CN110380196A - 一种宽带双极化辐射单元及天线 - Google Patents
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Abstract
一种宽带双极化辐射单元，包括正交设置的两对振子辐射臂，两对所述振子辐射臂均设置在一个支撑柱上，并且两对振子辐射臂关于支撑柱的轴线对称，每个振子辐射臂的上方设置有一个扩频块，相邻的两个扩频块之间设置有一个调节块。本发明提供一种宽带双极化辐射单元及天线，具有更宽的带宽，而且更加小型化。
Description
技术领域
本发明涉及天线领域，具体的说是一种宽带双极化辐射单元及天线。
背景技术
随着移动通信的快速发展，实现日常5G通信已是大势所趋，5G频段中包含了2500MH-3800MH频段，更高的频率对天线的小型化要求更高，又因为需要考虑向下兼容4G频段，所以天线的小型化难度很高，辐射单元作为天线的重要部件，其对天线整体的性能和体积具有很大的影响，现有的辐射单元大多不能够满足宽频带和小型化的双重需求。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种宽带双极化辐射单元及天线，具有更宽的带宽，而且更加小型化。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种宽带双极化辐射单元，包括正交设置的两对振子辐射臂，两对所述振子辐射臂均设置在一个支撑柱上，并且两对振子辐射臂关于支撑柱的轴线对称，每个振子辐射臂的上方设置有一个扩频块，相邻的两个扩频块之间设置有一个调节块。
作为一种优选方案，每对所述振子辐射臂电性连接有一个馈电片，两个馈电片正交且上下设置。
作为一种优选方案，所述支撑柱由平衡-不平衡转换器形成，支撑柱的中部开设有上下延伸的通孔，通孔连通有四个沿圆周方向均匀分布的通槽，通槽贯通支撑柱的侧部和顶部，四个通槽将支撑柱的顶部分成四个区域，所述振子辐射臂一一对应地设置在四个区域上。
作为一种优选方案，所述振子辐射臂包括与所述支撑柱一体连接的第一连接片和第四连接片，并且第一连接片和第四连接片相互垂直，第一连接片一体连接有与第四连接片相互平行的第二连接片，第四连接片一体连接有与第一连接片相互平行的第三连接片，并且第二连接片和第三连接片一体连接，第一连接片、第二连接片、第三连接片和第四连接片围合出一个空间。
作为一种优选方案，所述第二连接片和所述第三连接片的连接部一体连接有向下延伸的延伸柱。
作为一种优选方案，所述第二连接片的长度等于辐射单元高频段工作波长的0.2倍。
作为一种优选方案，所述支撑柱的高度等于辐射单元高频段工作波长的0.25倍。
作为一种优选方案，所述调节块呈矩形。
一种天线，包括反射板和设置在反射板上的若干个如上所述的辐射单元。
作为一种优选方案，相邻领个所述辐射单元之间的距离等于辐射单元工作波长的0.8倍。
有益效果：本发明中，振子辐射臂组成基础结构，基础结构用于使辐射单元在高频段内有足够的带宽，扩频块和调节块组成加载结构，加载结构用于使辐射单元往低频段扩展带宽，通过基础结构和加载结构的配合能够更好地展宽带宽，并且加载结构只是单层的，所以有利于辐射单元的小型化。
附图说明
图1是辐射单元的整体结构立体图；
图2是辐射单元的整体结构透视图；
图3是辐射单元的整体结构侧视图；
图4是振子辐射臂的俯视图；
图5是支撑柱的透视图；
图6是天线的整体结构立体图。
附图说明：1-介质板，2-扩频块，3-调节块，4-延伸柱，5-支撑柱，6-馈电片，7-振子辐射臂，8-第一连接片，9-第二连接片，10-第三连接片，11-空间，12-第四连接片，13-通孔，14-通槽，15-反射板，16-辐射单元。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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至5，一种宽带双极化辐射单元，包括正交设置的两对振子辐射臂7，两对振子辐射臂7均设置在一个支撑柱5上，并且两对振子辐射臂7关于支撑柱5的轴线对称，每个振子辐射臂7的上方设置有一个扩频块2，相邻的两个扩频块2之间设置有一个调节块3。
本发明在馈电时，扩频块2产生耦合作用，在低频段内形成一个小的对称振子辐射，使辐射单元16往低频扩展带宽，从而实现宽带辐射。调节块3可以减少天线驻波圆图的发散，使得天线的驻波在宽频带内也能得到收敛。
本发明中，振子辐射臂7组成基础结构，基础结构用于使辐射单元在高频段内有足够的带宽，扩频块2和调节块3组成加载结构，加载结构用于使辐射单元往低频段扩展带宽，通过基础结构和加载结构的配合能够更好地展宽带宽，并且加载结构只是单层的，所以有利于辐射单元的小型化。
进一步的，每对振子辐射臂7电性连接有一个馈电片6，两个馈电片6正交且上下设置。两个馈电片6分别向两对正交放置的振子辐射臂7进行馈电，从而实现天线辐射单元的双极化辐射，两个馈电片正交且上下放置，提升了交叉极化鉴别率和隔离度。
