高增益五邊形振子天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種高增益五邊形振子天線；通過優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設計，設計五邊形金屬振子片以及外圍設有半導體圈，以及金屬振子片上的結(jié)構(gòu)設計，其輻射信號流在金屬振子片流向長度和速度都得到較大改善，通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了近3000MHz，完全滿足4G對頻率要求標準，相對帶寬達到65.9%，且其具有良好的增益、前后比、交叉極化比特性。
【專利說明】高增益五邊形振子天線

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及天線領域，具體涉及一種高增益五邊形振子天線。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，4G網(wǎng)絡越來越普及，有些國家也出現(xiàn)了 5G網(wǎng)絡；從運營商的角度來講，為節(jié)省投資及考慮后續(xù)如何實現(xiàn)可擴容性、兼容性、多系統(tǒng)、多制式共存已越來越成為一種趨勢。如此對基站天線也提出了更高的要求，為滿足不同制式的頻率，200(Γ3000ΜΗζ頻段等超寬頻帶基站天線被廣泛提出；而要實現(xiàn)基站天線的寬帶化，首先要面臨的就是作為其核心部件的輻射單元的帶寬擴展問題，如何在整個寬帶頻帶內(nèi)，保持較高增益、波束收斂一致性、良好的前后比及高交叉極化比是一個不小的挑戰(zhàn)；尤其是超寬頻帶問題，滿足5G和4G(LTE)等高頻段要求的振子和以該振子制作的天線均是亟需要解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于克服以上所述的缺點，提供一種超寬輻射頻率、良好的前后比以及高交叉極化特性的高增益五邊形振子天線。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的具體方案如下:高增益五邊形振子天線，包括有反射板(2)，以及設于反射板上的復數(shù)個輻射單元，所述輻射單元包括有一支撐巴倫板，所述支撐巴倫板上設有上下兩個呈正五邊形的金屬振子片；所述上下兩個金屬振子片用于單極化信號；所述上下兩個金屬振子片之間設有第一饋電帶線；所述支撐巴倫板上設有第一同軸電纜饋電孔，所述第一同軸電纜饋電孔與第一饋電帶線電連接；
[0005]所述每個金屬振子片的邊緣設有外隔離圈，所述每個金屬振子片上靠近兩側(cè)分別設有復數(shù)個并排設置的第一隔離阻斷孔，所述每個金屬振子片上的中部還設有復數(shù)個并排設置的第二隔離阻斷孔，第二隔離阻斷孔均為圓形；所述外隔離圈為半導體，所述第一隔離阻斷孔以及第二隔離阻斷孔內(nèi)均填充設有半導體；
[0006]所述每個金屬振子片遠離支撐巴倫板的一側(cè)設有用于整流的整流結(jié)構(gòu)，所述整流結(jié)構(gòu)為三角形，所述整流結(jié)構(gòu)包括有復數(shù)個并排設置的整流槽，整流槽之間設有整流道；所述整流槽內(nèi)也均填充設有半導體；所述兩個相鄰的第二隔離阻斷孔之間還設有復數(shù)個阻擾孔，所述阻擾孔內(nèi)填充設有半導體。
[0007]其中，所述第一隔離阻斷孔為平行四邊形；所述第一隔離阻斷孔的上下邊的長度均為 4mm-7mnin
[0008]其中，所述半導體為砷化鎵半導體。
[0009]其中，所述每個金屬振子片的厚度為2mm-2.5mm。
[0010]其中，所述第一隔離阻斷孔的數(shù)量為六個。
[0011]其中，所述第二隔離阻斷孔的數(shù)量為五個。
[0012]其中，所述支撐巴倫板為圓形；所述支撐巴倫板為PCB板，其直徑為10cm。
[0013]其中，所述金屬振子片的每一條邊長為6cm。
[0014]本實用新型的有益效果為:通過優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設計，創(chuàng)造性的將半導體運用到振子片上，將半導體結(jié)構(gòu)與振子結(jié)合，通過不斷的實驗，設計五邊形金屬振子片以及外圍設有半導體圈，以及金屬振子片上的結(jié)構(gòu)設計，其輻射信號流在金屬振子片流向長度和速度都得到較大改善，通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了 3000MHz，完全滿足4G以及下一代5G對頻率要求標準，相對帶寬達到65.9%，且其具有良好的增益、前后比、交叉極化比特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的輻射單元的俯視圖；
[0016]圖2是圖1的局部放大圖；
[0017]圖3是輻射信號在遇到整流機構(gòu)的分流圖；
[0018]圖4是本實用新型的輻射單元的剖面圖；
[0019]圖5是本實用新型的帶寬仿真實驗數(shù)據(jù)圖；
