CN105206913A - 天线单元、双频天线单元和天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线单元、双频天线单元和天线，其中该天线单元包括：第一辐射体、第二辐射体、馈电装置、第一支撑体、反射板和至少一个第二支撑体；第一辐射体与馈电装置连接；第一支撑体连接第一辐射体的下表面和反射板的上表面，用于固定第一辐射体在反射板上；第二辐射体位于第一辐射体的正上方；至少一个第二支撑体连接第一辐射体的上表面和第二辐射体的下表面，用于固定第二辐射体在第一辐射体上。从而实现天线单元的超宽频带辐射特性。

Description

天线单元、双频天线单元和天线

技术领域

本发明实施例涉及移动通信等无线通信领域，尤其涉及一种天线单元、双频天线单元和天线。

背景技术

第二代(2^thGeneration，简称2G)、3G和4G多频段多制式协同组网是移动通信网络的发展趋势。基站天线是移动通信系统的关键配套设备之一，而天线单元又是组成基站天线的核心部件。

图1为现有技术提供的一种天线单元结构示意图，如图1所示，天线单元是由四个对称振子依次排列成碗状或方斗状或其它形状，相对的两个对称振子为一组，两两一组同相或反相馈电形成±45°极化辐射波的低频天线单元；或者低频天线单元与高频天线单元相互嵌套排布组成双频双极化天线。然而，现有技术所提供的天线单元呈现较窄的频带特性。

发明内容

本发明实施例提供一种天线单元、双频天线单元和天线，实现天线单元的超宽频带辐射特性。

第一方面，本发明实施例提供一种天线单元，包括：第一辐射体、第二辐射体、馈电装置、第一支撑体、至少一个第二支撑体和反射板；所述第一辐射体与所述馈电装置连接；所述第一支撑体连接所述第一辐射体的下表面和所述反射板的上表面，用于固定所述第一辐射体在所述反射板上；所述第二辐射体位于所述第一辐射体的正上方；所述至少一个第二支撑体连接所述第一辐射体的上表面和所述第二辐射体的下表面，用于固定所述第二辐射体在所述第一辐射体上。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实施方式中，所述第一辐射体和所述第二辐射体均为中心对称结构。

结合第一方面的第一种可能实施方式，在第一方面的第二种可能实施方式中，所述第一辐射体为平面结构或者立体结构，所述第二辐射体为平面结构或者立体结构。

结合第一方面的第一种可能实施方式或第二种可能实施方式，在第一方面的第三种可能实施方式中，还包括：所述第一辐射体上设置n条等间隔窄缝隙，所述n条等间隔窄缝隙将所述第一辐射体分割成n个辐射壁，所述n个辐射壁在所述第一辐射体的对称中心处相连接，n≥2；每个所述窄缝隙的边缘上设置有馈电点；所述馈电装置包括n条馈电分支，n条所述馈电分支与所述n个等间隔窄缝隙一一对应，并通过每个所述窄缝隙上的所述馈电点进行馈电。

结合第一方面的第三种可能实施方式，在第一方面的第四种可能实施方式中，所述辐射壁的外边长度为1/2波长，所述第一辐射体的周长为n/2个波长。

结合第一方面的第四种可能实施方式，在第一方面的第五种可能实施方式中，每个所述辐射壁包括平面部分和翻折部分；其中所述平面部分与所述翻折部分连接，所述平面部分位于每个所述辐射壁靠近所述对称中心处，所述翻折部分位于每个所述辐射壁的边缘处。

结合第一方面的第五种可能实施方式，在第一方面的第六种可能实施方式中，所述翻折部分相对所述平面部分可向上翻折或者可向下翻折或者可向上和向下同时翻折。

结合第一方面的第四种可能实施方式，在第一方面的第七种可能实施方式中，每个所述辐射壁边缘向所述对称中心处凹陷。

第二方面，本发明实施例提供一种双频天线单元，包括：高频天线单元和第一方面至第一方面的第七种可能方式中的任一种所述的天线单元；所述高频天线单元包括：巴伦支撑体、辐射体和馈电装置；其中所述天线单元的所述第二辐射体作为所述高频天线单元的反射板；所述辐射体与所述馈电装置连接；所述支撑体连接所述辐射体的下表面和所述第二辐射体的上表面，用于固定所述辐射体在所述第二辐射体上。

第三方面，本发明实施例提供一种天线，所述天线由三类天线单元：高频天线单元、如第一方面至第一方面的第七种可能方式中的任一种所述的天线单元和如第二方面所述的双频天线单元中的至少一类组成。

