CN108777350B - 天线单元及具有其的天线阵列 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线单元和具有其的天线阵列，天线单元包括第一子天线单元、第二子天线单元、第一连接件和第二连接件，第一子天线单元的第一槽缝具有第一开口，第一子天线单元邻近第一开口的一侧具有第一端部和第二端部，第二子天线单元的第二槽缝具有第二开口，第二子天线单元邻近第二开口的一侧具有第三端部和第四端部，第一连接件的一端与第一端部相连，第一连接部另一端与第三端部相连，第二连接件的一端与第二端部相连，第二连接部另一端与第四端部相连，其中，第一子天线单元、第二子天线单元均为环‑缝隙天线，第一连接件与第二连接件之间交叉布置且互不相连。根据本发明实施例的天线单元具有高增益、较好方向图特性以及尺寸小等特性。

Description

天线单元及具有其的天线阵列

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种天线单元及具有其的天线阵列。

背景技术

相关技术中的天线阵列，例如偶极子天线单元、电磁偶极子天线单元等组成的天线阵列中，各天线单元相互耦合，导致天线阵列的增益降低、方向图特性变差、影响天线性能，而为减少天线单元之间的相互耦合影响，通常采用增大天线单元间距的方式，然而，这同时也会带来阵列旁瓣增大、尺寸增加的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：相关技术中的偶极子天线单元，包括两个臂，每个偶极子天线单元的两个臂不直接连接，这样，就造成每个偶极子天线单元的两个臂不能单独工作，同时存在增益较低、频带较窄的缺陷。而相关技术中的电磁偶极子天线单元中，相邻两个电磁偶极子天线之间通常采用直接连接方式进行连接，由此，导致连接处电流香味产生180°相变，进而导致连接处的左右两边电流方向不一致，从而两个反向的电流在连接处产生抵消，造成整个天线的增益、方向图特性变差。

为此，本发明提出一种天线单元，所述天线单元具有高增益、较好方向图特性以及尺寸小等特性。

根据本发明第一方面实施例的天线单元，包括第一子天线单元，所述第一子天线单元具有第一槽缝，所述第一槽缝具有第一开口，所述第一子天线单元的邻近所述第一开口的一侧具有第一端部和第二端部；第二子天线单元，所述第二子天线单元具有第二槽缝，所述第二槽缝具有第二开口，所述第二子天线单元的邻近所述第二开口的一侧具有第三端部和第四端部；第一连接件，所述第一连接件的一端与所述第一端部相连，所述第一连接部的另一端与所述第三端部相连；第二连接件，所述第二连接件的一端与所述第二端部相连，所述第二连接部的另一端与所述第四端部相连，其中，所述第一子天线单元、所述第二子天线单元均为环-缝隙天线，所述第一连接件与所述第二连接件之间交叉布置且互不相连。

根据本发明实施例的天线单元，通过设置交叉布置且互不相连的第一连接件和第二连接件，利用第一连接件连接第一端部和第三端部，利用第二连接件连接第二端部和第四端部以实现第一子天线单元和第二子天线单元的连接，由此，通过上述连接方式，可以避免第一子天线单元和第二子天线单元出现电流相互抵消的情况，进而使得整个天线单元的电流方向保持一致，从而提高天线单元的增益、优化方向图特性和天线性能，同时，也可以提高天线单元的口径效率，在同等增益水平下，缩小单元之间的间距，进而减小天线单元的尺寸。

根据本发明的一些实施例，所述第二子天线单元背向所述第二开口的一侧具有第三开口，所述第二子天线单元的邻近所述第三开口的一侧具有第五端部和第六端部，还包括第三子天线单元，所述第三子天线单元具有第三槽缝，所述第三槽缝具有第四开口，所述第三子天线单元的邻近所述第四开口的一侧具有第七端部和第八端部，所述第五端部与所述第八端部直接相连，所述第六端部与所述第七端部直接相连。

根据本发明的一些实施例，所述第二子天线单元背向所述第二开口的一侧具有第三开口，所述第二子天线单元的邻近所述第三开口的一侧具有第五端部和第六端部，还包括第三子天线单元、第三连接件和第四连接件，所述第三子天线单元具有第三槽缝，所述第三槽缝具有第四开口，所述第三子天线单元的邻近所述第四开口的一侧具有第七端部和第八端部，所述第五端部通过所述第三连接件与所述第七端部相连，所述第六端部通过所述第四连接件与所述第八端部相连，其中，所述第三连接件与所述第四连接件之间交叉布置且互不相连。

