CN216055166U - 一种天线辐射单元结构及双极化天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种天线辐射单元结构及双极化天线。天线辐射单元结构包括中第一基材和第二基材连接；一对第一主辐射体和一对第二主辐射体呈交叉的设置在第一基材上；第一馈电体与第一主辐射体对应的设置在第一基材上；第二馈电体与第二主辐射体对应的设置在第一基材上；第一副辐射体组和第二副辐射体组均与第二基材连接，第一副辐射体组的两端分别与第一主辐射体和第一馈电体连接，第二副辐射体组的两端分别与第二主辐射体和第二馈电体连接，调节第一副辐射体组的长度和第二副辐射体组的长度可以调节频率。本实用新型的天线辐射单元结构具有调试简单，且调试时对其他波形影响小的优点。

Description

一种天线辐射单元结构及双极化天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种天线辐射单元结构及双极化天线。

背景技术

双极化天线是一种新型天线技术，组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下，因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量。双极化天线具有电调天线的优点，在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样，可以降低呼损，减小干扰，提高全网的服务质量。但是现有技术中的双极化天线具有调试困难的缺点。

实用新型内容

因此，本实用新型提供一种天线辐射单元结构，解决或部分解决现有技术中双极化天线具有调试困难的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种天线辐射单元结构，包括，

第一基材和第二基材，所述第一基材和所述第二基材连接；

一对第一主辐射体和一对第二主辐射体，呈交叉的设置在所述第一基材上；

第一馈电体，与所述第一主辐射体对应的设置在所述第一基材上；

第二馈电体，与所述第二主辐射体对应的设置在所述第一基材上；

第一副辐射体组和第二副辐射体组，均与所述第二基材连接，所述第一副辐射体组的两端分别与所述第一主辐射体和所述第一馈电体连接，所述第二副辐射体组的两端分别与所述第二主辐射体和所述第二馈电体连接，调节所述第一副辐射体组的长度和所述第二副辐射体组的长度可以调节频率。

