CN106450715A - 双极化天线及其辐射单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双极化天线及其辐射单元，双极化天线的辐射单元包括：第一极化天线单元，第一极化天线单元包括第一部分和第二部分；和第二极化天线单元，第二极化天线单元包括第三部分和第四部分，第一部分、第二部分、第三部分和第四部分均为环‑缝隙天线，环‑缝隙天线具有槽缝，槽缝具有开口，其中，第一部分、第二部分、第三部分和第四部分的位于开口两侧的端部依次首尾相连，第一部分、第二部分、第三部分和第四部分的外周缘连接成闭环，第一部分、第二部分、第三部分和第四部分的由槽缝限定出的内周缘连接成闭环。根据本发明实施例的双极化天线的辐射单元能够提高辐射效率，且便于生产、性能稳定。

Description

双极化天线及其辐射单元

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种辐射单元和具有所述辐射单元的双极化天线。

背景技术

现有的双极化天线存在辐射效率低的缺陷。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种能够提高辐射效率，且便于生产、性能稳定的双极化天线的辐射单元。

本发明还提出一种具有所述双极化天线的辐射单元的双极化天线。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种双极化天线的辐射单元，所述双极化天线的辐射单元包括：第一极化天线单元，所述第一极化天线单元包括第一部分和第二部分；和第二极化天线单元，所述第二极化天线单元包括第三部分和第四部分，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分均为环-缝隙天线，所述环-缝隙天线具有槽缝，所述槽缝具有开口，其中，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分的位于开口两侧的端部依次首尾相连，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分的外周缘连接成闭环，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分的由所述槽缝限定出的内周缘连接成闭环。

根据本发明实施例的双极化天线的辐射单元能够提高辐射效率，且便于生产、性能稳定。

另外，根据本发明上述实施例的双极化天线的辐射单元还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一部分的开口朝向所述第二部分和/或所述第二部分的开口朝向所述第一部分；和/或所述第三部分的开口朝向所述第四部分和/或所述第四部分的开口朝向所述第三部分。

根据本发明的一个实施例，所述第一部分和所述第二部分位于同一平面上或位于不同的平面上，优选地，所述第一部分和所述第二部分中的每一个相对水平面倾斜地设置，更加优选地，所述第一部分与水平面的夹角等于所述第二部分与水平面的夹角；和/或所述第三部分和所述第四部分位于同一平面上或位于不同的平面上，优选地，所述第三部分和所述第四部分中的每一个相对水平面倾斜地设置，更加优选地，所述第三部分与水平面的夹角等于所述第四部分与水平面的夹角。

根据本发明的一个实施例，所述第一部分的形状和大小与所述第二部分的形状和大小相同或不同，所述第一部分的槽缝的形状和大小与所述第二部分的槽缝的形状和大小相同或不同；和/或所述第三部分的形状和大小与所述第四部分的形状和大小相同或不同，所述第三部分的槽缝的形状和大小与所述第四部分的槽缝的形状和大小相同或不同。

根据本发明的一个实施例，所述环-缝隙天线为平板状或非平板状，优选地，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分形成十字对称结构或十字不对称结构。

根据本发明的一个实施例，所述环-缝隙天线上设有沿所述环-缝隙天线的厚度方向贯通所述环-缝隙天线的槽孔，其中，所述槽孔具有封闭的内周缘；或所述槽孔贯通所述环-缝隙天线的外周缘和内周缘中的一个周缘。

根据本发明的第二方面的实施例提出一种双极化天线，所述双极化天线包括：辐射单元，所述辐射单元为根据本发明的第一方面的实施例所述的双极化天线的辐射单元；第一馈电单元和第二馈电单元，所述第一馈电单元与所述第一极化天线单元的第一部分配合，所述第二馈电单元与所述第一极化天线单元的第二部分配合；第三馈电单元和第四馈电单元，所述第三馈电单元与所述第二极化天线单元的第三部分配合，所述第四馈电单元与所述第二极化天线单元的第四部分配合；反射板，所述反射板设在所述辐射单元的下方。

根据本发明实施例的双极化天线具有辐射效率高等优点。

根据本发明的一个实施例，所述第一馈电单元包括设在所述第一部分的开口处的第一馈电点以及与所述第一馈电点相连的第一馈电线缆，所述第二馈电单元包括设在所述部分上的第二馈电点以及与所述第二馈电点相连的第二馈电线缆，所述第三馈电单元包括设在所述第三部分的开口处的第三馈电点以及与所述第三馈电点相连的第三馈电线缆，所述第四馈电单元包括设在所述第四部分的开口处的第四馈电点以及与所述第四馈电点相连的第四馈电线缆，其中，所述第一馈电线缆为平衡传输线或非平衡传输线，所述第二馈电线缆为平衡传输线或非平衡传输线，所述第三馈电线缆为平衡传输线或非平衡传输线，所述第四馈电线缆为平衡传输线或非平衡传输线。

根据本发明的一个实施例，所述第一馈电点和所述第二馈电点关于所述第一极化天线单元的中心对称设置，所述第三馈电点和所述第四馈电点关于所述第二极化天线单元的中心对称设置。

