CN204596952U - 超宽频双极化辐射单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超宽频双极化辐射单元，包括由平衡-不平衡馈电连接器、四个两两对称连接于平衡-不平衡馈电连接器上端的辐射片一体成型的辐射主体以及由两个互相绝缘正交的+45°馈电片、-45°馈电片组成的馈电组件，所述馈电组件通过固定件与辐射主体电绝缘地紧固于辐射主体内，所述+45°馈电片、-45°馈电片均由传输段、传输跳片、馈电段连接形成，两所述传输跳片在正交点处分别设有向上的凸台和向下的凹台。本实用新型的馈电片的中间段分别采用在正交点处向外凸起的传输跳片，即增加馈电间距，减少正负极化间的互耦，提升辐射单元端口隔离度。

Description

超宽频双极化辐射单元

技术领域

本实用新型属于移动通讯基站天线领域，尤其涉及一种超宽频双极化辐射单元。

背景技术

随着LTE（Long Term Evolution，LTE）为主导的4G通讯技术的迅猛发展，国内2013年底的4G牌照发放也标志着国内电信产业正式进入4G时代。而无线应用业务及手机用户数量的扩增，也使得移动通讯系统中对基站天线的需求越来越高。多系统多制式共存的发展趋势，也要求基站天线朝着宽频化、集成化的方向发展。现有通信网络中，TD-SCDMA/LTE工作频段为1880MHz-2690MHz，DCS工作频段为1710MHz-1880MHz，PCS工作频段为1850MHz-1990MHz，UMTS工作频段为1920MHz-2170MHz，WLAN/WiMAX的部分工作频段为2400MHZ-2690MHz。1710MHz-2690MHz的涵盖了上述所有的工作频段，其相对带宽达到了44.5%，而要满足这一频段要求，则要求基站天线的辐射单元具备更高的性能指标，如驻波比、隔离度等。

在一份现有技术中，辐射单元采用PCB双面覆铜板分体结构拼接而成，两个振子片±45°交叉上下卡在一起，插入预留孔位的PCB馈电板中，振子背面辐射铜箔与馈电板下底面接地铜箔焊接固定，振子正面耦合馈电微带线与馈电板正面传输带线焊接固定。该技术采用PCB双面覆铜板分体结构拼接，PCB双面覆铜板加工工艺要求严格，材料特性要求高，不利于批量生产；材料价格高昂，增加整体基站天线生产成本；拼接结构装配要求高，装配过程人为误差大，辐射单元驻波比、隔离度一致性差；整体焊接点偏多，焊接工艺要求高，增加相应岗位人工成本，且容易造成空焊、虚焊等不良焊接，影响互调性能。

在另一份现有技术中，为了提升基站天线前后比、交叉极化比，其反射板采用多层翻边结构，并在振子四周铆接多个反射边界。该技术的采用复杂反射板结构设计，源于其辐射单元在常规结构反射板的环境下，前后比、交叉极化比的性能达不到指标要求。复杂的反射板结构增加了加工难度及成本，多个反射边界的铆接不仅加大了岗位工作量，同时还增加了因不良接触引起的互调不稳定性。

发明内容

本实用新型提供了一种结构简单、低成本、易于安装、具有良好的互调性能的超宽频双极化辐射单元。

本实用新型采用的技术方案是：

超宽频双极化辐射单元，其特征在于：包括由平衡-不平衡馈电连接器、四个两两对称连接于平衡-不平衡馈电连接器上端的辐射片一体成型的辐射主体以及由两个互相绝缘正交的+45°馈电片、-45°馈电片组成的馈电组件，所述馈电组件通过固定件与辐射主体电绝缘地紧固于辐射主体内，所述+45°馈电片、-45°馈电片均由传输段、传输跳片、馈电段连接形成，两所述传输跳片在正交点处分别设有向上的凸台和向下的凹台。本实用新型的馈电片的中间段分别采用在正交点处向外凸起的传输跳片，即增加馈电间距，减少正负极化间的互耦，提升辐射单元端口隔离度。

进一步，所述辐射主体是由铝合金一体化压铸成型结构，形成+45°偶极子及与其正交的-45°偶极子，所述辐射片上平面与平衡-不平衡馈电连接器下安装平面距离为0.25λ，λ为频段波长。辐射主体采用铝合金一体化压铸成型，结构简单利于生产。

