CN109103577B - 一种宽带半波辐射单元及天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新型宽带半波辐射单元，两个天线振子、两个耦合馈电线及平衡变换器，两个天线振子正交设置但不相互接触，两个天线振子形成四个对称设置的辐射臂，辐射臂上设有第一高阻线，辐射臂的根部设有第二高阻线，平衡变换器为长方形结构，平衡变换器的一端连接至天线振子的末端，平衡变换器的另一端与两个耦合馈电线的馈电端口平齐，天线振子的上方设有上方设有引向片，引向片的形状与两个正交的天线振子形状相对应，引向片支撑在所述天线振子上。该天线辐射单元结构较简单，可实现优良性能，同时使高、低频振子交织排列组阵实现多频化设计，使得整个天线产品更容易实现小型化及轻量化。

Description

一种宽带半波辐射单元及天线
技术领域
本发明涉及天线通信领域，特别涉及一种半波辐射单元以及采用这种半波辐射单元的天线。
背景技术
这些年来，移动通信技术的发展速度是飞速的，由曾经的第一代、第二代和第三代宽带移动通信技术（3G），快速过渡到了如今的第四代移动通信技术（LTE）以及现在正在建设的第五代移动通信技术（5G）。不同的移动通信系统所占用的频谱或多或少有一定差异，经常被使用的频率区主要有GSM900、DCS、PCS、UMTS、LTE2300、WLAN、WiMAX等，因此，为了适应多种技术标准的并存，通过设计覆盖多种制式系统的宽频带基站天线，能够有效地避免基站的重复选址与建设，极大地降低成本、节约资源。
随着天线向小型化、轻量化的方向发展，现有常规的天线振子很难满足使用要求，如何使天线结构简单、易于组装并且性能更加稳定成为天线生产企业追求的目标，而本专利的目的也是设计一种结构简单、易于组装、性能稳定的宽度半辐射波单元，以及采用这种宽带半辐射波单元的天线。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种结构简单、易于组装、性能稳定的宽度半辐射波单元。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种宽带半波辐射单元，两个天线振子、两个耦合馈电线及平衡变换器，两个天线振子正交设置但不相互接触，两个天线振子形成四个对称设置的辐射臂，所述辐射臂上设有第一高阻线，所述辐射臂的根部设有第二高阻线，所述平衡变换器为长方形结构，所述平衡变换器的一端连接至天线振子的末端，所述平衡变换器的另一端与两个耦合馈电线的馈电端口平齐，所述天线振子的上方设有上方设有引向片，所述引向片的形状与两个正交的天线振子形状相对应，所述引向片支撑在所述天线振子上。
优选的，所述第一高阻线为U形、V型或直线形结构，所述第一高阻线展开后的长度为λ/8，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
优选的，所述第二高阻线为U形、S型或直线形结构，所述第二高阻线展开长度为λ/8，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
优选的，所述天线振子呈直线状或折线状，正交对称天线振子在其俯仰面上的投影为“×”字形、“十”字形结构或“米”字形形状。
优选的，所述引向片的结构为“×”字形、“十”字形结构或“米”字形形状。
优选的，所述平衡变换器的长度为λ/4，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
优选的，所述耦合馈电线的长度为λ/4，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
优选的，所述辐射臂长度为λ/4，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
优选的，所述引向片位于所述天线振子λ/40处，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
本专利还公开了天线结构，其包括上述各宽带半波辐射单元中的一种及高频辐射单元。
如上所述，本新型宽带半波辐射单元具有以下有益效果：该新型宽带半波辐射单元在天线振子上设置第一高阻线、根部设置第二高阻线，同时两个天线振子正交的中心不接触且有一定的间距，这样能实现整个辐射单元的超宽带驻波比的特性，满足多种制式宽频带基天线的需要。该天线辐射单元结构较简单，可实现优良性能，同时使高、低频振子交织排列组阵实现多频化设计，使得整个天线产品更容易实现小型化及轻量化。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
图2为图1的正视图。
图3为图1的后视图。
图4为本发明实施例一个天线振子的结构示意图。
图5为本发明实施例另一个天线振子的结构示意图。
图6为本发明天线的实施例结构示意图。
元件标号说明：1、天线振子；11、第一插槽；12、第二插槽；2、第一高阻线；3、平衡变换器；4、耦合馈电线；5、引向片；6、第二高阻线；7、底座；8、高频辐射单元；9、宽带半波辐射单元。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图6所示。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1、2、3所示，本发明提供一种新型宽带半波辐射单元，其包括两个天线振子1、两个耦合馈电线4及平衡变换器3，两个天线振子1正交设置但不相互接触，天线振子正交的中心一定的间距。具体结构如图4、5所示，其中一个天线振子上设有第一插槽11，另一个天线振子上设有第二插槽12，其中一个天线振子由下向上从第二插槽12插入实现两个天线振子的正交，两个天线振子1固定在底座7上。
