CN110752432A - 半耦合馈电的低频辐射单元及多系统共体天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半耦合馈电的低频辐射单元及多系统共体天线，该低频辐射单元包括：一对极化正交的偶极子，每个偶极子均包括第一辐射臂和第二辐射臂，第一辐射臂的固定端设有第一通孔，第二辐射臂的固定端设有耦合腔体；用于支撑偶极子的巴伦组件；馈电组件，馈电组件包括馈电片及连接件，馈电片的一端固设于连接件上、并通过连接件设置于耦合腔体内，且馈电片的另一端悬空设置于第一通孔上方；及线缆，线缆包括相互绝缘的外导体及内导体，外导体与第一巴伦导通，内导体穿过第一通孔、并与馈电片的另一端导通。该低频辐射单元能减小对嵌套其内的智能天线系统的影响。该多系统共体天线采用了上述低频辐射单元，具有更好的辐射和电路性能。

Description

半耦合馈电的低频辐射单元及多系统共体天线

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种半耦合馈电的低频辐射单元及多系统共体天线。

背景技术

随着移动通信网络制式的增多，为了优化资源配置，节省站址和天馈资源，减小物业协调难度，降低投资成本，共站共址的多系统共体天线逐渐成为运营商建网的首选。

目前，运营商选用的多系统共体天线通常是在一副天线罩内把智能天线系统(1880～1920MHz，2010～2025MHz，2575～2635MHz)和基站天线系统(880～960MHz，1710～1880MHz)有效集成。该实现集成方案是在智能天线阵列中嵌套基站低频(880～960MHz)辐射单元，但是嵌套于智能天线阵列中的基站天线系统中低频辐射单元与智能天线阵列互耦严重，会严重影响智能天线阵列的指标。

发明内容

基于此，有必要提供一种半耦合馈电的低频辐射单元及多系统共体天线；该低频辐射单元具有半耦合馈电结构，能减小对嵌套其内的智能天线系统的影响；该多系统共体天线采用了上述低频辐射单元，具有体积小、各系统之间相互耦合小的特点，且具有更好的辐射和电路性能。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种半耦合馈电的低频辐射单元，所述低频辐射单元呈“十”字形结构，包括：一对极化正交的偶极子，每个所述偶极子均包括第一辐射臂和第二辐射臂，所述第一辐射臂的固定端设有第一通孔，所述第二辐射臂的固定端设有耦合腔体；巴伦组件，所述巴伦组件包括与所述第一辐射臂一一对应的第一巴伦、以及与所述第二辐射臂一一对应的第二巴伦，所述第一巴伦与所述第一辐射臂的固定端固定连接，所述第二巴伦与所述第二辐射臂的固定端固定连接；与所述偶极子一一对应的馈电组件，所述馈电组件包括馈电片及连接件，所述馈电片的一端固设于所述连接件上、并通过所述连接件设置于所述耦合腔体内，且所述馈电片的另一端悬空设置于所述第一通孔上方；及线缆，所述线缆包括相互绝缘的外导体及内导体，所述外导体与所述第一巴伦导通，所述内导体穿过所述第一通孔后、并与所述馈电片的另一端导通。

上述半耦合馈电的低频辐射单元，通过巴伦组件将一对极化正交的偶极子固设于反射板上，并分别在偶极子上设置馈电片；该馈电片的一端通过连接件设置于耦合腔体内，该馈电片的另一端悬空设置于第一辐射臂上，并与线缆的内导体导通，线缆的外导体与第一巴伦导通，如此形成半耦合馈电结构；使得本低频辐射单元，相对于现有的全耦合馈电的低频辐射单元结构简单，加工方便；相对于现有的直接焊接馈电的低频辐射单元频段带宽更宽，驻波更好。将上述低频辐射单元应用于多系统共体天线后，能够使得各系统之间相互耦合小，具有更好的辐射和电路性能。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述连接件与所述耦合腔体卡扣连接固定。

在其中一个实施例中，所述耦合腔体设有贯穿其两端的第二通孔，所述连接件的一端设有限位体，所述连接件的另一端能够插入所述第二通孔内，且所述连接件的另一端设有弹性设置的卡部；当所述连接件插入所述第二通孔的预设位置时，所述限位体与所述耦合腔体的一端限位配合，且所述卡部与所述耦合腔体的另一端限位配合，将所述连接件固设于耦合腔体上。如此可以通过将连接件插入所述第二通孔中，并使限位体与卡部配合形成限位结构，将所述连接件固设于耦合腔体上。

