CN111193099A - 双极化辐射单元及基站天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双极化辐射单元及基站天线，该双极化辐射单元包括辐射体和馈电结构，所述辐射体包括两个极化正交设置的振子主体，每个振子主体包括两个关于所述辐射体的中心对称的振子臂，所述两个振子主体的四个振子臂之间相互连接；所述馈电结构包括两个极化正交设置的馈电体，每个馈电体包括两个关于所述辐射体的中心对称的馈电片，每相邻的两个振子臂之间的连接处的外侧分别设有一个所述馈电片，每个所述馈电片都与所述辐射体呈垂直设置并都沿远离辐射体底面的方向延伸。本发明体积小、重量轻、成本低。

Description

双极化辐射单元及基站天线
【技术领域】
本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种双极化辐射单元及基站天线。
【背景技术】
基站天线作为无线通信的重要组成部分，在无线通信中扮演着重要的角色。随着5G时代的到来，运营商不仅对天线的尺寸、性能有严格要求，对成本的控制更是给天线设计带来了更多限制条件。天线数量在增加，而天线成本却在降低，为了同时满足低成本和高性能的要求，就需要有新兴的天线形式出现。同时，由于通信功能的增加，留给天线的空间是有限的，小尺寸天线变得越来越重要，有些形式的天线由于加工工艺和精度等的限制，无法做成小尺寸天线。
传统的基站天线，其辐射单元一般采用金属压铸振子，金属压铸振子一般包括辐射体以及对辐射体提供支撑和馈电的巴伦结构。由于高频情况下微带天线尺寸较小，对工艺条件要求较高，传统的金属压铸振子体积都比较大，比较重，成本也较高，无法满足基站天线的小型化、轻量化、低成本要求。
因此亟需一种体积小、重量轻、成本低的双极化辐射单元及基站天线。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种体积小、重量轻、成本低的双极化辐射单元及基站天线。
本发明的第一方面提供一种双极化辐射单元，包括辐射体和馈电结构，所述辐射体包括两个极化正交设置的振子主体，每个振子主体包括两个关于所述辐射体的中心对称的振子臂，所述两个振子主体的四个振子臂之间相互连接；所述馈电结构包括两个极化正交设置的馈电体，每个馈电体包括两个关于所述辐射体的中心对称的馈电片，每相邻的两个振子臂之间的连接处的外侧分别设有一个所述馈电片，每个所述馈电片都与所述辐射体呈垂直设置并都沿远离辐射体底面的方向延伸。
进一步地，所述辐射体底面与所述馈电片底端的最大的垂直距离大于0且小于1/4波长。
进一步地，所述辐射体底面与所述馈电片底端的最大的垂直距离为1/8波长。
进一步地，每个馈电体的两个馈电片的相位分别为0度和180度，从而每个馈电体可实现对所述辐射体进行差分馈电。
进一步地，每个振子主体的顶面设有矩形槽，两个振子主体顶面的矩形槽相互正交从而形成十字形槽。
进一步地，所述辐射体和所述馈电结构为一体成型。
进一步地，每个振子臂包括第一水平部、形成在第一水平部外侧的第二水平部以及形成在第二水平部外侧的弯折部，所述四个振子臂的第一水平部之间相互连接，每相邻的两个第一水平部之间的连接处的外侧分别设有一个所述馈电片，每相邻的两个第二水平部之间分别形成空间，每个馈电片分别位于对应的空间内。
进一步地，所述弯折部呈L状，并沿远离所述辐射体底面的方向延伸。
进一步地，所述弯折部与对应的所述第二水平部之间呈一钝角。
本发明的第二方面提供一种基站天线，包括反射板，还包括多个上述技术方案中任一项技术方案所述的双极化辐射单元，所述多个双极化辐射单元分别通过其各自的馈电结构安装于所述反射板的正面。
本发明的双极化辐射单元，简化了结构，减小了体积和重量，并降低了成本。
【附图说明】
图1为本发明一实施例提供的一种双极化辐射单元的立体示意图；
图2是图1所示双极化辐射单元的俯视示意图；
图3是图1所示双极化辐射单元的主视示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1至图3，本发明提供的一种双极化辐射单元，包括辐射体和馈电结构。馈电结构用于给辐射体提供馈电以及对辐射体提供安装支撑。
辐射体包括两个极化正交设置的振子主体10。每个振子主体10包括两个关于辐射体的中心对称的振子臂11。两个振子主体10的四个振子臂11之间相互连接。四个振子臂11呈十字形排布。四个振子臂11的这种设置方式可有效地去除双极化间的耦合。馈电结构包括两个极化正交设置的馈电体20，每个馈电体20包括两个关于辐射体的中心对称的馈电片21。每相邻的两个振子臂11之间的连接处的外侧分别设有一个所述馈电片21。每个馈电片21都与辐射体呈垂直设置并都沿远离辐射体底面的方向延伸。本发明的双极化辐射单元相对传统的金属压铸振子，直接通过由馈电片21构成的馈电结构对辐射体进行馈电和安装支撑，无需巴伦结构，简化了结构，减小了体积和重量，并降低了成本。本发明中的两个极化分别为正45度极化和负45度极化。本发明中所描述的“外侧”均指的是远离辐射体中心的那一侧。