可选地，所述第一副辐射体组和所述第二副辐射体组对称设置。

可选地，所述第一副辐射体组包括至少两个第一副辐射体，至少两个所述第一副辐射体依次连接；其中，

位于所述第一副辐射体组中首端和尾端的两个所述第一副辐射体分别位于所述第二基材的正面和背面；

所述第二副辐射体组包括至少两个第二副辐射体，至少两个所述第二副辐射体依次连接；其中，

位于所述第二副辐射体组中首端和尾端的两个所述第二副辐射体分别位于所述第二基材的正面和背面。

可选地，所述第一副辐射体组包括两个所述第一副辐射体，两个所述第一副辐射体连接呈n形；

所述第二副辐射体组包括两个所述第二副辐射体，两个所述第二副辐射体连接呈n形。

可选地，天线辐射单元结构还包括第一副连接柱和第二副连接柱；

所述第一副连接柱贯穿所述第二基材以连接一第一副辐射体首端和另一第一副辐射体尾端；

所述第二副连接柱贯穿所述第二基材以连接一第二副辐射体首端和另一第二副辐射体尾端。

可选地，所述第一副辐射体组和所述第二副辐射体组均为铜箔件。

可选地，所述第一主辐射体和所述第二馈电体均位于所述第一基材的正面；

所述第二主辐射体和所述第一馈电体均位于所述第一基材的背面；

天线辐射单元结构还包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部均与所述第一基材的正面连接；

所述第一连接部分别与所述第一馈电体和所述第一副辐射体组的一端连接，所述第一副辐射体组的另一端与所述第一主辐射体连接；

所述第二连接部分别与所述第二主辐射体和所述第二副辐射体组的一端连接，所述第二副辐射体组的另一端与所述第二馈电体连接。

可选地，天线辐射单元结构还包括第一主连接柱和第二主连接柱；

所述第一主连接柱贯穿所述第一基材以连接所述第一连接部和所述第一馈电体；

所述第二主连接柱贯穿所述第一基材以连接所述第二连接部和所述第二主辐射体。

可选地，所述第一主辐射体和所述第二主辐射体的形状相同，均为菱形结构；

所述第一馈电体和所述第二馈电体的形状相同，均为Y形结构；

所述第一主辐射体的一角与所述第一馈电体的V形端正对应，所述第一馈电体的竖端平行于所述第一主辐射体中心轴方向，并朝向另一所述第一主辐射体延伸；

所述第二主辐射体的一角与所述第二馈电体的V形端正对应，所述第二馈电体的竖端平行于所述第二主辐射体中心轴方向，并朝向另一所述第二主辐射体延伸。

可选地，所述第一基材形成有插接孔；

所述第二基材形成有沿所述第二基材向外延伸的插接部，所述插接部适于插入所述插接孔内。

本实用新型的天线辐射单元结构，第一副辐射体组的两端分别与第一主辐射体和第一馈电体连接，第二副辐射体组的两端分别与第二主辐射体和第二馈电体连接，通过调节第一副辐射体组的长度和调节第二副辐射体组的长度即可调节频率，调节方式简单；而且，第一副辐射体组和第二副辐射体组均设置在第二基材上，第一主辐射体、第二主辐射体、第一馈电体和第二馈电体均设置在第一基材上，第一副辐射体组和第二副辐射体组相对于第一主辐射体、第二主辐射体、第一馈电体和第二馈电体为独立结构，对第一副辐射体组的长度和第二副辐射体组的长度调节不会影响到第一主辐射体、第二主辐射体、第一馈电体和第二馈电体的结构，因此，调节第一副辐射体组的长度和所述第二副辐射体组的长度以获得对应的频率时，对其他波形影响小。综上所述，本申请实施例中的天线辐射单元结构具有调试简单，且调试时对其他波形影响小的优点。

本实用新型的另一目的在于提出一种双极化天线，以解决或部分解决现有双极化天线具有调试困难的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种双极化天线，包括上述的天线辐射单元结构。

所述双极化天线与上述的天线辐射单元结构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的天线辐射单元结构的透视图的结构示意图；

图2为本实用新型所述的第一基材的透视图的结构示意图；

图3为本实用新型所述的第一基材的俯视图的结构示意图；

图4为本实用新型所述的第一基材的仰视图的结构示意图；

图5为本实用新型所述的第二基材的透视图的结构示意图；

图6为本实用新型所述的天线辐射单元结构的回波损耗图。

附图标记说明：

1-第一基材；11-插接孔；

2-第一主辐射体；21-第一焊点；

3-第二主辐射体；31-第二焊点；

41-第一馈电体；42-第二馈电体；

5-第一副辐射体组；51-第一副辐射体；52-第一副辐射体首端；53-第一副辐射体尾端；

6-第二副辐射体组；61-第二副辐射体；62-第二副辐射体首端；63-第二副辐射体尾端；

7-第二基材；71-插接部；

81-第一连接部；82-第二连接部；83-第三连接部；84-第一馈电点；85-第一馈电接地点；86-第二馈电点；87-第二馈电接地点；

91-第一副连接柱；92-第二副连接柱；93-第一主连接柱；94-第二主连接柱。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图5所示，本申请一实施例公开了一种天线辐射单元结构，包括第一基材1、第二基材7、一对第一主辐射体2、一对第二主辐射体3、第一馈电体41、第二馈电体42、第一副辐射体组5和第二副辐射体组6；所述第一基材1和所述第二基材7连接；一对第一主辐射体2和一对第二主辐射体3呈交叉的设置在所述第一基材1上；第一馈电体41与所述第一主辐射体2对应的设置在所述第一基材1上；第二馈电体42与所述第二主辐射体3对应的设置在所述第一基材1上；第一副辐射体组5和第二副辐射体组6均与所述第二基材7连接，所述第一副辐射体组5的两端分别与所述第一主辐射体2和所述第一馈电体41连接，所述第二副辐射体组6的两端分别与所述第二主辐射体3和所述第二馈电体42连接，调节所述第一副辐射体组5的长度和所述第二副辐射体组6的长度可以调节频率。

具体而言，天线辐射单元结构包括主板和副板，主板包括第一基材1、一对第一主辐射体2、一对第二主辐射体3、第一馈电体41和第二馈电体42，且一对第一主辐射体2、一对第二主辐射体3、第一馈电体41和第二馈电体42均设置在第一基材1上。副板包括第二基材7、第一副辐射体组5和第二副辐射体组6，第一副辐射体组5和第二副辐射体组6均与第二基材7连接。

第一馈电体41用于对一对第一主辐射体2馈电，第二馈电体42用于对一对第二主辐射体3馈电。

第一副辐射体组5的长度是指第一副辐射体组5拉伸成长直状态后，第一副辐射体组5的两端之间的长度。第二副辐射体组6的长度是指第二副辐射体组6拉伸成长直状态后，第二副辐射体组6的两端之间的长度。

由于天线辐射单元结构的尺寸较小，在调节第一副辐射体组5的长度和第二副辐射体组6的长度时，可能需要重新制作副板或是天线辐射单元结构。可以理解的是，在实际操作中，根据使用需求选择调节方式，本申请实施例不做限定。

