CN106450696A - 一种新型天线辐射单元 - Google Patents

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刘如意
黄江汉
曾周平
谢咏君
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Abstract

本发明涉及一种新型天线辐射单元，包括振子和反射板，所述振子包括支撑臂以及环绕在支撑臂一端的两个相互交叉的辐射器件组，所述支撑臂的远离两个辐射器件组的一端安装到所述反射板；每个所述辐射器件组包括相对所述支撑臂中心对称的两个连接部和两个辐射器件，所述两个连接部分别形成在所述支撑臂的一端的两侧，所述两个辐射器件分别形成在对应的连接部的外侧并通过对应的连接部连接到所述支撑臂，其中一个连接部用于与一个馈电桥连接，另外一个连接部用于与一个传输电缆连接，所述馈电桥与所述传输电缆连接，所述传输电缆固定到所述支撑臂的外侧。本发明的辐射单元具有高增益、交叉极化特性良好等性能，且结构简单，成本低，易于生产。

Description

一种新型天线辐射单元
【技术领域】
本发明涉及移动通信基站天线领域，具体的是涉及一种新型的宽频双极化天线的辐射单元。
【背景技术】
基站天线是移动通信网络的关键部件，它不仅提供了移动台和基站之间的物理链接，同时也是频率复用，分集接收，优化覆盖等移动通信技术应用中的重要设备。相应的，各种应用技术对基站天线的性能也提出了各种不同的性能要求。其中移动通信技术最主要关注的一个问题就是如何利用有限的频谱资源，来满足用户的需求，在空间和时间上的分布。由此也应运而生出各种移动通信标准，产生了多种标准并存的局面。因此，如何设计一种能兼顾各项性能，覆盖尽量宽频段的天线，显然具有重要意义。而作为天线最基本的组成元素，只有性能优越的超宽频的辐射单元才能在性能上满足通讯行业对基站天线的越来越高的要求。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种具有高增益、交叉极化特性良好的新型宽频双极化天线的辐射单元。
本发明提供的一种新型天线辐射单元，包括振子和反射板，所述振子包括支撑臂以及环绕在支撑臂一端的两个相互交叉的辐射器件组，所述支撑臂的远离两个辐射器件组的一端安装到所述反射板；每个所述辐射器件组包括相对所述支撑臂中心对称的两个连接部和两个辐射器件，所述两个连接部分别形成在所述支撑臂的一端的两侧，所述两个辐射器件分别形成在对应的连接部的外侧并通过对应的连接部连接到所述支撑臂，其中一个连接部用于与一个馈电桥连接，另外一个连接部用于与一个传输电缆连接，所述馈电桥与所述传输电缆连接，所述传输电缆固定到所述支撑臂的外侧。
进一步地，所述辐射器件包括形成在对应的所述连接部外侧的外辐射框臂和内辐射框臂，所述内辐射框臂围绕在所述外辐射框臂的内侧且与外辐射框臂之间具有一定的距离从而在外辐射框臂、内辐射框臂之间形成间隙；所述内辐射框臂与对应的所述连接部之间形成一中空区域。
进一步地，所述外辐射框臂与所述内辐射框臂之间设有垂直辐射臂，所述垂直辐射臂的一端位于所述间隙内且连接在所述外辐射框臂与内辐射框臂之间，另一端凸出于所述外辐射框臂和内辐射框臂，且朝向所述反射板延伸。
进一步地，所述两个辐射器件组的相邻的辐射器件之间通过一介质卡连接，所述介质卡包括主体部以及形成在主体部一端的第一卡件，所述主体部位于相邻的辐射器件的一端，所述第一卡件插设在相邻的辐射器件之间。
进一步地，所述介质卡还包括形成在主体部一端的相对所述第一卡件对称的两个第二卡件和两个第三卡件，所述两个第三卡件分别位于对应的所述第二卡件的外侧；所述两个第二卡件分别插设在对应辐射器件的外辐射框臂与内辐射框臂之间，所述两个第三卡件分别插设在对应辐射器件的内辐射框臂的内侧。
进一步地，所述两个第三卡件的端部分别形成钩部，所述钩部卡设在对应辐射器件的内辐射框臂上。
进一步地，每个所述辐射器件组中，其中一个连接部设有用于与所述馈电桥连接的连接件，另外一个连接部设有供所述传输电缆的内导体穿过的通孔。
进一步地，所述连接件焊接到所述馈电桥的一端，所述内导体焊接到所述馈电桥的另一端。
进一步地，所述连接件或所述内导体上套设一介质，所述介质位于所述馈电桥与对应的所述连接部之间。
进一步地，其中一个所述辐射器件组中，两个连接部分别具有凹腔，所述连接件和所述通孔分别位于对应的所述凹腔内。
本发明的辐射单元具有高增益、交叉极化特性良好等性能，且结构简单，组成部件少，成本低，易于生产。
【附图说明】
图1为本发明一实施例提供的一种新型天线辐射单元的示意图；