根据本发明的一个实施例，所述第一馈电点、所述第二馈电点、所述第三馈电点和所述第四馈电点中的每一个包括分别位于所述开口两侧的两个子馈电点，每个所述平衡传输线的信号线和返回线分别与对应的馈电点的两个子馈电点相连；和/或所述非平衡传输线为同轴线缆，所述同轴线缆的外导体和内导体分别与对应的馈电点的两个子馈电点相连。

根据本发明的一个实施例，所述平衡传输线进一步连接有巴伦，所述巴伦进一步与另一同轴线缆相连；优选地，所述巴伦包括第一金属件和第一连接线，所述平衡传输线的信号线和返回线分别与所述第一连接线和所述第一金属件相连，所述另一同轴线缆的内导体和外导体分别与所述第一连接线和所述第一金属件相连，更加优选地，所述巴伦通过非平衡传输部件与所述同轴线缆相连，更加优选地，所述非平衡传输部件包括第二金属件和第二连接线，所述同轴线缆的内导体通过所述第二连接线与所述第一连接线相连，所述同轴线缆的外导体通过所述第二金属件与所述第一金属件相连；更加优选地，所述第二金属件与所述第一金属件一体形成，所述第二连接线与所述第一连接线一体形成。

根据本发明的一个实施例，所述反射板具有至少两个位于不同平面的部分；优选地，所述反射板具有上端敞开的凹槽；更加优选地，所述反射板为弧形板，所述反射板的中部位于所述反射板的边缘的下方，或者所述反射板包括下板以及设在所述下板的上表面上的上板，所述上板的上表面上设有所述凹槽，或者所述反射板包括下板以及设在所述下板的上表面上的多个围板，多个所述围板依次配合且限定出所述凹槽，

根据本发明的一个实施例，所述双极化天线还包括：至少一个第一引向器，所述至少一个第一引向器设在所述第一极化天线单元的上方，所述至少一个第一引向器的延伸方向与所述第一极化天线单元的电场主极化方向相一致；和至少一个第二引向器，所述至少一个第二引向器设在所述第二极化天线单元的上方，所述至少一个第二引向器的延伸方向与所述第二极化天线单元的电场主极化方向相一致；优选地，所述至少一个第一引向器和所述至少一个第二引向器为一体件，或者所述至少一个第一引向器和所述至少一个第二引向器为间隔设置的分体件。

根据本发明的一个实施例，所述双极化天线还包括：加载板，所述加载板分别设在所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分上，所述第一极化天线单元上的加载板与所述第一极化天线单元所在的平面的夹角大于0度且小于等于90度，所述第二极化天线单元上的加载板与所述第二极化天线单元所在的平面的夹角大于0度且小于等于90度；优选地，所述第一极化天线单元上的加载板垂直于所述第一极化天线单元所在的平面，所述第二极化天线单元上的加载板垂直于所述第二极化天线单元所在的平面。

根据本发明的一个实施例，所述双极化天线还包括：至少一个挡板，所述挡板设在所述反射板的朝向所述辐射单元的表面上且向远离所述表面的方向延伸。

根据本发明的一个实施例，所述双极化天线还包括：介质板，所述第一极化天线单元、所述第二极化天线单元、所述第一馈电单元、所述第二馈电单元、所述第三馈电单元和所述第四馈电单元均设在或形成在所述介质板上。

附图说明

图1是根据本发明的第一个实施例的双极化天线的辐射单元的结构示意图；

图2是根据本发明的第二个实施例的双极化天线的辐射单元的结构示意图；

图3是根据本发明的第三个实施例的双极化天线的辐射单元的结构示意图；

图4是根据本发明的第四个实施例的双极化天线的辐射单元的结构示意图；

图5是根据本发明的第五个实施例的双极化天线的辐射单元的结构示意图；

图6是根据本发明的第六个实施例的双极化天线的辐射单元的结构示意图；

图7是根据本发明的第七个实施例的双极化天线的辐射单元的结构示意图；

图8是根据本发明的第八个实施例的双极化天线的辐射单元的结构示意图；

图9是根据本发明的第一个实施例的双极化天线的结构示意图；

图10是根据本发明的第二个实施例的双极化天线的结构示意图；

图11是根据本发明的第三个实施例的双极化天线的结构示意图；

图12是根据本发明的第四个实施例的双极化天线的爆炸图；

图13是根据本发明第一个实施例的双极化天线的馈电方式的结构示意图；

图14是根据本发明第一个实施例的双极化天线的馈电方式的结构示意图；

图15是根据本发明第一个实施例的双极化天线的馈电方式的结构示意图；

图16是根据本发明第一个实施例的双极化天线的馈电方式的结构示意图；

图17是根据本发明第一个实施例的双极化天线的馈电方式的结构示意图；

附图标记：

双极化天线1、辐射单元2、

第一极化天线单元101、槽缝1011、外周缘1012、内周缘1013、开口1014、槽孔1016、第一部分1018、第二部分1019、连接件1015、

第二极化天线单元102、第三部分1028、第四部分1029、

第一馈电单元21、第二馈电单元22、第三馈电单元23、第四馈电单元24、

第一馈电点211、第二馈电点222、第三馈电点223、第四馈电点224、

第一馈电线缆225、第二馈电线缆226、第三馈电线缆227、第四馈电线缆228、

子馈电点202、平衡传输线203、同轴线缆204、巴伦205、第一金属件2051、第一连接线2052、非平衡传输部件206、第二金属件2061、第二连接线2062、

