CN203644952U - 一种双极化辐射单元及天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双极化辐射单元及天线，包括两对相互正交放置的辐射体、安装于辐射体下方的底座和安装于底座下方的金属反射板，辐射体由中心向外圈依次设有至少3个偶极子，每个偶极子均包含有相对应的两个半偶极子，最外侧的半偶极子与相邻极化的半偶极子形成闭合电磁回路；底座包括两对相互正交且底部相连的金属腔体，金属腔体的顶部支撑于辐射体，金属腔体的底部连接于金属反射板，一组相邻的金属腔体中均穿入有激励片，激励片的一端固定于辐射体，激励片的另一端连接于底座上的馈电电缆并形成巴伦电路。本实用新型中结构紧凑，带宽较大，辐射指标优异，结构牢固耐用，且天线体积小，生产一致性较好。

Description

一种双极化辐射单元及天线

技术领域

本实用新型涉及移动通信领域，具体涉及一种双极化辐射单元及天线。

背景技术

在蜂窝移动通信系统中，天线是通信设备电路信号与空间辐射电磁波的转换器，是空间无线通信的桥头堡，因此基站天线是移动通信系统的重要组成部分，其特性直接影响整个无线网络的整体性能。随着站址资源的稀缺，使得基站天线要适用于各种环境场所；由于人们对视觉和电磁污染的重视程度越来越高，使得目前基站天线的宽带高效化和小型化成为比不可少的手段。

中国专利号为201110064693.7的一种宽带双极化定向辐射单元，其辐射原理基于常规的半波阵子，中国专利号为201220546859.9的一种低剖面辐射单元及小型化双极化天线，以上两者所述的辐射单元基于半波偶极子，半波偶极子的辐射指标如增益，交叉极化鉴别率，扇区功率比指标普遍不佳。

实用新型内容

发明目的：本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种宽带高效双极化辐射单元和小型化天线，辐射体一体化压铸制成，安装方便，同时基于辐射单元形成的天线具有良好的辐射特性，并且天线的体积小。

技术方案：本实用新型的一种双极化辐射单元，包括两对相互正交放置的辐射体、安装于辐射体下方的底座和安装于底座下方的金属反射板，所述辐射体由中心向外圈依次设有至少3个偶极子，每个偶极子均包含有相对应的两个半偶极子，最外侧的半偶极子与相邻的极化半偶极子形成闭合电磁回路；所述底座包括两对相互正交且底部相连的金属腔体，金属腔体的顶部支撑于辐射体，金属腔体的底部连接于金属反射板，一组相邻的金属腔体中均穿入有激励片，激励片的一端通过介质圈固定于辐射体，激励片的另一端连接于底座上的馈电电缆并形成巴伦电路。

其中，本实用新型中的多个偶极子能够产生多个相邻的谐振频段，进而有效的拓展辐射单元带宽。

进一步的，所述辐射体由中心向外圈依次设有三个偶极子，分别是第一偶极子、第二偶极子和第三偶极子，所述第一偶极子包括两个第一半偶极子，第二偶极子包括两个第二半偶极子，第三偶极子包括两个第三半偶极子，同一辐射体的半偶极子电流方向分别呈水平方向和垂直方向，并通过第三半偶极子与另外一个辐射体的相邻极化的第三半偶极子相连形成四个闭合电磁回路，并且连接处的电势为零，有效的提升辐射单元极化纯度、隔离度和辐射效率。

进一步的，所述辐射体由内而外形成多层正多边形围城式结构。

进一步的，所述辐射体底部设有8个延伸至底座的加载段，所述加载段分别与底座和辐射体之间一体化压铸成型；每相邻两个辐射体外围之间设有由绝缘材料制成的介质卡件，通过增加介质卡件使所有辐射体形成一个整体，以提升辐射单元的机械抗震性。

