CN106099396A - 双极化天线辐射单元及双极化天线阵列 - Google Patents

双极化天线辐射单元及双极化天线阵列 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种双极化天线辐射单元及天线阵列，天线辐射单元包括相互交叉的两个支撑件、位于支撑件一端且包含四条缝隙的辐射面以及馈电网络，馈电网络包括至少在一个支撑件上固定的功分部件，功分部件包括固定在支撑件上的第一主馈电和由第一主馈电分出的两路分支馈电，两路分支馈电分别延伸到辐射面上相对的两条缝隙馈电。天线阵列至少包括一个天线辐射单元，可实现多频多列天线阵列或单列天线阵列等多种天线阵列。本发明有效解决了现有双极化天线存在的尺寸过大、馈电复杂的问题，实现天线的高度可以降低，减薄，且馈电简单，避免了交叉跳线存在。

Description

双极化天线辐射单元及双极化天线阵列
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种双极化天线辐射单元及双极化天线阵列。
背景技术
随着科学技术的日益更新，移动通信已走进人们的生活，并扮演着重要的角色。由于用户量的迅猛增加，各种制式移动通信的工作频段都在不断扩展，使得天线的辐射单元的需求度不断提高。
在双极化辐射单元系统中，人们已经投入相当大的人力和物力进行了广泛而深入的研究，已有几种双极化天线问世，但基本上每一种都需要大量的部件，否则将会产生诸如低接受率或低频率波段等缺陷。在现有技术中，如CN1418388A文献中公开了一种双极化偶极天线阵，由4组偶极子形成碗状双极化单元，馈电采用同轴线对称馈电。具体地，结合图1所示，该天线的特征是，偶极子正方形(3，5)相对垂直线或水平线转动45°地定向，在一个偶极子正方形(3，5)的各两个对置平行的偶极子(113，115)相关的馈电(33，35)是这样进行的，即一条馈电电缆(27)通向一个在一偶极子(13”，15”)上的馈电点(33)；从馈电点(33)起，一根连接电缆(37)被布设通向在偶极子正方形(3，5)的各自对置平行的偶极子(13’，15’)上的馈电点(35)并且它在那里与偶极子正方形(3，5)的半偶极子(13’，15’)电连接。
上述现有双极化天线虽然能够取得改善了天线极化参差性能、降低总的电缆成本等效果，但是仍然存在馈电复杂、体积太大等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种双极化天线辐射单元及双极化天线阵列，以减小天线尺寸，馈电简单，避免了交叉跳线存在。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种双极化天线辐射单元，包括相互交叉的两个支撑件、位于支撑件一端且包含两组馈电缝隙的辐射面以及馈电网络，每组所述馈电缝隙由分布在同一方向或近似同一方向上且相对的两条缝隙组成，所述馈电网络包括至少在一个所述支撑件上固定的功分部件，所述功分部件包括固定在所述支撑件上的第一主馈电和由所述第一主馈电分出的两路分支馈电，两路所述分支馈电分别延伸到所述辐射面上相对的两条缝隙馈电。
优选地，所述馈电网络包括分别在两个所述支撑件上固定的功分部件，每个所述功分部件包括固定在所述支撑件上的第一主馈电和由所述第一主馈电分出的两路分支馈电，两路所述分支馈电分别延伸到所述辐射面上相对的两条缝隙馈电，另外两路所述分支馈电则分别延伸到所述辐射面上另外两条相对的缝隙馈电，或者，
所述馈电网络包括固定在其中一个所述支撑件上的功分部件及固定在另一个所述支撑件上的第二主馈电，所述功分部件包括固定在所述支撑件上的第一主馈电和由所述第一主馈电分出的两路分支馈电，两路所述分支馈电分别延伸到所述辐射面上相对的两条缝隙馈电，所述第二主馈电直接延伸到所述辐射面上另外两条相对的缝隙馈电。
优选地，在所述缝隙上馈电的所述分支馈电或者第二主馈电中，至少有一个馈电的终端直接与所述辐射面的地相连。