根据本发明的一些实施例，所述第三子天线单元背向所述第二开口的一侧具有第五开口，所述第三子天线单元的邻近所述第五开口的一侧具有第九端部和第十端部，还包括第四子天线单元、第三连接件和第四连接件，所述第四子天线单元具有第四槽缝，所述第四槽缝具有第六开口，所述第四子天线单元的邻近所述第六开口的一侧具有第十一端部和第十二端部，所述第九端部通过所述第三连接件与所述第十一端部相连，所述第十端部通过所述第四连接件与所述第十二端部相连，其中，所述第三连接件与所述第四连接件之间交叉布置且互不相连。

根据本发明的一些实施例，所述第四子天线单元背向所述第六开口的一侧具有第七开口，所述第四子天线单元的邻近所述第七开口的一侧具有第十三端部和第十四端部，还包括第五子天线单元，所述第五子天线单元具有第五槽缝，所述第五槽缝具有第八开口，所述第五子天线单元的邻近所述第八开口的一侧具有第十五端部和第十六端部，所述第十三端部与所述第十六端部直接相连，所述第十四端部与所述第十五端部直接相连。

根据本发明第二方面实施例的天线单元，包括第一子天线单元，所述第一子天线单元具有第一槽缝，所述第一槽缝具有第一开口，所述第一子天线单元的邻近所述第一开口的一侧具有第一端部和第二端部；十字型双极化子天线单元，所述十字型双极化子天线单元具有至少一个远离所述十字型双极化子天线单元中心的槽口，所述十字型双极化子天线单元的邻近槽口的一侧具有第一槽端部和第二槽端部；第一连接件和第二连接件，所述第一槽端部通过所述第一连接件与所述第一子天线单元的第一端部相连，所述第二槽端部通过所述第二连接件与所述第一子天线单元的第二端部相连，且所述第一连接件与所述第二连接件之间交叉布置且互不相连。

根据本发明实施例的天线单元，通过设置交叉布置且互不相连的第一连接件和第二连接件，利用第一连接件连接第一端部和第一槽端部，利用第二连接件连接第二端部和第二槽端部以实现第一子天线单元和十字型双极化子天线单元的连接，由此，通过上述连接方式，可以避免第一子天线单元和十字型双极化子天线单元的连接处出现电流相互抵消的情况，进而使得整个天线单元的电流方向保持一致，从而提高天线单元的增益、优化方向图特性和天线性能，同时，也可以提高天线单元的口径效率，在同等增益水平下，缩小单元之间的间距，进而减小天线单元的尺寸。

根据本发明的一些实施例，所述十字型双极化子天线单元包括第一部分和第二部分、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。

根据本发明的一些实施例，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远离所述十字型双极化子天线单元中心的一侧分别形成有所述槽口。

根据本发明的一些实施例，所述第一子天线单元为四个，每个所述第一子天线单元均通过所述第一连接件和所述第二连接件与所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分相连。

根据本发明第三方面实施例的天线阵列，包括：多个天线单元，所述天线单元为根据本发明上述实施例的天线单元，所述天线单元设有馈电点；馈电单元，所述馈电单元与所述馈电点配合以形成闭环。

根据本发明实施例的天线阵列，通过采用根据本发明上述实施例的天线单元，具有有高增益、较好方向图特性以及尺寸小等特性。

根据本发明的一些实施例，多个所述天线单元中的至少两个分层布置。

根据本发明的一些示例，所述天线单元包括两个第一天线单元和两个第二天线单元，两个所述第一天线单元在第一平面内并列布置，两个所述第二天线单元在第二平面内并列布置且与所述第一天线单元正交设置。

根据本发明的一些示例，所述天线阵列还包括至少一个偶极子天线单元，所述偶极子天线单元与所述天线单元配合布置。

根据本发明的一些实施例，所述馈电单元为平衡传输线或非平衡传输线。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的天线单元的示意图；

图2是根据本发明又一个实施例的天线单元的示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的天线单元的示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的天线单元的示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的天线单元的示意图；