本申请实施例中的天线辐射单元结构，第一副辐射体组5的两端分别与第一主辐射体2和第一馈电体41连接，第二副辐射体组6的两端分别与第二主辐射体3和第二馈电体42连接，通过调节第一副辐射体组5的长度和调节第二副辐射体组6的长度即可调节频率，调节方式简单；而且，第一副辐射体组5和第二副辐射体组6均设置在第二基材7上，第一主辐射体2、第二主辐射体3、第一馈电体41和第二馈电体42均设置在第一基材1上，第一副辐射体组5和第二副辐射体组6相对于第一主辐射体2、第二主辐射体3、第一馈电体41和第二馈电体42为独立结构，对第一副辐射体组5的长度和第二副辐射体组6的长度调节不会影响到第一主辐射体2、第二主辐射体3、第一馈电体41和第二馈电体42的结构，因此，调节第一副辐射体组5的长度和所述第二副辐射体组6的长度以获得对应的频率时，对其他波形影响小。综上所述，本申请实施例中的天线辐射单元结构具有调试简单，且调试时对其他波形影响小的优点。

如图5所示，在一实施例中，所述第一副辐射体组5和所述第二副辐射体组6对称设置。

第一副辐射体组5和第二副辐射体组6对称设置能够保证波形和天线性能同步，同时方便对频率的调试。

在一实施例中，所述第一副辐射体组5包括至少两个第一副辐射体51，至少两个所述第一副辐射体51依次连接；其中，位于所述第一副辐射体组5中首端和尾端的两个所述第一副辐射体51分别位于所述第二基材7的正面和背面；所述第二副辐射体组6包括至少两个第二副辐射体61，至少两个所述第二副辐射体61依次连接；其中，位于所述第二副辐射体组6中首端和尾端的两个所述第二副辐射体61分别位于所述第二基材7的正面和背面。

位于第一副辐射体组5中首端和尾端的两个第一副辐射体51是指，至少两个第一副辐射体51中的第一个第一副辐射体51和最后一个第一副辐射体51。位于第二副辐射体组6中首端和尾端的两个第二副辐射体61是指，至少两个第二副辐射体61中的第一个第二副辐射体61和最后一个第二副辐射体61。

具体的，例如，第一副辐射体组5包括四个第一副辐射体51，第一个第一副辐射体51、第二个第一副辐射体51、第三个第一副辐射体51和第四个第一副辐射体51依次连接，第一个第一副辐射体51和第四个第一副辐射体51分别位于第二基材7的正面和背面，第二个第一副辐射体51和第三个第一副辐射体51位于第二基材7的正面或背面不做限定。同样的，第二副辐射体组6包括四个第二副辐射体61，第一个第二副辐射体61、第二个第二副辐射体61、第三个第二副辐射体61和第四个第二副辐射体61依次连接，第一个第二副辐射体61和第四个第二副辐射体61分别位于第二基材7的正面和背面，第二个第二副辐射体61和第三个第二副辐射体61位于第二基材7的正面或背面不做限定。

如图5所示，在一实施例中，所述第一副辐射体组5包括两个所述第一副辐射体51，两个所述第一副辐射体51连接呈n形；所述第二副辐射体组6包括两个所述第二副辐射体61，两个所述第二副辐射体61连接呈n形。

如图5所示，两个第一副辐射体51中，其中一个第一副辐射体51位于第二基材7的正面，其中另一个第一副辐射体51位于第二基材7的背面。两个第二副辐射体61中，其中一个第二副辐射体61位于第二基材7的正面，其中另一个第二副辐射体61位于第二基材7的背面。两个第一副辐射体51连接呈n形以及两个第二副辐射体61连接呈n形，能够满足对频率的调试需求。

两个第一副辐射体51连接成的形状以及两个第二副辐射体61连接成的形状根据使用需求设置，例如连接成弧形，本申请对此并不做限定。

本申请实施例中，位于第一副辐射体组5中首端和尾端的两个第一副辐射体51分别位于第二基材7的正面和背面，以适应和方便第一副辐射体组5与第一主辐射体2和第一馈电体41的连接；位于第二副辐射体组6中首端和尾端的两个第二副辐射体61分别位于第二基材7的正面和背面，以适应和方便第一副辐射体组5与第二主辐射体3和第二馈电体42的连接。

