具有y形饋電單元的雙極化基站天線的制作方法【專利摘要】本實用新型公開了一種具有Y形饋電單元的雙極化基站天線，包括介質基板、金屬反射板、第一同軸線和第二同軸線，金屬反射板兩邊設有金屬翻邊，介質基板的下表面設有第一環形輻射單元、第二環形輻射單元、第三環形輻射單元和第四環形輻射單元，第一環形輻射單元和第二環形輻射單元相互對稱組成第一天線結構，第三環形輻射單元和第四環形輻射單元相互對稱組成第二天線結構，介質基板的上表面設有第一Y形饋電單元以及第二Y形饋電單元；第一同軸線分別與第二環形輻射單元和第一Y形饋電單元相連，第二同軸線分別與第四環形輻射單元和第二Y形饋電單元相連。本實用新型的雙極化基站天線性能良好、結構簡單、加工方便、加工成本低，且調節方便。【專利說明】具有Y形饋電單元的雙極化基站天線【
技術領域：
】[0001]本實用新型涉及一種基站天線，尤其是一種具有Y形饋電單元的雙極化基站天線，屬于移動通信天線【
技術領域：
】。【
背景技術：
】[0002]在蜂窩移動通信系統中，基站天線是通信設備電信號與空間輻射電磁波的轉換器，它在整個通信系統中具有舉足輕重的地位，其性能好壞將直接影響整個系統的整體性能。通過基站天線的媒介作用，使得移動通信網絡的覆蓋范圍更廣，通信容量更大，速率更高，服務項目更豐富，而且基站天線的存在，使得移動站天線的輻射功率降低，有效地保護了人體免受強電磁輻射。[0003]隨著通信技術的不斷發展，移動通信即將進入第四代移動通信網絡(4G網絡)。在新一代移動通信體制下，多種通信標準要求移動通信天線能夠實現多系統共用，以節省基站的站址安裝資源，減少網絡建設成本。現階段，市場需要一種頻率覆蓋1710MHz-2690MHz頻段的基站天線，帶寬為44.5%，并且要求在各項指標中都具有穩定的寬帶特性，例如阻抗匹配寬帶(VSWR〈1.5)、輻射方向圖寬帶(半功率波瓣寬度滿足65°±5°)、增益、隔離度、前后比、交叉極化比等，給基站天線的設計提出了新的挑戰。同時，基站天線成本的控制和結構簡單也很重要，通常印刷天線加工簡單并且其成本比較低，如果能用于基站天線的設計將是個不錯的選擇。[0004]據調查與了解，目前公開的現有技術如下:[0005]I)2009年Kwa1-ManLuk等人在發表在IEEEANTENNASANDWIRELESSPROPAGATIONLETTERS上題為“ABroadbandDual-PolarizedMagneto-ElectricDipoleAntennaWithSimpleFeeds”的文章,其通過使用“T”形饋電結構來實現很寬的阻抗匹配，并且引入磁電偶極子的概念實現了方向圖寬帶。[0006]2)2Ol2年ZengdiBao等人在IEEEAsia-PacificConferenceonAntennasandPropagation發表題為“ABroadbandDual-PolarizationAntennaElementforWirelessCommunicationBasestation”的文章,通過引入巴倫來實現很寬的阻抗匹配。[0007]3)2013年Qing-XinChu等人在IEEETRANSACTIONSONANTENNASANDPROPAGATION上發表了題為“ABroadbandUnidirectionalMult1-dipoleAntennawithVeryStableBeamwidth”的文章,在該天線中，通過在不同高度的兩個不同長度的偶極子天線實現了很寬的阻抗寬帶，并且E面和H面輻射方向圖非常穩定。[0008]但是，上述現有技術仍然存在天線結構復雜、加工難度大和加工成本高的問題，而且調節起來比較麻煩，難以滿足人們的需求。
