CN112397883B - 高低频组合辐射单元及天线组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高低频组合辐射单元及天线组件，该高低频组合辐射单元包括电连接的高频振子托台、高频振子、低频振子和馈线，其中：所述高频振子通过高频振子托台，设置在所述低频振子的中部凹陷处，所述低频振子包括若干个相互连接的侧壁，所述侧壁的上边缘形成第一振子部，所述侧壁的连接处设置有贯穿所述侧壁的第一凹陷部，所述第一凹陷部形成第二振子部；该天线组件包括若干个所述的高低频组合辐射单元。实施本发明，能够实现高频振子和/或低频振子的阻抗调谐，从而获得良好的驻波性能。

Description

高低频组合辐射单元及天线组件
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种高低频组合辐射单元及天线组件。
背景技术
5G时代基站天线面临的挑战之一是多频、多阵列集成，即把原先单独执行话务、数据传输功能的多个无源天线集成在一起，从而节省站址资源，为5G有源天线留出空间。上述特点不可避免地加剧了高低频阵列之间以及振子之间的相互干扰，从而对振子自身的抗干扰特性提出了更高要求。
高-低频嵌套布局，如图1所示，是一种紧凑型多频阵列组阵结构：高频辐射单元间隔地安装在低频辐射单元中心轴上方的托台以及低频直线阵相邻阵元的中间位置，通过高频阵列复用低频阵列空间的方式，在不增加基站天线物理尺寸的前提下实现高低频阵列的集成。其框架状的低频振子可视为将偶极子相同极化的辐射臂沿着对角方向移开，从而在低频振子中心部位腾出空间用来放置高频振子。然而，上述技术方案中，由于没有利用到不同极化辐射臂之间耦合产生的高次模对辐射阻抗进行调谐，共轴嵌套低频振子通常驻波较差，从而影响到振子驻波和增益、副瓣抑制等关键指标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高低频组合辐射单元及天线组件，能够实现高频振子和/或低频振子的阻抗调谐，从而获得良好的驻波性能。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开一种高低频组合辐射单元，包括电连接的高频振子托台、高频振子、低频振子和馈线，其中：
所述高频振子通过高频振子托台，设置在所述低频振子的中部凹陷处，
所述低频振子包括若干个相互连接的侧壁，所述侧壁的上边缘形成第一振子部，所述侧壁的连接处设置有贯穿所述侧壁的第一凹陷部，所述第一凹陷部形成第二振子部。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述低频振子包括四个相互连接的侧壁。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，四个所述侧壁的上边缘连接成正方形。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述侧壁的上边缘设置有第二凹陷部，所述第二凹陷部的边缘处设置有凸起。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述高频振子托台的边缘设置有连接壁，所述高频振子托台通过所述连接壁与在所述侧壁的内表面连接。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述低频振子是金属压铸且一体成型的。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述侧壁相对于竖直面倾斜。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述馈线设置在所述侧壁的外侧。
可见，本发明第一方面中，通过设置第一振子部和第二振子部，使得该高低频组合辐射单元具有两种辐射电流分布模式，从而有利于拓展工作带宽。高频振子托台可以作为耦合媒介，高频振子和/或低频振子的阻抗进行调谐，实现不同辐射模式的平稳过渡，减少阻抗突变情况的发生。并且，根据测量结果，该高低频组合辐射单元具有良好的驻波性能以及具有良好的抗干扰能力。
本发明第二方面公开了一种天线组件，包括若干个本发明第一方面公开的高低频组合辐射单元。
作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，该天线组件还包括反射板，所述高低频组合辐射单元设置在所述反射板上。
附图说明
图1是现有技术中的一种紧凑型多频阵列组阵结构示意图；
图2是本发明实施例的一种高低频组合辐射单元的整体结构示意图；
图3是图2所示的本发明实施例的高低频组合辐射单元的主视图；
图4是图2所示的本发明实施例的高低频组合辐射单元的俯视图；
图5是图2所示的本发明实施例的高低频组合辐射单元的在698MHz至960MHz频率范围内的单元驻波测量结果；
图6是图2所示的是本发明实施例的高低频组合辐射单元的在698MHz至960MHz频率范围内的单元隔离度测量结果。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
图2至图4展示的是本发明第一方面实施例公开的一种高低频组合辐射单元，该高低频组合辐射单元，包括电连接的高频振子托台200、高频振子(图中未示出)、低频振子100和馈线300，其中：
高频振子通过高频振子托台200，设置在低频振子100的中部凹陷处，
