寬頻帶天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬頻帶天線；通過優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性的將半導(dǎo)體運(yùn)用到振子片上，將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與振子結(jié)合，通過不斷的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)方形的金屬振子片以及外圍設(shè)有半導(dǎo)體圈，以及金屬振子片上的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其輻射信號(hào)流在金屬振子片流向長(zhǎng)度和速度都得到較大改善，通過大量計(jì)算機(jī)軟件的仿真得出其具有工作頻帶達(dá)到了3000MHz，完全滿足4G對(duì)頻率要求標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)帶寬達(dá)到65.9%，且其具有良好的增益、前后比、交叉極化比特性。
【專利說明】寬頻帶天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域，具體涉及一種寬頻帶天線。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，4G網(wǎng)絡(luò)越來越普及，有些國(guó)家也出現(xiàn)了 5G網(wǎng)絡(luò)；從運(yùn)營(yíng)商的角度來講，為節(jié)省投資及考慮后續(xù)如何實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)容性、兼容性、多系統(tǒng)、多制式共存已越來越成為一種趨勢(shì)。如此對(duì)基站天線也提出了更高的要求，為滿足不同制式的頻率，200(Γ3000ΜΗζ頻段等超寬頻帶基站天線被廣泛提出；而要實(shí)現(xiàn)基站天線的寬帶化，首先要面臨的就是作為其核心部件的輻射單元的帶寬擴(kuò)展問題，如何在整個(gè)寬帶頻帶內(nèi)，保持較高增益、波束收斂一致性、良好的前后比及高交叉極化比是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)；尤其是超寬頻帶問題，滿足5G和4G(LTE)等高頻段要求的振子和以該振子制作的天線均是亟需要解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服以上所述的缺點(diǎn)，提供一種超寬輻射頻率、良好的前后比以及高交叉極化特性的寬頻帶天線。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:寬頻帶天線，包括有反射板，以及設(shè)于反射板上的復(fù)數(shù)個(gè)輻射單元，所述輻射單元包括有一支撐巴倫板，所述支撐巴倫板上設(shè)有兩組、每組兩個(gè)、呈正長(zhǎng)方形的金屬振子片；所述上下兩個(gè)金屬振子片為一組，用于輻射垂直極化信號(hào)，所述左右兩個(gè)金屬振子片為一組，用于輻射水平極化信號(hào)；所述上下兩個(gè)金屬振子片之間設(shè)有第一饋電帶線，所述左右兩個(gè)金屬振子片之間設(shè)有第二饋電帶線；所述支撐巴倫板上設(shè)有第一同軸電纜饋電孔，所述第一同軸電纜饋電孔與第一饋電帶線電連接；所述支撐巴倫板上還設(shè)有第二同軸電纜饋電孔，所述第二同軸電纜饋電孔與第二饋電帶線電連接；
所述每個(gè)金屬振子片的邊緣設(shè)有外隔離圈，所述每個(gè)金屬振子片上靠近兩側(cè)分別設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的第一隔離阻斷孔，所述每個(gè)金屬振子片上的中部還設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的第二隔離阻斷孔，第二隔離阻斷孔均為矩形；所述外隔離圈為半導(dǎo)體，所述第一隔離阻斷孔以及第二隔離阻斷孔內(nèi)均填充設(shè)有半導(dǎo)體；
所述每個(gè)金屬振子片遠(yuǎn)離支撐巴倫板的一側(cè)設(shè)有用于整流的整流結(jié)構(gòu)，所述整流結(jié)構(gòu)為矩形，所述整流結(jié)構(gòu)包括有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的整流槽，整流槽之間設(shè)有整流道；所述整流槽內(nèi)也均填充設(shè)有半導(dǎo)體。
[0005]其中，所述第一隔離阻斷孔為平行矩形；所述第一隔離阻斷孔的上下邊的長(zhǎng)度均為 4mm-7mnin
[0006]其中，所述半導(dǎo)體為砷化鎵半導(dǎo)體。
[0007]其中，所述每個(gè)金屬振子片的厚度為2mm-2.5mm。
[0008]其中，所述第二隔離阻斷孔的上下邊的長(zhǎng)度為22mm-25mm。
[0009]其中，所述第一隔離阻斷孔的數(shù)量為八個(gè)。
