CN113725596A - 天线与辐射单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天线与辐射单元，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，辐射臂中，构成该辐射臂的至少一个局部枝节设有钣金件，所述钣金件自其所在的局部枝节的侧边弯折设置以形成与其所对应的局部枝节相平行的耦合片。本发明的辐射单元的局部枝节上设置钣金件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。

Description

天线与辐射单元

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。

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。

低频辐射单元的体积大于高频辐射单元的体积。在Massive MIMO天线中，MassiveMIMO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。

为减小低频辐射单元对高频辐射单元的影响，通常会对低频辐射单元做透波设计，减小低频辐射单元上的高频电流，避免高频方向图的畸变及电路恶化。但具有透波功能的低频辐射单元以PCB为主，价格较高，不利于天线的推广。因此，业内亟需一种具有较佳的透波性能与成本较低的低频辐射单元，以满足大规模应用的需求。

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。

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，辐射臂中，构成该辐射臂的至少一个局部枝节设有钣金件，所述钣金件自其所在的局部枝节的侧边弯折设置以形成与其所对应的局部枝节相平行的耦合片。

进一步的，所述辐射臂在其远离所述中心点的远端处设有开路枝节，该开路枝节至该远端朝远离所述中心点的方向延伸设置。

进一步的，所述开路枝节上也设置有所述钣金件。

进一步的，所述耦合片的纵长侧边设有耦合翻边，用于与该耦合片所对应的局部枝节或开路枝节实现边缘耦合。

进一步的，所述局部枝节和/或开路枝节上设有多个钣金件，该多个钣金件设置于局部枝节或开路枝节的同一侧边或两个侧边上，该多个钣金件所对应的耦合片相互平行。

优选的，所述局部枝节和/或开路枝节上成对设置钣金件，成对设置的钣金件所对应耦合片在第一参考平面的投影方向上相重叠。

进一步的，每个辐射臂靠近所述中心点的一端设有第一馈电耦合片，所述第一馈电耦合片设置于所述第一参考平面；所述辐射单元设有在与所述第一参考平面相平行的第二参考平面上的四个第二馈电耦合片，每个第二馈电耦合片各与一个第一馈电耦合片耦合连接。

进一步的，所述辐射单元具有用于围设该四个所述第一馈电耦合片或四个所述第二馈电耦合片的耦合环。

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馈电耦合片电性连接。

进一步的，每个辐射臂靠近所述中心点的一端设有巴伦耦合片，所述巴伦耦合片与相对应的巴伦平行设置，且耦合连接。

进一步的，所述巴伦耦合片由所述辐射臂的朝所述中心点方向延伸的延伸枝节弯折形成。

具体的，每个辐射臂靠近所述中心点的一端设有第一馈电耦合片，每个第一馈电耦合片对应设有与之相耦合的绝缘片，辐射单元设有环绕所述中心点的耦合环，所述耦合环通过四个绝缘片与四个第一馈电耦合片耦合连接。

具体的，所述辐射单元设有用于支撑辐射臂的支架，所述支架包括支撑板与支撑柱，所述四个辐射臂设置于支撑板上，所述支撑板设有辐射臂槽，以用于容置所述辐射臂；所述支撑柱对应辐射单元的巴伦设有巴伦槽道，所述巴伦设置于所述巴伦槽道内。

进一步的，辐射单元包括用于分别向两对辐射臂馈电的巴伦，所述巴伦具有用于向辐射臂馈电的馈电端，巴伦的正面设置有巴伦耦合电路，巴伦的反面设有延伸至馈电端的接地电路，所述巴伦耦合电路与所述接地电路耦合连接和/或通过金属化过孔相连接。

优选的，所述辐射臂和与其对应的钣金件一体成型设置。

进一步的，所述耦合片的宽度大于所对应的局部枝节的宽度。

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单元的高频辐射单元列，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方向上，至少一个所述的低频辐射单元的投影完全或部分覆盖所述高频辐射单元列中与之相邻的多个高频辐射单元的投影。