两个天线振子1形成四个对称设置的辐射臂，辐射臂上设有第一高阻线2，辐射臂的根部设有第二高阻线6。辐射单元的辐射臂长度为λ/4，整个单元长度为λ/2，可看作半波振子, λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
作为具有实时方式，第一高阻线为U形、V型或直线形结构，第一高阻线展开后的长度为λ/8，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。该第一高阻线2是为了抑制了高频辐射单元耦合到低频阵子臂上的表面电流，从而减小本宽带半波辐射单元对高频辐射单元的影响。第二高阻线6为U形、S型或直线形结构，第二高阻线6展开长度为λ/8，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。第二高阻线6可以抑制线可抑制高频辐射单元耦合到低频辐射单元巴伦上的表面电流，从而可减小本发明单元对高频辐射单元的影响。
平衡变换器3为长方形结构，平衡变换器3的一端连接至天线振子的末端，平衡变换器3的另一端与两个耦合馈电线4的馈电端口平齐。平衡变换器的长度为λ/4，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。耦合馈电线4的长度为λ/4，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长，采用这种结构可以对可对半波振子进行耦合馈电。
天线振子1的上方设有引向片5，引向片5通过支撑板支撑在天线振子上，引向片5位于天线振子1λ/40处，引向片5的形状与两个正交的天线振子1形状相对应。天线振子1呈直线状或折线状，正交对称天线振子1在其俯仰面上的投影为“×”字形、“十”字形结构或“米”字形形状。相应的引向片5的结构也对应为“×”字形、“十”字形结构或“米”字形形状。辐射单元正上方设有引向片5，可实现天线的宽带化，同时也改善了天线的交叉极化和前后比等特性
该宽带半波辐射单元采用成熟的印刷电路工艺或者压铸工艺进行加工，但不限于此，可为钣金、冲压，这使得本发明具有机械强度高、加工精度高、成本低的优点，与常规的宽带振子相比具有结构简单、重量轻等特点。
如图6所示，本专利还公开了一种采用上述新型宽带半波辐射单元的天线，其包括设置在底板上的多个高频辐射单元8和多个本专利的宽带半波辐射单元9。采用这种组合方式，宽带半波辐射单元9为低频辐射单元，该宽带半波辐射单元在交织排列组阵时可以降低高低频振子间的互耦影响，也就是说这种天线的高、低频振子在组阵时具有能兼顾尺寸小和隔离性能好的优点。
该新型宽带半波辐射单元在天线振子上设置第一高阻线、根部设置第二高阻线，同时两个天线振子正交的中心不接触且有一定的间距，这样能实现整个辐射单元的超宽带驻波比的特性，满足多种制式宽频带基天线的需要。该天线辐射单元结构较简单，可实现优良性能，同时使高、低频振子交织排列组阵实现多频化设计，使得整个天线产品更容易实现小型化及轻量化。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种宽带半波辐射单元，其包括两个天线振子、两个耦合馈电线及平衡变换器，其特征在于：两个天线振子正交设置但不相互接触，两个天线振子上设有插槽，两个天线振子上的插槽相互插入实现两个天线振子的正交，两个天线振子固定在底座上，两个天线振子形成四个对称设置的辐射臂，所述辐射臂上设有第一高阻线，所述辐射臂的根部设有第二高阻线，所述平衡变换器为长方形结构，所述平衡变换器的一端连接至天线振子的末端，所述平衡变换器的另一端与两个耦合馈电线的馈电端口平齐，所述天线振子的上方设有上方设有引向片，所述引向片的形状与两个正交的天线振子形状相对应，所述引向片支撑在所述天线振子上。
2.根据权利要求1所述的宽带半波辐射单元，其特征在于：所述第一高阻线为U形、V型或直线形结构，所述第一高阻线展开后的长度为λ/8，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
3.根据权利要求1所述的宽带半波辐射单元，其特征在于：所述第二高阻线为U形、S型或直线形结构，所述第二高阻线展开长度为λ/8，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
4.根据权利要求1所述的宽带半波辐射单元，其特征在于：所述天线振子呈直线状或折线状，正交对称天线振子在其俯仰面上的投影为“×”字形、“十”字形结构或“米”字形形状。
5.根据权利要求1所述的宽带半波辐射单元，其特征在于：所述引向片的结构为“×”字形、“十”字形结构或“米”字形形状。
6.根据权利要求1所述的宽带半波辐射单元，其特征在于：所述平衡变换器的长度为λ/4，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
7.根据权利要求1所述的宽带半波辐射单元，其特征在于：所述耦合馈电线的长度为λ/4，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
8.根据权利要求1所述的宽带半波辐射单元，其特征在于：所述辐射臂长度为λ/4，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
9.根据权利要求1所述的宽带半波辐射单元，其特征在于：所述引向片位于所述天线振子λ/40处，λ为本辐射单元中心频率相对应的波长。
10.一种天线结构，其特征在于：其包括权利要求1至8任意一项所述的宽带半波辐射单元及高频辐射单元。
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