CN110311229B - 天线及其反射板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种天线及其反射板，其中，所述反射板包括底板、两个分设于所述底板纵长方向两侧的侧板，以及沿底板纵向设于底板上的至少一个隔板，所述隔板包括隔板主体，所述隔板主体包括两个具有间距并均沿底板纵向设置且沿远离底板的方向延伸的侧向部，以及设于两个侧向部上端的横向部，所述横向部相对底板的高度和沿底板横向的长度均与设有该反射板的天线的波宽相关。本发明提供的反射板中，通过隔板主体可有效减小天线阵列间的边界效应和耦合强度，避免波宽畸变的产生，且通过调整隔板主体中的横向部相对底板的高度和沿底板横向的长度，可对应调整设有该反射板的天线的波宽，提高天线网络的连续性、可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种反射板和采用所述反射板的天线。
背景技术
随着高铁技术的发展，高铁越来越快的速度对其沿线通信网络的覆盖质量有了越来越高的要求。目前，在高铁沿线布置天线基站时由于受到轨道狭长区域、反射金属密集分布等复杂环境的影响，再加上高铁运行速度过快而导致的切换频率增高、掉话率升高，从而导致用户体验不好，而传统的基站天线增益相对较低、覆盖距离较短，无法满足网络覆盖的连线性和稳定性，通常需要在高铁沿线密集建设多个天线基站，大大增加了网络覆盖成本。
发明内容
本发明的首要目的旨在提供一种可有效提高天线增益的反射板。
本发明的另一目的在于提供一种采用上述反射板的天线。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
作为第一方面，本发明涉及一种反射板，包括底板、两个分设于所述底板纵长方向两侧的侧板，以及沿所述底板纵向设于所述底板上的至少一个隔板，所述隔板和侧板在所述底板上共同限定出至少两个用于设置天线阵列的安装槽，所述隔板包括隔板主体，所述隔板主体包括两个具有间距并均沿所述底板纵向设置且沿远离所述底板的方向延伸的侧向部，以及设于两个所述侧向部上端的横向部，所述横向部相对所述底板的高度和沿所述底板横向的长度均与设有所述反射板的天线的波宽相关。
优选地，所述隔板主体包括两个竖板和与两个所述竖板一体成型的第一横板，两个所述竖板间隔设置且沿所述底板的纵向竖立于所述底板上，所述第一横板的两端分别与两个所述竖板的上端连接，两个所述侧向部分别由两个所述竖板构成，所述横向部由所述第一横板构成。
进一步地，所述隔板主体还包括两端分别与两个所述竖板的下端连接的第二横板。
优选地，所述隔板还包括与所述隔板主体的下端连接并沿所述底板所处平面延伸的第一连接板，所述隔板主体通过所述第一连接板与所述底板连接。
作为第二方面，本发明还涉及一种天线，包括上述反射板和设于所述反射板上的多个天线阵列，每个所述天线阵列包括多个沿所述反射板纵向排列于所述安装槽内的辐射单元，相邻两列天线阵列之间设有所述隔板。
优选地，所述天线还包括用于安装辐射单元的绝缘座，所述反射板沿其横向两端的安装槽的中部均设有至少一个绝缘座。
更优地，位于所述反射板横向两端的安装槽内的天线阵列包括第一辐射单元和第二辐射单元，所述第一辐射单元直接固定于所述底板上，所述第二辐射单元通过所述绝缘座与底板固定，所述第一辐射单元数量为第二辐射单元数量的1～2倍。
优选地，所述天线还包括至少一个寄生单元调试件，所述寄生单元调试件设于所述反射板上并位于所述辐射单元的辐射臂下方，且所述寄生单元调试件相对所述底板的高度为所述天线工作频段内最小频率的波长的八分之一至四分之一。
更优地，所述寄生单元调试件为L形结构，其包括竖立于所述底板上的调试板和与所述调试板的下端连接并与所述底板固接的第二连接板。
更优地，单个辐射单元的辐射臂下方设有两个相对该辐射单元对称的所述寄生单元调试件。
优选地，所述多个天线阵列关于所述底板沿横向的中点的连线对称。
优选地，所述天线还包括至少一个沿所述底板横向架设于所述底板上并位于相邻两个辐射单元之间的隔离条。
相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：
1.本发明提供的反射板中，通过所述隔板主体可有效减小天线阵列间的边界效应和耦合强度，避免波宽畸变的产生。其次，通过调整所述隔板主体中的横向部相对底板的高度和沿底板横向的长度，可对应调整设有该反射板的天线的波宽，例如将天线的水平面波宽调整为55°的中波束宽度，应用在高铁沿线网络覆盖上时可具有较高的增益及辐射效率，提高网络的连续性、可靠性和稳定性。
