CN113708051A - 辐射单元、天线及基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种辐射单元、天线及基站，所述辐射单元，包括以极化正交设置的两对辐射臂，所述辐射臂呈环状，各辐射臂关于同一中心点呈中心对称设置于第一参考平面上，每个辐射臂在其远离所述中心点的远端处设置开路枝节，该开路枝节自该远端朝远离所述中心点的方向延伸设置；每个辐射臂中，构成该辐射臂的至少一个局部枝节和/或所述开路枝节中设有寄生片，所述寄生片位于与第一参考平面相平行的第二参考平面上，且通过连接部件和与其位置相对应的枝节电性连接。本发明的辐射单元便于与高频辐射单元共阵布置，以便于Massive MIMO天线的大规模集成，解决了天面空间不足，Massive MIMO天线性能不佳的问题。

Description

辐射单元、天线及基站

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及一种辐射单元与以所述辐射单元组阵的天线，以及配置所述天线的基站。

背景技术

在5G移动通信网络建网初期，Massive MIMO天线以单频天线为主，主要覆盖城市的热点区域。随着5G移动通信网络的建网工作的推进，对Massive MIMO天线的需求也越来越多样化。在国内5G移动通信网络建设过程中，需要多种网络制式协同发展，例如5G与4G网络；但不同的网络制式需要采用不同的天线，每个基站站址上的天线数量急剧增加，极大地增加了天线基站站址的建设和维护费用，导致了天线环境资源的浪费，且过多的天线也会影响城市面貌。随着人们对移动通信网络的需要的提高，现有的Massive MIMO天线，无法满足日益复杂的应用场景的需求。因此，业内采用将多种制式的天线集成为一体，以形成一种小型化与集成化的4G+5G多频天线来满足移动通信的应用需求，以期解决目前5G天面空间不足，挂高不够、覆盖不广以及性能不佳等问题。

但是，Massive MIMO天线单元间距较小，低频辐射单元与高频辐射单元共口径设置时，不可避免地对高频辐射单元产生遮挡，从而影响高频辐射单元的电气性能，造成方向图畸变等问题，进而影响Massive MIMO天线合成波束的性能。

发明内容

本发明的首一目的在于提供一种适于作为低频辐射单元使用的辐射单元。

本发明的次一目的在于提供一种天线。

本发明的再一目的在于提供一种基站。

适应于本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

适应本发明的首一目的而提供一种辐射单元，包括以极化正交设置的两对辐射臂，所述辐射臂呈环状，各辐射臂关于同一中心点呈中心对称设置于第一参考平面上，每个辐射臂在其远离所述中心点的远端处设置开路枝节，该开路枝节自该远端朝远离所述中心点的方向延伸设置；每个辐射臂中，构成该辐射臂的至少一个局部枝节和/或所述开路枝节中设有寄生片，所述寄生片位于与第一参考平面相平行的第二参考平面上，且通过连接部件和与其位置相对应的枝节电性连接。

进一步的，所述辐射臂呈方形环状。

进一步的，所述每个辐射臂设有两个开路枝节，该两个开路枝节位于该辐射臂的远离所述中心点的远端处，且自构成该远端的两个局部枝节向外延伸设置。

进一步的，每个辐射臂的寄生片于所述第一参考平面上的投影处于与其对应的局部枝节或开路枝节的覆盖范围内，或者，每个辐射臂的寄生片于所述第一参考平面上的投影扩展至与其对应的局部枝节或开路枝节的覆盖范围之外。

进一步的，每个辐射臂靠近所述中心点的一端设有第一耦合片，所述第一耦合片设置于所述第一参考平面；所述第二参考平面对应所述第一耦合片设有第二耦合片，所述第一耦合片与第二耦合片耦合连接。

进一步的，所述辐射单元设有同时穿设所述第一参考平面与所述第二参考平面的巴伦，以使得巴伦与所述第二耦合片电性连接。

进一步的，所述辐射单元具有围设于该四个第二耦合片外的匹配环。

进一步的，所述连接部件为螺纹连接件，或者，所述第一参考平面设置于介质板的其中一面上，所述第二参考平面设置于所述介质板的另一面上，所述连接部件为设置于介质板上的金属化过孔。

进一步的，巴伦包括设置于其介质板其中一面上设置有耦合电路和与外部电路电性电性连接巴伦电路，介质板另一面上设有与辐射臂电性连接的接地电路，所述耦合电路与巴伦电路耦合连接，且耦合电路与接地电路通过金属化过孔连接或耦合连接。

适应本发明的次一目的而提供一种天线，包括反射板与辐射阵列，所述辐射阵列包括构成低频辐射阵列的低频辐射单元列与构成高频辐射阵列的高频辐射单元列，至少存在一个低频辐射单元列布设于多个高频辐射单元列之间，所述布设于多个高频辐射单元列之间的低频辐射单元为如首一目的所述的辐射单元，在面向反射板的投影关系上，所述布设于多个高频辐射单元列之间的低频辐射单元的投影部分覆盖或完全覆盖与之相邻的所述高频辐射单元的投影。

