CN114122690B - 辐射单元、天线及基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种辐射单元,包括以极化正交设置的两对辐射臂,该两对辐射臂关于同一中心点呈中心对称结构,每个辐射臂包括馈电部和辐射环,所述辐射环与所述馈电部相连接构成闭环结构,所述辐射环以往复弯折结构形成至少两个电感单元,其中至少两个所述电感单元的单位长度电感量不同。本发明的辐射单元通过在辐射臂上设置多个电感单元,电感单元抑制与高频辐射单元共阵时产生的高频感应电流,且辐射单元在不同大小的高频感应电流所在的区域设置对应电感量大小的电感单元,以使得电感单元可恰好抑制所对应区域的高频感应电流,而不会影响阻抗匹配,以便于本发明的辐射单元便于与高频辐射单元共阵设置。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,具体涉及一种辐射单元与配置了所述辐射单元的天线以及配置所述天线的基站。
背景技术
随着现代移动通信技术的迅猛发展,用户对于高容量、低时延通信的需求与日俱增,由此第五代移动通信网络应运而生。随着通信技术的不断更新,2G、3G及4G等网络还未退出市场,因此出现了多制式多频段天线并存的局面。
为了降低基站场地租赁成本和便于安装多制式多频段天线,运营商通常要求天线尺寸尽可能小,重量尽可能轻,因此在有限空间的平台上集成多个频段的天线的需求越来越强烈。但各频段天线之间并不能简单的拼凑在一起,当各频段天线集成在同一平台上时,各频段天线将会相互耦合和散射,从而影响天线的辐射性能。
具体言之,各天线之间互耦将会使天线相互干扰,而散射将会干扰辐射源的分布,从而使方向图畸变,最终将使得整个通信系统的辐射性能受到干扰,对通信质量造成严重影响。例如,参见图1,普通的辐射单元的辐射臂呈对称的环状结构,当平面波透射该辐射臂时,由于平面波在辐射臂的不同位置的感应电动势不同,使得辐射臂上不同位置的散射电流不同。且由于辐射臂呈对称结构,相对称位置的感应电动势大小相等,方向相反,会在对称轴上形成散射电流零点,极大地影响辐射单元的辐射性能。
为解决该问题,业内提出了在辐射单元的辐射臂的其中一部分上加载一个电感或滤波结构,抑制高频散射电流,以解决互耦和散射的问题。该方法在一定程度上抑制了散射,但电感或滤波结构所串接耦合的辐射臂因存在一定的长度,使得辐射臂上仍能产生感应电流,形成较强的散射场,不能满足在多频段天线的应用要求。
发明内容
本发明的首要目的在于解决上述问题至少之一而提供一种辐射单元、天线及基站。
为满足本发明的各个目的,本发明采用如下技术方案:
适应本发明的目的之一而提供一种辐射单元,包括以极化正交设置的两对辐射臂,该两对辐射臂关于同一中心点呈中心对称结构,每个辐射臂包括馈电部和辐射环,所述辐射环与所述馈电部相连接构成闭环结构,所述辐射环以往复弯折结构形成至少两个电感单元,其中至少两个所述电感单元的单位长度电感量不同。
进一步的,多个所述电感单元顺序相串接形成连续加载。
进一步的,各所述电感单元的单位长度电感量大小根据被激励产生的高频感应电流的分布强弱对应设置。
进一步的,所述辐射环呈多边形状,所述辐射环沿极化轴线方向呈对称结构。
具体的,所述辐射环的多个电感单元中包括至少一对单位长度电感量相同的电感单元,所述成对设置的电感单元关于极化轴线对称设置于辐射环上。
具体的,所述辐射环包括多对电感单元,不同对电感单元的单位长度电感量不同。
具体的,该线状辐射环在远离所述中心点的一端设有一个电感单元,且与所述极化轴线相交,该电感单元关于所述极化轴线呈对称结构。
进一步的,所述辐射环呈圆形结构或椭圆形结构,所述辐射环沿所在辐射臂的极化轴线对称设置,具有相同单位长度电感量的电感单元成对设置,该成对设置的电感单元沿所述极化轴线对称设置。
进一步的,所述电感单元包括多个呈直线段状或弧段状的辐射段,相邻两个辐射段之间因首尾相接形成过渡段,所述过渡段呈直线段状或弧段状,不同单位长度电感量的电感单元的辐射段的长度不同。
