CN108417984B - 一种平衡偶极子单元及宽带全向共线阵列天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平衡偶极子单元及由其组成的宽带全向共线阵列天线，平衡偶极子单元中的平衡偶极子单元电路对称分布地设置在电路载体的两面，且其中的馈电线和接地线也对称分布，使平衡偶极子单元具备完全对称结构，这种对称结构的原理与电路设计中的差分设计原理和自平衡原理相同，以此减少平衡偶极子单元之间的电流耦合，在由其组成宽带全向共线阵列天线时无需再使用额外的扼流电路，从而减小宽带全向共线阵列天线的长度，并且这种对称结构设计可以降低金属支撑件对宽带全向共线阵列天线的辐射影响。此外通过在平衡偶极子单元电路中引入开口槽的方式，可以改变电路的电流分布以产生多个谐振频点，提高由其组成的宽带全向共线阵列天线的工作带宽。

Description

一种平衡偶极子单元及宽带全向共线阵列天线

技术领域

本发明属于天线技术领域，更具体地说，尤其涉及一种平衡偶极子单元及宽带全向共线阵列天线。

背景技术

随着移动通信技术的发展，具有全向辐射功能的宽带全向共线阵列天线得到广泛应用，如将宽带全向共线阵列天线应用于无线通信系统中，并且为了提高宽带全向共线阵列天线的辐射增益和效率，需要在宽带全向共线阵列天线中使用额外的扼流电路如节流器或者增大宽带全向共线阵列天线中各个辐射单元之间的间距，以通过减少辐射单元之间的电流耦合的方式来提高宽带全向共线阵列天线的辐射增益和效率。

但是上述使用节流器或者增大宽带全向共线阵列天线中各个辐射单元之间的间距的方式，会增加宽带全向共线阵列天线的长度，且使用节流器或者增大宽带全向共线阵列天线中各个辐射单元之间的间距的方式无法降低宽带全向共线阵列天线中的金属支撑件对共宽带全向共线阵列天线的影响，此外如何在有限尺寸下得到更宽的工作带宽也是宽带全向共线阵列天线的设计难点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种平衡偶极子单元及宽带全向共线阵列天线，用于减小宽带全向共线阵列天线的长度，实现更宽的工作带宽并降低宽带全向共线阵列天线中的金属支撑件对宽带全向共线阵列天线的干扰。技术方案如下：

本发明提供一种平衡偶极子单元，所述平衡偶极子单元包括：电路载体、平衡偶极子单元电路、馈电线和接地线；

所述平衡偶极子单元电路对称分布地设置在所述电路载体的两面；

所述馈电线和所述接地线与所述平衡偶极子单元电路相连，且所述馈电线和所述接地线对称分布地设置在平衡偶极子单元中。

优选的，所述平衡偶极子单元电路上设有多个开口槽，且所述平衡偶极子单元电路上设有的多个开口槽之间在所述电路载体上呈对称分布。

优选的，所述平衡偶极子单元电路上设有的开口槽的形状是弓字形或者倒T形或者倒干形。

优选的，所述平衡偶极子单元还包括：金属支撑件和非金属固定件；

所述电路载体与所述金属支撑件通过所述非金属固定件相连。

优选的，所述非金属固定件的个数为至少一个，所述电路载体通过至少一个非金属固定件与所述金属支撑件相连。

优选的，在所述非金属固定件的个数为至少两个时，至少两个非金属固定件对称分布地设置在平衡偶极子单元中。

优选的，所述电路载体采用印刷电路板或金属冲压部件。

本发明还提供一种宽带全向共线阵列天线，所述宽带全向共线阵列天线包括：金属支撑件、非金属固定件和至少两个上述平衡偶极子单元，所述平衡偶极子单元通过所述非金属固定件固定在所述金属支撑件上；

或者

所述宽带全向共线阵列天线包括：至少两个上述平衡偶极子单元，其中各个平衡偶极子单元中包括的金属支撑件组成所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件。