进一步的，所述辐射体之间预留有等宽间隙，该间隙小于四个金属腔体之间的间隙，且金属腔体与辐射体等高，各金属腔体与各辐射体整体形成“凸“字形状。

进一步的，所述激励片与金属腔体和电缆内导体的连接方式均为焊接，所述底座与电缆外导体的连接方式为焊接，结构牢固不易损坏，所述金属腔体中设有介质圈，激励片穿过介质圈固定于金属腔体中。

进一步的，所述金属反射板的宽度为0.65～0.75个中心频率波长，所述辐射体与金属反射板之间的距离为0.2～0.3个中心频率波长，所述辐射单元的辐射口径为0.55～0.65个中心频率波长。

为了有效的减少辐射体与金属反射板之间的接触面积，所述底座与金属反射板之间安装有绝缘材料制成的底座垫片，进而能够提升互调指标，并且底座垫片上预留有便于金属腔体通过的孔。

本实用新型还公开了一种天线，包括金属反射板和至少一个双极化辐射单元，所述辐射单元以规则的排列方式安装于金属反射板上，且辐射体的上表面与金属反射板之间的距离为0.2～0.3个中心频率波长，所述金属反射板的宽度为0.65～0.75个中心频率波长。

有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

(1)本实用新型设有多个偶极子，从而产生多个相邻的谐振频段，有效展宽天线辐射单元带宽。

(2)本实用新型中的加载段很大程度上提升辐射单元的阻抗带宽，并且加强底座与辐射体的刚性连接，提升辐射单元的机械抗震性和生产的一致性。

(3)本实用新型中相邻两个第三半偶极子相连且连接处电势为零，有效提升辐射单元极化纯度、隔离度和射效率，使其能在小尺寸的金属反射板上得到高指标，最后能够实现天线的小型化。

(4)本实用新型中的介质卡件采用绝缘材料制成，如：POM、PP等易成型材料，在结构上，可提升双极化辐射单元的可靠性，在电气指标上，在末端增加了介质，改变了双极化辐射单元的电长度，进而提升隔离度等指标。

(5)本实用新型中的底座垫片由绝缘材料(如POM、PP等易成型材料)制成，有效减少双极化辐射单元与金属底板的接触面积，有效提升互调指标和电性能指标的一致性。

综上所述，本实用新型中的双极化辐射单元结构紧凑，带宽较大，辐射指标优异，结构牢固耐用，并且本实用新型中天线体积小结构简单，生产一致性较好。

附图说明

图1为本实用新型中双极化辐射单元的结构示意图；

图2为本实用新型中双极化辐射单元的分解示意图；

图3为本实用新型中的辐射体的正面示意图；

图4为本实用新型中的辐射体的背面示意图；

图5为本实用新型与同轴电缆焊接示意图；

图6为本实用新型中天线的示意图；

图7为本实用新型中介质卡件的示意图；

图8为本实用新型中底座垫片的示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案结合附图和实施例进行详细说明。

本实用新型的一种双极化辐射单元，包括两对相互正交放置的辐射体1、安装于辐射体1下方的底座6和安装于底座6下方的金属反射板13，辐射体1由中心向外圈依次设有至少3个偶极子，每个偶极子均包含有相对应的两个半偶极子，最外侧的半偶极子与相邻的极化半偶极子形成闭合电磁回路；底座6包括两对相互正交且底部相连的金属腔体，金属腔体的顶部支撑于辐射体1，金属腔体的底部连接于金属反射板13，一组相邻的金属腔体中均穿入有激励片7，激励片7的一端固定于辐射体1，激励片7的另一端连接于底座6上的电缆内导体11，电缆内导体11与底座6下方的电缆外导体12连接并形成巴伦电路2。

本实施例中，辐射体1由中心向外圈依次设有三个偶极子，分别是第一偶极子3、第二偶极子4和第三偶极子5，第一偶极子3包括两个第一半偶极子，第二偶极子4包括两个第二半偶极子，第三偶极子5包括两个第三半偶极子，同一辐射体1的半偶极子电流方向分别呈水平方向和垂直方向，并通过第三半偶极子与另外一个辐射体1的相邻极化的第三半偶极子相连形成四个闭合电磁回路。