图6是根据本发明又一个实施例的天线单元的示意图；

图7是根据本发明又一个实施例的天线单元的示意图；

图8是根据本发明一个实施例的天线阵列的示意图；

图9是根据本发明又一个实施例的天线阵列的示意图；

图10是根据本发明又一个实施例的天线阵列的示意图；

图11是根据本发明又一个实施例的天线阵列的示意图；

图12是根据本发明又一个实施例的天线阵列的示意图；

图13是根据本发明实施例的天线单元的电流流向示意图；

图14是相关技术中电磁偶极子天线单元的电流流向示意图。

附图标记：

天线阵列200；第一天线单元210；第二天线单元220；

天线单元100；

第一子天线单元10；

第一端部11；第二端部12；第一槽缝18；第一开口181；

第二子天线单元20；

第三端部21；第四端部22；第二槽缝28；第二开口281；

第五端部23；第六端部24；第三开口282；

第三子天线单元30；

第七端部31；第八端部32；第三槽缝38；第四开口381；

第九端部33；第十端部34；第五开口382；

第四子天线单元40；

第十一端部41；第十二端部42；第四槽缝48；第六开口481；

第十三端部43；第十四端部44；第七开口482；

第五子天线单元50；

第十五端部51；第十六端部52；第五槽缝58；第八开口581；

第六子天线单元60；第六槽缝68；

第一连接件71；第二连接件72；第三连接件73；第四连接件74；

第五连接件75；第六连接件76；

馈电单元80；第七子天线单元90；

十字型双极化子天线单元110；

第一部分111；第二部分112；第三部分113；第四部分114；

槽缝120；开口121；槽口122；

第一槽端部1111；第二槽端部1112。

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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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”等指示的方位或一侧关系为基于附图所示的方位或一侧关系，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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

相关技术中的偶极子天线单元，通常具有两个臂，两个臂上可以具有槽缝结构，但槽缝结构内部不会产生电场分布，因此槽缝结构不是辐射结构，同时，两个臂中一个连接馈电点的信号线，另一个臂连接同一馈电点的返回线，两个臂靠近馈电一端不能直接相连，每个臂不能分别单独工作，而且包括两个偶极子天线单元的双极化天线的馈电单元必须采用罗伯特巴伦结构或该结构的变形结构，这样，既造成主电场方向增益较低、频带较窄，同时也使得天线口径效率不高，导致单元间距增大、进而使得整体尺寸增大。

相关技术中的电磁偶极子天线单元中，如图14中，其辐射原理为：一个电磁偶极子天线单元包括环形结构和缝隙结构，两者都是天线的辐射结构，其中，环形结构上的磁场是辐射的源，而缝隙结构内部的电场也是辐射的源，因此电磁偶极子天线单元属于“电磁天线”。需要说明的是，电磁偶极子天线单元的缝隙结构(缝隙是必须的)的两边电流是不同向的，这样的电流分布会在缝隙结构内部形成电场，正是由此，缝隙结构也形成为辐射的源。

尽管，与上述偶极子天线单元相比，电磁偶极子天线单元中的每个子天线单元均可作为一个单独的天线单元独立工作，且增益高于一个单独工作的偶极子天线单元，同时，每个电磁偶极子天线单元的两个辐射结构共同作用可提高天线辐射效率，使天线达到较良好的性能指标。

然而，在相关技术中的电磁偶极子天线单元中，相邻的两个子天线单元之间通常采用直接连接的方式，这样在连接处电流相位会产生180°的相变，导致连接处的左右两边电流方向不一致，两个反向的电流在连接处产生抵消，进而使得整个天线单元的增益和方向图特性变差。

为此，本发明提出一种天线单元，所述天线单元具有高增益、较好方向图特性以及尺寸小等特性。

下面参考附图描述根据本发明第一方面实施例的天线单元100，所述天线单元100可以为交叉型电磁偶极子天线单元。

如图1-图10所示，根据本发明一个实施例的天线单元100，包括第一子天线单元10、第二子天线单元20、第一连接件71和第二连接件72。

第一子天线单元10具有第一槽缝18，第一子天线单元10具有外周缘和由第一槽缝18限定出的内周缘，第一缝隙具有第一开口181，第一子天线单元10邻近第一开口181的一侧具有第一端部11和第二端部12，例如，如图1中，第一子天线单元10的右侧具有第一端部11和第二端部12，第一端部11和第二端部12在前后方向上间隔开。