具体的,所述电感单元由所述往复弯折结构构成而呈波浪状结构或锯齿状结构或弹簧状结构。
适应本发明的目的之一而提供一种天线,包括反射板、低频辐射单元以及高频辐射单元列,每个辐射单元列均包括彼此并联馈电的多个辐射单元,所述低频辐射单元列中的辐射单元采用如上一目的任意一项所述的辐射单元,至少存在一个低频辐射单元布设于多个高频辐射单元列之间,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和与之相邻的高频辐射单元的投影相重叠。
适应本发明的目的之一而提供一种基站,所述基站配置有如上一目的所述的天线,用于发射该基站通行的信号。
相对于现有技术,本发明的优势如下:
首先,本发明的辐射单元的辐射臂设有通过至少两个不同单位长度电感量的电感单元所围成的辐射环,所述电感单元用于抑制被高频信号激励产生的高频感应电流,且由于辐射臂的不同区域的高频电流的密度不同,在对应高频电流密度区域处设置相应单位长度电感量的电感单元,以使得单位长度电感量不会过大或过小,而不影响本发明的辐射单元的阻抗匹配,提高本发明的辐射单元的辐射性能。
其次,本发明的辐射单元的辐射臂的辐射环通过往复绕折形成多个不同单位长度电感量的电感单元,且电感单元的制造方式简单,便于一体弯折成型,极大的降低生产成本与便于大规模的推广应用。
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为现有技术的环状辐射臂的散射电流密度分布示意图。
图2为现有技术的环状辐射臂在局部电流峰值处切断示意图。
图3为现有技术的环状辐射臂局部加载了电感单元的结构示意图。
图4为本发明的辐射单元的辐射臂的结构原理图。
图5为本发明的其中一个实施例的辐射单元的结构示意图。
图6为本发明的其中一个实施例的辐射单元的辐射臂的结构示意图。
图7为本发明的另一个实施例的辐射单元的结构示意图。
图8为本发明的另一个实施例的辐射单元的辐射臂的结构示意图。
图9为本发明的一个实施例的辐射单元的辐射臂的结构示意图。
图10为本发明的一个实施例的天线的结构示意图。
图11为本发明的另一个实施例的天线的结构示意图。
图12为现有技术中的辐射单元的辐射臂与本发明的辐射单元的辐射臂被频率为1.427GHz的高频信号透射时的电流密度分布对比图。
图13为现有技术中的辐射单元的辐射臂与本发明的辐射单元的辐射臂被频率为1.71GHz的高频信号透射时的电流密度分布对比图。
图14为现有技术中的辐射单元的辐射臂与本发明的辐射单元的辐射臂被频率为2.69GHz的高频信号透射时的电流密度分布对比图。
图15为当高频辐射单元发射频率为1.427GHz的高频信号时,未与低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元、与普通低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元及与本发明的辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元的高频方向图。
图16为当高频辐射单元发射频率为1.71GHz的高频信号时,未与低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元、与普通低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元及与本发明的辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元的高频方向图。
