CN108206327A - 基站天线辐射单元及基站天线 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种基站天线辐射单元及基站天线，所述基站天线辐射单元包括振子辐射体、辐射支撑体和反射板，振子辐射体位于辐射支撑体的一端，且振子辐射体的端面上周向分布有多个振子臂，相邻两个所述振子臂之间通过耦合连接线耦合连接，即耦合连接线将极化的多个振子臂耦合连接，辐射支撑体的另一端接反射板且其底部与反射板直流断开连接。本发明既满足天线的超宽频阻抗带宽，又改善了天线的辐射参数，且原先其底部馈电的不平衡问题也得以解决。

Description

基站天线辐射单元及基站天线
技术领域
本发明涉及基站天线领域，尤其是涉及一种可有效降低高低谐振的基站天线辐射单元及基站天线。
背景技术
移动通讯发展进程中，无线系统所承担的业务容量爆发式增长，天馈系统的应用技术不断更新，天线的应用技术逐渐向两个方向发展：一方面是频谱资源充分利用所要求的宽带天线应用技术；另一方面是现有的频谱条件下拓展载频容量的支持MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)的多天线应用技术。
随着移动通讯技术的飞速发展，超宽频天线应用技术已不能适应大流量高速数据通讯的需求，有效的天馈解决方案是支持OFDMA(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access，正交频分多址)的多天线技术。但多天线技术又受制于方便建站的要求，因此，需要把超宽频技术和多天线集成在一起。另一方面通讯系统优化对天线覆盖范围的随机调整，又要求增加远程天线下倾角控制技术，以满足市场需求，因此多天线集成的超宽频电调天线应运而生。
现有超宽频电调天线中的超宽带辐射单元，可以通过增加振子截面做超宽带设计，也可以通过直接连接不同极化辐射体来增强交叉极化鉴别率，但这样处理极大的降低了天线阻抗带宽，使天线的阻抗带宽与辐射参数无法统一。且现有超宽带辐射单元产生的高低频谐振对多天线系统的辐射参数影响及电路参数均有所影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基站天线辐射单元及基站天线，以解决有效降低谐振对多天线系统的辐射参数影响及电路参数影响。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种基站天线辐射单元，包括振子辐射体、辐射支撑体和反射板，所述振子辐射体位于辐射支撑体的一端，且振子辐射体的端面上周向分布有多个振子臂，相邻两个所述振子臂之间通过耦合连接线耦合连接，所述辐射支撑体的另一端接所述反射板且其底部与所述反射板直流断开连接。
优选地，所述耦合连接线沿周向均匀分布在所述振子辐射体上。
优选地，所述耦合连接线包括第一连接部、中间连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部分别附着在相邻两个振子臂上，所述中间连接部连接第一和第二连接部，且其附着在所述振子辐射体上。
优选地，所述耦合连接线和振子臂分别分布于所述振子辐射体相对的两端面上。
优选地，所述耦合连接线的宽度是等宽的或是渐变的。
优选地，所述振子辐射体为双面的PCB板。
优选地，所述耦合连接线和振子臂分别印刷于所述振子辐射体相对的两端面上。
优选地，所述振子臂为金属板，耦合连接线为金属导带。
优选地，所述振子辐射体为第一绝缘介质板，所述第一绝缘介质板位于振子臂和耦合连接线之间。
优选地，所述振子臂和耦合连接线分别以第一绝缘固定结构固定安装于第一绝缘介质板的相对的两端面上。
优选地，所述第一绝缘固定结构至少为塑胶铆接、塑胶卡勾固定、固体或液体胶固定、塑胶螺纹紧固结构中的一种。
优选地，所述辐射支撑体的底部与反射板由直流开路槽直流断开。
优选地，所述辐射支撑体包括两个相正交的馈电巴伦和巴伦固定板，所述巴伦固定板位于馈电巴伦远离振子辐射体的一端。
