CN111600116A - 基站天线振子及天线 - Google Patents
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Abstract
一种基站天线振子及天线，所述馈电巴伦一端穿过所述辐射基板并连接于所述辐射体，所述辐射体设有第一镂空槽和第二镂空槽，所述第一镂空槽沿所述辐射体对角线对称设置，所述第二镂空槽包括相互垂直且连通的延伸部，以及垂直并连通于所述延伸部端部的平行部，所述平行部平行于所述辐射体侧边，以所述延伸部与所述第一镂空槽之间的部分作为第一辐射体，所述延伸部与所述第一镂空槽之间的距离为第一辐射体宽度，以所述平行部与所述辐射体侧边之间的部分作为第二辐射体，所述平行部与所述辐射体侧边之间的距离为第二辐射体宽度，所述第一辐射体宽度大于所述第二辐射体宽度。上述基站天线振子及天线性能优异且体积小。
Description
技术领域
本申请涉及天线及通讯技术领域，尤其涉及一种基站天线振子及天线。
背景技术
随着5G移动通信的大规模应用，通信铁塔上的空间越来越有限，对基站天线的尺寸和重量提出了越来越高的要求。为了有效减少基站天线的尺寸和重量，低剖面形式的天线振子设计和应用就显得尤为重要了。目前应用于5G基站天线的振子方案主要有偶极子天线和贴片天线两种主要形式。对于偶极子天线，其各方面性能均比较优良。然而，偶极子天线的高度一般为四分之一波长左右，不能满足5G基站天线十分之一波长左右的高度要求。对于贴片形式天线，其具有高度较低的优点。然而，贴片天线的带宽一般较窄且增益较低，不能满足基站天线的增益要求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种性能优良的基站天线振子及天线。
本申请一实施方式中提供一种基站天线振子，包括相互连接的辐射组件、馈电巴伦、底板及导体板，所述辐射组件包括辐射基板及设置于所述辐射基板上的辐射体，所述馈电巴伦一端穿过所述辐射基板并连接于所述辐射体，所述辐射体设有第一镂空槽和第二镂空槽，所述第一镂空槽沿所述辐射体对角线对称设置，所述第二镂空槽包括相互垂直且连通的延伸部，以及垂直并连通于所述延伸部端部的平行部，所述平行部平行于所述辐射体侧边，以所述延伸部与所述第一镂空槽之间的部分作为第一辐射体，所述延伸部与所述第一镂空槽之间的距离为第一辐射体宽度，以所述平行部与所述辐射体侧边之间的部分作为第二辐射体，所述平行部与所述辐射体侧边之间的距离为第二辐射体宽度，所述第一辐射体宽度大于所述第二辐射体宽度。
在本申请的一些实施例中，以所述辐射体对角线连线的交点作为中心点，所述中心点及所述第一镂空槽之间还设有馈电连接槽，所述馈电巴伦端部装在所述馈电连接槽中。
在本申请的一些实施例中，所述馈电巴伦包括支撑件，所述支撑件两端分别连接于所述辐射组件与所述底板之间。
在本申请的一些实施例中，所述支撑件包括相互十字交叉的电路基板，并沿着所述辐射体对角线设置，所述电路基板靠近所述辐射组件的一侧凸设有连接部，所述连接部卡持于所述馈电连接槽中。
在本申请的一些实施例中，所述馈电巴伦还包括支撑件巴伦馈电线路及导体片，所述巴伦馈电线路及导体片分别贴附于所述电路基板两侧，所述巴伦馈电线路一端连接于所述底板，另一端大致呈方波状延伸。
在本申请的一些实施例中，所述巴伦馈电线路包括多个不同宽度的馈电金属带，所述馈电金属带相互连接，通过调整所述馈电金属带的宽度实现对所述基站天线振子的馈电和对所述基站天线振子阻抗匹配。
在本申请的一些实施例中，所述导体片贴附于所述电路基板背离所述巴伦馈电线路的一侧，相邻所述导体片交汇处设有缝隙。
在本申请的一些实施例中，所述导体片一端卡持于所述馈电连接槽并连接于所述辐射体，另一端插入所述底板内并连接于所述导体板。
在本申请的一些实施例中，所述底板及所述导体板上设有贯通的安装槽，所述安装槽沿着所述导体片插入所述底板的方向设置，其中一对相邻的所述安装槽相互连通。
本申请一实施方式中还提供一种天线，包括多个依次排列的上述基站天线振子。
