雙極化天線及其輻射單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通信天線，尤其涉及一種雙極化天線，以及應(yīng)用在該天線中的輻射單元。
【背景技術(shù)】
[0002]為了解決多運(yùn)營(yíng)商共享移動(dòng)通信系統(tǒng)所帶來(lái)的多頻段、多制式、干擾復(fù)雜等難題，并滿足人們對(duì)電磁污染容忍度越來(lái)越苛刻的要求，寬頻帶、高增益、小型化、高隔離度的雙極化基站天線的需求更加迫切。
[0003]全向天線具有全向輻射、架設(shè)方便的優(yōu)點(diǎn)，不管是在移動(dòng)通信系統(tǒng)建站初期的快速布置站點(diǎn)還是在網(wǎng)優(yōu)后期的查盲補(bǔ)漏都具有特殊的用途。以往的全向型基站天線以單極化為主，但現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)特別是4G LTE系統(tǒng)需要MMO (多路收發(fā))技術(shù)，雖然使用兩個(gè)傳統(tǒng)的單極化天線采用空間分集的方式可以實(shí)現(xiàn)，但這種分集方式需要站點(diǎn)的面積大，物業(yè)協(xié)調(diào)難，物業(yè)費(fèi)用高，對(duì)環(huán)境的視覺沖擊大。而采用±45°兩種極化形式實(shí)現(xiàn)極化分集的雙極化全向天線，其結(jié)構(gòu)緊湊，既滿足了 MHTO技術(shù)所要求的雙通道天線要求，又解決了天線難于與環(huán)境協(xié)調(diào)安裝的難題，減少居民對(duì)無(wú)線電磁環(huán)境的恐懼和抵觸。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，專利CN102447163提出了一個(gè)錐形振子+四個(gè)水平極化振子組成圓陣的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中錐形振子實(shí)現(xiàn)垂直極化功能，四個(gè)水平極化的振子圓陣實(shí)現(xiàn)水平極化功能。該技術(shù)對(duì)當(dāng)前雙極化全向天線技術(shù)具有廣泛的代表性，能夠?qū)崿F(xiàn)垂直/水平極化的功能，其缺點(diǎn)是:這類天線的尺寸較大，增益在2dBi左右，只能用于室內(nèi)分布系統(tǒng)對(duì)天線增益要求不高的情況，無(wú)法實(shí)現(xiàn)并饋組陣設(shè)計(jì)成高增益的室外基站天線。專利CN102142620給出了實(shí)現(xiàn)雙極化全向天線的另一種方式，即其中一個(gè)極化采用縫隙電磁耦合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直或水平的極化形式功能，在手持終端上得到了應(yīng)用，但縫隙天線的頻帶較窄，不能實(shí)現(xiàn)基站天線所要求的寬頻帶要求，其并饋饋電也較難實(shí)現(xiàn)，并沒有用在高增益全向室外基站天線的實(shí)用價(jià)值。US8031129B2給出了一種垂直/水平極化高增益全向天線，其垂直極化單元組成圓陣，而水平極化輻射單元置于圓心。該技術(shù)有兩個(gè)缺點(diǎn)，一是為了避免兩種極化的相互影響，天線尺寸會(huì)要求較大；二是雖然可以做成垂直/水平極化天線，但卻不能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信主流設(shè)計(jì)要求的±45°雙極化天線。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有的技術(shù)不能解決寬頻帶、高增益、緊湊型、高隔離的全向雙極化天線的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在解決上述技術(shù)瓶頸，提供一種輻射性能優(yōu)越的±45°雙極化天線，以及應(yīng)用在該天線中的輻射單元。
[0007]為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]—種輻射單元，其包括巴倫和由所述巴倫饋電與支撐的輻射體，所述輻射體包括兩個(gè)正交布置的半波振子，每個(gè)所述半波振子包括兩個(gè)振子臂，其中，每個(gè)所述振子臂開設(shè)有布置在該振子臂對(duì)稱軸上的主鏤空孔，分別屬于不同的半波振子的振子臂上的主鏤空孔的大小不同。優(yōu)選地，所述主鏤空孔布置在靠近所述振子臂的邊緣處。
[0009]進(jìn)一步地，所述振子臂還開設(shè)有在該振子臂對(duì)稱軸兩側(cè)的輔鏤空孔。優(yōu)選地，分別屬于不同的半波振子的振子臂上的輔鏤空孔的大小不同。