进一步的，高频辐射单元列之间的列间距为所述高频辐射单元工作频段中心频点的0.5或0.7个波长。

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。

相对于现有技术，本发明的优势如下：

首先，当普通的辐射单元与高频辐射单元共阵布置时，普通的辐射单元将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普通的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。本发明的辐射单元的辐射臂的局部枝节上均可设置钣金件，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，可通过局部枝节上所设置的钣金件抵消高频电流，减小高频电流对高频方向图的影响，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。

其次，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。

再次，本发明的辐射单元的辐射臂和与辐射臂相对应的钣金件采用钣金工艺一体成型生产制造，辐射臂具有较轻的质量，可应用于较广的范围；且一体成型钣金工艺制造的辐射臂与相对应的钣金件的具有较低的生产成本，便于大规模生产制造，推广应用。

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为本发明的典型实施例的辐射单元的结构示意图。

图2为本发明的典型实施例的辐射单元的爆炸示意图。

图3为本发明的一个实施例在第一参考平面视角的辐射单元的投影视图。

图4为本发明的典型实施例的辐射单元的辐射臂中的钣金件未弯折时的结构示意图。

图5为本发明的典型实施例的辐射单元的钣金件与对应的局部枝节的结构示意图。

图6为本发明的一个实施例的辐射单元的局部枝节上的多个钣金件的结构示意图。

图7为本发明的一个实施例的辐射单元的局部枝节上的成对设置钣金件的结构示意图。

图8为本发明的另一个实施例的辐射单元的局部枝节上的成对设置钣金件的结构示意图。

图9为本发明的一个实施例的辐射单元的钣金件对应的局部枝节的结构示意图。

图10为本发明的一个实施例的辐射单元的钣金件未弯折时的结构示意图。

图11为本发明的一个实施例的辐射单元的辐射臂中的钣金件未弯折时的结构示意图。

图12为本发明的另一个实施例的辐射单元的结构示意图。

图13为本发明的又一个实施例的辐射单元的结构示意图。

图14为本发明的再一个实施例的辐射单元的辐射臂的延伸枝节未弯折时的结构示意图。

图15为本发明的再一个实施例的辐射单元的具有巴伦耦合片的辐射臂的结构示意图。

图16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17为本发明的典型实施的辐射单元的巴伦的电流流向图。

图18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19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20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21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22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23为本发明的典型实施例的天线的结构示意图。

图24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25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26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，该辐射单元设有与辐射臂相耦合的钣金件，通过钣金件可抵消辐射单元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与图2，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20和与每个辐射臂20相连接的钣金件30。所述钣金件30与辐射臂20电性连接，用于抵消辐射单元10被高频辐射单元所激励产生的高频电流，减小高频电流对高频方向图的影响。

所述辐射单元10的各辐射臂20关于同一中心点呈中心对称设置，且各辐射臂20均呈环状。辐射单元10的四个辐射臂20呈中心对称结构，使得每个辐射臂20均与另一极化的两个辐射臂20相邻，也即是说，所述另一极化的两个辐射臂20分别位于该辐射臂20的两侧；每个辐射臂20均与同一极化的另一辐射臂20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21组成，该些局部枝节21依次首尾连接。

在本发明的典型实施例中，所述辐射臂20呈方形环状。具体言之，所述辐射臂20由多个局部枝节21组成，该多个局部枝节21组成方形环状的辐射臂20。所述多个局部枝节21等长或不等长，辐射臂20的两相邻的局部枝节21构成锐角或直角的远端22。

在本发明的典型实施例中，辐射臂20的具有四个局部枝节21，且四个局部枝节21均等长设置，四个局部枝节21组成方形环状的辐射臂20，该方形环状的辐射臂20具有四个直角，称该四个直角为辐射臂20的四个远端22。

为便于分辨辐射臂20的四个局部枝节21，分别称该四个局部枝节21依次为第一局部枝节211、第二局部枝节212、第三局部枝节213以及第四局部枝节214。其中，第一局部枝节211与第四局部枝节214靠近辐射单元10中心设置