上述基站天线振子及天线中，所述第一辐射体宽度大于所述第二辐射体宽度，以提高所述辐射组件带宽并优化交叉极化比，进而提高所述基站天线振子及天线的性能。通过在所述辐射体上设置第一镂空槽及第二镂空槽，相较于同等面积的辐射体，所述辐射体的辐射边长得到延伸，工作频率更低，进而在同样的工作频率下所述辐射体的面积更小，进而降低所述基站天线振子及天线的高度及体积。
附图说明
图1为本申请一实施例中的基站天线振子的结构示意图。
图2为本申请一实施例中的基站天线振子的结构分解示意图。
图3为本申请一实施例中的辐射体的结构示意图。
图4为本申请一实施例中的馈电巴伦的结构示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请实施例，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请实施例公开范围。
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申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请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，不是旨在于限制本申请实施例。
本申请的实施例提供一种基站天线振子，包括相互连接的辐射组件、馈电巴伦、底板及导体板，所述辐射组件包括辐射基板及设置于所述辐射基板上的辐射体，所述馈电巴伦一端穿过所述辐射基板并连接于所述辐射体，所述辐射体设有第一镂空槽和第二镂空槽，所述第一镂空槽沿所述辐射体对角线对称设置，所述第二镂空槽包括相互垂直且连通的延伸部，以及垂直并连通于所述延伸部端部的平行部，所述平行部平行于所述辐射体侧边，以所述延伸部与所述第一镂空槽之间的部分作为第一辐射体，所述延伸部与所述第一镂空槽之间的距离为第一辐射体宽度，以所述平行部与所述辐射体侧边之间的部分作为第二辐射体，所述平行部与所述辐射体侧边之间的距离为第二辐射体宽度，所述第一辐射体宽度大于所述第二辐射体宽度。
本申请的实施例还提供一种天线，包括多个依次排列的上述基站天线振子。
上述基站天线振子及天线中，所述第一辐射体宽度大于所述第二辐射体宽度，以提高所述辐射组件带宽并优化交叉极化比，进而提高所述基站天线振子及天线的性能。通过在所述辐射体上设置第一镂空槽及第二镂空槽，相较于同等面积的辐射体，所述辐射体的辐射边长得到延伸，工作频率更低，进而在同样的工作频率下所述辐射体的面积更小，进而降低所述基站天线振子及天线的高度及体积。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。
请一并参阅图1及图2，一种基站天线振子100包括辐射组件10、馈电巴伦20、底板30及导体板40。所述辐射组件10与所述底板30相对设置，所述导体板40贴附于所述底板30背离所述辐射组件10的一面。所述馈电巴伦20两端分别抵接于所述辐射组件10与所述底板30，以支撑所述辐射组件10及所述底板30的位置。所述馈电巴伦20还电连接于所述辐射组件10及所述导体板40，以将所述辐射组件10支撑于所述底板30上，并将电磁波传导到辐射组件10对外辐射。上述基站天线振子100及具有带宽宽、增益高和高度低的优点。
所述辐射组件10包括辐射基板11及设置于所述辐射基板11上的辐射体12。所述辐射基板11设有安装孔(未示出)，所述馈电巴伦20一端穿过所述安装孔并连接于所述辐射体12。在一实施方式中，所述辐射基板11呈方形；所述辐射基板11由PCB板材或者塑料材料制成，或者其他介电常数稳定及介电损耗正切角低的材料制成。
所述辐射体12设置于所述辐射基板11背离所述馈电巴伦20的一面。在一实施方式中，所述辐射体12所在平面平行于所述辐射基板11所在平面并通过焊接固定。可以理解的是，所述辐射体12与所述辐射基板11之间可以通过增加连接件调节高度。在其他实施方式中，所述辐射体12中心位置固定于所述辐射基板11上，四周向外延伸倾斜设置于所述辐射基板11上。