低频振子100包括若干个相互连接的侧壁120(图2至4以四个相互连接的侧壁120为例)，侧壁120的上边缘110形成第一振子部，侧壁120的连接处设置有贯穿侧壁120的第一凹陷部130，第一凹陷部130形成第二振子部。
本发明实施例中，低频振子的侧壁的上边缘形成第一振子部。若干个相互连接的侧壁的上边缘，形成封闭的可供电流流通的第一路径。第一凹陷部的边缘，形成封闭的可供电流流通的第二路径。可以理解的是，上述的第一路径和第二路径，可以分别对应于该高低频组合辐射单元的两种不同的电流辐射模式。具体而言，当电流流过第一路径时，产生第一辐射电流，第一辐射电流分布与该侧壁的上边缘的分布电流相同；当电流流过第二路径时，产生第二辐射电流，第二辐射电流分布与该第一凹陷部边缘的表面分布电流相同。设置第一振子部和第二振子部，使得该高低频组合辐射单元具有两种辐射电流分布模式，从而有利于拓展工作带宽。
本发明实施例中，低频振子呈碗状结构，高频振子设置在该低频振子的中部凹陷处，形成高频振子嵌套在低频振子中的结构。高频振子托台可以作为耦合媒介，高频振子和/或低频振子的阻抗进行调谐，实现不同辐射模式的平稳过渡，减少阻抗突变情况的发生。
本发明实施中，可选的，调整第一振子部的边缘和第二振子部的边缘，可以实现该高低频组合辐射单元具有半波辐射电流分布模式和全波辐射电流分布模式。
本发明实施例中，可选的，低频振子可以是金属压铸且一体成型的。这有利于该该高低频组合辐射单元的加工制造的便利性。
本发明实施例中，可选的，如图2所示，侧壁100相对于竖直面倾斜。其中，竖直面可以是基于纵向竖直面(纵向指图中的沿着上下的方向)。
在本发明的一些具体实施例中，如图2所示，低频振子100包括四个相互连接的侧壁120，相应地，相互连接的侧壁120的上边缘110，形成四边形。进一步的，该四个相互连接的侧壁的上边缘连接成正方形。
在本发明的一些具体实施例中，如图2至4所示，侧壁110的上边缘110设置有第二凹陷部111，第二凹陷部111的边缘处设置有凸起112。凸起的设置，有利于抑制杂波，从而使得驻波曲线更加平坦。
在本发明的一些具体实施例中，如图2、图4所示，高频振子托台200的边缘设置有连接壁210，高频振子托台200通过连接壁210与在侧壁110的内表面连接。连接壁的设置，一方面，有利于高频振子和低频振子之间辐射电流的耦合，从而改善驻波性能，另一方面，有利于将交叉极化电流转化为主极化电流，从而改善振子隔离度以及达到优化交叉极化比的效果。
图5展示的是本发明第一方面实施例的高低频组合辐射单元的在698MHz至960MHz频率范围内的单元驻波测量结果。如图5所示，该测量结果基于±45°极化的条件下获得。根据图5可知，本发明实施例的高低频组合辐射单元在该频率范围内，单元驻波可优化至1.5，而现有技术中的高-低频嵌套式的辐射单元的单元驻波仅能达到1.8左右，即该高低频组合辐射单元具有良好的驻波性能。
图6展示的是本发明第一方面实施例的高低频组合辐射单元的在698MHz至960MHz频率范围内的单元隔离度测量结果。根据图6可知，本发明实施例的高低频组合辐射单元在该频率范围内，隔离度的范围为-31.5dB至-25dB，即该高低频组合辐射单元具有良好的抗干扰能力。
本发明第二方面实施例的一种天线组件，包括若干个本发明第一方面实施例的高低频组合辐射单元。进一步的，该天线组件还包括反射板，高低频组合辐射单元设置在反射板上。
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种高低频组合辐射单元及天线组件所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述的实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明的实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种高低频组合辐射单元，其特征在于，包括电连接的高频振子托台、高频振子、低频振子和馈线，其中：
所述高频振子通过高频振子托台，设置在所述低频振子的中部凹陷处，所述低频振子包括若干个相互连接的侧壁，所述侧壁的上边缘形成第一振子部，所述侧壁的连接处设置有贯穿所述侧壁的第一凹陷部，所述第一凹陷部形成第二振子部；
若干个相互连接的侧壁的上边缘，形成封闭的可供电流流通的第一路径；当电流流过第一路径时，产生第一辐射电流，第一辐射电流分布与该侧壁的上边缘的分布电流相同；
所述高频振子托台的边缘设置有连接壁，所述高频振子托台通过所述连接壁与在所述侧壁的内表面连接。
2.根据权利要求1所述的高低频组合辐射单元，其特征在于，所述低频振子包括四个相互连接的侧壁。
3.根据权利要求2所述的高低频组合辐射单元，其特征在于，四个所述侧壁的上边缘连接成正方形。
4.根据权利要求2所述的高低频组合辐射单元，其特征在于，所述侧壁的上边缘设置有第二凹陷部，所述第二凹陷部的边缘处设置有凸起。
5.根据权利要求1至4任一项所述的高低频组合辐射单元，其特征在于，所述低频振子是金属压铸且一体成型的。
6.根据权利要求1至4任一项所述的高低频组合辐射单元，其特征在于，所述侧壁相对于竖直面倾斜。
7.根据权利要求1至4任一项所述的高低频组合辐射单元，其特征在于，所述馈线设置在所述侧壁的外侧。
8.一种天线组件，其特征在于，包括若干个如权利要求1至7任一项所述的高低频组合辐射单元。
9.根据权利要求8所述的天线组件，其特征在于，还包括反射板，所述高低频组合辐射单元设置在所述反射板上。
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