优选的，所述各个平衡偶极子单元中的电路载体之间围绕所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件对称分布或者非对称分布于所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的至少两侧。

优选的，所述各个平衡偶极子单元中的电路载体在所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的至少两侧相互交替设置。

优选的，所述宽带全向共线阵列天线中的各个平衡偶极子单元中每四个平衡偶极子单元为一组，每组平衡偶极子单元中的各个平衡偶极子单元中的电路载体在所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的四侧相互交替设置，且同一组平衡偶极子单元中相邻的两个平衡偶极子单元中的电路载体与所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件之间的角度相差90度。

优选的，所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件包括至少两个支撑部分，所述至少两个支撑部分中相邻的两个支撑部分通过金属部件相连，每个支撑部分对应所述宽带全向共线阵列天线中的至少一个平衡偶极子单元，且不同支撑部分对应的平衡偶极子单元的朝向不同。

优选的，所述宽带全向共线阵列天线中的各个平衡偶极子单元之间的间距相同或者不同。

优选的，所述宽带全向共线阵列天线还包括：信号馈电线和功分器，所述信号馈电线用于对射频信号馈电，所述功分器用于将射频信号分路至各个平衡偶极子单元。

优选的，所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的第一端设置有用于连接所述信号馈电线的馈电端口，所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的第二端设置有防雷元件。

优选的，在所述各个平衡偶极子单元中包括的金属支撑件组成所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的情况下，所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件中相邻的两个平衡偶极子单元中的金属支撑件之间部分相交，或者所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件中相邻的两个平衡偶极子单元中的金属支撑件之间通过金属部件相连。

优选的，所述平衡偶极子单元的个数根据所述宽带全向共线阵列天线的天线增益要求确定。

从上述技术方案可知，平衡偶极子单元中的平衡偶极子单元电路对称分布地设置在电路载体的两面，且平衡偶极子单元中的馈电线和接地线也对称分布，使得平衡偶极子单元具备对称结构，平衡偶极子单元的这种对称结构的原理与电路设计中的差分设计原理和自平衡原理相同，以此减少平衡偶极子单元之间的电流耦合，使得在由平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线时无需使用额外的扼流电路，从而可以大大减小宽带全向共线阵列天线的长度，并且平衡偶极子单元的这种对称结构也可以降低金属支撑件的干扰，从而在由平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线时降低金属支撑件对宽带全向共线阵列天线的影响。此外在平衡偶极子单元电路中通过引入开口槽的方式，可以改变平衡偶极子单元电路的电流分布以产生多个谐振点，进而提高由平衡偶极子单元组成的宽带全向共线阵列天线的工作带宽。

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作简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种平衡偶极子单元的正面示意图；

图2是本发明实施例提供的一种平衡偶极子单元的反面示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种平衡偶极子单元的正面示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种平衡偶极子单元的反面示意图；

图5是本发明实施例提供的由8个平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线的一种结构示意图；

图6是本发明实施例提供的由16个平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线的一种结构示意图；

图7是本发明实施例提供的由8个平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线的另一种结构示意图；

图8是本发明实施例提供的由6个平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线的一种结构示意图；

图9是本发明实施例提供的由6个平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线的另一种结构示意图；

图10是本发明实施例提供的由12个平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线的另一种结构示意图；

图11是本发明实施例提供的图6所示宽带全向共线阵列天线的回波损耗实际测试结果图。

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。

请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的一种平衡偶极子单元的正面示意图，图2示出了本发明实施例提供的一种平衡偶极子单元的反面示意图，通过图1和图2示出的平衡偶极子单元的正面和反面可知，平衡偶极子单元具备对称结构，且这种对称结构的原理与电路设计中的差分设计原理和自平衡原理相同，以此减少平衡偶极子单元之间的电流耦合和降低金属支撑件的干扰，从而减小宽带全向共线阵列天线的长度和降低金属支撑件对宽带全向共线阵列天线的影响。其中图1和图2相结合所示的平衡偶极子单元可以包括：电路载体1、馈电线2、接地线3和平衡偶极子单元电路4。

