一種寬頻雙極化輻射單元及基站天線(xiàn)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通信天線(xiàn)技術(shù)，尤其涉及一種寬頻雙極化輻射單元及基站天線(xiàn)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步加速，各運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始尋求能夠向下兼容GSM800、GSM900、DCS1800、PCS、CDMA1800、CDMA2000 等 2G 及 3G 制式，且能夠向上兼容 LTE700、LTE2600等4G制式的超寬帶天線(xiàn)，對(duì)基站天線(xiàn)的寬頻化需求日益加深。
[0003]然而，隨著頻帶的拓寬，天線(xiàn)的尺寸也相應(yīng)地增大，造成了安裝的不便，不利于天線(xiàn)的小型化。因此，設(shè)計(jì)一種體積輕小且結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還能具有較寬頻帶的輻射單元是一個(gè)必然的趨勢(shì)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有較小尺寸的寬頻雙極化輻射單元，用以適應(yīng)天線(xiàn)輕小化、寬頻化的發(fā)展趨勢(shì)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種寬頻雙極化輻射單元，包括環(huán)形底座、以所述環(huán)形底座的中心為中心從所述環(huán)形底座邊緣上呈輻射狀延伸設(shè)置的四對(duì)饋電巴倫、設(shè)置在所述每對(duì)饋電巴倫上的偶極子、以及耦合結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述偶極子包括一對(duì)輻射臂，所述每個(gè)輻射臂包括第一端和第二端;所述輻射臂的第一端與饋電巴倫連接，而第二端則遠(yuǎn)離所述與第一端連接的饋電巴倫，每個(gè)偶極子的一個(gè)輻射臂的第二端通過(guò)耦合結(jié)構(gòu)與另一個(gè)相鄰的偶極子的相鄰輻射臂的第二端耦合連接或者直接連接，并且，至少有一個(gè)偶極子的一個(gè)輻射臂與相鄰的另一個(gè)偶極子的輻射臂耦合連接。
[0007]優(yōu)選的，所述耦合結(jié)構(gòu)包括耦合片，所述耦合片的兩端分別與相鄰兩個(gè)偶極子的各一個(gè)輻射臂連接。
[0008]優(yōu)選的，相鄰兩個(gè)偶極子的相鄰兩個(gè)輻射臂通過(guò)一片耦合片相連。
[0009]優(yōu)選的，所述輻射臂具有一對(duì)沿該輻射臂長(zhǎng)度方向延伸并相對(duì)設(shè)置的側(cè)壁，相鄰兩個(gè)偶極子的相鄰兩個(gè)輻射臂的第二端通過(guò)兩片分別與兩個(gè)側(cè)壁連接的耦合片相連。
[0010]優(yōu)選的，所述輻射臂的第二端設(shè)有一個(gè)向下延伸形成的凸鉤，相鄰兩個(gè)偶極子的相鄰兩個(gè)輻射臂的第二端通過(guò)所述凸鉤由耦合片連接。
[0011]優(yōu)選的，所述偶極子的輻射臂通過(guò)饋電巴倫在環(huán)形底座上依次設(shè)置，圍合成漏斗形閉合結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選的，所述每對(duì)饋電巴倫的兩個(gè)饋電巴倫之間相互平行。
[0013]本發(fā)明還涉及一種基站天線(xiàn)，包括至少一個(gè)輻射單元、饋電網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)輸入端口，所述輻射單元為上述寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元，所述信號(hào)輸入端口用于與基站連接，所述寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元通過(guò)所述饋電網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)輸入端口相連接。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015]通過(guò)耦合片將兩個(gè)輻射臂耦合連接的結(jié)構(gòu)，變相地增加了振子臂的諧振長(zhǎng)度從而減小了整個(gè)偶極子的尺寸，也有效拓寬了輻射單元頻帶。四個(gè)振子臂以輻射對(duì)稱(chēng)為構(gòu)造條件而圍繞同一幾何中心設(shè)置，從而借助各饋電巴倫呈現(xiàn)一包圍狀的輻射面，使得整個(gè)輻射單元性能更加良好。