进一步的，所述投影被覆盖的高频辐射单元，其投影的一条侧边与相对应的低频辐射单元的一条相应投影侧边相重合。

进一步的，所述低频辐射单元的开路枝节于反射板上的投影位于相邻的多个高频辐射单元于反射板上的投影之间的间隙空间内。

适应本发明的再一目的而提供一种基站，所述基站包括次一目的所述的天线。

相对于现有技术，本发明的优势如下：

首先，普通的辐射单元为获取较低的工作频段，通常将辐射单元制作的更大，以获取较低的工作频段，但是较大的辐射单元会对共阵布置的高频辐射单元产生遮挡作用，从而使得高频辐射单元激励辐射单元产生较大的高频电流，从而影响辐射单元的辐射性能。而本发明的辐射单元通过在其远离中心点的远端上设置开路枝节，通过该开路枝节可拓宽辐射单元的工作频段，使辐射单元可以在更低的工作频段工作，且开路枝节不会对高频辐射单元产生遮挡作用，从而本发明的辐射单元的开路枝节不会被高频辐射单元激励产生高频电流，进而控制辐射单元的高频电流的量。

其次，本发明的辐射单元的辐射臂的局部枝节和/或开路枝节上均可设置寄生片，当本发明辐射单元与高频辐射单元共阵设置时，本发明的辐射臂被高频辐射单元激励产生高频电流时，可通过局部枝节和/或开路枝节上所设置的寄生片抵消高频电流，减小高频电流对高频方向图的移相，以便于本发明的辐射单元与高频辐射单元共阵布置，从而便于提高Massive MIMO天线的集成度与合成波束的性能。

再次，本发明的辐射单元的辐射臂由局部枝节所围成，也即是说，辐射臂内部为中空结构，当本发明的辐射单元与高频辐射单元共阵布置时，辐射臂的中空结构的设置可减小对高频辐射单元的信号辐射的阻挡，从而便于提高Massive MIMO天线的集成度与合成波束的性能。

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为本发明一个实施例的辐射单元的第一参考平面视角的示意图。

图2为本发明一个实施例的的辐射单元的第二参考平面视角的示意图。

图3为本发明一个实施例的辐射单元的结构示意图。

图4为本发明一个实施例的辐射单元的局部枝节与相对应的寄生片之间的电流流向示意图。

图5为本发明一个实施例的辐射单元的位于第二参考平面的寄生片与第二耦合片于第一参考平面上的投影视图。

图6为本发明的另一个实施例的辐射单元的结构示意图。

图7为图6的局部放大图。

图8为本发明的典型实施例的辐射单元的巴伦的结构示意图。

图9为本发明的典型实施的辐射单元的巴伦的电流流向图。

图10为本发明的一个实施例的辐射单元的巴伦的结构示意图。

图11为本发明的另一个实施例的辐射单元的巴伦的结构示意图。

图12为本发明的又一个实施例的辐射单元的巴伦的结构示意图。

图13为本发明的再一个实施例的辐射单元的巴伦的结构示意图。

图14为本发明的还一个实施例的辐射单元的巴伦的耦合模块的结构示意图。

图15为本发明的天线的结构示意图。

图16为发明的天线的立体结构示意图。

图17为本发明的天线的低频辐射单元的第一参考平面上的电气元件于反射板上的一个状态的投影视图。

图18为本发明的天线的低频辐射单元的第一参考平面上的电气元件于反射板上的另一个状态的投影视图。

图19为本发明的天线的低频辐射单元于反射板上的投影视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的实例在附图中示出，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实例性的，仅用于解释本发明而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供一种辐射单元，该辐射单元用于扩展其工作频段与抵消其被激励而产生的高频电流，以使得该辐射单元可与高频辐射单元共阵排布设置。

在本发明的典型实施例中，结合图1-3，所述辐射单元10包括设置于第一参考平面上的极化正交的两对辐射臂11与设置第二参考平面上的寄生片12，所述寄生片12与所述辐射臂11电性连接。所述辐射单元10的各辐射臂11关于同一中心点呈中心对称设置，且各辐射臂11均呈环状。结合图1，辐射单元10的四个辐射臂11呈中心对称结构，使得每个辐射臂11均与另一极化的两个辐射臂11相邻，也即是说，所述另一极化的两个辐射臂11分别位于该辐射臂11的两侧；每个辐射臂11均与同一极化的另一辐射臂11相对设置。

