CN104377434B - 宽带基站天线辐射体 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基站天线辐射体。公开的基站天线辐射体包括：馈电部；以及多个辐射元件，其接收所述馈电部提供的馈电信号，其中所述多个辐射元件分别包括从所述馈电部获得+信号的第一导电部及从所述馈电部获得‑信号的第二导电部，所述第一导电部的终端连接有水平宽度随着远离所述第一导电部而逐渐增大的第一扩张部，所述第二导电部的终端连接有水平宽度随着远离所述第二导电部而逐渐增大的第二扩张部。根据本发明的基站天线辐射体，优点是可通过简单结构提高宽带特性。

Description

宽带基站天线辐射体

技术领域

本发明涉及一种向终端发送信号、并从终端接收信号并进行处理的基站天线辐射体。

背景技术

基站天线是与预先设定区域中的终端进行通信的天线，主要设置在大厦、高山等高处，与终端之间收发信号。

随着现在利用移动通信的无线通信服务正式开始提供数据，因此对高品质信息传递的需求也随之上升。由于无线通信需求的剧增与通信服务的高速化，出现了对宽带特性的需求。

随着这种趋势，设置在高处且用于与终端进行通信的基站天线也需要具备宽带特性。

基站天线通过改进匹配电路、反射板结构等，在一定程度上提高了宽带特性，但这些改进还不足以使得宽带特性满足当前多样化波段。

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种能够提高宽带特性的基站天线。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种基站天线辐射体，包括：馈电部；以及多个辐射元件，其接收所述馈电部提供的馈电信号，其中所述多个辐射元件分别包括从所述馈电部获得+信号的第一导电部及从所述馈电部获得-信号的第二导电部，所述第一导电部的末端连接有水平宽度随着远离所述第一导电部而逐渐增大的第一扩张部，所述第二导电部的末端连接有水平宽度随着远离所述第二导电部而逐渐增大的第二扩张部。

每个所述第一扩张部及所述第二扩张部的垂直宽度随着远离所述第一导电部及所述第二导电部而逐渐增大。

所述第一扩张部结合有宽度逐渐减小的第一缩小部，所述第二扩张部结合有宽度逐渐减小的第二缩小部。

所述第一扩张部与第一缩小部的结合体形状为菱形(diamond)，以及所述第二扩张部与所述第二缩小部的结合体形状为菱形(diamond)。

所述第一扩张部与所述第一缩小部的结合体上形成有第一缝隙，所述第二扩张部与所述第二缩小部的结合体上形成有第二缝隙。

所述基站天线辐射体还包括连接所述第一缩小部与所述第二缩小部的连接构件。

所述第一缩小部及所述第二缩小部的垂直宽度不变。

根据本发明的另一方面，提供一种基站天线辐射体，包括：馈电部；以及多个辐射元件，其接收所述馈电部提供的馈电信号。其中，所述多个辐射元件分别包括从所述馈电部获得+信号的第一导电部及从所述馈电部获得-信号的第二导电部，所述第一导电部的末端连接有垂直宽度随着远离所述第一导电部而逐渐增大的第一扩张部，所述第二导电部的末端连接有垂直宽度随着远离所述第二导电部而逐渐增大的第二扩张部。

根据权利要求8所述的基站天线辐射体，其特征在于：

所述第一扩张部的水平宽度及所述第二扩张部的水平宽度随着远离所述第一导电部及所述第二导电部的末端而逐渐增大。

技术效果

根据本发明的一个方面，优点是可通过简单结构提高宽带特性。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的用于基站天线的辐射体的平面图；

图2为根据本发明第一实施例的辐射体的剖面结构的示意图；

图3为根据本发明第二实施例的用于基站天线的辐射体的俯视图；

图4为根据本发明第三实施例的用于基站天线的辐射体的俯视图；

图5为根据本发明第三实施例的用于基站天线的辐射体的垂直剖面图；

图6为根据本发明第四实施例的用于基站天线的辐射体的俯视图；

图7为根据本发明第五实施例的用于基站天线的辐射体的结构的示意图；

图8为根据本发明第四实施例的基站天线辐射体的立体图；

图9为适用根据本发明第四实施例的辐射体的基站阵列天线的结构的示意图。

具体实施方式

本发明可进行多种变更，可有多种实施例，以下在附图中显示特定实施例并进行详细说明。但是这并非将本发明限定于特定的实施例，应理解为包括本发明的思想及技术范围所包括的所有变更、均等物以及替代物。在说明本发明的过程中若判断认为对相关公知技术的具体说明可能会混淆本发明的技术方案时省略相关具体说明。

图1为根据本发明第一实施例的用于基站天线的辐射体的俯视图。

如图1所示，根据本发明第一实施例的基站天线辐射体包括四个辐射元件100、102、104、106及馈电部110。各辐射元件100、102、104、106具有相同的结构。