平衡偶极子单元电路4对称分布地设置在电路载体1的两面，如图1和图2所示，平衡偶极子单元电路4包括第一电路部分41(如图1中虚框所包括部分)和第二电路部分42，第一电路部分41对称分布地设置在电路载体1的正面(图1所示为电路载体1的正面)，第二电路部分42对称分布地设置在电路载体1的反面(图2所示为电路载体1的反面)，且通过第一电路部分41和第二电路部分42使得平衡偶极子单元可作为宽带全向共线阵列天线的一个辐射单元。

从图1所示可知第一电路部分41对称分布地设置在电路载体1的正面的一种可行方式是：第一电路部分41包括三条天线电路线，这三条天线电路线依次对称分布地设置在电路载体1的正面，如三条天线电路线中的一条天线电路线和电路载体1的中心线重叠，则剩余两个天线电路线基于和中心线重叠的天线电路线呈对称分布，且每条天线电路线分别与和中心线重叠的天线电路线平行，使得每条天线电路线分别与电路载体1的中心线平行。

此外三条天线电路线除相互之间呈对称分布之外，三条天线电路线本身也可以是一个对称的电路线，如在图1中三条天线电路线各自基于电路载体1的正面的中心线垂直的垂线对称，从而使得三条天线电路线不仅自身对称，且彼此之间相互对称。

从图2所示可知第二电路部分42对称分布地设置在电路载体1的反面的一种可行方式是：第二电路部分42包括第一子电路和第二子电路，第一子电路和第二子电路基于电路载体1的反面的一个点，如图2所示电路载体1的反面的中心点呈对称分布，且除第二电路部分42内的各子电路之间呈对称分布之外，各子电路本身也可以是一个对称的电路，如图2所示各子电路各自基于电路载体1的反面的中心线对称。并且第一子电路和第二子电路可通过第一电路部分41中的天线电路线形成一个闭合回路电路，进而使得平衡偶极子单元可作为宽带全向共线阵列天线的一个辐射单元。

在这里需要说明的一点是：图1和图2仅是示例说明，本实施例提供的平衡偶极子单元并不限于图1和图2所示对称分布，且平衡偶极子单元电路4也不限于图1和图2所示结构。

馈电线2和接地线3对称分布地设置在平衡偶极子单元中，如馈电线2和接地线3以电路载体1中的一个点，如以电路载体1中的中心点为基准点，围绕该点呈对称分布，并且在本实施例中馈电线2和接地线3与平衡偶极子单元电路相连，如馈电线2与平衡偶极子单元电路4中的馈电点相连，用于为平衡偶极子单元电路4中的射频信号馈电，使得在平衡偶极子单元作为宽带全向共线阵列天线的一个辐射单元时可以辐射射频信号，接地线3则与平衡偶极子单元电路4中的短路点相连，用于使平衡偶极子单元电路4可以通过接地线3接地。其中图1中43为平衡偶极子单元电路4中的馈电点，44为平衡偶极子单元电路4中的短路点，并且从图1可知平衡偶极子单元电路4中的馈电点与短路点也呈对称分布，从而使得平衡偶极子单元电路4是一个具备对称结构的电路。

在本实施例中，电路载体1可以采用但不限于采用印刷电路板或金属冲压部件，在电路载体1采用印刷电路板时，印刷电路板可以介质基板，并且平衡偶极子单元电路4可以通过印刷方式印刷在印刷电路板上，在电路载体1采用金属冲压部件时，平衡偶极子单元电路4可以通过冲压方式冲压到金属冲压部件上。在将图1和图2所示平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线时，根据宽带全向共线阵列天线的天线增益要求选取匹配数量的平衡偶极子单元，并对所选取的平衡偶极子单元进行组装即可。