图17为当高频辐射单元发射频率为2.69GHz的高频信号时,未与低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元、与普通低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元及与本发明的辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元的高频方向图。
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。
参见图2,为了抑制高频散射电流,业内提出了在辐射臂100的局部散射电流峰值位置将环状对称的辐射臂100切断。参见图3,在切断处加载单位电感量较大的电感结构110,以抑制高频散射电流。为了抑制高频散射电流,在切断处所加载的电感结构110的电感量越大越好,但是随着电感量的不断增大,低频的阻抗会变得发射,以至于难以匹配。而且,由于辐射臂100的各处的高频感应电流的加载量的不同,有的区域高频感应电流量较大,有的区域高频感应电流量较小,现有技术中,辐射臂100各个区域所加载的电感结构110相同,使得小电流处加载具有较大电感量的电感结构110,而大电流处加载电感量较小的电感结构110,进而影响辐射单元的辐射性能。
而且,在辐射臂未加载电感结构的区域,仍能产生感应电流,形成较强的散射场,以使得辐射单元不能满足多频天线的应用要求。具体言之,天线所应用的电感或滤波结构在辐射臂上为离散型加载,辐射臂未被加载的区域还是会产生离散电流,影响天线的辐射性能。由此可知,现有的辐射单元加载了电感结构仍不能如同本发明所提供的辐射单元有效地调节电感量,抑制散射电流,降低高频方向图的畸变。
本发明提供一种辐射单元,该辐射单元的辐射臂包括辐射环,该辐射环通过往复弯折形成至少两个电感单元,该至少两个电感单元所构成的所辐射环与馈电部相接构成闭环结构,以实现连续电感加载,调节电感量,抑制高频散射电流,降低高频方向图的畸变。
在本发明的典型实施例中,结合图5与图7,所述辐射单元10包括两对辐射臂101,该两对辐射臂101以极化正交设置,且该两对辐射臂101关于同一中心点呈中心对称结构。
所述辐射臂101包括馈电部12和辐射环11,所述辐射环11与所述馈电部12相连接以构成闭环结构,也即是说,所述辐射臂101呈闭环结构。
所述辐射臂101呈闭环状,且内部中空,当所述辐射单元10与高频辐射单元共阵设置时,本发明的辐射单元10的呈中空状的辐射臂101可便于高频辐射单元发射的高频信号的透射,且因辐射臂101由金属线围成,辐射臂101较少与所述高频辐射单元互耦和散射,提高共阵时天线总体辐射性能。
结合图4,图4为本发明的辐射环的原理结构示意图,所述辐射环11由往复弯绕折结构形成,具体言之,所述辐射环11由金属线往复绕折形成。辐射环11通过所述往复绕折结构形成至少两个电感单元111,其中至少一个电感单元111的单位长度电感量高于其它电感单元111。
具体言之,所述辐射环11经往复绕折形成多个电感单元111,且该多个电感单元111顺次串接以形成环状而的辐射环11,也即是说,所述辐射环11由多个电感单元111相互串接而成。
所述电感单元111由金属线反复绕折而成,以实现电感功能。具体言之,结合图6与图8,所述电感单元111弯折形成多个辐射段1111、且相邻两个辐射段1111之间因首尾相接形成的过渡段1112。
在本发明中,通过控制所述辐射段1111的长度来控制电感单元111的电感性能。通过控制不同电感单元111的辐射段1111的长度,来控制不同电感单元111的所能加载的单位长度电感量。所述辐射段1111的长短与电感单元111的单位长度电感量呈正比,也即是说,辐射段1111的长度越长其所在的电感单元111所能加载的单位长度电感量越大,辐射段1111的长度越短其所在的电感单元111的单位长度电感量越小。
例如,参见图4,辐射环11的其中一个电感单元1114的辐射段的长度大于另一个电感单元1113的辐射段的长度,也即是说,该其中一个电感单元1114的单位长度电感量大于该另一个电感单元1113的单位长度电感量。