反射板40、

第一引向器50、第二引向器60、加载板70、挡板80。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的双极化天线1。

如图9-图17所示，根据本发明实施例的双极化天线1包括辐射单元2、第一馈电单元21、第二馈电单元22、第三馈电单元23、第四馈电单元24和反射板40。

首先参考附图描述根据本发明实施里的双极化天线的辐射单元2。

如图1-图8所示，根据本发明实施例的双极化天线的辐射单元2包括第一极化天线单元101和第二极化天线单元102。

第一极化天线单元101包括第一部分1018和第二部分1019，第二极化天线单元102包括第三部分1028和第四部分1029。第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029均为环-缝隙天线，环-缝隙天线具有槽缝1011，槽缝1011可以沿所在部分的厚度方向贯通，槽缝1011具有开口1014。其中，第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029的位于开口1014两侧的端部依次首尾相连，第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029的外周缘1012连接成闭环，第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029的外周缘1012的由槽缝1011限定出的内周缘1013连接成闭环。

换言之，辐射单元2为大体环形，四个槽缝1011相互连通，辐射单元2具有封闭的外周缘1012和封闭的内周缘1013。

在根据本发明实施例的双极化天线1中，第一馈电单元21与第一极化天线单元101的第一部分1018配合，第二馈电单元22与第一极化天线单元101的第二部分1019配合，第三馈电单元23与第二极化天线单元102的第三部分1028配合，第四馈电单元24与第二极化天线单元102的第四部分1029配合。反射板40设在辐射单元2的下方。

现有的双极化天线的第一极化天线单元和第二极化天线单元均为偶极子天线，即现有的双极化天线的第一极化天线单元和第二极化天线单元均包括两个臂。也就是说，现有的双极化天线的每个偶极子天线包括两个臂。此外，每个臂均可以设有槽缝，但是由于每个偶极子天线的两个臂不直接连接，因此每对偶极子天线的两个臂的槽缝相互独立、不能互通。

下面以现有的双极化天线的第一极化天线单元为例进行说明。现有的第一极化天线单元的两个臂上可以有槽缝，但是该槽缝内部不会产生电场，该槽缝不是辐射结构，只有该第一极化天线单元才是辐射结构。现有的双极化天线的偶极子天线的两个臂与馈电系统(或称为馈电单元)相连，因此，现有的双极化天线的偶极子天线的单独的一个臂无法独立地工作，只有该偶极子天线才能独立地工作。其中，现有的双极化天线的偶极子天线的一个臂与本申请的第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029中的任意一个相对应。

而且，因偶极子天线单元存在“电流不平衡”的特点，所以其馈电系统必须采用罗伯特巴伦结构或该结构的变形结构，以平衡电流使得天线辐射方向得到改善。

根据本发明实施例的辐射单元2和具有其的双极化天线1，第一极化天线单元101包括第一部分1018和第二部分1019，第二极化天线单元102包括第三部分1028和第四部分1029。第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029均为环-缝隙天线，该四个部分依次首尾相连，从而使辐射单元2形成一个整体且具有封闭的外周缘1012和封闭的内周缘1013，即辐射单元2不具有对外的开口，由此可以便于机械加工、一次注塑成型，进而结构和性能更加稳定，并且，第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029分别通过第一馈电单元21、第二馈电单元22、第三馈电单元23和第四馈电单元24进行馈电，即第一极化天线单元101和第二极化天线单元102均为双馈电，这样第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029中每一个上的槽缝1011的内部均具有电场，从而可以使第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029能够独立地工作。因此，虽然根据本发明实施例的双极化天线1的结构看似与现有的双极化天线的结构相似，但是根据本发明实施例的双极化天线1的辐射原理完全不同于现有的双极化天线的辐射原理(后续将详细描述原理的不同之处)，从而导致根据本发明实施例的双极化天线1的馈电方式完全不同于现有的双极化天线的馈电方式。

具体而言，根据本发明实施例的双极化天线具有“自平衡”的特点，其馈电单元无论是否采用巴伦结构，都会获得良好的辐射方向，这样不但优化、减少天线结构设计，而且可以提高天线性能、降低天线成本。

并且，第一极化天线单元和第二极化天线单元均为双馈电，一方面，两个馈点位置只要关于极化天线单元的中心对称即可，方便对天线进行调整以优化天线性能，而单馈电方式(一个馈电点)只能在极化天线单元的正中间馈电，难以进行调整优化；另一方面，双馈电方式下可以避免单馈电方式时相邻线缆的彼此影响，从而防止天线隔离度降低或交叉极化恶化，使天线满足性能指标要求。

此外，现有技术的馈电单元需要固定并连接在反射板上，限制了天线高度，根据本发明实施例的双极化天线1的馈电单元无需固定并连接在反射板40上，有利于调整天线1的体积、优化天线1的结构设计。