所述辐射臂呈环状，环状的辐射臂由多个局部枝节111组成，该些局部枝节111依次首尾连接。

在本发明的典型实施例中，所述辐射臂呈方形环状。具体言之，所述辐射臂11由多个局部枝节111组成，该多个局部枝节111组成方形环状的辐射臂11，也即是说，辐射臂的各个局部枝节111为方环结构的辐射臂的各条边。所述多个局部枝节111等长或不等长，辐射臂11的两两局部枝节111构成锐角或直角的远端112。

在本发明的典型实施例中，辐射臂11的具有四个局部枝节111，且四个局部枝节111均等长设置，四个局部枝节111组成方形环状的辐射臂11，该方形环状的辐射臂11具有四个直角，称该四个直角为辐射臂11的四个远端112。

为便于分辨辐射臂11的四个局部枝节111，分别称该四个局部枝节111为第一局部枝节1111、第二局部枝节1112、第三局部枝节1113以及第四局部枝节1114。其中，第一局部枝节1111与第四局部枝节1114靠近辐射单元10的中心设置。

分别称辐射臂11的四个远端112为第一远端1121、第二远端1122、第三远端1123以及第四远端1124。其中，第一局部枝节1111与第四局部枝节1114组成第一远端1121，所述第一远端1121靠近所述中心点，且与同一极化的另一辐射单元10的第一远端1121相对；第一局部枝节1111与第二局部枝节1112组成第二远端1122；第二局部枝节1112与第三局部枝节1113组成第三远端1123，所述第三远端1123远离所述中心点设置，且与第一远端1121朝向相反；第三局部枝节1113与第四局部枝节1114组成第四远端1124。同一极化的两个辐射臂11的所对应的两个第三远端1123之间的连线称为辐射单元10的对角线，辐射臂11沿其所在的极化的对角线对称设置。

所述辐射臂11在所述第三远端1123处向远离所述中心点的方向延伸设置有开路枝节13，所述开路枝节13用于扩展辐射单元10的工作频段。具体言之，开路枝节13将辐射单元10的工作频段扩展至更低的工作频段。

在本发明的典型实施例中，所述开路枝节13沿所在极化的对角线向远离所述中心点的方向延伸设置。

在另一个实施例中，结合图5，辐射臂11的第三远端1123设置两个开路枝节13，该两个开路枝节13分别朝远离所述中心点的方向延伸设置。优选的，该两个开路枝节13分别沿第二局部枝节1112与第三局部枝节1113的延伸方向朝远离中心点的方向延伸。

结合图2，每个辐射臂11的局部枝节111和/或开路枝节13上设有寄生片12，寄生片12与相对应的局部枝节111或开路枝节13电性连接。所述寄生片12呈片状，具体可呈矩形状。优选的，呈矩形片状的寄生片12的至少一个角被导角或倒圆角，从而使得寄生片12呈大致矩形状结构。所述寄生片12用于抵消辐射单元10被激励而产生的高频电流，以减小高频电流对高频方向图的干扰，以便于本发明的辐射单元10可与高频辐射单元共阵共阵排列设置。

在一个实施例中，所述局部枝节111或开路枝节13上设置寄生片12可根据该枝节下方是否存在高频辐射单元而定，通过设置寄生片12抵消被高频辐射单元所激励产生的高频电流；当局部枝节111或开路枝节13下方存在高频辐射单元时，对应的局部枝节111或开路枝节13上设置寄生片12；反之，对应的局部枝节111或开路枝节13上不设置寄生片12。

设置有辐射臂11的第一参考平面与设置有寄生片12的第二参考平面相平行设置，以便于寄生片12可与相对应的局部枝节111或开路枝节13平行设置。且，寄生片12可沿相对应的局部枝节111或开路枝节13的长度方向的中轴线对称布置。进一步的，所述寄生片12可设置于相对应的局部枝节111或开路枝节13的长度方向的中央位置，从而使得寄生片12于第一参考平面上的投影与相对应的局部枝节111或开路枝节13相重合或部分重合。所述寄生片12的长度方向与该寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13的长度方向相一致，寄生片12的宽度可小于或等于或大于该寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13的宽度。优选，寄生片12的长度为所对应的局部枝节111或开路枝节13的长度的八分之一至五分之四。

每个辐射臂11的至少一个局部枝节111或开路枝节13上设置有寄生片12，以便于辐射单元10可抵消被激励产生的高频电流。局部枝节111或开路枝节13上可设置一个多个寄生片12。结合图4，当辐射臂11被激励产生高频电流时，高频电流流入与辐射臂11的局部枝节111或开路枝节13电性连接的寄生片12时，局部枝节111或开路枝节13上电流与相对应的寄生片12上的电流的方向相反，也即是说，在辐射臂11上设置寄生片12可抵消辐射臂11上的高频电流，使得辐射单元10的下方设置有高频辐射单元时，辐射单元10可通过设置寄生片12以减小对高频辐射单元的电气性能的影响。