结合图12,图12为实测现有技术中的未加载电感单元呈直线微带线状的辐射单元的辐射臂与本发明的辐射单元的辐射臂被频率为1.427GHz的高频信号透射时的电流密度分布对比图。其中,虚线表示现有技术的辐射单元的辐射臂上的电流密度,实线表示本发明的辐射单元的辐射臂上的电流密度。由图12可知,本发明的辐射单元的辐射臂上各区域的高频感应电流的密度远小于现有技术的辐射单元的辐射臂上各区域的高频感应电流的密度。
结合图13,图13为实测现有技术中的未加载电感单元呈直线微带线状的辐射单元的辐射臂与本发明的辐射单元的辐射臂被频率为1.71GHz的高频信号透射时的电流密度分布对比图。其中,虚线表示现有技术的辐射单元的辐射臂上的电流密度,实线表示本发明的辐射单元的辐射臂上的电流密度。由图13可知,本发明的辐射单元的辐射臂上各区域的高频感应电流的密度远小于现有技术的辐射单元的辐射臂上各区域的高频感应电流的密度。
结合图14,图14为实测现有技术中的未加载电感单元呈直线微带线状的辐射单元的辐射臂与本发明的辐射单元的辐射臂被频率为2.69GHz的高频信号透射时的电流密度分布对比图。其中,虚线表示现有技术的辐射单元的辐射臂上的电流密度,实线表示本发明的辐射单元的辐射臂上的电流密度。由图14可知,本发明的辐射单元的辐射臂上各区域的高频感应电流的密度远小于现有技术的辐射单元的辐射臂上各区域的高频感应电流的密度。
由图13至图14可知,本发明的加载了至少两种电感单元的辐射臂的辐射单元被高频信号透射时,通过电感单元可有效抑制高频感应电流,而不会如同普通的辐射单元的辐射臂上具有较大的高频感应电流,以便于本发明的辐射单元与高频辐射单元共阵设置。
结合图6与图8,所述辐射段1111呈直线段状或弧段状,所述过渡段1112呈直线段状或弧段状。电感单元111的所述辐射段1111与所述过渡段1112相互组合以形成波浪状结构或锯齿状结构或弹簧状结构。同一电感单元111的多个辐射段1111的形状相同及长度均相等,同一电感单元111的多个过渡段1112的形状相同及长度相等。在一个实施例中,电感单元111的部分辐射段1111的长度不相等。电感单元111的部分过渡段1112呈U形或W形。
在本发明的典型实施例中,电感单元111的辐射段1111与过渡段1112相互组合形成方波状结构或正弦波结构或余弦波结构。
在本发明的典型实施例中,结合图6与图8,所述辐射环11呈多边形状,且该多边形关于辐射环11所在的一对辐射臂的极化轴线相对称。所述辐射环11呈多边形状,多边形状的辐射环11的每一条边均由一个电感单元111形成,以使得所述辐射环11由多个电感单元111相互连接围成。
在一个实施例中,结合图9,所述辐射环11呈具有偶数条边的多边形状,且该具有偶数条的多边形关于所述极化轴线呈对称结构。所述辐射环11包括多个电感单元111,各个电感单元111构成呈具有偶数条边的多边形的辐射环(称该具有偶数条边的多边形的辐射环为第一辐射环112)的各条边。
所述第一辐射环112的电感单元111根据其单位长度电感量分为多种,也即是说,根据电感单元111的辐射段1111的长度分为多种。第一辐射环112中的电感单元111成对设置,同一对电感单元111的单位长度电感量相同,且同一对电感单元111关于所述极化轴线相对称,也即是说,同一对的电感单元111对称分布于所述极化轴线的两侧,以使得所述辐射环11可关于所述极化轴线相对称。
所述第一辐射环112至少包括两对具有不同单位长度电感量的电感单元111,根据单位长度电感量的高低将电感单元111设置于第一辐射环112的不同位置,以完全抑制与高频辐射单元共阵时所激励产生的高频感应电流,且不影响阻抗匹配。在一个实施例中,所述第一辐射环112的每一对电感单元111的单位长度电感量均不相同。
具体言之,当本发明的辐射单元10耦合高频信号时,辐射臂101上将会加载高频感应电流,辐射臂101上不同位置的高频电流的大小不同,且相同大小的高频感应电流关于所述极化轴线对称分布于辐射臂101的不同位置上。
