CN116526125B - 一体化辐射单元及天线、5g密集天线阵列 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一体化辐射单元及天线、5G密集天线阵列，一体化辐射单元包括主体、多个围绕主体的轴线在主体上均匀设置的引导腔、多个设在主体表面上且围绕主体的轴线在主体上均匀设置的慢波发射区、设在主体上的隔离组件以及设在主体内的回收通道，回收通道的第一端与主体的底面连通，第二端延伸至主体的顶面处并与全部聚拢端连通，隔离组件的两侧分别存在一个引导腔和一个慢波发射区。进入端到聚拢端的方向上，慢波发射区的宽度趋于减小，慢波发射区与主体轴线间的距离趋于减小。本申请公开的一体化辐射单元及天线、5G密集天线阵列，通过分区域设计的方式来实现信号的收发，并使用主动式的隔离方式来降低相邻信号间的干扰。
Description
技术领域
本申请涉及通信设备技术领域，尤其是涉及一体化辐射单元及天线、5G密集天线阵列。
背景技术
5G就是第五代通信技术，主要特点是波长为毫米级，超宽带，超高速度，超低延时。通信技术的迭代意味着使用的电波频率越来越高，电波频率升高意味着数据传输速度越来越高，但是相应的，传输距离和透过能力会降低。
为了弥补传输距离和透过能力的降低，在5G中使用了提高基站密度和提高基站内天线密度的处理方式，但是相邻天线间的干扰度会增加。例如在Ｍassive MIMO（大规模多天线技术）中，除了需要对天线距离进行控制外，还需要分出额外的资源进行隔离区域建设与信号间干扰度分析。
发明内容
本申请提供一体化辐射单元及天线、5G密集天线阵列，通过分区域设计的方式来实现信号的收发，并使用主动式的隔离方式来降低相邻信号间的干扰。
本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
第一方面，本申请提供了一体化辐射单元，包括：
主体；
多个引导腔，具有输入端和输出端，多个引导腔围绕主体的轴线在主体上均匀设置；
慢波发射区，具有进入端和聚拢端，多个慢波发射区在主体的表面上且围绕主体的轴线在主体上均匀设置；
慢波发射区的进入端与引导腔的输出端连通；
隔离组件，设在相邻的主体上，隔离组件的两侧分别存在一个引导腔和一个慢波发射区；以及
回收通道，设在主体内，回收通道的第一端与主体的底面连通，第二端延伸至主体的顶面处并与全部聚拢端连通；
其中，输入端到输出端的方向上，引导腔的流通面积趋于增加，引导腔与主体轴线间的距离趋于增加；
进入端到聚拢端的方向上，慢波发射区的宽度趋于减小，慢波发射区与主体轴线间的距离趋于减小。
在第一方面的一种可能的实现方式中，主体上设有凹槽，隔离组件的一部分位于凹槽内，另一部分位于凹槽外。
在第一方面的一种可能的实现方式中，凹槽的深度大于慢波发射区的深度；
凹槽的深度大于引导腔的深度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，隔离组件包括：
隔离墙，设在主体上；以及
吸收层，设在隔离墙的侧面上，吸收层上均布有谐振吸收环。
在第一方面的一种可能的实现方式中，吸收层的数量多层；
第一层吸收层设在隔离墙的侧面上，后一层吸收层设在前一层吸收层上；
任意相邻的两层吸收层上的谐振吸收环垂直于隔离墙侧面上的方向上存在重合区域。
在第一方面的一种可能的实现方式中，远离主体的方向上，隔离墙的两个侧面向靠近彼此的方向倾斜。
在第一方面的一种可能的实现方式中，慢波发射区的底面上设有反射缝隙；
慢波发射区的侧面上设有反射涂层。
在第一方面的一种可能的实现方式中，慢波发射区的底面和侧面上均设有反射缝隙。
第二方面，本申请提供了一种天线，包括如第一方面及第一方面任意实现方式中所述的一体化辐射单元。
第三方面，本申请提供了一种5G密集天线阵列，包括如第二方面所述的天线。
附图说明
图1是本申请提供的一种一体化辐射单元的内部结构示意图。
图2是基于图1给出的仰视图。
图3是本申请提供的一种信号通道的结构性示意图。
图4是本申请提供的一种信号的传播路径示意图，图中箭头所示。
图5是本申请提供的一种隔离墙在主体上的分布性示意图。
图6是本申请提供的一种隔离墙的结构示意图。
图7是本申请提供的一种吸收层上谐振吸收环的分布示意图。
