1、一种探针式双频双极化基站天线，包括天线罩(6)、底板(8)、接头(7)，其特征是由高频部分(2)和低频部分(1)构成，低频部分(1)含有低频贴片(21)、低频探针(4)及低频馈电网络，高频部分(2)含有高频贴片、高频探针(3)及高频馈电网络；低频探针(4)接在低频贴片(21)上，高频探针(3)接在高频贴片上；高频馈电网络是用双极化2路主馈线(10)给辐射单元馈电；低频馈电网络是用双极化2路主馈线(9)给辐射单元馈电；高频部分2与低频部分1叠加和相间交叉排列。

2、按照权利要求1所述的探针式双频双极化基站天线，其特征在于所述的高频贴片含有高频上层贴片(15)、高频下层贴片(18)。

3、按照权利要求1或2所述的探针式双频双极化基站天线，其特征在于在低频贴片(21)与底板(8)之间设有同轴转换器(20)，同轴转换器(20)含有内导体(26)、外导体(24)及介质(25)，转换器(20)的外层为外导体(24)，介质(25)充填在外导体(24)内，内导体(26)位于介质(25)中间。

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