由此,可基于高频感应电流在辐射臂101上的分布情况,在高频感应电流较大的区域设置单位长度电感量较大的电感单元111,而在高频感应电流较小的区域设置单位长度电感量较小的电感单元111,以使得本发明的辐射单元10的辐射臂101可通过相对应单位长度电感量的电感单元111抑制相对应大小的高频感应电流,而不会使用单位长度电感量不对应的电感单元111抑制大小不对应的高频感应电流,从而影响辐射单元10的辐射性能。
具体言之,若单位长度电感量大于对应高频感应电流的电感单元111,则使得该电感单元111不便于阻抗匹配;若单位长度电感量小于对应高频感应电流的电感单元111,则该电感单元111不能完全抑制该高频电流,进而影响辐射单元的辐射性能。
在本发明中根据辐射臂101上的电流分布状况而设置相应单位长度电感量的电感单元111。
在本实施例中,所述第一辐射环112具有四条边或六条条,也即是说,所述第一辐射环112呈平行四边形状或六边形状。
当所述第一辐射环112呈平行四边形状时,该第一辐射环112具有两对单位长度电感量不同的电感单元111。
当所述第一辐射环112呈六边形状时,该第一辐射环112具有三对电感单元111,且三对电感单元111中包括至少两对单位长度电感量不同的电感单元111。优选的,该三对电感单元111的单位长度电感量均不相同。
在一个实施例中,结合图9,当第一辐射环112呈六边形时,其三对电感单元分别为一对第五电感单元1121、一对第六电感单元1122及一对第七电感单元1123。所述第六电感单元1122与第七电感单元1123的单位长度电感量相同,所述第五电感单元1121的单位长度电感量大于第六电感单元1122与第七电感单元1123的单位长度电感量,也即是说,第五电感单元1121的辐射段的长度大于第六电感单元1122的辐射段的长度及第七电感单元1123的辐射段的长度。
在另一个实施例中,结合图5至图8,所述辐射环11呈具有奇数条边的多边形状,且该具有奇数条边的辐射环11(该具有奇数条边的辐射环11为第二辐射环113)关于所在的辐射臂101的极化轴线呈对称结构。所述第二辐射环113包括多个电感单元111,该电感单元111中至少包括两种单位长度电感量不同的电感单元111,各电感单元111构成所述第二辐射环113的各条边。
所述第二辐射环113在远离所述辐射单元10的中心点的一端设有一个电感单元111,该电感单元111所在的边与所述极化轴线相交设置,称该与极化轴线相交的电感单元111为第一电感单元1131,每个第二辐射环113只有一个第一电感单元1131,且所述第一电感单元1131关于所述极化轴线呈对称结构。
所述第二辐射环113的除第一电感单元1131外的其余电感单元(称除第一电感单元1131外的电感单元为第二电感单元1132)成对设置,同一对第二电感单元1132的单位长度电感量相同,且同一对第二电感单元1132关于所述极化轴线相对称。不同对第二电感单元1132的单位长度电感量相同或不相同,或者,第一电感单元1131的单位长度电感量与所述多个第二电感单元1132的单位长度电感量相同或不相同。
在本实施例中,因第一电感单元1131关于所述极化轴线呈对称结构,且各对第二电感单元1132也关于所述极化轴线相对称,以使得所述第二辐射环113关于所述极化轴线呈对称结构。
所述第二辐射环113上的各电感单元111的设置位置基于所在的辐射单元10与高频辐射单元共阵时,被激励产生的高频感应电流的分布情况而设置,具体的各感应电流的设置方式可参见第一辐射环112的电感单元111的设置方式,在此为节省篇幅,不在赘述。
