CN115377657A - 低频滤波辐射单元及基站天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低频滤波辐射单元及基站天线，低频滤波辐射单元包括：基板，所述基板包括呈相对设置的第一安装面以及第二安装面；以及，低频辐射单元，包括中心对称分布于所述基板上的四对偶极子，四对所述偶极子呈极化正交分布、以组成两组呈±45°极化的辐射单元，每对所述偶极子包括分别设置于所述第一安装面以及所述第二安装面的两个辐射臂，两个所述辐射臂呈镜像设置。本发明提供的低频滤波辐射单元及基站天线旨在解决传统的低频辐射单元大都为十字交叉振子，辐射性能较差，带宽较窄的问题。

Description

低频滤波辐射单元及基站天线
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种低频滤波辐射单元及基站天线。
背景技术
辐射单元是组成天线的主要部分，它可以定向收发电磁波，从而实现无线通信。双极化辐射单元可以实现极化分集，同时可以工作在收发双工模式下，极大减小天线的数量和占用空间。目前行业内多频天线的集成度越来越高，在有限的空间内要布置多种不同频段的振子，现有的高低频融合方案有低频碗状嵌套和十字交叉振子，低频碗状嵌套方案性能优但组阵方式固定，十字交叉振子方案组阵灵活但指标较差。因此设计一款结构简单，性能优异，对高频影响小的低频辐射单元是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种低频滤波辐射单元及基站天线，旨在解决传统的低频辐射单元大都为十字交叉振子，辐射性能较差，带宽较窄的问题。
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种低频滤波辐射单元，包括：
基板，所述基板包括呈相对设置的第一安装面以及第二安装面；以及，
低频辐射单元，包括中心对称分布于所述基板上的四对偶极子，四对所述偶极子呈极化正交分布、以组成两组呈±45°极化的辐射单元，每对所述偶极子包括分别设置于所述第一安装面以及所述第二安装面的两个辐射臂，两个所述辐射臂呈镜像设置。
根据本发明提供的一种低频滤波辐射单元，所述第一安装面与所述第二安装面上还分别设有馈电单元，所述馈电单元包括四个呈正交分布的巴伦，每个所述巴伦连接一个对应的所述辐射臂，每个馈电单元中处于同一延长线上的两个所述巴伦在所述基板的中心位置级联。
根据本发明提供的一种低频滤波辐射单元，各所述巴伦上均设置有至少一个滤波枝节，所述滤波枝节用于降低所述低频辐射单元对高频振子的影响。
根据本发明提供的一种低频滤波辐射单元，各所述滤波枝节形成多个滤波枝节组，各所述滤波枝节组沿对应的所述巴伦的长度方向依次间隔分布，每个所述滤波枝节组的两个所述滤波枝节沿对应的所述巴伦在长度方向上间隔设置的两侧对称设置。
根据本发明提供的一种低频滤波辐射单元，各所述滤波枝节呈直线型、曲线型或者L型。
根据本发明提供的一种低频滤波辐射单元，各所述辐射臂包括多个滤波件以及连接各所述滤波件的电感枝节。
根据本发明提供的一种低频滤波辐射单元，所述低频滤波辐射单元还包括支撑座，所述支撑座包括底座以及设于所述底座上的两个馈电基板，两个所述馈电基板呈正交分布、且与所述第二安装面上的所述馈电单元对应连接。
根据本发明提供的一种低频滤波辐射单元，各所述巴伦内部设有馈电电路，各所述馈电电路用于通过同轴线和/或馈线焊盘对对应的所述辐射臂进行馈电。
本发明还提供一种基站天线，包括：
基座；
高频辐射单元，包括设于所述基座上的多个高频振子；以及，
低频滤波辐射单元，间隔设于所述高频振子之间，所述低频滤波辐射单元为如上任一项所述的低频滤波辐射单元。
根据本发明提供的一种基站天线，各所述高频振子的间距为0.7～0.9λ。