[0020]圖6是本實用新型的增益仿真實驗數(shù)據(jù)圖；
[0021]圖7是本實用新型的俯視圖；
[0022]圖1至圖7中的附圖標記說明:
[0023]1-支撐巴倫板；10-收斂缺口 ；2_反射板；
[0024]11-第一饋電帶線；
[0025]Ila-第一同軸電纜饋電；
[0026]3-金屬振子片；
[0027]4-外隔離圈；
[0028]5-整流結(jié)構(gòu)；51_整流道；
[0029]6-第一隔離阻斷孔；
[0030]7-第二隔離阻斷孔；
[0031]9-阻擾孔。

【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的說明，并不是把本實用新型的實施范圍局限于此。
[0033]如圖1至圖7所示，本實施例所述的高增益五邊形振子天線，包括有反射板2，以及設于反射板上的復數(shù)個輻射單元，所述輻射單元包括有一支撐巴倫板1，所述支撐巴倫板I上設有上下兩個呈正五邊形的金屬振子片3 ;所述上下兩個金屬振子片3用于單極化信號；所述上下兩個金屬振子片3之間設有第一饋電帶線11 ;所述支撐巴倫板I上設有第一同軸電纜饋電Ila孔，所述第一同軸電纜饋電Ila孔與第一饋電帶線11電連接；所述每個金屬振子片3的邊緣設有外隔離圈4，所述每個金屬振子片3上靠近兩側(cè)分別設有復數(shù)個并排設置的第一隔離阻斷孔6，所述每個金屬振子片3上的中部還設有復數(shù)個并排設置的第二隔離阻斷孔7，第二隔離阻斷孔7均為圓形；所述外隔離圈4為半導體，所述第一隔離阻斷孔6以及第二隔離阻斷孔7內(nèi)均填充設有半導體；所述每個金屬振子片3遠離支撐巴倫板I的一側(cè)設有用于整流的整流結(jié)構(gòu)5，所述整流結(jié)構(gòu)5為三角形，所述整流結(jié)構(gòu)5包括有復數(shù)個并排設置的整流槽，整流槽之間設有整流道51 ;所述整流槽內(nèi)也均填充設有半導體。本實施例所述的高增益五邊形振子天線中，所述第一隔離阻斷孔6為平行四邊形；所述第一隔離阻斷孔6的上下邊的長度均為4mm-7mm。進一步的，第一同軸電纜饋電Ila孔的同軸電纜與其饋電連接后，與第一饋電帶線11連接實現(xiàn)饋電，輻射電流分布式擴散，其信號走向通過第一隔離阻斷孔6以及第二隔離阻斷孔7后，其具備了較高的收斂性和超高增益以及超寬的頻帶，通過計算機軟件仿真，其縱向增益達到了近13dBi ;所述第二隔離阻斷孔7均為圓形，使其具有良好的增益擴展性，橫向增益也接近6dBi ;通過計算機軟件仿真得知，圓形的第二隔離阻斷孔7能有效增加輻射信號流過時平穩(wěn)性，相對與有棱角的結(jié)構(gòu)更適合對輻射穩(wěn)定性要求高的振子需要；通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了3000MHz，遠高于目前4G頻率范圍，所述信號擾流較大的情況下，其在金屬振子片3遠離支撐巴倫板I的一側(cè)設有用于整流的整流結(jié)構(gòu)5，所述整流結(jié)構(gòu)5為三角形，所述整流結(jié)構(gòu)5包括有復數(shù)個并排設置的整流槽，整流槽之間設有整流道51，經(jīng)過整流通道，其具備了更加平穩(wěn)的邊緣輻射信號，通過計算機軟件仿真得知，使其增益更加穩(wěn)定，收斂比高，前后比突出的特點；所述每個金屬振子片3的邊緣設有外隔離圈4，所述外隔離圈4為半導體，外隔離圈4為半導體能有效增加振子隔離度，其通過計算機軟件仿真得知，其隔離度達到50db，遠高于普通振子，運用半導體的外隔離圈4，其還具備較優(yōu)的波束收斂一致性。所述第一隔離阻斷孔6以及第二隔離阻斷孔7內(nèi)均填充設有半導體，增加了增益性，進一步的增加了頻率帶寬，通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了近3000MHz ;通過優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設計，創(chuàng)造性的將半導體運用到振子片上，將半導體結(jié)構(gòu)與振子結(jié)合，通過不斷的實驗，設計五邊形金屬振子片3以及外圍設有半導體圈，以及金屬振子片3上的結(jié)構(gòu)設計，其輻射信號流在金屬振子片3流向長度和速度都得到較大改善，通過大量計算機軟件的仿真得出其具有工作頻帶達到了 3000MHz，完全滿足4G以及下一代5G對頻率要求標準，相對帶寬達到65.9%，且其具有良好的增益、前后比、交叉極化比特性。所述金屬振子片3呈正五邊形，可在保持最大振子片間距的情況下，使其電流展寬更寬，增加其頻率特性，增加帶寬。
[0034]本實施例所述的高增益五邊形振子天線中，所述半導體為砷化鎵半導體；通過實驗以及計算機軟件仿真得知，砷化鎵半導體的效果最佳，其優(yōu)良的半導體特性增加了本實用新型的頻帶范圍和提高了振子輻射穩(wěn)定性。