请一并参阅图3，在一实施方式中，所述辐射体12呈方形。所述辐射体12包括沿所述辐射体12对角线对称设置的馈电连接槽122，以及所述第一镂空槽123。具体的，以所述辐射体12对角线连线的交点作为中心点121，所述中心点121沿对角线方向外依次设有的馈电连接槽122及第一镂空槽123。所述馈电连接槽122卡持于所述馈电巴伦20端部，所述馈电连接槽122形状及尺寸与所述馈电巴伦20端部形状及尺寸匹配。在一实施方式中，所述馈电连接槽122呈矩形。所述第一镂空槽123与所述馈电连接槽122相互靠近的一端互相平行，所述第一镂空槽123远离所述中心点121的一端沿对应的所述辐射体12对角线方向连通于所述辐射体12内角。在一实施方式中，所述馈电连接槽122及所述第一镂空槽123的数量分别为4个。
所述辐射体12还包括相交于所述中心点121的第二镂空槽124。所述第二镂空槽124包括延伸部1241及平行部1242，所述延伸部1241相互垂直且连通，并分别垂直于所述辐射体12侧边。所述延伸部1241的两端分别连通所述平行部1242，所述平行部1242平行于所述辐射体12侧边。以所述延伸部1241与所述第一镂空槽123之间的部分作为第一辐射体125，所述延伸部1241与所述第一镂空槽123之间的距离为所述第一辐射体125的宽度。以所述平行部1242与所述辐射体12侧边之间的部分作为第二辐射体126，所述平行部1242与所述辐射体12侧边之间的距离为所述第二辐射体126的宽度。
将所述第一辐射体125与靠近且平行的所述第二辐射体126分为一组，每组中的所述第一辐射体125宽度大于所述第二辐射体126宽度，以提高所述辐射组件10带宽并优化交叉极化比。并且通过在所述辐射体12上设置第一镂空槽123及第二镂空槽124，相较于同等面积的辐射体，所述辐射体12的辐射边长得到延伸，工作频率更低，进而在同样的工作频率下所述辐射体12的面积更小，进而降低所述基站天线振子100的高度及体积。
可以理解的是，所述辐射体12也以为其他正多边形形状或圆形。相应的，所述馈电连接槽122、第一镂空槽123及第二镂空槽124的结构与所述辐射体12的形状及尺寸相适配。
请一并参阅图2及图4，所述馈电巴伦20包括支撑件21、巴伦馈电线路22及导体片23。在一实施方式中，所述支撑件21包括两块相互十字交叉的电路基板211，并沿着所述辐射体12对角线设置。所述电路基板211靠近所述辐射组件10的一侧凸设有连接部212，所述连接部212正对对应的所述馈电连接槽122并卡持于所述馈电连接槽122中，以支撑所述辐射组件10。所述电路基板211远离所述辐射组件10的一侧贴合于所述底板30表面。在其他实施方式中，所述支撑件21通过直接注塑形成上述结构。在一实施方式中，所述电路基板211由PCB板材或者塑料材料制成，或者其他介电常数稳定及介电损耗正切角低的材料制成。
所述巴伦馈电线路22及导体片23分别贴附于所述电路基板211两侧。所述巴伦馈电线路22一端连接于所述底板30，另一端大致呈方波状延伸。所述巴伦馈电线路22与辐射体12通过所述辐射基板11间隔设置，以对辐射体12耦合馈电。所述巴伦馈电线路22包括多个不同宽度的馈电金属带221，所述馈电金属带221相互连接，通过调整所述馈电金属带221的宽度实现对所述基站天线振子100的馈电和对所述基站天线振子100阻抗匹配，从而有效提高所述基站天线振子100的驻波和有效降低所述基站天线振子100的高度。
所述导体片23贴附于所述电路基板211背离所述巴伦馈电线路22的一侧，相邻所述导体片23交汇处设有缝隙，以实现对所述基站天线振子100的有效阻抗匹配和极化间隔离。所述导体片23一端连接于所述辐射体12，另一端连接于所述导体板40，以将电磁波从所述巴伦馈电线路22上传导到所述辐射体12上辐射出去。具体的，所述导体片23一端与所述连接部212重合并卡持于所述馈电连接槽122中。所述导体片23靠近所述底板30的一端凸出于所述电路基板211并插入所述底板30内，以连接于所述导体板40。