在本实施例中,所述第二辐射环113呈五边形状。当所述第二辐射环113呈五边形状时,该第二辐射环113具有两对第二电感单元1132与一个第一电感单元1131,该两对第二电感单元1132的单位长度电感量相同或不相同。结合8,若该两对第二电感单元1132的单位长度电感量相同时,则第一电感单元1131的单位长度电感量与该两对第二电感单元1132的单位长度电感量不相同;结合图6,若该两对第二电感单元1132的单位长度电感量不相同时,则第一电感单元1131的单位长度电感量与其中一对第二电感单元1132的单位长度电感量相同或不相同。
在一个实施例中,结合图6,当第二辐射环113呈五边形状时,其两对第二电感单元的单位长度电感量不同,分别称该两对第二电感单元中的其中一对为第八电感单元1133,另一对为第九电感单元1134,其中第八电感单元1133的单位长度电感量大于第九电感单元1134的单位长度电感量,且第八电感单元1133与第九电感单元1134的单位长度电感量小于第一电感单元1131的单位长度电感量,也即是说,第八电感单元1133的辐射段的长度小于第九电感单元1134的辐射段的长度,但第八电感单元1133的辐射段的长度小于第一电感单元1131的辐射段的长度。
在另一实施例中,结合图8,当第二辐射环113呈五边形状时,其两对第二电感单元的单位长度电感量相同,当该两对第二电感单元1132的单位长度电感量小于第一电感单元1131的单位长度电感量,也即是说,第二电感单元1132的辐射段的长度小于所述第一电感单元1131的辐射段的长度。
在进一步的实施例中,所述第一电感单元1131的包括两种辐射段,该两种辐射段的长度不相同。设长度较长的辐射段为第一辐射段1136,长度较短的辐射段为1137。在电感单元中设置两种不同长度的辐射段或多种长度不同的辐射段,以便更好的实现高频感应电流的抑制。
在一个实施例中,结合图4,所述辐射环11呈圆形结构或椭圆形结构或者大致圆形或大致椭圆形状,称该具有圆形结构或椭圆形结构的辐射环11为第三辐射环114,该第三辐射环114关于其所在辐射臂101的极化轴线呈对称结构。所述第三辐射环114包括多个电感单元111,该多个电感单元111沿所述第三辐射环114的延伸路径顺次设置。
所述第三辐射环114的各个电感单元111组成该第三辐射环114的各个弧段。
在一个实施中,所述第三辐射环114包括多对电感单元111,该多对电感单元111中的至少两对电感单元111的单位长度电感量不相同,且每对电感单元111关于所述极化轴线相对称。具体的各个电感单元111的设置方式可参见第一辐射环112的电感单元111的设置方式,在此为节省篇幅,不在赘述。例如,结合图4,第三辐射环114包括四对电感单元,该四对电感单元包括两对第十电感单元1143与两对第十一电感单元1144,其中第十电感单元1143的单位长度电感量大于第十一电感单元1144的单位长度电感量,也即是说,第十电感单元1143的辐射段的长度大于第十一电感单元1144的辐射段的长度。
在一个实施例中,所述第三辐射环包括多个电感单元,第三辐射环在远离所述辐射单元的中心点的一端设有一个电感单元,该电感单元所在的边与所述极化轴线相交设置,称该与极化轴线相交的电感单元为第三电感单元,每个第二辐射环只有一个第三电感单元,且所述第三电感单元关于所述极化轴线相对称。第三辐射环的除第三电感单元外的其余电感单元(称除第三电感单元外的电感单元为第四电感单元)成对设置,同一对第四电感单元的单位长度电感量相同,且同一对第四电感单元关于所述极化轴线相对称。不同对第四电感单元的单位长度电感量相同或不同相同,或者,第三电感单元的单位长度电感量与所述多个第四电感单元的单位长度电感量相同或相同。具体的第三辐射环的各个电感单元的设置方式可参见第三辐射环的电感单元的设置方式,在此为节省篇幅,不在赘述。
在本发明的典型实施例中,结合图5与图7,所述辐射单元10还包括一对巴伦,该一对巴伦插接与设置于馈电部12上的巴伦孔121上,该一对巴伦通过馈电部12给相对应极化的辐射臂101馈电。
在一个实施例中,所述辐射单元还包括介质板,所述两对辐射臂设置于介质板的正面或反面上。