分别称辐射臂20的四个远端22为第一远端221、第二远端222、第三远端223以及第四远端224。其中，第一局部枝节211与第四局部枝节214组成第一远端221，所述第一远端221靠近所述中心点，且与同一极化的另一辐射臂的第一远端221相对；第一局部枝节211与第二局部枝节212组成第二远端222；第二局部枝节212与第三局部枝节213组成第三远端223，所述第三远端223远离所述中心点设置，且与第一远端221朝向相反；第三局部枝节213与第四局部枝节214组成第四远端224。同一极化的两个辐射臂20的各自的第三远端223之间的连线称为辐射单元10的对角线，辐射臂20沿其所在的极化的对角线对称设置。

所述辐射臂20在所述第三远端223处向远离所述中心点的方向延伸设置有开路枝节23，所述开路枝节23用于扩展辐射单元10的工作频段。具体言之，开路枝节23将辐射单元10的工作频段扩展至更低的工作频段。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，影响辐射单元的辐射性能。而本发明的辐射单元10通过在其远离中心点的远端22上设置开路枝节23，通过该开路枝节23可拓宽辐射单元10的工作频段，使辐射单元10可以在更低的工作频段工作，且开路枝节23不会对高频辐射单元产生遮挡作用，使得本发明的辐射单元10的开路枝节23能尽量减少因高频辐射单元激励而产生的高频电流，从而降低对高频天线方向图的影响。

在本发明的典型实施例中，结合图1，每个辐射臂20上设有一个开路枝节23，所述开路枝节23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3，辐射臂20的第三远端223设置两个开路枝节23，该两个开路枝节23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23分别沿所在辐射单元10的第二局部枝节212与第三局部枝节213的延伸方向朝远离中心点的方向延伸。

在本发明的典型实施例中，结合图1与图2，所述钣金件30与辐射臂20的每个局部枝节21和/或开路枝节23相电性连接。具体言之，钣金件30与相对应的局部枝节21或开路枝节23直接电性连接。所述钣金件30与其对应的辐射臂20一体成型设置。

结合图4，所述钣金件30包括相互连接的耦合片31与折弯片32。所述耦合片31用于抵消相对应的局部枝节21或开路枝节23上的高频电流，所述折弯片32经弯折后以使得耦合片31与对应的局部枝节21或开路枝节23相平行设置，以便于耦合片31与对应的开路枝节23或局部枝节21相耦合。钣金件30的相互连接的耦合片31与折弯片32一体成型。

具体言之，折弯片32的纵长方向与耦合片31的纵长方向相垂直，耦合片31的纵长方向与该耦合片31相对应局部枝节21或开路枝节23的纵长方向相平行。折弯片32的纵长方向一端连接耦合片31的纵长侧边，折弯片32的纵长方向的另一端连接相对应局部枝节21或开路枝节23的纵长侧边。且所述折弯片32的宽度小于所述耦合片31的纵长方向的长度与相对应的局部枝节21或开路枝节23的纵长方向的长度，使得折弯片32在其纵长方向上分别与耦合片31和对应的局部枝节21或开路枝节23的局部连接。

结合图5，所述折弯片32被弯折形成连接部33，以使得所述耦合片31设置于所述第二参考平面，第二参考平面与所述第一参考平面相平行，从而使得耦合片31可与设置于第一参考平面的局部枝节21或开路枝节23相平行，以便于耦合片31与相对应的局部枝节21或开路枝节23相耦合。

连接部33包括两个相平行的固定端311及连接该两个固定端311的连接段312。所述两个固定端311分别连接耦合片31与该耦合片31所对应的局部枝节21或开路枝节23，称与耦合片31相连接的固定端311为第一固定端3111，称与耦合片31相对应的局部枝节21或开路枝节23相连接的固定端311为第二固定端3112。其中，第一固定端3111设置于所述第二参考平面上，所述第二固定端3112设置于所述第一参考平面上。优选的，所述连接部33呈U型。