现有技术中偶极子天线单元辐射原理为：现有技术中的双极化天线采用两个偶极子天线单元的组合，根据偶极子天线的辐射原理，只有金属臂部分属于该天线的辐射结构，其两个共线的金属臂上的电场，是辐射的源，故偶极子天线属于“电天线”。需要说明的是，即使金属臂通过结构变形而增加槽缝结构(槽缝不是必须的)，但由于偶极子天线槽缝两边的电流是同向的，因此槽缝不能辐射，内部也不会产生电场分布，故该槽缝结构不是天线的辐射结构，由此现有技术中的偶极子天线单元的主方向增益低，带宽有限，导致天线无法实现较宽带宽。

根据本发明实施例的双极化天线1的辐射原理是：第一极化天线单元101具有一个水平对称轴，第一极化天线单元101的电流主要集中在第一极化天线单元101的两侧以及环与槽缝1011连接的部位。第一极化天线单元101的电场主要集中在第一极化天线单元101的槽状结构(槽缝1011)部分。通过对比可以发现，第一极化天线单元101的电流方向与电场主极化方向是不完全一致的，而且，第一极化天线单元101的电场主极化方向垂直于第一极化天线单元101的该水平对称轴的方向。第二极化天线单元102的辐射原理与第一极化天线单元101的辐射原理相同。由此，环-缝隙天线的环形结构上的磁场是辐射的源，而槽缝1011结构内部的电场也是辐射的源，因此根据本发明实施例的双极化天线1的环-缝隙天线属于“电磁天线”。

尤其需要说明的是，环-缝隙天线的槽缝1011结构(槽缝1011是必须的)的两边电流是不同向的，这样的电流分布会在槽缝1011结构内部形成电场，因而槽缝1011结构是辐射结构。

其中，每个环-缝隙天线均可作为一个单独的天线独立工作，两个辐射结构共同作用可提高天线1的辐射效率，故能使天线1达到较良好的性能指标，鉴于仅一个环-缝隙天线的增益就高于一个单独工作的偶极子天线单元。那么，由四个这样的环-缝隙天线所组成的双极化天线1则比现有技术的天线具有更高增益。同时，根据本发明实施例的双极化天线1能够达到较高的性能指标，如实现更好的端口隔离度及交叉极化指标等。

由于根据本发明实施例的双极化天线1的辐射原理完全不同于现有的双极化天线的辐射单元的辐射原理。因此，根据本发明实施例的双极化天线1具有更高的增益、更宽的频带，极大地提高了双极化天线1的技术指标值(例如实现更好的端口隔离度、更好的交叉极化指标等)。

其中，根据本发明实施例的双极化天线1的工作频段范围可以达到1.7GHz-2.7GHz，极化方式为+45°极化和-45°极化双极化，增益可达到9.5dB，波束宽度可达到60-65°，输入阻抗为50Ω，驻波可小于1.5，隔离度可以达到30dB。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的双极化天线1及其辐射单元2。

如图9-图17所示，根据本发明的一些实施例的双极化天线1包括辐射单元2、第一馈电单元21、第二馈电单元22、第三馈电单元23、第四馈电单元24、反射板40、至少一个第一引向器50、至少一个第二引向器60、加载板70、挡板80和介质板(图中未示出)。

根据本发明实施例的双极化天线1可以是V/H(垂直/水平)极化天线，还可以是±45°极化天线。当根据本发明实施例的双极化天线1为V/H(垂直/水平)极化天线时，第一极化天线单元101为水平极化天线单元，第二极化天线单元102为垂直极化天线单元。

第一极化天线单元101、第二极化天线单元102、第一馈电单元21、第二馈电单元22、第三馈电单元23和第四馈电单元24中的每一个均设在或形成在介质板上。具体而言，第一极化天线单元101、第二极化天线单元102、第一馈电单元21、第二馈电单元22、第三馈电单元23和第四馈电单元24中的每一个可以是设在该介质板上的金属片或形成在该介质板上的金属层。

如图1所示，第二极化天线单元102的结构与第一极化天线单元101的结构可以相同，进一步地，第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029的结构相同。

如图2所示，第二极化天线单元102的结构与第一极化天线单元101的结构可以不同，进一步地，第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029的结构彼此不同。

为了节约篇幅，下文以第二极化天线单元102的结构与第一极化天线单元101的结构相同为例，且仅对第一极化天线单元101的具体结构进行描述。

在本发明的一些示例中，如图1-图8所示，第一部分1018的槽缝1011的开口1014朝向第二部分1019，第二部分1019的槽缝1011的开口1014朝向第一部分1018。第三部分1028的槽缝1011的开口1014朝向第四部分1029，第四部分1029的槽缝1011的开口1014朝向第三部分1028。

如图1-图3所示，第一部分1018和第二部分1019位于同一平面上。如图4和图8所示，第一部分1018和第二部分1019位于不同的平面上。

有利地，第一部分1018和第二部分1019中的每一个相对水平面倾斜地设置。更加有利地，第一部分1018与水平面的夹角等于第二部分1019与水平面的夹角。

如图1以及图3-图8所示，第一部分1018的形状和大小与第二部分1019的形状和大小相同，第一部分1018的槽缝1011的形状和大小与第二部分1019的槽缝1011的形状和大小相同。

