一种微带线调谐电路及基站天线制造技术

本发明专利技术公开了一种微带线调谐电路，该调谐电路由单层PCB电路板构成，所述单层PCB电路板由正面覆铜微带线、介质板和背面覆铜地板三部分组成；所述正面覆铜微带线包括：输入焊盘、输出焊盘，输入阻抗变换段、输出阻抗变换段，以及由并联的若干开路枝节构成的谐振器，上述谐振器通过发生“反谐振”消除超宽频辐射单元在对应频点附近因电磁模式转换引起的阻抗不连续现象，从而达到拓展阻抗带宽的目的。考虑到目前应用得最为广泛的基站天线辐射单元基本都工作在三阶模式以下，上述微带线调谐电路通过优化至合适的谐振频率，理论上适配几乎所有辐射单元，使阻抗带宽获得显著提升。本发明专利技术还提供一种基站天线。

A microstrip tuning circuit and base station antenna

【技术实现步骤摘要】
一种微带线调谐电路及基站天线
本专利技术涉及射频调谐电路
，特别是涉及一种具有通用性的超宽频基站天线(sub-6GHz)辐射单元阻抗匹配电路和实现方法。
技术介绍
无线通信进入5G时代，随着新的频谱资源如n74(1427～1518MHz)，n71(617～698MHz)等的开发利用，对基站天线(sub-6GHz)的工作带宽提出了更高的要求。与此同时，基站天线的小型化和集成化是解决密集组网环境下日益严重的扇区串扰和站址资源紧张问题的必由之路。基站天线在工作带宽内须满足较为严格的方向图指标和驻波、隔离、无源交调等电路指标。一方面，超宽频使基站天线辐射单元的阻抗匹配变得十分困难。通过设计多重谐振可以扩展阻抗带宽，实现更加宽频的匹配，这是目前基站天线行业设计超宽频辐射单元的主要方法。然而，上述方法存在局限：1)设计多重谐振并不容易，原因在于谐振模式和天线的辐射面结构及馈电方式并不是简单对应，且不同谐振模式间的交互影响十分敏感；2)多重谐振并非全频段阻抗匹配充分条件，每一处谐振对应着振子上电压/电流的一种特定分布模式，如果不同模式之间的转换不连续，就可能引发阻抗突变而使匹配失败。另一方面，更多的阵列集成在日益局促的天线内部，辐射单元之间的串扰会越来越严重。辐射单元之间通过共地电流、寄生电容/寄生电感、散射、二次辐射等机制发生复杂的电磁耦合，隔离遭到破坏，相互发射和接收，彼此互为边界，每个辐射单元匹配和接收/发射信号受到其它辐射单元的影响。不仅使驻波、隔离等电路参数难以达标，辐射方向图也会受到严重影响，造成增益下降、波形畸变、旁瓣抑制和前后比变差等问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种能消除超宽频辐射单元(sub-6GHz)在对应频点附近因电磁模式转换引起的阻抗不连续现象，从而拓展阻抗带宽的微带线调谐电路。本专利技术还提供一种超宽频基站天线。为达到以上目的，本专利技术采用如下技术方案。一种微带线调谐电路，其特征在于，由单层PCB电路板构成，所述单层PCB电路板由正面覆铜微带线、介质板和背面覆铜地板三部分组成；所述正面覆铜微带线包括：输入焊盘、输出焊盘，输入阻抗变换段、输出阻抗变换段，以及由并联的若干开路枝节构成的谐振器，所述谐振器连接在所属输入阻抗变换段和所述输出阻抗变换段之间，每一个所述开路枝节分别构成一个LC谐振电路，各所述开路枝节与所述输入阻抗变换段和所述输出阻抗变换段配合实现在对应频率附近的谐振。更为优选的是，所述单层PCB电路板在设计工作频率内的三阶交调指标优于-120dBm，所述介质板厚度在0.5～1.5mm，覆铜厚度在0.035±0.005mm。更为优选的是，所述背面覆铜地板通过金属过孔与所述输入焊盘、所述输出焊盘电气连接。更为优选的是，所述开路枝节的个数为一个、两个或三个以上。一种基站天线，包括若干辐射单元，其特征在于，在各所述辐射单元上连接有微带线调谐电路，利用所述微带线调谐电路在对应频率附近发生的谐振来消除因模式转换不连续造成的阻抗突变；所述对应频率为所述辐射单元的驻波峰值频率，所述谐振为削平驻波峰值的反谐振。更为优选的是，所述微带调谐电路如上所述。更为优选的是，所述微带线调谐电路的输入焊盘通过射频电缆接所述辐射单元的振子管脚或PCB馈线，所述微带线调谐电路的输出焊盘通过射频电缆与所述辐射单元的移相器或接头连接。更为优选的是，所述开路枝节的个数与所述辐射单元的驻波峰值数一致、且一一对应。更为优选的是，所述辐射单元为半波偶极子振子、全波折合振子、金属压铸振子或PCB振子。更为优选的是，所述辐射单元的工作频段包括：1427～1518MHz、617～698MHz和sub-6GHz频段。本专利技术的有益效果是：一、本专利技术提供的一种微带线调谐电路，与超宽频辐射单元结合时，能消除超宽频辐射单元(sub-6GHz)在对应频点附近因电磁模式转换引起的阻抗不连续现象，从而拓展阻抗带宽；同时，该电路采用常见的单层PCB微带线电路，具有工艺简单、成本低廉、易于批量实施的优点。二、本专利技术提供的一种基站天线，利用微带调谐电路进行“反谐振”，从而达到消除超宽频辐射单元因模式转换不连续造成的阻抗突变，达到削平波峰，改善驻波的目的；该方法具有通用性，适用于不同频率、不同种类、不同形式的天线振子。同时，反谐振采用易于批量实现的单层PCB微带线电路形式，有效缩短超宽频辐射单元的设计周期。三、上述微带调谐电路可用于多频紧凑天线阵列，实现辐射单元原位匹配，消除适配对天线阵列功率/相位分配的影响，改善方向图。附图说明图1所示为本专利技术实施例1提供的微带调谐电路三维示意图。图2所示为本专利技术实施例1提供的微带调谐电路正面示意图。图3所示为本专利技术实施例1提供的微带调谐电路背面示意图。图4所示为未采用微带线调谐电路的基站天线辐射单元驻波图。图5所示为采用微带线调谐电路的基站天线辐射单元驻波图。图6所示为微带线调谐电路应用示意图。附图标记说明：1：正面覆铜微带线，2：介质板，3：背面覆铜地板，4：金属过孔，5：辐射单元。1-1：输入焊盘，1-2：输出焊盘，1-3：输入阻抗变换段，1-4：输出阻抗变换段，1-5：三阶谐振器。具体实施方式下面结合说明书的附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的描述，使本专利技术的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。实施例1如图1所示，一种微带线调谐电路，其为单层PCB电路板，由正面覆铜微带线1、介质板2和背面覆铜地板3三部分组成。所述PCB电路板在设计工作频率内的三阶交调指标优于-120dBm(两路43dBm载波输入)，介质板厚度在0.5～1.5mm，覆铜厚度在0.035±0.005mm，以满足基站天线对功率容量、无源交调指标的要求。此外，为提高批量生产一致性，介质板2采用稳定性较高、批次差异较小板材和制造工艺。结合图2所示，所述正面覆铜微带线1由输入焊盘1-1、输出焊盘1-2，输入阻抗变换段1-3、输出阻抗变换段1-4，以及由并联的低频f1、中频f2、高频f3三个开路枝节组成的三阶谐振器1-5组成，每一个开路枝节分别构成一个LC谐振电路，通过对开路枝节和输入/输出阻抗变换段进行优化，实现在对应频率附近发生谐振。上述对开路枝节和输入/输出阻抗变换段进行优化的具体优化过程及优化方法均为本领域技术人员所掌握的普通技术知识，这里不再赘述。上述微带线调谐电路作为基站天线辐射单元阻抗匹配用途时，输入端通过射频电缆接振子管脚或PCB馈线，输出端通过射频电缆与移相器或接头连接，如图6所示。考虑到目前应用得最为广泛的基站天线辐射单元(如半波偶极子、全波折叠振子)基本都工作在三阶模式以下，上述微带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微带线调谐电路，其特征在于，由单层PCB电路板构成，所述单层PCB电路板由正面覆铜微带线、介质板和背面覆铜地板三部分组成；所述正面覆铜微带线包括：输入焊盘、输出焊盘，输入阻抗变换段、输出阻抗变换段，以及由并联的若干开路枝节构成的谐振器，所述谐振器连接在所属输入阻抗变换段和所述输出阻抗变换段之间，每一个所述开路枝节分别构成一个LC谐振电路，各所述开路枝节与所述输入阻抗变换段和所述输出阻抗变换段配合实现在对应频率附近的谐振。/n

