CN114361780A - 一种宽频辐射元件及基站天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种宽频辐射元件及基站天线，所述宽频辐射元件包括第一介质基板和第二介质基板；所述第一介质基板的下表面设置有矩形辐射面；所述第二介质基板设置于所述矩形辐射面的下方，且与所述矩形辐射面通过馈电探针连接；所述第二介质基板的下表面设置有用于馈电的馈电网络，本发明还提供应用有该宽频辐射元件的基站天线，本发明通过加载辐射面，改变宽频辐射元件的尺寸，拓展宽频辐射元件的带宽，提高极化纯度优化，得到良好交叉极化鉴别率及水平面方向图一致性；通过合理利用立体空间，缩小宽频辐射元件占用的表面积，进一步缩小基站天线的大小。

Description

一种宽频辐射元件及基站天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种宽频辐射元件及基站天线。

背景技术

随着通信基站的迅速发展，多种制式的通信共存的情况成为广泛需求。多频带基站天线应运而生，现有的多频带基站天线通常是将高低频振子分开布置以规避低频单元对高频单元的负面影响，而这种高低频分开布置的方式会导致需要耗费更多的空间，不利于站址资源的有效利用。

由于基站站址资源非常稀缺，如何将高低频信号进行集成优化，有利于进一步拓展宽频辐射元件的带宽，缩小基站天线的大小，成为了亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种宽频辐射元件及基站天线，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种宽频辐射元件，包括：第一介质基板和第二介质基板；

所述第一介质基板的下表面设置有矩形辐射面；

所述第二介质基板设置于所述矩形辐射面的下方，且与所述矩形辐射面通过馈电探针连接；

所述第二介质基板的下表面设置有用于馈电的馈电网络。

作为上述技术方案的进一步改进，所述矩形辐射面的每条矩形边均开设有凸字形的开槽缝隙，所述开槽缝隙沿所述矩形边的中轴线左右对称。

作为上述技术方案的进一步改进，所述开槽缝隙的最大宽度及最大长度均为八分之一至十六分之一高频波长，所述高频波长为工作频段中最高频率对应的电磁波在自由空间的波长。

作为上述技术方案的进一步改进，所述馈电网络包括：第一差分网络和第二差分网络，所述第一差分网络包括第一连接点、第一馈电点和第二馈电点，所述第一连接点、第一馈电点和第二馈电点通过传输线依次连接；

所述第二差分网络包括第二连接点、第三馈电点和第四馈电点，所述第二连接点、第三馈电点和第四馈电点通过传输线依次连接；

所述第一馈电点和第二馈电点之间的传输线与所述第三馈电点和第四馈电点之间的传输线长度相等。

作为上述技术方案的进一步改进，所述馈电探针共四条，所述第一馈电点、第二馈电点、第三馈电点和第四馈电点设置于所述第二介质基板的四周，且分别与四条所述馈电探针一一对应连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一馈电点和第三馈电点之间的距离为八分之一至十六分之一高频波长，所述第二馈电点和第四馈电点之间的距离为八分之一至十六分之一高频波长。

作为上述技术方案的进一步改进，所述宽频辐射元件还包括：设置于所述第二介质基板上表面的导电片，所述导电片设有2个连接片，2个所述连接片分别与第一连接点、第二连接点连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述馈电探针的高度为八分之一至十六分之一高频波长。

作为上述技术方案的进一步改进，所述宽频辐射元件包括辐射板，所述辐射板设置于所述第一介质基板的上方，用于提高所述矩形辐射面的辐射增益。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基站天线，包括：第一方面任一所述的宽频辐射元件。

本发明的有益效果是：本发明公开一种宽频辐射元件及基站天线，本发明提供的宽频辐射元件通过加载辐射面，改变宽频辐射元件的尺寸，拓展宽频辐射元件的带宽，提高极化纯度优化，得到良好交叉极化鉴别率及水平面方向图一致性；通过合理利用立体空间，缩小宽频辐射元件占用的表面积，进一步缩小基站天线的大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中宽频辐射元件的整体仰视图；

图2是本发明实施例中宽频辐射元件的整体俯视图；

图3是本发明实施例中矩形辐射面的结构示意图；

图4是本发明实施例中馈电网络的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参考图1和图2，本发明实施例提供的一种宽频辐射元件，所述宽频辐射元件包括：第一介质基板100和第二介质基板200；

所述第一介质基板100的下表面设置有矩形辐射面110；

所述第二介质基板200设置于所述矩形辐射面110的下方，且与所述矩形辐射面110通过馈电探针300连接；

所述第二介质基板200的下表面设置有用于馈电的馈电网络400。

本发明提供的实施例中，通过加载辐射面，改变宽频辐射元件的尺寸，拓展宽频辐射元件的带宽，提高极化纯度优化，得到良好交叉极化鉴别率及水平面方向图一致性；通过合理利用立体空间，缩小宽频辐射元件占用的表面积，进一步缩小基站天线的大小。

参考图3，在一些改进的实施例中，所述矩形辐射面110的每条矩形边均开设有凸字形的开槽缝隙111，所述开槽缝隙111沿所述矩形边的中轴线左右对称。

在一些改进的实施例中，所述开槽缝隙111的最大宽度及最大长度均为八分之一至十六分之一高频波长，所述高频波长为工作频段中最高频率对应的电磁波在自由空间的波长。能够实现宽频辐射元件的阻抗匹配。

参考图4，在一些改进的实施例中，所述馈电网络400包括：第一差分网络410和第二差分网络420，所述第一差分网络410包括第一连接点411、第一馈电点412和第二馈电点413，所述第一连接点411、第一馈电点412和第二馈电点413通过传输线依次连接；