[0010]其中，所述第二隔離阻斷孔的數(shù)量為五個(gè)。
[0011]其中，所述第一同軸電纜饋電孔與第二同軸電纜饋電孔的距離大于4cm。
[0012]其中，所述支撐巴倫板為圓形；所述支撐巴倫板為PCB板，其直徑為10cm。
[0013]其中，所述金屬振子片的寬為6cm。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:通過優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性的將半導(dǎo)體運(yùn)用到振子片上，將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與振子結(jié)合，通過不斷的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)方形的金屬振子片以及外圍設(shè)有半導(dǎo)體圈，以及金屬振子片上的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其輻射信號(hào)流在金屬振子片流向長(zhǎng)度和速度都得到較大改善，通過大量計(jì)算機(jī)軟件的仿真得出其具有工作頻帶達(dá)到了 3000MHz，完全滿足4G以及下一代5G對(duì)頻率要求標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)帶寬達(dá)到65.9%，且其具有良好的增益、前后比、交叉極化比特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的輻射單元的俯視圖；
圖2是圖1的局部放大圖；
圖3是輻射信號(hào)在遇到整流機(jī)構(gòu)的分流圖；
圖4是本發(fā)明的輻射單元的剖面圖；
圖5是本發(fā)明的帶寬仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖；
圖6是本發(fā)明的增益仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖；
圖7是本發(fā)明的俯視圖；
圖1至圖7中的附圖標(biāo)記說明:
1-支撐巴倫板；10_收斂缺口；2_反射板；
I1-第一饋電帶線；12_第二饋電帶線；
Ila-第一同軸電纜饋電；12a-第二同軸電纜饋電；
3-金屬振子片；
4_外隔尚圈；
5-整流結(jié)構(gòu)；51-整流道；
6-第一隔離阻斷孔；
7-第二隔離阻斷孔；
9-阻擾孔。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，并不是把本發(fā)明的實(shí)施范圍局限于此。
[0017]如圖1至圖7所示，本實(shí)施例所述的寬頻帶天線，包括有反射板2，以及設(shè)于反射板上的復(fù)數(shù)個(gè)輻射單元，所述輻射單元包括有一支撐巴倫板1，所述支撐巴倫板I上設(shè)有兩組、每組兩個(gè)、呈長(zhǎng)方形的金屬振子片3 ;所述上下兩個(gè)金屬振子片3為一組，用于輻射垂直極化信號(hào)，所述左右兩個(gè)金屬振子片3為一組，用于輻射水平極化信號(hào)；所述上下兩個(gè)金屬振子片3之間設(shè)有第一饋電帶線11，所述左右兩個(gè)金屬振子片3之間設(shè)有第二饋電帶線12;所述支撐巴倫板I上設(shè)有第一同軸電纜饋電Ila孔，所述第一同軸電纜饋電Ila孔與第一饋電帶線11電連接；所述支撐巴倫板I上還設(shè)有第二同軸電纜饋電12a孔，所述第二同軸電纜饋電12a孔與第二饋電帶線12電連接；所述每個(gè)金屬振子片3的邊緣設(shè)有外隔離圈4，所述每個(gè)金屬振子片3上靠近兩側(cè)分別設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的第一隔離阻斷孔6，所述每個(gè)金屬振子片3上的中部還設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的第二隔離阻斷孔7，第二隔離阻斷孔7均為矩形；所述外隔離圈4為半導(dǎo)體，所述第一隔離阻斷孔6以及第二隔離阻斷孔7內(nèi)均填充設(shè)有半導(dǎo)體；所述每個(gè)金屬振子片3遠(yuǎn)離支撐巴倫板I的一側(cè)設(shè)有用于整流的整流結(jié)構(gòu)5，所述整流結(jié)構(gòu)5為矩形，所述整流結(jié)構(gòu)5包括有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的整流槽，整流槽之間設(shè)有整流道51 ;所述整流槽內(nèi)也均填充設(shè)有半導(dǎo)體。本實(shí)施例所述的寬頻帶天線中，所述第一隔離阻斷孔6為矩形；所述第一隔離阻斷孔6的上下邊的長(zhǎng)度均為4mm-7mm。