如图1和5所示，在一实施例中，天线辐射单元结构还包括第一副连接柱91和第二副连接柱92；所述第一副连接柱91贯穿所述第二基材7以连接一第一副辐射体首端52和另一第一副辐射体尾端53；所述第二副连接柱92贯穿所述第二基材7以连接一第二副辐射体首端62和另一第二副辐射体尾端63。

具体的，如图5所示，位于第二基材7正面的正面第一副辐射体51示出的形状为黑色L形结构，位于第二基材7背面的背面第一副辐射体51示出的形状为条型结构，该背面第一副辐射体51的第一副辐射体首端52的位置如图1所示，该正面第一副辐射体51的第一副辐射体尾端53的位置如图5所示，背面的第一副辐射体首端52被正面的第一副辐射体尾端53所遮挡。同样的，位于第二基材7正面的正面第二副辐射体61示出的形状为黑色L形结构，位于第二基材7背面的背面第二副辐射体61示出的形状为条型结构，该背面第二副辐射体61的第二副辐射体首端62的位置如图1所示，该正面第二副辐射体61的第二副辐射体尾端63的位置如图5所示，背面的第二副辐射体首端62被正面的第二副辐射体尾端63所遮挡。

使用第一副连接柱91连接两个第一副辐射体51，以及使用第二副连接柱92连接两个第二副辐射体61的连接方式简单方便。

在另一实施例中，至少两个第一副辐射体51首尾依次连接成条状弯折结构，至少两个第二副辐射体组6首尾依次连接成条状弯折结构。

如图5所示，在一实施例中，所述第一副辐射体组5包括两个所述第一副辐射体51，两个所述第一副辐射体51首尾连接呈n形；所述第二副辐射体组6包括两个所述第二副辐射体61，两个所述第二副辐射体61首尾连接呈n形。

两个第一副辐射体51和两个第二副辐射体61均首尾连接呈n形，n形结构简单稳定，方便实现。

在另一实施例中，所述第一副辐射体组5和所述第二副辐射体组6均同时位于第二基材7的正面或背面，第一副辐射体组5适于与第一主辐射体2和第一馈电体41连接，以及第二副辐射体组6适于与第二主辐射体3和第二馈电体42连接即可。

在另一实施例中，第一副辐射体组5包括一个第一副辐射体51，一个第一副辐射体51的两端分别与第一主辐射体2和第一馈电体41连接；第二副辐射体组6包括一个第二副辐射体61，一个第二副辐射体61的两端分别与第二主辐射体3和第二馈电体42连接。此时，第一副辐射体51和第二辐射体设置在第二基材7的正面或背面。

在一实施例中，所述第一副辐射体组5和所述第二副辐射体组6均为铜箔件。

铜箔件具有良好的导电性以及辐射特性，易于加工成型。

可以理解的是，如在某些特殊应用中需用到其他的材质，第一副辐射体组5和所述第二副辐射体组6的材质可根据实际情况选取。

在实际应用中，第一基材1和第二基材7可以是FR4、罗杰斯RO4350B等满足使用要求的各种基材。

其中，罗杰斯RO4350B在本申请实施例中天线辐射单元结构所设计的频段具有良好的射频特性，稳定性高，损耗小，如将本申请实施例应用于其他频段可以选择在相应频段更合适的基材，例如，FR4厚度为0.762mm，基材厚度越厚馈线的线路会越宽，即会影响主板上的第一主辐射体2和第二主辐射体3，第一馈电体41和第二馈电体42，以及第一副辐射体组5和第二副辐射体组6的尺寸。

在一实施例中，主板和副板均为为双面覆铜印制电路板。

印制电路板(PCB制版)是电子元器件电气连接的提供者，能够大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率，主板和副板为双面覆铜印制电路板，满足对布线和装配的要求，易于加工成型，材质硬度刚好可以具有支撑作用，具有良好的辐射特性。

如图1至图4所示，在一实施例中，所述第一主辐射体2和所述第二馈电体42均位于所述第一基材1的正面；所述第二主辐射体3和所述第一馈电体41均位于所述第一基材1的背面；天线辐射单元结构还包括第一连接部81和第二连接部82，所述第一连接部81和所述第二连接部82均与所述第一基材1的正面连接；所述第一连接部81分别与所述第一馈电体41和所述第一副辐射体组5的一端连接，所述第一副辐射体组5的另一端与所述第一主辐射体2连接；所述第二连接部82分别与所述第二主辐射体3和所述第二副辐射体组6的一端连接，所述第二副辐射体组6的另一端与所述第二馈电体42连接。