[0010]具體地，每個(gè)所述振子臂為具有一個(gè)獨(dú)立外輪廓角和兩個(gè)隙間外輪廓角的方形結(jié)構(gòu)，所述主鏤空孔布置在靠近所述獨(dú)立外輪廓角處，所述輔鏤空孔布置在靠近所述隙間外輪廓角處。
[0011]可選擇地，所述主鏤空孔為四邊形或五邊形；所述輔鏤空孔為四邊形或五邊形。
[0012]為提升隔離度，分別屬于不同的半波振子的相鄰的振子臂之間存在間隙，至少一個(gè)所述間隙設(shè)置有隔片。
[0013]所述隔片的大小由所述輻射體限定:所述隔片的上邊緣與該輻射單元的輻射體所在的平面平齊；該隔片的一個(gè)側(cè)邊緣與該輻射體的側(cè)邊緣平齊。
[0014]具體地，所述隔片由單層印刷銅箔的PCB板制成。
[0015]—種雙極化天線，其包括至少一個(gè)天線反射板和多個(gè)設(shè)置在所述天線反射板上的輻射單元，其中，其采用如前所述的輻射單元。
[0016]優(yōu)選地，每個(gè)天線反射板上設(shè)置η個(gè)所述輻射單元，η多4。
[0017]進(jìn)一步地，多個(gè)所述輻射單元分別在每個(gè)所述天線反射板上進(jìn)行線性排列。
[0018]更優(yōu)選地，兩個(gè)相鄰的所述輻射單元之間設(shè)置有垂直于所述天線反射板的隔離板。
[0019]具體地，所述隔離板由環(huán)弧形金屬片制成。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì):
[0021](I)本發(fā)明的輻射單元中兩個(gè)半波振子之間通過設(shè)置不同的鏤空結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的不對(duì)稱，用于提升該輻射單元的交叉極化比。
[0022](2)本發(fā)明的輻射單元中前述的不同的鏤空結(jié)構(gòu)主要通過分別屬于不同的半波振子的振子臂上的主鏤空孔的大小不同來(lái)體現(xiàn)，這種鏤空設(shè)計(jì)易于通過生產(chǎn)加工來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0023](3)本發(fā)明的輻射單元在相鄰的振子臂的間隙中設(shè)置隔片，能提升隔離度到30dB以上。
[0024](4)本發(fā)明的雙極化天線通過采用上述的輻射單元和優(yōu)化該輻射單元的組陣方式，有效提尚該天線的增益。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的輻射單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的雙極化天線第一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明的雙極化天線第二實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為本發(fā)明的雙極化天線第三實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0030]參考圖1，本發(fā)明的輻射單元I包括巴倫11和由該巴倫11饋電與支撐的輻射體12。具體地，所述輻射體12包括正交布置的第一半波振子121和第二半波振子122。
[0031]所述第一半波振子121包括兩個(gè)對(duì)稱的振子臂1211，每個(gè)所述振子臂1211為方形結(jié)構(gòu)，該方形結(jié)構(gòu)的其中一個(gè)角與所述巴倫11連接，其他三個(gè)角分別為一個(gè)不與其他振子臂相鄰的獨(dú)立外輪廓角1211d和兩個(gè)與其他振子臂相鄰的隙間外輪廓角1211e和隙間外輪廓角1211f。所述振子臂1211的對(duì)稱軸上開設(shè)有決定該振子臂1211輻射特性的主鏤空孔1211a，所述主鏤空孔1211a優(yōu)選開設(shè)在靠近所述獨(dú)立外輪廓角1211d的邊緣處；所述振子臂1211的對(duì)稱軸的兩側(cè)還開設(shè)有優(yōu)化該振子臂1211輻射特性的輔鏤空孔1211b和輔鏤空孔1211c，優(yōu)選地，所述輔鏤空孔1211b開設(shè)在靠近所述隙間外輪廓角1211e的邊緣處，所述輔鏤空孔1211c開設(shè)在靠近所述隙間外輪廓角1211f的邊緣處。
[0032]所述第二半波振子122包括兩個(gè)對(duì)稱的振子臂1221，所述振子臂1221的結(jié)構(gòu)和所述屬于第一半波振子121的振子臂1211的結(jié)構(gòu)類似:每個(gè)所述振子臂1221為方形結(jié)構(gòu)，該方形結(jié)構(gòu)的其中一個(gè)角與所述巴倫1