本发明提供的低频滤波辐射单元，具有两组呈±45°极化的辐射单元，由两个偶极子组成的辐射单元相较于普通的单个偶极子十字天线不仅单元辐射性能更好，组阵性能也更稳定；且较于碗状振子，本发明提供的低频滤波辐射单元集成度高、安装占用面积小，组阵更为灵活，能显著挺高辐射单元的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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是本发明提供的低频滤波辐射单元的立体结构示意图；
图2是图1中基板的正面结构示意图；
图3是图1中基板的背面结构示意图；
图4是本发明提供的基站天线的立体结构示意图；
附图标记：10：基站天线；100：低频滤波辐射单元；110：基板；111：第一安装面；112：第二安装面；120：低频辐射单元；121：偶极子；122：辐射臂；123：滤波件；124：电感枝节；130：馈电单元；131：巴伦；132：滤波枝节；140：支撑座；141：馈电基板；142：底座；200：基座；300：高频辐射单元；310：高频振子。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1-图4描述本发明提供的低频滤波辐射单元100及基站天线10。
现有的多频融合天线中低频辐射单元由于尺寸相较高频尺寸偏大，在多频融合系统中总是会出现恶化高频指标的问题。鉴于此，本发明提供一种低频滤波辐射单元100，包括：基板110，基板110包括呈相对设置的第一安装面111以及第二安装面112；以及，低频辐射单元120，包括中心对称分布于基板110上的四对偶极子121，四对偶极子121呈极化正交分布、以组成两组呈±45°极化的辐射单元，每对偶极子121包括分别设置于第一安装面111以及第二安装面112的两个辐射臂122，两个辐射臂122呈镜像设置。
低频滤波辐射单元100是构成天线基本结构的单元，其能有效地辐射或接收无线电波。其中，低频滤波辐射单元100的制备材料可以根据实际需求进行设置，如采用PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)制成或者金属压铸板制成，相应地，基板110为PCB或者金属压铸板。基板110的介质厚度以及介电常数等相关参数可以根据实际需求进行设置，如将基板110的介质厚度设置在0.2mm到3mm之间，介电常数设置在2到10之间。
本发明提供的低频滤波辐射单元100，具有两组呈±45°极化的辐射单元，由两个偶极子121组成的辐射单元相较于普通的单个偶极子121十字天线不仅单元辐射性能更好，组阵性能也更稳定；且较于碗状振子，本发明提供的低频滤波辐射单元100集成度高、安装占用面积小，组阵更为灵活，能显著挺高辐射单元的适用性。
具体地，第一安装面111与第二安装面112上还分别设有馈电单元130，馈电单元130包括四个呈正交分布的巴伦131，每个巴伦131连接一个对应的辐射臂122，每个馈电单元130中处于同一延长线上的两个巴伦131在基板110的中心位置级联，以使得处于同一延长线上的两个偶极子121组成呈±45°极化的辐射单元。进一步地，巴伦131上均设置有至少一个滤波枝节132，滤波枝节132用于降低低频辐射单元120对高频振子的影响。需要说明的是，滤波枝节132的数量和形状可以根据实际需求进行设置，如设置一种或多种不同形状、不同长度以及不同宽度的滤波枝节132，滤波枝节132可呈直线型、曲线型或者L型，本实施例对此不作具体地限定。具体地，在本实施例中，滤波枝节132形成多个滤波枝节组，各滤波枝节组沿对应的巴伦131的长度方向依次间隔分布，每个滤波枝节组的两个滤波枝节132沿对应的巴伦131在长度方向上间隔设置的两侧对称设置，滤波枝节132呈L型。
现有技术中，对不同频段的振子间的去耦，主要是在馈网部分通过电路的形式、在不同频段的振子间增设隔离条、阻挡物、器件或PCB板等滤波手段，以使得不同频段的振子间的耦合尽可能地降低，但是这种方式不仅需要在振子间增加大量的过滤装置，占用大量的空间，导致天线上的各振子的占用空间小，影响天线上各振子的整体布局，导致天线整机难以满足频段数量的需求，或者消除干扰的效果难以达到预期的要求。因而，在本发明提供的技术方案中，各辐射臂122包括多个滤波件123以及连接各滤波件123的电感枝节124，通过在辐射臂122内部增设滤波件123，以实现滤波效果，使得辐射臂122本身对其他频段的干扰具有一定滤波效果，避免改变天线上辐射臂122的排布和占用天线的额外空间。