第二子天线单元20具有第二槽缝28，第二子天线单元20具有外周缘和由第二槽缝28限定出的内周缘，第二缝隙具有第二开口281，第二子天线单元20邻近第二开口281的一侧具有第三端部21和第四端部22，例如，如图1中，第二子天线单元20的左侧具有第三端部21和第四端部22，第三端部21和第四端部22在前后方向上间隔开，并且，第一端部11和第四端部22、第二端部12和第三端部21可以大致对应布置。

进一步地，第一子天线单元10和第二子天线单元20均为环-缝隙天线，第一槽缝18和第二槽缝28的边缘为环-缝隙天线的内周缘，第一连接件71的两端分别与第一端部11和第三端部21相连，第二连接件72的两端分别与第二端部12和第四端部22相连，第一连接件71和第二连接件72之间交叉布置，并且第一连接件71和第二连接件72之间彼此互不相连，例如，如图1中，第一连接件71连接于第一子天线单元10和第二子天线单元20的上表面，第二连接件72连接于第一子天线单元10和第二子天线单元20的下表面，第一连接件71和第二连接件72交叉布置，且在第一子天线单元10和第二子天线单元20的厚度方向上彼此间隔开。

换言之，第一子天线单元10通过交叉布置且彼此之间互不相连的第一连接件71和第二连接件72实现与和第二子天线单元20的连接，这样，可以避免在连接处的电流相互抵消，进而使得整个天线单元100电流方向保持一致，从而提高天线单元100的增益、优化方向图特性和天线性能，减少相互耦合影响。

由此，根据本发明实施例的天线单元100，通过设置交叉布置且互不相连的第一连接件71和第二连接件72，利用第一连接件71连接第一端部11和第三端部21，利用第二连接件72连接第二端部12和第四端部22以实现第一子天线单元10和第二子天线单元20的连接，由此，通过上述连接方式，可以避免第一子天线单元10和第二子天线单元20出现电流相互抵消的情况，进而使得整个天线单元100的电流方向保持一致，从而提高天线单元100的增益、优化方向图特性和天线性能，同时，也可以提高天线单元100的口径效率，在同等增益水平下，缩小单元之间的间距，进而减小天线单元100的尺寸。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，第一开口181朝向第二子天线单元20，或者第二开口281朝向第一子天线单元10，或者第一开口181朝向第二子天线单元20，同时第二开口281朝向第一子天线单元10，其中，优选地，第一开口181和第二开口281大致相对布置，从而便于第一子天线单元10和第二子天线单元20的连接，并且，也可以减少天线单元100的整体尺寸。

如图1-图7中，在本发明的一些实施例中，第一子天线单元10和第二子天线单元20可以位于同一平面上(如图1中所示示例)，第一子天线单元10和第二子天线单元20也可以位于不同平面内，本领域技术可以根据天线单元100的空间布置进行设计以便于天线单元100的布置。

在本发明进一步的示例中，第一子天线单元10和第二子天线单元20的每一个相对水平面倾斜地设置，第一子天线单元10与水平面之间形成的夹角等于第二子天线单元20与水平面之间形成的夹角。

如图1-图7所示，在本发明的一些示例中，第一子天线单元10的形状和大小可以与第二子天线单元20的形状和大小大致相同，在本发明另一些示例中，第一子天线单元10的形状和大小也可以与第二子天线单元20的形状和大小不相同，例如，第一子天线单元10可以为平板状，也可以为非平板状结构，例如，曲面结构、弯折结构等，同样，第二子天线单元20可以为平板状，也可以为非平板状结构，例如，曲面结构、弯折结构等。

如图2所示，在本发明的一些实施例中，第二子天线单元20背向第二开口281的一侧(如图2中第二子天线单元20的右侧)具有第三开口282，第二子天线单元20邻近第三开口282的右侧具有第五端部23和第六端部24。

第三子天线单元30具有第三槽缝38，第三缝隙具有第四开口381，如图2中所示示例中，第四开口381位于第三子天线单元30的左侧，第三子天线单元30邻近第三开口282的一侧(如图2中第三子天线单元30的左侧)具有第七端部31和第八端部32，例如，如图2中，第三子天线单元30的左侧具有第七端部31和第八端部32，第七端部31和第八端部32在前后方向上间隔开，其中，第五端部23与第八端部32直接相连，第六端部24与第七端部31直接相连。

也就是说，第二子天线单元20与第三子天线单元30之间采用直接连接的方式相连，例如，在图2所示示例中，第二子天线单元20的右端和第三子天线单元30的左端可以一体相连，由此可以增强整个天线单元100的结构稳定性和强度。

