CN213304351U

CN213304351U - 低频辐射单元和天线

Info

Publication number: CN213304351U
Application number: CN202022351594.4U
Authority: CN
Inventors: 郑之伦; 贾飞飞; 王强; 刘亮
Original assignee: Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd; Jingxin RF Technology Guangzhou Co ltd
Current assignee: Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd; Jingxin RF Technology Guangzhou Co ltd
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2021-05-28
Anticipated expiration: 2030-10-20

Abstract

本实用新型提供一种低频辐射单元和天线,其技术方案要点是低频辐射单元包括馈电巴伦和两对辐射臂，所述辐射臂包括阻抗匹配段、去耦段和两段滤波段，所述去耦段设于辐射臂远离馈电巴伦一端并用于减少高频辐射的耦合面积，所述滤波段用于减小高频耦合电流，其中一个所述滤波段的一端与馈电巴伦相连，另一端与阻抗匹配段相连，另一所述滤波段两端分别与阻抗匹配段和去耦段相连。通过在阻抗匹配段的两端各设置一个滤波段，其中一个滤波段与馈电巴伦相连，另一个滤波段与去耦段相连，可有效降低对高频辐射单元的遮挡，抑制高频信号的耦合，从而减少高频辐射信号的绕射及高频信号在低频辐射臂上的二次辐射，改善高频辐射方向图。

Description

低频辐射单元和天线

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种低频辐射单元和天线。

背景技术

随着现代无线通信技术的快速发展，基站数量急剧增加，基站天线作为基站系统最重要的组成部分之一，小型化、宽频化、多频共用已成为当前的研究热点。如何能够在更小的截面尺寸内将不同宽频段天线共口径设计，且不牺牲各频段的性能指标成为急需攻克的难题。

目前，主流的多频共用天线需支持多个频段，如690MHz-960MHz、1690MHz-2690MHz等频段的集成，当天线小型化设计时，电磁环境愈加复杂，各频段辐射单元之间的互耦严重，低频辐射单元对高频辐射单元的遮挡以及互耦产生的二次辐射造成了高频辐射方向图的恶化。

实用新型内容

本实用新型的首要目的旨在提供一种可降低对高频辐射单元的干扰的低频辐射单元。

本实用新型的另一目的旨在提供一种采用上述低频辐射单元的天线。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种低频辐射单元，包括馈电巴伦和两对极化正交且由馈电巴伦进行馈电的辐射臂，所述辐射臂包括阻抗匹配段、去耦段和两段滤波段，所述去耦段设于辐射臂远离馈电巴伦一端并用于减少高频辐射的耦合面积，所述滤波段用于减小高频耦合电流，其中一个所述滤波段的一端与馈电巴伦相连，另一端与阻抗匹配段相连，另一所述滤波段两端分别与阻抗匹配段和去耦段相连。

进一步设置：所述辐射臂由PCB构成，所述滤波段包括一对分设于所述PCB的基板正反两面的耦合段，所述耦合段包括至少一对垂直于辐射臂长度方向的耦合线以及连接于两条耦合线的端部之间的连接线，所述连接线与耦合线形成开口，位于所述基板正反两面的两个耦合段的开口方向相反。

进一步设置：所述去耦段沿着辐射臂端部的外周弯折延伸并绕设形成可供高频辐射信号通过的透波区域，且所述去耦段的两端分别与基板正反两面的两个耦合段相连。

进一步设置：所述基板上设有金属过孔，位于所述基板反面的耦合段通过金属过孔与位于正面的去耦段和阻抗匹配段连接。

进一步设置：位于所述基板正反两面的两个耦合段上的耦合线于辐射臂上的投影相互重叠。

进一步设置：所述耦合段包括多对所述耦合线，相邻两个所述耦合线之间连接有所述连接线。

本实用新型还提供了一种天线，包括高频阵列和低频阵列，所述高频阵列包括至少一个高频辐射单元，所述低频阵列包括至少一个上述的低频辐射单元。

进一步设置：所述高频阵列于所述低频阵列两侧各设有一列，所述高频辐射单元设置于靠近所述低频辐射单元的辐射臂端部位置处。

进一步设置：所述低频辐射单元的四周设有去耦边界，所述去耦边界垂直或平行于所述低频阵列的延伸方向，且所述去耦边界包括多个沿其长度方向交替设置的所述阻抗匹配段和滤波段。

进一步设置：所述阻抗匹配段的长度为高频工作中心频率的五分之一至三分之一波长。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

