一种宽频辐射单元及天线阵列制造技术

一种宽频辐射单元及天线阵列，宽频辐射单元包括支撑巴伦、辐射臂、馈电芯、定位介质块、定位支撑卡扣、寄生辐射片和振子垫片，辐射臂位于支撑巴伦上方，支撑巴伦和辐射臂构成振子主体；馈电芯位于支撑巴伦的柱状孔中，由定位介质块包裹定位；振子垫片位于振子主体下方，寄生辐射片固定于定位支撑扣的上方，定位支撑卡扣固定于辐射臂的上方。天线阵列中，在每个辐射单元的支撑巴伦下面设置PCB凸柱，将PCB凸柱穿过反射板和PCB板后与微带接地块进行焊接，馈电芯的一端采用耦合馈电的方式与振子主体进行连接，另一端穿过反射板和PCB板后与微带线进行焊接。本发明专利技术的辐射单元装配简单、焊点少、背部PCB走线灵活，并具有更高互调稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到移动通信基站天线领域，具体是一种适用于宽频频段的宽频辐射单元及其相应天线阵列。
技术介绍
在蜂窝移动通信系统中，宽频智能天线是进行无线射频信号覆盖的主要部件，是整个移动收发系统中的重要组成部分，宽频智能天线性能的好坏直接关系到移动通信网络的整体性能。传统宽频智能天线辐射单元主要存在以下问题:1、辐射单元在2.5GHz以上频段的增益明显偏低，如专利号201010581310.9的中国专利就存在上述问题。2、使用场合受到限制，不能满足一些对互调要求高的场合，如专利号201010581310.9的中国专利就存在上述问题。3、如专利号2014120180463.6的中国专利还存在PCB正面焊点过多，PCB上面预留螺钉头避让孔，从而导致布线空间不足的问题，另外，振子上面没有固定馈芯的卡扣，也会导致当振子U形馈芯插焊在背面PCB上时很有可能发生纵向位移。4、还有一类振子，如专利号200910039398.9的中国专利提出的压铸一体成型的基站天线辐射振子，采用振子端直接和电缆焊接，应用于电缆馈电方案；该方案对于宽频智能多端口天线就会存在8套馈电网络，电缆的大量使用影响了整机的装配效率和辐射性能的一致性。此外，上述专利涉及的辐射单元在组成阵列时还存在交叉极化比、异极化和同极化隔离度等指标比较差的情况，对覆盖效果产生较大的影响。
技术实现思路
针对目前的宽频辐射单元普遍存在高频段增益不高，交叉极化比、异极化和同极化隔离度等指标比较差的情况，此外还有装配复杂，互调稳定性差等的诸多问题，本专利技术提出一种宽频辐射单元，该辐射单元可以明显克服上述诸多问题，使用此种辐射单元按照特定方式组成的天线阵列具有电路性能和辐射指标好，装配简单，互调稳定性高，综合性能优良的优势。本专利技术技术方案提供一种宽频辐射单元，包括支撑巴伦、辐射臂、馈电芯、定位介质块、定位支撑卡扣、寄生辐射片和振子垫片，所述辐射臂位于支撑巴伦上方，支撑巴伦和辐射臂构成振子主体；所述馈电芯位于支撑巴伦的柱状孔中，由定位介质块包裹定位；所述振子垫片位于振子主体下方，所述寄生辐射片固定于定位支撑扣的上方；所述定位支撑卡扣固定于辐射臂的上方，在固定馈电芯位置防止垂直方向位移的同时支撑寄生辐射片。而且，所述寄生辐射片采用铝合金或者其它非磁性金属材料，截面形状为圆形，圆环形或者其它中心对称的几何形状；寄生辐射片采用熔接技术固定于定位支撑卡扣的上方。而且，所述定位支撑卡扣采用POM或者其他强度不低于POM的低介电常数工程塑料，所述POM为聚甲醛。而且，所述辐射臂的对角长度为1/2个工作波长左右，所述支撑巴伦的高度为1/4个工作波长左右；所述支撑巴伦和辐射臂采用一体化压铸成型构成振子主体，材料为铝合金或者其他非磁性金属材料。而且，所述馈电芯和定位介质块采用镶件注塑工艺一体成型；馈电芯为U型结构，采用铝合金或者其他非磁性金属材料；定位介质块采用POM或者其他强度不低于POM的低介电常数工程塑料。而且，所述辐射臂中间设置镂空，所述辐射臂采用90°向下弯折形式。本专利技术还提供一种采用上述宽频辐射单元的天线阵列，将多个辐射单元安装在反射板上构成天线陈列，在每个辐射单元的支撑巴伦下面设置PCB凸柱，将PCB凸柱穿过反射板和PCB板后与微带接地块进行焊接，各馈电芯的一端采用耦合馈电的方式与振子主体进行连接，另一端穿过反射板和PCB板后与微带线进行焊接。