使用第一连接部81与第一副辐射体51连接，能够增加第一连接部81与第一副辐射体51的连接稳定性。使用第二连接部82与第二主辐射体3连接，能够增加第二连接部82与第二副辐射体61的连接稳定性。

如图1至图5所示，在一实施例中，天线辐射单元结构还包括第一主连接柱93和第二主连接柱94；所述第一主连接柱93贯穿所述第一基材1以连接所述第一连接部81和所述第一馈电体41；所述第二主连接柱94贯穿所述第一基材1以连接所述第二连接部82和所述第二主辐射体3。

使用第一主连接柱93连接第一连接部81和第一馈电体41，以及使用述第二主连接柱94连接第二连接部82和第二主辐射体3的连接方式简单方便。

如图2和图3所述，天线辐射单元结构还包括第三连接部83，第三连接部83与第二馈电体42的端部连接。第二副辐射体组6的另一端通过第三连接部83与所述第二馈电体42连接，连接稳定性可靠。

如图2至图4所示，第一馈电体41的端部通过第一主连接柱93与第一连接部81连接，第一连接部81与一第一副辐射体首端52连接，另一第一副辐射体尾端53通过第一主辐射体2上的第一焊点21与第一主辐射体2连接形成连续的导电回路，从而在所需的频段形成辐射波形。第二主辐射体3依次通过第二主辐射体3上的第二焊点31和第二主连接柱94与第二连接部82连接，第二连接部82与一第二副辐射体尾端63连接，另一第二副辐射体首端62通过第三连接部83与第二馈电体42连接形成连续的导电回路，从而在所需的频段形成辐射波形。

在一实施例中，第一副连接柱91、第二副连接柱92、第一主连接柱93和第二主连接柱94均为铜柱。

第一副连接柱91、第二副连接柱92、第一副辐射体首端52、第一副辐射体尾端53、第二副辐射体首端62和第二副辐射体尾端63可以在PCB制版的时候直接做成导通结构实现连通。第一主连接柱93、第二主连接柱94、第一连接部81、第二连接部82和第三连接部83也可以在PCB制版的时候直接做成导通结构实现连通。

第一连接部81与第一副辐射体首端52连接、第一副辐射体尾端53与第一焊点21连接、第二连接部82与第二副辐射体尾端63连接、以及第二副辐射体首端62与第三连接部83连接，均可以采用焊接的连接方式。

如图2至图4所示，在一实施例中，所述第一主辐射体2和所述第二主辐射体3的形状相同，均为菱形结构；所述第一馈电体41和所述第二馈电体42的形状相同，均为Y形结构；所述第一主辐射体2的一角与所述第一馈电体41的V形端正对应，所述第一馈电体41的竖端平行于所述第一主辐射体2中心轴方向，并朝向另一所述第一主辐射体2延伸；所述第二主辐射体3的一角与所述第二馈电体42的V形端正对应，所述第二馈电体42的竖端平行于所述第二主辐射体3中心轴方向，并朝向另一所述第二主辐射体3延伸。

第一主辐射体2的一角为V形角，第一主辐射体2的一角与第一馈电体41的V形端正对应，

第二主辐射体3的一角为V形角，第二主辐射体3的一角与第二馈电体42的V形端正对应，

如图1至图5所示，在一实施例中，所述第一基材1形成有插接孔11；所述第二基材7形成有沿所述第二基材7向外延伸的插接部71，所述插接部71适于插入所述插接孔11内。

如图1所示，主板和副板正交放置，主板与副板安装时，副板的插接部71插入主板上的插接孔11内，通过插接部71和插接孔11实现定位和连接。

在一实施例中，第一主辐射体2、第二主辐射体3、第一馈电体41和第二馈电体42均为铜箔件。

在一实施例中，第一连接部81、第二连接部82和第三连接部83均为铜箔件。

铜箔件具有良好的导电性以及辐射特性，易于加工成型。

如图1至图5所示，本申请一实施例还公开了一种双极化天线，包括上述的天线辐射单元结构。

如图1所示，第一主辐射体2和第二主辐射体3分别位于第一基材1的上下两层，呈正交放置，第一主辐射体2和第二主辐射体3相互之间留有耦合缝隙。

第一主辐射体2和第二主辐射体3耦合缝隙越小，所得耦合波形的频段越低，第一主辐射体2和第二主辐射体3耦合缝隙越长，所得耦合波形的频段越低，反之越高。

第一馈电体41和第二馈电体42分别位于第一基材1的上下两层，呈正交放置，且第一馈电体41位于两个第二主辐射体3的正中间，第二馈电体42位于两个第一主辐射体2的正中间。

