CN210926287U - 双极化辐射单元及天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双极化辐射单元及天线，其中，所述双极化辐射单元包括辐射臂、耦合结构、馈电结构及介质卡件；辐射臂设有两对且相互垂直正交，两对辐射臂通过介质卡件安装于耦合结构上并与耦合结构耦合连接，耦合结构设有四组，每组耦合结构包括两个相互垂直的耦合臂，且每个辐射臂位于相邻两组耦合结构的相邻两个耦合臂之间，馈电结构与所述耦合结构连接并通过耦合结构对辐射臂进行馈电。辐射臂通过介质卡件安装在耦合结构上，可避免因辐射臂与馈电结构一体化成型而导致采用的模具偏大、加工困难的问题，降低了加工难度及模具成本，且在运输过程中，可将辐射臂与耦合结构进行拆分，便于运输，从而降低运输成本。

Description

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，尤其涉及一种双极化辐射单元及天线。

背景技术

随着无线技术发展、新通信频谱、通信制式的引入，支持更多频段、更多制式的多系统共用天线逐渐成为运营商需求的主流产品。支持超多系统、超多频段的天线技术成为基站天线行业开发者的研究热点。

众所周知，低频天线尺寸往往决定了整个天线的尺寸，如何在更小的尺寸、更简洁的设计下满足运营商提出的指标要求成为设计难点。现有的基站天线中低频振子的加工为了节省工时，通过将辐射臂与馈电巴伦采用压铸一体化成型，这使得加工该低频振子的模具增大，则导致加工成本的增加；并且一体化成型后的低频振子不利于运输，同时增加了运输成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的旨在提供一种结构简单、且在其进行多频天线设计时对其他频段的耦合干扰小的双极化辐射单元。

本实用新型的另一目的旨在提供一种包括上述双极化辐射单元的天线。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

作为第一方面，本实用新型涉及一种双极化辐射单元，包括辐射臂、耦合结构、馈电结构及介质卡件；所述辐射臂设有两对且相互垂直正交，两对所述辐射臂通过所述介质安装于所述耦合结构上并与所述耦合结构耦合连接，所述耦合结构设有四组，每组所述耦合结构包括两个相互垂直的耦合臂，且每个所述辐射臂位于相邻两组所述耦合结构的相邻两个耦合臂之间，所述馈电结构与所述耦合结构连接并通过所述耦合结构对所述辐射臂进行馈电。

进一步设置：所述馈电结构包括两个上下层叠且不接触的馈电片，其中一个馈电片的两端分别连接同一对角线上的两组耦合结构，另一馈电片连接另一对角线上的两组耦合结构，以使两对所述辐射臂分别对应工作在水平极化方向和垂直极化方向时，所述辐射臂可合成出沿﹢45°或﹣45°极化方向的等效电流。

进一步设置：位于同一对角线上的两组耦合结构上分别设有线缆焊盘和通孔，所述线缆焊盘用于与其对应的馈电片焊接，所述通孔用于供与其对应的馈电片与传输线缆的内导体连接。

进一步设置：所述馈电片与所述耦合结构连接的端部开设有安装孔。

进一步设置：所述馈电结构还包括支撑巴伦，所述支撑巴伦包括四个分别与四组耦合结构一一对应设置的支撑臂，每组所述耦合结构设于所述支撑臂的顶部，且相邻两组所述耦合结构上下错位设置，使得两组所述耦合结构的相邻耦合臂上下层叠设置。

进一步设置：所述介质卡件位于上下相邻的两个耦合臂之间，且所述介质卡件开设有用于供所述辐射臂插置的安装槽。

进一步设置：所述耦合臂、辐射臂及介质卡件上均开设有连接孔以借助绝缘紧固件穿过所述连接孔并将三者固定。

进一步设置：所述支撑巴伦与所述耦合结构采用压铸、钣金或PCB一体化成型。

进一步设置：所述辐射臂为金属结构或PCB结构。

作为第二方面，本实用新型涉及一种天线，包括反射板及设于所述反射板上的如上所述的双极化辐射单元。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