如图2所示，第一部分1018的形状和大小与第二部分1019的形状和大小不同，第一部分1018的槽缝1011的形状和大小与第二部分1019的槽缝1011的形状和大小不同。

环-缝隙天线为平板状或非平板状。如图1-图3所示，环-缝隙天线为平板状，即环-缝隙天线位于同一平面上。

如图4和图8所示，环-缝隙天线为非平板状，即环-缝隙天线具有折叠结构。换言之，环-缝隙天线具有多个位于不同平面上的部分。

如图11所示，非平板状的环-缝隙天线可以由多个部分构成，相邻部分通过若干连接件1015相连，当然，相邻部分也可以直接相连。

在本发明的一个具体示例中，第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029可以形成十字对称结构，也可以形成稍微不对称的十字结构，即形成十字不对称结构。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，所述环-缝隙天线上设有沿所述环-缝隙天线的厚度方向贯通所述环-缝隙天线的槽孔1016，由此可以利用槽孔1016微调双极化天线1的性能。

具体而言，槽孔1016具有封闭的内周缘，或槽孔1016贯通所述环-缝隙天线的外周缘1012和内周缘1013中的一个周缘，即槽孔1016不同时贯通所述环-缝隙天线的外周缘1012和内周缘1013。

举例而言，如图3所示，第一极化天线单元101上设有四个槽孔1016，这四个槽孔1016相对于第一极化天线单元101的纵向中心轴线对称且相对于第一极化天线单元101的横向中心轴线对称。第二极化天线单元102上设有四个槽孔1016，这四个槽孔1016相对于第二极化天线单元102的纵向中心轴线对称且相对于第二极化天线单元102的横向中心轴线对称。

在本发明的一些具体实施例中，如图9-图12、图14和图15所示，第一馈电单元21包括设在第一部分1018的开口1014处的第一馈电点211以及与第一馈电点211相连的第一馈电线缆225，第二馈电单元22包括设在第二部分1019上的第二馈电点222以及与第二馈电点222相连的第二馈电线缆226，第三馈电单元23包括设在第三部分1028的开口1014处的第三馈电点223以及与第三馈电点223相连的第三馈电线缆227，第四馈电单元24包括设在第四部分1029的开口1014处的第四馈电点224以及与第四馈电点224相连的第四馈电线缆228。

其中，第一馈电线缆225为平衡传输线或非平衡传输线，第二馈电线缆226为平衡传输线或非平衡传输线，第三馈电线缆227为平衡传输线或非平衡传输线，第四馈电线缆228为平衡传输线或非平衡传输线。

可选地，第一馈电点211和第二馈电点222关于第一极化天线单元101的中心对称设置，第三馈电点223和第四馈电点224关于第二极化天线单元102的中心对称设置。

在本发明的一些具体实施例中，如图13所示，第一馈电点211、第二馈电点222、第三馈电点223和第四馈电点224中的每一个包括分别位于开口1014两侧的两个子馈电点202。

如图14所示，第一馈电线缆225、第二馈电线缆226、第三馈电线缆227和第四馈电线缆228中的任一个或多个为平衡传输线时，平衡传输线的信号线与位于槽缝1011的第一侧的子馈电点202相连，平衡传输线的返回线与位于槽缝1011的第二侧的子馈电点202相连，槽缝1011的第一侧与槽缝1011的第二侧相对。

如图15所示，第一馈电线缆225、第二馈电线缆226、第三馈电线缆227和第四馈电线缆228中的任一个或多个为非平衡传输线时，有利地，该非平衡传输线为同轴线缆204，同轴线缆204的外导体与位于槽缝1011的第一侧的子馈电点202相连，同轴线缆204的内导体与位于槽缝1011的第二侧的子馈电点202相连，槽缝1011的第一侧与槽缝1011的第二侧相对。

进一步地，如图16所示，平衡传输线3的第一端与子馈电点202相连，平衡传输线的第二端与巴伦205相连，巴伦205与同轴线缆204相连。

也就是说，平衡传输线通过巴伦205与同轴线缆204相连。通过设置巴伦205和同轴线缆204，从而可以进一步完善双极化天线1的馈电方式。

有利地，如图16所示，巴伦205包括第一金属件2051和第一连接线2052。平衡传输线的信号线的第一端与位于槽缝1011的第一侧的子馈电点202相连，平衡传输线的信号线的第二端与第一连接线2052相连。平衡传输线的返回线的第一端与位于槽缝1011的第二侧的子馈电点202相连，平衡传输线的返回线的第二端与第一金属件2051相连。槽缝1011的第一侧与槽缝1011的第二侧相对。同轴线缆204的内导体与第一连接线2052相连，同轴线缆204的外导体与第一金属件2051相连。

如图17所示，更加有利地，巴伦205通过非平衡传输部件206与同轴线缆204相连。

具体而言，非平衡传输部件206包括第二金属件2061和第二连接线2062。同轴线缆204的内导体通过第二连接线2062与第一连接线2052相连，同轴线缆204的外导体通过第二金属件2061与第一金属件2051相连。

