CN205846249U - 天线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种天线装置，包括反射板、纵向隔板、横向隔板和辐射单元；反射板包括反射底板和纵向设在反射底板上的两个反射侧板，纵向隔板设在两个反射侧板之间，反射板和纵向隔板界定了两个凹槽；至少一个横向隔板设在每一凹槽中，以将每一凹槽分隔为至少两个容纳腔；在每一容纳腔中设有一个辐射单元，辐射单元与反射侧板的间距小于辐射单元的中心工作频率波长的0.02倍。实施本实用新型的技术方案，天线装置采用强耦合边界技术：反射板呈U型，辐射单元一边离反射侧板极近(小于0.02倍中心工作频率波长)，耦合场极强。反射侧板提供的极强近区耦合场，有效约束天线的横向的辐射场，加强纵向辐射。使得此紧凑设计下，水平面波束宽度，前后比等指标满足行业标准。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种天线装置。
背景技术
随着载波聚合等通信技术的发展，790MHz-960MHZ的频谱资源价值被重新定位。从广电、2G移动通信网络等传统应用，演进到含载波聚合、VoLte等创新技术的4G+通信网络中。应网络提速、扩容需求，对应频段的基站天线亦需从两端口升级为四端口。
按工作波段中心频率计，传统方案的两端口天线横向尺寸约为0.82倍中心工作频率波长；由此算上必要的空隙，四端口天线的横向尺寸约为1.7倍中心工作频率波长。考虑到790MHz-960MHz频段中心工作频率波长较长，工作于此频段的天线尺寸较大且笨重，工程安装和运维的难度较大，成本较高。
现有的一些天线装置(如图8所示)要求至少两个相邻的天线阵列高度不同。这样设置的优势在于：减少相邻天线阵列之间的耦合，减小相邻天线阵列方向图性能之间的互相影响，可能有助于天线阵列的水平面半功率波束宽度的收敛。但也有其明显的劣势：1)高度不同的相邻两列天线阵列的辐射单元阻抗特性被改变，无论怎样调节，终会有其中一列天线阵列的辐射单元的阻抗匹配状况恶化。进而使得该列天线的回波损耗变差，垂直面方向图的上副瓣抑制指标恶化，增益恶化；2)天线内部相邻两列天线阵列的高度不同，必然增加天线在高度方向的尺寸，进而增加天线重量，增加天线安装和铁塔支撑架的成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种小型化的天线装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种天线装置，包括反射板、纵向隔板、横向隔板和辐射单元；反射板包括反射底板和纵向设在反射底板上的两个反射侧板，纵向隔板设在两个反射侧板之间，反射板和纵向隔板界定了两个凹槽；至少一个横向隔板 设在每一凹槽中，以将每一凹槽分隔为至少两个容纳腔；在每一容纳腔中设有一个辐射单元，辐射单元与反射侧板的间距小于辐射单元的中心工作频率波长的0.02倍。
优选地，每一辐射单元与纵向隔板的间距大于辐射单元的中心工作频率波长的0.02倍。
优选地，在每一容纳腔中，辐射单元在纵向上居中设置。
优选地，纵向隔板高于横向隔板。
优选地，纵向隔板高于反射侧板。
优选地，横向隔板包括分别与反射侧板和纵向隔板连接的第一侧边和第二侧边，第二侧边高于第一侧边。
优选地，横向隔板为设有倒角的矩形板并且包括第三侧边以及与反射底板连接的第四侧边，第一侧边和第二侧边相对，第三侧边和第四侧边相对；倒角形成在第一侧边和第三侧边的交角处，以使第二侧边高于第一侧边。
优选地，在横向上，在纵向隔板两侧的容纳腔相对称。
优选地，在横向上，在纵向隔板两侧的辐射单元相对称设置。
优选地，两个反射侧板的间距为辐射单元的中心工作频率波长的1.2至1.3倍。
实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：天线装置采用强耦合边界技术：反射板呈U型，辐射单元一边离反射侧板极近(小于0.02倍中心工作频率波长)，耦合场极强。反射侧板提供的极强近区耦合场，有效约束天线的横向的辐射场，加强纵向辐射。使得此紧凑设计下，水平面波束宽度，前后比等指标满足行业标准。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型一优选实施例中的反射板的轴测示意图。
图2是图1中的反射板以及纵向隔板和纵向隔板的轴测示意图。
图3是本实用新型一优选实施例中的天线装置的轴测示意图。
图4是图3中的天线装置的俯视示意图。
图5是本实用新型另一优选实施例的天线装置的俯视示意图(辐射单元不对称设置)。
图6是本实用新型一优选实施例中的横向隔板的正投影示意图。
图7是本实用新型一优选实施例中的辐射单元的轴测示意图。
图8是现有的一种天线装置的结构示意图。
