CN207217765U - 一种天线辐射单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种天线辐射单元，包括两对极化正交设置的偶极子辐射单元、复数个与偶极子辐射单元相连的馈电巴伦、复数根同轴电缆，偶极子辐射单元包括两个振子臂，自振子臂向下延伸形成一延伸部，延伸部与振子臂形成一闭合的环状结构，振子臂一端接馈电巴伦，另一端与相邻振子臂的端部上设置耦合结构。本实用新型通过改善振子臂的结构来改善其宽带特性和辐射单元的阻抗匹配特性等，使其应用更广泛。

Description

一种天线辐射单元

技术领域

本实用新型涉及基站天线领域，尤其是涉及一种可调节工作频段的天线辐射单元。

背景技术

本实用新型相关的现有技术可参照中国实用新型专利公告号为CN103337712B揭露的一种天线辐射单元及其馈电方法，该天线辐射单元包括两对极化正交设置的偶极子辐射单元，每个偶极子辐射单元分别通过一巴伦安装于金属反射板上；每个巴伦包括平行相邻设置的两条支撑柱，每个偶极子辐射单元包括对称地分别固定于两条支撑柱上的两个单元臂。该方案中的振子臂上悬挂下来的三角环自振子臂的末端开始延伸，且相邻振子臂之间没有设置耦合结构，这种结构的振子臂强度较弱，电气性能较差，且振子工作频率不能改变，应用不够灵活。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种天线辐射单元，采用多个耦合结构，以有效拓宽基站天线的工作频段，使其应用广泛。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种天线辐射单元，其包括两对极化正交设置的偶极子辐射单元、复数个与偶极子辐射单元相连的馈电巴伦、复数根同轴电缆，所述偶极子辐射单元包括两个振子臂，所述振子臂的两端分别为第一耦合端和第二耦合端，每个偶极子辐射单元的两个所述第一耦合端相邻，且所述第一耦合端连接一所述馈电巴伦，自所述振子臂向下延伸形成一延伸部，所述延伸部与振子臂形成一闭合的环状结构，所述两个相邻的第二耦合端上设置有第一耦合结构。

优选地，所述振子臂包括主体部和耦合部，所述主体部由耦合部的一侧边向下延伸形成，且与耦合部呈钝角设置。

优选地，所述主体部的底部形成有至少一个台阶。

优选地，所述延伸部与振子臂形成的闭合的环状结构为矩形环。

优选地，所述第一耦合结构包括跨接两个相邻的第二耦合端的隔离件和第一耦合件，所述隔离件位于第一耦合件和振子臂之间。

优选地，所述隔离件为绝缘材料，第一耦合件为金属材料。

优选地，所述每个偶极子辐射单元对应一根同轴电缆和两个馈电巴伦，所述该同轴电缆固持于一个馈电巴伦上，并与另一馈电巴伦电性相连。

优选地，与每个所述偶极子辐射单元相连的两个相邻的馈电巴伦上设置有第二耦合结构。

优选地，所述第二耦合结构包括安装于相邻的两个第一耦合端的第二耦合件。

优选地，所述第二耦合结构还包括安装于相邻的两个馈电巴伦上的第三耦合件。

优选地，所述第二耦合件包括第一限位凸起部、两个第一耦合部和两个固定部，所述第一限位凸起部卡在两个馈电巴伦之间；所述第一限位凸起部的两个端面向外延伸形成所述两个第一耦合部，所述第一耦合部贴在对应侧的馈电巴伦表面上；由两个所述第一耦合部的顶端分别向外弯折延伸形成所述两个固定部，两固定部分别固定在对应侧的振子臂上。

优选地，所述第三耦合件包括第二限位凸起部和两个第二耦合部，所述第二限位凸起部卡在两个馈电巴伦之间，且所述第二限位凸起部的两个端面向外延伸形成所述两个第二耦合部，每个第二耦合部固定在对应侧的馈电巴伦表面上。