在本发明的典型实施例中，每个辐射臂11的所有局部枝节111与所有开路枝节13上均对应设有一个寄生片12，辐射臂11上的每个寄生片12的形状大小相同。

结合图4，当寄生片12的宽度小于或等于该寄生片12所对应的局部枝节111或开路枝节13的宽度时，寄生片12于第一参考平面上的投影的落入相对应的局部枝节111或开路枝节13的覆盖范围之内。

优选的，结合图5，当寄生片12的宽度大于该寄生片12所对应的局部枝节111或开路枝节13的宽度时，且因寄生片12沿相对应的局部枝节111或开路枝节13的长度方向的中轴线对称设置，寄生片12于第一参考平面上的投影的宽度方向的中央部分落入相对应的局部枝节111或开路枝节13的覆盖范围枝节，寄生片12于第一参考平面上的投影的宽度方向的边沿部分自其宽度方向延伸出局部枝节111或开路枝节13的覆盖范围之外。当寄生片12的宽度大于相对应的局部枝节111或开路枝节13的宽度时，寄生片12可更好的抵消对应的辐射臂11上的高频电流，减小对高频方向图的影响。

在一个实施中，每个辐射臂11上设有一个开路枝节13，且开路枝节13的长度略大于所述所对应的寄生片12的长度。所述寄生片12的形状可配合相对应的局部枝节111或开路枝节13的形状而呈大致矩形状。

在另一个实施例中，每个辐射臂11上具有两个开路枝节13，且开路枝节13的长度略大于所对应的寄生片12的长度。所述寄生片12的形状为矩形片状。优选的，当开路枝节13获取较多的高频电流时，为使得寄生片12可将对应的开路枝节13上的高频电流抵消，将所述寄生片12的长度设置为所对应开路枝节13的三分之二至五分之四。局部枝节111因其长度的变化而获取不同量的高频电流，因此适应局部枝节111的长度将寄生片12的长度设置为所对应的局部枝节111的八分之一至三分之二。

在一个实施例中，结合图7，寄生片12的长度方向的一个侧边上设有寄生翻边121，该寄生翻边121沿所对应的局部枝节111或开路枝节13的厚度方向延伸，寄生翻边121用于与该寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13实现边缘耦合，以提高辐射单元10的电气性能。优选的，所述寄生翻边121朝远离相对应的局部枝节111或开路枝节13的方向延伸。

所述寄生片12与其相对应的局部枝节111或开路枝节13通过连接部件相连接，以便于寄生片12与其相对应的局部枝节111或开路枝节13电性连接。

在本发明的典型实施例中，所述连接部件为金属化过孔14，以便于所述寄生片12与其相对应的局部枝节111或开路枝节13电性连接，寄生片12与相对应的局部枝节111或开路枝节13可通过至少一个金属化过孔14电性导通。

具体言之，结合图1-4，所述金属化过孔14设置于介质板14上，所述第一参考平面设置于介质板14的第一面144上，第二参考平面设置于介质板14的第二面145上，介质板14的第一面144与第二面145相对，且朝向相反。也即是说，辐射单元10的辐射臂11与开路枝节13设置于介质板14的第一面144上，寄生片12设置于介质板14的第二面145上。

所述金属化过孔14贯穿所述介质板14，以便分别设置于介质板14两面的寄生片12和相对应的局部枝节111与开路枝节13相电性导通。优选的，每个寄生片12和该寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13之间设有一个金属化过孔14，该金属化过孔14可穿过所述寄生片12的中央位置，以便于寄生片12与对应的局部枝节111或开路枝节13之间可良好的电性导通。或者，每个寄生片12和该寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13上之间均匀设置多个金属化过孔14，以便于寄生片12和相对应的局部枝节111或开路枝节13之间的良好的电性导通。

结合图1-3，因，所述辐射臂11呈方形环状，则由四个局部枝节111所限定的辐射臂11的内部空间113为方形中空状，且因辐射臂11设置于介质板14上，介质板14对应辐射臂11的内部空间113所处位置而镂空相对应的部分，从而减少介质板14的重量；当辐射单元10下方设有高频辐射单元时，介质板14的镂空部分不会阻挡高频辐射单元对外辐射信号。

为加强介质板14的结构强度，介质板14可沿辐射臂11所在极化的所述对角线在其镂空部分设置加强梁142，也即是说，在辐射臂11的内部空间113所对应的介质板14的镂空部分设置加强梁142连接辐射臂11的第一远端1121与第三远端1123所对应的介质板14的镂空部分的两端，以提高介质板14的结构稳定性。

在另一个实施例中，所述连接部件直接物理连接寄生片12和与该寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13。

