CN217934192U - 低频散射抑制辐射单元与多频共用天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低频散射抑制辐射单元与多频共用天线，所述低频散射抑制辐射单元包括：两组极化正交的折合振子，每组所述折合振子包括两个辐射臂，每个所述辐射臂沿着其延伸方向的整个线段均以往复弯折结构形成电感单元；以及馈电部，所述馈电部与所述辐射臂电性连接。上述的低频散射抑制辐射单元与多频共用天线，低频散射抑制辐射单元由两组极化正交的折合振子构成，利用反复折弯的弯折结构对高频段的电磁波进行滤波，即能够遏制高频段的电磁波在低频散射抑制辐射单元上耦合产生高频电流，进而避免发射高频段的电磁波的高频振子与低频振子产生互耦，在有效抑制高频散射改善高频方向图失真的同时有效提升了低频自身的增益。

Description

低频散射抑制辐射单元与多频共用天线

技术领域

本实用新型涉及天线通信技术领域，特别是涉及一种低频散射抑制辐射单元与多频共用天线。

背景技术

传统技术中，多频多系统融合共用天线已成为基站天线建设的主流。按常规的设计方式时，这类天线尺寸往往较大，不能满足运营商减重、减风载荷的需求，增加了基站天线的建设成本，因此小型化多频多系统共用天线成为当下重点研究方向。而这类天线小型化设计时，由于各个频段单元、阵列间距缩小，空间遮挡和耦合干扰严重，从而导致辐射方向图失真，隔离恶化等等问题。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种低频散射抑制辐射单元与多频共用天线，它能够抑制高频方向图失真，起到高频散射抑制目的，以及能提升低频段的增益。

其技术方案如下：一种低频散射抑制辐射单元，所述低频散射抑制辐射单元包括：

两组极化正交的折合振子，每组所述折合振子包括两个辐射臂，每个所述辐射臂沿着其延伸方向的整个线段均以往复弯折结构形成电感单元；以及馈电部，所述馈电部与所述辐射臂电性连接。

在其中一个实施例中，所述往复弯折结构包括依次串联连接的多个连接单体。

在其中一个实施例中，所述连接单体包括直线段、弧线段、折线段、S型曲线段、Z型曲线段、方波形曲线段中一种或多种组合。

在其中一个实施例中，所述连接单体的线宽为D，D≦3mm。

在其中一个实施例中，所述辐射臂包括朝向外侧延伸的第一延伸部及与所述第一延伸部连接并朝向所述第一延伸部的两侧延伸的第二延伸部；所述第一延伸部设有第一镂空槽，所述第二延伸部设有第二镂空槽，所述第二镂空槽与所述第一镂空槽连通形成用于调节阻抗匹配的镂空腔。

在其中一个实施例中，所述第一延伸部的延伸轨迹的长度与所述第二延伸部的延伸轨迹的长度之和为L，其中，0.5λ≤L≤1.2λ，λ为中心频点的波长。

在其中一个实施例中，所述低频散射抑制辐射单元还包括馈电巴伦，所述馈电巴伦与所述馈电部电性连接。

在其中一个实施例中，所述馈电巴伦包括两个正交设置的馈电元件，两个所述馈电元件分别与所述馈电部电性连接。

在其中一个实施例中，所述低频散射抑制辐射单元还包括载体，两组所述折合振子连接于所述载体的其中一表面。

一种多频共用天线，所述多频共用天线包括所述的低频散射抑制辐射单元。

上述的低频散射抑制辐射单元与多频共用天线，低频散射抑制辐射单元由两组极化正交的折合振子构成，利用反复折弯的弯折结构对高频段的电磁波进行滤波，即能够遏制高频段的电磁波在低频散射抑制辐射单元上耦合产生高频电流，进而避免发射高频段的电磁波的高频振子与低频振子产生互耦，在有效抑制高频散射改善高频方向图失真的同时有效提升了低频自身的增益。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例的多频共用天线的结构示意图；

图2为图1所示结构的另一视角图；

图3为本实用新型一实施例的低频散射抑制辐射单元的结构示意图；

图4为图3所示结构的另一视角图。

10、低频散射抑制辐射单元；100、100a、100b、100c、100d、辐射臂；101、往复弯折结构；1011、连接单体；102、第一延伸部；1021、第一镂空槽；103、第二延伸部；1031、第二镂空槽；104、馈电部；105、馈电巴伦；1051、馈电元件；106、载体；20、高频辐射单元。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术所述，当高频辐射单元与低频辐射单元产生互耦，高频辐射单元辐射的电磁波照射在传统的低频辐射单元上时，会在低频辐射单元上产生感应电流，从而导致高频辐射单元的方向图产生畸变。

经研究发现，出现这种问题的原因在于，传统技术中的天线单元设计中，往往采用半波对称振子形式，虽然解决了高频方向图散射失真等问题，但低频天线的辐射指标并没有得到提升。

基于此，如图1与图2所示，图1示出了本实用新型一实施例的多频共用天线的结构示意图；图2示出了图1所示结构的另一视角图。在一个实施例中，提供了一种多频共用天线，包括低频散射抑制辐射单元10。当然，在实际使用时，多频共用天线还可以包括高频辐射单元20，从而使得天线具备多制式、多频段的性能，以满足使用要求。