本实施例的双极化辐射单元为一金属冲压件，辐射体和馈电结构优选为一体冲压成型，便于制造，进一步降低了成本。馈电片21的厚度与辐射体的厚度相同。
辐射体底面与馈电片21底端的最大的垂直距离H(如图3所示)大于0且小于1/4波长，优选为1/8波长，高度H远小于传统的金属压铸振子，且剖面低，便于和载体共形，容易和其他器件集成，有利于实现基站天线的小型化。
每个振子主体10的顶面设有长条状的矩形槽40，两个振子主体10顶面的矩形槽40相互正交从而形成十字形槽。十字形槽的设置，有利于多频去耦，可应用于多频天线的设计。
本实施例中，如图1和图2所示，每个振子臂11包括第一水平部111、形成在第一水平部111外侧的第二水平部112以及形成在第二水平部112外侧的弯折部113。四个振子臂11的第一水平部111之间相互连接。每相邻的两个第一水平部111之间的连接处的外侧分别设有一个所述馈电片21，每相邻的两个第二水平部112之间分别形成空间30，每个馈电片21分别位于对应的空间30内。四个第一水平部111和四个第二水平部112位于同一平面。弯折部113呈L状，并沿远离辐射体底面的方向延伸。弯折部113与对应的第二水平部112之间呈一钝角(如图3所示)。振子臂11的该种结构，有利于提高辐射单元的辐射性能。
每个馈电体20的两个馈电片21的相位分别为0度和180度，两者的相位相差180度，从而每个馈电体20可实现对辐射体进行差分馈电，无需巴伦等平衡结构即可实现平衡电流。
本发明基于上述的双极化辐射单元还提供了一种基站天线。该基站天线包括反射板以及上述的多个双极化辐射单元。多个双极化辐射单元分别通过其各自的馈电结构安装于反射板的正面。具体的，反射板的正面设有多个安装口，每个双极化辐射单元的所有馈电片21的底端分别焊接到对应的安装口中，以实现对对应的辐射体提供支撑，且每个双极化辐射单元的所有馈电片21都与设置在反射板背面的馈电网络电连接，从而通过馈电网络实现给对应的辐射体进行馈电。本发明提供的基站天线，体积小、重量轻，成本低，满足了小型化、轻量化、低成本的要求。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双极化辐射单元，包括辐射体和馈电结构，其特征在于：所述辐射体包括两个极化正交设置的振子主体，每个振子主体包括两个关于所述辐射体的中心对称的振子臂，所述两个振子主体的四个振子臂之间相互连接；所述馈电结构包括两个极化正交设置的馈电体，每个馈电体包括两个关于所述辐射体的中心对称的馈电片，每相邻的两个振子臂之间的连接处的外侧分别设有一个所述馈电片，每个所述馈电片都与所述辐射体呈垂直设置并都沿远离辐射体底面的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体底面与所述馈电片底端的最大的垂直距离大于0且小于1/4波长。
3.根据权利要求2所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体底面与所述馈电片底端的最大的垂直距离为1/8波长。
4.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征在于：每个馈电体的两个馈电片的相位分别为0度和180度，从而每个馈电体可实现对所述辐射体进行差分馈电。
5.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征在于：每个振子主体的顶面设有矩形槽，两个振子主体顶面的矩形槽相互正交从而形成十字形槽。
6.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体和所述馈电结构为一体成型。
7.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征在于：每个振子臂包括第一水平部、形成在第一水平部外侧的第二水平部以及形成在第二水平部外侧的弯折部，所述四个振子臂的第一水平部之间相互连接，每相邻的两个第一水平部之间的连接处的外侧分别设有一个所述馈电片，每相邻的两个第二水平部之间分别形成空间，每个馈电片分别位于对应的空间内。
8.根据权利要求7所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述弯折部呈L状，并沿远离所述辐射体底面的方向延伸。
9.根据权利要求7所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述弯折部与对应的所述第二水平部之间呈一钝角。
10.一种基站天线，包括反射板，其特征在于：还包括多个如权利要求1-9中任一项权利要求所述的双极化辐射单元，所述多个双极化辐射单元分别通过其各自的馈电结构安装于所述反射板的正面。
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