所述的第二馈电体42和第一馈电体41正交放置可以使第一馈电接地点85和第二馈电接地点87输入的射频信号在天线辐射单元形成正交的两个线极化波，从而将两个线极化之间的互相影响降到最低。

第一馈电体41位于第一基材1的下层，第一馈电体41在透视方向上位于第一主辐射体2的正下方，并与第一主辐射体2的较长方向中心轴呈对称，第一馈电体41的V形端位于第一主辐射体2同方向辐射臂的正下方。

这种设置方式可以使第一馈电体41的射频信号能够最大幅度的耦合给第一主辐射体2，在第一主辐射体2上形成同一个方向的表面电流，即形成了同一个方向的线极化波，定义为极化一，通过第一主辐射体2向空间辐射。

第二馈电体42位于第一基材1的上层，第二馈电体42在透视方向上位于第二主辐射体3的正上方，并与第二主辐射体3的较长方向中心轴呈对称，第二馈电体42的V形端位于第二主辐射体3同方向辐射臂的正上方。这种设置方式可以使第二馈电体42的射频信号能够最大幅度的耦合给第二主辐射体3，在第二主辐射体3上形成同一个方向的表面电流，即形成了同一个方向的线极化波，定义为极化二，通过第二主辐射体3向空间辐射。

如图1所示，第一主辐射体2上设置第一馈电点84，第一馈电体41上设置第一馈电接地点85。第二主辐射体3上设置第二馈电点86，第二馈电体42上设置第二馈电接地点87。

第一馈电接地点85和第一馈电体41中远离V形端的端部之间的距离设为L1，第二馈电接地点87和第三连接部83之间的距离设为L2。

第一馈电点84与第一焊点21之间的距离设为D1，第二馈电点86与第二焊点31之间的距离设为D2。

所述第一馈电点84到第一馈电体41的V形端的端部的距离设为P1，所述第二馈电点86到第二馈电体42的V形端的端部的距离设为P2。

P1的长度理论上为所需频段的1/4电长度；P2的长度理论上为所需频段的1/4电长度。

P1和P2的长度理论上为所需频段的1/4电长度，原因是馈线P1和P2需要将一定频率的射频信号耦合给第一主辐射体2和第二主辐射体3，此时馈线P1和P2相当于一个单极子天线，理想型的单极子天线需要在1/4波长的电长度下才能够将射频信号最有效的辐射出去，在实际天线模型的调试过程中，由于主板和副板尺寸以及天线周围环境影响，1/4波长电长度略有不同。

第一主辐射体2两臂总长理论上为所需频段的1/2电长度；第二主辐射体3两臂总长理论上为所需频段的1/2电长度。

第一主辐射体2两臂总长和第二主辐射体3两臂总长理论上为所需频段的1/2电长度，原因是第一主辐射体2的两臂相当于偶极子，根据偶极子的辐射原理，两臂长度理论上分别为1/4电长度，所以总长度为1/2电长度，在实际天线模型的调试过程中，由于主板和副板尺寸以及天线周围环境影响，1/2波长电长度略有不同。

第一馈电点84，第一馈电接地点85，第一馈电体41，第一主辐射体2共同形成极化一的辐射模型。

第二馈电点86，第二馈电接地点87，第二馈电体42，第二主辐射体3共同形成极化二的辐射模型。

第一主连接柱93、第一连接部81、第一副辐射体组5、第一焊点21，第一馈电点84与第一焊点21之间的距离D1共同形成LOOP1的辐射模型。根据LOOP天线的基本原理，整个LOOP1天线模型闭环的总长度为所需要频率的一个波形的电长度，在实际天线模型的调试过程中，由于主板和副板尺寸以及天线周围环境影响，一个波长电长会度略有不同。

第三连接部83、第二副辐射体组6、第二连接部82，第二主连接柱94，第二焊点31，第二馈电点86与第二焊点31之间的距离D2共同构成LOOP2的辐射模型。根据LOOP天线的基本原理，整个LOOP2天线模型闭环的总长度为所需要频率的一个波形的电长度，在实际天线模型的调试过程中，由于主板和副板尺寸以及天线周围环境影响，一个波长电长会度略有不同。

如图6所示，回波损耗S11中包括回波R1、R2、R3，R1为由极化一产生的回波，R2为由第一主辐射体2和第二主辐射体3之间的耦合所产生的耦合回波，R3为LOOP1产生的波形。回波损耗S22中包括回波R1、R2、R3，R1为由极化二产生的回波，R2为由第一主辐射体2和第二主辐射体3之间的耦合所产生的耦合回波，R3为LOOP2产生的波形；