从上述技术方案可知，平衡偶极子单元中的平衡偶极子单元电路对称分布地设置在电路载体的两面，且平衡偶极子单元中的馈电线和接地线也对称分布，使得平衡偶极子单元具备对称结构，平衡偶极子单元的这种对称结构的原理与电路设计中的差分设计原理和自平衡原理相同，以此减少平衡偶极子单元之间的电流耦合，使得在由平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线时无需使用额外的扼流电路，从而可以大大减小宽带全向共线阵列天线的长度，并且平衡偶极子单元的这种对称结构也可以降低金属支撑件对宽带全向共线阵列天线的影响。此外本实施例提供的平衡偶极子单元实现模块化，这样在通过平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线时，可以根据天线增益要求选取并组装平衡偶极子单元，从而节省制造成本，降低调谐时间和装配时间。

请参阅图3，其示出了本发明实施例提供的另一种平衡偶极子单元的正面示意图，图4示出了本发明实施例提供的另一种平衡偶极子单元的反面示意图，在上述具备对称结构的平衡偶极子单元的基础上，平衡偶极子单元还可以包括：金属支撑件5和至少一个非金属固定件6，其中上述电路载体1通过至少一个非金属固定件6与金属支撑件5相连，这样就可以将电路载体1固定在金属支撑件5上。如图3所示，可以通过两个在平衡偶极子单元中对称分布的非金属固定件6来固定电路载体1，使得平衡偶极子单元可以作为一个独立的辐射单元，即实现平衡偶极子单元的模块化，这样通过将多个平衡偶极子单元进行组合，如通过组合多个平衡偶极子单元中金属支撑件5的方式就可以得到一个宽带全向共线阵列天线。并且通过对称分布的非金属固定件6来固定电路载体1，使得非金属固定件6可以承受相同的力，从而可以增强对电路载体1的固定。非金属固定件6的材质可以采用但不限于塑料材质，以降低非金属固定件6对平衡偶极子单元电路4的干扰。

此外，对于上述实施例提供的平衡偶极子单元来说，平衡偶极子单元电路4上设有多个开口槽7，且平衡偶极子单元电路4上设有的多个开口槽7之间在电路载体1上呈对称分布，如图4所示，在平衡偶极子单元电路4的第二电路部分42上设有两个开口槽7，这两个开口槽7在电路载体1上呈对称分布。

其中开口槽7可以通过但不限于是蚀刻方式设置在平衡偶极子单元电路4上，而呈对称分布的开口槽7可以改变平衡偶极子单元电路4上的电流分布，这样就可以在平衡偶极子单元电路4的原有谐振频点基础上再多增加1至2个新的谐振频点，通过原有谐振频点和新的谐振频点提高由平衡偶极子单元组成的宽带全向共线阵列天线的工作带宽，如通过对开口槽7的设计，可以使得宽带全向共线阵列天线的工作带宽所覆盖的频段可以包括但不限于：138MHz(兆赫兹)到174MHz的VHF(Very High Frequency，甚高频)频段，380MHz到512MHz的UHF(Ultra High Frequency，特高频)频段，以及746MHz到960MHz的蜂窝频段。在本实施例中，平衡偶极子单元电路4上设有的开口槽7的形状是弓字形或者倒T形或者倒干形，以此来增加新的谐振频点。

这里需要说明的一点是，对称分布指的是开口槽7之间是一个对称分布，如图4中设置在第二电路部分42中的两个开口槽7以电路载体1的中心点呈对称分布，图4仅是举例说明，开口槽7之间还可以采用其他方式呈对称分布。当然除开口槽7之间呈对称分布之外，对于单个开口槽7来说，其也可以是一个对称分布的槽，如图4所示，开口槽7基于电路载体1的轴线对称。

此外，本实施例还提供一种宽带全向共线阵列天线，该宽带全向共线阵列天线包括：金属支撑件、非金属固定件和至少两个平衡偶极子单元，其中至少两个平衡偶极子单元中每个平衡偶极子单元的结构如图1和图2所示，平衡偶极子单元通过非金属固定件固定在金属支撑件上，具体的，将平衡偶极子单元中的电路载体通过非金属固定件固定在金属支撑件上，对于如何固定请参阅图3和图4中的相关说明，对此本实施例不再详述。或者本实施例提供的宽带全向共线阵列天线包括：至少两个平衡偶极子单元，其中至少两个平衡偶极子单元中每个平衡偶极子单元的结构如图3和图4所示，各个平衡偶极子单元中包括的金属支撑件组成宽带全向共线阵列天线的金属支撑件。