2.本发明提供的天线中，位于反射板横向两端的天线阵列的中间位置有部分辐射单元通过绝缘座与所述反射板连接，即相对所述反射板绝缘一定数量的辐射单元，可有效调整所述天线的波宽，抑制谐振的产生，提高水平面波束宽度的收敛性。
3.本发明提供的天线中，部分辐射单元的辐射臂下方设有寄生单元调试件，通过设置预设数量的寄生单元调试件可有效调节天线整体的隔离度、波宽和交叉极化比指标。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些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
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一种实施例提供的天线的结构示意图；
图2为图1所示的天线沿其横向的横截面示意图；
图3为本发明另一实施例提供的天线的主视图；
图4为图3所示的天线中的辐射单元、绝缘座及寄生单元调试件的安装结构示意图。
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，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
图1至图4共同示出了本发明实施例提供的天线1000及其反射板1，其中，所述反射板1可有效减小天线阵列间的边界效应和耦合强度，避免波宽畸变的产生，使所述天线1000实现同增益量级天线体积的小型化。
如图1所示，所述天线1000包括反射板1和设于所述反射板1上的三个天线阵列2，所述反射板1沿其纵向设有三个并排的安装槽111，三个所述天线阵列2一一对应设于三个所述安装槽111内。此外，为方便后续结构的描述，在三个所述天线阵列2中，将位于反射板1横向左右两端位置的两个天线阵列2定义为第一天线阵列21，将位于反射板1横向中间位置的天线阵列2定义为第二天线阵列22。
请结合图2，所述反射板1包括底板11和两个分设于所述底板11纵长方向两侧的侧板12，两个侧板12均由所述底板11折弯形成，即两个侧板12与所述底板11一体成型，以提高所述反射板1的结构强度。
所述反射板1还包括沿所述底板11纵向设于所述底板11上的两个隔板13，两个隔板13和两个侧板12在所述底板11上共同限定出所述三个安装槽111。具体地，所述隔板13包括可与所述底板11围合形成空心的长方体结构且其横截面呈“n”形的隔板主体131，以及分别与所述隔板主体131左右两侧的下端连接并沿所述底板11所处平面延伸的两个第一连接板132，即所述隔板13通过所述隔板主体131和两个第一连接板132形成横截面呈“几”字形的结构，所述隔板主体131通过所述第一连接板132与所述底板11连接。所述隔板13可有效减小各天线阵列2间的边界效应和耦合强度，避免波宽畸变的产生。
值得注意的是，通过调整所述隔板主体131沿所述底板11横向的宽度和调整所述隔板主体131相对所述底板11的最高点的高度，以及调整所述侧板12相对所述底板11的最高点的高度，均可调节所述天线1000的波宽。具体地，当上述宽度或者高度越大时，所述天线1000的波宽均越宽。在所述天线1000运用于高铁沿线的网络覆盖时，本领域技术人员可通过调节所述反射板的结构将所述天线1000的水平面波宽调整为55°的中波束宽度，相比现有的32°窄波束宽度的高铁天线在网络覆盖上更加连续、可靠和稳定；且相比65°宽波束宽度的传统基站天线，所述天线1000的辐射边界具有更高的增益及辐射效率，辐射性能和电性能指标更好。
所述隔板主体131包括两个具有间距并均沿所述底板11纵向设置且沿远离所述底板11的方向延伸的侧向部(未标号，下同)，以及设于两个所述侧向部上端的横向部(未标号，下同)，所述隔板主体131沿所述底板11横向的宽度相当于所述横向部沿所述底板11横向的长度，所述隔板主体131相对所述底板11的最高点的高度相当于所述横向部相对所述底板11的高度。
具体地，所述隔板主体131包括两个竖板1311和盖合于两个所述竖板1311上方的第一横板1312，两个所述竖板1311间隔设置且沿所述底板11的纵向竖立于所述底板11上，所述第一横板1312的两端分别与两个所述竖板1311的上端连接，两个所述侧向部分别由两个所述竖板1311构成，所述横向部由所述第一横板1312构成。
优选地，所述隔板13一体成型，即两个所述竖板1311、第一横板1312和两个第一连接板132均由一块板件弯折形成，便于所述隔板13的加工及装配，且结构强度较高。
