CN111430905A - 一种天线单元及基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种天线单元及基站，其中，天线单元包括辐射组件、与辐射组件连接的第一馈电组件及第二馈电组件；辐射组件包括辐射基板以及设置于辐射基板的辐射体，其中，辐射体第一辐射贴片和第二辐射贴片，且第一辐射贴片和第二辐射贴片之间设置有馈电缝隙；第一馈电组件包括与辐射基板连接的第一馈电基板以及第一馈电线和第一接地片，其中，第一接地片与第一辐射贴片之间形成第一间隙，并与第一辐射贴片形成电耦合，且第一接地片开设有第一耦合缝隙；第二馈电组件包括与辐射基板连接的第二馈电基板以及第二馈电线和第二接地片，其中，第二接地片与第二辐射贴片之间形成第二间隙，并与第二辐射贴片形成电耦合，且第二接地片开设有第二耦合缝隙。
Description
【技术领域】
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种天线单元及基站。
【背景技术】
移动通信技术将会极大地改变人们现有的生活方式，推动社会不断发展。在未来一段时间内的主流通信频段有4G和5G，为了适应未来通信技术高速率、低延时、高容量等技术特点，基站单元也将更多的采用大规模阵列天线单元，从而也对于天线单元阵子提出了更高要求，小型化的天线单元阵子将会受到极大的推崇，而现有的天线单元想要实现小型化，其辐射效果就会变差、天线带宽频段窄。
因此，有必要提供一种体积小且辐射效果好的天线单元以解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种体积小且辐射效果好的天线单元及基站。
本发明提供了一种天线单元，所述天线单元包括辐射组件、与所述辐射组件连接的第一馈电组件及第二馈电组件；
辐射组件包括辐射基板以及设置于所述辐射基板的辐射体，其中，所述辐射体包括沿第一方向布设的第一辐射贴片和沿第二方向布设的第二辐射贴片，且所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片之间设置有馈电缝隙，所述第一方向和所述第二方向相互垂直；
所述第一馈电组件包括与所述辐射基板连接的第一馈电基板以及设置于所述第一馈电基板两个相对表面的第一馈电线和第一接地片，其中，所述第一接地片与所述第一辐射贴片之间形成第一间隙，并与所述第一辐射贴片形成电耦合，且所述第一接地片开设有用于与所述第一馈电线形成电耦合的第一耦合缝隙；
所述第二馈电组件包括与所述辐射基板连接的第二馈电基板以及设置于所述第二馈电基板两个相对表面的第二馈电线和第二接地片，其中，所述第二接地片与所述第二辐射贴片之间形成第二间隙，并与所述第二辐射贴片形成电耦合，且所述第二接地片开设有用于与所述第二馈电线形成电耦合的第二耦合缝隙。
优选地，所述第一耦合缝隙沿着所述第一方向延伸，第二耦合缝隙沿着所述第二方向延伸。
优选地，所述第一馈电线包括第一馈电部、与所述第一馈电部电连接的第二馈电部以及与所述第二馈电部电连接的第三馈电部，其中，所述第一馈电部用于与外部的馈电基板电连接，所述第二馈电部沿所述第一方向延伸，所述第一馈电部和所述第三馈电部分别设置于所述第二馈电部的相对两侧且相互平行。
优选地，所述第二馈电线包括第四馈电部、与所述第四馈电部电连接的第五馈电部以及与所述第五馈电部电连接的第六馈电部，其中，所述第四馈电部用于与外部的馈电基板电连接，所述第五馈电部沿所述第二方向延伸，所述第四馈电部和所述第六馈电部分别设置于所述第五馈电部的相对两侧且相互平行。
优选地，所述第一馈电基板开设有第一限位槽，所述第二馈电基板开设有与所述第一限位槽形成限位配合的第二限位槽；
当所述第一馈电基板通过所述第一限位槽与所述第二限位槽形成限位配合后，所述第一馈电基板和所述第二馈电基板相互垂直。
优选地，所述第一馈电基板的包括第一本体部以及设置于所述第一本体部相对两侧的第一固定部和第二固定部，其中，所述第一固定部用于与所述辐射基板固定连接，所述第二固定部用于与外部的馈电基板形成固定连接；