【【附圖說(shuō)明】】
[0016]圖1為本發(fā)明的寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元的第一實(shí)施例的立體圖。
[0017]圖2為圖1所示的寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元的俯視圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元的第二實(shí)施例的俯視圖。
[0019]圖4為本發(fā)明的寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元的第三實(shí)施例的俯視圖。
[0020]圖5為本發(fā)明的寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元的第四實(shí)施例的俯視圖。
[0021]圖6為本發(fā)明的寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元的第五實(shí)施例的俯視圖。
[0022]圖7為本發(fā)明的寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元的第六實(shí)施例的立體圖。
[0023]圖8為本發(fā)明的基站天線(xiàn)較佳實(shí)施方式的電路框圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0024]下面結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述，其中附圖中相同的標(biāo)號(hào)全部指的是相同的部件。此外，如果已知技術(shù)的詳細(xì)描述對(duì)于示出本發(fā)明的特征是不必要的，則將其省略。
[0025]參考圖1-2，本發(fā)明的寬頻雙極化輻射單元100(下稱(chēng)“輻射單元)，包括環(huán)形底座20、以環(huán)形底座20的中心為中心從所述環(huán)形底座20邊緣上呈輻射狀延伸設(shè)置的四對(duì)饋電巴倫30、圍合設(shè)置在所述饋電巴倫30上的兩對(duì)偶極子401、402、403、404，及將相鄰兩個(gè)偶極子的輻射臂連接起來(lái)的耦合結(jié)構(gòu)。
[0026]所述每個(gè)偶極子包含兩個(gè)輻射臂，以偶極子401為例，其包括兩個(gè)輻射臂401a、401b，所述輻射臂包括第一端和第二端，比如輻射臂401b包括第一端401bl和第二端401b2。
[0027]所述耦合結(jié)構(gòu)包括耦合片50，所述相鄰兩個(gè)偶極子的輻射臂的第二端通過(guò)耦合片50耦合連接或者直接相連，并且，至少一個(gè)偶極子的一個(gè)輻射臂的第二端與另一個(gè)相鄰的偶極子的相鄰輻射臂的第二端通過(guò)耦合片連接。
[0028]通過(guò)采用耦合結(jié)構(gòu)例如耦合片50將相鄰兩個(gè)偶極子的輻射臂連接，變相地增加了輻射臂的諧振長(zhǎng)度，也即相當(dāng)于延長(zhǎng)了輻射臂的長(zhǎng)度。換句話(huà)說(shuō)，在原本需要相同長(zhǎng)度的輻射臂來(lái)進(jìn)行信號(hào)輻射時(shí)，由于采用了耦合片對(duì)兩個(gè)輻射臂進(jìn)行連接，與耦合片連接的輻射臂的實(shí)際長(zhǎng)度可以一定程度上縮短，從而縮小了整個(gè)輻射單元的體積。
[0029]眾所周知，天線(xiàn)的帶寬與阻抗有關(guān)，為了達(dá)到足夠的帶寬，一般要求阻抗的虛部(即電抗)越小越好，甚至為了便于匹配，希望輻射單元的電抗為零。采用耦合結(jié)構(gòu)將相鄰兩個(gè)偶極子的輻射臂連接起來(lái)，可以同時(shí)使阻抗的虛部隨頻率的增長(zhǎng)變慢，從而保證了輻射單元具有較寬的帶寬，即達(dá)到了寬帶的需求。