在一个实施例中，结合图4，所述连接部33由所述折弯片32折弯形成，为便于生产加工，所述折弯片32上对应需折弯部位设有折弯线321，可沿该折弯线321以将呈片状的折弯片32弯折成立体状的连接部33，以辅助生产制造。在本实施例中，所述连接部33呈U型状，折弯片32上设有两道折弯线321。

结合图5，图5中的箭头所指方向为钣金件30与对应的局部枝节21或开路枝节23上的电流方向，所述耦合片31通过连接部33与相对应的局部枝节21或开路枝节23相连接，当相对应的局部枝节21或开路枝节23上流过电流时，耦合片31将相对应的局部枝节21或开路枝节23上的部分电流耦合至其上，但耦合片31耦合获取的电流的流向与该耦合片31所对应的局部枝节21或开路枝节23上的电流的流向相反，从而使得耦合片31可抵消相对应的局部枝节21或开路枝节23的上流经高频电流。

由此，通过在局部枝节21或开路枝节23上设置钣金件30，钣金件30的耦合片31可耦合获取局部枝节21或开路枝节23上的一部分高频电流，耦合片31再将耦合获取的高频电流与相对应的局部枝节21或开路枝节23上的剩余的高频电流相抵消，以最大程度上减小局部枝节21或开路枝节23上的高频电流，从而减小高频电流对高频方向图的影响，以便于本发明的辐射单元10可与高频辐射单元共阵排列设置。所述耦合片31具体可为矩形片状。

在一个实施例中，因耦合片31抵消本发明的辐射单元10被高频辐射单元所激励产生的高频电流，且高频辐射单元一般设置于本发明的辐射单元10之下，本发明的辐射单元10于第二参考平面上的投影可覆盖高频辐射单元于第二参考平面上的投影，本发明的辐射单元10的所述局部枝节21或开路枝节23可根据该枝节下方是否存在高频辐射单元而设置所述钣金件30；当局部枝节21或开路枝节23下方存在高频辐射单元时，对应的局部枝节21或开路枝节23上设置钣金件30；反之，对应的局部枝节21或开路枝节23上不设置钣金件30。

在第一参考平面的投影方向上，所述耦合片31的投影与该耦合片31所对应的的局部枝节21或开路枝节23的投影相重叠，以便于耦合片31与相对应局部枝节21或开路枝节23相耦合。在一个实施例中，耦合片31纵长方向的中轴线与其对应的局部枝节21的纵长方向的中轴线或相对应的开路枝节23的纵长方向的中轴线相重合。所述耦合片31的纵长方向的长度小于其对应的局部枝节21的纵长方向的长度或开路枝节23的纵长方向的长度，优选的，当开路枝节23获取较多的高频电流时，为使得耦合片31可将对应的开路枝节13上的高频电流抵消，将耦合片31的纵长方向的长度为所对应的局部枝节21或开路枝节23的纵长方向的长度的八分之一至五分之四。所述耦合片31的宽度大于或者等于相对应的局部枝节21或开路枝节23的宽度。当耦合片31的宽度大于相对应的局部枝节21或开路枝节23的宽度时，耦合片31可耦合获取较多的高频电流，以便于耦合片31可更好的抵消对应的辐射臂20上的高频电流，减小对高频方向图的影响。

在一个实施例中，结合图6，所述局部枝节21和/或开路枝节23上设有多个钣金件30，该多个钣金件30设置于局部枝节21或开路枝节23的同一纵长侧边，或者，该多个钣金件30分别设置于局部枝节21或开路枝节23的两个纵长侧边上。设置于同一局部枝节21或开路枝节23上的多个钣金件30所对应的多个耦合片31相互平行，且该多个耦合片31可分别居于不同的与所述第一参考平面相平行的平面上。