本实用新型的有益效果是：

1、振子臂上矩形环的设置位置，拓宽了振子臂之间的耦合缝隙，以及与振子臂之间设置的耦合结构的结合，通过改变耦合结构的长度、厚度、相对介质常数等特性，可以调节振子的工作频段，使其既可以适用于宽带690-960KHZ工作频段，又可以适用于其中的窄频带，应用起来比较灵活。

2、振子臂之间以及馈电巴伦之间设置的耦合结构，增强了振子强度，保证振子臂、馈电巴伦之间的耦合缝隙距离，且馈电巴伦之间的耦合缝隙距离，一方面利于同轴电缆的馈电，另一方面利于振子单元的焊接；另外通过调节振子臂、馈电巴伦之间耦合缝隙的大小，可以调节天线的驻波和方向图特性。

3、振子臂的矩形渐变的不规则结构，能够获得宽带特性，利于辐射单元的阻抗匹配；且矩形环结构可优化天线的轴向交叉极化和前后比这两个指标，通过采用这种结构，天线的轴向交叉极化能够变好5个dB左右，前后比能够变好7个dB左右。

4、本实用新型采用4根同轴电缆馈电，采用这种馈电方式利于天线的组装。

附图说明

图1是本实用新型的部分爆炸结构示意图；

图2是本实用新型的组装后的结构示意图；

图3是本实用新型的侧视结构示意图；

图4是本实用新型的俯视结构示意图；

图5是本实用新型的仰视结构示意图；

图6是本实用新型第二耦合件的结构示意图；

图7是本实用新型第三耦合件的结构示意图。

附图标记：

1、馈电巴伦，2、同轴电缆，3、振子臂，31、主体部，32、耦合部，33、第一耦合端，34、第二耦合端，4、第二耦合缝隙，5、第一耦合缝隙，6、延伸部，7、隔离件，8、第一耦合件，9、第二耦合件，91、第一限位凸起部，92、第一耦合部，93、固定部，10、第三耦合件，101、第二限位凸起部，102、第二耦合部，11、同轴电缆焊盘，12、限位件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本实用新型所揭示的一种天线辐射单元，通过改善振子臂的结构来改善其宽带特性和辐射单元的阻抗匹配特性等。

结合图1～图5所示，本实用新型实施例所揭示的一种天线辐射单元，包括两对极化正交设置的偶极子辐射单元(即四个偶极子辐射单元)、多个馈电巴伦1、多根同轴电缆2、第一耦合结构和第二耦合结构。偶极子辐射单元通过馈电巴伦1安装于反射板(图未示)上，每个偶极子辐射单元对应一根同轴电缆2和两个馈电巴伦1，该同轴电缆2固持于一个馈电巴伦1上，并与另一馈电巴伦1电性焊接相连，组成移动通信基站天线。

每个偶极子辐射单元包括两个振子臂3，本实施例中，每个偶极子辐射单元的两个振子臂3相垂直，即夹角呈90度。这样，8个振子臂3组合形成一长方形结构。

每个振子臂3具有分别设于两端的第一耦合端33和第二耦合端34，每个偶极子辐射单元的两个第一耦合端33相邻，且第一耦合端33接一馈电巴伦1，由于两个振子臂3的第一耦合端33相邻，所以与它们连的两个馈电巴伦1也相邻，且两个馈电巴伦1之间存在第二耦合缝隙4，上述第二耦合结构即安装于该第二耦合缝隙4之上。振子臂3的第二耦合端34与相邻的振子臂的第二耦合端34之间存在第一耦合缝隙5，上述第一耦合结构安装于该第一耦合缝隙5之上。

每个振子臂包括主体部31和耦合部32，本实施例中，耦合部32水平设置，呈一细长的金属片状结构；主体部31由耦合部32的一侧边向下延伸形成，且其与耦合部32之间的夹角呈钝角，本实施例中，主体部31为矩形渐变的不规则形状，即底部形成有至少一台阶的矩形渐变结构，该结构能够获得宽带特性，利于辐射单元的阻抗匹配。