本发明实施例提供一种天线单元、双频天线单元和天线，其中该天线单元包括：第一辐射体、第二辐射体、馈电装置、第一支撑体、至少一个第二支撑体和反射板；第一辐射体与馈电装置连接；第一支撑体连接第一辐射体的下表面和反射板的上表面，用于固定第一辐射体在反射板上；第二辐射体位于第一辐射体的正上方；至少一个第二支撑体连接第一辐射体的上表面和第二辐射体的下表面，用于固定第二辐射体在第一辐射体上。通过增加第二辐射体从而实现天线单元的超宽频带辐射特性。

附图说明

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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种天线单元结构示意图；

图2A为本发明实施例一提供的一种天线单元的结构示意图；

图2B为图2A所示天线单元的俯视图；

图2C为本发明实施例一提供的一种天线单元的俯视图一；

图2D为本发明实施例一提供的一种天线单元的俯视图二；

图2E为本发明实施例二提供的一种天线单元的结构示意图一；

图2F为本发明实施例二提供的一种天线单元的结构示意图二；

图2G为本发明实施例二提供的一种天线单元的俯视图一；

图2H为本发明实施例二提供的一种天线单元的俯视图二；

图3A为本发明实施例三提供的一种双频天线单元的结构示意图一；

图3B为本发明实施例三提供的一种双频天线单元的结构示意图二；

图3C为本发明实施例三提供的一种双频天线单元的俯视图一；

图3D为本发明实施例三提供的一种双频天线单元的俯视图二；

图4A为本发明实施例四提供的一种天线的结构示意图一；

图4B为本发明实施例四提供的一种天线的结构示意图二；

图4C为本发明实施例四提供的一种天线的结构示意图三。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图2A为本发明实施例一提供的一种天线单元的结构示意图，图2B为图2A所示天线单元的俯视图，结合图2A和图2B所示，该天线单元包括：第一辐射体101、第二辐射体102、馈电装置103、第一支撑体104、至少一个第二支撑体105和反射板；第一辐射体101与馈电装置103连接；第一支撑体104连接第一辐射体101的下表面和反射板的上表面，用于固定第一辐射体101在反射板上；第二辐射体102位于第一辐射体101的正上方；至少一个第二支撑体105连接第一辐射体101的上表面和第二辐射体102的下表面，用于固定第二辐射体102在第一辐射体101上。

可选地，第一辐射体101上设置n条等间隔窄缝隙106，n条等间隔窄缝隙106将第一辐射体101分割成n个辐射壁107，n个辐射壁107在第一辐射体101的对称中心处相连接，n≥2；每个窄缝隙106的边缘上设置有馈电点108；其中馈电装置103包括n条馈电分支109，n条馈电分支109与n个等间隔窄缝隙106一一对应，并通过每个窄缝隙106上的馈电点108进行馈电。所述馈电装置103可以是电缆馈电系统或微带馈电系统或二者组合的馈电系统。图2A和图2B所示的第一辐射体101上设置四条等间隔窄缝隙106，四条等间隔窄缝隙106将第一辐射体101分割成四个辐射壁107，四个辐射壁107在第一辐射体101的对称中心处相连接,四条馈电分支109分别顺着各自对应的辐射壁107的边缘铺设，四条馈电分支109的电缆分别焊接在四个辐射壁107上的电缆焊接支座110上，四个馈电分支109的四个输出端口在四个馈电点108上焊接馈电，其中处于同一对角线方向上的两条馈电分支109为一组，一组构成了+45°极化馈电，另一组构成了-45°极化馈电，合并后的±45°两组馈电通过第一支撑体104内部导引至反射板背部，两组馈电引出端即为±45°极化信号的输出端口。这种情况下该天线单元即为一个双极化天线单元。

图2A和图2B中的第一辐射体101和第二辐射体102均为正方形，四条窄缝隙106沿着第一辐射体101的对角线方向，当然，四条窄缝隙106也可以分别设置在四条边的中垂线方向上。图2C为本发明实施例一提供的一种天线单元的俯视图一，该天线单元中的第一辐射体101和第二辐射体102均为圆形，四条窄缝隙106沿着第一辐射体101的径向方向，图2D为本发明实施例一提供的一种天线单元的俯视图二，该天线单元中的第一辐射体101和第二辐射体102均为八边形，四条窄缝隙106垂直于第一辐射体101的四条边。进一步地，第一辐射体101和第二辐射体102只要为中心对称结构即可。它们可以为平面结构，也可以为立体结构。当然，第一辐射体101和第二辐射体102可以是实心结构，也可以是镂空结构，本发明对此不做限制。

进一步地，所述辐射壁107的外边长度为1/2波长，第一辐射体101的周长为n/2波长。

需要说明的是，上述的第二支撑体105可以为焊接柱，比如图2A所示该天线单元就包括有四个焊接柱，另外，第一辐射体101、馈电点108、电缆焊接支座110、第一支撑体104和第二支撑体105可通过金属压铸方法一次成型，本发明中的第一辐射体101和第二辐射体102为金属导电体，它们可以通过下面方法获取：印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)蚀刻成型方法，模具压铸成型方法，机械冲压再折弯成型方法。