1.本实用新型涉及的低频辐射单元中，通过在阻抗匹配段的两端各设置一个滤波段，其中一个滤波段与馈电巴伦相连，另一个滤波段与去耦段相连，可有效降低对高频辐射单元的遮挡，抑制高频信号的耦合，从而减少高频辐射信号的绕射及高频信号在低频辐射臂上的二次辐射，改善高频辐射方向图。

2.本实用新型涉及的低频辐射单元中，耦合段采用一对或多对耦合线，组成滤波网络，结构紧凑，尺寸小，实现低频辐射单元的小型化，有效降低成本。

3.本实用新型涉及的天线中，通过采用上述的低频辐射单元，并在低频辐射单元的四周设置去耦边界，低频辐射单元减小了对高频辐射单元的干扰，进一步改善高频辐射方向图，去耦边界在有效改善低频辐射单元的增益及单元间互耦的同时，可减小对高频辐射单元的干扰，兼顾了高低频的性能。

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为本实用新型的一种实施例中低频辐射单元的立体图；

图2为本实用新型的一种实施例中低频辐射单元的俯视图；

图3为本实用新型的一种实施例中低频辐射单元的仰视图；

图4为本实用新型的一种实施例中低频阵列与高频阵列的立体图；

图5为本实用新型的一种实施例中低频阵列与高频阵列的俯视图；

图6为本实用新型的一种实施例中去耦边界的正视图；

图7为本实用新型的一种实施例中去耦边界的后视图。

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。

如图1至3所示，本实用新型提供了一种低频辐射单元1，包括两对极化正交的辐射臂11以及馈电巴伦12，所述辐射臂11由所述馈电巴伦12馈电。在本实施例中，所述辐射臂11为电路板形式，图中示出的为电路板上的金属带走线结构。

所述辐射臂11包括一段阻抗匹配段111、两段滤波段112和一段去耦段113，所述去耦段113设置于辐射臂11远离馈电巴伦12的一端，用于减少高频辐射的耦合面积，其中一个所述滤波段112的一端与馈电巴伦12相连，另一端与阻抗匹配段111相连，另一所述滤波段112两端分别与阻抗匹配段111和去耦段113相连，所述滤波段112用于减小高频耦合电流，即其中一个滤波段112、阻抗匹配段111、另一滤波段112和去耦段113四者沿辐射臂11长度方向依次分布。

通过在阻抗匹配段111的两端各设置一个滤波段112，其中一个滤波段112与馈电巴伦12相连，另一个滤波段112与去耦段113相连，可有效降低对高频辐射单元2的遮挡，抑制高频信号的耦合，从而减少高频辐射信号的绕射及高频信号在低频辐射臂11上的二次辐射，改善高频辐射方向图。

进一步地，所述辐射臂11由PCB构成，所述PCB包括基板，所述滤波段112包括一对分设于所述基板正反两面的耦合段1121，所述耦合段1121包括至少一对垂直于辐射臂11长度方向的耦合线11211以及连接于两条耦合线11211端部之间的连接线11212，连接线11212与两条耦合线11211共同形成开口，位于所述基板正反两面的两个耦合段1121的开口方向相反。

在本实施例中，所述耦合线11211与连接线11212形成了U型结构，在高频耦合电流流经耦合线11211时，由于基板正反两面的两条耦合段1121的开口方向相反，两条耦合段上抑波线11211内的高频耦合电流的方向相反，即电流的相位相反，实现了抑制高频耦合电流产生二次辐射的作用，降低对高频辐射方向图的影响。

在本实施例中，位于所述基板正反两面的两个耦合段1121上的耦合线11211于辐射臂11上的投影相互重叠。在其他实施例中，两个耦合线11211也可部分重叠。在本实施例中，采用耦合线11211采用完全重叠的方式，延长了耦合线11211的长度，减小辐射臂11的尺寸，有利于使天线更加小型化。另外，通过调整耦合段1121的长度可实现对不同高频信号的抑制效果，改善高频辐射方向图。

在本实施例中，所述耦合段1121仅设置一对耦合线11211，在其他实施例中，所述耦合段1121也可设置多对耦合线11211，且相邻两个所述耦合线11211之间连接有所述连接线11212。通过设置多对耦合线11211，可延长耦合线11211的长度，减小辐射臂11的宽度，有利于使天线更加小型化。

进一步地，所述去耦段113沿着辐射臂11端部的外周弯折延伸并绕设形成可供高频辐射信号通过的透波区域，且所述去耦段113的两端分别与基板正反两面的两个耦合段1121相连。在本实施例中，所述去耦段113呈细线状结构，沿着辐射臂11的边缘分布。