而且，在反射板和PCB板之间设置绝缘塑胶垫，PCB凸柱穿过反射板、绝缘塑胶垫和PCB板后与微带接地块进行焊接，馈电芯的一端采用耦合馈电的方式与振子主体进行连接，另一端穿过反射板、绝缘塑胶垫和PCB板之后与微带线15进行焊接。而且，振子主体采用金属拉铆方式固定于反射板上，紧固件不突出PCB板，PCB板上没有紧固件安装孔。而且，每个宽频辐射单元中两个馈电芯和微带接地块的排布方向与辐射单元组阵的方向保持一致。本专利技术解决了目前宽频振子普遍存在的主要问题，具有电路性能和辐射指标好，装配简单，互调稳定性高等诸多优势，具有良好的可生产性。并且，本专利技术的支撑巴伦和辐射臂为一体化压铸成型构成振子主体，保证了制造公差，从而确保了电路和辐射参数的稳定性；介质定位块保证了馈电芯在福射单元内部的有效固定；福射单元采用90度折弯形式的辐射臂保证了方向图的稳定性和波宽收敛性；寄生辐射结构拓展了带宽，保证了高频段具有更高的方向性系数。这种辐射单元组成的宽频阵列天线具有优良的电路和辐射性能。本专利技术提供的宽频辐射单元所组成的阵列能够实现良好的信号覆盖效果，在3G和4G通信组网中发挥重要作用。【附图说明】图1为本专利技术实施例辐射单元的分解示意图。图2为本专利技术实施例辐射单元的剖面一示意图。图3为本专利技术实施例辐射单元的剖面二示意图。图4为本专利技术实施例辐射单元的仰视示意图。图5为本专利技术实施例辐射单元的侧视示意图。图6为本专利技术实施例辐射单元的俯视示意图。图7为本专利技术实施例天线阵列的结构示意图。图8为本专利技术实施例天线阵列的装配示意图。【具体实施方式】以下结合附图和实施例详细说明本专利技术的技术方案。如图1至图8所示，本实施例中所涉及的宽频辐射单元包括支撑巴伦4、辐射臂3、馈电芯6、定位介质块7、定位支撑卡扣2、寄生辐射片I和振子垫片5等。实施例提供的是双极化辐射单元，参见图6，所述辐射臂3有两对，交叉呈十字形分布，位于支撑巴伦4的上方，2个馈电芯6位于辐射单元内部(即支撑巴伦4之中)，对振子进行耦合馈电；所述支撑巴伦4和辐射臂3构成振子主体，振子垫片5位于振子主体下方(即支撑巴伦4的下方)，寄生辐射片I固定于定位支撑扣2的上方。参见图7，本领域中，通常将多个辐射单元安装在反射板上构成天线陈列，在支撑巴伦4下面设置PCB凸柱11，PCB凸柱11穿过反射板14和PCB板9后与微带接地块12进行焊接，PCB板为印制电路板。定位介质块7位于支撑巴伦4中，介质定位块7保证了馈电芯6在辐射单元内部的有效固定。具体实施时，I个馈电芯6可由4个定位介质块7包裹，即一个馈电芯6的两端分别采用2个定位介质块7实现包裹定位。 本实施例中的定位支撑卡扣2固定于辐射臂3的上方，既可以有效固定馈电芯6的位置，防止装配和焊接时产生垂直方向的位移，又可以起到支撑寄生辐射片I的作用，寄生辐射片I采用熔接技术或其它方式固定于定位支撑卡扣2的上方，定位支撑卡扣2采用POM(聚甲醛)或者其他强度不低于POM的低介电常数工程塑料。寄生辐射片I采用铝合金或者其它非磁性金属材料，截当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽频辐射单元，其特征在于：包括支撑巴伦、辐射臂、馈电芯、定位介质块、定位支撑卡扣、寄生辐射片和振子垫片，所述辐射臂位于支撑巴伦上方，支撑巴伦和辐射臂构成振子主体；所述馈电芯位于支撑巴伦的柱状孔中，由定位介质块包裹定位；所述振子垫片位于振子主体下方，所述寄生辐射片固定于定位支撑扣的上方；所述定位支撑卡扣固定于辐射臂的上方，在固定馈电芯位置防止垂直方向位移的同时支撑寄生辐射片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：季胜利，张申科，
申请(专利权)人：武汉虹信通信技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42