对于宽带全向共线阵列天线包括的平衡偶极子单元的个数可以根据宽带全向共线阵列天线的天线增益要求确定，在选取到符合天线增益要求的平衡偶极子单元之后，将所选取的平衡偶极子单元进行组装，如宽带全向共线阵列天线中的平衡偶极子单元的结构如图1和图2所示时，则通过非金属固定件将所选取的平衡偶极子单元固定在金属支撑件上即可，若宽带全向共线阵列天线中的平衡偶极子单元的结构如图3和图4所示，则将所选取的平衡偶极子单元中两个平衡偶极子单元中的金属支撑件的一端固定在一起的方式，得到宽带全向共线阵列天线，进而通过平衡偶极子单元组装方式得到对应不同天线增益要求的宽带全向共线阵列天线，如图5和图6，其中图5其示出了由8个平衡偶极子单元组成的宽带全向共线阵列天线，图6示出了由16个平衡偶极子单元组成的宽带全向共线阵列天线。

在通过平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线时，宽带全向共线阵列天线中的各个平衡偶极子单元之间的间距相同或者不同，也就是说在组成宽带全向共线阵列天线时可以通过一个预设距离来间隔相邻的两个平衡偶极子单元，使得宽带全向共线阵列天线中的各个平衡偶极子单元之间的间距相同，该预设距离可以根据宽带全向共线阵列天线的工作波长决定，如可以是但不限于是宽带全向共线阵列天线的工作波长的0.75倍。又或者在组成宽带全向共线阵列天线时可以通过不同距离来间隔相邻的两个平衡偶极子单元，在这需要说明一点，若至少一个相邻的两个平衡偶极子单元之间的间距与其他相邻的平衡偶极子单元之间的间距不同，则视为宽带全向共线阵列天线中的各个平衡偶极子单元之间的间距不同。

在宽带全向共线阵列天线中的平衡偶极子单元的结构如图1和图2所示时，宽带全向共线阵列天线包括的金属支撑件可以是一个可固定宽带全向共线阵列天线中的所有平衡偶极子单元的支撑件；而宽带全向共线阵列天线中的平衡偶极子单元的结构如图3和图4所示时，宽带全向共线阵列天线的金属支撑件是由各个平衡偶极子单元中的金属支撑件组成，其组成宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的可行方式可以是：宽带全向共线阵列天线的金属支撑件中相邻的两个平衡偶极子单元中的金属支撑件之间部分相交，或者宽带全向共线阵列天线的金属支撑件中相邻的两个平衡偶极子单元中的金属支撑件之间通过金属部件相连

在由平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线时，各个平衡偶极子单元中的电路载体相对于宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的一种设置方式可以是：各个平衡偶极子单元中的电路载体之间围绕宽带全向共线阵列天线的金属支撑件对称分布或者非对称分布于宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的至少两侧。也就是说，组成宽带全向共线阵列天线的部分平衡偶极子单元中的电路载体与组成宽带全向共线阵列天线的剩余部分平衡偶极子单元中的电路载体设置在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的不同侧，如部分平衡偶极子单元中的电路载体设置在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的第一侧，剩余部分平衡偶极子单元中的电路载体设置在与宽带全向共线阵列天线的金属支撑件与第一侧相对的第二侧，并且在设置电路载体时，所有电路载体可以在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件上呈对称分布或者非对称分布。

其中对于设置在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件上的所有电路载体来说，若相邻的两个电路载体在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件上呈对称分布，则视为所有电路载体在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件上呈对称分布，若设置在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件上的所有电路载体中，至少一个电路载体与剩余电路载体，如剩余电路载体中与其相邻的电路载体非对称分布，则视为所有电路载体可以在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件上呈非对称分布。