進(jìn)一步的，第一同軸電纜饋電Ila孔的同軸電纜與其饋電連接后，與第一饋電帶線11連接實(shí)現(xiàn)饋電，同理，第二同軸電纜饋電12a孔的同軸電纜與其饋電連接后，與第二饋電帶線12連接實(shí)現(xiàn)饋電，輻射電流分布式擴(kuò)散，其信號(hào)走向通過第一隔離阻斷孔6以及第二隔離阻斷孔7后，其具備了較高的收斂性和超高增益以及超寬的頻帶，通過計(jì)算機(jī)軟件仿真，其縱向增益達(dá)到了近13dBi ;所述第二隔離阻斷孔7均為矩形，使其具有良好的增益擴(kuò)展性，橫向增益也接近6dBi ;通過大量計(jì)算機(jī)軟件的仿真得出其具有工作頻帶達(dá)到了 3000MHz，高于目前4G頻率范圍，所述信號(hào)擾流較大的情況下，其在金屬振子片3遠(yuǎn)離支撐巴倫板I的一側(cè)設(shè)有用于整流的整流結(jié)構(gòu)5，所述整流結(jié)構(gòu)5為矩形，所述整流結(jié)構(gòu)5包括有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的整流槽，整流槽之間設(shè)有整流道51，經(jīng)過整流通道，其具備了更加平穩(wěn)的邊緣輻射信號(hào)，通過計(jì)算機(jī)軟件仿真得知，使其增益更加穩(wěn)定，收斂比高，前后比突出的特點(diǎn)；所述每個(gè)金屬振子片3的邊緣設(shè)有外隔離圈4，所述外隔離圈4為半導(dǎo)體，外隔離圈4為半導(dǎo)體能有效增加振子隔離度，其通過計(jì)算機(jī)軟件仿真得知，其隔離度達(dá)到50db，遠(yuǎn)高于普通振子，運(yùn)用半導(dǎo)體的外隔離圈4，其還具備較優(yōu)的波束收斂一致性。所述第一隔離阻斷孔6以及第二隔離阻斷孔7內(nèi)均填充設(shè)有半導(dǎo)體，增加了增益性，進(jìn)一步的增加了頻率帶寬，通過大量計(jì)算機(jī)軟件的仿真得出其具有工作頻帶達(dá)到了近3000MHz ;通過優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性的將半導(dǎo)體運(yùn)用到振子片上，將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與振子結(jié)合，通過不斷的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)方形金屬振子片3以及外圍設(shè)有半導(dǎo)體圈，以及金屬振子片3上的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其輻射信號(hào)流在金屬振子片3流向長(zhǎng)度和速度都得到較大改善，通過大量計(jì)算機(jī)軟件的仿真得出其具有工作頻帶達(dá)到了3000MHz，完全滿足4G以及下一代5G對(duì)頻率要求標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)帶寬達(dá)到65.9%，且其具有良好的增益、前后比、交叉極化比特性。所述金屬振子片3呈長(zhǎng)方形，每個(gè)角為倒角結(jié)構(gòu)，可在保持電流展寬更寬的情況下，保持振子片間的最大距離，增加其隔離性，增強(qiáng)振子件的抗干擾能力。
[0018]本實(shí)施例所述的寬頻帶天線中，所述半導(dǎo)體為砷化鎵半導(dǎo)體；通過實(shí)驗(yàn)以及計(jì)算機(jī)軟件仿真得知，砷化鎵半導(dǎo)體的效果最佳，其優(yōu)良的半導(dǎo)體特性增加了本發(fā)明的頻帶范圍和提聞了振子福射穩(wěn)定性。
[0019]本實(shí)施例所述的寬頻帶天線中,所述每個(gè)金屬振子片3的厚度為2mm-2.5mm ;通過多次的仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)整，當(dāng)金屬振子片3的厚度為2mm-2.5mm時(shí),其福射電流最為平穩(wěn)，輻射最為穩(wěn)定，不易產(chǎn)生駐波等干擾波段，收斂性一致。
[0020]所述第二隔離阻斷孔7的上下邊的長(zhǎng)度為22mm-25mm ;通過多次的仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)整，所述第二隔離阻斷孔7的上下邊的長(zhǎng)度為22mm-25mm時(shí)，在最少雜波產(chǎn)生的限制下其延長(zhǎng)電流效果最好，因而其最容易滿足超寬的輻射帶寬。所述第一隔離阻斷孔6的數(shù)量為八個(gè)；所述第二隔離阻斷孔7的數(shù)量為五個(gè)，通過計(jì)算機(jī)仿真，此數(shù)量時(shí)，其效果更佳。
[0021]所述第一同軸電纜饋電Ila孔與第二同軸電纜饋電12a孔的距離大于4cm;所述支撐巴倫板I為圓形；所述支撐巴倫板I為PCB板，其直徑為1cm ;如此設(shè)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)軟件仿真得知，其隔離度更大。
[0022]所述金屬振子片3的每一條邊長(zhǎng)為6cm ;當(dāng)每一條邊長(zhǎng)為6cm時(shí)，其縱向長(zhǎng)度正好為輻射波長(zhǎng)的半波長(zhǎng)度，因此其穩(wěn)定性好，不產(chǎn)生雜波。