第二金属件2061与第一金属件2051一体形成且设在介质板的第一表面，第二连接线2062与第一连接线2052一体形成且设在该介质板的第二表面。该介质板的第一表面与该介质板的第二表面相对。由此可以使双极化天线1的结构更加合理。

可选地，如图9所示，每个极化天线单元的两个平衡传输线一端连接子馈电点202，而另一端分别延伸下来，连接其他射频设备(如功分器等)。

如图10所示，第一极化天线单元101的第一馈电点211和第二馈电点222分别连接一根平衡传输线一端，而两根平衡传输线的另一端在尾部融为一路传输线并延伸下来，延伸后的尾部不与反射板40相连。第二极化天线单元102的第三馈电点223和第四馈电点224分别连接一根平衡传输线一端，而两根平衡传输线的另一端在尾部融为一路传输线并延伸下来，延伸后的尾部不与反射板40相连

在本发明的一个具体示例中，反射板40位于第一馈电单元21、第二馈电单元22、第三馈电单元23和第四馈电单元24的下方，反射板40与第一馈电单元21、第二馈电单元22、第三馈电单元23和第四馈电单元24间隔开。

在本发明的一些示例中，反射板40具有至少两个位于不同平面的部分。换言之，反射板40具有非平面结构。也就是说，反射板40至少具有第一部分和第二部分，反射板40的第一部分和第二部分位于不同的平面上。

通过设置具有非平面结构的反射板40，从而可以有效地提高双极化天线1的天线方向图、前后比值和增益。

有利地，反射板40具有上端敞开的凹槽，第一馈电单元21、第二馈电单元22、第三馈电单元23和第四馈电单元24的中每一个的至少一部分设在凹槽内。由此可以减小双极化天线1的体积。

在本发明的第一个实施例中，反射板40为弧形板，反射板40的中部位于反射板40的边缘的下方。有利地，反射板40为圆弧板。也就是说，反射板40可以是球面的一部分。

在本发明的第二个实施例中，反射板40包括下板以及设在该下板的上表面上的上板，该上板的上表面上设有凹槽。有利地，该凹槽沿上下方向贯通该上板。

有利地，该上板内具有空腔。由此可以进一步提高双极化天线1的天线方向图、前后比值和增益。

该上板的横截面的边沿为正多边形，该上板的侧面为矩形或梯形。具体而言，该上板的横截面的边沿为正四边形或正八边形。

在本发明的第三个实施例中，反射板40包括下板以及设在该下板的上表面上的多个围板，多个该围板依次配合且限定出凹槽。有利地，多个该围板可以依次接触。

具体而言，每个该围板包括内竖板、外竖板、第一水平板和第二水平板，第一水平板的第一边沿与内竖板的上沿相连，第一水平板的第二边沿与外竖板的上沿相连。第二水平板与外竖板的下沿相连，第二水平板设在下板的上表面上。其中，多个该围板的内竖板依次接触，多个该围板的内竖板限定出凹槽。

此外，在本发明的第四个实施例中，反射板40可以包括多个子板，多个该子板沿上下方向排列，多个该子板中的至少一个为曲板。也就是说，多个该子板中的至少一个具有非平面结构。其中，相邻两个该子板可以相连，也可以不相连。

通过设置非平面的反射板40，即反射板40具有非平面结构，从而可以有效地提高双极化天线1的方向图和前后比值，提高双极化天线1的增益，更好地与第一极化天线单元101和第二极化天线单元102结合。

如图12所示，双极化天线1进一步包括至少一个第一引向器50和至少一个第二引向器60。至少一个第一引向器50设在第一极化天线单元101的上方，至少一个第一引向器50的延伸方向与第一极化天线单元101的电场主极化方向相一致。至少一个第二引向器60设在第二极化天线单元102的上方，至少一个第二引向器60的延伸方向与第二极化天线单元102的电场主极化方向相一致。

现有的双极化天线1通常不设置引向器，即使设置引向器，由于引向器的设置位置和方向受到两个偶极子天线单元的电场主极化方向的限制，因此引向器的设置位置和方向有限，且对提高双极化天线的性能和指标贡献不大。

由于第一极化天线单元101和第二极化天线单元102的辐射范围大，因此在它们的辐射范围内均可以设置引向器。至少一个第一引向器50可以用于增强第一极化天线单元101向第一引向器50方向发射的电波，至少一个第二引向器60可以用于增强第二极化天线单元102向第二引向器60方向发射的电波。通过设置至少一个第一引向器50和至少一个第二引向器60，从而可以进一步提高双极化天线1的增益、扩大双极化天线1的频带宽度。

有利地，如图12所示，第一引向器50为两个，两个第一引向器50相对第一极化天线单元101的横向中心轴线对称，第二引向器60为两个，两个第二引向器60相对第二极化天线单元102的横向中心轴线对称。

至少一个第一引向器50和至少一个第二引向器60可以位于同一水平面上，也可以位于不同的水平面上。当第一引向器50为多个时，多个第一引向器50可以间隔开地设置，也可以连接成一体。当第二引向器60为多个时，多个第二引向器60可以间隔开地设置，也可以连接成一体。