在其中一个实施例中，所述馈电片包括第一段体及第二段体，所述第一段体的一端与所述内导体导通，所述第一段体的另一端与所述第二段体的一端固定，所述第二段体通过所述连接件设置于所述第二通孔中；其中，一个馈电片的第一段体设有避让另一馈电片的第一段体的避让部，使得两个馈电片之间正交时不会互相干涉。如此可以利用第二段体与耦合腔体的第二通孔形成半耦合馈电结构，相对于现有的全耦合馈电的低频辐射单元结构简单，尺寸小，加工方便；而相对于现有的直接焊接馈电的低频辐射单元，其耦合结构能增加电路的感性电抗。在实际制造过程中，可以通过调节耦合馈电柱的第二通孔的大小以及第二段体的宽度和长度来调节其电抗特性，使其趋于零值，如此设计出来的低频辐射单元的阻抗收敛性，扩展了带宽，具有较好的驻波。

在其中一个实施例中，所述连接件设有与所述第一段体夹固配合的夹持部、与所述第二段体套接配合的连接孔、以及与所述第二段体的自由端相抵压的承压体，所述夹持部设置于所述连接件的一端上，所述承压体靠近所述卡部设置，所述连接孔设置于所述夹持部与所述承压体之间。如此可以将第二段体插入连接孔中、并与承压体相抵，同时利用夹持部将第一段体夹固，当连接件插入第二通孔中时，该第二段体能准确地与第二通孔形成耦合，同时第一段体悬空设置于第一通孔的上方，便于与线缆的内导体焊接固定。

在其中一个实施例中，所述夹持部包括间隔设置于所述连接件的一端上的第一夹体及第二夹体，所述第一夹体设有向所述第二夹体凸出的第一凸起，所述第二夹体设有向所述第一夹体方向凸出的第二凸起，所述第一凸起与所述第二凸起相配合形成抵持部。如此可以通过抵持部抵压第一段体，同时将抵压力传递给第二段体，使得第二段体可靠地固定在承压体上。

在其中一个实施例中，所述承压体上还设有与所述第二段体的另一端套接配合的安装孔。第二段体的另一端与安装孔配合，使得第二段体受到震动不会发生偏移，提高安装的牢靠性。

在其中一个实施例中，所述卡部包括至少两个间隔设置于所述连接件的端部的卡钩，所述卡钩弹性设置。如此可以保证连接件受力均匀，安装可靠。

在其中一个实施例中，两个所述第一巴伦的另一端及两个所述第二巴伦的另一端通过底座连接成一整体。如此使得巴伦组件的结构紧凑，尺寸小，能减小对其周边智能辐射单元的影响；同时可以进行模块化组装，先将低频辐射单元的其他零件集成到底座上，然后通过底座可以直接安设在反射板上。

另一方面，本申请还提供了一种多系统共体天线，包括反射板和安装在反射板上的智能天线系统、低频基站系统及高频基站系统，所述智能天线系统靠近所述反射板的一端设置，所述高频基站系统靠近所述反射板的另一端设置；低频基站系统包括第一低频辐射单元及上述低频辐射单元，所述低频辐射单元嵌套在所述智能天线系统中，所述第一低频辐射单元嵌套在高频基站系统中；其中，所述第一低频辐射单元的辐射结构为矩形、十字形或多边形状中的一种。

该多系统共体天线采用了上述低频辐射单元，具有体积小、各系统之间相互耦合小的特点，且具有更好的辐射和电路性能；同时能辐射高频基站系统信号和低频基站系统信号，还能很好的辐射智能天线系统信号，满足用户需求。

