CN213717058U - 低频辐射单元及基站天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低频辐射单元，包括介质基板、辐射体和馈电巴伦；辐射体包含有在介质基板上正交分布的两组偶极子，每组偶极子包括两个主体为圆形结构的辐射臂，辐射臂的内侧设有多个开路枝节，开路枝节包括呈弯折状相互连接的第一线段和第二线段，第一线段的外端与辐射臂连接，第二线段的外端开路，且第二线段与辐射臂的内侧呈平行关系；馈电巴伦呈正交结构，馈电巴伦的下端连接反射板，馈电巴伦的上端连接辐射体。本实用新型还提供一种具有所述低频辐射单元的基站天线。借此，本实用新型低频辐射单元具有滤波功能，在高低频天线嵌套组阵时，能够有效降低低频辐射单元对高频辐射性能的影响，并且能够实现天线尺寸小型化。

Description

低频辐射单元及基站天线

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种低频辐射单元及基站天线。

背景技术

随着无线通信快速发展，5G规模建站，站点资源紧张的问题日益显现。为了快速部署，5G站点主要在原有4G站点资源上增加5G天线及设备，这就需要在现有站点腾出空间用于放置5G天线及设备，因此需要对现有站点的天线进行整合，多个频段天线进行集成设计，以释放天面资源用于5G部署。天线集成面临很多问题，尤其是高低频单元之间存在严重干扰，为了解决该问题，通常会将高低频阵列拉开，减小干扰，但是这种方法会造成天线尺寸偏大，造成天线重量和成本增加，且风载增加，施工困难。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种低频辐射单元及基站天线，所述低频辐射单元具有滤波功能，在高低频天线嵌套组阵时，能够有效降低低频辐射单元对高频辐射性能的影响，并且能够实现天线尺寸小型化。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种低频辐射单元，包括介质基板、辐射体和馈电巴伦；所述辐射体包含有在所述介质基板上正交分布的两组偶极子，每组所述偶极子包括两个主体为圆形结构的辐射臂，所述辐射臂的内侧设有多个开路枝节，所述开路枝节包括呈弯折状相互连接的第一线段和第二线段，所述第一线段的外端与所述辐射臂连接，所述第二线段的外端开路，且所述第二线段与所述辐射臂的内侧呈平行关系；所述馈电巴伦呈正交结构，所述馈电巴伦的下端连接反射板，所述馈电巴伦的上端连接所述辐射体。

根据本实用新型所述的低频辐射单元，所述辐射臂的主体的四分之一圆弧处向外延伸出一直角结构，四个所述辐射臂的所述直角结构向内对齐排列共同组成两组正交分布的所述偶极子，且每相邻两个所述辐射臂的所述直角结构的直角边相互平行且保留有预定间隙。

根据本实用新型所述的低频辐射单元，各所述开路枝节的长度相同或不相同。

根据本实用新型所述的低频辐射单元，所述辐射臂的主体的半径为低频工作频率波长的1/6；和/或

所述开路枝节的长度为高频工作频率波长的1/4。

根据本实用新型所述的低频辐射单元，所述馈电巴伦包括两个第一空心管体、两个第二空心管体和正交安装的第一馈电片和第二馈电片，两个所述第一空心管体和两个所述第二空心管体的下端外壁相互连接，所述第一馈电片和所述第二馈电片分别插入两个所述第一空心管体中；

两个所述第一空心管体的下端分别穿过所述反射板，并与所述反射板背部的同轴电缆外导体电性连接；

两个所述第二空心管体的上端分别设有一卡槽，所述第一馈电片和所述第二馈电片的上端分别与两个所述卡槽电性连接，所述第一馈电片和所述第二馈电片的下端与所述反射板背部的同轴电缆的芯线电性连接。

根据本实用新型所述的低频辐射单元，两个所述第一空心管体和两个所述第二空心管体的上端分别设有至少一个金属柱，所述金属柱穿过所述介质基板并分别与四个所述辐射臂电性连接；和/或

所述第一空心管体和所述第二空心管体由压铸制成。

根据本实用新型所述的低频辐射单元，所述第一馈电片和所述第二馈电片均呈L型，所述第一馈电片的上端设有下凹结构，所述第二馈电片的上端设有凸起结构，所述第一馈电片和所述第二馈电片通过所述下凹结构和所述凸起结构相互正交安装。