實用新型內容[0009]本實用新型的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供一種結構簡單、加工方便、加工成本低，且調節方便的具有Y形饋電單元的雙極化基站天線。[0010]本實用新型的目的可以通過采取如下技術方案達到:[0011]具有Y形饋電單元的雙極化基站天線，包括介質基板和設置在介質基板下方的金屬反射板，其特征在于:還包括用于傳輸信號的第一同軸線和第二同軸線，所述介質基板的下表面設有第一環形輻射單元、第二環形輻射單元、第三環形輻射單元和第四環形輻射單元，所述第一環形輻射單元和第二環形輻射單元相互對稱組成第一天線結構，所述第三環形輻射單元和第四環形輻射單元相互對稱組成第二天線結構，所述第一天線結構與第二天線結構相互正交形成雙極化天線結構；所述介質基板的上表面設有用于給第一天線結構饋電的第一Y形饋電單元以及用于給第二天線結構饋電的第二Y形饋電單元；所述第一同軸線分別與第二環形輻射單元和第一Y形饋電單元相連，所述第二同軸線分別與第四環形輻射單元和第二Y形饋電單元相連。[0012]作為一種優選方案，所述第一Y形饋電單元包括依次相連的第一分叉部分、第一延伸部分和第二延伸部分，所述第二Y形饋電單元包括相連的第二分叉部分和第三延伸部分；所述第一分叉部分用于耦合激勵第一環形輻射單元，所述第二分叉部分用于耦合激勵第三環形輻射單元。[0013]作為一種優選方案，所述介質基板開設有第一開孔和第二開孔，所述介質基板的下表面還設有固定單元；所述固定單元的一端通過第一探針穿過介質基板上的第一開孔后與第一延伸部分相連，另一端通過第二探針穿過介質基板上的第二開孔后與第二延伸部分相連。[0014]作為一種優選方案，所述介質基板開設有第三開孔和第四開孔，所述第一同軸線的外導體與第二環形輻射單元相焊接，內導體穿過介質基板上的第三開孔后與第二延伸部分相焊接；所述第二同軸線的外導體與第四環形輻射單元相焊接，內導體穿過介質基板上的第四開孔后與第三延伸部分相焊接。[0015]作為一種優選方案，所述第一同軸線和第二同軸線均采用阻抗為50Ω的同軸線。[0016]作為一種優選方案，所述金屬反射板的兩邊設有與金屬反射板垂直的金屬翻邊。[0017]本實用新型相對于現有技術具有如下的有益效果:[0018]1、本實用新型的雙極化基站天線性能良好、結構簡單、加工方便、加工成本低，通過介質基板下表面的四個環形輻射單元兩兩對稱形成兩個天線結構，在一個天線結構工作時，另一個與該天線結構正交的天線結構就當作該天線結構的加載，從而節省了材料，降低了成本，而無需額外地增加元件當作加載來實現阻抗匹配。[0019]2、本實用新型的雙極化基站天線通過介質基板上表面的兩個Y形饋電單元，不僅能夠很方便地用于調節阻抗匹配(尤其是高頻處的阻抗匹配)，而且與四個環形輻射單元一起協同作用輻射電磁波，實現了穩定的天線方向圖帶寬。[0020]3、本實用新型的雙極化基站天線在所需頻段內都出現了兩個諧振點，并且兩個諧振頻率分別由四個環形輻射單元和兩個Y形饋電單元的長度決定，故兩個諧振點可以獨立調節，通過合理調節天線的尺寸，將兩個諧振點組合在一起，就可以實現很寬的阻抗帶寬。[0021]4、本實用新型的雙極化基站天線布局合理，四個環形輻射單元分布在介質基板的下表面，兩個Y形饋電單元分布在介質基板的上表面，使兩個Y形饋電單元既能調節阻抗匹配，又可以參與輻射。【專利附圖】【附圖說明】[0022]圖1為本實用新型實施例1的雙極化基站天線的立體結構示意圖。[0023]圖2為本實用新型實施例1的雙極化基站天線中環形輻射單元、饋電單元與同軸線焊接的立體結構示意圖。[0024]圖3為本實用新型實施例1的雙極化基站天線中介質基板的下表面結構示意圖。[0025]圖4為本實用新型實施例1的雙極化基站天線中介質基板的上表面結構示意圖。[0026]圖5為本實用新型實施例1的雙極化基站天線工作在1.71GHz-2.69GHz頻段時的S參數電磁仿真曲線圖。[0027]圖6為本實用新型實施例1的雙極化基站天線工作在790MHz-960MHz頻段時的S參數電磁仿真曲線圖。[0028]圖7為本實用新型實施例1的雙極化基站天線工作在1.71GHz-2.69GHz頻段時的駐波比電磁仿真曲線圖。[0029]圖8為本實用新型實施例1的雙極化基站天線工作在790MHz-960MHz頻段時的駐波比電磁仿真曲線圖。[0030]圖9為本實用新型實施例1的雙極化基站天線工作在1.71GHz-2.69GHz頻段時的水平面半功率波瓣寬度電磁仿真曲線圖。[0031]圖10為本實用新型實施例1的雙極化基站天線工作在790MHz-960MHz頻段時的水平面半功率波瓣寬度電磁仿真曲線圖。[0032]圖11為本實用新型實施例1的雙極化基站天線工作在1.71GHz-2.69GHz頻段時的增益電磁仿真曲線圖。