所述第一限位槽设置于所述第一本体部，且与所述第一固定部同侧设置。
优选地，所述第二馈电基板的包括第二本体部以及设置于所述第二本体部相对两侧的第三固定部和第四固定部，其中，所述第三固定部用于与所述辐射基板固定连接，所述第四固定部用于与外部的馈电基板形成固定连接；
所述第二限位槽设置于所述第二本体部，且与所述第四固定部同侧设置。
优选地，所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片的极化方式正交，且所述天线单元工作于5G频段。
本发明还提供一种基站，所述基站包括至少两个前述的天线单元。
优选地，所述基站还包括馈电基板，所述天线单元固定于所述馈电基板，并与设置于所述馈电基板的功分网络电连接。
与现有技术相比，本发明所提供的天线单元通过在第一接地片设置第一耦合缝隙，在第二接地片设置第二耦合缝隙，向天线单元馈电时，在第一馈电线及第一耦合缝隙，第二馈电线及第二耦合缝隙之间产生电磁谐振，电磁能量继续以磁耦合的方式，通过第一间隙和第二间隙耦合到第一辐射贴片和第二辐射贴片上，形成双极化电磁波的辐射。
【附图说明】
图1为本发明实施例提供的天线单元的立体结构示意图；
图2A为天线单元的辐射组件的剖面结构示意图；
图2B为辐射组件的辐射体的平面结构示意图；
图3为天线单元的第一馈电组件和第二馈电组件配合的立体结构示意图；
图4A为第一馈电组件第一视角的立体结构示意图；
图4B为第一馈电组件第二视角的立体结构示意图；
图5为第一馈电组件和辐射组件配合的结构示意图；
图6A为第二馈电组件第一视角的立体结构示意图；
图6B为第二馈电组件第二视角的立体结构示意图；
图7为第二馈电组件和辐射组件配合的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的基站的立体结构示意图；
图9为本发明实施例提供的基站的驻波比曲线图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参照图1，本发明提供一种天线单元1，该天线单元1可工作于5G频段，5G频段至少包括3400-3800MHz频段、2500-2700MH频段或4800-5000MHz频段中的至少一个频段。
天线单元1包括辐射组件2、与辐射组件2连接并为辐射组件2馈电的第一馈电组件3及第二馈电组件4。
请参阅图2A-2B，辐射组件2包括辐射基板21以及设置于辐射基板21的辐射体22。辐射基板21用于提供辐射体22的承载基体。辐射体22包括沿第一方向布设的第一辐射贴片221和沿第二方向布设的第二辐射贴片222，且第一辐射贴片221和第二辐射贴片222之间设置有馈电缝隙223，第一方向和第二方向相互垂直。
具体地，第一辐射贴片221为两片且以对称轴L2呈轴对称设置，第二辐射贴片223为两片且以对称轴L1呈轴对称设置。每个第一辐射贴片221与相邻的第二辐射贴片222之间均设置有一馈电缝隙223，以调节天线单元1的阻抗匹配。
较佳地，第一辐射贴片221和第二辐射贴片222设置于辐射基板21的靠近与第一馈电组件3及第二馈电组件4配合的表面。
较佳地，第一辐射贴片221和第二辐射贴片222的极化方式正交，
请参阅图3-7，第一馈电组件3包括与辐射基板21连接的第一馈电基板31以及设置于第一馈电基板31两个相对表面的第一馈电线32和第一接地片33，其中，第一接地片33与第一辐射贴片221之间形成第一间隙224，并与第一辐射贴片221形成电耦合，且第一接地片33开设有用于与第一馈电线32形成电耦合的第一耦合缝隙331。
较佳地，第一耦合缝隙331沿着第一方向延伸。
第二馈电组件4包括与辐射基板21连接的第二馈电基板41以及设置于第二馈电基板41两个相对表面的第二馈电线42和第二接地片43，其中，第二接地片43与第二辐射贴片222之间形成第二间隙225，并与第二辐射贴片222形成电耦合，第二接地片43开设有用于与第二馈电线42形成电耦合的第二耦合缝隙431。