在一个实施例中,围成所述辐射单元的辐射环的金属线为微带线。所述辐射环由微带线一体弯折成型。
本发明还提供了一种天线,结合图10与图11,该天线包括反射板40与设置于反射板40上的低频辐射单元列与高频辐射单元列。所述低频辐射单元列包括多个彼此并联馈电的低频辐射单元10,所述低频辐射单元10为上文所述的辐射单元,所述高频辐射单元列包括多个彼此并联馈电的高频辐射单元30。所述低频辐射单元10与所述高频辐射单元30相近设置。
所述低频辐射单元列设置于两个高频辐射单元列之间,以使得低频辐射单元列的低频辐射单元10设置于多个高频辐射单元30之间。具体言之,所述低频辐射单元10设置于四个高频辐射单元30之上,所述低频辐射单元10的每个辐射臂101各对应一个高频辐射单元30,低频辐射单元10的辐射臂101设置于该辐射臂101所对应的高频辐射单元30之上,且在面向反射板40的投影关系上,所述低频辐射单元10的辐射臂101的投影与该辐射臂101所对应的高频辐射单元30的投影相重叠,也即是说,所述低频辐射单元10的投影与相对应的四个高频辐射单元30的投影相重叠。
当低频辐射单元10与四个高频辐射单元30共阵设置时,低频辐射单元10的呈环状的辐射臂101可较少的阻挡高频信号的透射,低频辐射单元10的辐射臂101上的多个电感单元111可抑制激励产生的高频感应电流,且低频辐射单元10在高频感应电流不同区域设置对应大小的单位长度电感量的电感单元111,以恰好抑制高频感应电流,而不会影响低频辐射单元10的阻抗匹配。
结合图15,图15为实测当高频辐射单元发射频率为1.427GHz的高频信号时,未与低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元、与普通低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元及与本发明的辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元的高频方向图。其中,虚线表示未与低频辐射单元共阵时的高频辐射单元的方向图,实线加矩形的线形表示与普通低频辐射单元共阵的高频辐射阵列时的高频辐射单元的方向图,实线加三角形的线形表示与本发明的辐射单元共阵的高频辐射阵列时的高频辐射单元的方向图。由图15可知,与普通低频辐射单元共阵时的高频辐射单元的方向图畸变较为严重,而与本发明的辐射单元共阵的高频辐射单元的方向图与未与低频辐射单元共阵的高频辐射单元的方向图大致相同。
结合图16,图16为实测当高频辐射单元发射频率为1.71GHz的高频信号时,未与低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元、与普通低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元及与本发明的辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元的高频方向图。其中,虚线表示未与低频辐射单元共阵时的高频辐射单元的方向图,实线加矩形的线形表示与普通低频辐射单元共阵的高频辐射阵列时的高频辐射单元的方向图,实线加三角形的线形表示与本发明的辐射单元共阵的高频辐射阵列时的高频辐射单元的方向图。由图16可知,与普通低频辐射单元共阵时的高频辐射单元的方向图畸变较为严重,而与本发明的辐射单元共阵的高频辐射单元的方向图与未与低频辐射单元共阵的高频辐射单元的方向图大致相同。