进一步地，所述隔板主体131还可包括两端分别与两个所述竖板1311的下端连接的第二横板(图未示，下同)，所述隔板主体131通过第一横板1312、第二横板和两个竖板1311构成长方体结构，使所述隔板主体131的稳定性更强，结构强度更高。
在其他实施方式中，所述隔板主体131还可为一个实心的长方体结构，同样具有两个所述侧向部和横向部，可通过调整所述横向部相对所述底板11的高度和沿所述底板11横向的长度而调节所述天线1000的波宽，且所述隔板131的结构强度更高，但会稍微增加所述天线1000的重量，并提高了所述天线1000的制造成本。
在图3的另一实施例中示出，所述第一连接板132与所述底板11的具体连接方式可为：通过铆钉5将所述第一连接板132铆接于所述底板11上。对应地，所述第一连接板132可由多个开设有铆接孔的耳板组合构成，无需沿所述底板11纵向设置一整条完整的连接板件，以节省材料并减轻所述天线1000重量。其次，所述铆钉5由塑料材料制成，避免连接结构对天线1000的辐射性能产生影响。
优选地，所述天线1000沿其纵向的中线位置左右对称，即三个所述天线阵列2关于所述底板11沿其横向的中点的连线对称，以保证所述天线1000具有良好的驻波比。
在图1中示出，所述天线1000还包括多个分设于所述第一天线阵列21的中间位置的绝缘座3，所述绝缘座3由绝缘材料制成，以相对所述反射板1绝缘一定数量的辐射单元20。
具体地，所述第一天线阵列21包括第一辐射单元201和第二辐射单元202，所述第一辐射单元201直接设于所述底板11上，所述第二辐射单202通过所述绝缘座3设于所述底板11上，所述第一辐射单元201的数量为第二辐射单元202的数量的1～2倍。即在所述第一天线阵列21中，设有绝缘座3的第二辐射单元202的数量占辐射单元20总数的二分之一到三分之一之间。在本实施方式中，所述第一天线阵列21包括七个辐射单元20，其中，中部位置的三个辐射单元20为第二辐射单元202，通过绝缘一定数量的辐射单元20，可有效调整所述天线1000的波宽，抑制谐振的产生，提高水平面波束宽度的收敛性。
此外，位于反射板1中间位置的第二天线阵列22中的各辐射单元20均不与所述反射板11绝缘，以保证所述天线1000的水平波宽不发生畸变，并可有效提升所述天线1000的整体增益值。
请参见图1，优选地，所述天线1000还包括多个寄生单元调试件4，所述寄生单元调试件4设于所述反射板1上并位于所述辐射单元20的辐射臂下方，且所述寄生单元调试件4相对所述底板11的高度为所述天线1000工作频段内最小频率的波长的八分之一至四分之一。所述多个寄生单元调试件4分可设于任意一个或多个辐射单元20的周边，且所述寄生单元调试件4的具体数量可根据实际需求而调整，通过设置预设数量的所述寄生单元调试件4可有效控制所述天线1000整体的隔离度、波宽和交叉极化比指标，当所述天线1000的频带较宽或隔离度较低时，可适当增加与中间频点对应的所述寄生单元调试件4的数量。
请参见图3，在另一实施方式中，所述天线阵列2可包括更多的辐射单元20，且相邻两个天线阵列2中的辐射单元20沿所述天线1000的纵向错位设置，以在所述反射板1有限的空间内增大相邻天线阵列2中的辐射单元20之间的间距，减小各辐射单元20之间的耦合影响，从而有利于缩小所述反射板1的尺寸，进而有利于实现所述天线1000的小型化。
在图3中示出，所述天线1000还包括多个分设于相邻两个辐射单元20之间的隔离条6，所述隔离条6通过安装架7架设于所述底板11上，通过所述隔离条6可减小所述天线1000工作频带内各辐射单元20之间的互耦，提高相邻辐射单元20之间的隔离度。此外，所述隔离条6的具体设置数量可根据所述天线1000参数需求而调整，无需在每两个辐射单元20之间均设有所述隔离条6。
如图4所示，所述寄生单元调试件4为L形结构，其包括竖立于所述底板11上的调试板41和与所述调试板41的下端连接并沿所述底板11所处平面延伸的第二连接板42，所述调试板41通过所述第二连接板42与所述底板11连接，且所述调试板41相对所述底板11的高度为所述天线1000工作频段内最小频率的波长的八分之一至四分之一。
对应所述辐射单元20的四周，单个辐射单元20的辐射臂下方可分设有1～4个所述寄生单元调试件4。优选地，单个辐射单元20的辐射臂下方设有两个相对该辐射单元20对称的所述寄生单元调试件4，便可较好地控制各辐射单元20间的隔离度和波宽。