优选地，所述直流开路槽由反射板上的第一隔断孔和隔断面构成，所述隔断面位于所述第一隔断孔内侧，且为巴伦固定板底部的部分端面。
优选地，所述巴伦固定板为双面或单面PCB板，所述隔断面为PCB板上印刷的金属区域。
优选地，所述巴伦固定板为金属板，所述巴伦固定板和反射板之间通过第二绝缘介质板隔开，所述隔断面为第二绝缘介质板底部的部分端面。
优选地，所述巴伦固定板与第二绝缘介质板之间、第二绝缘介质板与反射板之间通过第二绝缘固定结构固定连接。
优选地，所述第二绝缘固定结构至少为塑胶铆接、塑胶卡勾固定、塑胶螺纹紧固结构中的一种。
优选地，所述隔断面上还开设有与所述第一隔断孔嵌套的第二隔断孔。
优选地，所述第一、第二隔断孔的形状与隔断面的形状相对应，所述隔断孔和隔断面的形状为圆形、方形或椭圆形的一种。
优选地，所述第二隔断孔为一个或多个。
本发明还提出了另外一种技术方案：一种基站天线，包括上述基站天线辐射单元。
优选地，所述基站天线辐射单元以side by side的方式分布于反射板上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过在其辐射体上加载耦合连接线，把不同极化的振子耦合连接在一起，同时振子的底部巴伦直流不接地，既满足天线的超宽频阻抗带宽，又改善了天线的辐射参数，且原先其底部馈电的不平衡问题也得以解决。
2、在多天线集成系统下，本发明振子的引入可有效降低高低频谐振，既满足MIMO对多天线系统的隔离要求，又解决了多天线系统中高低频辐射体之间谐振对天线辐射指标的影响。
3、本发明振子可与低频/高频振子以side by side方式组成低谐振的多频多天线边界条件，可有效降低谐振对多天线系统的辐射参数影响及电路参数影响，该边界条件下的超宽频多频多端口天线系统支持LTE技术及AISG协议。
附图说明
图1a是本发明基站天线辐射单元的立体结构示意图；
图1b是图1a另一角度的立体结构示意图；
图2a是本发明基站天线辐射单元(耦合连接线宽度是渐变的)的立体结构示意图；
图2b是图2a的俯视结构示意图；
图3是本发明耦合连接线的结构示意图；
图4a是本发明基站天线辐射单元另一实施例的立体结构示意图；
图4b是图4a的爆炸结构示意图；
图5是本发明基站天线辐射单元另一实施例的立体结构示意图；
图6a是本发明基站天线的立体结构示意图；
图6b是图6a另一角度的立体结构示意图；
图6c是图6b的局部放大结构示意图；
图6d是图6a的俯视结构示意图；
图6e是图6a的侧视结构示意图；
图6f是图6e的局部放大结构示意图。
附图标记：1、振子辐射体，2、辐射支撑体，21、馈电巴伦，22、巴伦固定板，3、反射板，4、振子臂，5、耦合连接线，51、第一连接部，52、中间连接部，53、第二连接部，6、第一绝缘介质板，7、直流开路槽，71、第一隔断孔，72、隔断面，8、第二绝缘介质板。
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。
本发明所揭示的一种基站天线辐射单元，通过在其辐射体上加载耦合连接线，把不同极化的振子耦合连接在一起，同时其馈电巴伦底部不直流接地，可有效解决高低频谐振。引入到多天线集成系统下，既满足MIMO对多天线系统的隔离要求，又解决了多天线系统中高低频辐射体之间谐振对天线辐射指标的影响。
结合图1a、图2a、图4a和图5所示，本发明实施例所揭示的一种基站天线辐射单元，包括振子辐射体1、辐射支撑体2和反射板3，振子辐射体1位于辐射支撑体2的一端，辐射支撑体2的另一端接反射板3。
振子辐射体1整体呈有一定厚度的长方形板，其上端面上沿其轴心周向均匀分布有四个振子臂4，相对的两个振子臂4构成一个偶极子，两个偶极子相互正交，形成双极化振子。
结合图1b、图2a、图2b和图4b所示，振子辐射体1的下端面上，也就是靠近辐射支撑体2的那一端面上，分布有四根耦合连接线5，即振子臂4和耦合连接线5分别位于振子辐射体1上下相对的两端面上。四根耦合连接线5同样沿振子辐射体1的轴心周向均匀分布。每根耦合连接线5连接相邻的两个振子臂4，即四根耦合连接线5将两个极化的四个振子臂4耦合连接。