[0035]本實施例所述的高增益五邊形振子天線中，所述每個金屬振子片3的厚度為2mm-2.5mm ;通過多次的仿真實驗及結(jié)構(gòu)設計調(diào)整，當金屬振子片3的厚度為2mm_2.5mm時，其輻射電流最為平穩(wěn)，輻射最為穩(wěn)定，不易產(chǎn)生駐波等干擾波段，收斂性一致。
[0036]所述第二隔離阻斷孔7的直徑為8mm ;通過多次的仿真實驗及結(jié)構(gòu)設計調(diào)整，所述第二隔離阻斷孔7的直徑為8mm時，使其具有良好的增益擴展性，橫向增益也接近6dBi。所述第一隔離阻斷孔6的數(shù)量為六個；所述第二隔離阻斷孔7的數(shù)量為五個，通過計算機仿真，此數(shù)量時，其效果更佳。
[0037]所述支撐巴倫板I為圓形；所述支撐巴倫板I為PCB板，其直徑為1cm ;如此設計，通過計算機軟件仿真得知，其隔離度更大。
[0038]所述金屬振子片3的每一條邊長為6cm ;當每一條邊長為6cm時，其縱向長度正好為輻射波長的半波長度，因此其穩(wěn)定性好，不產(chǎn)生雜波。
[0039]本實施例所述的高增益五邊形振子天線中，所述兩個相鄰的第二隔離阻斷孔7之間還設有復數(shù)個阻擾孔9，所述阻擾孔9內(nèi)填充設有半導體；所述阻擾孔9能進一步增加擾流效果，增加帶寬，通過計算機軟件仿真得知，其能增加約3%帶寬。
[0040]本實施例所述的高增益五邊形振子天線中，所述外隔離圈4的靠近整流機構(gòu)的兩側(cè)設有V形的收斂缺口 10，其能有效增加收斂性和隔離度，通過計算機仿真，其表現(xiàn)有良好的收斂性。
[0041]以上所述僅是本實用新型的一個較佳實施例，故凡依本實用新型專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，包含在本實用新型專利申請的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高增益五邊形振子天線，包括有反射板(2)，以及設于反射板上的復數(shù)個輻射單元，所述輻射單元包括有一支撐巴倫板(I)，其特征在于:所述支撐巴倫板(I)上設有上下兩個呈正五邊形的金屬振子片(3);所述上下兩個金屬振子片(3)用于單極化信號；所述上下兩個金屬振子片(3)之間設有第一饋電帶線(11);所述支撐巴倫板(I)上設有第一同軸電纜饋電(I Ia)孔，所述第一同軸電纜饋電(I Ia)孔與第一饋電帶線(11)電連接； 所述每個金屬振子片(3)的邊緣設有外隔離圈(4)，所述每個金屬振子片(3)上靠近兩側(cè)分別設有復數(shù)個并排設置的第一隔離阻斷孔(6)，所述每個金屬振子片(3)上的中部還設有復數(shù)個并排設置的第二隔離阻斷孔(7)，第二隔離阻斷孔(7)均為圓形；所述外隔離圈(4)為半導體，所述第一隔離阻斷孔(6)以及第二隔離阻斷孔(7)內(nèi)均填充設有半導體； 所述每個金屬振子片(3)遠離支撐巴倫板(I)的一側(cè)設有用于整流的整流結(jié)構(gòu)(5)，所述整流結(jié)構(gòu)(5)為三角形，所述整流結(jié)構(gòu)(5)包括有復數(shù)個并排設置的整流槽，整流槽之間設有整流道(51);所述整流槽內(nèi)也均填充設有半導體；所述兩個相鄰的第二隔離阻斷孔(7)之間還設有復數(shù)個阻擾孔(9)，所述阻擾孔(9)內(nèi)填充設有半導體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高增益五邊形振子天線，其特征在于:所述第一隔離阻斷孔(6)為平行四邊形；所述第一隔離阻斷孔(6)的上下邊的長度均為4mm-7mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高增益五邊形振子天線，其特征在于:所述半導體為砷化鎵半導體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高增益五邊形振子天線，其特征在于:所述每個金屬振子片(3)的厚度為2mm_2.5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高增益五邊形振子天線，其特征在于:所述第一隔離阻斷孔(6)的數(shù)量為六個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高增益五邊形振子天線，其特征在于:所述第二隔離阻斷孔(7)的數(shù)量為五個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高增益五邊形振子天線，其特征在于:所述支撐巴倫板(O為圓形；所述支撐巴倫板(I)為PCB板,其直徑為10cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高增益五邊形振子天線，其特征在于:所述金屬振子片(3)的每一條邊長為6cm。
【文檔編號】H01Q1/36GK203983474SQ201420368244
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月6日
【發(fā)明者】胡科娜 申請人:寧波鎮(zhèn)海弘潤磁材科技有限公司