图2是图1所示天线辐射单元去掉反射板的俯视示意图；
图3是图1所示天线辐射单元去掉反射板的仰视示意图；
图4是图2所示天线辐射单元的介质卡的示意图；
图5是图2所示天线辐射单元的振子的俯视示意图；
图6是图2所示天线辐射单元的振子的仰视示意图；
图7是图2所示天线辐射单元的馈电桥的示意图；
图8是图2所示天线辐射单元的传输电缆的示意图
图9是图2所示天线辐射单元的介质的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1、图2和图3，本发明提供的一种新型的宽频双极化天线的辐射单元，包括振子10和反射板1。振子10包括支撑臂11及环绕在支撑臂11一端的两个相互交叉的辐射器件组12。支撑臂11的远离两个辐射器件组12的一端具有螺孔111和两个定位销112，螺孔111与穿过反射板1的螺钉螺纹连接，定位销112用于与反射板1的通孔间隙配合，从而将振子10定位、固定安装到反射板1。每个辐射器件组12包括分别位于支撑臂11两侧的两个辐射器件，该两个辐射器件组12互相之间偏转180度。两个辐射器件组12分别对应天线的两个极化，使得辐射单元具有高增益、交叉极化特性良好等性能，在将近32％的频带范围内其驻波比小于1.5，且振子10采用一体化设计，易于安装和生产。
每个辐射器件组12包括相对支撑臂11中心对称的两个连接部13和两个辐射器件14，该两个连接部13分别形成在支撑臂11的一端的两侧，该两个辐射器件14分别形成在对应的连接部13的外侧并通过对应的连接部13连接到支撑臂11。本实施例中，两个辐射器件组12相互正交，因而两个辐射器件组12的相邻的辐射器件14之间的距离相等，易于生产。两个辐射器件组12的四个连接部13之间围合形成一空间。
辐射器件14包括形成在对应的连接部13外侧的外辐射框臂141和内辐射框臂142，内辐射框臂142围绕在外辐射框臂141的内侧且与外辐射框臂141之间具有一定的距离从而在外辐射框臂141、内辐射框臂142之间形成间隙，内辐射框臂142与对应的连接部13之间形成一中空区域144，中空区域144的形状为扇环形，因而振子10的辐射面呈中空结构。本实施例中，外辐射框臂141和内辐射框臂142的形状为扇环形、方形等其他形状。优选地，外辐射框臂141和内辐射框臂142都为接近90度圆心角的扇环状，且圆心位置都通过连接部13连接到支撑臂11。
外辐射框臂141与内辐射框臂142之间设有垂直辐射臂143，垂直辐射臂143的一端位于间隙内且连接在外辐射框臂与内辐射框臂之间，另一端凸出于外辐射框臂141和内辐射框臂142，且朝向反射板1延伸。垂直辐射臂143设置在内辐射框臂142径向外侧的中部与外辐射框臂141径向内侧的中部之间，可以加强外辐射框臂141与内辐射框臂142之间的强度，不会变形。优选地，垂直辐射臂143、连接部13以及支撑臂11共面。
两个辐射器件组12的相邻的辐射器件14之间通过一介质卡40连接，结合图4所示，介质卡40包括主体部41以及形成在主体部41一端的第一卡件42，主体部41位于相邻的辐射器件14的一侧，第一卡件42插设在相邻的辐射器件14之间，可以保证两个辐射器件组12的相邻的辐射器件14之间的距离，也就是相邻的外辐射框臂141之间的距离。
介质卡40还包括形成在主体部41一端的相对第一卡件42对称的两个第二卡件43和两个第三卡件44，两个第三卡件44分别位于对应的第二卡件43的外侧。两个第二卡件43分别插设在对应辐射器件14的外辐射框臂141与内辐射框臂142之间，两个第三卡件44分别插设在对应辐射器件14的内辐射框臂142的内侧，可以保证辐射器件14的外辐射框臂141与内辐射框臂142之间的距离。
本实施例中，两个第三卡件44的端部分别形成钩部45，钩部45卡设在对应辐射器件14的内辐射框臂142上，防止介质卡40脱离辐射器件14。
每个辐射器件组12中，其中一个连接部13用于与一个馈电桥20连接，另外一个连接部13用于与一个传输电缆30连接，传输电缆30用于对辐射器件组12实现馈电。
具体的，结合图5所示，每个辐射器件组12中，其中一个连接部13设有连接件16，用于与一个馈电桥20连接，连接件16为一凸出销，另外一个连接部16设有通孔17供传输电缆30的内导体31穿过。
本实施例中，连接部13包括扇环形主体及形成在扇环形主体径向内侧的弧形凸起，连接件16设置在弧形凸起上，通孔17位于扇环形主体与弧形凸起连接处。