具体言之，结合图6，所述连接部件可为钣金件15，该钣金件15直接连接寄生片12和与该寄生片12所对应的局部枝节111或开路枝节13。钣金件15通过焊接或螺纹连接的方式连接寄生片12和寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13。优选的，通过设置钣金件15使得寄生片12和与该寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13一体成型。所述寄生片12的长度方向的侧边弯折形成所述寄生翻边121，所述寄生翻边121不与所述钣金件相连接。

结合图7，所述钣金件15包括两个固定臂151与连接该两个固定臂151的连接段152，其中一个固定臂151连接寄生片12的长度方向的一个侧边，另一个固定臂151连接寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13的长度方向的一个侧边。优选的，所述钣金件15呈槽钢状结构。

在进一步的实施例中，所述连接部件为螺栓，所述寄生片12上具有螺纹孔，该寄生片12所对应的局部枝节111或开路枝节13上也设有螺纹孔，从而便于螺栓螺纹连接寄生片12与对应的局部枝节111或开路枝节13。

在本发明的典型实施例中，结合图1，辐射单元10的每个辐射臂11在靠近所述中心点的一端设有第一耦合片16，也即是说，每个辐射臂11在靠近其第一远端1121位置处设有第一耦合片16，第一耦合片16朝所述中心点方向延伸，所述第一耦合片16设置于所述第一参考平面上。且，四个辐射臂11对应的四个第一耦合片16关于所述中心点呈中心对称结构。因，在本发明的典型实施例中，辐射臂11设置于介质板14的第一面144上，所以第一耦合片16也设置于介质板14的第一面144上。

结合图2，所述第二参考平面上对应所述四个第一耦合片16设有四个第二耦合片17，第一耦合片16与对应的第二耦合片17相耦合设置，第二耦合片17于介质板14的第一面144上的投影与该第二耦合片17相对应第一耦合片16相重合。所述第二耦合片17与寄生片12设置于第二参考平面上，且该四个第二耦合片17也关于所述中心点呈中心对称结构。所述介质板14上设有贯穿所述介质板14的巴伦孔143，以便于所述巴伦40穿过巴伦孔143为第二耦合片17馈电，第二耦合片17将输入的电流耦合至第一耦合片16上，第一耦合片16将耦合获取的电流输出至辐射臂11上。所述巴伦40穿过巴伦孔143，但不与第一耦合片16电性连接；巴伦40与第二耦合片17直接电性连接。通过设置第二耦合片17避免巴伦40直接向第一耦合片16馈电，第二耦合片17将巴伦40馈入的电流耦合至第一耦合片16上，以减小高频电流对辐射单元10的影响。

在本发明的典型实施例中，结合图3，所述介质板14的第一面144为介质板14的反面，所述介质板14的第二面145为介质板14的正面，巴伦40自下而上依次穿过介质板14的反面与正面，从而与第二耦合片17相电性连接，从而使得辐射臂11设置于介质板14的反面，寄生片12设置于介质板14的正面。所述巴伦40可与第二耦合片17通过焊接的方式相固定连接，且因第二耦合片17设置介质板14的正面，从而便于将巴伦40焊接于第二耦合片17上。

在另一个实施例中，所述介质板14的第一面144为介质板14的正面，所述介质板14的第二面145为介质板14的反面。

在本发明的一个实施例中，当所述连接部件为钣金件15或螺栓等直接物理连接寄生片12和与寄生片12相对应的局部枝节111或开路枝节13时，结合图6，第一耦合片16上设有第一巴伦孔161，第二耦合片17对应的第一耦合片16的第一巴伦孔161设有第二巴伦孔171，巴伦40穿过第一耦合片16的第一巴伦孔161与第二耦合片17的第二巴伦孔171，以与第二耦合片17电性连接。巴伦40穿过所述第一巴伦孔161时，不与第一耦合片16物理接触，从而使得巴伦40不与第一耦合片16电性连接。

在本发明的典型实施例中，结合图2-3，所述辐射单元10具有用于包围所述四个第二耦合片17的匹配环18，该匹配环18用于阻抗匹配。所述匹配环18可呈圆环状或六边形环状或八边形环状。所述匹配环18还可避让第一参考平面上的各电气元件而适应性的弯折。在一个实施例中，所述匹配环18可设置于四个第一耦合片16的外侧，包围该四个第一耦合片16。

在一个实施例中，所述匹配环18还可用于加强第二耦合片17与第一耦合片16的耦合作用，使得匹配环18产生耦合作用，从而成为耦合环。优选的，可设置包围四个第一耦合片16的第一耦合环，对应所述第一耦合环设置包围四个第二耦合片17的第二耦合环，第一耦合环与第二耦合环相耦合，从而加强第一耦合片16与第二耦合片17的耦合效果。