可选地，至少一个第一引向器50和至少一个第二引向器60为一体件，或者至少一个第一引向器50和至少一个第二引向器60为间隔设置的分体件。

需要说明的是，第一引向器50和第二引向器60的形状、数量、大小、位置、间距等参数可依据天线指标要求进行调整以实现最优性能。

如图12所示，双极化天线1进一步包括加载板70，加载板70为至少四个且分别设在第一部分1018、第二部分1019、第三部分1028和第四部分1029上。加载板70与第一极化天线单元101所在的平面的夹角大于0度且小于等于90度，加载板70与第二极化天线单元102所在的平面的夹角大于0度且小于等于90度。

现有的双极化天线设置的加载片水平地设置。根据本发明实施例的双极化天线1通过设置与第一极化天线单元101所在的平面和第二极化天线单元102所在的平面成预设角度的加载板70，从而不仅可以进一步提高双极化天线1的增益，而且可以实现更加良好的阻抗匹配，显现更加良好的方向图。

有利地，如图12所示，第一极化天线单元101上的加载板70垂直于第一极化天线单元101所在的平面，第二极化天线单元102上的加载板70垂直于第二极化天线单元102所在的平面。

需要说明的是，加载板70的形状、数量、大小、位置、相邻加载板70的间距等参数可依据天线指标要求进行调整以实现最优性能。

在本发明的一些具体实施例中，如图12所示，双极化天线1进一步包括挡板80，挡板80设在反射板40的朝向辐射单元2的表面上且向远离反射板40的朝向辐射单元2的表面的方向延伸，挡板80可以是平面或非平面的金属片。优选地，挡板80垂直于反射板40的朝向辐射单元2的表面。通过设置挡板80，可对天线各指标，如天线增益、波束宽度、交叉极化等进行调节，提高天线1的性能。

需要说明的是，挡板80的形状、数量、大小、高低、位置、相邻挡板80的间距等参数可依据天线指标要求进行调整以实现最优性能。

根据本发明实施例的双极化天线1及其辐射单元2，第一和第二极化天线单元分别采用两个环形-缝隙天线，辐射范围大，拓展了天线频带宽度，提高了天线增益。通过设置双馈电结构，可实现天线高隔离度低、改善交叉极化和天线部件的结构布局，提高天线性能。采用非平面反射板，结合天线辐射体，可以有效提高天线方向图及前后比值，同时提高增益。通过设置引向器，可大大提高天线频带宽度、天线增益等技术指标值。通过使用垂直加载片，更有利于实现良好的阻抗匹配，显现良好的方向图。通过增加挡板，调节天线指标，提供天线单元的性能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种双极化天线的辐射单元，其特征在于，包括：

第一极化天线单元，所述第一极化天线单元包括第一部分和第二部分；和

第二极化天线单元，所述第二极化天线单元包括第三部分和第四部分，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分均为环-缝隙天线，所述环-缝隙天线具有槽缝，所述槽缝具有开口，

其中，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分的位于开口两侧的端部依次首尾相连，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分的外周缘连接成闭环，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分的由所述槽缝限定出的内周缘连接成闭环。

2.根据权利要求1所述的双极化天线的辐射单元，其特征在于，

所述第一部分的开口朝向所述第二部分和/或所述第二部分的开口朝向所述第一部分；和/或

所述第三部分的开口朝向所述第四部分和/或所述第四部分的开口朝向所述第三部分。

3.根据权利要求1所述的双极化天线的辐射单元，其特征在于，

所述第一部分和所述第二部分位于同一平面上或位于不同的平面上，优选地，所述第一部分和所述第二部分中的每一个相对水平面倾斜地设置，更加优选地，所述第一部分与水平面的夹角等于所述第二部分与水平面的夹角；和/或

所述第三部分和所述第四部分位于同一平面上或位于不同的平面上，优选地，所述第三部分和所述第四部分中的每一个相对水平面倾斜地设置，更加优选地，所述第三部分与水平面的夹角等于所述第四部分与水平面的夹角。

4.根据权利要求1所述的双极化天线的辐射单元，其特征在于，

所述第一部分的形状和大小与所述第二部分的形状和大小相同或不同，所述第一部分的槽缝的形状和大小与所述第二部分的槽缝的形状和大小相同或不同；和/或

所述第三部分的形状和大小与所述第四部分的形状和大小相同或不同，所述第三部分的槽缝的形状和大小与所述第四部分的槽缝的形状和大小相同或不同。

5.根据权利要求1所述的双极化天线的辐射单元，其特征在于，所述环-缝隙天线为平板状或非平板状，优选地，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分形成十字对称结构或十字不对称结构。