所述第二差分网络420包括第二连接点421、第三馈电点422和第四馈电点423，所述第二连接点421、第三馈电点422和第四馈电点423通过传输线依次连接；

所述第一馈电点412和第二馈电点413之间的传输线与所述第三馈电点422和第四馈电点423之间的传输线长度相等。

具体地，第一馈电点412、第二馈电点413、第三馈电点422和第四馈电点423与天馈系统连接，天馈信号分别经过第一差分网络410和第二差分网络420，在第一馈电点412和第二馈电点413上形成了幅度相等、相位彼此差为180°的极化馈电关系，在第三馈电点422和第四馈电点423上形成了幅度相等、相位彼此差为180°的极化馈电关系。

在一些改进的实施例中，所述馈电探针300共四条，所述第一馈电点412、第二馈电点413、第三馈电点422和第四馈电点423设置于所述第二介质基板200的四周，且分别与四条所述馈电探针300一一对应连接。

具体地，进入第一差分网络410和第二差分网络420的射频信号通过馈电探针300传输至矩形辐射面110，通过矩形辐射面110进行无线信号发射。

在一些改进的实施例中，所述第一馈电点412和第三馈电点422之间的距离为八分之一至十六分之一高频波长，所述第二馈电点413和第四馈电点423之间的距离为八分之一至十六分之一高频波长。能够优化宽频辐射元件的散射参数。

在一些改进的实施例中，所述宽频辐射元件还包括：设置于所述第二介质基板200上表面的导电片500，所述导电片500设有2个连接片，2个所述连接片分别与第一连接点411、第二连接点421连接。

在一些改进的实施例中，所述馈电探针300的高度为八分之一至十六分之一高频波长。提高宽频辐射元件的整体辐射性能。体现宽频辐射元件高性能、低剖面、宽频带的优点；

在一些改进的实施例中，所述宽频辐射元件包括辐射板600，所述辐射板600设置于所述第一介质基板100的上方，用于提高所述矩形辐射面110的辐射增益。

在一些改进的实施例中，所述第一介质基板100与所述辐射板600通过支撑柱700连接，所述支撑柱700的底部与所述第一介质基板100固定连接，所述支撑柱700的顶部设置有用于固定所述辐射板600的卡槽结构。

本发明实施例还提供一种基站天线，包括：上述任一实施例所述的宽频辐射元件。

本发明的基站天线应用上述宽频辐射元件，因而基站天线也具有上述宽频辐射元件的全部有益效果，在此不作赘述。

尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。

Claims (10)

1.一种宽频辐射元件，其特征在于，包括：第一介质基板(100)和第二介质基板(200)；

所述第一介质基板(100)的下表面设置有矩形辐射面(110)；

所述第二介质基板(200)设置于所述矩形辐射面(110)的下方，且与所述矩形辐射面(110)通过馈电探针(300)连接；

所述第二介质基板(200)的下表面设置有用于馈电的馈电网络(400)。

2.根据权利要求1所述的一种宽频辐射元件，其特征在于，所述矩形辐射面(110)的每条矩形边均开设有凸字形的开槽缝隙(111)，所述开槽缝隙(111)沿所述矩形边的中轴线左右对称。

3.根据权利要求2所述的一种宽频辐射元件，其特征在于，所述开槽缝隙(111)的最大宽度及最大长度均为八分之一至十六分之一高频波长，所述高频波长为工作频段中最高频率对应的电磁波在自由空间的波长。

4.根据权利要求1所述的一种宽频辐射元件，其特征在于，所述馈电网络(400)包括：第一差分网络(410)和第二差分网络(420)，所述第一差分网络(410)包括第一连接点(411)、第一馈电点(412)和第二馈电点(413)，所述第一连接点(411)、第一馈电点(412)和第二馈电点(413)通过传输线依次连接；

所述第二差分网络(420)包括第二连接点(421)、第三馈电点(422)和第四馈电点(423)，所述第二连接点(421)、第三馈电点(422)和第四馈电点(423)通过传输线依次连接；

所述第一馈电点(412)和第二馈电点(413)之间的传输线与所述第三馈电点(422)和第四馈电点(423)之间的传输线长度相等。

5.根据权利要求4所述的一种宽频辐射元件，其特征在于，所述馈电探针(300)共四条，所述第一馈电点(412)、第二馈电点(413)、第三馈电点(422)和第四馈电点(423)设置于所述第二介质基板(200)的四周，且分别与四条所述馈电探针(300)一一对应连接。

6.根据权利要求4所述的一种宽频辐射元件，其特征在于，所述第一馈电点(412)和第三馈电点(422)之间的距离为八分之一至十六分之一高频波长，所述第二馈电点(413)和第四馈电点(423)之间的距离为八分之一至十六分之一高频波长。

7.根据权利要求4所述的一种宽频辐射元件，其特征在于，所述宽频辐射元件还包括：设置于所述第二介质基板(200)上表面的导电片(500)，所述导电片(500)设有2个连接片，2个所述连接片分别与第一连接点(411)、第二连接点(421)连接。

8.根据权利要求1所述的一种宽频辐射元件，其特征在于，所述馈电探针(300)的高度为八分之一至十六分之一高频波长。

9.根据权利要求1所述的一种宽频辐射元件，其特征在于，所述宽频辐射元件包括辐射板(600)，所述辐射板(600)设置于所述第一介质基板(100)的上方，用于提高所述矩形辐射面(110)的辐射增益。

10.一种基站天线，其特征在于，包括：权利要求1至9任一所述的宽频辐射元件。

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