进一步的，支撑柱5由平衡-不平衡转换器形成，支撑柱5的中部开设有上下延伸的通孔13，通孔13连通有四个沿圆周方向均匀分布的通槽14，通槽14贯通支撑柱5的侧部和顶部，四个通槽14将支撑柱5的顶部分成四个区域，振子辐射臂7一一对应地设置在四个区域上。在结构上，支撑柱5起到撑起整个辐射单元的作用，在原理上是由短路构成，可以把同轴线的不平衡馈电转化成平衡馈电，保证了方向图的对称性。通槽14的存在，使相邻的振子辐射臂7之间存在耦合缝隙，通过改变通槽14的宽度，即调节耦合间隙的大小可以改善交叉极化和隔离度。
进一步的，振子辐射臂7包括与支撑柱5一体连接的第一连接片8和第四连接片12，并且第一连接片8和第四连接片12相互垂直，第一连接片8一体连接有与第四连接片12相互平行的第二连接片9，第四连接片12一体连接有与第一连接片8相互平行的第三连接片10，并且第二连接片9和第三连接片10一体连接，第一连接片8、第二连接片9、第三连接片10和第四连接片12围合出一个空间11。
进一步的，第二连接片9和第三连接片10的连接部一体连接有向下延伸的延伸柱4。延伸柱4相当于延长了电流路径，缩小了振子臂的长度，所以能够更好地实现小型化。
在本实施例中，第二连接片9的长度等于辐射单元16高频段工作波长的0.2倍，支撑柱5的高度等于辐射单元16高频段工作波长的0.25倍。
进一步的，调节块3呈矩形，扩频块2和调节块3均设置在一个介质板1上，介质板1设置在振子辐射臂7上。
请参阅图6，一种天线，包括反射板15和设置在反射板15上的若干个上述的辐射单元16。本天线的频率范围为2500MHz-3800MHz，覆盖了4G网络中的LTE-TDD频段和5G网络中的FDD制式的n7频段、TDD制式的n38和n78频段。
进一步的，相邻领个辐射单元16之间的距离等于辐射单元16工作波长的0.8倍，以增强天线的方向性，调节水平面的半功率波瓣宽度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业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的专业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。
Claims (10)
1.一种宽带双极化辐射单元，包括正交设置的两对振子辐射臂（7），其特征在于：两对所述振子辐射臂（7）均设置在一个支撑柱（5）上，并且两对振子辐射臂（7）关于支撑柱（5）的轴线对称，每个振子辐射臂（7）的上方设置有一个扩频块（2），相邻的两个扩频块（2）之间设置有一个调节块（3）。
2.如权利要求1所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于：每对所述振子辐射臂（7）电性连接有一个馈电片（6），两个馈电片（6）正交且上下设置。
3.如权利要求1所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于：所述支撑柱（5）由平衡-不平衡转换器形成，支撑柱（5）的中部开设有上下延伸的通孔（13），通孔（13）连通有四个沿圆周方向均匀分布的通槽（14），通槽（14）贯通支撑柱（5）的侧部和顶部，四个通槽（14）将支撑柱（5）的顶部分成四个区域，所述振子辐射臂（7）一一对应地设置在四个区域上。
4.如权利要求3所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于：所述振子辐射臂（7）包括与所述支撑柱（5）一体连接的第一连接片（8）和第四连接片（12），并且第一连接片（8）和第四连接片（12）相互垂直，第一连接片（8）一体连接有与第四连接片（12）相互平行的第二连接片（9），第四连接片（12）一体连接有与第一连接片（8）相互平行的第三连接片（10），并且第二连接片（9）和第三连接片（10）一体连接，第一连接片（8）、第二连接片（9）、第三连接片（10）和第四连接片（12）围合出一个空间（11）。
5.如权利要求4所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于：所述第二连接片（9）和所述第三连接片（10）的连接部一体连接有向下延伸的延伸柱（4）。
6.如权利要求4所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于：所述第二连接片（9）的长度等于辐射单元（16）高频段工作波长的0.2倍。
7.如权利要求1所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于：所述支撑柱（5）的高度等于辐射单元（16）高频段工作波长的0.25倍。
8.如权利要求1所述的一种宽带双极化辐射单元，其特征在于：所述调节块（3）呈矩形。
9.一种天线，其特征在于：包括反射板（15）和设置在反射板（15）上的若干个如权利要求1所述的辐射单元（16）。
10.如权利要求9所述的天线，其特征在于：相邻领个所述辐射单元（16）之间的距离等于辐射单元（16）工作波长的0.8倍。
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