附图说明

图1为一实施例中的低频辐射单元的结构示意图；

图2为图1所示的低频辐射单元的结构爆炸示意图；

图3为图1所示的低频辐射单元的俯视示意图；

图4为图2所示的馈电组件的结构示意图；

图5为一实施例中的多系统共体天线的示意图；

图6为直接焊接馈电的低频辐射单元的驻波仿真结果图；

图7为图1所示的低频辐射单元的驻波仿真结果图。

附图标记说明：

100、偶极子，110、第一辐射臂，112、第一通孔，120、第二辐射臂，122、耦合腔体，102、第二通孔，200、巴伦组件，210、第一巴伦，220、第二巴伦，230、底座，300、馈电组件，310、馈电片，312、第一段体，301、避让部，302、凹部，303、焊接孔，314、第二段体，320、连接件，321、限位体，322、卡部，304、卡钩，323、夹持部，305、第一夹体，306、第二夹体，307、第一凸起，308、第二凸起，324、连接孔，325、承压体，309、安装孔，400、线缆，410、外导体，420、内导体，10、反射板、20、智能天线系统，30、低频基站系统，32、第一低频辐射单元，34、低频辐射单元，40、高频基站系统。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中涉及的“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1及图2所示，本实施例中，该半耦合馈电的低频辐射单元包括：一对极化正交的偶极子100，每个偶极子100均包括第一辐射臂110和第二辐射臂120，第一辐射臂110的固定端设有第一通孔112，第二辐射臂120的固定端设有耦合腔体122；巴伦组件200，巴伦组件200包括与第一辐射臂110一一对应的两个第一巴伦210、以及与第二辐射臂120一一对应的两个第二巴伦220，第一巴伦210的一端与第一辐射臂110的固定端固定连接，第一巴伦210的另一端能够固设于反射板10上，第二巴伦220的一端与第二辐射臂120的固定端固定连接，第二巴伦220的另一端能够固设于反射板10上；与偶极子100一一对应的两个馈电组件300，馈电组件300包括馈电片310及连接件320，馈电片310的一端固设于连接件320上、并通过连接件320设置于耦合腔体122内，且馈电片310的另一端悬空设置于第一通孔112上方；及线缆400，线缆400包括相互绝缘的外导体410及内导体420，外导体410与第一巴伦210导通，内导体420穿过第一通孔112后、并与馈电片310的另一端导通。

上述半耦合馈电的低频辐射单元，通过巴伦组件200将一对极化正交的偶极子100固设于反射板10上，并分别在偶极子100上设置馈电片310；该馈电片310的一端通过连接件320设置于耦合腔体122内，该馈电片310的另一端悬空设置于第一辐射臂110上，并与线缆400的内导体420导通，线缆400的外导体410与第一巴伦210导通，如此形成半耦合馈电结构；使得本低频辐射单元，相对于现有的全耦合馈电的低频辐射单元结构简单，加工方便；如图6及图7所示，相对于现有的直接焊接馈电的低频辐射单元频段带宽更宽，驻波更好。将上述低频辐射单元应用于多系统共体天线后，能够使得各系统之间相互耦合小，具有更好的辐射和电路性能。

具体地，如图3所示，所述低频辐射单元呈“十”字形结构。

该线缆400可为通信线缆，具体地，为馈电线缆。

在上述实施例的基础上，连接件320与耦合腔体122卡扣连接固定。进而利用卡扣固定原理，实现连接件320与耦合腔体122的快速安装及拆卸。

如图1至图4所示，具体到本实施例中，耦合腔体122设有贯穿其两端的第二通孔102，连接件320的一端设有限位体321，连接件320的另一端能够插入第二通孔102内，且连接件320的另一端设有弹性设置的卡部322；当连接件320插入第二通孔102的预设位置时，限位体321与耦合腔体122的一端限位配合，且卡部322与耦合腔体122的另一端限位配合，将连接件320固设于耦合腔体122上。如此可以通过将连接件320插入第二通孔102中，并使限位体321与卡部322配合形成限位结构，将连接件320固设于耦合腔体122上。

实际安装过程中，将连接件320的卡部322插入第二通孔102内，当卡部322到达预设位置与耦合腔体122的另一端卡扣配合时，此时限位体321也与耦合腔体122的一端相抵，完成连接件320的安装。当需要拆卸连接件320时，只需使卡部322脱离卡扣配合状态，即可将连接件320从第二通孔102中取出，使得连接件320的安装拆卸更加便捷，大大提高了安装效率。