辐射体1底部设有8个延伸至底座6的加载段8，加载段8分别与底座6和辐射体1之间一体化压铸成型；每相邻两个辐射体1外围之间设有由绝缘材料制成的介质卡件10。

辐射体1之间预留有等宽间隙，该间隙小于四个金属腔体之间的间隙，且金属腔体与辐射体1等高，各金属腔体与各辐射体1整体形成“凸“字形状。

激励片7与金属腔体和电缆内导体11的连接方式均为焊接，底座6与电缆外导体12的连接方式为焊接，金属腔体中设有介质圈14，激励片7穿过介质圈14固定于金属腔体中。

金属反射板13的宽度为0.65～0.75个中心频率波长，辐射体1与金属反射板13之间的距离为0.2～0.3个中心频率波长，辐射单元的辐射口径为0.55～0.65个中心频率波长。

底座6与金属反射板13之间安装有绝缘材料制成的底座垫片9，底座垫片9上预留有便于金属腔体通过的孔。

本实用新型中的一种天线，包括金属反射板13和至少一个双极化辐射单元，辐射单元以规则的排列方式安装于金属反射板13上，且辐射体1的上表面与金属反射板13之间的距离为0.2～0.3个中心频率波长，金属反射板13的宽度为0.65～0.75个中心频率波长。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (9)

1.一种双极化辐射单元，其特征在于：包括两对相互正交放置的辐射体、安装于辐射体下方的底座和安装于底座下方的金属反射板，所述辐射体由中心向外圈依次设有至少3个偶极子，每个偶极子均包含有相对应的两个半偶极子，最外侧的半偶极子与相邻的极化半偶极子形成闭合电磁回路；所述底座包括两对相互正交且底部相连的金属腔体，金属腔体的顶部支撑于辐射体，金属腔体的底部连接于金属反射板，一组相邻的金属腔体中均穿入有激励片，激励片的一端固定于辐射体，激励片的另一端连接于底座上的馈电电缆内导体，馈电电缆内导体与底座下方的馈电电缆外导体连接并形成巴伦电路。

2.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体由中心向外圈依次设有三个偶极子，分别是第一偶极子、第二偶极子和第三偶极子，所述第一偶极子包括两个第一半偶极子，第二偶极子包括两个第二半偶极子，第三偶极子包括两个第三半偶极子，同一辐射体的半偶极子电流方向分别呈水平方向和垂直方向，并通过第三半偶极子与另外一个辐射体的相邻极化的第三半偶极子相连形成四个闭合电磁回路。

3.根据权利要求1或2所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体由内而外形成多层正多边形围城式结构。

4.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体底部设有8个延伸至底座的加载段，所述加载段分别与底座和辐射体之间一体化压铸成型；每相邻两个辐射体外围之间设有由绝缘材料制成的介质卡件。

5.根据权利要求4所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体之间预留有等宽间隙，该间隙小于四个金属腔体之间的间隙，且金属腔体与辐射体等高，各金属腔体与各辐射体整体形成“凸“字形状。

6.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述激励片与金属腔体和电缆内导体的连接方式均为焊接，所述底座与电缆外导体的连接方式为焊接，所述金属腔体中设有介质圈，激励片穿过介质圈固定于金属腔体中。

7.根据权利要求1任一项所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述金属反射板的宽度为0.65～0.75个中心频率波长，所述辐射体与金属反射板之间的距离为0.2～0.3个中心频率波长，所述辐射单元的辐射口径为0.55～0.65个中心频率波长。

8.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征在于：所述底座与金属反射板之间安装有绝缘材料制成的底座垫片，底座垫片上预留有便于金属腔体通过的孔。

9.一种天线，其特征在于：包括金属反射板和至少一个如权利要求1～8所述的双极化辐射单元，双极化辐射单元以规则的排列方式安装于金属反射板上，且辐射体的上表面与金属反射板之间的距离为0.2～0.3个中心频率波长，金属反射板的宽度为0.65～0.75个中心频率波长。

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