CN113782959B - 一种振子天线单元以及一种天线 - Google Patents
一种振子天线单元以及一种天线Info
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Abstract
本发明实施例公开了一种振子天线单元以及一种天线，所述振子天线单元包括多个振子臂以及引向片，多个振子臂沿所述振子天线单元的中轴向外延伸并彼此间隔设置，各振子臂的延伸方向构成第一平面，引向片平行于第一平面设置于振子臂上方且与之具有预定间隔。所述天线包括至少两个呈阵列设置的所述振子天线单元。由此，本发明实施例的技术方案能够提高隔离度，达到较好的去耦效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及天线领域，具体涉及一种振子天线单元以及一种天线。
背景技术
随着基站天线的多频化、小型化、复杂化，如何在同一面天线的各子频段实现最优的性能指标已成为当前基站天线研发的瓶颈，而一种能够本身实现高隔离度和具有去耦功能的振子显得尤为重要。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种振子天线单元以及天线，同时具有良好的高隔离度以及去耦功能。
第一方面，本发明实施例的振子天线单元包括：
多个振子臂，沿所述振子天线单元的中轴向外延伸，并彼此间隔设置，各振子臂的延伸方向构成第一平面；
引向片，平行于所述第一平面设置所述振子臂的上方，与所述振子臂之间具有预定间隔。
可选地，所述引向片具有引向臂，所述引向臂与所述振子臂的数量相等，所述引向臂的延伸方向与所述振子臂的延伸方向相对应。
可选地，所述振子天线单元具有四个彼此正交设置的所述振子臂，所述振子臂垂直于所述第一平面设置；
所述引向片具有四个彼此正交设置的所述引向臂使得所述引向片形成为十字形，所述引向片具有镂空的图案。
可选地，所述振子臂的长度等于所述振子天线单元的中心频点的波长的四分之一；
所述引向片的周长等于所述振子天线单元的中心频点的波长。
可选地，所述振子臂的材质为导电材料；
所述引向片的材质为导电金属。
可选地，所述振子天线单元还包括馈电部件，所述馈电部件与所述振子臂电连接，所述馈电部件具有与外部同轴线电连接的接口。
可选地，所述馈电部件设置于印制电路板，包括交叉设置的两块第一电路板，以及位于所述第一电路板下方的第二电路板，所述第一电路板以及第二电路板之间电连接；
所述接口设置于所述第二电路板。
可选地，所述振子天线单元还包括支架，所述支架套设于所述馈电部件外部，顶部具有将所述振子臂铆压固定的铆压部，中部具有固定所述馈电部件的固定部，底部具有被配置为安装于外部结构的连接部，所述铆压部与固定部之间具有与垂直方向呈一定夹角的支撑板；
所述支架的材质为绝缘材料。
可选地，所述振子天线单元还包括引向板，所述引向板具有与所述引向片相匹配的形状，被配置为支撑所述引向片，所述引向板与所述支架通过支撑柱固定相连，以使得所述引向片与所述振子臂之间具有所述间隔；
所述引向板以及所述支撑柱的材质为绝缘材料。
第二方面，本发明实施例的天线包括至少两个所述振子天线单元，所述振子天线单元呈阵列设置。
本发明实施例的振子天线单元以及天线，所述振子天线单元包括多个振子臂以及引向片，多个振子臂沿所述振子天线单元的中轴向外延伸并彼此间隔设置，各振子臂的延伸方向构成第一平面，引向片平行于第一平面设置于振子臂上方且与之具有预定间隔。所述天线包括至少两个呈阵列设置的所述振子天线单元。由此，本发明实施例的技术方案能够提高隔离度，达到较好的去耦效果。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明实施例的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例的振子天线单元的立体结构示意图；
图2是本发明实施例的振子天线单元的俯视图；
图3是本发明实施例的振子天线单元的馈电部件的结构示意图；
图4是本发明实施例的振子天线单元的引向片以及引向板的结构示意图；
图5是本发明实施例的振子天线单元的侧视图；
图6是本发明实施例的振子天线单元的驻波比的示意图；
图7是本发明实施例的振子天线单元的隔离度的示意图；
图8是本发明实施例的振子天线单元的方向图；
图9是本发明实施例的振子天线单元的三维方向图；
图10是本发明实施例的天线的方向图；
图11是其它天线的方向图；
附图标记说明：