较佳地，第二耦合缝隙431沿着第二方向延伸。
该馈电结构通过第一接地片33设置第一耦合缝隙331，在第二接地片43设置第二耦合缝隙431，外部的馈电基板向天线单元1馈电时，第一馈电线32连接一极化端口，第二馈电线42连接另一极化端口。
馈电时，在第一馈电线32及第一耦合缝隙331，第二馈电线42及第二耦合缝隙431之间产生电磁谐振，电磁能量继续以磁耦合的方式，通过第一间隙224和第二间隙225耦合到辐射体22的第一辐射贴片221和第二辐射贴片222上，形成双极化电磁波的辐射。
如图4A所示，具体地，第一馈电线32包括第一馈电部321、与第一馈电部321电连接的第二馈电部322以及与第二馈电部322电连接的第三馈电部323，其中，第一馈电部321用于与外部的馈电基板的一馈电端口电连接，第二馈电部322沿第一方向延伸，第一馈电部321和第三馈电部323分别设置于第二馈电部322的相对两侧且相互平行。
如图6A所示，具体地，第二馈电线42包括第四馈电部421、与第四馈电部421电连接的第五馈电部422以及与第五馈电部422电连接的第六馈电部423，其中，第四馈电部421用于与外部的馈电基板的另一馈电端口电连接，第五馈电部422沿第二方向延伸，第四馈电部421和第六馈电部423分别设置于第五馈电部422的相对两侧且相互平行。
在部分实施例中，第二馈电部322或第五馈电部422中任意一者向远离辐射组件2一侧弯折，也即弯折后所形成的弯折开口在远离辐射组件2一侧。
在部分实施例中，第一馈电基板31和第二馈电基板41相互垂直连接，具体地，第一馈电基板31开设有第一限位槽314，第二馈电基板41开设有与第一限位槽314形成限位配合的第二限位槽414；当第一馈电基板31通过第一限位槽314与第二限位槽414形成限位配合后，第一馈电基板31和第二馈电基板41相互垂直。
在部分实施例中，辐射组件2与第一馈电组件3连接方式具体为：
第一馈电基板31的包括第一本体部311以及设置于第一本体部311相对两侧的第一固定部312和第二固定部313，其中，第一固定部312用于与辐射基板21固定连接，第二固定部313用于与外部的馈电基板形成固定连接；第一限位槽314设置于第一本体部311，且与第一固定部312同侧设置。
通过在辐射基板21上设置有与第一固定部312配合的第一固定孔，利用第一固定部312和第一固定孔配合即可实现第一馈电基板31固定于辐射基板21。
在部分实施例中，辐射组件2与第二馈电组件4连接方式具体为：
第二馈电基板41的包括第二本体部411以及设置于第二本体部411相对两侧的第三固定部412和第四固定部413，其中，第三固定部412用于与辐射基板21固定连接，第四固定部413用于与外部的馈电基板形成固定连接；第二限位槽414设置于第二本体部411，且与第四固定部413同侧设置。
通过在辐射基板21上设置有与第三固定部412配合的第二固定孔，利用第三固定部412和第二固定孔配合即可实现第二馈电基板41固定于辐射基板21。
请参阅图8，本发明还提供一种基站10，该基站10包括馈电基板5以及固定于馈电基板5的天线单元1，其中，该天线单元1至少为两个。
具体地，馈电基板5包括基板51以及设置于基板51上的功分网络52，天线单元1固定于基板51并与功分网络52电连接。
较佳地，基站10的天线单元为4个，且每两个天线单元组1成一个1×2的辐射子阵。
上述基站10的性能如图9所示。
需要说明的是，以上仅为举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。
与现有技术相比，本发明所提供的天线单元通过在第一接地片设置第一耦合缝隙，在第二接地片设置第二耦合缝隙，向天线单元馈电时，在第一馈电线及第一耦合缝隙，第二馈电线及第二耦合缝隙之间产生电磁谐振，电磁能量继续以磁耦合的方式，通过第一间隙和第二间隙耦合到第一辐射贴片和第二辐射贴片上，形成双极化电磁波的辐射。