在本发明的典型实施例中，结合图3，所述辐射单元10包括两个巴伦40，每个巴伦40分别用于向一个极化的两个辐射臂11馈入电流。该两个巴伦40相互垂直设置，以分别对应辐射单元10的两个极化。其中一个巴伦40设有自其顶部421向其底部422方向延伸的长槽41，另一个巴伦40设有自其底部422向其顶部421方向延伸的长槽41，该两个巴伦40所对应的两个长槽41插接设置，以使得该两个巴伦40垂直交叉设置。

结合图8，所述巴伦40包括用于设置电路的介质板42。所述巴伦40在其介质板42的正面43设有耦合电路45与巴伦电路46。所述耦合电路45具有两个，该两个耦合电路45分别设置于靠近介质板42顶部421的馈电端423，但该耦合电路45未设置于所述馈电端423处，该两个耦合电路45对称分布于介质板42的正面43的纵长方向的中轴线的两侧。所述巴伦电路46设置于耦合电路45远离介质板42顶部421的一侧，所述巴伦电路46呈U形中，巴伦电路46沿所述介质板42的正面43的纵长方向的中轴线左右分布，巴伦电路46的两端靠近所述介质板42的底部422，巴伦电路46的其中一端为信号输入端461，该信号输入端461可与外部电路连接，以便于外部电路经所述信号输入端461相辐射单元10馈电，所述巴伦电路46可将其获取的电流耦合至耦合电路45上。

巴伦40的介质板42的反面44设有两个接地电路47，该两个接地电路47沿介质板42的反面44的纵长方向的中轴线左右分布，且该两个接地电路47相互平行，且接地电路47自所述介质板42的反面44的底部422延伸至介质板42的反面44的顶部421，也即是说，所述接地电路47延伸至介质板42的馈电端423，每个接地电路47经所述馈电端423与对应的一个辐射臂11相电性连接。

巴伦40的介质板42上设有贯穿所述介质板42的金属化过孔48，所述金属化过孔48连接设置于介质板42正面43的耦合电路45与设置于介质板42反面44上的接地电路47，耦合电路45上的电流通过金属化过孔48导通至接地电路47上，接地电路47对应所述金属化过孔48的位置处的宽度收窄，以使得高频电流可较为容易的穿过接地电路47。其中，设置于介质板42正面43上的耦合电路45还可与设置于介质板42反面44上的接地电路47相耦合。

所述普通的辐射单元10与高频辐射单元共阵布置时，普通的辐射单元10的巴伦40将会被激励产生高频电流，从而影响高频方向图与辐射单元10的电气性能。结合图9，本发明的辐射单元10的巴伦40的正反两面的电流方向不相同，通过金属化过孔48导通巴伦40正反两面，从而抵消高频电流，减小对辐射单元10的电气性能的影响。

在另一个实施例中，结合图10，所述巴伦40的介质板42正面43上设有两组耦合电路45，该两组耦合电路45分别包括两个相互平行的耦合电路45，该两个相互平行的耦合电路45对称分布于介质板42的正面43的纵长方向的中轴线的两侧。该两组耦合电路45沿介质板42的正面43的纵长方向轴线间隔分布，该两组耦合电路45的各个耦合电路45可相互耦合。每个耦合电路45均与设置于介质板42反面44上的一个接地电路47通过金属化过孔48和耦合的方式相电性连接。

在另一个实施例中，结合图11，所述巴伦40的介质板42正面43上设有三个耦合电路45，其中两个耦合电路45相互平行靠近所述馈电端423，均匀分布于介质板42纵长方向的中轴线的两端，巴伦电路46较该两个耦合电路45远离所述馈电端423。剩余的一个耦合电路45靠近介质板42的底部422设置，其沿巴伦电路46的其中一端延伸，但该耦合电路45不与巴伦电路46相连接。在介质板42的正面43的两个接地电路47上设置一个T形开路枝节471，该两个T形开路枝节471分别设置于该两个接地电路47相面向一侧，从而使得设置了T形开路枝节471的两个接地电路47沿介质板42的纵长方向中轴线相互对称。所述T形开路枝节471可与耦合电路45相耦合和通过金属化过孔48相导通，T形开路枝节471与耦合电路45相配合，以抵消巴伦40被高频辐射单元所激励产生的高频电流。

在另一个实施例中，结合图12，所述巴伦40的介质板42包括正面43、反面44以及设置于正面43与反面44之间的中间层49。所述介质板42的正面43上设有两个信号输出端50与巴伦电路46。该两个信号输出端50设置介质板42顶部421的馈电端423处，该两个信号输出端50沿所述介质板42的纵长方向的中轴线对称分布于介质板42正面43的两侧，所述巴伦电路46呈U形较所述信号输出端50远离所述介质板42顶部421,巴伦电路46的其中一端设有信号输入端461。