通过这样设置，去耦段113起到了连接两个耦合段1121的作用，另外，去耦段113围合形成中空的区域，可供高频辐射信号通过的透波区域，减小了对高频辐射信号的遮挡，减少高频辐射单元2的绕射及高频信号在低频辐射臂11上的二次辐射，改善高频辐射方向图。

进一步地，所述基板上设有金属过孔，位于所述基板反面的耦合段1121通过金属过孔与位于正面的去耦段113和阻抗匹配段111连接。通过设置金属过孔，连接设置于基板正反面的金属带，降低电路板上的布线难度。

结合图4至7所示，本实用新型还提供了一种天线，包括高频阵列和低频阵列，所述高频阵列包括至少一个高频辐射单元2，所述低频阵列包括至少一个上述的低频辐射单元1。

在本实施例中，所述高频阵列于所述低频阵列两侧各设有一列，所述高频辐射单元2设置于靠近所述低频辐射单元1的辐射臂11端部位置处。两列高频阵列可为不同频率的高频阵列，也可为相同频率的高频阵列。优选地，每个低频辐射单元1的四个辐射臂11的端部位置处对应设有一个高频辐射单元2，且所述阻抗匹配段111的长度为高频工作中心频率的五分之一至三分之一波长，优选地，所述阻抗匹配段111的长度约为高频工作中心频率的四分之一波长。当两个高频阵列为不同频率时，低频辐射单元1上的辐射臂11的结构也相对应的发生变化，阻抗匹配段111的长度和滤波段112的长度均对应发生改变。

进一步地，所述低频辐射单元1的四周设有去耦边界3，所述去耦边界3垂直或平行于所述低频阵列的延伸方向，且所述去耦边界3包括多个沿其长度方向交替设置的所述阻抗匹配段111和滤波段112。

通过采用上述的低频辐射单元1，并在低频辐射单元1的四周设置去耦边界3，低频辐射单元1减小了对高频辐射单元2的干扰，进一步改善高频辐射方向图，去耦边界3在有效改善低频辐射单元1的增益及单元间互耦的同时，可减小对高频辐射单元2的干扰，兼顾了高低频的性能。

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

1.一种低频辐射单元，包括馈电巴伦和两对极化正交且由馈电巴伦进行馈电的辐射臂，其特征是：所述辐射臂包括阻抗匹配段、去耦段和两段滤波段，所述去耦段设于辐射臂远离馈电巴伦一端并用于减少高频辐射的耦合面积，所述滤波段用于减小高频耦合电流，其中一个所述滤波段的一端与馈电巴伦相连，另一端与阻抗匹配段相连，另一所述滤波段两端分别与阻抗匹配段和去耦段相连。

2.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征是：所述辐射臂由PCB构成，所述滤波段包括一对分设于所述PCB的基板正反两面的耦合段，所述耦合段包括至少一对垂直于辐射臂长度方向的耦合线以及连接于两条耦合线的端部之间的连接线，所述连接线与耦合线形成开口，位于所述基板正反两面的两个耦合段的开口方向相反。

3.根据权利要求2所述的低频辐射单元，其特征是：所述去耦段沿着辐射臂端部的外周弯折延伸并绕设形成可供高频辐射信号通过的透波区域，且所述去耦段的两端分别与基板正反两面的两个耦合段相连。

4.根据权利要求3所述的低频辐射单元，其特征是：所述基板上设有金属过孔，位于所述基板反面的耦合段通过金属过孔与位于正面的去耦段和阻抗匹配段连接。

5.根据权利要求2所述的低频辐射单元，其特征是：位于所述基板正反两面的两个耦合段上的耦合线于辐射臂上的投影相互重叠。

6.根据权利要求2所述的低频辐射单元，其特征是：所述耦合段包括多对所述耦合线，相邻两个所述耦合线之间连接有所述连接线。

7.一种天线，包括高频阵列和低频阵列，所述高频阵列包括至少一个高频辐射单元，其特征是：所述低频阵列包括至少一个如权利要求1至6所述的低频辐射单元。

8.根据权利要求7所述的天线，其特征是：所述高频阵列于所述低频阵列两侧各设有一列，所述高频辐射单元设置于靠近所述低频辐射单元的辐射臂端部位置处。

9.根据权利要求8所述的天线，其特征是：所述低频辐射单元的四周设有去耦边界，所述去耦边界垂直或平行于所述低频阵列的延伸方向，且所述去耦边界包括多个沿其长度方向交替设置的所述阻抗匹配段和滤波段。

10.根据权利要求7所述的天线，其特征是：所述阻抗匹配段的长度为高频工作中心频率的五分之一至三分之一波长。