图8是本申请提供的一种慢波发射区的结构性示意图。
图9是本申请提供的另一种慢波发射区的结构性示意图。
图中，2、隔离组件，3、回收通道，11、主体，12、引导腔，13、慢波发射区，21、隔离墙，22、吸收层，111、凹槽，121、输入端，122、输出端，131、进入端，132、聚拢端，133、反射缝隙，134、反射涂层，221、谐振吸收环。
具体实施方式
以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。
本申请公开了一种一体化辐射单元，一体化辐射单元主要由主体11、引导腔12、慢波发射区13、隔离组件2和回收通道3等组成，请参阅图1和图2，引导腔12的数量为多个，多个引导腔12围绕主体11的轴线在主体11上均匀设置。每一个引导腔12均具有一个输入端121和一个输出端122，需要发射的信号从输入端121进入引导腔12，穿过引导腔12后，从输出端122处进入慢波发射区13。
请参阅图3，另外，在输入端121到输出端122的方向上，引导腔12的流通面积趋于增加，同时，引导腔12与主体11轴线间的距离趋于增加。这种结构的作用是将信号的覆盖区域扩大。
慢波发射区13的数量同样为多个，这些慢波发射区13在主体11的表面上且围绕主体11的轴线在主体11上均匀设置。慢波发射区13的数量与引导腔12的数量相同且一一对应。每一个引导腔12均与匹配的慢波发射区13连接。
请参阅图4，慢波发射区13具有一个进入端131和一个聚拢端132，慢波发射区13的进入端131与引导腔12的输出端122连通，穿过引导腔12的信号从进入端131进入慢波发射区13，然后在慢波发射区13内发生反射。
发生反射的信号离开慢波发射区13后进入到大气中。
另外，进入端131到聚拢端132的方向上，慢波发射区13的宽度趋于减小，并且，慢波发射区13与主体11轴线间的距离趋于减小。这种结构的作用是将进入到慢波发射区13内的信号尽可能的反射到大气中。
隔离组件2设在相邻的主体11上，隔离组件2的两侧分别存在一个引导腔12和一个慢波发射区13，作用是对相邻的引导腔12和慢波发射区13进行物理隔离，用以降低相邻间通道的干扰。
请参阅图1，主体11内还设置有一个回收通道3，回收通道3的第一端与主体11的底面连通，第二端延伸至主体11的顶面处并与全部聚拢端132连通。回收通道3是将穿过慢波发射区13的信号进行回收处理，用以解决这些剩余信号的干扰问题。
这些进入到回收通道3内的信号可以交由信号机或者额外的信号处理设备进行主动处理，主动处理意味着这些通过回收通道3传递的信号能够消失的更加彻底。因为相比于被动式的处理方式，这种主动处理方式的效果会更优。
或者，回收通道3的第一端还可以连接一个输出通道上，将这部分信号送至远离主体11处。
结合一个具体的信号发射过程，为了描述方便，将一个引导腔12和与该引导腔12连通的慢波发射区13称为一个信号通道，发射信号之前，信号机首先确定需要使用的信号通道，然后将需要发射的信号输入到属于该信号通道的引导腔12。信号穿过引导腔12后进入到慢波发射区13，进入到慢波发射区13的信号经过反射后进入到大气中。
信号机在选择信号通道时，同时还需要考虑得到相邻天线上的信号通道的使用情况，因为在选择信号通道时，需要避免两个信号通道间的距离过近，例如对于两个距离过近的信号通道，可以选择不使用其中一个信号通道，或者一个信号通道发送信号，另一个信号通道接收信号。
另外，对于两个频率不同的信号，可以分别使用两个信号通道进行发送。因为信号通道间增加了物理隔离，也就意味着频率域上预留出的隔离区域宽度能够减小，可以在频率域上得到更多的使用区域。
在一些例子中，请参阅图5，主体11上设有凹槽111，隔离组件2的一部分位于凹槽111内，另一部分位于凹槽111外，增加凹槽111的作用是提高隔离组件2的覆盖范围，能够进一步降低相邻间信号通道的干扰度。
进一步地，凹槽111的深度大于慢波发射区13的深度，并且凹槽111的深度大于引导腔12的深度。
在一些例子中，请参阅图6，隔离组件2由隔离墙21和吸收层22等组成，吸收层22设置在隔离墙21的侧面上，吸收层22上均布有谐振吸收环221，如图7所示，谐振吸收环221的作用是吸收从信号通道溢出的电磁波。