【技术特征摘要】
1.一种微带线调谐电路，其特征在于，由单层PCB电路板构成，所述单层PCB电路板由正面覆铜微带线、介质板和背面覆铜地板三部分组成；所述正面覆铜微带线包括：输入焊盘、输出焊盘，输入阻抗变换段、输出阻抗变换段，以及由并联的若干开路枝节构成的谐振器，所述谐振器连接在所属输入阻抗变换段和所述输出阻抗变换段之间，每一个所述开路枝节分别构成一个LC谐振电路，各所述开路枝节与所述输入阻抗变换段和所述输出阻抗变换段配合实现在对应频率附近的谐振。


2.根据权利要求1所述的一种微带线调谐电路，其特征在于，所述单层PCB电路板在设计工作频率内的三阶交调指标优于-120dBm，所述介质板厚度在0.5～1.5mm，覆铜厚度在0.035±0.005mm。


3.根据权利要求1所述的一种微带线调谐电路，其特征在于，所述背面覆铜地板通过金属过孔与所述输入焊盘、所述输出焊盘电气连接。


4.根据权利要求1所述的一种微带线调谐电路，其特征在于，所述开路枝节的个数为一个、两个或三个以上。


5.一种基站天线，包括若干辐射单元，其特征在于，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文，丁元良，杨华，
申请(专利权)人：广东盛路通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44