采用非对称振子的天线振子单元制造技术

本发明专利技术提供了一种采用非对称振子的天线振子单元，包括：第一振子臂对，其包括第一振子臂和第二振子臂；第二振子臂对，其包括第三振子臂和第四振子臂；馈电模块，第一、第二振子臂对通过馈电模块连接至射频设备；其中，第一、第二振子臂对相互正交，并且第一和／或第二振子臂对为非对称结构。本发明专利技术通过非对称结构的振子天线，进而补偿因馈电方式导致的馈电不平衡，使得非对称振子天线的水平方向图对称，提高了交叉极化鉴别率。另外，因为将振子和其馈电点／片作为一个整体进行设计，避免了对进行天线额外的补偿，从而提供对称的辐射方向。采用本发明专利技术的非对称振子天线，可以减少隔离墙的使用，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
采用非对称振子的天线振子单元
本专利技术概括而言涉及无线通信领域，更具体而言，涉及一种采用非对称振子的天线振子单元。
技术介绍
目前，在通信网络建设和维护工作中，如何解决网络高话务量密度区的容量和干扰问题，提高全网的接通率，降低掉话率和提高通话质量，已经成为近期工作的重点和难点。采用合适的天线技术将是能够有效地控制覆盖范围，降低同频干扰和改善手机信号的接收效果的方法之一。图1所示为现有的双极化基站天线单元，由其组合成阵列，形成+45°和-45°方向相互正交的双极化天线阵，同时工作在收发双工模式下。基站天线由振子组阵构成，每个振子包括4个振子臂11、12、13和14，其中两个以+45度极化方向工作，另外两个以_45度极化方向工作。通常地，作为基站天线的振子的辐射单元，这四个振子臂的长度相同且形状也相同。当前，在基站天线的设计中，往往要求方向图(Azimuth pattern)尽可能地对称，以得到较好的小区容量和覆盖，并使得从一个小区到另外一个小区的不必要的分散辐射最小化，从而提升小区覆盖的效果。设计与使用方向图对称的天线阵列的另外一个关键原因是交叉极化鉴别率(cross polarization discrimination,简称XPD)会随着对称性的提升而提升。图1显示了现有技术中的对称的天线振子单元的示例。因为振子馈电的不平衡，由这些对称振子组成的阵列的水平方向图将不对称，进而造成较低的交叉极化鉴别率。图2a为现有技术中，采用隔离墙和对称的天线振子单元的阵列示意图。虽然采用隔离墙21可以有效实现方向图的对称，但是采用隔离墙21后，天线系统具有以下缺点:(I)隔离墙21影响振子22的电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR),如此造成阻抗不匹配，还影响整个天线阵列的VSWR ； (2)隔离墙21干扰其附近的振子22的幅度和相位的分布，这将导致垂直面上的旁瓣电平较高，对相邻小区产生干扰；(3)安装隔离墙21，需要增加人力物力，增加了成本；还会导致互调信号的产生，对系统造成干扰；(4)由于隔离墙21的数量较大，加之加工过程中的不确定性，给天线系统的工作带来了不稳定性。另外，隔离墙21对阵列中单个振子22的阻抗存在影响，如图2b、2c所示。图2b为现有技术中未采用隔离墙对阻抗造成影响的示意图；图2c为现有技术中采用隔离墙对阻抗造成影响的示意图。由图2c可知，采用隔离墙21后，阻抗曲线会比较发散，在应用中难以调试。因此，亟需一种稳定性高、经济的天线系统。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种采用非对称振子的天线振子单元。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种第一振子臂对，其包括第一振子臂和第二振子臂；第二振子臂对，其包括第三振子臂和第四振子臂；馈电模块，所述第一、第二振子臂对通过所述馈电模块连接至射频设备；其中，所述第一、第二振子臂对相互正交，并且所述第一和/或第二振子臂对为非对称结构。根据本专利技术的一个实施例，从所述馈电模块到所述第一振子臂末端的电长度小于从所述馈电模块到所述第二振子臂末端的电长度，其中，所述第一振子臂的末端处设有第一金属棒，用于增大所述第一振子臂的有效电长度，其中，所述第一振子臂的有效电长度为所述第一金属棒对应的电长度与所述第一振子臂的电长度之和；和/或从所述馈电模块到所述第三振子臂末端的电长度小于从所述馈电模块到所述第四振子臂末端的电长度，其中，所述第三振子臂的末端处设有第二金属棒，用于增大所述第三振子臂的有效电长度，其中，所述第三振子臂的有效电长度为所述第二金属棒对应的电长度与所述第三振子臂的电长度之和。根据本专利技术的一个实施例，所述第一振子臂的有效电长度大于等于八分之一波长且小于等于二分之一波长；和/或所述第三振子臂的有效电长度大于等于八分之一波长且小于等于二分之一波长。根据本专利技术的一个实施例，所述第一振子臂的电长度等于所述第二振子臂的电长度，其中，所述第一振子臂的臂长比所述第二振子臂长；和/或所述第三振子臂的电长度等于所述第四振子臂的电长度，其中，所述第三振子臂的臂长比所述第四振子臂长。