耦合连接线5的宽度可以是均等的，如图1b所示，也可以是渐变的，即是不均等的，如图2a所示，如中间连接部的宽度大于两边的连接部的宽度。
结合图3所示，每根耦合连接线5呈或近似呈顶角为开口状的三角形，但其形状不局限于这个。为了便于描述，定义每根耦合连接线5分为一体的第一连接部51、中间连接部52和第二连接部53，其中，第一连接部51和第二连接部53分别附着在相邻两个振子臂4上，即第一连接部51与一振子臂相连，第二连接部53则连接与该振子臂相邻的另一振子臂。中间连接部52连接第一连接部51和第二连接部53，且其附着在振子辐射体1上。
具体实施时，振子辐射体1可以为双面的PCB板。如图1a所示，当振子辐射体1为双面的PCB板时，四个振子臂4则可直接印刷在该PCB板的其中一端面上，四根耦合连接线5则印刷在PCB板的另外一端面上，每根耦合连接线5直接连接相邻的两个振子臂4。这种方式适合用PCB板印刷振子。
作为可替换的实施方式，如图4a和图4b所示，振子臂4为金属板材，耦合连接线5也为金属线，这样，振子臂4和耦合连接线5之间用一第一绝缘介质板6隔开。即振子辐射体1也可包括四个金属材质的振子臂4、第一绝缘介质板6和四根金属材质的耦合连接线5(如铜线等)，振子臂4和耦合连接线5分别位于第一绝缘介质板6的上下两相对的端面上。这种方式适合用金属加工振子。优选地，振子臂4和耦合连接线5通过第一绝缘固定结构(图未示)固定安装到第一绝缘介质板6上，其第一绝缘固定结构可选用但不限于使用塑胶铆接、塑胶卡勾固定、固体或液体胶固定、塑胶螺纹紧固结构中的一种。
辐射支撑体2包括两个相正交的馈电巴伦21和巴伦固定板22，馈电巴伦21的一端穿出振子辐射体1，通过振子辐射体1上的穿孔(即馈电孔)向振子臂4所在的振子辐射面上馈电。
巴伦固定板22位于馈电巴伦21远离振子辐射体1的另一端，用于将辐射单元安装到反射板3上。
馈电巴伦21的底部穿出反射板3且与反射板3直流断开连接。具体地，结合图2a、图6b和图6c所示，馈电巴伦21的底部与反射板3由直流开路槽直流断开，直流开路槽由第一隔断孔71和隔断面72构成，第一隔断孔71开设于反射板3上，隔断面72为巴伦固定板22底部的部分端面且其位于第一隔断孔71内侧。下面具体介绍直流开路槽的两种实施结构。
当巴伦固定板22为单面的PCB板时，即当巴伦固定板的底部为PCB板时，如图2a所示，隔断面72为PCB板上印刷的金属区域，此时，直流开路槽即由反射板上的第一隔断孔71和该金属区域构成。当然，巴伦固定板22也可为双面的PCB板。
如图5所示，当巴伦固定板22为金属板时，则巴伦固定板22还通过一第二绝缘介质板8与反射板3隔开。此时，隔断面72为第二绝缘介质板8的部分底面，即此时直流开路槽由反射板3上的第一隔断孔71和第二绝缘介质板8的部分底面构成。优选地，巴伦固定板22和第二绝缘介质板8之间、第二绝缘介质板8与反射板3之间通过第二绝缘固定结构(图未示)固定连接，其第二绝缘固定结构同样可选用但不限于使用塑胶铆接、塑胶卡勾固定、塑胶螺纹紧固结构中的一种。
另外，优选地，还可在隔断面72上还开设有一个或多个与第一隔断孔71嵌套的第二隔断孔(图未示)，以形成多个嵌套的直流开路槽，可增强辐射单元整体的滤波效果。即当巴伦固定板22为PCB板时，则在PCB板的底部再开设一个或多个与第一隔断孔嵌套的第二隔断孔；当巴伦固定板22为金属板时，则在第二绝缘介质板的底部再开设一个或多个与第一隔断孔嵌套的第二隔断孔。
上述第一、第二隔断孔的形状与隔断面的形状可以是相对应，实施时，可以是但不限于是圆形、方形或椭圆形的一种，如本发明实施例中为圆形状。