如图3所示，在本发明的另一些实施例中，第二子天线单元20背向第二开口281的一侧(如图2中第二子天线单元20的右侧)具有第三开口282，第二子天线单元20邻近第三开口282的右侧具有第五端部23和第六端部24。

第三子天线单元30具有第三槽缝38，第三缝隙具有第四开口381，如图2中所示示例中，第四开口381位于第三子天线单元30的左侧，第三子天线单元30邻近第三开口282的一侧(如图2中第三子天线单元30的左侧)具有第七端部31和第八端部32，例如，如图2中，第三子天线单元30的左侧具有第七端部31和第八端部32，第七端部31和第八端部32在前后方向上间隔开，其中，第五端部23通过第三连接件73与第七端部31相连，第六端部24通过第四连接件74与第八端部32相连。

并且，第三连接件73和第四连接件74之间交叉布置，且第三连接件73和第四连接件74之间彼此互不相连，例如，如图3中，第三连接件73连接于第二子天线单元20和第三子天线单元30的上表面，第四连接件74连接于第二子天线单元20和第三子天线单元30的下表面，第三连接件73和第四连接件74交叉布置，且在第二子天线单元20和第三子天线单元30的厚度方向上彼此间隔开。

换言之，第二子天线单元20通过交叉布置且彼此之间互不相连的第三连接件73和第四连接件74实现与和第三子天线单元30的连接，这样，可以进一步避免在连接处的电流相互抵消，进而使得整个天线单元100电流方向保持一致，从而提高天线单元100的增益、优化方向图特性和天线性能，减少相互耦合影响。

如图4，在本发明进一步的示例中，第三子天线单元30背向第四开的一侧(如图4中第三子天线单元30的右侧)具有第五开口382，第三子天线单元30邻近第五开口382的右侧具有第九端部33和第十端部34。

第四子天线单元40具有第四槽缝48，第四缝隙具有第六开口481，如图4中所示示例中，第六开口481位于第四子天线单元40的左侧，第四子天线单元40邻近第六开口481的一侧(如图4中第四子天线单元40的左侧)具有第十一端部41和第十二端部42，例如，如图4中，第四子天线单元40的左侧具有第十一端部41和第十二端部42，第十一端部41和第十二端部42在前后方向上间隔开，其中，第九端部33通过第三连接件73与第十一端部41相连，第十端部34通过第四连接件74与第十二端部42相连。

并且，第三连接件73和第四连接件74之间交叉布置，且第三连接件73和第四连接件74之间彼此互不相连，例如，如图4中，第三连接件73连接于第四子天线单元40和第三子天线单元30的上表面，第四连接件74连接于第四子天线单元40和第三子天线单元30的下表面，第三连接件73和第四连接件74交叉布置，且在第四子天线单元40和第三子天线单元30的厚度方向上彼此间隔开。

换言之，第四子天线单元40通过交叉布置且彼此之间互不相连的第三连接件73和第四连接件74实现与和第三子天线单元30的连接，这样，可以进一步避免在连接处的电流相互抵消，进而使得整个天线单元100电流方向保持一致，从而提高天线单元100的增益、优化方向图特性和天线性能，减少相互耦合影响。

如图5所示，在本发明进一步的示例中，第四子天线单元40背向第六开口481的一侧(如图5中第四子天线单元40的右侧)具有第七开口482，第四子天线单元40邻近第七开口482的右侧具有第十三端部43和第十四端部44。

第五子天线单元50具有第五槽缝58，第五缝隙具有第八开口581，如图5中所示示例中，第八开口581位于第五子天线单元50的左侧，第五子天线单元50邻近第八开口581的一侧(如图5中第五子天线单元50的左侧)具有第十五端部51和第十六端部52，例如，如图5中，第五子天线单元50的左侧具有第十五端部51和第十六端部52，第十五端部51和第十六端部52在前后方向上间隔开，其中，第十三端部43与第十六端部52直接相连，第十四端部44与第十五端部51直接相连。

也就是说，第四子天线单元40与第五子天线单元50之间采用直接连接的方式相连，由此可以增强整个天线单元100的结构稳定性和强度。

当然，本领域技术人员可以理解的是，还可以包括第六子天线单元60(如图6所示)、或第七子天线单元90等，其中，本领域技术人员可以根据设计需求选择其连接方式，例如采用直接连接方式或者通过交叉布置且互不相连的连接件连接(如图6所示示例)，从而满足天线单元100的增益要求、方向图特性以及天线性能要求等。