各辐射元件100、102、104、106作为偶极子辐射体工作，辐射具有预先设定的极化方向的信号。各辐射元件100、102、104、106的极化信号将合成，图1所示辐射体通过极化的矢量合成来辐射具有+45度及-45度极化的信号。通过矢量合成辐射+45度及-45度极化信号的技术是公知技术，因此省略关于矢量合成工作的详细说明。

各辐射元件100、102、104、106包括第一导电部130及第二导电部132。第一导电部130从馈电部110获得+信号，具有向预定方向延伸的结构。第二导电部132从馈电部110获得-信号，与第一导电部130相隔预定距离且具有向与第一导电部130相同的方向延伸的结构。第一导电部130与第二导电部132分别作为获得+信号与-信号的偶极子辐射体的一部分工作。

第一导电部130的末端形成有与第一导电部130结合的第一扩张部140。另外，第二导电部132的末端形成有与第二导电部132结合的第二扩张部142。

第一扩张部140具有水平宽度逐渐增大的结构，第二扩张部142也同样具有水平宽度逐渐增大的结构。优选的是使第一扩张部140与第二扩张部142的结构相互对称，但并不限定于此。

第一扩张部140及第二扩张部142可以具有水平宽度逐渐增大的三角形结构。但第一扩张部140及第二扩张部142的形状不限于三角形，其形状可以是水平宽度逐渐增大的任何结构。

第一扩张部140及第二扩张部142上形成有缝隙(slot)140a、142a。形成缝隙140a、142a的目的在于降低辐射元件的重量。

通过水平宽度从分别获得+信号及-信号的各导电部130、132的末端逐渐增大的扩张部140、142以及下述辐射元件的垂直剖面结构，能够实现比一般基站天线更高的频带特性。

图2为根据本发明第一实施例的辐射体的剖面结构的示意图。

如图2所示，根据本发明第一实施例的辐射元件中扩张部140、142的垂直宽度也同样逐渐增大。即，辐射元件的第一扩张部140及第二扩张部142的垂直宽度随着远离导电部的末端而持续增大，在各扩张部140、142的末端处具有最大垂直宽度。

图3为根据本发明第二实施例的用于基站天线的辐射体的俯视图。

如图3所示，根据本发明第二实施例的基站天线辐射体包括四个辐射元件300、302、304、306及馈电部310，各辐射元件300、302、304、306具有相同的结构。

图3所示的辐射元件300、302、304、306也同样作为偶极子辐射体工作，通过矢量合成辐射+45度及-45度的极化信号。

各辐射元件300、302、304、306包括第一导电部330及第二导电部332。第一导电部330从馈电部310获得+信号，具有向预定方向延伸的结构。第二导电部332从馈电部310获得-信号，与第一导电部330相隔预定距离且具有向与第一导电部330相同的方向延伸的结构。第一导电部330与第二导电部332分别作为获得+信号与-信号的偶极子辐射体的一部分来工作。

第一导电部330的末端结合有第一扩张部340，第二导电部332的末端结合有第二扩张部342。

不同于图1所示的第一实施例，第二实施例的辐射体上没有形成缝隙，其内部是实心。若不形成缝隙，天线的重量更重，或者可以在特定情况下实现辐射体的小型化。

即，可以根据所需要的重量与辐射频率进行合理选择，以确定如第一实施例形成缝隙还是如第二实施例不形成缝隙。

第二实施例的天线辐射元件的垂直剖面与图2所示的第一实施例的辐射元件的垂直剖面相同。根据第一实施例与第二实施例的天线是水平剖面及垂直剖面通过扩张部而逐渐增大的结构，因此在更宽频带工作。

图4为根据本发明第三实施例的用于基站天线的辐射体的俯视图。

如图4所示，根据本发明第三实施例的基站天线辐射体包括四个辐射元件400、402、404、406及馈电部410，各辐射元件400、402、404、406具有相同的结构。

图4所示的辐射元件400、402、404、406也同样作为偶极子辐射体工作，通过矢量合成辐射+45度及-45度的极化信号。

各辐射元件400、402、404、406包括第一导电部430及第二导电部432。第一导电部430从馈电部410获得+信号，具有向预定方向延伸的结构。第二导电部432从馈电部410获得-信号，与第一导电部430相隔预定距离且具有向与第一导电部430相同的方向延伸的结构。

第一导电部430的末端形成有第一扩张部440，第二导电部432的末端形成有第二扩张部442。第一扩张部440的水平宽度随着远离第一导电部430的末端而增大，另外第二扩张部442的水平宽度随着远离第二导电部432的末端而增大。

第一扩张部440上结合有将第一扩张部440中逐渐增大的水平宽度逐渐缩小的第一缩小部460。第一缩小部460的形状与第一扩张部440相反，第一扩张部440与第一缩小部460的结合形状可以是菱形。

第二扩张部442上结合有将第二扩张部442中逐渐增大的水平宽度逐渐缩小的第二缩小部470。第二缩小部470的形状也同样与第二扩张部442相反，第二扩张部442与第二缩小部470的结合形状也可以是菱形。