本实施例中，自耦合部32的中部位置但不限于中部位置向下延伸形成一延伸部6，且延伸部6与耦合部32形成一闭合的环状结构，即延伸部6位于振子臂3的第一耦合端33和第二耦合端34之间，与现有延伸部6直接从耦合部32的两端向下延伸形成的结构相比，本实用新型自耦合部32的中部向下延伸形成的延伸部结构，拓宽了振子臂3之间的耦合缝隙距离，与第一耦合结构相结合，可以调节振子的工作频段，使其应用范围更灵活。

延伸部6与耦合部32形成的闭合的环状结构优选为矩形环，也可以是三角环等其他形状，本实施例中包括8个矩形环，该环状结构的作用主要用于优化天线的轴向交叉极化和前后比这两个指标，通过采用这种结构，天线的轴向交叉极化能够变好5个dB左右，前后比能够变好7个dB左右。

第一耦合结构连接相邻两个振子臂的第二耦合端34，其构成振子臂之间的耦合结构，使得本实用新型振子单元能够获得较宽的工作频段。如图1所示，本实施例中，第一耦合结构具体包括隔离件7和第一耦合件8，隔离件7跨接两个相邻的第二耦合端34，即一端固定在一第二耦合端34上，另一端固定在与该第二耦合端相邻的另一第二耦合端34上，通过在隔离件7和振子臂上设置供螺钉贯穿的固定孔，采用螺钉等方式将隔离件7与振子臂固定。且隔离件7位于振子臂和第一耦合件8之间，这里的隔离件7为塑料件，一方面增加了振子强度，保证振子臂之间的耦合缝隙距离；另一方面也起到了金属(第一耦合件)和金属(振子臂)隔离作用，以及驻波调试的作用。

第一耦合件8堆叠于隔离件7上，同样两端分别跨接两个相邻的第二耦合端34，且其两端设置有与隔离件7和第二耦合端34上同心设置的供螺钉贯穿的固定孔，采用螺钉依次穿过第一耦合件8、隔离件7上的穿孔，将第一耦合件8、隔离件7固定到振子臂3上。本实施例中，第一耦合件8为金属片，其在结构上，增加了振子强度，保证振子臂3之间的耦合缝隙距离；在电气上，与上述隔离件7一同构成振子臂3之间的耦合结构特征，通过调节隔离件7的厚度、相对介电常数、大小，以及第一耦合件8的长宽和大小等参数，可以调节振子的工作频段，这样可以使其既可以适用于宽带690-960KHZ工作频段，又可以适用于其中的窄频带，应用起来比较灵活。

第二耦合结构连接相邻的两个馈电巴伦1，其构成馈电巴伦1之间的耦合结构。本实施例中，第二耦合结构包括第二耦合件9和第三耦合件10，其中，第二耦合件9安装于偶极子辐射单元所连的两个相邻的馈电巴伦1之间的顶部位置(即振子臂3的第一耦合端33)、且连接两个振子臂3；第三耦合件10安装于偶极子辐射单元所连的两个相邻的馈电巴伦1之间的中部位置、且连接两个馈电巴伦1。采用第二耦合结构耦合的方案，一方面利于增加振子的强度，同时防止天线震动对同轴电缆2造成损伤，另一方面利于振子单元的焊接，通过调节第二耦合缝隙的大小可以调节天线的驻波和方向图特性。

具体地，结合图1和图6所示，第二耦合件9包括第一限位凸起部91、两个第一耦合部92和两个固定部93，其中，第一限位凸起部91卡在两个馈电巴伦1之间，第一限位凸起部91两个端面向外延伸形成上述两个第一耦合部92，第一耦合部92贴在馈电巴伦1表面上，且其与第一限位凸起部91之间构成一与馈电巴伦1的端面相配合的卡槽，第二耦合件9通过该卡槽卡固到对应侧的馈电巴伦1上；由两个第一耦合部92的顶端分别向外弯折延伸形成上述两个固定部93，两固定部93分别固定在对应侧的振子臂3的第一耦合部92上，通过螺钉和穿孔配合的结构固定。第二耦合件9增加了振子强度，保证馈电巴伦1之间的耦合缝隙，从而可调节振子驻波。

