双极化天线装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及天线技术领域，尤其涉及应用于双极化天线装置。
【背景技术】
[0002] 当今，几乎每个人都有一部移动电话，移动电话不仅限于语音数据传输，还需要传 输高分辨率图像或多媒体。这要求对所有用户有非常高的数据速率。这引导移动通信服务 从2G到3G的开发，以及近几十年的LTE。提高数据速率的有效解决方案在于增大无线通信 应用的带宽。在另一方面，为了增加信道容量，以减少天线元件的数量并最小化基站天线的 安装区域，最可行的解决方案是应用极化分集的技术。因此，在无线通信系统中使用宽频带 双极化天线能够满足上述要求。
[0003] 发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中的宽频带双极化天线存在如下不 足：宽频带、低剖面特性仍然不够理想，且工作带宽内的辐射方向图不够稳定，不能适应于 不同的无线通信系统的基站天线。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种双极化天线装置，用以具备良好的宽频带、低剖面特性，且 提供工作带宽内稳定的辐射方向图，以适应于不同的无线通信系统的基站天线，该双极化 天线装置包括：
[0005] 正交放置的两对非对称偶极子天线单元；其中，每对非对称偶极子天线单元包括 两个偶极子，每个偶极子具有长度不相等的两个臂。
[0006] 一个实施例中，每个偶极子的两个臂之间的张角不等于180°。
[0007] -个实施例中，所有偶极子的较长的臂在物理上彼此连接。
[0008] -个实施例中，每个偶极子的开口端加设短截线。
[0009] -个实施例中，在每个偶极子的输出端口与功率分配器的输出端口之间还连接有 平衡转换器，所述平衡转换器在物理上支撑所连接的偶极子，且用于阻抗匹配以激发所连 接的偶极子。
[0010] 一个实施例中，所述平衡转换器为锥形形状，横截面较小的一端支撑所连接的偶 极子。
[0011] -个实施例中，所述平衡转换器向外倾斜地放置于接地平面之上，且所述平衡转 换器内侧的接地平面上设有矩形槽。
[0012] -个实施例中，所述双极化天线装置的高度为0. 22λ，其中λ为2. 2GHz频率处的 自由空间波长。
[0013] 本发明实施例中的双极化天线装置包括了正交放置的两对非对称偶极子天线单 元，其中每对非对称偶极子天线单元包括两个偶极子，每个偶极子具有长度不相等的两个 臂，使得该双极化天线装置具备良好的宽频带、低剖面特性，且提供工作带宽内稳定的辐射 方向图，以适应于不同的无线通信系统的基站天线。
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0015] 图1至图5示出了由传统偶极子天线演变为本发明实施例的双极化天线装置的示 意图；
[0016] 图6为本发明实施例中双极化天线装置的俯视示例图；
[0017] 图7为本发明实施例中平衡转换器的示意图；
[0018] 图8为本发明实施例中平衡转换器的俯视图；
[0019] 图9为本发明实施例中平衡转换器的仰视图；
[0020] 图10为本发明实施例中馈电网络的示意图；
[0021 ] 图11为本发明实施例中双极化天线的俯视示例图；
[0022] 图12为本发明实施例中双极化天线的侧视示例图；
[0023] 图13为本发明实施例中Sn和S22相对于频率的仿真结果图；
[0024] 图14为本发明实施例中S21相对于频率的仿真结果图；
[0025] 图15和图16为本发明实施例中双极化天线的辐射图。
【具体实施方式】
[0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发 明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并 不作为对本发明的限定。
[0027] 发明人考虑到，传统偶极子天线的臂长是相等的，这使得天线的宽频带、低剖面特 性不够理想，且工作带宽内的辐射方向图不够稳定，不能适应于不同的无线通信系统的基 站天线，因此在本发明实施例中提供一种双极化天线装置，该双极化天线装置包括正交放 置的两对非对称偶极子天线单元，其中每对非对称偶极子天线单元包括两个偶极子，每个 偶极子具有长度不相等的两个臂，这种配置能使该双极化天线装置具备良好的宽频带、低 剖面特性，且提供工作带宽内稳定的辐射方向图，以适应于不同的无线通信系统的基站天 线，尤其适应于LTE基站天线。
[0028] 具体实施时，本发明实施例的双极化天线装置中，两对非对称偶极子天线单元正 交放置，可以实现双极化。本发明实施例的双极化天线装置为增强宽频带特征，使用了非对 称的偶极子臂长度来控制天线阻抗。具体的，每对非对称偶极子天线单元包括两个偶极子， 每个偶极子包括两个臂，其中一个臂较短，另一个臂较长。这与传统偶极子天线的臂长相等 不同。
[0029] 图1至图5示出了由传统偶极子天线演变为本发明实施例的双极化天线装置的示 意图。图1中为传统的定向偶极子，可以看到，偶极子的两个臂1和2的长度是相同的。这 样为了具有优良的辐射特性，偶极子应被放置在高于地面〇. 25λ。。图2为本发明实施例的 双极化天线装置的偶极子示意图，可以看到，偶极子的两个臂3和4的长度不相等。
[0030] 与传统偶极子大部分是平面的几何形状类似，本发明实施例中的偶极子也可以是 平面的几何形状，该平面的几何形状是指偶极子的两个臂延伸于一条直线上，即偶极子的 两个臂之间的张角等于180°。在一个实施例中，为了对减小高度有利，也可以使偶极子具 备弯曲的几何形状，实施时每个偶极子的两个臂之间的张角不等于180°。如图3所示，将 偶极子的两个臂3和5进行弯曲。双极化天线装置的偶极子臂弯曲形状可以使双极化天线 装置具备低剖面的特性，两个臂弯曲后的偶极子放置在接地面之上可以使双极化天线装置 提供带有低剖面特性的定向辐射图。并且偶极子臂的弯曲形状能减小天线高度，从而能在 设计天线阵时，大大减低天线的整体厚度，特别有利于拥有电调功能的天线设计上。
[0031] 为了具有一对非对称的偶极子元件，提供图4所示结构，图4中提供一对非对称偶 极子天线单元，其中两个偶极子，一个偶极子具有长度不相等的两个臂3和5,另一个偶极 子具有长度不相等的两个臂7和6 ;该结构不仅实现了低剖面，而且还具有宽频带特性。
[0032] 上述正交放置的两对非对称偶极子天线单元，每对非对称偶极子天线单元包括两 个偶极子，每个偶极子具有长度不相等的两个臂，该结构使双极化天