馈电桥20的两端分别具有馈电桥通孔21，如图7所示，馈电桥20的形状为长条形。连接件16与馈电桥20一端的馈电桥通孔21间隙配合且焊接在一起，以将馈电桥20与其中一个连接部13连接在一起。传输电缆30包括内导体31、环绕在内导体31外周的介质层33、环绕在介质层外周的外导体32及环绕在外导体32外周的保护层34，如图8所示，传输电缆30在接头处的内导体31、介质层33、外导体32和保护层34的一端之间依次形成台阶。内导体31穿过通孔17与馈电桥20另一端的馈电桥通孔21间隙配合且焊接在一起，以将传输电缆30与馈电桥20连接在一起。即，馈电桥20两端的两个通孔21分别与连接件16、内导体31间隙配合并焊接，从而构成馈电变换器，使每个辐射器件组12的电流分布平衡。
本实施例中，还是结合图5所示，其中一个辐射器件组12中，两个连接部13分别具有凹腔18，连接件16和通孔17分别位于对应的凹腔18内，方便每个辐射器件组12与馈电桥20的连接，结构紧凑。
支撑臂11的外周设有装配槽113，如图6所示，传输电缆30容纳于装配槽113内，且传输电缆30的外导体32焊接到装配槽113，从而将传输电缆30固定到支撑臂11的外侧。
连接件16上固定套设一介质50，如图9所示，介质50具有介质通孔51，介质50通过介质通孔51与连接件16间隙配合，并位于馈电桥20与对应的连接部13之间，使馈电桥20的一端搁置在介质50上，有效保证了两者之间的间隙。在另一种替换方案中，也可以是内导体31上固定套设一介质50，介质50通过介质通孔51与内导体31间隙配合，并位于馈电桥20与对应的连接部13之间，使馈电桥20的另一端搁置在介质50上，同样可以保证两者之间的间隙。介质50的形状为圆形、方形等形状。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型天线辐射单元，包括振子和反射板，其特征在于：所述振子包括支撑臂以及环绕在支撑臂一端的两个相互交叉的辐射器件组，所述支撑臂的远离两个辐射器件组的一端安装到所述反射板；每个所述辐射器件组包括相对所述支撑臂中心对称的两个连接部和两个辐射器件，所述两个连接部分别形成在所述支撑臂的一端的两侧，所述两个辐射器件分别形成在对应的连接部的外侧并通过对应的连接部连接到所述支撑臂，其中一个连接部用于与一个馈电桥连接，另外一个连接部用于与一个传输电缆连接，所述馈电桥与所述传输电缆连接，所述传输电缆固定到所述支撑臂的外侧。
2.根据权利要求1所述的新型天线辐射单元，其特征在于：所述辐射器件包括形成在对应的所述连接部外侧的外辐射框臂和内辐射框臂，所述内辐射框臂围绕在所述外辐射框臂的内侧且与外辐射框臂之间具有一定的距离从而在外辐射框臂、内辐射框臂之间形成间隙；所述内辐射框臂与对应的所述连接部之间形成一中空区域。
3.根据权利要求2所述的新型天线辐射单元，其特征在于：所述外辐射框臂与所述内辐射框臂之间设有垂直辐射臂，所述垂直辐射臂的一端位于所述间隙内且连接在所述外辐射框臂与内辐射框臂之间，另一端凸出于所述外辐射框臂和内辐射框臂，且朝向所述反射板延伸。
4.根据权利要求2所述的新型天线辐射单元，其特征在于：所述两个辐射器件组的相邻的辐射器件之间通过一介质卡连接，所述介质卡包括主体部以及形成在主体部一端的第一卡件，所述主体部位于相邻的辐射器件的一侧，所述第一卡件插设在相邻的辐射器件之间。
5.根据权利要求4所述的新型天线辐射单元，其特征在于：所述介质卡还包括形成在主体部一端的相对所述第一卡件对称的两个第二卡件和两个第三卡件，所述两个第三卡件分别位于对应的所述第二卡件的外侧；所述两个第二卡件分别插设在对应辐射器件的外辐射框臂与内辐射框臂之间，所述两个第三卡件分别插设在对应辐射器件的内辐射框臂的内侧。
6.根据权利要求5所述的新型天线辐射单元，其特征在于：所述两个第三卡件的端部分别形成钩部，所述钩部卡设在对应辐射器件的内辐射框臂上。
7.根据权利要求1所述的新型天线辐射单元，其特征在于：每个所述辐射器件组中，其中一个连接部设有用于与所述馈电桥连接的连接件，另外一个连接部设有供所述传输电缆的内导体穿过的通孔。
8.根据权利要求7所述的新型天线辐射单元，其特征在于：所述连接件焊接到所述馈电桥的一端，所述内导体焊接到所述馈电桥的另一端。
9.根据权利要求8所述的新型天线辐射单元，其特征在于：所述连接件或所述内导体上套设一介质，所述介质位于所述馈电桥与对应的所述连接部之间。
10.根据权利要求7所述的新型天线辐射单元，其特征在于：其中一个所述辐射器件组中，两个连接部分别具有凹腔，所述连接件和所述通孔分别位于对应的所述凹腔内。
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