CN111555030A - 低频辐射单元和天线 - Google Patents

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CN111555030A CN202010420333.5A CN202010420333A CN111555030A CN 111555030 A CN111555030 A CN 111555030A CN 202010420333 A CN202010420333 A CN 202010420333A CN 111555030 A CN111555030 A CN 111555030A
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贾飞飞
郑之伦
王强
薛泉
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South China University of Technology SCUT
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South China University of Technology SCUT
Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd
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Abstract

本发明提供一种低频辐射单元和天线,其技术方案要点是低频辐射单元包括四个呈十字垂直的辐射臂，相邻两个辐射臂的端部之间连接有用于减小对高频辐射单元干扰的滤波段，滤波段包括第一U型线和用于阻抗匹配的第一过渡线，第一U型线和第一过渡线交替分布；辐射臂的一端开设开口，辐射臂于开口两侧均设有第二过渡线和第二U型线，第二过渡线用于阻抗匹配，第二过渡线和第二U型线交替分布，且辐射臂通过第二过渡线与滤波段端部的第一U型线连接。通过在滤波段和辐射臂上分别对应形成第一U型线和第二U型线，降低高低频辐射单元之间的共振，降低了低频辐射单元对高频辐射单元的干扰。

Description

低频辐射单元和天线
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种低频辐射单元和天线。
背景技术
随着无线技术发展、新通信频谱、通信制式的引入，支持更多频段、更多制式的多系统共用天线逐渐成为运营商需求的主流产品。支持超多系统、超多频段的天线技术成为基站天线行业开发者的研究热点。
当高低频混合组阵时，嵌套组阵与sidebyside组阵是现有的两组主流组阵方案。Sidebyside组阵就是将高频辐射单元分布于低频辐射单元侧方，形成多排组阵的组合方式。sidebyside组阵由于其低频辐射单元可适当做大口径，因此具备一定的指标优势。但是当低频辐射单元与高频辐射单元sidebyside组阵时，存在两个频段间的相互干扰，造成方向图交叉极化抬高、波束偏斜、波束畸形的问题。
发明内容
本发明的首要目的旨在提供一种可降低对高频辐射单元的干扰的低频辐射单元。
本发明的另一目的旨在提供一种采用上述低频辐射单元的天线。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种低频辐射单元，包括四个呈十字垂直的辐射臂，相邻两个辐射臂的端部之间连接有用于减小对高频辐射单元干扰的滤波段，所述滤波段包括呈U型弯折的第一U型线和用于阻抗匹配的第一过渡线，所述第一U型线和所述第一过渡线交替分布；所述辐射臂远离所述低频辐射单元中心的一端开设开口，且所述辐射臂开口的两侧分别与两个所述滤波段一一对应连接；所述辐射臂于所述开口两侧均设有第二过渡线和第二U型线，所述第二过渡线用于阻抗匹配，所述第二过渡线和所述第二U型线交替分布，且所述辐射臂通过第二过渡线与所述滤波段端部的第一U型线连接。
进一步设置：所述第一U型线朝所述滤波段靠近所述低频辐射单元中心一侧方向内凹。
进一步设置：所述第一U型线的U型侧边长度大于U型底边长度。
进一步设置：所述第一过渡线的宽度大于所述第一U型线的宽度。
进一步设置：所述第一过渡线的宽度为所述第一U型线的宽度的3-10倍。
进一步设置：所述第一过渡线呈镂空结构。
进一步设置：所述辐射臂和所述滤波段为PCB板上的金属带。
本发明还提供了一种天线，包括上述的低频辐射单元，还包括高频辐射单元，所述高频辐射单元分布于靠近所述低频辐射单元的辐射臂端部的位置处。
相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：
1.本发明涉及的低频辐射单元中，通过在滤波段和辐射臂上分别对应形成第一U型线和第二U型线，降低高低频辐射单元之间的共振，降低了低频辐射单元对高频辐射单元的干扰。
2.本发明涉及的天线中，通过采用上述的低频辐射单元，降低低频辐射单元和高频辐射单元之间的共振，提高了天线增益，获得较好的天线指标。
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为本发明的一种实施例中天线的立体图；
图2为本发明的一种实施例中天线的俯视图；
图3为本发明的另一种实施例中天线的俯视图。
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。
如图1和图2所示，本发明提供了一种天线，包括低频辐射单元1和高频辐射单元2，高频辐射单元2于所述低频辐射单元1的四个角端位置处各设有一个。所述低频辐射单元1包括四个相互垂直呈十字状的辐射臂11、用于支撑辐射臂11的巴伦12和用于为辐射臂11馈电的馈电结构(图中未示出)。具体地，所述高频辐射单元2设置于靠近低频辐射单元1的辐射臂11端部位置处。
相邻两个所述辐射臂11的端部之间连接有用于减小对高频辐射单元2干扰的滤波段13，所述滤波段13包括呈U型弯折的第一U型线131和用于阻抗匹配的第一过渡线132，所述第一U型线131和所述第一过渡线132交替分布。在本实施例中，所述滤波段13包括三段第一U型线131和两段第一过渡线132，两个第一U型线131分设于滤波段13的两端。
通过在两个辐射臂11之间形成滤波段13，滤波段13通过弯折形成的第一U型线131，第一U型线131相对第一过渡线132为弯曲非线性的导电线，利用弯曲的路径来增加其导电路径。U型结构的设置使高频辐射单元2和低频辐射单元1不易发生共振，减少了低频辐射单元1对高频辐射单元2的干扰，降低了低频辐射单元1对高频辐射方向图的影响。
在本实施例中，所述辐射臂11远离所述低频辐射单元1中心的一端开设开口111，且所述辐射臂11开口111的两侧分别与两个所述滤波段13一一对应连接。通过在辐射臂11的端部开设开口111，提高了天线的增益。
进一步地，所述辐射臂11于所述开口111两侧均设有第二过渡线112和第二U型线113，所述第二过渡线112用于阻抗匹配，所述第二过渡线112和所述第二U型线113交替分布，且所述辐射臂11通过第二过渡线112与所述滤波段13端部的第一U型线131连接。在本实施例中，所述辐射臂11于所述开口111的两侧各设置有两个第二U型线113和第二过渡线112，其中第二U型线113朝靠近所述开口111一侧内凹。
通过在辐射臂11上设置第二过渡线112和第二U型线113，与滤波段13上的第一过渡线132和第一U型线131相同的原理，第二U型线113改变了表面电流分布，改变谐振频率，降低与高频辐射单元2的共振，减小对高频辐射方向图的影响，还可以缩小低频辐射单元1的尺寸，更有利于天线的小型化。
在本实施例中，所述第一U型线131朝所述滤波段13靠近所述低频辐射单元1中心一侧方向内凹。一方面，第一U型线131往低频辐射单元1内部弯曲可减小低频辐射单元1的尺寸，另一方面，第一U型线131往内凹可以减少与相邻低频辐射单元1之间的相互干扰。
在本实施例中，所述第一U型线131的U型侧边长度大于U型底边长度，其中，U型底边平行于滤波段13的长度方向平行，U型侧边垂直于滤波段13的长度方向，两个U型侧边的长度相同。
优选地，所述滤波段13上靠近两端的两个第一U型线131的U型侧边长度一致，位于滤波段13中间的第一U型线131的U型侧边长度大于另外两个第一U型线131的U型侧边。
在本实施例中，所述第一过渡线132的宽度大于所述第一U型线131的宽度。优选地，所述第一过渡线132的宽度为所述第一U型线131的宽度的3-10倍。其中第一过渡线132的宽度为垂直于滤波段13延伸方向的尺寸大小，所述第一U型线131的宽度为垂直于第一U型线131的延伸方向的尺寸大小，具体地，所述第一U型线131的U型侧边和U型底边的宽度一致。
同样地，所述第二U型线113的U型侧边的长度大于U型底边的长度，且所述第二过渡线112的宽度与所述第二U型线113的宽度。
在本实施例中，所述辐射臂11和所述滤波段13为PCB上的金属带。采用印刷电路形式制作，降低了低频辐射单元1的加工难度，降低生产成本。
进一步地，所述第一过渡线132呈镂空或不镂空结构，同样地，所述第二过渡段呈镂空或不镂空结构。结合图3所示，所述第一过渡线132和所述第二过渡段呈镂空结构，镂空结构可进一步减少对高频辐射单元2的空间遮挡，改善高频辐射方向图，进一步提高天线性能指标。
进一步地，所述巴伦12可为PCB形式或为压铸成型形式。
综上所述，本发明的技术方案具有以下优点：
1.本发明涉及的低频辐射单元1中，通过在两个辐射臂11之间形成滤波段13，滤波段13通过弯折形成的第一U型线131，第一U型线131相对第一过渡线132为弯曲非线性的导电线，利用弯曲的路径来增加其导电路径，U型结构的设置使高频辐射单元2和低频辐射单元1不易发生共振，减少了低频辐射单元1对高频辐射单元2的干扰，降低了低频辐射单元1对高频辐射方向图的影响。
2.本发明涉及的低频辐射单元1中，辐射臂11采用第二U型线113和第二过渡线112交替连接的形式，进一步减少对高频辐射单元2的干扰，进一步提高天线的性能指标。
3.本发明涉及的低频辐射单元1中，第一过渡线132和第二过渡线112可采用镂空形式，减少对高频辐射单元2的空间遮挡，进一步提高天线性能指标。
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 (8)