在本发明的一些示例中，馈电点可以为一个，例如，如图8所示示例中，馈电点可以位于第二子天线单元20的一侧(如右侧)，并且与馈电单元80相连，或者，如图10所示示例中，馈电点可以位于天线单元100的中心附近，即馈电点位于第二子天线单元20与第三子天线单元30的连接处，从而简化馈电点及馈电单元80的设置数量，进而减少占用空间，降低成本。

馈电点也可以为多个，例如，如图9所示，馈电点可以分别设于第二子天线单元20与第三子天线单元30的连接处，第四子天线单元40与第五子天线单元50的连接处，第六子天线单元60与第七子天线单元90的连接处，并且，分别与馈电单元80相连。

可以理解的是，馈电点的设置位置及设置数量可以根据实际设计需求进行选择以满足天线单元100的指标要求，例如，本领域技术人员可以选择在电流衰弱的位置增加馈电点以维持电流，从而保证天线单元100的增益要求、天线性能等。

由此，可以减少馈电点的设置数量，简化天线单元100的馈电网络，减小损耗，同时，采用中心馈电设计，也可以使得电流自然向两端逐步衰减，形成中间打两端小的电流分布，使得天线单元100不会产生较大旁瓣，无需另行调节功分比以满足旁瓣指标要求，此外，也使得天线单元100整体结构更加稳定、易于加工制造、使用复杂环境要求。

下面参考附图描述根据本发明第二方面实施例的天线单元100。

如图7所示，根据本发明一个实施例的天线单元100，包括第一子天线单元10、十字型双极化子天线单元110、第一连接件71和第二连接件72。

第一子天线单元10具有第一槽缝18，第一子天线单元10具有外周缘和由第一槽缝18限定出的内周缘，第一缝隙具有第一开口181，第一子天线单元10邻近第一开口181的一侧具有第一端部11和第二端部12，例如，如图7中，第一子天线单元10的右侧具有第一端部11和第二端部12，第一端部11和第二端部12在前后方向上间隔开。

十字型双极化子天线单元110具有至少一个槽口122，槽口122位于远离十字型双极化子天线单元110的中心的一侧，例如，在图7所示示例中，槽口122位于十字型双极化子天线单元110的左侧，十字型双极化子天线单元110的邻近槽口122的左侧具有第一槽端部1111和第二槽端部1112，第一槽端部1111和第二槽端部1112在前后方向上间隔开布置。

进一步地，第一连接件71的两端分别与第一端部11和第一槽端部1111相连，第二连接件72的两端分别与第二端部12和第二槽端部1112相连，第一连接件71和第二连接件72之间交叉布置，并且第一连接件71和第二连接件72之间彼此互不相连，例如，如图7中，第一连接件71连接于第一子天线单元10和十字型双极化子天线单元110的上表面，第二连接件72连接于第一子天线单元10和十字型双极化子天线单元110的下表面，第一连接件71和第二连接件72交叉布置，且在第一子天线单元10和十字型双极化子天线单元110的厚度方向上彼此间隔开。

换言之，第一子天线单元10通过交叉布置且彼此之间互不相连的第一连接件71和第二连接件72实现与和十字型双极化子天线单元110的连接，这样，可以避免在连接处的电流相互抵消，进而使得整个天线单元100电流方向保持一致，从而提高天线单元100的增益、优化方向图特性和天线性能，减少相互耦合影响。

由此，根据本发明实施例的天线单元100，通过设置交叉布置且互不相连的第一连接件71和第二连接件72，利用第一连接件71连接第一端部11和第一槽端部1111，利用第二连接件72连接第二端部12和第二槽端部1112以实现第一子天线单元10和十字型双极化子天线单元110的连接，由此，通过上述连接方式，可以避免第一子天线单元10和第二子天线单元20出现电流相互抵消的情况，进而使得整个天线单元100的电流方向保持一致，从而提高天线单元100的增益、优化方向图特性和天线性能，同时，也可以提高天线单元100的口径效率，在同等增益水平下，缩小单元之间的间距，进而减小天线单元100的尺寸。