在本实施例中，各个平衡偶极子单元中的电路载体之间围绕宽带全向共线阵列天线的金属支撑件设置的一种可行方式是：各个平衡偶极子单元中的电路载体在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的至少两侧相互交替设置，所谓在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的至少两侧相互交替设置是指宽带全向共线阵列天线中相邻的两个平衡偶极子单元中的电路载体位于宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的不同侧。如图5所示，各个平衡偶极子单元中的电路载体1在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件8的两侧相互交替设置，即相邻的两个平衡偶极子单元中的电路载体1在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件8的不同侧，且电路载体1通过非金属固定件6固定在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件8上。

具体的在图5中相邻的两个平衡偶极子单元中一个平衡偶极子单元中的电路载体1在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件8的第一侧，另一个平衡偶极子单元中的电路载体1在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件8与第一侧相对的第二侧，使得宽带全向共线阵列天线可以向两个相对的方向辐射。

当然除采用图5所示方式之外，还可以采用其他方式设置，如相邻的两个平衡偶极子单元中一个平衡偶极子单元中的电路载体1在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件8的第一侧，另一个平衡偶极子单元中的电路载体1在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件8与第一侧相邻的第三侧，使得宽带全向共线阵列天线可以向两个相邻的方向辐射。

又例如还可以采用图7所示方式在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的至少两侧相互交替设置各个平衡偶极子单元中的电路载体，在图7所示方式中宽带全向共线阵列天线中的各个平衡偶极子单元中每四个平衡偶极子单元为一组(如图7中的虚框所示)，每组平衡偶极子单元中的各个平衡偶极子单元中的电路载体在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的四侧相互交替设置，且同一组平衡偶极子单元中相邻的两个平衡偶极子单元中的电路载体与宽带全向共线阵列天线的金属支撑件之间的角度相差90度。

如以同组的四个平衡偶极子单元中的第一个平衡偶极子单元在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件上的设置为准，剩余三个平衡偶极子单元相对于第一个平衡偶极子单元分别旋转90度、180度和270度(均逆时针旋转或者均顺时针旋转)，这样就可以在宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的四侧相互交替设置平衡偶极子单元中的电路载体，且相邻的两个平衡偶极子单元中的电路载体与宽带全向共线阵列天线的金属支撑件之间的角度相差90度，从而使得宽带全向共线阵列天线可以向四个方向辐射。

当然在各个平衡偶极子单元中的电路载体之间围绕宽带全向共线阵列天线的金属支撑件设置时，其还可以围绕宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的一侧或者三侧设置，在围绕一侧设置时可以在一侧对称分布地设置或者非对称分布地设置，在围绕三侧设置时可以参照上述图7所示方式设置，对此本实施例不再阐述，从而使得宽带全向共线阵列天线可以向不同方向辐射。

在由平衡偶极子单元组成宽带全向共线阵列天线时，各个平衡偶极子单元中的电路载体相对于宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的另一种设置方式可以是：宽带全向共线阵列天线的金属支撑件包括至少两个支撑部分，其中至少两个支撑部分中相邻的两个支撑部分通过金属部件相连，每个支撑部分对应宽带全向共线阵列天线中的至少一个平衡偶极子单元，且不同支撑部分对应的平衡偶极子单元的朝向不同，下面以图8所示宽带全向共线阵列天线为例进行说明。

如图8所示宽带全向共线阵列天线的金属支撑件包括两个支撑部分，分别视为宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的第一支撑部分和支撑件的第二支撑部分，其中第一支撑部分和第二支撑部分通过金属部件上下相连，这就意味着宽带全向共线阵列天线的金属支撑件中的第一支撑部分和第二支撑部分不在同一直线上，并且第一支撑部分对应宽带全向共线阵列天线中的三个平衡偶极子单元，第二支撑部分对应宽带全向共线阵列天线中剩余三个平衡偶极子单元，且第一支撑部分对应的平衡偶极子单元与第二支撑部分对应的平衡偶极子单元的朝向不同，如图8中以平衡偶极子单元的电路载体的朝向为例，如第一支撑部分对应的电路载体的正面朝外，第二支撑部分对应的电路载体的反面朝外，同样可以使得宽带全向共线阵列天线向两个方向辐射。