进一步，所述辐射主体设有十字槽，所述十字槽由辐射片上表面向下延伸至平衡-不平衡馈电连接器内部形成，所述十字槽纵向深度小于0.25λ，所述辐射片及向下连接的支撑柱与相邻辐射片及向下连接的支撑柱之间间隔大于0.01λ。通过对十字槽延伸深度及其引起的相邻辐射片间隔宽度的调整，以改变辐射单元阻抗匹配，降低单元驻波比。

进一步，所述辐射主体设有四个圆形容置孔，所述圆形容置孔包括两个传输孔、两个耦合孔，所述传输孔是由辐射片穿过支撑柱向平衡-不平衡馈电连接器底部延伸形成通孔，所述耦合孔由辐射片穿过支撑柱向平衡-不平衡馈电连接器下安装平面延伸形成通孔，所述馈电组件的传输段分别设置在传输孔内，其下端与电缆芯线连接，所述馈电组件的馈电段分别设置在耦合孔内与辐射主体耦合。采用电耦合的馈电方式极大地改善了辐射单元的阻抗匹配程度，同时避免了辐射主体与馈电片焊接不可靠造成互调不良的问题。

进一步，所述辐射片呈顶部倒斜角的正方形结构，四个辐射片中心与辐射片顶点距离为0.25λ。辐射片也可采用如扇形、多边形、圆形等。

进一步，所述辐射片中间设有“┓”型镂空结构，所述镂空结构与辐射片顶部倒角边缘及两侧边缘平行。“┓”型镂空结构的设计改变了辐射片表面的电流分布，进而改变了磁场分布，提升了常规反射板情况下方向图的前后比、交叉极化前后比性能。镂空结构可根据辐射片结构做设计，如圆弧型、多段折线型等。

进一步，所述固定件包括一主体，所述主体上设置有多个交错设置的上扣件和下扣件，所述上扣件和下扣件之间设有穿设馈电组件的传输跳片的间隙，所述上扣件扣合在馈电组件的传输跳片上，所述下扣件扣合在辐射主体上，上扣件与下扣件配合将馈电组件紧固在辐射主体上。

进一步，所述馈电组件的传输段和馈电段上均设有固定垫圈，在确保馈电组件安装到位的情况下实现馈电组件与辐射主体之间的电隔离。

本实用新型的有益效果：设计结构简单，一体化成型，加工成本低，易于装配安装，在实现1710MHz-2690MHz超宽频带的情况下，仍可获得良好的端口隔离度、驻波比，在不依靠复杂反射板结构的情况下具有良好的交叉极化比、前后比，同时电绝缘耦合设计，不仅减少了焊接点，提升了装配效率，还使辐射单元具有良好的互调性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构爆炸示意图。

图2是本实用新型的结构立体示意图。

图3是本实用新型的俯视图。

图4是本实用新型的固定件的结构示意图。

图5是本实用新型的驻波比侧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

参照图1-5，超宽频双极化辐射单元，包括由平衡-不平衡馈电连接器100、四个两两对称连接于平衡-不平衡馈电连接器100上端的辐射片201一体成型的辐射主体以及由两个互相绝缘正交的+45°馈电片301、-45°馈电片302组成的馈电组件，所述馈电组件通过固定件351与辐射主体电绝缘地紧固于辐射主体内，所述+45°馈电片301、-45°馈电片302均由传输段311、传输跳片312、馈电段313连接形成，两所述传输跳片312在正交点处分别设有向上的凸台和向下的凹台。本实用新型的馈电片的中间段分别采用在正交点处向外凸起的传输跳片312，即增加馈电间距，减少正负极化间的互耦，提升辐射单元端口隔离度。

本实施例所述辐射主体是由铝合金一体化压铸成型结构，形成+45°偶极子及与其正交的-45°偶极子，所述辐射片201上平面与平衡-不平衡馈电连接器100下安装平面102距离为0.25λ，λ为频段波长。辐射主体采用铝合金一体化压铸成型，结构简单利于生产。

本实施例所述辐射主体设有十字槽202，所述十字槽202由辐射片201上表面向下延伸至平衡-不平衡馈电连接器100内部形成，所述十字槽202纵向深度小于0.25λ，所述辐射片201及向下连接的支撑柱101与相邻辐射片201及向下连接的支撑柱101之间间隔大于0.01λ。通过对十字槽202延伸深度及其引起的相邻辐射片201间隔宽度的调整，以改变辐射单元阻抗匹配，降低单元驻波比。