在图4中示出，优选地，所述绝缘座3和寄生单元调试件4均通过由塑料材料制成的铆钉5与所述底板11连接，连接结构简单且连接强度高，并对所述天线1000的性能不产生影响。在其他实施方式中，所述隔板13、绝缘座3和寄生单元调试件4还可通过其他方式与所述底板11固定，例如通过连接销、螺钉等紧固件进行连接，且所述紧固件由绝缘材料制成。
应当理解的是，本实施例以三个天线阵列2为例说明所述天线1000的结构，但不能视为对所述天线1000结构的限定，在其他实施方式中，本领域技术人员可根据实际天线1000的实际使用场景等条件而调整所述天线阵列2的数量以及每个天线阵列2中的辐射单元20的数量，且所述隔板13、绝缘座3和寄生单元调试件4的数量均根据所述天线1000的具体结构设置。但受天线尺寸的限制和对性能指标的要求，以及避免作用在安装该天线的塔架上的风载荷过大等问题，优选在一个天线1000中设有2～6个所述天线阵列2，通过设置所述隔板13、寄生单元调试件4以及相对反射板1绝缘一定数量的辐射单元20，可有效抑制谐振的产生，提高波束收敛性，并大大降低各天线阵列2间的互耦影响，实现同增益量级天线中体积的小型化。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，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 (9)
1.一种天线，包括反射板和设于所述反射板上的多个天线阵列，其特征在于，所述反射板包括底板、两个分设于所述底板纵长方向两侧的侧板，以及沿所述底板纵向设于所述底板上的至少一个隔板，所述隔板和侧板在所述底板上共同限定出至少两个用于设置天线阵列的安装槽，其特征在于，所述隔板包括隔板主体，所述隔板主体包括两个具有间距并均沿所述底板纵向设置且沿远离所述底板的方向延伸的侧向部，以及设于两个所述侧向部上端的横向部，所述横向部相对所述底板的高度和沿所述底板横向的长度均与设有所述反射板的天线的波宽相关；
每个所述天线阵列包括多个沿所述反射板纵向排列于所述安装槽内的辐射单元，相邻两列天线阵列之间设有所述隔板；
还包括用于安装辐射单元的绝缘座，所述反射板沿其横向两端的安装槽的中部均设有至少一个绝缘座；
位于所述反射板横向两端的安装槽内的天线阵列包括第一辐射单元和第二辐射单元，所述第一辐射单元直接固定于所述底板上，所述第二辐射单元通过所述绝缘座与底板固定，所述第一辐射单元数量为第二辐射单元数量的1～2倍。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括至少一个寄生单元调试件，所述寄生单元调试件设于所述反射板上并位于所述辐射单元的辐射臂下方，且所述寄生单元调试件相对所述底板的高度为所述天线工作频段内最小频率的波长的八分之一至四分之一。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述寄生单元调试件为L形结构，其包括竖立于所述底板上的调试板和与所述调试板的下端连接并与所述底板固接的第二连接板。
4.根据权利要求2或3所述的天线，其特征在于，单个辐射单元的辐射臂下方设有两个相对该辐射单元对称的所述寄生单元调试件。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述多个天线阵列关于所述底板沿横向的中点的连线对称。
6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括至少一个沿所述底板横向架设于所述底板上并位于相邻两个辐射单元之间的隔离条。
7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述隔板主体包括两个竖板和与两个所述竖板一体成型的第一横板，两个所述竖板间隔设置且沿所述底板的纵向竖立于所述底板上，所述第一横板的两端分别与两个所述竖板的上端连接，两个所述侧向部分别由两个所述竖板构成，所述横向部由所述第一横板构成。
8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述隔板主体还包括两端分别与两个所述竖板的下端连接的第二横板。
9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述隔板还包括与所述隔板主体的下端连接并沿所述底板所处平面延伸的第一连接板，所述隔板主体通过所述第一连接板与所述底板连接。
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