对于S11：

加长P1和第一主辐射体2的长度，可以使R1向低频偏移，反之偏向高频。

第一主辐射体2和第二主辐射体3耦合缝隙越小，可以使R2的频段越低，第一主辐射体2和第二主辐射体3耦合缝隙越长，可以使R2频段越低，反之越高。

LOOP1的整体环形长度越长，可以使R3的频率越低，反之越高。

对于S22：

加长P2和第二主辐射体3的长度，可以使R1向低频偏移，反之偏向高频；

第一主辐射体2和第二主辐射体3耦合缝隙越小，可以使R2的频段越低，第一主辐射体2和第二主辐射体3耦合缝隙越长，可以使R2频段越低，反之越高；

LOOP2的整体环形长度越长，可以使R3的频率越低，反之越高。

以上回波损耗S11和S22中的各个回波R1、R2、R3都可以独立的进行调试控制，调试过程清晰简单，回波之间相互影响小，大大降低调试难度和降低调试所需要的时间和人力成本。

由图5可以看出本实施例的回波损耗S11和S22在2.4GHz到6GHz范围内，都低于-10dB，带宽达到3.6GHz，可以完全覆盖三大运营商的5G频段，并且可以覆盖BT/WIFI2.4Ghz(2400-2484MHz)和5.8GHz(5151-5850MHz)频段，即一个天线模型实现多种天线模式的覆盖。一般情况下对于5G天线频段覆盖和BT/WIFI天线频段覆盖至少需要设计两个天线，而本实施例通过同一个双极化天线实现了多种天线模式的覆盖，从天线尺寸上至少减小了一倍，在天线的应用过程中也更加方便省事，同时便于生产，组装，调试等。

本申请中的双极化天线通过将第一主辐射体2和第二主辐射体3正交放置，可以实现通过一个辐射模型实现双极化，即通过一个天线模型实现两个端口的辐射，可以实现2发2收，即2*2MIMO，一般传统的2*2MIMO需要由两个天线模型来完成，天线模型的尺寸要至少是本申请中的双极化天线的两倍，而本申请中的双极化天线通过将第一主辐射体2、第二主辐射体3、第一馈电体41和第二馈电体42正交放置，实现正交双极化，即降低了两个极化之间的相互影响，又将整体模型尺寸缩小了一倍。

也即，对比与一般传统的2*2MIMO并且可以覆盖多模天线频段的天线模型来说，本申请中的双极化天线的尺寸缩小4倍，实现了小型化。通过主板和副板的结构实现了超宽带宽的多模覆盖，具有高带宽的特性。双极化天线2*2MIMO的模型设计提高了频谱利用率，在同等带宽的情况下，可以使频谱利用率提高一倍。而且，本申请中的双极化天线还具有模型紧凑，整体性高，使得开发、调试、生产、组装等一系列应用的过程都变得简化，省时省力，节省成本。

本申请的双极化天线通过双面覆铜印制电路板以及在印制电路板上增加插接结构来实现整个结构，只需在相应的连接点进行焊接即可实现双极化天线性能。主板上正交的第一馈电体41和第二馈电体42既起到了给第一主辐射体2和第二主辐射体3提供射频信号的作用，又起到了给第一副辐射体组5和第二副辐射体组6提供射频信号的作用，无需多余的结构，模型便于组装。

本申请的双极化天线的整体高度基本等同于副板的高度，而副板上的第一副辐射体组5和第二副辐射体组6主要实现回波损耗中最高频的波形形成，基本位于5G-6G部分，那么由于频率越高波长越短的理论，副板的整体高度在1cm左右，完全具有低剖面的特性。

综上所述，本申请的双极化天线具备高带宽，多模覆盖，双极化，低剖面，小型化，便于组装的天线，可以更有效的利用带宽资源，提高频谱利用率，同时实现一个天线多用，降低天线开发成本和天线应用成本。

本申请的双极化天线可以适应满足未来无线通信技术快速发展中如5G移动通信，车车通信，车地无线通信等天线的需求，实际应用意义较广。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种天线辐射单元结构，其特征在于，包括，