在一个实施例中，结合图6、图7及图8，局部枝节21和/或开路枝节23上成对设置钣金件30，同一对钣金件所对应的两个耦合片31相互平行，且该两个耦合片于第一参考平面上的投影相重叠,称同一对钣金件的两个钣金件分别为第一钣金件301与第二钣金件302。具体言之，第一钣金件301与第二钣金件302分别连接局部枝节21或开路枝节23的两个纵长侧边，每个钣金件所对应的耦合片31均朝另一个钣金件方向延伸。成对设置的钣金件30相较于在局部枝节21或开路枝节23设置一个钣金件可抵消更多的高频感应电流，提升高频天线的方向图与电路性能。

称局部枝节21或开路枝节23的纵长侧边与钣金件30的连接部33直接相连接的区域为连接面，第一钣金件301与第二钣金件302所对应的两个连接面在与第一参考平面相垂直的第四参考平面上的投影相重合。第一钣金件301与第二钣金件302所对应的两个耦合片31位于第一参考平面的同一侧，或者该两个耦合片31分别位于第一参考平面的两侧。

结合图7，当第一钣金件301与第二钣金件302所对应的两个耦合片31位于第一参考平面的同一侧时，该两个耦合片31分别与第一参考平面的距离不相同。在一个实施例中，第一钣金件301与第二钣金件302所对应的两个耦合片31与第一参考平面之间距离相同，该两个钣金件30呈对称结构。

结合图8，当第一钣金件301与第二钣金件302所对应的两个耦合片31分别位于第一参考平面的两侧时，两个耦合片31分别与第一参考平面之间的距离相同，第一钣金件301与第二钣金件302呈中心对称结构。在一个实施例中，第一钣金件301与第二钣金件302所对应的两个耦合片31分别位于第一参考平面的两侧时，两个耦合片31分别与第一参考平面之间的距离不相同。第一钣金件301与第二钣金件302所对应的两个耦合片31可分别位于第一参考平面的两侧时，可更为提高钣金件30抵消高频感应电流的量，提升高频方向图的性能。结合图9，所述耦合片31还有耦合翻边311，所述耦合片31沿其纵长方向的侧边而弯折，以形成所述耦合翻边311，所述耦合翻边311朝该耦合片31相对应的局部枝节21或开路枝节23方向延伸，所述耦合翻边311可自第二参考平面延伸至或越过第一参考平面，以便耦合翻边311与相对应的局部枝节21或开路枝节23产生边缘耦合。图9中的箭头所指方向为钣金件30与对应的局部枝节21或开路枝节23上的电流方向，所述耦合翻边311从局部枝节21或开路枝节23上耦合获取的高频电流的流向与对应的局部枝节21或开路枝节23上流经的高频电流的流向相反，以使得耦合翻边311上的高频电流可与对应的局部枝节21或开路枝节23上的高频电流相抵消，提升高频天线的电气性能。

所述耦合翻边311与所述耦合片31呈90度设置，所述耦合片31与其耦合翻边311形成半包围结构，以半包围所对应的局部枝节21或开路枝节23。结合图10与图11，耦合片31在弯折形成耦合翻边311的轴线处设置折弯线312，可沿该折弯线312以将耦合片31的部分弯折成耦合翻边311，以辅助生产制造。

每个辐射臂20均设有开路枝节23，每个辐射臂20的所有局部枝节21和开路枝节23均设有至少一个钣金件30。在本发明的典型实施例中，结合图1，每个辐射臂20的所有局部枝节21和开路枝节23均设有一个钣金件30，钣金件30设置于对应的局部枝节21或开路枝节23的纵长方向的中部位置。

在一个实施例中，每个辐射臂20的所有局部枝节21和开路枝节23上均设有两个钣金件30，该两个钣金件30均匀分布于对应的局部枝节21或开路枝节23上的一个纵长侧边上。

在一个实施例中，结合图12，辐射单元10的每个辐射臂20均未设有所述开路枝节23，而每个辐射臂20的所有局部枝节21上均设有至少一个钣金件30。优选的，每个辐射臂20的所有局部枝节21上均设有一个钣金件30。或者，每个辐射臂20的所有局部枝节21上均设有两个钣金件30。