根据本实用新型所述的低频辐射单元，所述第一馈电片和所述第二馈电片插入所述第一空心管体内的部分设为不同宽度的分段。

本实用新型还提供一种基站天线，包括有反射板，所述反射板上分布设有多个高频辐射单元和多个如任一项所述的低频辐射单元，所述低频辐射单元嵌套插入所述高频辐射单元的中间。

根据本实用新型所述的基站天线，多个所述低频辐射单元组成至少一列低频线阵，多个所述高频辐射单元组成至少一列高频线阵；所述低频线阵嵌套插入所述高频线阵的中间。

本实用新型低频辐射单元包括介质基板、位于介质基板上的辐射体和位于辐射体下的馈电巴伦；所述辐射体包含正交分布的两组偶极子，每组偶极子包括两个主体为圆形结构的辐射臂，所述辐射臂的内侧设有多个弯折状的开路枝节，开路枝节的第一线段的外端与辐射臂连接，开路枝节的第二线段的外端开路，且第二线段与辐射臂呈平行关系；所述开路枝节在高频的感应电流与辐射臂上的感应电流反向，可抵消辐射臂上高频感应电流的散射对高频辐射性能的影响。借此，本实用新型低频辐射单元具有滤波功能，在高低频天线嵌套组阵时，能够有效降低低频辐射单元对高频辐射性能的影响，可避免现有技术将高低频阵列拉开以减小干扰所造成的天线尺寸偏大问题，从而能够实现天线尺寸小型化。

附图说明

图1是本实用新型优选低频辐射单元的立体结构示意图；

图2A为本实用新型优选低频辐射单元的正面结构示意图；

图2B为本实用新型优选低频辐射单元的辐射臂的正面结构示意图；

图3A为本实用新型优选低频辐射单元的馈电巴伦的立体结构示意图；

图3B为本实用新型优选低频辐射单元的馈电巴伦的正面结构示意图；

图4为本实用新型优选低频辐射单元的馈电片的立体结构示意图；

图5为本实用新型优选基站天线的正面结构示意图；

图6为本实用新型优选低频辐射单元的高低频嵌套小阵列的的立体结构示意图。

附图标记

低频辐射单元100； 介质基板10； 辐射体20；

辐射臂21； 开路枝节22； 第一线段221；

第二线段222； 直角结构23； 馈电巴伦30；

第一空心管体31； 第二空心管体32； 第一馈电片33；

第二馈电片34； 卡槽35； 金属柱36；

下凹结构331； 凸起结构341； 基站天线200；

反射板300； 高频辐射单元400。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的，本说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。

此外，在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可以用不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求书中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此系包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。

图1～图4示出了本实用新型低频辐射单元的优选结构，所述低频辐射单元 100包括介质基板10、位于介质基板10上的辐射体20和位于辐射体20下方的馈电巴伦30。如图2A所示，所述辐射体20(或称振子)包含有在介质基板10 上正交分布的两组偶极子，分别在介质基板10的±45°方向上分布放置，形成±45°两个极化，构成双极化辐射单元。

如图2A和图2B所示，每组偶极子包括两个主体为圆形结构的辐射臂21，所述辐射臂21的主体的半径(R)优选约为低频工作频率波长(λ1)的1/6。所述辐射臂21上集成有多个开路枝节22，所述开路枝节22位于辐射臂21的圆形内侧。所述开路枝节22包括呈弯折状相互连接的第一线段221和第二线段 222，即第一线段221和第二线段222共同组成弯折线路状的开路枝节22。第一线段221的外端与辐射臂21连接，第二线段222的外端开路，且第二线段222 通过弯折与辐射臂21的圆形内侧呈平行关系。优选的是，开路枝节22的长度约为高频工作频率波长的1/4，并且各开路枝节22的长度可以相同或不相同。开路枝节22在高频的感应电流与辐射臂21上的感应电流反向，可抵消辐射臂 21上高频感应电流的散射对高频辐射性能的影响，因此本实用新型低频辐射单元100可插入高频阵列中，实现嵌套组阵。