需要注意的是，每个辐射臂122的滤波件123的数量和形状可以根据实际需求进行设置，如设置一种或多种不同形状、不同长度以及不同宽度的滤波件123，滤波件123之间以电感枝节124连接，本实施例对此不作具体地限定。在本实施例中，辐射臂122设置为矩形，滤波件123对应设置为矩形，电感枝节124设置为长条形，用于连接各滤波件123。
`进一步地，低频滤波辐射单元100还包括支撑座140，支撑座140包括底座142以及设于底座142上的两个馈电基板141，两个馈电基板141呈正交分布、且与第二安装面112上的馈电单元130对应连接，用于对巴伦131进行馈电，馈电基板141为PCB或者金属压铸板，本发明对此并不加以限定。具体地，巴伦131内部设有馈电电路，馈电电路用于通过同轴线和/或馈线焊盘对对应的辐射臂122进行馈电。
在上述低频滤波辐射单元100的基础上，本发明还提供一种基站天线10，包括：基座200；高频辐射单元300，包括设于基座200上的多个高频振子310；以及，低频滤波辐射单元100，间隔设于高频振子310之间。其中，高频振子310的间距为0.7～0.9λ。由于本发明的主要改进点在于低频滤波辐射单元100，因此不再对基站天线10的详细结构加以赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种低频滤波辐射单元，其特征在于，包括：
基板，所述基板包括呈相对设置的第一安装面以及第二安装面；以及，
低频辐射单元，包括中心对称分布于所述基板上的四对偶极子，四对所述偶极子呈极化正交分布、以组成两组呈±45°极化的辐射单元，每对所述偶极子包括分别设置于所述第一安装面以及所述第二安装面的两个辐射臂，两个所述辐射臂呈镜像设置。
2.根据权利要求1所述的低频滤波辐射单元，其特征在于，所述第一安装面与所述第二安装面上还分别设有馈电单元，所述馈电单元包括四个呈正交分布的巴伦，每个所述巴伦连接一个对应的所述辐射臂，每个馈电单元中处于同一延长线上的两个所述巴伦在所述基板的中心位置级联。
3.根据权利要求2所述的低频滤波辐射单元，其特征在于，各所述巴伦上均设置有至少一个滤波枝节，所述滤波枝节用于降低所述低频辐射单元对高频振子的影响。
4.根据权利要求3所述的低频滤波辐射单元，其特征在于，各所述滤波枝节形成多个滤波枝节组，各所述滤波枝节组沿对应的所述巴伦的长度方向依次间隔分布，每个所述滤波枝节组的两个所述滤波枝节沿对应的所述巴伦在长度方向上间隔设置的两侧对称设置。
5.根据权利要求4所述的低频滤波辐射单元，其特征在于，各所述滤波枝节呈直线型、曲线型或者L型。
6.根据权利要求2所述的低频滤波辐射单元，其特征在于，各所述辐射臂包括多个滤波件以及连接各所述滤波件的电感枝节。
7.根据权利要求2所述的低频滤波辐射单元，其特征在于，所述低频滤波辐射单元还包括支撑座，所述支撑座包括底座以及设于所述底座上的两个馈电基板，两个所述馈电基板呈正交分布、且与所述第二安装面上的所述馈电单元对应连接。
8.根据权利要求2所述的低频滤波辐射单元，其特征在于，各所述巴伦内部设有馈电电路，各所述馈电电路用于通过同轴线和/或馈线焊盘对对应的所述辐射臂进行馈电。
9.一种基站天线，其特征在于，包括：
基座；
高频辐射单元，包括设于所述基座上的多个高频振子；以及，
低频滤波辐射单元，间隔设于所述高频振子之间，所述低频滤波辐射单元为如权利要求1-8任一项所述的低频滤波辐射单元。
10.根据权利要求9所述的基站天线，其特征在于，各所述高频振子的间距为0.7～0.9λ。
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