根据本专利技术的一个实施例，所述第一、第二振子臂的长度之差小于等于八分之一波长；和/或所述第三、第四振子臂的长度之差小于等于八分之一波长。根据本专利技术的一个实施例，所述第一振子臂的电长度小于所述第二振子臂的电长度，所述第三振子臂的电长度小于所述第四振子臂的电长度，所述馈电模块包括至少两个馈电片，所述第一、第二振子臂对利用馈电片，通过耦合方式进行馈电；其中，所述第一、第三振子臂的末端分别设有第一、第三金属吊角，用于增大所述第一、第三振子臂的有效电长度。根据本专利技术的一个实施例，所述第一金属吊角有效电长度与所述第一振子臂的有效电长度之和大于等于八分之一波长且小于等于二分之一波长；以及所述第二金属吊角的馈电有效距离与所述第三振子臂的馈电有效距离之和大于等于八分之一波长且小于等于二分之一波长。根据本专利技术的一个实施例，所述半波振子天线由金属制成；或者由金属附着在非金属上来实现。本专利技术通过设计非对称结构的振子天线，进而补偿因馈电方式导致的馈电不平衡，使得非对称振子天线的水平方向图对称，提高了交叉极化鉴别率。另外，因为将振子和其馈电点/片作为一个整体进行设计，避免了对进行天线额外的补偿，从而提供对称的辐射方向。采用本专利技术的非对称振子天线，可以减少隔离墙的使用，降低了成本。【附图说明】通过以下参考下列附图所给出的本专利技术的【具体实施方式】的描述之后，将更好地理解本专利技术，并且本专利技术的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。在附图中:图1为现有技术中对称的天线振子单元的示意图；图2a为现有技术中，采用隔离墙和对称的天线振子单元的阵列示意图；图2b为现有技术未采用隔离墙对阻抗造成影响的示意图；图2c为现有技术采用隔离墙对阻抗造成影响的示意图；图3a为依据本专利技术一个实施例的非对称振子顶端示意图；图3b为依据本专利技术一个实施例的非对称振子整体示意图；图3c为本专利技术实施例的另一种实现方式；图3d为本专利技术实施例的另一种实现方式；图4a为现有技术中对称振子单元的方向图的仿真图；图4b为依据本专利技术一个实施例的非对称振子单元的仿真示意图。【具体实施方式】下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。现有技术中，由于馈电造成天线振子单元的方向图不对称，实质上是每个振子臂在传输电磁波时的电长度不一致。电长度是传输线的物理长度与传输波长(在传输线中)的比值。譬如说，物理长度为Im的传输线，对于波长分别为IOcm和Icm的两个电磁波，电长度分别为10和100，也就是说:在一米的传输线上波长为IOcm的波变化了 10个周期，而波长为Icm的波变化了 100个周期。显然，相同物理长度上电磁波变化越频繁，电长度越大。换句话说，在传输同一电磁波的条件下，电长度由振子的臂长以及馈电点至振子臂的距离决定。图3a为依据本专利技术一个实施例的非对称天线振子单元的顶端示意图。振子30制作于PCB板上，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用非对称振子的天线振子单元，其特征在于，包括：第一振子臂对，其包括第一振子臂和第二振子臂；第二振子臂对，其包括第三振子臂和第四振子臂；馈电模块，所述第一、第二振子臂对通过所述馈电模块连接至射频设备；其中，所述第一、第二振子臂对相互正交，并且所述第一和／或第二振子臂对为非对称结构。

【技术特征摘要】
1.一种采用非对称振子的天线振子单元，其特征在于，包括: 第一振子臂对，其包括第一振子臂和第二振子臂； 第二振子臂对，其包括第三振子臂和第四振子臂； 馈电模块，所述第一、第二振子臂对通过所述馈电模块连接至射频设备； 其中，所述第一、第二振子臂对相互正交，并且所述第一和/或第二振子臂对为非对称结构。2.如权利要求1所述的天线振子单元，其特征在于，从所述馈电模块到所述第一振子臂末端的电长度小于从所述馈电模块到所述第二振子臂末端的电长度，其中，所述第一振子臂的末端处设有第一金属棒，用于增大所述第一振子臂的有效电长度，其中，所述第一振子臂的有效电长度为所述第一金属棒对应的电长度与所述第一振子臂的电长度之和；和/或 从所述馈电模块到所述第三振子臂末端的电长度小于从所述馈电模块到所述第四振子臂末端的电长度，其中，所述第三振子臂的末端处设有第二金属棒，用于增大所述第三振子臂的有效电长度，其中，所述第三振子臂的有效电长度为所述第二金属棒对应的电长度与所述第三振子臂的电长度之和。3.如权利要求2所述的天线振子单元，其特征在于， 所述第一振子臂的有效电长度大于等于八分之一波长且小于等于二分之一波长；和/或 所述第三振子臂的有效电长度大于等于八分之一波长且小于等于二分之一波长。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金菊，李耀焕，
申请(专利权)人：安弗施无线射频系统上海有限公司，
类型：发明
国别省市：