[发明专利]一种双极化天线阵元

说明书

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种双极化天线阵元。

背景技术

在现有涵盖DCS、PCS及TDD-LTE、FDD-LTE制式内所含频段的双极化天线阵元中，天线阵元的驻波比无法全部覆盖所需频段。普遍的工作频段带宽在30％左右，这样极大地限制了天线的应用场景，并且增加了工程的成本。而有些双极化天线，虽然其阻抗带宽满足了所需频段的要求，但由于超宽的工作频段，导致其辐射性能在整个工作频段内差别较大，而且，较好的阻抗带宽也只是接近45％，例如：申请号为201010581310.9，结构图形为图1所示，其在VSWR(驻波比)小于等于1.4时，阻抗宽度接近45％。在DCS频段，双极化天线的阵元的水平面半功率波瓣宽度满足65±6°，而在TDD-LTE频段，其水平面半功率波瓣宽度却已经小于58°。这样无法实现移动通信要求的无缝覆盖，从而导致信号覆盖较差，普遍存在增益和水平瓣宽相差较大的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的一种双极化天线阵元，具有频段高增益，驻波比小，水平波波瓣宽，阻抗带宽大等特点，且可以避免馈电时的高次模产生，减小天线的损耗。

一种双极化天线阵元，所述双极化天线阵元包括馈电柱、辐射臂以及巴伦，巴伦开有四个通孔，所述馈电柱通过馈电套固定于巴伦设置的通孔中，所述馈电柱为粗细不同的多节圆金属柱，馈电柱呈L型，馈电柱与所述辐射臂固定连接，辐射臂设置在沿巴伦腔体向上方向的端面上，所述辐射臂为四个且互不接触，所述四个辐射臂与巴伦四个通孔位置对应，每个辐射臂上开有多个弧形缝隙，每条弧形缝隙长度为特定频段对应波长的1/6，缝隙宽度为整个带宽中心频率对应波长的1/100。

优选地，所述每个辐射臂上开有至少三条不同长度弧形镂空缝隙。

优选地，所述每个辐射臂上开有五条不同长度弧形镂空缝隙，从外向内五条缝隙长度依次为：15.6mm、21.5mm、27.2mm、25.2mm、19.7mm；宽度为：1.3mm。

优选地，所述特定频段为DCS、PCS及TDD-LTE、FDD-LTE制式内所含的频段。

优选地，所述两对角辐射臂合长为频段对应波长的1/2，巴伦高为频段波长的1/4。

优选地，所述辐射臂阵列分布在巴伦向上方向的端面，四个辐射臂由十字缝隔开，所述辐射臂与巴伦压铸为一体，辐射臂与巴伦均为金属制成。

优选地，所述馈电套为POM绝缘材料。

优选地，所述两馈电柱为两种不同尺寸高度，使得两L型馈电柱横向柱体异面垂直交叉。

优选地，所述馈电柱与辐射臂通过焊接固定相连。

优选地，所述巴伦通孔内适配有两馈电柱的通孔的巴伦向下延伸出两固定端，用于固定安装所述阵元。

本发明的有益效果在于：通过在辐射臂上开有缝隙长度为特定频段对应波长的1/6，缝隙宽度为整个带宽中心频率对应波长的1/100的多个弧形缝隙，使得在2G的DCS、PCS及TDD-LTE、FDD-LTE制式内所含频段增益均≥8.4dBi，在2G的DCS、PCS及TDD-LTE、FDD-LTE制式内所含频段内，69°≥水平波束瓣宽≥64°，在频率1.6179-3.0300GHz的范围内，驻波比都在1.5以下；辐射臂金属片上刻蚀不同长度的缝隙，从而形成不同的谐振频率，各个谐振频率进行耦合，从而形成了超过60％的相对阻抗带宽；通过采用不同粗细的金属圆馈电柱，代替常用的金属馈电片，这样可以避免馈电时的高次模式的产生，减小天线损耗，提升辐射效率；馈电柱与辐射臂采用焊接方式，避免采用过多的固定件，从而降低组装的复杂度和产品的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种宽带双极化天线单元实施例示意图；

图2为双极化天线阵元实施例的立体视图的斜下方视图；

图3为双极化天线阵元实施例的立体视图的斜上方视图；

图4为双极化天线阵元实施例的俯视图；

图5为双极化天线阵元实施例的主视图；

图6为双极化天线阵元实施例馈电视图；

图7为双极化天线阵元实施例馈电柱安装图；

图8为驻波比图；

图9为增益图；

附图标记