如图7，在本发明的一些实施例中，十字型双极化子天线单元110包括第一部分111、第二部分112、第三部分113和第四部分114，并且，第一部分111、第二部分112、第三部分113和第四部分114均为环-缝隙天线，第一部分111、第二部分112、第三部分113和第四部分114均具有槽缝120，槽缝120设于第一部分111、第二部分112、第三部分113和第四部分114靠近十字型双极化子天线单元110中心的一侧，槽缝120具有开口121，第一部分111、第二部分112、第三部分113和第四部分114的位于开口121两侧的端部依次首尾相连。

如图7，在本发明进一步的示例中，第一部分111、第二部分112、第三部分113和第四部分114均具有槽口122，槽口122位于第一部分111、第二部分112、第三部分113和第四部分114远离十字型双极化子天线单元110中心的一侧，例如，第一部分111的槽口122位于第一部分111的左侧。

在本发明进一步的示例中，第一子天线单元10为四个，每个第一子天线单元10分别与第一部分111、第二部分112、第三部分113、第四部分114相连，并且，第一子天线单元10与第一部分111、第一子天线单元10与第二部分112、第一子天线单元10与第三部分113、第一子天线单元10与第四部分114之间分别通过连接件(交叉布置且互不相连的第一连接件71和第二连接件72)实现连接。

由此，可以进一步地增强天线单元100的增益、提高方向图特性和天线性能。

下面参考附图描述根据本发明第三方面实施例的天线阵列200。

如图1-14所示，根据本发明实施例的天线阵列200，包括多个天线单元100和馈电单元80，所述天线单元100为根据本发明上述实施例的天线单元100，所述天线单元100设有馈电点，馈电单元80与馈电点配合以形成闭环。

根据本发明实施例的天线阵列200，通过采用根据本发明上述实施例的天线单元100，可以有效地消除各个天线单元100相互耦合的影响，提高天线阵列200的增益、方向图特性、提高口径效率、优化天线阵列200性能。

如图11-图12所示，在本发明的一些实施例中，多个天线单元100中至少两个分层布置，由此，可以既可以充分利用空间、减少空间占用，符合天线阵列200小型化要求，同时，也可以在同等性能要求下减少馈电点设置，从而使得功分电路简单、功分损耗小。

如图11，在本发明的一些实施例中，天线单元100包括两个第一天线单元210和两个第二天线单元220，两个第一天线单元210在第一平面内并列布置，例如平行设置，两个第二天线单元220在第二平面内并列设置，并且，第二天线单元220和第一天线单元210之间正交布置。

换言之，两个第一天线单元210和两个第二天线单元220采用分层布置的方式，既可以保证天线性能要求，也可以进一步地节省空间占用，实现小型化。

在本发明的一些示例中，天线阵列200还包括偶极子天线单元，由此，通过将本发明实施例的天线单元100与偶极子天线单元联合组阵以构成天线阵列200，从而满足不同应用场景下对于天线阵列200指标和性能的不同要求。

在本发明的一些示例中，馈电单元80可以为平衡传输线，平衡传输线的信号线和返回线分别与天线单元100的馈电点相连，馈电单元80也可以为非平衡传输线，例如，非平衡传输线可以为同轴线缆，同轴线缆的外导体和内导体分别与天线单元100的馈电点相连。

根据本发明实施例的天线单元100和具有其的天线阵列200的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种天线单元，其特征在于，包括：

第一子天线单元，所述第一子天线单元具有第一槽缝，所述第一槽缝具有第一开口，所述第一子天线单元的邻近所述第一开口的一侧具有第一端部和第二端部；

第二子天线单元，所述第二子天线单元具有第二槽缝，所述第二槽缝具有第二开口，所述第二子天线单元的邻近所述第二开口的一侧具有第三端部和第四端部；

第一连接件，所述第一连接件的一端与所述第一端部相连，所述第一连接件的另一端与所述第三端部相连；

第二连接件，所述第二连接件的一端与所述第二端部相连，所述第二连接件的另一端与所述第四端部相连，

其中，所述第一子天线单元、所述第二子天线单元均为环-缝隙天线，所述第一连接件与所述第二连接件之间交叉布置且互不相连，所述第一连接件与所述第二连接件在所述第一子天线单元和第二子天线单元的厚度方向上彼此间隔开。

2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述第二子天线单元背向所述第二开口的一侧具有第三开口，所述第二子天线单元的邻近所述第三开口的一侧具有第五端部和第六端部，