1.在本实用新型的双极化辐射单元中，辐射臂通过介质卡件安装在耦合结构及馈电结构上，可避免因辐射臂与馈电结构一体化成型而导致采用的模具偏大、加工困难的问题，从而可降低加工难度及模具成本，并且在运输过程中，辐射臂可与耦合结构及馈电结构进行拆分，便于运输，从而降低运输成本。

2.在本实用新型的双极化辐射单元中，通过将两对辐射臂分别对应工作于水平极化方向和垂直极化方向上时，在耦合结构的电磁耦合的作用下，两对辐射臂可形成沿﹣45°或﹢45°极化方向的等效电流，使得该双极化辐射单元的辐射臂无需沿±45°极化方向延伸，从而减少其空间投影面积，避免辐射臂延伸至其他频段振子的上方，减少辐射臂对其他频段振子的遮挡，从而减小双极化辐射单元对其他频段振子的耦合干扰。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型双极化辐射单元的一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型双极化辐射单元的一个实施例的分体图；

图3为本实用新型的一个实施例中耦合结构和支撑巴伦的示意图；

图中，1、辐射臂；2、耦合结构；21、耦合臂；22、焊盘；23、通孔；31、支撑巴伦；311、支撑臂；32、馈电片；321、安装孔；4、介质卡件；41、安装槽；5、连接孔；1000、双极化辐射单元。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

请结合图1至图3，本实用新型涉及一种双极化辐射单元1000，尤其涉及一种十字型双极化辐射单元，其结构简单、设计轻便，在空间投影面积小，使其在进行多频天线设计时对其他频段的耦合干扰小，具有明显的应用优势。

所述双极化辐射单元1000包括辐射臂1、耦合结构2、馈电结构及介质卡件4；其中，所述辐射臂1通过介质卡件4安装在所述耦合结构2上，使得所述辐射臂1与所述耦合结构2之间为分体结构，从而可减小用于生产该辐射单元的模具大小，降低生产难度；同时运输过程中，所述辐射臂1与耦合结构2及馈电结构之间可分开运输，降低了运输难度，减少辐射单元在运输过程中造成损坏的情况，可有效的降低运输成本。

此外，所述辐射臂1设有两对，且两对辐射臂1相互垂直正交设置，从而可构成十字型辐射单元。所述耦合结构2设有四组，每组所述耦合结构2包括两个垂直或大致垂直的耦合臂21，且位于相邻两组耦合结构2的相邻两个耦合臂21之间呈平行或大致平行设置。

优选地，本实施例中的耦合结构2的两个辐射臂1垂直设置。同时在其他实施例中，同一所述耦合结构2的两个耦合臂21可呈阶梯状设置或者改变部分耦合臂21之间的角度以调整电磁耦合的强度，以达到改善阻抗匹配的目的；同时，所述耦合臂21还可设计成不同的形状，以满足所需不同频段和/或阻抗匹配的要求。

所述辐射臂1通过所述介质卡件4安装在所述耦合结构2上，并使每个所述辐射臂1位于相邻两组所述耦合结构2的相邻两个耦合臂21之间，所述辐射臂1与其临近的耦合臂21平行设置且耦合连接。同时，所述馈电结构与所述耦合结构2连接，从而使得所述馈电结构可通过所述耦合结构2对所述辐射臂1进行馈电。

具体的，所述馈电结构包括馈电片32及支撑巴伦31，其中，所述馈电片32设有两块，且两块所述馈电片32上下层叠设置且互不接触，且在本实施例中将两块所述馈电片32定义为上馈电片及下馈电片，所述上馈电片用于连接位于同一对角线上的两组耦合结构2，所述下馈电片用于连接位于另一对角线上的两组耦合结构2，从而可使两对所述辐射臂1分别对应工作在水平极化方向和垂直极化方向时，此时所述上馈电片及所述下馈电片分别沿﹢45°或﹣45°极化方向设置，从而使得所述辐射臂1可合成出沿﹢45°或﹣45°极化方向的等效电流。