其中，高频辐射单元20和低频散射抑制辐射单元10可以在同一个反射板(图中隐藏未示出)上以嵌套形式或层叠形式进行布置。

可选地，高频辐射单元20位于低频散射抑制辐射单元10的下方，并与相邻两个辐射臂100之间的区域对应。

参阅图3与图4，图3示出了本实用新型一实施例的低频散射抑制辐射单元10的结构示意图；图4示出了图3所示结构的另一视角图。在一个实施例中，提供了一种低频散射抑制辐射单元10，其能够对高频辐射单元20辐射的电磁波进行滤波，从而解决高频辐射单元20与低频散射抑制辐射单元10的互耦问题，避免高频辐射单元20的方向图发生畸变，以及能提升低频段的增益。

具体地，低频散射抑制辐射单元10包括：两组极化正交的折合振子，以及馈电部104。每组折合振子包括两个辐射臂100，每个辐射臂100沿着其延伸方向的整个线段均以往复弯折结构101形成电感单元。馈电部104与辐射臂100电性连接。

需要说明的是，对于每个辐射臂100而言，由于沿着其延伸方向的整个线段均以往复弯折结构101形成电感单元，也即辐射臂100的两端分别与馈电部104电性连接，从辐射臂100的一端延伸至辐射臂100的另一端整个线段都是往复弯折结构101，以获取较好的滤波效果，并大大提升产品性能。

上述的低频散射抑制辐射单元10，低频散射抑制辐射单元10由两组极化正交的折合振子构成，利用反复折弯的弯折结构对高频段的电磁波进行滤波，即能够遏制高频段的电磁波在低频散射抑制辐射单元10上耦合产生高频电流，进而避免发射高频段的电磁波的高频振子与低频振子产生互耦，在有效抑制高频散射改善高频方向图失真的同时有效提升了低频自身的增益。

如图3及图4所示，辐射臂100a与辐射臂100c组成一组折合振子，辐射臂100b与辐射臂100d组成另一组折合振子。

在一个实施例中，往复弯折结构101包括依次串联连接的多个连接单体1011。如此，多个连接单体1011依次串联连接，能够使得辐射臂100的整个线段呈往复弯折结构101。

需要说明的是，各个连接单体1011的形状可以相同，也可以不同，具体如何设置，可以根据实际需求灵活调整与设置，在此不进行限定。

对于各个连接单体1011而言，连接单体1011包括但不限于为直线段、弧线段、折线段、S型曲线段、Z型曲线段、方波形曲线段中一种或多种组合。具体而言，连接单体1011可以是规则的线段或曲线，也可以不规则的线段或曲线，只要能实现耦合电流的相位相反而相互抵消，从而达到滤波的效果即可，其具体的连接方式和布置形式不做限定，可以根据实际需求灵活调整与设置。

在一个具体实施例中，当连接单体1011设置为曲线形状时，包括但不限于为弧线段、折线段、S型曲线段、Z型曲线段、方波形曲线段中一种或多种组合，相对于单一的直线段而言，能够相对增加往复弯折结构101的长度，起到延长耦合干扰电流路径的作用。

需要说明的是，往复弯折结构101的折弯尺寸、折弯密度均根据多频共用天线上的耦合高频电流分布密度灵活调整与设置，在此不进行限定。具体而言，在多频共用天线上的耦合高频电流分布密度较为密集的地方，可以相应增大往复弯折结构101的折弯尺寸、折弯密度。反之，在多频共用天线上的耦合高频电流分布密度较为稀疏的地方，可以相应减小往复弯折结构101的折弯尺寸、折弯密度。

还需要说明的是，本实施例中，高频主要是指1427MHz-2696MHz频段，低频主要是指690MHz-960MHz频段。

请参阅图3与图4，在一个实施例中，连接单体1011的线宽为D，D＜0.01λ，λ为中心频点的波长。具体而言，D≦3mm。如此，通过将连接单体1011的线宽设计的较细，从而减小高频辐射单元20与低频散射抑制辐射单元10之间的耦合，改善高频辐射单元20的方向图。

请参阅图3与图4，在一个实施例中，低频散射抑制辐射单元10还包括馈电巴伦105。馈电巴伦105与馈电部104电性连接。

请参阅图3与图4，在一个实施例中，低频散射抑制辐射单元10还包括载体106。两组折合振子连接于载体106的其中一表面。如此，两组折合振子的辐射面设置于载体106的同一侧面，即位于同一平面上，信号通过馈电巴伦105馈入辐射面。

其中，载体106可以采用环氧玻纤布基板等介质材料，用于对折合振子进行支撑。此外，载体106可以为板状或片状。

具体而言，载体106设有相对设置的第一侧面和第二侧面。其中，两组折合振子均采用电镀等方式固设在第一侧面上。馈电巴伦105设置在载体106的第二侧面所在的一侧，利用馈电巴伦105对载体106进行支撑。并且，利用馈电巴伦105与馈电部104电性连接，从而对两组折合振子进行馈电。