另外，结合图6a～图6f所示，本发明所揭示的辐射单元可组成线性或非线性阵列，与一列或多列高频/低频辐射单元通过side by side(并排)方式可组成低谐振的多频多天线边界条件。在多天线集成系统下，本发明振子(即辐射单元)的引入，可有效降低系统中的高低频谐振，既满足MIMO对多天线系统的隔离要求，又解决了多天线系统中高低频辐射体之间谐振对天线辐射指标的影响。另外，在该低谐振的多频多天线边界条件下的超宽频多频多端口天线系统支持LTE(Long Term Evolution，长期演进)技术及AISG协议。
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 (14)

1.一种基站天线辐射单元，其特征在于，其包括振子辐射体、辐射支撑体和反射板，所述振子辐射体位于辐射支撑体的一端，且振子辐射体的端面上周向分布有多个振子臂，相邻两个所述振子臂之间通过耦合连接线耦合连接，所述辐射支撑体的另一端接所述反射板且其底部与所述反射板直流断开连接。
2.根据权利要求1所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述耦合连接线包括第一连接部、中间连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部分别附着在相邻两个振子臂上，所述中间连接部连接第一和第二连接部，且其附着在所述振子辐射体上。
3.根据权利要求1所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述耦合连接线和振子臂分别分布于所述振子辐射体相对的两端面上。
4.根据权利要求1所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述振子辐射体为双面的PCB板。
5.根据权利要求4所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述耦合连接线和振子臂分别印刷于所述PCB板相对的两端面上。
6.根据权利要求1所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述振子臂为金属板，耦合连接线为金属导带。
7.根据权利要求6所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述振子辐射体为第一绝缘介质板，所述第一绝缘介质板位于振子臂和耦合连接线之间。
8.根据权利要求1所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述辐射支撑体的底部与反射板由直流开路槽直流断开。
9.根据权利要求8所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述辐射支撑体包括两个相正交的馈电巴伦和巴伦固定板，所述巴伦固定板位于馈电巴伦远离振子辐射体的一端。
10.根据权利要求9所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述直流开路槽由反射板上的第一隔断孔和隔断面构成，所述隔断面位于所述第一隔断孔内侧，且为巴伦固定板底部的部分端面。
11.根据权利要求10所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述巴伦固定板为双面或单面PCB板，所述隔断面为PCB板上印刷的金属区域。
12.根据权利要求10所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述巴伦固定板为金属板，所述巴伦固定板和反射板之间通过第二绝缘介质板隔开，所述隔断面为第二绝缘介质板底部的部分端面。
13.根据权利要求10～12任意一项所述的基站天线辐射单元，其特征在于，所述隔断面上还开设有与所述第一隔断孔嵌套的第二隔断孔。
14.一种基站天线，其特征在于，所述基站天线包括权利要求1～13任意一项所述的基站天线辐射单元。
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