1-振子臂；2-引向片；21-引向臂；22-引向板；3-馈电部件；31-接口；321-第一电路板；322-第二电路板；4-支架；41-铆压部；42-固定部；43-连接部；44-支撑板；45-支撑柱。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1是本发明实施例的振子天线单元的立体结构示意图。图2是本发明实施例的振子天线单元的俯视图。如图1以及图2所示，所述振子天线单元包括多个振子臂1以及引向片2。多个振子臂1沿所述振子天线单元的中轴向外延伸，并彼此间隔设置，各振子臂1的延伸方向构成第一平面。引向片2平行于第一平面设置振子臂1的上方，与振子臂1之间具有预定间隔。也即是说，多个振子臂1位于同一平面，振子臂1以及引向片2是分别在彼此平行的两个平面上设置的，两个平面之间具有一定间隔，使得引向片2的位置高于振子臂1。多个振子臂1围绕所述振子天线单元的中轴设置，也即以中轴为中心呈圆形阵列设置，彼此之间间隔一定角度。引向片2则形成为薄片状，其上具有镂空的图案。其中，振子臂1的材质为导电材料，引向片2的材质为导电金属。在本实施例中，引向片2的材质为金属铜，可选地，引向片2也可以为其它材料。
进一步地，引向片2具有引向臂21，引向臂21与振子臂1的数量相等，引向臂21的延伸方向与振子臂1的延伸方向相对应。也即是说，引向片2具有与振子臂1数量相等的突出部，形成为引向臂21，具有与振子臂1相同的延伸方向，也即同样围绕所述振子天线单元的中轴设置，彼此之间具有预设的间隔角度。这一设计有利于引向片2与振子臂1之间形成谐振波，以形成滤波效果，达到提高隔离度的目的。
在本实施例中，第一平面为水平面。所述振子天线单元具有四个彼此正交设置的振子臂1，且皆垂直于所述第一平面设置。也即是说，四个振子臂1彼此之间间隔90°围绕所述振子天线单元的中轴设置，形成为垂直于水平面的片状。引向片2则具有四个彼此正交设置的引向臂21，使得其形成为十字形，且其上具有十字形的镂空的图案。也即是说，引向片2形成为具有一定宽度的带状，环绕形成中空的十字形。可选地，振子臂1以及引向片2可以具有其它的设置，本申请在此不做限制。
进一步地，振子臂1的长度等于所述振子天线单元的中心频点的波长的四分之一，引向片2的周长则等于所述振子天线单元的中心频点的波长。这一尺寸的设计使得所述振子天线单元能够实现更好的工作效果。其中，中心频点波长为所述振子天线单元工作频段的中间值。在本实施例中，此单元的工作频段为700Mhz-900Mhz，则中心频点波长为800Mhz。可选地，所述振子天线单元还可以具有其它工作频段以及中心频点波长。
图3是本发明实施例的振子天线单元的馈电部件的结构示意图。如图3所示，所述振子天线单元还包括馈电部件3，其与振子臂1电连接，且具有与外部同轴线电连接的接口31。其中，外部同轴线的使用使得所述振子天线单元结构稳定，能够减少匹配不连续的风险，在互调上具有一定优势。
进一步地，馈电部件3可以设置于印制电路板，馈电部件3还包括交叉设置的两块第一电路板321，以及位于第一电路板321下方的第二电路板322，第一电路板321以及第二电路板322之间电连接，接口31则设置于所述第二电路板322。也即是说，馈电部件3由三块电路板组成，包括两块第一电路板321以及一块第二电路板322。两块第一电路板321位于第二电路板322上方，沿垂直方向设置且交叉形成为十字形，被配置为巴伦也即变压器件使用。第二电路板322则沿水平方向设置，具有与外部同轴线电连接的接口31，以实现馈电功能。这一设计使得馈电部件3能够为所述振子天线单元的结构起到一定支撑效果，可选地，馈电部件3也可以具有其它结构，第一电路板321以及第二电路板322的数量可以变化。
图4是本发明实施例的振子天线单元的引向片以及引向板的结构示意图。图5是本发明实施例的振子天线单元的侧视图。如图4以及图5所示，所述振子天线单元还包括支架4，支架4套设于馈电部件3外部，顶部具有将振子臂1铆压固定的铆压部41，中部具有固定馈电部件3的固定部42，底部具有被配置为安装于外部结构的连接部43，铆压部41与固定部42之间具有与垂直方向呈一定夹角的支撑板44。也即是说，振子臂1与铆压部41之间为铆压连接，这一设计可以避免使用例如螺钉之类的结构，能够降低成本，且防止所述振子天线单元的互调性能受到其它附加部件的影响。馈电部件3则通过固定部42与支架4相互固定，支架4套设于馈电部件3外部可以对其起到一定保护作用，防止其被压伤。铆压部41与固定部42之间的支撑板44具有一定倾斜的角度，可以使得支架4的结构更加稳固，受力更加均匀。且支架4具有连接部43，能够便于所述振子天线单元与外部结构相连接。在本实施例中，配合所述振子臂1以及馈电部件3的第一电路板321的排列结构，铆压部41设置于支架4的四角，固定部42呈具有十字形镂空的板状，两者通过向支架4内部倾斜的支撑板44相互连接，可选地，支架4可以具有其它形状，根据具体生产状况而定。其中，所述支架4的材质为绝缘材料。