所述底板30及所述导体板40上设有贯通的安装槽31，所述安装槽31沿着所述导体片23插入所述底板30的方向设置，其中一对相邻的所述安装槽31相互连通。在一实施方式中，所述导体板40由金属材料制成。在其他事实方式中，所述导体板40可以由一侧涂覆金属导体层的PCB板材替代。
本申请还提供一种天线，所述天线包括多个依次排列的所述基站天线振子100。
上述基站天线振子100及天线中，所述第一辐射体125宽度大于所述第二辐射体126宽度，以提高所述辐射组件10带宽并优化交叉极化比。并且通过在所述辐射体12上设置第一镂空槽123及第二镂空槽124，相较于同等面积的辐射体，所述辐射体12的辐射边长得到延伸，工作频率更低，进而在同样的工作频率下所述辐射体12的面积更小，进而降低所述基站天线振子100的体积。通过调整所述馈电金属带221的宽度实现对所述基站天线振子100的馈电和对所述基站天线振子100阻抗匹配，从而有效提高所述基站天线振子100的驻波和有效降低所述基站天线振子100的高度。综合来看，上述基站天线振子100及具有带宽宽、增益高和高度低的优点，在有效降低基站天线的高度同时保障天线的增益和带宽性能，进而为基站的小型化和高性能化的实现提供有效手段。
以上实施方式仅用以说明本申请实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基站天线振子，包括相互连接的辐射组件、馈电巴伦、底板及导体板，其特征在于：所述辐射组件包括辐射基板及设置于所述辐射基板上的辐射体，所述馈电巴伦一端穿过所述辐射基板并连接于所述辐射体，所述辐射体设有第一镂空槽和第二镂空槽，所述第一镂空槽沿所述辐射体对角线对称设置，所述第二镂空槽包括相互垂直且连通的延伸部，以及垂直并连通于所述延伸部端部的平行部，所述平行部平行于所述辐射体侧边，以所述延伸部与所述第一镂空槽之间的部分作为第一辐射体，所述延伸部与所述第一镂空槽之间的距离为第一辐射体宽度，以所述平行部与所述辐射体侧边之间的部分作为第二辐射体，所述平行部与所述辐射体侧边之间的距离为第二辐射体宽度，所述第一辐射体宽度大于所述第二辐射体宽度。
2.根据权利要求1所述的基站天线振子，其特征在于：以所述辐射体对角线连线的交点作为中心点，所述中心点及所述第一镂空槽之间还设有馈电连接槽，所述馈电巴伦端部装在所述馈电连接槽中。
3.根据权利要求2所述的基站天线振子，其特征在于：所述馈电巴伦包括支撑件，所述支撑件两端分别连接于所述辐射组件与所述底板之间。
4.根据权利要求3所述的基站天线振子，其特征在于：所述支撑件包括相互十字交叉的电路基板，并沿着所述辐射体对角线设置，所述电路基板靠近所述辐射组件的一侧凸设有连接部，所述连接部卡持于所述馈电连接槽中。
5.根据权利要求4所述的基站天线振子，其特征在于：所述馈电巴伦还包括支撑件巴伦馈电线路及导体片，所述巴伦馈电线路及导体片分别贴附于所述电路基板两侧，所述巴伦馈电线路一端连接于所述底板，另一端大致呈方波状延伸。
6.根据权利要求5所述的基站天线振子，其特征在于：所述巴伦馈电线路包括多个不同宽度的馈电金属带，所述馈电金属带相互连接，通过调整所述馈电金属带的宽度实现对所述基站天线振子的馈电和对所述基站天线振子阻抗匹配。
7.根据权利要求6所述的基站天线振子，其特征在于：所述导体片贴附于所述电路基板背离所述巴伦馈电线路的一侧，相邻所述导体片交汇处设有缝隙。
8.根据权利要求7所述的基站天线振子，其特征在于：所述导体片一端卡持于所述馈电连接槽并连接于所述辐射体，另一端插入所述底板内并连接于所述导体板。
9.根据权利要求8所述的基站天线振子，其特征在于：所述底板及所述导体板上设有贯通的安装槽，所述安装槽沿着所述导体片插入所述底板的方向设置，其中一对相邻的所述安装槽相互连通。
10.一种天线，其特种在于：所述天线包括多个依次排列的如权利要求1至9中任一项所述基站天线振子。
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