本发明实施例提供一种天线单元，包括第一辐射体、第二辐射体、馈电装置、第一支撑体、至少一个第二支撑体和反射板；其中第一辐射体与馈电装置连接；第一支撑体连接第一辐射体的下表面和反射板的上表面，用于固定第一辐射体在反射板上；第二辐射体位于第一辐射体的正上方；至少一个第二支撑体连接第一辐射体的上表面和第二辐射体的下表面，用于固定第二辐射体在第一辐射体上，通过增加第二辐射体从而实现天线单元的超宽频带辐射特性。

实施例二

在实施例一的基础之上，上述的辐射壁可以包括平面部分和翻折部分，其中平面部分与翻折部分连接，平面部分位于每个辐射壁靠近对称中心处，翻折部分位于每个辐射壁的边缘处。图2E为本发明实施例二提供的一种天线单元的结构示意图一，如图2E所示，第一辐射体101的每个辐射壁包括平面部分111和翻折部分112，第二辐射体102为碟型结构，其中所述翻折部分112相对所述平面部分111向上向下同时翻折。当然，第二辐射体102也可以为翻折结构，图2F为本发明实施例二提供的一种天线单元的结构示意图二，如图2F所示，这里的第一辐射体101为一个四棱锥喇叭结构，第二辐射体102也为四棱锥喇叭结构。

在实施例一的基础之上，上述的每个辐射壁边缘还可以向对称中心处凹陷。图2G为本发明实施例二提供的一种天线单元的俯视图一，如图2G所示，第二辐射体102为正方形结构，第一辐射体101为向对称中心的凹陷结构，可以看作是一个正方形结构于每个边挖掉一个类似“]”的结果，最后形成的第一辐射体101仍然是一个中心对称结构，当然第二辐射体102也可以为相应凹陷结构，图2H为本发明实施例二提供的一种天线单元的俯视图二，如图2H所示，其中第一辐射体101可以看作是将一个圆形结构挖掉四个类似“)”的结果，同样，第二辐射体102也可以看作是将一个圆形结构挖掉四个类似“)”的结果，最后的第一辐射体101和第二辐射体102仍然为中心对称结构。

本发明实施例提供一种天线单元，其中该天线单元中的第一辐射体和第二辐射体可以为上述的翻折结构或者是凹陷结构，由于这两种结构有效减小了天线单元的尺寸，从而有利于天线单元之间的镶嵌排布，进而可实现天线的超宽频带辐射特性。

实施例三

图3A为本发明实施例三提供的一种双频天线单元的结构示意图一，包括：高频天线单元113和实施例一和实施例二所述的天线单元114，这里的天线单元114作为低频天线单元。具体地，高频天线单元113包括：巴伦支撑体、辐射体和馈电装置；其中天线单元114的第二辐射体102作为高频天线单元113的反射板；高频天线单元113的辐射体与馈电装置连接；所述巴伦支撑体连接所述辐射体的下表面和所述第二辐射体102的上表面，用于固定所述辐射体在所述第二辐射体102上。图3A所示的双频天线单元中的天线单元114中的第一辐射体101和第二辐射体102都为翻折结构，从而减小整个双频天线单元的尺寸。图3B为本发明实施例三提供的一种双频天线单元的结构示意图二，如图3B所示，第一辐射体101为镂空结构，第二辐射体102为翻折结构，第二辐射体102类似于一个方盒型腔体，同时高频天线单元113的巴伦支撑体直接固定在第二辐射体102之上。图3C为本发明实施例三提供的一种双频天线单元的俯视图一，如图3C所示，第一辐射体101为凹陷结构，可以看作是正方形结构于每个边挖掉一个类似“]”的结果，第二辐射体102为正方形，也可以为方盒型腔体等，图3D为本发明实施例三提供的一种双频天线单元的俯视图二，如图3D所示，第一辐射体101可以看作是将一个圆形结构挖掉四个类似“)”的结果，同样，第二辐射体102也可以看作是将一个圆形结构对称地挖掉四个类似“)”的结果，高频天线单元113直接固定在第二辐射体102之上。

本发明实施例提供一种双频天线单元，包括高频天线单元和实施例一、实施例二所述的天线单元作为低频天线单元，由于低频天线单元增加了第二辐射体从而实现了天线单元的超宽频带辐射特性，进一步地，由于该双频天线单元中的低频天线单元中的第一辐射体和第二辐射体可以为翻折结构或者是凹陷结构，由于这两种结构有效地减小了天线单元的尺寸，在组成天线的单元间距不变的情况下相当于增加了单元紧邻边缘之间的距离，从而有利于天线单元之间的镶嵌排布，进而显著降低了单元之间的电磁耦合。