在基于图8所示方式组成宽带全向共线阵列天线时，不同支撑部分对应的平衡偶极子单元除朝向不同之外，相邻的两个支撑部分对应的平衡偶极子单元之间可具有一定角度，如图9所示相邻的两个支撑部分对应的平衡偶极子单元之间形成一个90度夹角，当然也可以是其他角度的夹角，对此本实施例不再阐述。

在这里需要说明的一点是：图8和图9所示宽带全向共线阵列天线仅是一个示例，本实施例提供的宽带全向共线阵列天线还可以采用图8和图9所示设置方式，组成与图8和图9具有不同天线增益的宽带全向共线阵列天线，如可以选取12个平衡偶极子单元并采用图8所示方式组成如图10所示的宽带全向共线阵列天线，在图10所示宽带全向共线阵列天线中，相邻的两个支撑部件对应的平衡偶极子单元的朝向不同。

在上述宽带全向共线阵列天线中，本实施例提供的宽带全向共线阵列天线还可以包括：信号馈电线和功分器，信号馈电线用于对射频信号馈电，功分器用于将射频信号分路至各个平衡偶极子单元。也就是说，通过宽带全向共线阵列天线中的功分器将射频信号发送给宽带全向共线阵列天线的各个平衡偶极子单元中，并通过信号馈电线对发送给各个平衡偶极子单元的射频信号进行馈电，其中信号馈电线与各个平衡偶极子单元中的馈电线连接，以通过平衡偶极子单元中的馈电线为平衡偶极子单元接收到的射频信号进行馈电，从而通过平衡偶极子单元实现对射频信号的辐射。

对于宽带全向共线阵列天线的金属支撑件来说，该宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的第一端设置有用于连接信号馈电线的馈电端口，从而通过馈电端口接入信号馈电线，宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的第二端设置有防雷元件，这样宽带全向共线阵列天线的金属支撑件不仅可以作为共线阵列天线的支撑，还可以作为宽带全向共线阵列天线中避雷电路的部分，防止雷击宽带全向共线阵列天线，实现对宽带全向共线阵列天线的保护，如通过防雷元件使得宽带全向共线阵列天线能够承受高达150KA(脉冲：10/350μs)的雷电流，根据IEC 62305第1–4部分以及VDE 0855-300标准的规定，满足II级防雷的要求。。

为了对本实施例提供的宽带全向共线阵列天线的效果进行说明，提供一种回拨损耗实际测试结果图，如图11所示，其示出了图6所示宽带全向共线阵列天线的回波损耗实际测试结果图，从回波损耗实际测试结果图可知本实施例提供的宽带全向共线阵列天线的工作带宽显著提升。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种平衡偶极子单元，其特征在于，所述平衡偶极子单元包括：电路载体、平衡偶极子单元电路、馈电线和接地线；

所述平衡偶极子单元电路对称分布地设置在所述电路载体的两面；所述平衡偶极子单元电路包括第一电路部分和第二电路部分，所述第一电路部分包括三条天线电路线，所述三条天线电路线分布于所述电路载体正面，所述三条天线电路线中的一条天线电路线和所述电路载体的中心线重叠，剩余两条天线电路线基于和所述中心线重叠的天线电路线呈对称分布，且每条天线电路线分别与和所述中心线重叠的天线电路线平行，且三条天线电路线本身为对称的电路线；所述第二电路部分包括第一子电路和第二子电路，所述第一子电路和第二子电路分布于所述电路载体反面，基于所述电路载体反面的一个点呈对称分布；

所述馈电线与所述平衡偶极子单元电路的馈电点相连，所述接地线与所述平衡偶极子单元电路的短路点相连，且所述馈电线和所述接地线对称分布地设置在平衡偶极子单元中。

2.根据权利要求1所述的平衡偶极子单元，其特征在于，所述平衡偶极子单元电路上设有多个开口槽，且所述平衡偶极子单元电路上设有的多个开口槽之间在所述电路载体上呈对称分布。

