[发明专利]双极化宽频辐射单元及阵列天线

说明书

【技术领域】

本发明涉及移动通信基站天线领域，尤其涉及一种双极化宽频辐射单元及由双极化宽频辐射单元构成的阵列天线。

【技术背景】

随着移动通信的迅猛发展，新一代LTE(Long Term Evolution；LTE)与WiMAX的4G行动移动无线宽带技术，随着通讯技术变革新浪潮不断推进。在新一代移动通信体制下，多系统多体制是并存的。未来4G技术还在向LTE、Wimax、Wlan等频段和体制发展。这些都要求天线是多系统共用的，以节省基站的站址安装资源，减少网络建设成本。宽频天线单元的研制是基站天线设计的基础。

市场需求一种频率为1710MHz-2690MHz的天线，带宽为44.5％，要求全频段驻波比小于1.4，两端口隔离度要求大于30。这种宽带天线比常规的各种基站天线的带宽都要宽，而且天线的驻波比要求也极为严格，所以在设计难度上提出了很高的挑战。

阵列天线的辐射单元很大程度上决定了天线的多项性能，一个成熟的单元设计不但要求电磁特性良好，如满足带宽特性，辐射效率高，而且要求结构合理，易于加工与安装；单元选择合理不仅能够提高天线的电性能指标，还利于波瓣赋形的实现。边界条件对双极化天线的波束收敛性、隔离度有着决定性的作用。双极化辐射单元还要求具有良好的交叉极化性能，两个极化之间的隔离度也提出了很高的要求。所以在设计出高性能辐射单元的前提下，对边界条件的选择也是一个重要课题。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种结构简单、频带宽、隔离度高的双极化宽频辐射单元及由双极化宽频辐射单元构成的阵列天线。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：一种双极化宽频辐射单元，包括：金属反射板、安装在金属反射板上的不平衡-平衡馈电连接器、与不平衡-平衡馈电连接器连接的连接元件及安装在不平衡-平衡馈电连接器顶部的两对圆弧状辐射单元臂，所述两对圆弧状辐射单元臂位于同一个平面内。本发明同时公开了一种由前述双极化宽频辐射单元组成的阵列天线。

一种阵列天线，包括壳体及安装在壳体内的多个双极化宽频辐射单元，所述壳体具有底板及从底板的纵向两边弯折形成的一对侧板，所述多个双极化宽频辐射单元安装在所述其中一个侧板上。所述双极化宽频辐射单元包括：金属反射板、安装在金属反射板上的不平衡-平衡馈电连接器、与不平衡-平衡馈电连接器连接的连接元件及安装在不平衡-平衡馈电连接器顶部的两对圆弧状辐射单元臂，所述两对圆弧状辐射单元臂位于同一个平面内。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：能够获得良好的端口隔离特性和良好的交叉极化鉴别率，并且具有结构简单紧凑和高性能的优点，且易于制造，成本低和装配安装方便。

【附图说明】

图1为本发明双极化宽频辐射单元的立体图；

图2为本发明双极化宽频辐射单元的侧视图；

图3为本发明双极化宽频辐射单元从顶部观察的立体图；

图4为本发明双极化宽频辐射单元的俯视图；

图5为根据图1-4所示的双极化宽频辐射单元构成的阵列天线的立体结构图；

图6展示了本发明阵列天线的-45°极化端口电压驻波比图形；

图7展示了本发明阵列天线的+45°极化端口电压驻波比图形；

图8展示了本发明阵列天线的两个极化之间的隔离度图形；

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

图1-4展示了本发明提供的双极化宽频辐射单元100的详细结构，所示双极化宽频辐射单元100用于作为双极化阵列天线的组成单元。该双极化宽频辐射单元100包括金属反射板10、安装在金属反射板10上的不平衡-平衡馈电连接器20、与不平衡-平衡馈电连接器20连接的连接元件30及安装在不平衡-平衡馈电连接器20顶部的两对圆弧状辐射单元臂40。

不平衡-平衡馈电连接器20具有外导体22，并且所述外导体22安装在金属反射板10上。所述外导体22在对辐射单元臂40馈电的同时，支撑并电连接辐射单元臂40。所述不平衡-平衡馈电连接器20的底端设有用于焊接电缆的焊片24，所述焊片24并穿过金属反射板10，以便连接阵列网络。

所述两对圆弧状辐射单元臂40位于同一个平面内，并且所述每个辐射单元臂40与所述金属反射板10之间的高度为中心工作频率波长的四分之

所述每个圆弧状辐射单元臂40为圆弧片状实心结构，并且辐射单元臂40的臂宽由宽到窄地伸延到不平衡-平衡馈电连接器20的外导体22上，并且与所述外导体22电性连接。