本实施例所述辐射主体设有四个圆形容置孔，所述圆形容置孔包括两个传输孔402、两个耦合孔401，所述传输孔402是由辐射片201穿过支撑柱101向平衡-不平衡馈电连接器100底部延伸形成通孔，所述耦合孔401由辐射片201穿过支撑柱101向平衡-不平衡馈电连接器100下安装平面102延伸形成通孔，所述馈电组件的传输段311分别设置在传输孔402内，其下端与电缆芯线连接，所述馈电组件的馈电段313分别设置在耦合孔401内与辐射主体耦合。采用电耦合的馈电方式极大地改善了辐射单元的阻抗匹配程度，同时避免了辐射主体与馈电片焊接不可靠造成互调不良的问题。

本实施例所述辐射片201呈顶部倒斜角的正方形结构，四个辐射片201中心与辐射片201顶点距离为0.25λ。辐射片201也可采用如扇形、多边形、圆形等。

本实施例所述辐射片201中间设有“┓”型镂空结构203，所述镂空结构203与辐射片201顶部倒角边缘及两侧边缘平行。“┓”型镂空结构的设计改变了辐射片表面的电流分布，进而改变了磁场分布，提升了常规反射板情况下方向图的前后比、交叉极化前后比性能。镂空结构203可根据辐射片201结构做设计，如圆弧型、多段折线型等。

本实施例所述固定件351包括一主体3511，所述主体3511上设置有多个交错设置的上扣件3512和下扣件3513，所述上扣件3512和下扣件3513之间设有穿设馈电组件的传输跳片313的间隙，所述上扣件3512扣合在馈电组件的传输跳片313上，所述下扣件3513扣合在辐射主体上，上扣件3512与下扣件3513配合将馈电组件紧固在辐射主体上，通过固定件351来紧固，使得馈电组件的安装更加可靠到位。本实施例中的下扣件3513是一安装在十字槽内的长条形结构，在长条形结构的末端设有向上的扣合勾。上扣件3512是一竖直立柱结构，其上端设有向下的扣合勾。

本实施例所述馈电组件的传输段311和馈电段313上均设有固定垫圈341，在确保馈电组件安装到位的情况下实现馈电组件与辐射主体之间的电隔离。

Claims (8)

1.超宽频双极化辐射单元，其特征在于：包括由平衡-不平衡馈电连接器、四个两两对称连接于平衡-不平衡馈电连接器上端的辐射片一体成型的辐射主体以及由两个互相绝缘正交的+45°馈电片、-45°馈电片组成的馈电组件，所述馈电组件通过固定件与辐射主体电绝缘地紧固于辐射主体内，所述+45°馈电片、-45°馈电片均由传输段、传输跳片、馈电段连接形成，两所述传输跳片在正交点处分别设有向上的凸台和向下的凹台。

2.如权利要求1所述的超宽频双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射主体是由铝合金一体化压铸成型结构，形成+45°偶极子及与其正交的-45°偶极子，所述辐射片上平面与平衡-不平衡馈电连接器下安装平面距离为0.25λ，λ为频段波长。

3.如权利要求1所述的超宽频双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射主体设有十字槽，所述十字槽由辐射片上表面向下延伸至平衡-不平衡馈电连接器内部形成，所述十字槽纵向深度小于0.25λ，所述辐射片及向下连接的支撑柱与相邻辐射片及向下连接的支撑柱之间间隔大于0.01λ。

4.如权利要求1所述的超宽频双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射主体设有四个圆形容置孔，所述圆形容置孔包括两个传输孔、两个耦合孔，所述传输孔是由辐射片穿过支撑柱向平衡-不平衡馈电连接器底部延伸形成通孔，所述耦合孔由辐射片穿过支撑柱向平衡-不平衡馈电连接器下安装平面延伸形成通孔，所述馈电组件的传输段分别设置在传输孔内，其下端与电缆芯线连接，所述馈电组件的馈电段分别设置在耦合孔内与辐射主体耦合。

5.如权利要求1所述的超宽频双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射片呈顶部倒斜角的正方形结构，四个辐射片中心与辐射片顶点距离为0.25λ。

6.如权利要求5所述的超宽频双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射片中间设有“┓”型镂空结构，所述镂空结构与辐射片顶部倒角边缘及两侧边缘平行。

7.如权利要求1~6之一所述的超宽频双极化辐射单元，其特征在于：所述固定件包括一主体，所述主体上设置有多个交错设置的上扣件和下扣件，所述上扣件和下扣件之间设有穿设馈电组件的传输跳片的间隙，所述上扣件扣合在馈电组件的传输跳片上，所述下扣件扣合在辐射主体上，上扣件与下扣件配合将馈电组件紧固在辐射主体上。

8.如权利要求7所述的超宽频双极化辐射单元，其特征在于：所述馈电组件的传输段和馈电段上均设有固定垫圈。