进一步地，为使得引向片2与振子臂1之间具有预定间隔，所述振子天线单元还包括引向板22，引向板22具有与引向片2相匹配的形状，被配置为支撑引向片2。引向板22与支架4通过支撑柱45固定相连。也即是说，由于引向片2形成为薄片状，易发生形变，需要设置与其形状相匹配的引向板22以对其形成支撑效果。与此同时，在引向板22与支架4之间设置支撑柱45，可以通过支撑柱45的长度调节振子臂1以及引向片2之间的距离，以调整所述振子天线单元的性能。其中，引向板22以及支撑柱45的材质为绝缘材料。在本实施例中，引向板22形成为与引向片2形状类似的十字形，与引向片2一体成型，周围具有供所述支撑柱45穿出的通孔，且其材料为FR-4环氧玻璃布层压板。也即，引向片2与引向板22共同形成为在十字形的环氧玻璃布层压板的边缘覆有金属铜带的结构。可选地，引向板22可以具有其它形状，其与引向片2的连接方式也可以发生变化，例如，将两者黏贴组合。引向板22的材料也可以发生变化，为其它绝缘材料。
图6是本发明实施例的振子天线单元的驻波比的示意图。图7是本发明实施例的振子天线单元的隔离度的示意图。图8是本发明实施例的振子天线单元的方向图。图9是本发明实施例的振子天线单元的三维方向图。如图6、图7、图8以及图9所示，本发明实施例的振子天线单元的驻波比(VSWR)在1.37以下，隔离度(ISO)达到-30db，且轴向交叉极化比(HBW-H)达到了-22db，其性能较为优异。
图10是本发明实施例的天线的方向图。具体地，所述振子天线单元在实际应用中需组成天线使用。本发明实施例天线为由至少两个呈阵列设置的所述振子天线单元组成的。如图10所示，可以看到，本发明实施例的天线在多频基站中去耦性能优异，方向图较为收敛，交叉极化比优异。
图11是其它天线的方向图。如图11所示，在标注的圆圈1101、1102以及1103处可以看出方向图交叉极化比较差，受高频振子影响较大，其性能较本发明实施例的天线较差。
本发明实施例的振子天线单元以及天线，所述振子天线单元包括多个振子臂以及引向片，多个振子臂沿所述振子天线单元的中轴向外延伸并彼此间隔设置，各振子臂的延伸方向构成第一平面，引向片平行于第一平面设置于振子臂上方且与之具有预定间隔。所述天线包括至少两个呈阵列设置的所述振子天线单元。由此，本发明实施例的技术方案能够提高隔离度，达到较好的去耦效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种振子天线单元，其特征在于，包括：
多个振子臂(1)，沿所述振子天线单元的中轴向外延伸，并彼此间隔设置，各振子臂的延伸方向构成第一平面；
引向片(2)，平行于所述第一平面设置所述振子臂(1)的上方，与所述振子臂(1)之间具有预定间隔，所述引向片(2)上具有十字形的镂空的图案；
馈电部件(3)；
支架(4)，所述支架(4)套设于所述馈电部件(3)外部，所述支架(4)的顶部具有将所述振子臂(1)铆压固定的铆压部(41)，所述支架(4)的中部具有固定所述馈电部件(3)的固定部(42)，所述支架(4)的底部具有被配置为安装于外部结构的连接部(43)，所述铆压部(41)与所述固定部(42)之间具有与垂直方向呈一定夹角的支撑板(44)。
2.根据权利要求1所述的振子天线单元，其特征在于，所述引向片(2)具有引向臂(21)，所述引向臂(21)与所述振子臂(1)的数量相等，所述引向臂(21)的延伸方向与所述振子臂(1)的延伸方向相对应。
3.根据权利要求2所述的振子天线单元，其特征在于，所述振子天线单元具有四个彼此正交设置的所述振子臂(1)，所述振子臂(1)垂直于所述第一平面设置；
所述引向片(2)具有四个彼此正交设置的所述引向臂(21)使得所述引向片(2)形成为十字形。
4.根据权利要求1所述的振子天线单元，其特征在于，所述振子臂(1)的长度等于所述振子天线单元的中心频点的波长的四分之一；
所述引向片(2)的周长等于所述振子天线单元的中心频点的波长。
5.根据权利要求1所述的振子天线单元，其特征在于，所述振子臂(1)的材质为导电材料；
所述引向片(2)的材质为导电金属。
6.根据权利要求1所述的振子天线单元，其特征在于，所述馈电部件(3)与所述振子臂(1)电连接，所述馈电部件(3)具有与外部同轴线电连接的接口(31)。
7.根据权利要求6所述的振子天线单元，其特征在于，所述馈电部件(3)设置于印制电路板，包括交叉设置的两块第一电路板(321)，以及位于所述第一电路板(321)下方的第二电路板(322)，所述第一电路板(321)以及第二电路板(322)之间电连接；
所述接口(31)设置于所述第二电路板(322)上。
8.根据权利要求6所述的振子天线单元，其特征在于，所述支架(4)的材质为绝缘材料。
9.根据权利要求1所述的振子天线单元，其特征在于，所述振子天线单元还包括引向板(22)，所述引向板(22)具有与所述引向片(2)相匹配的形状，被配置为支撑所述引向片(2)，所述引向板(22)与所述支架(4)通过支撑柱(45)固定相连，以使得所述引向片(2)与所述振子臂(1)之间具有所述间隔；
所述引向板(22)以及所述支撑柱(45)的材质为绝缘材料。
10.一种天线，其特征在于，包括至少两个权利要求1-9任一项所述的振子天线单元，所述振子天线单元呈阵列设置。
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