1.一种低频辐射单元，其特征是：包括四个呈十字垂直的辐射臂，相邻两个辐射臂的端部之间连接有用于减小对高频辐射单元干扰的滤波段，所述滤波段包括呈U型弯折的第一U型线和用于阻抗匹配的第一过渡线，所述第一U型线和所述第一过渡线交替分布；所述辐射臂远离所述低频辐射单元中心的一端开设开口，且所述辐射臂开口的两侧分别与两个所述滤波段一一对应连接；所述辐射臂于所述开口两侧均设有第二过渡线和第二U型线，所述第二过渡线用于阻抗匹配，所述第二过渡线和所述第二U型线交替分布，且所述辐射臂通过第二过渡线与所述滤波段端部的第一U型线连接。
2.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征是：所述第一U型线朝所述滤波段靠近所述低频辐射单元中心一侧方向内凹。
3.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征是：所述第一U型线的U型侧边长度大于U型底边长度。
4.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征是：所述第一过渡线的宽度大于所述第一U型线的宽度。
5.根据权利要求4所述的低频辐射单元，其特征是：所述第一过渡线的宽度为所述第一U型线的宽度的3-10倍。
6.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征是：所述第一过渡线呈镂空结构。
7.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征是：所述辐射臂和所述滤波段为PCB板上的金属带。
8.一种天线，其特征是：包括如权利要求1至7任意一项所述的低频辐射单元，还包括高频辐射单元，所述高频辐射单元分布于靠近所述低频辐射单元的辐射臂端部的位置处。
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