在本发明的典型实施例中，结合图2，辐射单元10的每个辐射臂20在靠近所述中心点的一端设有第一馈电耦合片24，也即是说，每个辐射臂20在靠近其第一远端221位置处设有第一馈电耦合片24，第一馈电耦合片24朝所述中心点方向延伸，所述第一馈电耦合片24设置于所述第一参考平面上。且，四个辐射臂20对应的四个第一馈电耦合片24关于所述中心点呈中心对称结构。

对应所述四个第一馈电耦合片24设有四个第二馈电耦合片25，该四个第二馈电耦合片25设置于与第一参考平面相平行的第三参考平面上，第一馈电耦合片24与对应的第二馈电耦合片25相耦合设置，在第一参考平面的投影方向上，第二馈电耦合片25的投影与该第二馈电耦合片25相对应的第一馈电耦合片24的投影相重合。优选的，在垂直方向上，所述第三参考平面、第一参考平面及第二参考平面由上至下依次设置。

所述第一馈电耦合片24设有第一巴伦孔241，第二馈电耦合片25设有第二巴伦孔251，第二巴伦孔251与第一巴伦孔241相对应，以便于所述巴伦40穿过为第二馈电耦合片25馈电，第二馈电耦合片25将馈入其中的电流耦合至第一馈电耦合片24上，第一馈电耦合片24将耦合获取的电流输出至辐射臂20上。所述巴伦40穿过第一耦合片24的第一巴伦孔241，但不与第一馈电耦合片24的第一巴伦孔241相电性连接；巴伦40与第二馈电耦合片25的第二巴伦孔251相焊接以实现电性连接。通过设置第二馈电耦合片25避免巴伦40直接向第一馈电耦合片24馈电，第二馈电耦合片24将巴伦40馈入的电流耦合至第一馈电耦合片24上，以减小高频电流对辐射单元10的影响。

所述辐射单元10具有用于包围所述四个第二馈电耦合片25的耦合环26，该耦合环26用于实现阻抗匹配和增强耦合作用。所述耦合环26可呈圆环状或六边形环状或八边形环状。所述耦合环26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，所述耦合环26可设置于四个第一耦合片31的外侧，包围该四个第一耦合片31。

在一个实施例中，所述耦合环26用于加强第二馈电耦合片25与第一馈电耦合片24的耦合作用，耦合环26产生耦合作用。优选的，可设置包围四个第一馈电耦合片24的第一耦合环，对应所述第一耦合环设置包围四个第二馈电耦合片25的第二耦合环，第一耦合环与第二耦合环相耦合，从而加强第一馈电耦合片24与第二馈电耦合片25的耦合效果。

在另一个实施例中，结合图13，所述辐射单元10的四个第一馈电耦合片24，但未设有四个第二馈电耦合片25，辐射单元10对应该四个第一馈电耦合片24设有环绕所述中心点的耦合环26，耦合环26包围该四个第一馈电耦合片24，且耦合环26不与所述四个第一馈电耦合片24相物理接触，通过设置所述耦合环26以调节所述辐射单元10的电气性能。每个第一馈电耦合片24对应设有与之相耦合的绝缘片27。四个第一馈电耦合片24对应设有四个绝缘片27，所述耦合环26搭接于所述四个绝缘片27上。

在又一个实施例中,结合图15，在辐射单元10的四个辐射臂20中，每个辐射臂20的第一远端221处设有朝向所述中心点方向设有延伸枝节28，四个辐射臂20所对应的四个延伸枝节28不相接触。所述延伸枝节28弯折形成巴伦耦合片281，所述巴伦耦合片281与其辐射臂20所对应的巴伦40相平行设置，所述巴伦40与所述巴伦耦合片281相耦合，以便于巴伦40向巴伦耦合片281耦合馈电。设置于同一极化的两个辐射臂20所对应的两个巴伦耦合片281与同一巴伦40相耦合。结合图14，所述延伸枝节28可设有折弯线282，沿所述折弯线282以将延伸枝节28的部分弯折形成所述巴伦耦合片281。

在本发明的典型实施例中，结合图2、图16、图18-21，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20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16，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20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。