如图4所示，更进一步地，卡部322包括至少两个间隔设置于连接件320的端部的卡钩304，卡钩304弹性设置。如此在连接件320伸入第二通孔102时，可以压缩卡钩304使得卡部322缩小，便于进入第二通孔102内；到达预设位置时，该卡钩304弹性复位、并卡设于耦合腔体122上，安装便捷。同时通过设置至少两个卡钩304可以保证连接件320受力均匀，安装可靠。具体地，该卡钩304设有导入部，呈锥状，便于导入第二通孔102内，同时到达预设位置后，能够与耦合腔体122的端面卡合。

当然了，连接件320与耦合腔体122的固定方式还可以采用螺栓连接、铆接等方式进行固定。

如图4所示，在上述实施例的基础上，馈电片310包括第一段体312及第二段体314，第一段体312的一端与内导体420导通，第一段体312的另一端与第二段体314的一端固定，第二段体314通过连接件320设置于第二通孔102中。如此可以利用第二段体314与耦合腔体122的第二通孔102形成半耦合馈电结构，相对于现有的全耦合馈电的低频辐射单元结构简单，尺寸小，加工方便；而相对于现有的直接焊接馈电的低频辐射单元，其耦合结构能增加电路的感性电抗。在实际制造过程中，可以通过调节耦合馈电柱的第二通孔102的大小以及第二段体314的宽度和长度来调节其电抗特性，使其趋于零值，如此设计出来的低频辐射单元的阻抗收敛性，扩展了带宽，具有较好的驻波。

具体地，该第二通孔102为圆柱形孔，该第二段体314呈板状。馈电片310完成安装后，第一段体312整体呈水平状设置，第二段体314整体呈垂直状设置。

如图4所示，进一步地，连接件320设有与第一段体312夹固配合的夹持部323、与第二段体314套接配合的连接孔324、以及与第二段体314的自由端相抵压的承压体325，夹持部323设置于连接件320的一端面端上，承压体325靠近卡部322设置，连接孔324设置于夹持部323与承压体325之间。如此可以将第二段体314插入连接孔324中、并与承压体325相抵，同时利用夹持部323将第一段体312夹固，当连接件320插入第二通孔102中时，该第二段体314能准确地与第二通孔102形成耦合，同时第一段体312悬空设置于第一通孔112的上方，便于与线缆400的内导体420焊接固定。该第一段体312的自由端还设有焊接孔303，便于内导体420插入焊接孔303中、再通过焊接操作将内导体420与第一段体312导通、并固定。

如图4所示，更进一步地，夹持部323包括间隔设置于连接件320的一端上的第一夹体305及第二夹体306，第一夹体305设有向第二夹体306凸出的第一凸起307，第二夹体306设有向第一夹体305方向凸出的第二凸起308，第一凸起307与第二凸起308相配合形成抵持部。如此可以通过抵持部抵压第一段体312，同时将抵压力传递给第二段体314，使得第二段体314可靠地固定在承压体325上。进一步地，该第一段体312设有与抵持部相配合的凹部302。通过设置凹部302，使得第一段体312的固定更加牢靠，避免发生偏移，影响低频辐射单元的性能。

此外，承压体325上还设有与第二段体314的另一端套接配合的安装孔309。第二段体314的另一端与安装孔309配合，使得第二段体314受到震动也不会发生偏移，提高安装的牢靠性。

如图4所示，一个馈电片310的第一段体312设有避让另一馈电片310的第一段体312的避让部301，如此使得两个馈电片310之间正交时不会互相干涉。

如图1所示，在上述任一实施例的基础上，两个第一巴伦210的另一端及两个第二巴伦220的另一端通过底座230连接成一整体。如此使得巴伦组件200的结构紧凑，尺寸小，能减小对其周边智能辐射单元的影响；同时可以进行模块化组装，先将低频辐射单元的其他零件集成到底座230上，然后通过底座230可以直接安设在反射板10上。

如图5所示，在另一实施例中，该多系统共体天线，包括反射板10和安装在反射板10上的智能天线系统20、低频基站系统30及高频基站系统40，智能天线系统20靠近反射板10的一端设置，高频基站系统40靠近反射板10的另一端设置；低频基站系统30包括第一低频辐射单元32及上述低频辐射单元34，低频辐射单元34嵌套在智能天线系统20中，第一低频辐射单元32嵌套在高频基站系统40中；其中，第一低频辐射单元32的辐射结构为矩形、十字形或多边形状中的一种。