[0023]本實(shí)施例所述的寬頻帶天線中，所述兩個(gè)相鄰的第二隔離阻斷孔7之間還設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)阻擾孔9，所述阻擾孔9內(nèi)填充設(shè)有半導(dǎo)體；所述阻擾孔9能進(jìn)一步增加擾流效果，增加帶寬，通過計(jì)算機(jī)軟件仿真得知，其能增加約3%帶寬。
[0024]本實(shí)施例所述的寬頻帶天線中，所述外隔離圈4的靠近整流機(jī)構(gòu)的一側(cè)設(shè)有V形的收斂缺口 10，其能有效增加收斂性和隔離度，通過計(jì)算機(jī)仿真，其表現(xiàn)有良好的收斂性。
[0025]以上所述僅是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，包含在本發(fā)明專利申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種寬頻帶天線，包括有反射板(2)，以及設(shè)于反射板上的復(fù)數(shù)個(gè)輻射單元，所述輻射單元包括有一支撐巴倫板(I)，其特征在于:所述支撐巴倫板(I)上設(shè)有兩組、每組兩個(gè)、呈正長(zhǎng)方形的金屬振子片(3);所述上下兩個(gè)金屬振子片(3)為一組，用于輻射垂直極化信號(hào)，所述左右兩個(gè)金屬振子片(3)為一組，用于輻射水平極化信號(hào)；所述上下兩個(gè)金屬振子片(3)之間設(shè)有第一饋電帶線(11)，所述左右兩個(gè)金屬振子片(3)之間設(shè)有第二饋電帶線(12);所述支撐巴倫板(I)上設(shè)有第一同軸電纜饋電(Ila)孔，所述第一同軸電纜饋電(I Ia)孔與第一饋電帶線(11)電連接；所述支撐巴倫板(I)上還設(shè)有第二同軸電纜饋電(12a)孔，所述第二同軸電纜饋電(12a)孔與第二饋電帶線(12)電連接； 所述每個(gè)金屬振子片(3)的邊緣設(shè)有外隔離圈(4)，所述每個(gè)金屬振子片(3)上靠近兩側(cè)分別設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的第一隔離阻斷孔(6)，所述每個(gè)金屬振子片(3)上的中部還設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的第二隔離阻斷孔(7)，第二隔離阻斷孔(7)均為矩形；所述外隔離圈(4)為半導(dǎo)體，所述第一隔離阻斷孔(6)以及第二隔離阻斷孔(7)內(nèi)均填充設(shè)有半導(dǎo)體； 所述每個(gè)金屬振子片(3)遠(yuǎn)離支撐巴倫板(I)的一側(cè)設(shè)有用于整流的整流結(jié)構(gòu)(5)，所述整流結(jié)構(gòu)(5)為矩形，所述整流結(jié)構(gòu)(5)包括有復(fù)數(shù)個(gè)并排設(shè)置的整流槽，整流槽之間設(shè)有整流道(51);所述整流槽內(nèi)也均填充設(shè)有半導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶天線，其特征在于:所述第一隔離阻斷孔(6)為平行矩形；所述第一隔離阻斷孔(6)的上下邊的長(zhǎng)度均為4_-7_。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶天線，其特征在于:所述半導(dǎo)體為砷化鎵半導(dǎo)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶天線，其特征在于:所述每個(gè)金屬振子片(3)的厚度為 2mm~2.5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶天線，其特征在于:所述第二隔離阻斷孔(7)的上下邊的長(zhǎng)度為22mm-25mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶天線，其特征在于:所述第一隔離阻斷孔(6)的數(shù)量為八個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶天線，其特征在于:所述第二隔離阻斷孔(7)的數(shù)量為五個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶天線，其特征在于:所述第一同軸電纜饋電(Ila)孔與第二同軸電纜饋電(12a)孔的距離大于4cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶天線，其特征在于:所述支撐巴倫板(I)為圓形；所述支撐巴倫板(I)為PCB板，其直徑為10cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬頻帶天線，其特征在于:所述金屬振子片(3)的寬為6cm。
【文檔編號(hào)】H01Q1/36GK104134851SQ201410316602
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月6日
【發(fā)明者】胡潔維 申請(qǐng)人:胡潔維