优选地，在所述缝隙上馈电的所述分支馈电或者第二主馈电中，至少有一个馈电的终端与所述辐射面的地电容耦合相连。
优选地，在四条所述缝隙中，相对的两条存在错位或者存在角度差。
优选地，两路所述分支馈电中，一路直接延伸到所述辐射面上对应的一条缝隙馈电，另一路则穿过所述支撑件上的孔延伸到所述辐射面上另外一条相对的缝隙馈电。
优选地，在所述辐射面的正上方设置一引向片。
本发明还提供了一种双极化天线阵列，至少包括上述所述的任意一个双极化天线辐射单元。
优选地，可实现的所述双极化天线阵列至少为多频多列天线阵列或单列天线阵列。
本发明的有益效果是：本发明有效解决了现有双极化天线存在的尺寸过大、馈电复杂的问题，实现天线的高度可以降低，减薄，且馈电简单，避免了交叉跳线存在。
附图说明
图1是现有技术双极化偶极天线阵的俯视结构示意图；
图2是本发明实施例1双极化天线辐射单元(未示出辐射面)的立体结构示意图；
图3是本发明实施例1双极化天线辐射单元的俯视结构示意图；
图4是本发明实施例1双极化天线辐射单元的主视结构示意图；
图5是一条馈电线的终端与辐射面的地电容耦合相连的结构示意图；
图6是本发明实施例2双极化天线辐射单元的馈电网络的俯视结构示意图；
图7是本发明实施例3双极化天线辐射单元的俯视结构示意图；
图8是本发明加设有引向片的双极化天线辐射单元的立体结构示意图；
图9是本发明双极化天线阵列的结构示意图。
附图标记：1、支撑件，2、辐射面，3、馈电缝隙，4、功分部件，41、第一主馈电，42、分支馈电，5、第二主馈电，6、引向片。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
如图2～图4所示，一种双极化天线辐射单元，设置于反射板(图未示)上，包括两个支撑件1、辐射面2和馈电网络，两个支撑件1相互交叉，既起支撑作用，又用于馈电布线；辐射面2位于支撑件1一端的且表面包含两组馈电缝隙3，每组馈电缝隙3由分布在同一方向或近似同一方向上且相对的两条缝隙组成，优选地，在同一方向或者近似同一方向的两条缝隙可以存在一定的错位或者存在一定的角度差。
馈电网络包括两个功分部件4，分别固定在两个支撑件1上，即一个支撑件1上分布一个功分部件4，每个功分部件4均包括一个第一主馈电41和两路分支馈电42，第一主馈电41固定在支撑件1上，两路分支馈电42由第一主馈电41分出，可以理解的是，两个功分部件4具有两条第一主馈电41，两条第一主馈电41分出四路分支馈电42，其中两路分支馈电42分别延伸到辐射面2上相对的两条缝隙馈电，另外两路分支馈电42则分别延伸到辐射面2上另外两条相对的缝隙馈电。
另外，结合图5所示，在四条缝隙上馈电的四条分支馈电42中，至少有一条分支馈电42的终端直接与辐射面2的地相连，或者直接与辐射面2的地电容耦合相连。
实施例2
一种双极化天线辐射单元，设置于反射板(图未示)上，包括两个支撑件1、辐射面2和馈电网络，两个支撑件1相互交叉，辐射面2位于支撑件1一端的且表面包含两组馈电缝隙3，每组馈电缝隙3由分布在同一方向或近似同一方向上且相对的两条缝隙组成，优选地，在同一方向或者近似同一方向的两条缝隙可以存在一定的错位或者存在一定的角度差。
如图6所示，馈电网络包括固定在其中一个支撑件上的功分部件及固定在另一个支撑件上的第二主馈电5，功分部件均包括第一主馈电41和两路分支馈电42，第一主馈电41固定在支撑件上，两路分支馈电42由第一主馈电41分出且分别延伸到辐射面上另外两条相对的缝隙馈电，第二主馈电5直接延伸到辐射面上另外两条相对的缝隙馈电，即功分部分直接在辐射面上实现。
另外，在四条缝隙上馈电的两路分支馈电42和第二主馈电5中，至少有一条馈电的终端直接与辐射面的地相连，或者直接与辐射面的地电容耦合相连。
实施例3