传统辐射单元与高频辐射单元共阵布置时，传统辐射单元的巴伦将会被激励产生高频电流，从而影响高频方向图与传统辐射单元的电气性能。结合图17，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18，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19，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20，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21与图22，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。

在本发明的典型实施例中，所述辐射单元10的辐射臂20呈方环状，方环状的辐射臂20内部中空。当辐射臂20悬空时，结构容易不稳，而导致辐射臂20的结构塌陷破坏，因此，辐射单元10还包括用于支撑辐射臂20的支架，以支撑辐射臂20，增强辐射臂20的结构稳定性。

结合图1与图2，所述支架60包括相互连接支撑板61与支撑柱62。所述支撑板61设有辐射臂槽611，所述四个辐射臂20可设置于辐射臂槽611中，以便对该四个辐射臂20进行限位。每个辐射臂20上均有设有多个固定孔63，所述支撑板61对应该多个固定孔63也设有配合孔，通过铆钉64穿过对应的固定孔63与配合孔，以将辐射臂20铆接固定于所述支撑板61上。在一个实施例中，所述耦合片31、耦合片31相对应的局部枝节21或开路枝节23以及支撑板61上设有三个相对应的固定孔63，铆钉64顺次穿过该三个固定孔63，以将耦合片31固定于所述支撑板61上。

所述支撑板61上还设有用于避让钣金件30的连接部33的连接段312的避让槽613，以便于钣金件30可通过其连接段312延伸至支撑板61之下，也即是说，所述耦合片31设置于所述支撑板61之下。

所述支撑柱62用于支撑所述支撑板61，所述支撑柱62内设有巴伦槽道621，以便于巴伦40可经该巴伦槽道621与设置于支撑板61上的辐射臂20相电性连接。

所述支架60采用塑料注塑形成，具有较轻的质量和较佳的结构强度。

本发明还提供了一种天线，结合图23，该天线80包括反射板81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83和构成高频辐射阵列的高频辐射单元列82。所述高频辐射单元列82与所述低频辐射单元列83共阵排布设置，所述低频辐射单元列83的两侧可分别设置至少一列高频辐射单元列82。所述低频辐射单元列83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83的两侧各设置一列高频辐射单元列82，低频辐射单元列83的排列轴线与高频辐射单元列82的排列轴线相平行。各低频辐射单元83之间的间距相等，各高频辐射单元列82之间的间距相等。优选的，相邻的高频辐射单元列之间的列间距为所述高频辐射单元所反射的信号的0.5-0.7个波长。

具体言之，称设置于低频辐射单元列83左侧的高频辐射单元列为第一高频辐射单元列822，称设置于低频辐射单元列83左侧的高频辐射单元列为第二高频辐射单元列823。沿低频辐射单元列83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20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24，低频辐射单元10的四个辐射臂11与反射板81上的投影各与一个对应的高频辐射单元821于反射板81上的投影相重合，且高频辐射单元821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8211相对应，所述第一高频辐射单元8211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821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821之间的布阵。低频辐射单元10的每个辐射臂11于反射板81上的投影均各覆盖对应的一个高频辐射单元821于反射板81上的投影，且低频辐射单元10的高度大于高频辐射单元821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821。

结合图24，所述低频辐射单元10的辐射臂11于反射板81上的投影完全覆盖了该辐射臂11所对应的高频辐射单元821的于反射板81上的投影。具体言之，高频辐射单元821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21于反射板81上的投影不会与高频辐射单元821于反射板81上的投影相重合，也即是说，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821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821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25，所述低频辐射单元10的辐射臂11的其中一个局部枝节21于反射板81上的投影可与对应的高频辐射单元821于反射板81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23-25，所述低频辐射单元10的辐射臂11具有一个开路枝节23，所述开路枝节23于反射板81上的投影位于该开路枝节23所在的所述辐射臂11相对应的高频辐射单元821与反射板81上的投影和与该高频辐射单元821相邻的多个高频辐射单元821于反射板81上的投影形成的间隙空间84内，使得开路枝节23于反射板81上的投影不与任意一个高频辐射单元821于反射板81的投影相重合，以减小低频辐射单元10对高频辐射单元821的影响。优选的，所述开路枝节23于反射板81上的投影斜插进入所述间隙空间84内，