其中，1.反射板，11.反射底板，12.反射侧板，21.纵向隔板，22.横向隔板，221.第一侧边，222.第二侧边，223.第三侧边，224.第四侧边，225.倒角，3.凹槽，4.容纳腔，5.辐射单元，53.支撑臂，52.辐射臂，51.馈电桥，55.底座，54.末端加载。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。在本发明的天线装置的描述中，需要理解的是，“纵”、“横”、“上”、“下”等术语仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-6所示，本发明的天线装置，包括反射板1、纵向隔板21、横向隔板22和辐射单元5。
反射板1包括反射底板11和纵向设在反射底板11上的两个反射侧板12，纵向隔板21设在两个反射侧板12之间，反射板1和纵向隔板21界定了两个凹槽3，换言之，整个反射板1呈U型。
至少一个横向隔板22设在每一凹槽3中，以将每一凹槽3分隔为至少两个半开放的容纳腔4，所谓半开放即是由三个侧面围绕。
在每一容纳腔4中设有一个辐射单元5，辐射单元5与反射侧板12的间距小于辐射单元5的中心工作频率波长的0.02倍。具体而言，本发明的天线装置采用强耦合边界技术：反射板1呈U型，辐射单元5一边离反射侧板12极近，耦合场极强。反射侧板12提供的极强近区耦合场，有效约束天线的横向的辐射场，加强纵向辐射。使得此紧凑设计下，水平面波束宽度，前后比等指标满足行业标准。
进一步地，容纳腔4的结构也可以是由至少两个横向隔板22设在每一凹槽3中所分隔形成的、由四个侧面围绕的腔。
优选地，两个反射侧板12的间距为辐射单元5中心工作频率波长的1.2至1.3倍，使得反射板1在横向上较窄，具体而言，该间距为两个反射侧板12在横向上的距离。这样的设置使得该天线装置的小型化，工程安装和运维的难度较小，成本较低；并且小型化的辐射单元5可以极大降低阵元间耦合，利于方案的实现。
同样优选地，每一辐射单元5与纵向隔板21的间距大于辐射单元5中心工作频率波长的0.02倍，则在每一容纳腔4中，辐射单元5靠近反射侧板12设置，而远离纵向隔板21。进一步而言，本发明的天线装置采用紧凑型反射边界设计：使用U型反射板1，极简 紧凑设计。而相距1.2至1.3倍中心工作频率波长的反射侧板12使得反射板1整体较窄，辐射单元5一边离反射侧板12极近，耦合场极强；辐射单元5另一边离侧边板极远，耦合场相对较弱，通常这样严重的不对称性不利于目标方向图波束形成。为解决这个问题，本方案通过添加纵向隔离片与横向隔离片，结合反射板1为每个辐射单元5围出一个相对独立的容纳腔4，容纳腔4界定了每一辐射单元5的反射边界，有效消除横向和纵向单元间的耦合场，改善辐射单元5边界的不对称性,实现较优异的方向图波束。
在一些实施例中，在每一容纳腔4中，辐射单元5与横向隔板22的间距大于辐射单元5中心工作频率波长的0.02倍，并且辐射单元5在纵向上可以居中设置，从而在每一容纳腔4中，辐射单元5极靠近反射侧板12而远离横向隔板22和纵向隔板21。
优选地，纵向隔板21高于横向隔板22。进一步地，纵向隔板21可以高于反射侧板12。
在一些实施例，横向隔板22包括分别与反射侧板12和纵向隔板21连接的第一侧边221和第二侧边222，第二侧边222高于第一侧边221。
具体而言，横向隔板22为设有倒角225的矩形板并且包括第三侧边223以及与反射底板11连接的第四侧边224，第一侧边221和第二侧边222相对，第三侧边223和第四侧边224相对；倒角225形成在第一侧边221和第三侧边223的交角处，以使第二侧边222高于第一侧边221。具体而言，本发明的天线装置采用不对称横向隔板22设计：考虑辐射单元5临近反射侧板12一侧与临近纵向隔板21一侧的不对称性，本技术方案使用不对称隔板作为横向隔离片。此隔板在临近反射侧板12一端做倒角225处理，有效降低横向隔离片在临近反射侧板12一端的耦合场强，改善关键的前后比指标。
另外，优选地，在横向上，在纵向隔板21两侧的容纳腔4相对称，使得辐射单元5可以在纵向隔板21两侧对称分布；但不限定于此，其也可不对称。并且，在横向上，在纵向隔板21两侧的辐射单元5相对称设置，使得纵向隔板21两侧的辐射场相对称；但不限定于对称设置，其也可不对称设置，如图5所示。
如图7所示，进一步地，每一所述辐射单元5包括四个半波振子和一个底座55；每个所述半波振子包括支撑巴伦、两个辐射臂52、以及馈电结构；每个所述半波振子中的所述两个辐射臂52装于所述支撑臂53巴伦的上端，并呈90°夹角朝两个方向延伸；四个半波振子的八个辐射臂52围成矩形结构；每个辐射臂52的末端装有与之垂直连接的末端加载54，且相邻两个所述半波振子的所述辐射臂52上的所述末端加载54相互面对并有间隙；每个所述半波振子的所述支撑巴伦斜向下延伸，并通过其下端与所述底座55连接。每个 所述支撑巴伦包括两个间隔设置的支撑臂53。在每个所述半波振子中，所述馈电结构包括馈电桥51和电缆；所述馈电桥51的一端与第一个所述支撑臂53的上端连接，所述馈电桥51的另一端与所述电缆的内芯连接；所述电缆的外导体与第二个所述支撑臂53的上端连接。