结合图1和图7所示，第三耦合件10包括第二限位凸起部101和两个第二耦合部102，第二限位凸起部101的两个端面向外延伸形成上述两个第二耦合部102，第二限位凸起部101卡在两个馈电巴伦1之间，第二耦合部102贴在馈电巴伦1表面上，且其与对应侧的第二限位凸起部101之间构成一与馈电巴伦的端面相配合的卡槽，第三耦合件10通过该卡槽卡固到对应侧的馈电巴伦1上，且第二耦合部102与对应的馈电巴伦1之间，还通过螺钉和穿孔配合的结构固定。第三耦合件10同样增加了振子强度，防止天线震动对同轴线造成损伤，并保证巴伦之间的耦合缝隙。本实施例中，第二耦合件9和第三耦合件10均为塑料件。

作为可替换实施例，上述第二耦合结构中的第二耦合件9和第三耦合件10也可只设置其中一件，如只设置第二耦合件9，也能实现增强振子强度，保证馈电巴伦1之间的耦合缝隙的效果，只是在增强振子强度上稍弱些。

每个偶极子辐射单元连接的两个馈电巴伦1，其中一馈电巴伦1的上端设置一向另一馈电巴伦延伸的同轴电缆焊盘11，同轴电缆焊盘11位于第二耦合件的第一限位凸起部91的下方。同轴电缆2沿另一馈电巴伦1的一面布置，其通过另一馈电巴伦上形成的多个限位件12限位固定，且其内导体与同轴电缆焊盘11焊接固定。这样，本实用新型辐射单元中，设置了4根同轴电缆2，采用这种馈电方式利于天线的组装。

另外，由于同轴电缆焊盘11位于第二耦合件的第一限位凸起部91的下方，所以第一限位凸起部91同时也起到了保证同轴电缆焊盘11与馈电巴伦1之间的缝隙的作用。

本实用新型整体采用钣金结构，易于生产并且可以降低天线整体重量。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种天线辐射单元，其包括两对极化正交设置的偶极子辐射单元、复数个与偶极子辐射单元相连的馈电巴伦、复数根同轴电缆，所述偶极子辐射单元包括两个振子臂，所述振子臂的两端分别为第一耦合端和第二耦合端，每个偶极子辐射单元的两个所述第一耦合端相邻，且所述第一耦合端连接一所述馈电巴伦，其特征在于，自所述振子臂向下延伸形成一延伸部，所述延伸部与振子臂形成一闭合的环状结构，所述两个相邻的第二耦合端上设置有第一耦合结构。

2.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，所述振子臂包括主体部和耦合部，所述主体部由耦合部的一侧边向下延伸形成，且与耦合部呈钝角设置。

3.根据权利要求2所述的天线辐射单元，其特征在于，所述主体部的底部形成有至少一个台阶。

4.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，所述延伸部与振子臂形成的闭合的环状结构为矩形环。

5.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，所述第一耦合结构包括跨接两个相邻的第二耦合端的隔离件和第一耦合件，所述隔离件位于第一耦合件和振子臂之间。

6.根据权利要求5所述的天线辐射单元，其特征在于，所述隔离件为绝缘材料，第一耦合件为金属材料。

7.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，所述每个偶极子辐射单元对应一根同轴电缆和两个馈电巴伦，该同轴电缆固持于一个馈电巴伦上，并与另一馈电巴伦电性相连。

8.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，与每个所述偶极子辐射单元相连的两个相邻的馈电巴伦上设置有第二耦合结构。

9.根据权利要求8所述的天线辐射单元，其特征在于，所述第二耦合结构包括安装于相邻的两个第一耦合端的第二耦合件。

10.根据权利要求9所述的天线辐射单元，其特征在于，所述第二耦合结构还包括安装于相邻的两个馈电巴伦上的第三耦合件。