需要进行说明的是，馈电巴伦105可以为现有的馈电结构，只需满足能够对两组折合振子进行馈电即可，具体可根据实际应用需求灵活设置，例如可以设为金属巴伦、PCB巴伦或镀设金属材质的介质件等多种形式。

请参阅图3与图4，在一个具体实施例中，馈电巴伦105包括两个正交设置并采取插接配合的馈电元件1051，两个馈电元件1051分别与馈电部104电性连接。

需要说明的是，低频散射抑制辐射单元10既可以为PCB结构，也可以为包含支撑件的金属钣金结构。

需要说明的是，本实施例中的折合振子可以为条状、片状或微带线等结构，可以采取铜、铝等金属材质。

可选地，折合振子包括朝向外侧延伸的第一延伸部102及与第一延伸部102连接并朝向第一延伸部102的两侧延伸的第二延伸部103。

请参阅图3与图4，具体地，第一延伸部102从载体106的中间部位朝向载体106的外侧延伸(如图4中的S1方向)。第二延伸部103的延伸方向垂直于第一延伸部102的延伸方向(如图4中的S2方向)，并且，第二延伸部103位于第一延伸部102的两侧(例如左右两侧或上下两侧)，从而使得整个折合振子呈T形。而且，相邻的两个折合振子可以共用馈电部104，可以是相邻的两个折合振子在载体106的中间部位处通过同一个馈电元件1051进行连接，并且馈电元件1051与同一个金属接地微带线的凸起插接配合而实现电性连接。

请参阅图3与图4，此外，第一延伸部102设有第一镂空槽1021，第二延伸部103设有第二镂空槽1031，第二镂空槽1031与第一镂空槽1021连通形成用于调节阻抗匹配的镂空腔。如此，可以通过对镂空腔的镂空面积进行调节，从而能够对阻抗匹配进行调节，进而改善低频散射抑制辐射单元10的阻抗匹配。

请参阅图3与图4，具体地，第一延伸部102和第二延伸部103均包括两个相对间隔设置的辐射条，通过改变相对的两个辐射条之间的间距即可对镂空腔的镂空面积进行调节。换言之，每个辐射臂均通过多个辐射条串联连接形成辐射臂的一端沿着延伸方向至另一端的整个线段，即各个辐射条均为往复弯折结构，以保证整个线段为往复弯折结构101。

请再参阅图1与图2，在一个实施例中，为了减小高频辐射单元20与低频散射抑制辐射单元10之间的耦合，还可以减小低频散射抑制辐射单元10对高频辐射单元20的遮蔽面积实现。

请参阅图3与图4，可选地，第一延伸部102的延伸轨迹的长度与第二延伸部103的延伸轨迹的长度之和为L，其中，0.5λ≤L≤1.2λ。如此，使得第一延伸部102和第二延伸部103的延伸轨迹的长度满足辐射要求，保证低频散射抑制辐射单元10的辐射性能。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种低频散射抑制辐射单元，其特征在于，所述低频散射抑制辐射单元包括：

两组极化正交的折合振子，每组所述折合振子包括两个辐射臂，每个所述辐射臂沿着其延伸方向的整个线段均以往复弯折结构形成电感单元；以及

馈电部，所述馈电部与所述辐射臂电性连接。

2.根据权利要求1所述的低频散射抑制辐射单元，其特征在于，所述往复弯折结构包括依次串联连接的多个连接单体。

3.根据权利要求2所述的低频散射抑制辐射单元，其特征在于，所述连接单体包括直线段、弧线段、折线段、S型曲线段、Z型曲线段、方波形曲线段中一种或多种组合。

4.根据权利要求2所述的低频散射抑制辐射单元，其特征在于，所述连接单体的线宽为D，D≦3mm。

5.根据权利要求1所述的低频散射抑制辐射单元，其特征在于，所述辐射臂包括朝向外侧延伸的第一延伸部及与所述第一延伸部连接并朝向所述第一延伸部的两侧延伸的第二延伸部；所述第一延伸部设有第一镂空槽，所述第二延伸部设有第二镂空槽，所述第二镂空槽与所述第一镂空槽连通形成用于调节阻抗匹配的镂空腔。

6.根据权利要求5所述的低频散射抑制辐射单元，其特征在于，所述第一延伸部的延伸轨迹的长度与所述第二延伸部的延伸轨迹的长度之和为L，其中，0.5λ≤L≤1.2λ，λ为中心频点的波长。

7.根据权利要求1所述的低频散射抑制辐射单元，其特征在于，所述低频散射抑制辐射单元还包括馈电巴伦，所述馈电巴伦与所述馈电部电性连接。

8.根据权利要求7所述的低频散射抑制辐射单元，其特征在于，所述馈电巴伦包括两个正交设置的馈电元件，两个所述馈电元件分别与所述馈电部电性连接。

9.根据权利要求1所述的低频散射抑制辐射单元，其特征在于，所述低频散射抑制辐射单元还包括载体，两组所述折合振子连接于所述载体的其中一表面。

10.一种多频共用天线，其特征在于，所述多频共用天线包括如权利要求1至9任意一项所述的低频散射抑制辐射单元。

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