实施例四

本发明实施例四提供一种天线，其中该天线由三类天线单元：高频天线单元、实施例一和实施例二所述的天线单元，和实施例三所述的双频天线单元中的至少一类组成。其中实施例一和实施例二所述的天线单元作为天线中的低频天线单元使用，图4A为本发明实施例四提供的一种天线的结构示意图一，如图4A所示，天线由双频天线单元115和高频天线单元113共轴交替排列，比如十个双频天线单元115和十个高频天线单元113共轴交替排列，每十个单元分为一组，因此，该天线具有两个低频端口和四个高频端口，整个天线就为一个具有六个端口的多端口天线。其中这里的双频天线单元115和高频天线单元113共用一个共用反射板116，图4B为本发明实施例四提供的一种天线的结构示意图二，如图4B所示，十个双频天线单元115和十个高频天线单元113共轴交替排列，同时，双频天线单元115两个侧边肩并肩地对称地分别排列有20个高频天线单元113，若每十个单元为一组，则该天线就为具有两个低频端口、十二个高频端口、共计具有十四个端口的多端口天线。图4C为本发明实施例四提供的一种天线的结构示意图三，如图4C所示，该天线轴向方向上布设有十个天线单元114，该天线单元114作为低频天线单元，每一个低频天线单元相对天线轴向方向倾斜45°放置，十个低频天线单元的两侧分别排列有20个高频天线单元113，若每十个单元为一组，则该天线就为具有两个低频端口、八个高频端口、整个天线共计具有十个端口的多端口天线。

本发明实施例提供一种天线，具体讲提供一种多端口天线，由于该多端口天线由高频天线单元、本发明提供的低频天线单元、以及本发明提供的双频天线单元组成，因此，本发明提供的多端口天线具有超宽频带辐射特性，进而可满足多频段多制式协同组网的需求。

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 (10)

1.一种天线单元，其特征在于，包括：第一辐射体、第二辐射体、馈电装置、第一支撑体、反射板和至少一个第二支撑体；

所述第一辐射体与所述馈电装置连接；

所述第一支撑体连接所述第一辐射体的下表面和所述反射板的上表面，用于固定所述第一辐射体在所述反射板上；

所述第二辐射体位于所述第一辐射体的正上方；

所述至少一个第二支撑体连接所述第一辐射体的上表面和所述第二辐射体的下表面，用于固定所述第二辐射体在所述第一辐射体上。

2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述第一辐射体和所述第二辐射体均为中心对称结构。

3.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述第一辐射体为平面结构或者立体结构，所述第二辐射体为平面结构或者立体结构。

4.根据权利要求2或3所述的天线单元，其特征在于，还包括：

所述第一辐射体上设置n条等间隔窄缝隙，所述n条等间隔窄缝隙将所述第一辐射体分割成n个辐射壁，所述n个辐射壁在所述第一辐射体的对称中心处相连接，n≥2；

每个所述窄缝隙的边缘上设置有馈电点；

所述馈电装置包括n条馈电分支，n条所述馈电分支与所述n个等间隔窄缝隙一一对应，并通过每个所述窄缝隙上的所述馈电点进行馈电。

5.根据权利要求4所述的天线单元，其特征在于，所述辐射壁的外边长度为1/2波长，所述第一辐射体的周长为n/2个波长。

6.根据权利要求5所述的天线单元，其特征在于，每个所述辐射壁包括平面部分和翻折部分；

其中所述平面部分与所述翻折部分连接，所述平面部分位于每个所述辐射壁靠近所述对称中心处，所述翻折部分位于每个所述辐射壁的边缘处。

7.根据权利要求6所述的天线单元，其特征在于，所述翻折部分相对所述平面部分可向上翻折或者可向下翻折或者可向上和向下同时翻折。

8.根据权利要求5所述的天线单元，其特征在于，每个所述辐射壁边缘向所述对称中心处凹陷。

9.一种双频天线单元，其特征在于，包括：高频天线单元和权利要求1-8任一项所述的天线单元；

所述高频天线单元包括：巴伦支撑体、辐射体和馈电装置；

其中所述天线单元的所述第二辐射体作为所述高频天线单元的反射板；

所述辐射体与所述馈电装置连接；

所述巴伦支撑体连接所述辐射体的下表面和所述第二辐射体的上表面，用于固定所述辐射体在所述第二辐射体上。

10.一种天线，其特征在于，所述天线由三类天线单元：高频天线单元、如权利要求1-8任一项所述的天线单元和如权利要求9所述的双频天线单元中的至少一类组成。