所述介质板42的中间层49设有两个接地电路47，该两个接地电路47沿介质板42的纵长方向的中轴线对称分布于中间层49的两侧，且接地电路47至中间层49的底部422延伸至中间层49的顶部421，接地电路47与设置于介质板42正面43的信号输入端461和信号输出端50耦合连接。

所述介质板42的反面44上设有三组耦合电路，该三组耦合电路分别包括两个相互平行的耦合电路45，该两个相互平行的耦合电路45对称分布于介质板42的纵长方向的中轴线的两侧。该三组耦合电路沿介质板42纵长方向轴线在反面44上顺次间隔分布，该三组耦合电路的各个耦合电路45可相互耦合。每个耦合电路45均与设置于介质板42中间层49的接地电路47通过金属化过孔48和耦合的方式相电性连接。设置于介质板42正面43上的巴伦电路46对应所述金属化过孔48设有避让空间，以避免通过金属化过孔48使得巴伦电路46与接地电路47和耦合电路45相直接导通。

在另一实施例中，结合图13与图14，所述巴伦40在其接地电路47上加载了耦合模块51，所述耦合模块51包括耦合电路511与支撑部512，所述耦合电路511通过塑料金属化工艺将耦合电路511设置于支撑部512上，所述耦合电路511具有两个，两个耦合电路511设置于支撑部512的正面43上纵长方向的中轴线的两侧，耦合电路511通过耦合或直接物理连接的方式与接地电路47相连接。两个耦合电路511相平行设置，以抵消接地电路47上的高频电流。

本发明还提供了一种天线，结合图15-16，该天线包括反射板21和辐射阵列。所述辐射阵列包括构成低频辐射阵列的多个低频辐射单元列23和构成高频辐射阵列的高频辐射单元列22。所述高频辐射单元列22与所述低频辐射单元列23共阵排布设置，所述低频辐射单元列23的两侧可分别设置至少一列高频辐射单元列22。所述低频辐射单元列23中的低频辐射单元为上文各实施例所述的辐射单元10。

在本发明的典型实施例中，低频辐射单元列23的两侧各设置一列高频辐射单元列22，低频辐射单元列23的排列轴线与高频辐射单元列22的排列轴线相平行。各低频辐射单元23之间的间距相等，各高频辐射单元列22之间的间距相等。

具体言之，称设置于低频辐射单元列23左侧的高频辐射单元列为第一高频辐射单元列222，称设置于低频辐射单元列23左侧的高频辐射单元列为第二高频辐射单元列22。沿低频辐射单元列23的排列轴线将低频辐射单元10的分为左右两侧，称设置于低频辐射单元10的左侧的两个辐射臂11为第一辐射臂114与第二辐射臂115，称设置于低频辐射单元10的右侧的两个辐射臂11为第三辐射臂116与第四辐射臂117，第一辐射臂114与第三辐射臂116在同一极化，第二辐射臂115与第四辐射臂117在同一极化。

结合图17，低频辐射单元10的四个辐射臂11与反射板21上的投影各与一个对应的高频辐射单元221于反射板21上的投影相重合，且高频辐射单元221的投影对应位于所述低频辐射单元10的辐射臂11的投影之内。例如，低频辐射单元的第一辐射臂114与第一高频辐射单元2211向对应，所述第一高频辐射单元2211于介质板上的投影位于所述第一辐射臂114的投影范围之内。

所述低频辐射单元10所对应的四个高频辐射单元221关于低频辐射单元10的所述中心点呈中心对称布置，从而便于低频辐射单元10与高频辐射单元221之间的布阵。低频辐射单元10的每个辐射臂11于反射板21上的投影均各覆盖对应的一个高频辐射单元221于反射板21上的投影，且低频辐射单元10的高度大于高频辐射单元221的高度，从而使得低频辐射单元10的每个辐射臂111均可遮盖对应的一个高频辐射单元221。

结合图17，所述低频辐射单元10的辐射臂11于反射板21上的投影完全覆盖了该辐射臂11所对应的高频辐射单元221。具体言之，高频辐射单元221被相对应的低频辐射单元10的辐射臂11的中空的内部空间113所覆盖，而组成辐射臂11的四个局部枝节111于反射板21上的投影不会与高频辐射单元221于反射板21上的投影相重合，低频辐射单元10通过辐射臂11的内部空间113避让了高频辐射单元221的辐射面，使得低频辐射单元10的辐射臂11不会对高频辐射单元221的对外信号辐射产生遮挡，从而降低低频辐射单元10对高频辐射单元的辐射性能的影响。

在另一个实施例中，结合图18，所述低频辐射单元10的辐射臂11的其中一个局部枝节111于反射板21上的投影可与对应的高频辐射单元221于反射板21上的投影相重合，以便于低频辐射单元10实现阻抗匹配。