3.根据权利要求2所述的平衡偶极子单元，其特征在于，所述平衡偶极子单元电路上设有的开口槽的形状是弓字形或者倒T形或者倒干形。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的平衡偶极子单元，其特征在于，所述平衡偶极子单元还包括：金属支撑件和非金属固定件；

所述电路载体与所述金属支撑件通过所述非金属固定件相连。

5.根据权利要求4所述的平衡偶极子单元，其特征在于，所述非金属固定件的个数为至少一个，所述电路载体通过至少一个非金属固定件与所述金属支撑件相连。

6.根据权利要求5所述的平衡偶极子单元，其特征在于，在所述非金属固定件的个数为至少两个时，至少两个非金属固定件对称分布地设置在平衡偶极子单元中。

7.根据权利要求1所述的平衡偶极子单元，其特征在于，所述电路载体采用印刷电路板或金属冲压部件。

8.一种宽带全向共线阵列天线，其特征在于，所述宽带全向共线阵列天线包括：金属支撑件、非金属固定件和至少两个如权利要求1、2、3和7中任意一项所述的平衡偶极子单元，所述平衡偶极子单元通过所述非金属固定件固定在所述金属支撑件上；

或者

所述宽带全向共线阵列天线包括：至少两个如权利要求4、5和6中任意一项所述的平衡偶极子单元，其中各个平衡偶极子单元中包括的金属支撑件组成所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件。

9.根据权利要求8所述的宽带全向共线阵列天线，其特征在于，所述各个平衡偶极子单元中的电路载体之间围绕所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件对称分布或者非对称分布于所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的至少两侧。

10.根据权利要求9所述的宽带全向共线阵列天线，其特征在于，所述各个平衡偶极子单元中的电路载体在所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的至少两侧相互交替设置。

11.根据权利要求10所述的宽带全向共线阵列天线，其特征在于，所述宽带全向共线阵列天线中的各个平衡偶极子单元中每四个平衡偶极子单元为一组，每组平衡偶极子单元中的各个平衡偶极子单元中的电路载体在所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的四侧相互交替设置，且同一组平衡偶极子单元中相邻的两个平衡偶极子单元中的电路载体与所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件之间的角度相差90度。

12.根据权利要求8所述的宽带全向共线阵列天线，其特征在于，所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件包括至少两个支撑部分，所述至少两个支撑部分中相邻的两个支撑部分通过金属部件相连，每个支撑部分对应所述宽带全向共线阵列天线中的至少一个平衡偶极子单元，且不同支撑部分对应的平衡偶极子单元的朝向不同。

13.根据权利要求8所述的宽带全向共线阵列天线，其特征在于，所述宽带全向共线阵列天线中的各个平衡偶极子单元之间的间距相同或者不同。

14.根据权利要求8所述的宽带全向共线阵列天线，其特征在于，所述宽带全向共线阵列天线还包括：信号馈电线和功分器，所述信号馈电线用于对射频信号馈电，所述功分器用于将射频信号分路至各个平衡偶极子单元。

15.根据权利要求14所述的宽带全向共线阵列天线，其特征在于，所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的第一端设置有用于连接所述信号馈电线的馈电端口，所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的第二端设置有防雷元件。

16.根据权利要求8所述的宽带全向共线阵列天线，其特征在于，在所述各个平衡偶极子单元中包括的金属支撑件组成所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件的情况下，所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件中相邻的两个平衡偶极子单元中的金属支撑件之间部分相交，或者所述宽带全向共线阵列天线的金属支撑件中相邻的两个平衡偶极子单元中的金属支撑件之间通过金属部件相连。

17.根据权利要求8所述的宽带全向共线阵列天线，其特征在于，所述平衡偶极子单元的个数根据所述宽带全向共线阵列天线的天线增益要求确定。

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