该多系统共体天线采用了上述低频辐射单元34，具有体积小、各系统之间相互耦合小的特点，且具有更好的辐射和电路性能；同时能辐射高频基站系统40信号和低频基站系统30信号，还能很好的辐射智能天线系统20信号，满足用户需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种半耦合馈电的低频辐射单元，其特征在于，所述低频辐射单元呈“十”字形结构，包括：

一对极化正交的偶极子，每个所述偶极子均包括第一辐射臂和第二辐射臂，所述第一辐射臂的固定端设有第一通孔，所述第二辐射臂的固定端设有耦合腔体；

巴伦组件，所述巴伦组件包括与所述第一辐射臂一一对应的第一巴伦、以及与所述第二辐射臂一一对应的第二巴伦，所述第一巴伦与所述第一辐射臂的固定端固定连接，所述第二巴伦与所述第二辐射臂的固定端固定连接；

与所述偶极子一一对应的馈电组件，所述馈电组件包括馈电片及连接件，所述馈电片的一端固设于所述连接件上、并通过所述连接件设置于所述耦合腔体内，且所述馈电片的另一端悬空设置于所述第一通孔上方；及

线缆，所述线缆包括相互绝缘的外导体及内导体，所述外导体与所述第一巴伦导通，所述内导体穿过所述第一通孔后、并与所述馈电片的另一端导通。

2.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征在于，所述连接件与所述耦合腔体卡扣连接固定。

3.根据权利要求2所述的低频辐射单元，其特征在于，所述耦合腔体设有贯穿其两端的第二通孔，所述连接件的一端设有限位体，所述连接件的另一端能够插入所述第二通孔内，且所述连接件的另一端设有卡部；当所述连接件插入所述第二通孔的预设位置时，所述限位体与所述耦合腔体的一端限位配合，且所述卡部与所述耦合腔体的另一端限位配合，将所述连接件固设于耦合腔体上。

4.根据权利要求3所述的低频辐射单元，其特征在于，所述馈电片包括第一段体及第二段体，所述第一段体的一端与所述内导体导通，所述第一段体的另一端与所述第二段体的一端固定，所述第二段体通过所述连接件设置于所述第二通孔中；其中，一个馈电片的第一段体设有避让另一馈电片的第一段体的避让部，使得两个馈电片之间正交时不会互相干涉。

5.根据权利要求4所述的低频辐射单元，其特征在于，所述连接件设有与所述第一段体夹固配合的夹持部、与所述第二段体套接配合的连接孔、以及与所述第二段体的自由端相抵压的承压体，所述夹持部设置于所述连接件的一端上，所述承压体靠近所述卡部设置，所述连接孔设置于所述夹持部与所述承压体之间。

6.根据权利要求5所述的低频辐射单元，其特征在于，所述夹持部包括间隔设置于所述连接件的一端上的第一夹体及第二夹体，所述第一夹体设有向所述第二夹体凸出的第一凸起，所述第二夹体设有向所述第一夹体方向凸出的第二凸起，所述第一凸起与所述第二凸起相配合形成抵持部。

7.根据权利要求5所述的低频辐射单元，其特征在于，所述承压体上还设有与所述第二段体的另一端套接配合的安装孔。

8.根据权利要求3所述的低频辐射单元，其特征在于，所述卡部包括至少两个间隔设置于所述连接件的端部的卡钩，所述卡钩弹性设置。

9.根据权利要求1至8任一项所述的低频辐射单元，其特征在于，两个所述第一巴伦的另一端及两个所述第二巴伦的另一端通过底座连接成一整体。

10.一种多系统共体天线，其特征在于，包括反射板和安装在反射板上的智能天线系统、低频基站系统及高频基站系统，所述智能天线系统靠近所述反射板的一端设置，所述高频基站系统靠近所述反射板的另一端设置；低频基站系统包括第一低频辐射单元及如权利要求1至9任一项所述低频辐射单元，所述低频辐射单元嵌套在所述智能天线系统中，所述第一低频辐射单元嵌套在高频基站系统中；其中，所述第一低频辐射单元的辐射结构为矩形、十字形或多边形状中的一种。

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