以上的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种天线单元，其特征在于，所述天线单元包括辐射组件、与所述辐射组件连接的第一馈电组件及第二馈电组件；
辐射组件包括辐射基板以及设置于所述辐射基板的辐射体，其中，所述辐射体包括沿第一方向布设的第一辐射贴片和沿第二方向布设的第二辐射贴片，且所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片之间设置有馈电缝隙，所述第一方向和所述第二方向相互垂直；
所述第一馈电组件包括与所述辐射基板连接的第一馈电基板以及设置于所述第一馈电基板两个相对表面的第一馈电线和第一接地片，其中，所述第一接地片与所述第一辐射贴片之间形成第一间隙，并与所述第一辐射贴片形成电耦合，且所述第一接地片开设有用于与所述第一馈电线形成电耦合的第一耦合缝隙；
所述第二馈电组件包括与所述辐射基板连接的第二馈电基板以及设置于所述第二馈电基板两个相对表面的第二馈电线和第二接地片，其中，所述第二接地片与所述第二辐射贴片之间形成第二间隙，并与所述第二辐射贴片形成电耦合，且所述第二接地片开设有用于与所述第二馈电线形成电耦合的第二耦合缝隙。
2.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于：所述第一耦合缝隙沿着所述第一方向延伸，第二耦合缝隙沿着所述第二方向延伸。
3.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于：所述第一馈电线包括第一馈电部、与所述第一馈电部电连接的第二馈电部以及与所述第二馈电部电连接的第三馈电部，其中，所述第一馈电部用于与外部的馈电基板电连接，所述第二馈电部沿所述第一方向延伸，所述第一馈电部和所述第三馈电部分别设置于所述第二馈电部的相对两侧且相互平行。
4.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于：所述第二馈电线包括第四馈电部、与所述第四馈电部电连接的第五馈电部以及与所述第五馈电部电连接的第六馈电部，其中，所述第四馈电部用于与外部的馈电基板电连接，所述第五馈电部沿所述第二方向延伸，所述第四馈电部和所述第六馈电部分别设置于所述第五馈电部的相对两侧且相互平行。
5.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于：所述第一馈电基板开设有第一限位槽，所述第二馈电基板开设有与所述第一限位槽形成限位配合的第二限位槽；
当所述第一馈电基板通过所述第一限位槽与所述第二限位槽形成限位配合后，所述第一馈电基板和所述第二馈电基板相互垂直。
6.如权利要求5所述的天线单元，其特征在于：所述第一馈电基板的包括第一本体部以及设置于所述第一本体部相对两侧的第一固定部和第二固定部，其中，所述第一固定部用于与所述辐射基板固定连接，所述第二固定部用于与外部的馈电基板形成固定连接；
所述第一限位槽设置于所述第一本体部，且与所述第一固定部同侧设置。
7.如权利要求5所述的天线单元，其特征在于：所述第二馈电基板的包括第二本体部以及设置于所述第二本体部相对两侧的第三固定部和第四固定部，其中，所述第三固定部用于与所述辐射基板固定连接，所述第四固定部用于与外部的馈电基板形成固定连接；
所述第二限位槽设置于所述第二本体部，且与所述第四固定部同侧设置。
8.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于：所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片的极化方式正交，且所述天线单元工作于5G频段。
9.一种基站，其特征在于：所述基站包括至少两个如权利要求1-8任一项所述的天线单元。
10.如权利要求9所述的基站，其特征在于：所述基站还包括馈电基板，所述天线单元固定于所述馈电基板，并与设置于所述馈电基板的功分网络电连接。
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