辐射单元5的结构可采用201520008683.5号专利的用于多频组阵的小型化辐射单元5，大大减小安装所需空间，达到小型化的目的；并解决现有辐射单元5引起的互藕较严重等问题，改善辐射单元5的各项性能指标。
综上所述，本实用新型的天线装置采用强耦合边界技术：反射板1呈U型，辐射单元5一边离反射侧板12极近，耦合场极强。反射侧板12提供的极强近区耦合场，有效约束天线的横向的辐射场，加强纵向辐射。使得此紧凑设计下，水平面波束宽度，前后比等指标满足行业标准；进一步地，采用紧凑型反射边界设计：使用U型反射板1，极简紧凑设计。而相距1.2至1.3倍中心工作频率波长的反射侧板12使得反射板1整体较窄，辐射单元5一边离反射侧板12极近，耦合场极强；辐射单元5另一边离侧边板极远，耦合场相对较弱，通常这样严重的不对称性不利于目标方向图波束形成。为解决这个问题，本方案通过添加纵向隔离片与横向隔离片，结合反射板1为每个辐射单元5围出一个相对独立的容纳腔4，容纳腔4界定了每一辐射单元5的反射边界，有效消除横向和纵向单元间的耦合场，改善辐射单元5边界的不对称性,实现较优异的方向图波束；并且采用不对称横向隔板22设计：考虑辐射单元5临近反射侧板12一侧与临近纵向隔板21一侧的不对称性，本技术方案使用不对称隔板作为横向隔离片。此隔板在临近反射侧板12一端做倒角225处理，有效降低横向隔离片在临近反射侧板12一端的耦合场强，改善关键的前后比指标。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种天线装置，其特征在于，包括反射板(1)、纵向隔板(21)、横向隔板(22)和辐射单元(5)；
所述反射板(1)包括反射底板(11)和纵向设在所述反射底板(11)上的两个反射侧板(12)，所述纵向隔板(21)设在所述两个反射侧板(12)之间，所述反射板(1)和所述纵向隔板(21)界定了两个凹槽(3)；
至少一个所述横向隔板(22)设在每一所述凹槽(3)中，以将每一所述凹槽(3)分隔为至少两个容纳腔(4)；
在每一所述容纳腔(4)中设有一个所述辐射单元(5)，所述辐射单元(5)与所述反射侧板(12)的间距小于所述辐射单元(5)的中心工作频率波长的0.02倍。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，每一所述辐射单元(5)与所述纵向隔板(21)的间距大于所述辐射单元(5)的中心工作频率波长的0.02倍。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，在每一所述容纳腔(4)中，所述辐射单元(5)在纵向上居中设置。
4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述纵向隔板(21)高于所述横向隔板(22)。
5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述纵向隔板(21)高于所述反射侧板(12)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述横向隔板(22)包括分别与所述反射侧板(12)和所述纵向隔板(21)连接的第一侧边(221)和第二侧边(222)，所述第二侧边(222)高于所述第一侧边(221)。
7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述横向隔板(22)为设有倒角(225)的矩形板并且包括第三侧边(223)以及与所述反射底板(11)连接的第四侧边(224)，所述第一侧边(221)和所述第二侧边(222)相对，所述第三侧边(223)和所述第四侧边(224)相对；所述倒角(225)形成在所述第一侧边(221)和所述第三侧边(223)的交角处，以使第二侧边(222)高于所述第一侧边(221)。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，在横向上，在所述纵向隔板(21)两侧的所述容纳腔(4)相对称或不对称。
9.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，在横向上，在所述纵向隔板(21)两侧的所述辐射单元(5)相对称或不对称设置。
10.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述两个反射侧板(12)的间距为所述辐射单元(5)的中心工作频率波长的1.2至1.3倍。
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