一种双极化天线辐射单元，设置于反射板(图未示)上，包括两个支撑件1、辐射面2和馈电网络，两个支撑件1相互交叉，既起支撑作用，又用于馈电布线；辐射面2位于支撑件1一端的且表面包含两组馈电缝隙3，每组馈电缝隙3由分布在同一方向或近似同一方向上且相对的两条缝隙组成，优选地，在同一方向或者近似同一方向的两条缝隙可以存在一定的错位或者存在一定的角度差。
如图7所示，馈电网络包括固定在其中一个支撑件上的功分部件，功分部件包括固定在支撑件上的第一主馈电和由第一主馈电分出的两路分支馈电42，两路分支馈电42分别延伸到辐射面2上相对的两条缝隙3馈电。
另外，在缝隙上馈电的两条分支馈电42中，至少有一条分支馈电42的终端直接与辐射面的地相连，或者直接与辐射面的地电容耦合相连。
如图8所示，在实施例1～3的双极化天线辐射单元结构的基础上，在辐射面2的正上方还可设置一引向片6，引向片6的设置一方面它能够使得天线辐射单元在高度低于传统天线辐射单元高度的情况下得以良好的匹配，另一方面也能改善天线的交叉极化。
经测试，本发明的双极化天线辐射单元的优先使用频段为：560MHz～960MHz、1690MHz～2690MHz，当然也可使用到其他频段。
本发明双极化天线辐射单元优先使用PCB实现，也可以采用钣金以及钣金带线馈电，同时也可以采用其他形式实现。
如图9所示，本发明还揭示了一种双极化天线阵列，至少包括一个上述介绍的任一种双极化天线辐射单元。可实现的双极化天线阵列至少为多频多列天线阵列或单列天线阵列等。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种双极化天线辐射单元，其特征在于：包括相互交叉的两个支撑件、位于支撑件一端且包含两组馈电缝隙的辐射面以及馈电网络，每组所述馈电缝隙由分布在同一方向或近似同一方向上且相对的两条缝隙组成，所述馈电网络包括至少在一个所述支撑件上固定的功分部件，所述功分部件包括固定在所述支撑件上的第一主馈电和由所述第一主馈电分出的两路分支馈电，两路所述分支馈电分别延伸到所述辐射面上相对的两条缝隙馈电。
2.根据权利要求1所述的双极化天线辐射单元，其特征在于，所述馈电网络包括分别在两个所述支撑件上固定的功分部件，每个所述功分部件包括固定在所述支撑件上的第一主馈电和由所述第一主馈电分出的两路分支馈电，两路所述分支馈电分别延伸到所述辐射面上相对的两条缝隙馈电，另外两路所述分支馈电则分别延伸到所述辐射面上另外两条相对的缝隙馈电，或者，
所述馈电网络包括固定在其中一个所述支撑件上的功分部件及固定在另一个所述支撑件上的第二主馈电，所述功分部件包括固定在所述支撑件上的第一主馈电和由所述第一主馈电分出的两路分支馈电，两路所述分支馈电分别延伸到所述辐射面上相对的两条缝隙馈电，所述第二主馈电直接延伸到所述辐射面上另外两条相对的缝隙馈电。
3.根据权利要求2所述的双极化天线辐射单元，其特征在于，在所述缝隙上馈电的所述分支馈电或者第二主馈电中，至少有一个馈电的终端直接与所述辐射面的地相连。
4.根据权利要求2所述的双极化天线辐射单元，其特征在于，在所述缝隙上馈电的所述分支馈电或者第二主馈电中，至少有一个馈电的终端与所述辐射面的地电容耦合相连。
5.根据权利要求1所述的双极化天线辐射单元，其特征在于，在四条所述缝隙中，相对的两条存在错位或者存在角度差。
6.根据权利要求1所述的双极化天线辐射单元，其特征在于，两路所述分支馈电中一路直接延伸到所述辐射面上对应的一条缝隙馈电，另一路则穿过所述支撑件上的孔延伸到所述辐射面上另外一条相对的缝隙馈电。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的双极化天线辐射单元，其特征在于，在所述辐射面的正上方设置一引向片。
8.一种双极化天线阵列，其特征在于，至少包括一个如权利要求1～7任意一项所述的双极化天线辐射单元。
9.根据权利要求8所述的双极化天线阵列，其特征在于，所述双极化天线阵列至少为多频多列天线阵列或单列天线阵列。
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