在本发明的典型实施例中，结合图17-18，所述低频辐射单元10的辐射臂11具有一个开路枝节13，所述开路枝节13于反射板21上的投影位于该开路枝节13所在的所述辐射臂11相对应的高频辐射单元221与反射板21上的投影和与该高频辐射单元221相邻的多个高频辐射单元221于反射板21上的投影形成的间隙空间23内，使得开路枝节13于反射板21上的投影不与任意一个高频辐射单元221于反射板21的投影相重合，以减小低频辐射单元10对高频辐射单元221的影响。优选的，所述开路枝节13于反射板21上的投影斜插进入所述间隙空间23内。

在另一实施例中，结合图19，所述低频辐射单元10的辐射臂11具有两个开路枝节13，该两个开路枝节13于反射板21上的投影伸入所述间隙空间23内。优选，该两个开路枝节13于反射板21上的两个投影组成L形投影，该L形投影的两条边分别与高频辐射单元列22的纵轴线和横轴线相平行设置。

本发明还提供了一种基站，该基站包括上文各实施例所述的天线。

综上所述，本发明的辐射单元通过在辐射臂的远端设置开路枝节，以扩展单元的工作频段，提高辐射单元的应用范围；且局部枝节或开路枝节上设置寄生片以抵消辐射单元被高频辐射单元激励所产生的高频电流，以减小对高频方向图的干扰。本发明的辐射单元便于与高频辐射单元共阵布置，以便于Massive MIMO天线的大规模集成，解决了5G天面空间不足，Massive MIMO天线性能不佳的问题。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中发明的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (13)

1.一种辐射单元，包括以极化正交设置的两对辐射臂，其特征在于：所述辐射臂呈环状，各辐射臂关于同一中心点呈中心对称设置于第一参考平面上，每个辐射臂在其远离所述中心点的远端处设置开路枝节，该开路枝节自该远端朝远离所述中心点的方向延伸设置；每个辐射臂中，构成该辐射臂的至少一个局部枝节和/或所述开路枝节中设有寄生片，所述寄生片位于与第一参考平面相平行的第二参考平面上，且通过连接部件和与其位置相对应的枝节电性连接。

2.如权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射臂呈方形环状。

3.如权利要求2所述的辐射单元，其特征在于，所述每个辐射臂设有两个开路枝节，该两个开路枝节位于该辐射臂的远离所述中心点的远端处，且自构成该远端的两个局部枝节向外延伸设置。

4.如权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，每个辐射臂的寄生片于所述第一参考平面上的投影处于与其对应的局部枝节或开路枝节的覆盖范围内，或者，每个辐射臂的寄生片于所述第一参考平面上的投影扩展至与其对应的局部枝节或开路枝节的覆盖范围之外。

5.如权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，每个辐射臂靠近所述中心点的一端设有第一耦合片，所述第一耦合片设置于所述第一参考平面；所述第二参考平面对应所述第一耦合片设有第二耦合片，所述第一耦合片与第二耦合片耦合连接。

6.如权利要求5所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射单元设有同时穿设所述第一参考平面与所述第二参考平面的巴伦，以使得巴伦与所述第二耦合片电性连接。

7.如权利要求5所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射单元具有围设于该四个第二耦合片外的匹配环。

8.如权利要求1至7任意一项所述的辐射单元，其特征在于，所述连接部件为螺纹连接件，或者，所述第一参考平面设置于介质板的其中一面上，所述第二参考平面设置于所述介质板的另一面上，所述连接部件为设置于介质板上的金属化过孔。

9.如权利要求1或6所述的辐射单元，其特征在于，巴伦包括设置于其介质板其中一面上设置有耦合电路和与外部电路电性电性连接巴伦电路，介质板另一面上设有与辐射臂电性连接的接地电路，所述耦合电路与巴伦电路耦合连接，且耦合电路与接地电路通过金属化过孔连接或耦合连接。

10.一种天线，包括反射板与辐射阵列，所述辐射阵列包括构成低频辐射阵列的低频辐射单元列与构成高频辐射阵列的高频辐射单元列，其特征在于，至少存在一个低频辐射单元列布设于多个高频辐射单元列之间，所述布设于多个高频辐射单元列之间的低频辐射单元为如权利要求1-9任意一项所述的辐射单元，在面向反射板的投影关系上，所述布设于多个高频辐射单元列之间的低频辐射单元的投影部分覆盖或完全覆盖与之相邻的所述高频辐射单元的投影。

11.如权利要求10所述的天线，其特征在于，所述投影被覆盖的高频辐射单元，其投影的一条侧边与相对应的低频辐射单元的一条相应投影侧边相重合。

12.如权利要求11所述的天线，其特征在于，所述低频辐射单元的开路枝节于反射板上的投影位于相邻的多个高频辐射单元于反射板上的投影之间的间隙空间内。

13.一种基站，其特征在于，所述基站包括如权利要求10-12任意一项所述的天线。

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