[0033]圖12為本實用新型實施例1的雙極化基站天線工作在790MHz-960MHz頻段時的增益電磁仿真曲線圖。[0034]圖13為本實用新型實施例2的雙極化基站天線中環形輻射單元、饋電單元與同軸線焊接的立體結構示意圖。[0035]其中，1-介質基板，2-金屬反射板，3-第一同軸線，4-第二同軸線，5-金屬翻邊，6-第一環形輻射單元，7-第二環形輻射單元，71-第一圓形部分，8-第三環形輻射單元，9-第四環形輻射單元，91-第二圓形部分，10-固定單元，11-第一Y形饋電單元，111-第一分叉部分，112-第一延伸部分，113-第二延伸部分，12-第二Y形饋電單元，121-第二分叉部分，122-第三延伸部分，13-第一開孔，14-第二開孔，15-第三開孔，16-第四開孔，17-第一探針，18-第二探針。【具體實施方式】[0036]實施例1:[0037]如圖1-圖4所示，本實施例的雙極化基站天線包括介質基板1、金屬反射板2、第一同軸線3以及第二同軸線4，所述金屬反射板2設置在介質基板I下方，其兩邊設有與金屬反射板2垂直的金屬翻邊5，所述金屬反射板2和金屬翻邊5可以采用銅、鋁、銀等不同材料組成，所述第一同軸線3和第二同軸線4的阻抗均為50Ω;所述介質基板I的下表面設有第一環形輻射單元6、第二環形輻射單元7、第三環形輻射單元8、第四環形輻射單元9以及固定單元10，所述介質基板I的上表面設有第一Y形饋電單元11和第二Y形饋電單元12，所述介質基板I開設有第一開孔13、第二開孔14、第三開孔15和第四開孔16，其中:[0038]所述第一環形輻射單元6、第二環形輻射單元7、第三環形輻射單元8、第四環形輻射單元9均調整為六邊形的結構，所述第一環形輻射單元6和第二環形輻射單元7相互對稱組成第一天線結構，所述第三環形輻射單元8和第四環形輻射單元9相互對稱組成第二天線結構，所述第一天線結構與第二天線結構相互正交形成雙極化天線結構，由于饋電需要，所述第二環形輻射單元7挖去第一圓形部分71，該第一圓形部分71使第二環形輻射單元7與第一同軸線3的外導體相焊接；所述第四環形輻射單元9挖去第二圓形部分91，該第二圓形部分91使第四環形輻射單元9與第二同軸線4的外導體相焊接。[0039]所述第一Y形饋電單元11用于給第一天線結構饋電，包括第一分叉部分111、第一延伸部分112和第二延伸部分113，所述第一同軸線3的內導體穿過介質基板I上的第三開孔15后與第二延伸部分113相焊接；所述固定單元10的一端通過第一探針17穿過介質基板I上的第一開孔13后與第一延伸部分112相連，另一端通過第二探針18穿過介質基板I上的第二開孔14后與第二延伸部分113相連，使第一Y形饋電單元11不與第二Y形饋電單元12相重合；所述第一分叉部分111與第一延伸部分112相連，通過第一分叉部分111耦合激勵第一環形輻射單元6。[0040]所述第二Y形饋電單元12用于給第二天線結構饋電，包括第二分叉部分121和第三延伸部分122，所述第二同軸線4的內導體穿過介質基板I上的第四開孔16后與第三延伸部分122相焊接，所述第二分叉部分121與第三延伸部分122相連，通過第二分叉部分121耦合激勵第三環形輻射單元8。[0041]如圖5所示，為本實施例的雙極化基站天線工作在1.71GHz-2.69GHz頻段的S參數電磁仿真曲線(Sll指輸入端口I的回波損耗，S22指輸出端口2的回波損耗，S12指反向傳輸系數，即隔離)，在1.SGHz和2.55GHz頻率處分別出現了一個諧振點，低頻處的諧振頻率由四個環形輻射單元的長度決定，其越長越往低頻方向移動；而高頻處的諧振頻率由兩個Y形饋電單元的長度決定，其越長越往低頻方向移動；通過合理地調節四個環形輻射單元的長度和兩個Y形饋電單元的長度，使低頻處和高頻處都達到了很好的匹配，從而實現很寬的阻抗帶寬，隔離度也達到了27dB以上。[0042]如圖6所示，為本實施例的雙極化基站天線工作在790MHz-960MHz頻段時的S參數電磁仿真曲線(Sll指輸入端口I的回波損耗，S22指輸出端口2的回波損耗，S12指反向傳輸系數，即隔離)，在800MHz和1060MHz頻率處分別出現了一個諧振點，通過合理地調節四個環形輻射單元的長度和兩個Y形饋電單元的長度，使低頻處和高頻處都達到了很好的匹配，從而實現很寬的阻抗帶寬，隔離度也達到了30dB以上。