如图1或图3所示，所述馈电巴伦30呈正交结构，馈电巴伦30的下端连接反射板300，即馈电巴伦30的下端与馈电网络进行馈电连接。馈电巴伦30的上端连接辐射体20，即馈电巴伦30的上端与辐射体20进行馈电连接。

借此，本实用新型低频辐射单元100具有滤波功能，能够在不增加天线尺寸的情况下实现多频天线集成设计，在高低频天线嵌套组阵时，能够有效降低低频辐射单元100对高频辐射性能的影响，缩小天线尺寸，从而降低天线重量和成本，减少风载，而且便于施工。

如图2A和图2B所示的优选实施例中，所述辐射臂21的主体的四分之一圆弧处向外延伸出一直角结构23，四个辐射臂21的直角结构23向内对齐排列共同组成两组正交分布的偶极子，且每相邻两个辐射臂21的直角结构23的直角边相互平行且保留有预定间隙。所述辐射臂21的直角结构23的设计，便于将四个辐射臂21组装成辐射体20。

如图3～图4所示，所述馈电巴伦30优选包括四个空心管状结构和两个馈电片，具体包括两个第一空心管体31、两个第二空心管体32和正交安装的第一馈电片33和第二馈电片34，两个第一空心管体31和两个第二空心管体32的下端外壁相互连接在一起，起到平衡馈电的作用。优选的是，第一空心管体31和第二空心管体32由压铸制成。

所述第一馈电片33和第二馈电片34分别插入两个第一空心管体31中。两个第一空心管体31的下端分别穿过反射板300，并与反射板300背部的同轴电缆外导体电性连接，优选采用焊接馈电。两个第二空心管体32的上端分别设有一卡槽35，第一馈电片33和第二馈电片34的上端分别与两个卡槽35电性连接，优选采用焊接馈电。第一馈电片33和第二馈电片34的下端与反射板300背部的同轴电缆的芯线电性连接，优选采用焊接馈电。

如图3A和图3B所示，优选两个第一空心管体31和两个第二空心管体32 的上端分别设有至少一个金属柱36，金属柱36穿过介质基板10并分别与四个辐射臂21电性连接，优选采用焊接馈电。

如图4所示，所述第一馈电片33和第二馈电片34均呈L型，第一馈电片 33的上端设有下凹结构331，第二馈电片34的上端设有凸起结构341，第一馈电片33和第二馈电片34通过下凹结构331和凸起结构341相互正交安装。第一馈电片33和第二馈电片34分别插入第一空心管体31中，第一馈电片33和第二馈电片34的上端通过焊接等方式连接于第二空心管体32的上端的卡槽35 上，第一馈电片33和第二馈电片34的下端与反射板300背部的同轴电缆的芯线通过焊接等方式馈电连接。

如图4所示，优选第一馈电片33和第二馈电片34插入第一空心管体31内的部分设为不同宽度的分段结构，可用来调节辐射单元的匹配，改善驻波。

图5～图6示出了是本实用新型优选基站天线的结构，所述基站天线200采用如上述图1～图4所示的低频辐射单元100。具体而言，所述基站天线200包括有反射板300，反射板300上分布设有多个高频辐射单元400和多个所述低频辐射单元100，低频辐射单元100嵌套插入高频辐射单元400的中间。

图6是一种使用该辐射单元的小阵列结构，所述小阵列包括一个低频辐射单元100、四个高频辐射单元400和反射板300，所述低频辐射单元100和高频辐射单元400均设置于反射板300上，并且低频辐射单元100设置于四个高频辐射单元400的中间。

优选的是，多个低频辐射单元100组成至少一列低频线阵，多个高频辐射单元400组成至少一列高频线阵，低频线阵嵌套插入高频线阵的中间。如图5 所示的实施例中，所述基站天线200包括两列低频线阵以及四列高频线阵组成的嵌套阵列天线，两列低频线阵嵌套插入到四列高频线阵中间。在水平方向上，四列高频辐射单元400等间距放置，列间距为高频中心频点的0.75波长左右，两列低频辐射单元100分别位于高频第一、第二列中间，第三、第四列中间，列间距为高频中心频点的1.5波长左右；在垂直方向上，高低频阵列可根据具体需要设置不同的间距，该阵列天线相当于在不增加尺寸的基础上，在原有四列高频天线的基础上集成了两列低频天线，大幅减小天线尺寸。