6.根据权利要求1所述的双极化天线的辐射单元，其特征在于，所述环-缝隙天线上设有沿所述环-缝隙天线的厚度方向贯通所述环-缝隙天线的槽孔，

其中，所述槽孔具有封闭的内周缘；或

所述槽孔贯通所述环-缝隙天线的外周缘和内周缘中的一个周缘。

7.一种双极化天线，其特征在于，包括：

辐射单元，所述辐射单元为根据权利要求1-6中任一项所述的双极化天线的辐射单元；

第一馈电单元和第二馈电单元，所述第一馈电单元与所述第一极化天线单元的第一部分配合，所述第二馈电单元与所述第一极化天线单元的第二部分配合；

第三馈电单元和第四馈电单元，所述第三馈电单元与所述第二极化天线单元的第三部分配合，所述第四馈电单元与所述第二极化天线单元的第四部分配合；

反射板，所述反射板设在所述辐射单元的下方。

8.根据权利要求7所述的双极化天线，其特征在于，所述第一馈电单元包括设在所述第一部分的开口处的第一馈电点以及与所述第一馈电点相连的第一馈电线缆，所述第二馈电单元包括设在所述第二部分上的第二馈电点以及与所述第二馈电点相连的第二馈电线缆，所述第三馈电单元包括设在所述第三部分的开口处的第三馈电点以及与所述第三馈电点相连的第三馈电线缆，所述第四馈电单元包括设在所述第四部分的开口处的第四馈电点以及与所述第四馈电点相连的第四馈电线缆，

其中，所述第一馈电线缆为平衡传输线或非平衡传输线，所述第二馈电线缆为平衡传输线或非平衡传输线，所述第三馈电线缆为平衡传输线或非平衡传输线，所述第四馈电线缆为平衡传输线或非平衡传输线。

9.根据权利要求8所述的双极化天线，其特征在于，所述第一馈电点和所述第二馈电点关于所述第一极化天线单元的中心对称设置，所述第三馈电点和所述第四馈电点关于所述第二极化天线单元的中心对称设置。

10.根据权利要求8所述的双极化天线，其特征在于，所述第一馈电点、所述第二馈电点、所述第三馈电点和所述第四馈电点中的每一个包括分别位于所述开口两侧的两个子馈电点，

每个所述平衡传输线的信号线和返回线分别与对应的馈电点的两个子馈电点相连；和/或

所述非平衡传输线为同轴线缆，所述同轴线缆的外导体和内导体分别与对应的馈电点的两个子馈电点相连。

11.根据权利要求10所述的双极化天线，其特征在于，

所述平衡传输线进一步连接有巴伦，所述巴伦进一步与另一同轴线缆相连；

优选地，所述巴伦包括第一金属件和第一连接线，所述平衡传输线的信号线和返回线分别与所述第一连接线和所述第一金属件相连，所述另一同轴线缆的内导体和外导体分别与所述第一连接线和所述第一金属件相连，

更加优选地，所述巴伦通过非平衡传输部件与所述同轴线缆相连，

更加优选地，所述非平衡传输部件包括第二金属件和第二连接线，所述同轴线缆的内导体通过所述第二连接线与所述第一连接线相连，所述同轴线缆的外导体通过所述第二金属件与所述第一金属件相连；

更加优选地，所述第二金属件与所述第一金属件一体形成，所述第二连接线与所述第一连接线一体形成。

12.根据权利要求7所述的双极化天线，其特征在于，所述反射板具有至少两个位于不同平面的部分；

优选地，所述反射板具有上端敞开的凹槽；

更加优选地，所述反射板为弧形板，所述反射板的中部位于所述反射板的边缘的下方，或者所述反射板包括下板以及设在所述下板的上表面上的上板，所述上板的上表面上设有所述凹槽，或者所述反射板包括下板以及设在所述下板的上表面上的多个围板，多个所述围板依次配合且限定出所述凹槽。

13.根据权利要求7所述的双极化天线，其特征在于，还包括：

至少一个第一引向器，所述至少一个第一引向器设在所述第一极化天线单元的上方，所述至少一个第一引向器的延伸方向与所述第一极化天线单元的电场主极化方向相一致；和

至少一个第二引向器，所述至少一个第二引向器设在所述第二极化天线单元的上方，所述至少一个第二引向器的延伸方向与所述第二极化天线单元的电场主极化方向相一致；

优选地，所述至少一个第一引向器和所述至少一个第二引向器为一体件，或者所述至少一个第一引向器和所述至少一个第二引向器为间隔设置的分体件。

14.根据权利要求7所述的双极化天线，其特征在于，还包括：

加载板，所述加载板分别设在所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分上，所述第一极化天线单元上的加载板与所述第一极化天线单元所在的平面的夹角大于0度且小于等于90度，所述第二极化天线单元上的加载板与所述第二极化天线单元所在的平面的夹角大于0度且小于等于90度；

优选地，所述第一极化天线单元上的加载板垂直于所述第一极化天线单元所在的平面，所述第二极化天线单元上的加载板垂直于所述第二极化天线单元所在的平面。

15.根据权利要求7所述的双极化天线，其特征在于，还包括：

至少一个挡板，所述挡板设在所述反射板的朝向所述辐射单元的表面上且向远离所述表面的方向延伸。

16.根据权利要求7所述的双极化天线，其特征在于，还包括：

介质板，所述第一极化天线单元、所述第二极化天线单元、所述第一馈电单元、所述第二馈电单元、所述第三馈电单元和所述第四馈电单元均设在或形成在所述介质板上。