在另一实施例中，结合图26，所述低频辐射单元10的辐射臂11具有两个开路枝节23，该两个开路枝节23于反射板81上的投影伸入所述间隙空间84内。优选，该两个开路枝节23于反射板81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82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耦合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 (20)

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，辐射臂中，构成该辐射臂的至少一个局部枝节设有钣金件，所述钣金件自其所在的局部枝节的侧边弯折设置以形成与其所对应的局部枝节相平行的耦合片。

2.如权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射臂在其远离所述中心点的远端处设有开路枝节，该开路枝节至该远端朝远离所述中心点的方向延伸设置。

3.如权利要求2所述的辐射单元，其特征在于，所述开路枝节上也设置有所述钣金件。

4.如权利要求3所述的辐射单元，其特征在于，所述耦合片的纵长侧边设有耦合翻边，用于与该耦合片所对应的局部枝节或开路枝节实现边缘耦合。

5.如权利要求3所述的辐射单元，其特征在于，所述局部枝节和/或开路枝节上设有多个钣金件，该多个钣金件设置于局部枝节或开路枝节的同一侧边或两个侧边上，该多个钣金件所对应的耦合片相互平行。

6.如权利要求5所述的辐射单元，其特征在于，所述局部枝节和/或开路枝节上成对设置钣金件，成对设置的钣金件所对应耦合片在第一参考平面的投影方向上相重叠。

7.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馈电耦合片，所述第一馈电耦合片设置于所述第一参考平面；所述辐射单元设有在与所述第一参考平面相平行的第二参考平面上的四个第二馈电耦合片，每个第二馈电耦合片各与一个第一馈电耦合片耦合连接。

8.如权利要求7所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射单元具有用于围设该四个所述第一馈电耦合片或四个所述第二馈电耦合片的耦合环。

9.如权利要求7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馈电耦合片电性连接。

10.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巴伦耦合片，所述巴伦耦合片与相对应的巴伦平行设置，且耦合连接。

11.如权利要求10所述的辐射单元，其特征在于，所述巴伦耦合片由所述辐射臂的朝所述中心点方向延伸的延伸枝节弯折形成。

12.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馈电耦合片，每个第一馈电耦合片对应设有与之相耦合的绝缘片，辐射单元设有环绕所述中心点的耦合环，所述耦合环通过四个绝缘片与四个第一馈电耦合片耦合连接。

13.如权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射单元设有用于支撑辐射臂的支架，所述支架包括支撑板与支撑柱，所述四个辐射臂设置于支撑板上，所述支撑板设有辐射臂槽，以用于容置所述辐射臂；所述支撑柱对应辐射单元的巴伦设有巴伦槽道，所述巴伦设置于所述巴伦槽道内。

14.如权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，辐射单元包括用于分别向两对辐射臂馈电的巴伦，所述巴伦具有用于向辐射臂馈电的馈电端，巴伦的正面设置有巴伦耦合电路，巴伦的反面设有延伸至馈电端的接地电路，所述巴伦耦合电路与所述接地电路耦合连接和/或通过金属化过孔相连接。

15.如权利要求1至14任意一项所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射臂和与其对应的钣金件一体成型设置。

16.如权利要求1至14任意一项所述的辐射单元，其特征在于，所述耦合片的宽度大于所对应的局部枝节的宽度。

17.一种天线，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单元的高频辐射单元列，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至16任意一项所述的辐射单元，在面向反射板的投影方向上，至少一个所述的低频辐射单元的投影完全或部分覆盖所述高频辐射单元列中与之相邻的多个高频辐射单元的投影。

18.如权利要求17所述的天线，其特征在于，高频辐射单元列之间的列间距为所述高频辐射单元工作频段中心频点的0.5或0.7个波长。

19.如权利要求17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。

20.如权利要求19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。

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