结合图17,图17为实测当高频辐射单元发射频率为2.69GHz的高频信号时,未与低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元、与普通低频辐射单元共阵的高频辐射阵列的高频辐射单元及与本发明的辐射单元共阵的高频辐射单元的高频辐射阵列的高频方向图。其中,虚线表示未与低频辐射单元共阵时的高频辐射单元的方向图,实线加矩形的线形表示与普通低频辐射单元共阵的高频辐射阵列时的高频辐射单元的方向图,实线加三角形的线形表示与本发明的辐射单元共阵的高频辐射阵列时的高频辐射单元的方向图。由图17可知,与普通低频辐射单元共阵时的高频辐射单元的方向图畸变较为严重,而与本发明的辐射单元共阵的高频辐射单元的方向图与未与低频辐射单元共阵的高频辐射单元的方向图大致相同。
由图15至图17可知,本发明的辐射单元与高频辐射单元共阵时的高频辐射单元的方向图大致与未与普通低频辐射单元共阵时的高频辐射单元的方向图大致相同,因此本发明的辐射单元便于与高频辐射单元共阵设置,而不影响高频辐射单元的性能,且本发明的辐射单元通过加载电感单元使得其自身的辐射性能也不会受到影响。
本发明还提供了一种基站,所述基站配置了上文所述的天线,通过所述天线接收或发射相应频段的天线信号。
综上所述,本发明的辐射单元通过在其辐射臂上设置多个电感单元,通过电感单元抑制与高频辐射单元共阵时产生的高频感应电流,且可在辐射单元不同大小的高频感应电流所在的区域设置对应单位长度电感量大小的电感单元,以使得电感单元可恰好抑制所对应区域的高频感应电流,而不会影响阻抗匹配,以便于本发明的辐射单元便于与高频辐射单元共阵设置。
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 (11)
1.一种辐射单元,包括以极化正交设置的两对辐射臂,该两对辐射臂关于同一中心点呈中心对称结构,其特征在于,每个辐射臂包括馈电部和辐射环,所述辐射环以往复弯折结构形成多个电感单元,该多个电感单元顺次串接以形成环状的辐射环,所述辐射环与所述馈电部相连接构成闭环结构以实现连续电感单元加载,其中至少两个所述电感单元的单位长度电感量不同。
2.如权利要求1所述的辐射单元,其特征在于,各所述电感单元的单位长度电感量大小根据被激励产生的高频感应电流的分布强弱对应设置。
3.如权利要求1所述的辐射单元,其特征在于,所述辐射环呈多边形状,所述辐射环沿极化轴线方向呈对称结构。
4.如权利要求1所述的辐射单元,其特征在于,所述辐射环的多个电感单元中包括至少一对单位长度电感量相同的电感单元,所述成对设置的电感单元关于极化轴线对称设置于辐射环上。
5.如权利要求4所述的辐射单元,其特征在于,所述辐射环包括多对电感单元,不同对电感单元的单位长度电感量不同。
6.如权利要求3所述的辐射单元,其特征在于,该辐射环在远离所述中心点的一端设有一个电感单元,且与所述极化轴线相交,该电感单元关于所述极化轴线呈对称结构。
7.如权利要求1所述的辐射单元,其特征在于,所述辐射环呈圆形结构或椭圆形结构,所述辐射环沿所在辐射臂的极化轴线对称设置,具有相同单位长度电感量的电感单元成对设置,该成对设置的电感单元沿所述极化轴线对称设置。
8.如权利要求1所述的辐射单元,其特征在于,所述电感单元包括多个呈直线段状或弧段状的辐射段,相邻两个辐射段之间因首尾相接形成过渡段,所述过渡段呈直线段状或弧段状,不同单位长度电感量的电感单元的辐射段的长度不同。
9.如权利要求1至8任意一项所述的辐射单元,其特征在于,所述电感单元由所述往复弯折结构构成而呈波浪状结构或锯齿状结构或弹簧状结构。
10.一种天线,包括反射板、低频辐射单元以及高频辐射单元列,每个辐射单元列均包括彼此并联馈电的多个辐射单元,其特征在于,所述低频辐射单元列中的辐射单元采用如权利要求1至9中任意一项所述的辐射单元,至少存在一个低频辐射单元布设于多个高频辐射单元列之间,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和与之相邻的高频辐射单元的投影相重叠。
11.一种基站,其特征在于,所述基站配置有如权利要求10所述的天线,用于发射该基站通行的信号。
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