需提醒的是，本实用新型基站天线200的高频线阵和低频线阵的列数不限，可以根据实际需要任意设定。

综上所述，本实用新型低频辐射单元包括介质基板、位于介质基板上的辐射体和位于辐射体下的馈电巴伦；所述辐射体包含正交分布的两组偶极子，每组偶极子包括两个主体为圆形结构的辐射臂，所述辐射臂的内侧设有多个弯折状的开路枝节，开路枝节的第一线段的外端与辐射臂连接，开路枝节的第二线段的外端开路，且第二线段与辐射臂呈平行关系；所述开路枝节在高频的感应电流与辐射臂上的感应电流反向，可抵消辐射臂上高频感应电流的散射对高频辐射性能的影响。借此，本实用新型低频辐射单元具有滤波功能，在高低频天线嵌套组阵时，能够有效降低低频辐射单元对高频辐射性能的影响，可避免现有技术将高低频阵列拉开以减小干扰所造成的天线尺寸偏大问题，从而能够实现天线尺寸小型化。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种低频辐射单元，其特征在于，包括介质基板、辐射体和馈电巴伦；所述辐射体包含有在所述介质基板上正交分布的两组偶极子，每组所述偶极子包括两个主体为圆形结构的辐射臂，所述辐射臂的内侧设有多个开路枝节，所述开路枝节包括呈弯折状相互连接的第一线段和第二线段，所述第一线段的外端与所述辐射臂连接，所述第二线段的外端开路，且所述第二线段与所述辐射臂的内侧呈平行关系；所述馈电巴伦呈正交结构，所述馈电巴伦的下端连接反射板，所述馈电巴伦的上端连接所述辐射体。

2.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征在于，所述辐射臂的主体的四分之一圆弧处向外延伸出一直角结构，四个所述辐射臂的所述直角结构向内对齐排列共同组成两组正交分布的所述偶极子，且每相邻两个所述辐射臂的所述直角结构的直角边相互平行且保留有预定间隙。

3.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征在于，各所述开路枝节的长度相同或不相同。

4.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征在于，所述辐射臂的主体的半径为低频工作频率波长的1/6；和/或

所述开路枝节的长度为高频工作频率波长的1/4。

5.根据权利要求1所述的低频辐射单元，其特征在于，所述馈电巴伦包括两个第一空心管体、两个第二空心管体和正交安装的第一馈电片和第二馈电片，两个所述第一空心管体和两个所述第二空心管体的下端外壁相互连接，所述第一馈电片和所述第二馈电片分别插入两个所述第一空心管体中；

两个所述第一空心管体的下端分别穿过所述反射板，并与所述反射板背部的同轴电缆外导体电性连接；

两个所述第二空心管体的上端分别设有一卡槽，所述第一馈电片和所述第二馈电片的上端分别与两个所述卡槽电性连接，所述第一馈电片和所述第二馈电片的下端与所述反射板背部的同轴电缆的芯线电性连接。

6.根据权利要求5所述的低频辐射单元，其特征在于，两个所述第一空心管体和两个所述第二空心管体的上端分别设有至少一个金属柱，所述金属柱穿过所述介质基板并分别与四个所述辐射臂电性连接；和/或

所述第一空心管体和所述第二空心管体由压铸制成。

7.根据权利要求5所述的低频辐射单元，其特征在于，所述第一馈电片和所述第二馈电片均呈L型，所述第一馈电片的上端设有下凹结构，所述第二馈电片的上端设有凸起结构，所述第一馈电片和所述第二馈电片通过所述下凹结构和所述凸起结构相互正交安装。

8.根据权利要求5所述的低频辐射单元，其特征在于，所述第一馈电片和所述第二馈电片插入所述第一空心管体内的部分设为不同宽度的分段。

9.一种基站天线，其特征在于，包括有反射板，所述反射板上分布设有多个高频辐射单元和多个如权利要求1～8任一项所述的低频辐射单元，所述低频辐射单元嵌套插入所述高频辐射单元的中间。

10.根据权利要求9所述的基站天线，其特征在于，多个所述低频辐射单元组成至少一列低频线阵，多个所述高频辐射单元组成至少一列高频线阵；所述低频线阵嵌套插入所述高频线阵的中间。

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