[发明专利]移动通信基站天线使用的宽带天馈单元

说明书

技术领域

本发明涉及天线技术，具体说是一种用于移动通信基站天线使用的宽 频低成本基本天馈单元。

背景技术

随着移动通信技术的迅速发展，对移动通信设备的重要组成部分—基 站天线的性能和带宽提出了更高的要求，特别是随着3G的到来，市场不 仅需要3G频段的天线，而且仍然需要2G、2.5G频段的天线。在我国和周 边许多国家，在今后相当长的时间，都有可能是3G、2G、2.5G频段共存。 为了降低成本，3G、2G和2.5G基站天线必须共站架设，这就给天线的宽 频带提出了更高的要求，使其既适用于CDMA，又适用于GSM，可覆盖包括 806-960MHz和1710-2180MHz，即806-896、820-896、870-960MHz和 1710-1880、1850-1990、1920-2180MHz两个频段的CDMA/GSM及3G。为了 更好地为用户服务，运营商不仅要给用户提供价廉物美的通信设备，而且 要提供优质宽带业务服务。为此，企业在激烈的市场竞争中，就必须要考 虑既要提供性能优良的宽频基站天线，又要降低天线的生产成本问题。

现有基站天线的基本天馈单元多用由同轴线直接给由紫铜制成的U型 振子馈电，如图1所示。该U型振子1由两个对称辐射臂2、3和支撑结 构4组成，用同轴线5馈电，且同轴线5的外导体6与对称振子的右辐射 臂3在焊接点9处焊接，并与支撑结构4在焊接点8处焊接，同轴线5 的内导体7穿过对称振子右辐射臂3上的小孔30与连接片10焊接，连接 片10与对称振子的左辐射臂2在焊接点11处相连。整个U型振子1用铆 钉12固定在铝制接地板13上。这种结构的天馈单元存在有明显的不足： 一是由于该支撑结构4不能全部抑制电缆外皮电流，且对称振子的左右臂 对地不对称，因而导致对称振子左右臂的电流不平衡，从而限制了对称振 子的阻抗和方向图带宽；二是由于U型对称振子及同轴馈线均用铜材制 造，不仅成本高，而且加工工艺复杂，焊点多；三是由于采用铜材制作的 U型对称振子与铝制接地板相连接，这两种不同金属相互接触，易产生无 源三阶互调；四是由于缺少有效调整天线阻抗匹配的措施，难以实现宽带 阻抗匹配。虽然有的基站天线使用了串馈补偿微带耦合馈电的对称振子， 以避免对称振子与馈线的焊接连接，但缺点是结构复杂，且由于结构的不 对称性仍然存在，因而仍然不能很好的解决对称振子的阻抗和方向图带宽 问题。

发明的内容

本发明的目的是提供一种结构简单、成本低、电气性能好、馈电阻抗 可调的移动通信基站天线使用的宽带天馈单元，克服现有基站天线所用对 称振子及用同轴线馈电带来的结构复杂、成本高、不易实现宽频带的问题。

实现本发明目的的技术方案是，提供包括左右辐射臂和左右支撑板的 对称振子，其中在左、右支撑板之间设有馈电金属导带，该金属导带与 左右辐射臂的任意一臂相连完成馈电。

所述的金属导带位于左、右支撑板的中心，且左右辐射臂与左右支撑 板结构对称，形成辐射、巴伦、传输线，三位一体的天馈单元结构，即将 用作辐射功能的辐射臂、用作扼制不对称传输线外皮电流的巴伦、用作向 辐射臂馈电的带状传输线，三功能于一体，按对称结构合成为一个基本天 馈单元。

所述的左右支撑板与接地板垂直连接，馈电金属导带的下端与同轴线 或微带线相连，该左右支撑板与馈电金属导带既构成带状线，完成向对称 振子馈电，又与接地板构成板式巴伦，实现对称振子两臂电流的完全平衡。 该馈电金属导带与同轴线的连接，是将该馈电金属导带的下端与同轴线的 内导体连接，形成“同轴线-带状线-对称振子”天馈结构。该馈电金属导 带与微带线连接，采用将该微带线折弯延伸，在支撑板之间平行延长，再 弯折直接拉铆与辐射臂相连，或与微带线端头铆接连接，形成“微带线- 带状线-对称振子”天馈结构。

所述的对称振子每个辐射臂的宽度W1和每个支撑板的宽度W2及金 属导带的宽度W3均为可调；左右两个辐射臂之间的间隔也可调节，以实 现宽带阻抗匹配。该三者的调节关系为：

W1＝W2＝W3或W1＝W2≠W3或W1≠W2＝W3或W1≠W2≠W3。

所述的辐射臂、支撑板、金属导带、接地板，均采用重量轻的低成本 铝材制作，以利于减小无源三阶互调。