在一些可能的实现方式中，吸收层22的数量多层，第一层吸收层22设在隔离墙21的侧面上，后一层吸收层22设在前一层吸收层22上。
进一步地，任意相邻的两层吸收层22上的谐振吸收环221垂直于隔离墙21侧面上的方向上存在重合区域。
在一些可能的实现方式中，吸收层22上的谐振吸收环221使用印刷的方式制作，吸收层22粘贴在隔离墙21的侧面上。
在一些例子中，远离主体11的方向上，隔离墙21的两个侧面向靠近彼此的方向倾斜，这种结构的目的是增大慢波发射区13的覆盖区域。
对于慢波发射区13，在一些例子中，请参阅图8，慢波发射区13的底面上设有反射缝隙133，慢波发射区13的侧面上设有反射涂层134，反射涂层134的作用是将与慢波发射区13的侧面接触的信号发射到反射缝隙133处，然后再通过反射缝隙133反射到大气中。
在另一些例子中，请参阅图9，慢波发射区13的底面和侧面上均设有反射缝隙133。
本申请还公开了一种天线，包括上述内容中记载的任意一种一体化辐射单元。
本申请还公开了一种5G密集天线阵列，包括上述内容中记载的天线。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一体化辐射单元，其特征在于，包括：
主体（11）；
多个引导腔（12），具有输入端（121）和输出端（122），多个引导腔（12）围绕主体（11）的轴线在主体（11）上均匀设置；
慢波发射区（13），具有进入端（131）和聚拢端（132），多个慢波发射区（13）在主体（11）的表面上且围绕主体（11）的轴线在主体（11）上均匀设置；
慢波发射区（13）的进入端（131）与引导腔（12）的输出端（122）连通；
隔离组件（2），设在相邻的主体（11）上，隔离组件（2）的两侧分别存在一个引导腔（12）和一个慢波发射区（13）；以及
回收通道（3），设在主体（11）内，回收通道（3）的第一端与主体（11）的底面连通，第二端延伸至主体（11）的顶面处并与全部聚拢端（132）连通；
其中，输入端（121）到输出端（122）的方向上，引导腔（12）的流通面积趋于增加，引导腔（12）与主体（11）轴线间的距离趋于增加；
进入端（131）到聚拢端（132）的方向上，慢波发射区（13）的宽度趋于减小，慢波发射区（13）与主体（11）轴线间的距离趋于减小。
2.根据权利要求1所述的一体化辐射单元，其特征在于，主体（11）上设有凹槽（111），隔离组件（2）的一部分位于凹槽（111）内，另一部分位于凹槽（111）外。
3.根据权利要求2所述的一体化辐射单元，其特征在于，凹槽（111）的深度大于慢波发射区（13）的深度；
凹槽（111）的深度大于引导腔（12）的深度。
4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的一体化辐射单元，其特征在于，隔离组件（2）包括：
隔离墙（21），设在主体（11）上；以及
吸收层（22），设在隔离墙（21）的侧面上，吸收层（22）上均布有谐振吸收环（221）。
5.根据权利要求4所述的一体化辐射单元，其特征在于，吸收层（22）的数量多层；
第一层吸收层（22）设在隔离墙（21）的侧面上，后一层吸收层（22）设在前一层吸收层（22）上；
任意相邻的两层吸收层（22）上的谐振吸收环（221）垂直于隔离墙（21）侧面上的方向上存在重合区域。
6.根据权利要求4所述的一体化辐射单元，其特征在于，远离主体（11）的方向上，隔离墙（21）的两个侧面向靠近彼此的方向倾斜。
7.根据权利要求1所述的一体化辐射单元，其特征在于，慢波发射区（13）的底面上设有反射缝隙（133）；
慢波发射区（13）的侧面上设有反射涂层（134）。
8.根据权利要求1所述的一体化辐射单元，其特征在于，慢波发射区（13）的底面和侧面上均设有反射缝隙（133）。
9.一种天线，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的一体化辐射单元。
10.一种5G密集天线阵列，其特征在于，包括如权利要求9所述的天线。
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