辐射体的辐射频率由辐射体的长度决定，若为了实现目标辐射频率而不断增大第一扩张部440及第二扩张部442的长度，则会出现与其他辐射元件冲突的情况或紧挨其他辐射元件的情况。当某一辐射元件紧挨其他辐射元件时，辐射特性可能因不在设计范围内的耦合而出现失真。因此，目标带宽已确定时，为了在保持与其他辐射元件之间的距离的同时确保目标辐射频率而形成缩小部460、470。

扩张部440、442与缩小部460、470的尺寸可以由目标辐射频率及带宽确定。另外，第一扩张部440与第一缩小部460上形成有第一缝隙440a。第一缝隙440a的形状可以是第一扩张部440与第一缩小部460的结合形状即菱形，但并不限定于此。

第二扩张部442与第二缩小部470上也形成有缝隙即第二缝隙442a，第二缝隙442a的形状可以是第二扩张部442与第二缩小部470的结合形状即菱形，但并不限定于此。

形成于扩张部440、442及缩小部460、470的缝隙所起到的作用是在不明显影响辐射特性的同时降低基站天线的重量。

图5为根据本发明第三实施例的用于基站天线的辐射体的垂直剖面图。

如图5所示，扩张部440、442的垂直宽度也同样随着远离导电部430、432而增大。但垂直截面面积只增大至预先设定的位置，超过预先设定的位置后垂直截面面积保持不变。

逐渐增大垂直截面面积至预先设定位置的目的同样在于确保宽带，可根据目标带宽及尺寸确定截面面积持续增加的位置。

图6为根据本发明第四实施例的用于基站天线的辐射体的俯视图。

如图6所示，根据本发明第四实施例的用于基站天线的辐射体是在第三实施例的天线基础上增加了连接构件600的结构。

图6中连接构件600的一端结合于第一缩小部460的末端，连接构件600的另一端结合于第二缩小部470的末端，电连接第一缩小部460及第二缩小部470。

第一缩小部460及第二缩小部470是分别从第一导电部430及第二导电部432扩张出来的构成要素，连接构件600的功能是电连接第一导电部430及第二导电部432。

连接构件600是为了阻抗匹配而增加设置的构成要素，若不存在有关阻抗匹配的问题，则无需设置连接构件600。

根据第四实施例的辐射元件的垂直剖面可以具有与第三实施例的辐射元件的垂直剖面相同的结构。

图7为根据本发明第五实施例的用于基站天线的辐射体结构的俯视图。

如图7所示，根据本发明第五实施例的辐射体是第四实施例的天线中没有形成缝隙的结构。若天线重量为非重要考量因素，那么即使像图7所示的第五实施例省略缝隙也能够确保宽带特性。

图8为根据本发明第四实施例的基站天线辐射体的立体图。

如图8所示，从该立体图可知构成辐射体的四个辐射元件400、402、404、406分别具有扩张部440、442及缩小部460、470，扩张部440、442的垂直截面面积逐渐增大。

另外，还可知缩小部460、470的水平截面面积逐渐减小，但是垂直截面面积却保持不变。

图9为适用根据本发明第四实施例的辐射体的基站阵列天线的结构的示意图。

如图9所示，采用本发明辐射体的基站阵列天线是反射板900上排列有多个辐射体902、904、906、908、910的结构。

多个辐射体902、904、906、908、910分别接收到不同相位的信号，可通过调节馈电信号的相位来调节阵列天线辐射的信号的波束图案。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种基站天线辐射体，其特征在于，包括：

馈电部；以及

多个辐射元件，其接收所述馈电部提供的馈电信号，

其中，所述多个辐射元件分别包括从所述馈电部获得+信号的第一导电部及从所述馈电部获得-信号的第二导电部，所述第一导电部的末端连接有水平宽度随着远离所述第一导电部而逐渐增大的第一扩张部，所述第二导电部的末端连接有水平宽度随着远离所述第二导电部而逐渐增大的第二扩张部，

每个所述第一扩张部及所述第二扩张部的垂直宽度随着远离所述第一导电部及所述第二导电部而逐渐增大，

所述第一扩张部结合有宽度逐渐减小的第一缩小部，所述第二扩张部结合有宽度逐渐减小的第二缩小部，

所述第一缩小部及所述第二缩小部的垂直宽度不变。

2.根据权利要求1所述的基站天线辐射体，其特征在于：

所述第一扩张部与第一缩小部的结合体的形状为菱形，以及所述第二扩张部与所述第二缩小部的结合体的形状为菱形。

3.根据权利要求2所述的基站天线辐射体，其特征在于：

所述第一扩张部与所述第一缩小部的结合体上形成有第一缝隙，所述第二扩张部与所述第二缩小部的结合体上形成有第二缝隙。

4.根据权利要求1所述的基站天线辐射体，其特征在于，还包括：

连接构件，其连接所述第一缩小部与所述第二缩小部。