进一步的，位于同一对角线上的两个耦合结构2上还分别设有焊盘22和通孔23，所述焊盘22用于与所述馈电片32的一端连接，其另一端可与通过从所述耦合结构2的通孔23处穿过的传输线缆的内导体焊接，并且在所述馈电片32的端部还开设有安装孔321，所述馈电片32与焊盘22焊接时可通过安装孔321进行操作，同时，传输线缆的内导体可从所述馈电片32另一端的安装孔321穿过以实现传输线缆内导体与馈电片32的电连接。

此外，所述支撑巴伦31包括四个支撑臂311，四个所述支撑臂311分别与四组耦合结构2一一对应设置，且每个所述支撑臂311与每组所述耦合结构2的两个耦合臂21的连接处连接。

作为一个优选的实施例中，相邻两组所述耦合结构2上下错位设置，具体地，位于同一对角线上的两组耦合结构2的高度高于另一对角线上的两组耦合结构2的高度，具体可通过调节支撑臂311的高度实现，且两组所述耦合结构2的相邻耦合臂21上下层叠设置，所述介质卡件4可位于上下相邻的两个耦合壁之间，同时在所述介质卡件4中间开设有用于供所述辐射臂1插置的安装槽41，所述安装槽41沿与其对应的耦合臂21的延伸方向以眼神，从而使得所述耦合臂21与辐射臂1可对应工作于同一极化方向上。

进一步，所述介质卡件4的厚度与相邻两组耦合结构2的相邻耦合臂21的间距相适配，以确保所述介质卡件4与所述耦合结构2连接的稳定性。

此外，所述辐射臂1、耦合臂21及介质卡件4上均开设有连接孔5，从而可借助绝缘紧固件(图中未标示，下同)连续穿过三者的连接孔5，以实现三者的连接固定。优选地，所述绝缘紧固件包括介质螺栓或介质铆钉等，在实现辐射臂1、耦合臂21及介质卡件4三者连接固定的同时，确保所述辐射臂1与所述耦合臂21之间的耦合连接。

当-45°极化的信号通过沿-45°极化方向设置的馈电片32馈入时，馈入信号通过所述馈电结构馈入到沿-45°极化方向的对角线的两组耦合结构2中，此时，两组所述耦合结构2的耦合臂21可形成沿水平极化方向和垂直极化方向的电流，随后通过所述耦合臂21将电流进一步耦合至临近的辐射臂1上，所述辐射臂1上形成与其临近的耦合臂21的同相电流，并使位于同一极化方向上的两个辐射臂1的信号相位相反，四个所述辐射臂1上可形成的等效电流也呈﹣45°极化方向，从而形成﹣45°极化天线。

同理，当沿﹢45°极化方向设置的馈电片32馈入﹢45°极化的信号时，位于﹢45°极化方向的对角线上的两组耦合结构2的辐射臂1可形成沿水平极化方向和垂直极化方向的电流，继而可在四个所述辐射臂1上形成﹢45°极化方向的等效电流，从而形成﹢45°极化天线。

优选地，所述辐射臂1与其临近的耦合臂21耦合的部分可根据所需电磁耦合强度以改变其粗细、大小等尺寸，从而达到改善阻抗匹配的目的；同时所述辐射臂1也可根据频段及阻抗匹配的要求设计成不同的形状。

优选地，所述辐射臂1可采用金属结构或PCB结构；所述支撑巴伦31与所述耦合结构2为一体化成型，具体可采用压铸成型、钣金成型或PCB等方式制成，加工方便，有利于天线的批量化生产。

