雙極化天線裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及應用于雙極化天線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 當今，幾乎每個人都有一部移動電話，移動電話不僅限于語音數(shù)據(jù)傳輸，還需要傳 輸高分辨率圖像或多媒體。這要求對所有用戶有非常高的數(shù)據(jù)速率。這引導移動通信服務 從2G到3G的開發(fā)，以及近幾十年的LTE。提高數(shù)據(jù)速率的有效解決方案在于增大無線通信 應用的帶寬。在另一方面，為了增加信道容量，以減少天線元件的數(shù)量并最小化基站天線的 安裝區(qū)域，最可行的解決方案是應用極化分集的技術(shù)。因此，在無線通信系統(tǒng)中使用寬頻帶 雙極化天線能夠滿足上述要求。
[0003] 發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中的寬頻帶雙極化天線存在如下不 足：寬頻帶、低剖面特性仍然不夠理想，且工作帶寬內(nèi)的輻射方向圖不夠穩(wěn)定，不能適應于 不同的無線通信系統(tǒng)的基站天線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例提供一種雙極化天線裝置，用以具備良好的寬頻帶、低剖面特性，且 提供工作帶寬內(nèi)穩(wěn)定的輻射方向圖，以適應于不同的無線通信系統(tǒng)的基站天線，該雙極化 天線裝置包括：
[0005] 正交放置的兩對非對稱偶極子天線單元；其中，每對非對稱偶極子天線單元包括 兩個偶極子，每個偶極子具有長度不相等的兩個臂。
[0006] 一個實施例中，每個偶極子的兩個臂之間的張角不等于180°。
[0007] -個實施例中，所有偶極子的較長的臂在物理上彼此連接。
[0008] -個實施例中，每個偶極子的開口端加設短截線。
[0009] -個實施例中，在每個偶極子的輸出端口與功率分配器的輸出端口之間還連接有 平衡轉(zhuǎn)換器，所述平衡轉(zhuǎn)換器在物理上支撐所連接的偶極子，且用于阻抗匹配以激發(fā)所連 接的偶極子。
[0010] 一個實施例中，所述平衡轉(zhuǎn)換器為錐形形狀，橫截面較小的一端支撐所連接的偶 極子。
[0011] -個實施例中，所述平衡轉(zhuǎn)換器向外傾斜地放置于接地平面之上，且所述平衡轉(zhuǎn) 換器內(nèi)側(cè)的接地平面上設有矩形槽。
[0012] -個實施例中，所述雙極化天線裝置的高度為0. 22λ，其中λ為2. 2GHz頻率處的 自由空間波長。
[0013] 本發(fā)明實施例中的雙極化天線裝置包括了正交放置的兩對非對稱偶極子天線單 元，其中每對非對稱偶極子天線單元包括兩個偶極子，每個偶極子具有長度不相等的兩個 臂，使得該雙極化天線裝置具備良好的寬頻帶、低剖面特性，且提供工作帶寬內(nèi)穩(wěn)定的輻射 方向圖，以適應于不同的無線通信系統(tǒng)的基站天線。
【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：
[0015] 圖1至圖5示出了由傳統(tǒng)偶極子天線演變?yōu)楸景l(fā)明實施例的雙極化天線裝置的示 意圖；
[0016] 圖6為本發(fā)明實施例中雙極化天線裝置的俯視示例圖；
[0017] 圖7為本發(fā)明實施例中平衡轉(zhuǎn)換器的示意圖；
[0018] 圖8為本發(fā)明實施例中平衡轉(zhuǎn)換器的俯視圖；
[0019] 圖9為本發(fā)明實施例中平衡轉(zhuǎn)換器的仰視圖；
[0020] 圖10為本發(fā)明實施例中饋電網(wǎng)絡的示意圖；