第一基材(1)和第二基材(7)，所述第一基材(1)和所述第二基材(7)连接；

一对第一主辐射体(2)和一对第二主辐射体(3)，呈交叉的设置在所述第一基材(1)上；

第一馈电体(41)，与所述第一主辐射体(2)对应的设置在所述第一基材(1)上；

第二馈电体(42)，与所述第二主辐射体(3)对应的设置在所述第一基材(1)上；

第一副辐射体组(5)和第二副辐射体组(6)，均与所述第二基材(7)连接，所述第一副辐射体组(5)的两端分别与所述第一主辐射体(2)和所述第一馈电体(41)连接，所述第二副辐射体组(6)的两端分别与所述第二主辐射体(3)和所述第二馈电体(42)连接，调节所述第一副辐射体组(5)的长度和所述第二副辐射体组(6)的长度可以调节频率。

2.根据权利要求1所述的天线辐射单元结构，其特征在于，所述第一副辐射体组(5)和所述第二副辐射体组(6)对称设置。

3.根据权利要求2所述的天线辐射单元结构，其特征在于，

所述第一副辐射体组(5)包括至少两个第一副辐射体(51)，至少两个所述第一副辐射体(51)依次连接；其中，

位于所述第一副辐射体组(5)中首端和尾端的两个所述第一副辐射体(51)分别位于所述第二基材(7)的正面和背面；

所述第二副辐射体组(6)包括至少两个第二副辐射体(61)，至少两个所述第二副辐射体(61)依次连接；其中，

位于所述第二副辐射体组(6)中首端和尾端的两个所述第二副辐射体(61)分别位于所述第二基材(7)的正面和背面。

4.根据权利要求3所述的天线辐射单元结构，其特征在于，

所述第一副辐射体组(5)包括两个所述第一副辐射体(51)，两个所述第一副辐射体(51)连接呈n形；

所述第二副辐射体组(6)包括两个所述第二副辐射体(61)，两个所述第二副辐射体(61)连接呈n形。

5.根据权利要求3所述的天线辐射单元结构，其特征在于，还包括第一副连接柱(91)和第二副连接柱(92)；

所述第一副连接柱(91)贯穿所述第二基材(7)以连接一第一副辐射体首端(52)和另一第一副辐射体尾端(53)；

所述第二副连接柱(92)贯穿所述第二基材(7)以连接一第二副辐射体首端(62)和另一第二副辐射体尾端(63)。

6.根据权利要求1所述的天线辐射单元结构，其特征在于，所述第一副辐射体组(5)和所述第二副辐射体组(6)均为铜箔件。

7.根据权利要求1所述的天线辐射单元结构，其特征在于，

所述第一主辐射体(2)和所述第二馈电体(42)均位于所述第一基材(1)的正面；

所述第二主辐射体(3)和所述第一馈电体(41)均位于所述第一基材(1)的背面；

天线辐射单元结构还包括第一连接部(81)和第二连接部(82)，所述第一连接部(81)和所述第二连接部(82)均与所述第一基材(1)的正面连接；

所述第一连接部(81)分别与所述第一馈电体(41)和所述第一副辐射体组(5)的一端连接，所述第一副辐射体组(5)的另一端与所述第一主辐射体(2)连接；

所述第二连接部(82)分别与所述第二主辐射体(3)和所述第二副辐射体组(6)的一端连接，所述第二副辐射体组(6)的另一端与所述第二馈电体(42)连接。

8.根据权利要求7所述的天线辐射单元结构，其特征在于，还包括第一主连接柱(93)和第二主连接柱(94)；

所述第一主连接柱(93)贯穿所述第一基材(1)以连接所述第一连接部(81)和所述第一馈电体(41)；

所述第二主连接柱(94)贯穿所述第一基材(1)以连接所述第二连接部(82)和所述第二主辐射体(3)。

9.根据权利要求7所述的天线辐射单元结构，其特征在于，

所述第一主辐射体(2)和所述第二主辐射体(3)的形状相同，均为菱形结构；

所述第一馈电体(41)和所述第二馈电体(42)的形状相同，均为Y形结构；

所述第一主辐射体(2)的一角与所述第一馈电体(41)的V形端正对应，所述第一馈电体(41)的竖端平行于所述第一主辐射体(2)中心轴方向，并朝向另一所述第一主辐射体(2)延伸；

所述第二主辐射体(3)的一角与所述第二馈电体(42)的V形端正对应，所述第二馈电体(42)的竖端平行于所述第二主辐射体(3)中心轴方向，并朝向另一所述第二主辐射体(3)延伸。

10.根据权利要求1所述的天线辐射单元结构，其特征在于，

所述第一基材(1)形成有插接孔(11)；

所述第二基材(7)形成有沿所述第二基材(7)向外延伸的插接部(71)，所述插接部(71)适于插入所述插接孔(11)内。

11.一种双极化天线，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的天线辐射单元结构。

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