本实用新型的双极化辐射单元1000中的辐射臂1通过介质卡件4安装在所述耦合结构2上，可避免因辐射臂1与支撑巴伦31的一体化注塑成型而导致加工模具偏大、加工难度增大等问题，采用多零部件拼装的工艺，减少了加工难度，降低了模具成本；同时所述辐射臂1与所述耦合结构2之间的分体设置，有利于辐射单元的运输，可避免因产品过大导致运输的不便，降低了运输困难及成本。

此外，所述双极化辐射单元的两对辐射臂1分别工作于水平极化方向和垂直极化方向时，在所述耦合结构2和所述馈电结构的电磁耦合的作用下，两对辐射臂1可形成沿﹣45°或﹢45°极化方向的等效电流，使得该双极化辐射单元1000的辐射臂1无需沿±45°极化方向延伸，从而可减少其空间投影面积，避免所述辐射臂1延伸至其他频段振子的上方，减少所述辐射臂1对其他频段振子的遮挡，从而减小所述双极化辐射单元1000对其他频段振子的耦合干扰。

本实用新型还涉及一种天线，其包括反射板(图中未示意，下同)及上述双极化辐射单元1000，所述双极化辐射单元1000设于所述反射板上，且所述双极化辐射单元1000的底部设有采用塑料制成的底座(图中未示意，下同)，以将所述反射板与所述双极化辐射单元1000隔开。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种双极化辐射单元，其特征是：包括辐射臂、耦合结构、馈电结构及介质卡件；所述辐射臂设有两对且相互垂直正交，两对所述辐射臂通过所述介质卡件安装于所述耦合结构上并与所述耦合结构耦合连接，所述耦合结构设有四组，每组所述耦合结构包括两个相互垂直的耦合臂，且每个所述辐射臂位于相邻两组所述耦合结构的相邻两个耦合臂之间，所述馈电结构与所述耦合结构连接并通过所述耦合结构对所述辐射臂进行馈电。

2.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征是：所述馈电结构包括两个上下层叠且不接触的馈电片，其中一个馈电片的两端分别连接同一对角线上的两组耦合结构，另一馈电片连接另一对角线上的两组耦合结构，以使两对所述辐射臂分别对应工作在水平极化方向和垂直极化方向时，所述辐射臂可合成出沿﹢45°或﹣45°极化方向的等效电流。

3.根据权利要求2所述的双极化辐射单元，其特征是：位于同一对角线上的两组耦合结构上分别设有线缆焊盘和通孔，所述线缆焊盘用于与其对应的馈电片焊接，所述通孔用于供与其对应的馈电片与传输线缆的内导体连接。

4.根据权利要求3所述的双极化辐射单元，其特征是：所述馈电片与所述耦合结构连接的端部开设有安装孔。

5.根据权利要求2所述的双极化辐射单元，其特征是：所述馈电结构还包括支撑巴伦，所述支撑巴伦包括四个分别与四组耦合结构一一对应设置的支撑臂，每组所述耦合结构设于所述支撑臂的顶部，且相邻两组所述耦合结构上下错位设置，使得两组所述耦合结构的相邻耦合臂上下层叠设置。

6.根据权利要求5所述的双极化辐射单元，其特征是：所述介质卡件位于上下相邻的两个耦合臂之间，且所述介质卡件开设有用于供所述辐射臂插置的安装槽。

7.根据权利要求6所述的双极化辐射单元，其特征是：所述耦合臂、辐射臂及介质卡件上均开设有连接孔以借助绝缘紧固件穿过所述连接孔并将三者固定。

8.根据权利要求5所述的双极化辐射单元，其特征是：所述支撑巴伦与所述耦合结构采用压铸、钣金或PCB一体化成型。

9.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征是：所述辐射臂为金属结构或PCB结构。

10.一种天线，其特征是：包括反射板及设于所述反射板上的如权利要求1-9任一项所述的双极化辐射单元。

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