[0021 ] 圖11為本發(fā)明實施例中雙極化天線的俯視示例圖；
[0022] 圖12為本發(fā)明實施例中雙極化天線的側(cè)視示例圖；
[0023] 圖13為本發(fā)明實施例中Sn和S22相對于頻率的仿真結(jié)果圖；
[0024] 圖14為本發(fā)明實施例中S21相對于頻率的仿真結(jié)果圖；
[0025] 圖15和圖16為本發(fā)明實施例中雙極化天線的輻射圖。
【具體實施方式】
[0026] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本發(fā) 明實施例做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并 不作為對本發(fā)明的限定。
[0027] 發(fā)明人考慮到，傳統(tǒng)偶極子天線的臂長是相等的，這使得天線的寬頻帶、低剖面特 性不夠理想，且工作帶寬內(nèi)的輻射方向圖不夠穩(wěn)定，不能適應于不同的無線通信系統(tǒng)的基 站天線，因此在本發(fā)明實施例中提供一種雙極化天線裝置，該雙極化天線裝置包括正交放 置的兩對非對稱偶極子天線單元，其中每對非對稱偶極子天線單元包括兩個偶極子，每個 偶極子具有長度不相等的兩個臂，這種配置能使該雙極化天線裝置具備良好的寬頻帶、低 剖面特性，且提供工作帶寬內(nèi)穩(wěn)定的輻射方向圖，以適應于不同的無線通信系統(tǒng)的基站天 線，尤其適應于LTE基站天線。
[0028] 具體實施時，本發(fā)明實施例的雙極化天線裝置中，兩對非對稱偶極子天線單元正 交放置，可以實現(xiàn)雙極化。本發(fā)明實施例的雙極化天線裝置為增強寬頻帶特征，使用了非對 稱的偶極子臂長度來控制天線阻抗。具體的，每對非對稱偶極子天線單元包括兩個偶極子， 每個偶極子包括兩個臂，其中一個臂較短，另一個臂較長。這與傳統(tǒng)偶極子天線的臂長相等 不同。
[0029] 圖1至圖5示出了由傳統(tǒng)偶極子天線演變?yōu)楸景l(fā)明實施例的雙極化天線裝置的示 意圖。圖1中為傳統(tǒng)的定向偶極子，可以看到，偶極子的兩個臂1和2的長度是相同的。這 樣為了具有優(yōu)良的輻射特性，偶極子應被放置在高于地面〇. 25λ。。圖2為本發(fā)明實施例的 雙極化天線裝置的偶極子示意圖，可以看到，偶極子的兩個臂3和4的長度不相等。
[0030] 與傳統(tǒng)偶極子大部分是平面的幾何形狀類似，本發(fā)明實施例中的偶極子也可以是 平面的幾何形狀，該平面的幾何形狀是指偶極子的兩個臂延伸于一條直線上，即偶極子的 兩個臂之間的張角等于180°。在一個實施例中，為了對減小高度有利，也可以使偶極子具 備彎曲的幾何形狀，實施時每個偶極子的兩個臂之間的張角不等于180°。如圖3所示，將 偶極子的兩個臂3和5進行彎曲。雙極化天線裝置的偶極子臂彎曲形狀可以使雙極化天線 裝置具備低剖面的特性，兩個臂彎曲后的偶極子放置在接地面之上可以使雙極化天線裝置 提供帶有低剖面特性的定向輻射圖。并且偶極子臂的彎曲形狀能減小天線高度，從而能在 設計天線陣時，大大減低天線的整體厚度，特別有利于擁有電調(diào)功能的天線設計上。
[0031] 為了具有一對非對稱的偶極子元件，提供圖4所示結(jié)構(gòu)，圖4中提供一對非對稱偶 極子天線單元，其中兩個偶極子，一個偶極子具有長度不相等的兩個臂3和5,另一個偶極 子具有長度不相等的兩個臂7和6 ;該結(jié)構(gòu)不僅實現(xiàn)了低剖面，而且還具有寬頻帶特性。
[0032] 上述正交放置的兩對非對稱偶極子天線單元，每對非對稱偶極子天線單元包括兩 個偶極子，每個偶極子具有長度不相等的兩個臂，該結(jié)構(gòu)使雙極化天