[0043]如圖7和圖8所示，分別為本實施例的雙極化基站天線工作在1.71GHz-2.69GHz頻段和790MHz-960MHz頻段時的駐波比電磁仿真曲線(Portl指輸入端口I的駐波比，Port2指輸出端口2的駐波比)，可見在兩個頻段內，駐波比分別小于1.5和小于1.4，此外，通過四個環形輻射單元和兩個Y形饋電單元的協同作用，天線輻射方向圖也很穩定。[0044]如圖9和圖10所示，分別為本實施例的雙極化基站天線工作在1.71GHz-2.69GHz頻段和790MHz-960MHz頻段時的水平面半功率波瓣寬度電磁仿真曲線(Portl指輸入端口I的水平面半功率波瓣寬度，Port2指輸出端口2的水平面半功率波瓣寬度)，可見在兩個頻段內，水平面半功率波瓣寬度都在65°±5°范圍內。[0045]如圖11和圖12所示，分別為本實施例的雙極化基站天線工作在1.71GHz-2.69GHz頻段和790MHz-960MHz頻段時的電磁仿真曲線(Portl指輸入端口I的增益，Port2指輸出端口2的增益)，可見在兩個頻段內，增益都能達到SdBi以上。[0046]實施例2:[0047]如圖13所示，本實施例的雙極化基站天線主要特點是:所述第一環形輻射單元6、第二環形輻射單元7、第三環形輻射單元8、第四環形輻射單元9均調整為八邊形的結構，所述第一Y形饋電單元11的第一分叉部分111和第二Y形饋電單元12的第二分叉部分121均比實施例1的尺寸要短。其余同實施例1。[0048]以上所述，僅為本實用新型優選的實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【
技術領域：
】的技術人員在本實用新型所公開的范圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都屬于本實用新型的保護范圍。【權利要求】1.具有Y形饋電單元的雙極化基站天線，包括介質基板和設置在介質基板下方的金屬反射板，其特征在于:還包括用于傳輸信號的第一同軸線和第二同軸線，所述介質基板的下表面設有第一環形輻射單元、第二環形輻射單元、第三環形輻射單元和第四環形輻射單元，所述第一環形輻射單元和第二環形輻射單元相互對稱組成第一天線結構，所述第三環形輻射單元和第四環形輻射單元相互對稱組成第二天線結構，所述第一天線結構與第二天線結構相互正交形成雙極化天線結構；所述介質基板的上表面設有用于給第一天線結構饋電的第一Y形饋電單元以及用于給第二天線結構饋電的第二Y形饋電單元；所述第一同軸線分別與第二環形輻射單元和第一Y形饋電單元相連，所述第二同軸線分別與第四環形輻射單元和第二Y形饋電單元相連。2.根據權利要求1所述的具有Y形饋電單元的雙極化基站天線，其特征在于:所述第一Y形饋電單元包括依次相連的第一分叉部分、第一延伸部分和第二延伸部分，所述第二Y形饋電單元包括相連的第二分叉部分和第三延伸部分；所述第一分叉部分用于耦合激勵第一環形輻射單元，所述第二分叉部分用于耦合激勵第三環形輻射單元。3.根據權利要求2所述的具有Y形饋電單元的雙極化基站天線，其特征在于:所述介質基板開設有第一開孔和第二開孔，所述介質基板的下表面還設有固定單元；所述固定單元的一端通過第一探針穿過介質基板上的第一開孔后與第一延伸部分相連，另一端通過第二探針穿過介質基板上的第二開孔后與第二延伸部分相連。4.根據權利要求2所述的具有Y形饋電單元的雙極化基站天線，其特征在于:所述介質基板開設有第三開孔和第四開孔，所述第一同軸線的外導體與第二環形輻射單元相焊接，內導體穿過介質基板上的第三開孔后與第二延伸部分相焊接；所述第二同軸線的外導體與第四環形輻射單元相焊接，內導體穿過介質基板上的第四開孔后與第三延伸部分相焊接。5.根據權利要求4所述的具有Y形饋電單元的雙極化基站天線，其特征在于:所述第一同軸線和第二同軸線均采用阻抗為50Ω的同軸線。6.根據權利要求1所述的具有Y形饋電單元的雙極化基站天線，其特征在于:所述金屬反射板的兩邊設有與金屬反射板垂直的金屬翻邊。【文檔編號】H01Q21/00GK203644953SQ201320788219【公開日】2014年6月11日申請日期:2013年12月3日優先權日:2013年12月3日【發明者】褚慶昕,溫定良申請人:華南理工大學