还包括第三子天线单元，所述第三子天线单元具有第三槽缝，所述第三槽缝具有第四开口，所述第三子天线单元的邻近所述第四开口的一侧具有第七端部和第八端部，所述第五端部与所述第八端部直接相连，所述第六端部与所述第七端部直接相连。

3.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述第二子天线单元背向所述第二开口的一侧具有第三开口，所述第二子天线单元的邻近所述第三开口的一侧具有第五端部和第六端部，

还包括第三子天线单元、第三连接件和第四连接件，所述第三子天线单元具有第三槽缝，所述第三槽缝具有第四开口，所述第三子天线单元的邻近所述第四开口的一侧具有第七端部和第八端部，所述第五端部通过所述第三连接件与所述第七端部相连，所述第六端部通过所述第四连接件与所述第八端部相连，其中，所述第三连接件与所述第四连接件之间交叉布置且互不相连。

4.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述第三子天线单元背向所述第二开口的一侧具有第五开口，所述第三子天线单元的邻近所述第五开口的一侧具有第九端部和第十端部，

还包括第四子天线单元、第三连接件和第四连接件，所述第四子天线单元具有第四槽缝，所述第四槽缝具有第六开口，所述第四子天线单元的邻近所述第六开口的一侧具有第十一端部和第十二端部，所述第九端部通过所述第三连接件与所述第十一端部相连，所述第十端部通过所述第四连接件与所述第十二端部相连，其中，所述第三连接件与所述第四连接件之间交叉布置且互不相连。

5.根据权利要求4所述的天线单元，其特征在于，所述第四子天线单元背向所述第六开口的一侧具有第七开口，所述第四子天线单元的邻近所述第七开口的一侧具有第十三端部和第十四端部，

还包括第五子天线单元，所述第五子天线单元具有第五槽缝，所述第五槽缝具有第八开口，所述第五子天线单元的邻近所述第八开口的一侧具有第十五端部和第十六端部，所述第十三端部与所述第十六端部直接相连，所述第十四端部与所述第十五端部直接相连。

6.一种天线单元，其特征在于，包括：

第一子天线单元，所述第一子天线单元具有第一槽缝，所述第一槽缝具有第一开口，所述第一子天线单元的邻近所述第一开口的一侧具有第一端部和第二端部；

十字型双极化子天线单元，所述十字型双极化子天线单元具有至少一个远离所述十字型双极化子天线单元中心的槽口，所述十字型双极化子天线单元的邻近槽口的一侧具有第一槽端部和第二槽端部；

第一连接件和第二连接件，所述第一槽端部通过所述第一连接件与所述第一子天线单元的第一端部相连，所述第二槽端部通过所述第二连接件与所述第一子天线单元的第二端部相连，且所述第一连接件与所述第二连接件之间交叉布置且互不相连，所述第一连接件与所述第二连接件在所述第一子天线单元的厚度方向上彼此间隔开。

7.根据权利要求6所述的天线单元，其特征在于，所述十字型双极化子天线单元包括第一部分和第二部分、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。

8.根据权利要求7所述的天线单元，其特征在于，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远离所述十字型双极化子天线单元中心的一侧分别形成有所述槽口。

9.根据权利要求8所述的天线单元，其特征在于，所述第一子天线单元为四个，所述第一连接件和所述第二连接件均为四个，每个所述第一子天线单元均分别通过所述第一连接件和所述第二连接件与所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分相连。

10.一种天线阵列，其特征在于，包括：

多个天线单元，所述天线单元为根据权利要求1-9中任一项所述的天线单元，所述天线单元设有馈电点；

馈电单元，所述馈电单元与所述馈电点配合以形成闭环。

11.根据权利要求10所述的天线阵列，其特征在于，多个所述天线单元中的至少两个分层布置。

12.根据权利要求10所述的天线阵列，其特征在于，所述天线单元包括两个第一天线单元和两个第二天线单元，两个所述第一天线单元在第一平面内并列布置，两个所述第二天线单元在第二平面内并列布置且与所述第一天线单元正交设置。

13.根据权利要求10所述的天线阵列，其特征在于，还包括至少一个偶极子天线单元，所述偶极子天线单元与所述天线单元配合布置。

14.根据权利要求10所述的天线阵列，其特征在于，所述馈电单元为平衡传输线或非平衡传输线。