[0030]所述輻射臂的第一端(例如401bl)與饋電巴倫30連接，而其第二端(例如401b2)則遠(yuǎn)離所述與第一端連接的饋電巴倫30。所有所述輻射臂皆為直臂，且所有輻射臂共同圍合成一類(lèi)環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0031]具體地，四個(gè)所述偶極子通過(guò)饋電巴倫30在環(huán)形底座20上依次設(shè)置，圍合成漏斗形閉合結(jié)構(gòu)，四個(gè)偶極子以輻射對(duì)稱(chēng)為構(gòu)造條件而圍繞同一幾何中心(即環(huán)形底座20的中心)設(shè)置，從而借助各偶極子的輻射臂呈現(xiàn)一包圍狀的輻射面。
[0032]所述饋電巴倫30呈輻射狀設(shè)置，且每對(duì)饋電巴倫30中的兩個(gè)饋電巴倫30相互平行，每個(gè)饋電巴倫30的一端和輻射臂相接，所述饋電巴倫30的另一端則與底座20相接，這一結(jié)構(gòu)不僅有效承載了偶極子的輻射臂，也避免了偶極子之間的相互干擾。
[0033]參考圖2-6，所述輻射臂具有沿該輻射臂長(zhǎng)度方向延伸并相對(duì)設(shè)置的一對(duì)側(cè)壁，相鄰偶極子的相鄰輻射臂的第二端之間可以通過(guò)兩片分別與兩個(gè)側(cè)壁連接的耦合片50連接，也可以由一片耦合片連接，或者直接相連;在同一個(gè)輻射單元100中，四個(gè)偶極子中每?jī)蓚€(gè)相鄰的偶極子可以采用全部由耦合片連接的連接方式，也可以采用耦合片連接和直接連接相結(jié)合的方式連接。
[0034]參考圖7，優(yōu)選的，所述偶極子輻射臂的第二端皆設(shè)有一個(gè)向下延伸形成的凸鉤(圖未示，下同)，以偶極子401、402為例，所述偶極子401、402的兩個(gè)輻射臂401b和402b的第二端401b2和402b2皆有向下延伸形成的凸鉤，所述輻射臂401b和402b的第二端401b2和402b2皆通過(guò)凸鉤由耦合片50耦合連接。
[0035]綜上所述，通過(guò)耦合片將兩個(gè)輻射臂耦合連接的結(jié)構(gòu)，變相地增加了輻射臂的諧振長(zhǎng)度，從而縮小了整個(gè)輻射單元的實(shí)際尺寸，也有效拓寬了輻射單元的帶寬。四個(gè)振子臂以輻射對(duì)稱(chēng)為構(gòu)造條件而圍繞同一幾何中心設(shè)置，從而借助各饋電巴倫呈現(xiàn)一包圍狀的輻射面，使得整個(gè)輻射單元的性能更加良好。
[0036]需要指出的是，本發(fā)明中耦合片的外形的改變及其在振子臂上位置的改變都不影響其產(chǎn)生的實(shí)際效果，因此皆視為未脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神。
[0037]參考圖8，本發(fā)明還提供了一種基站天線(xiàn)10，包括饋電網(wǎng)絡(luò)2、用于與基站連接的信號(hào)輸入端口 3及上述輻射單元I;所述饋電網(wǎng)絡(luò)2通過(guò)信號(hào)輸入端口 3與所述輻射單元I相連接，用于通過(guò)所述信號(hào)輸入端口 3接收來(lái)自基站的信號(hào)，并對(duì)所述雙極化天線(xiàn)輻射單元饋電，所述雙極化天線(xiàn)輻射單元I用于將所述信號(hào)輻射出去。
[0038]雖然上面已經(jīng)示出了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的原理或精神的情況下，可以對(duì)這些示例性實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寬頻雙極化輻射單元，包括環(huán)形底座、以所述環(huán)形底座的中心為中心從所述環(huán)形底座邊緣上呈輻射狀延伸設(shè)置的四對(duì)饋電巴倫、以及設(shè)置在所述每對(duì)饋電巴倫上的偶極子，其特征在于:還包括耦合結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述偶極子包括一對(duì)輻射臂，所述每個(gè)輻射臂包括第一端和第二端;所述輻射臂的第一端與饋電巴倫連接，而第二端則遠(yuǎn)離所述與第一端連接的饋電巴倫，每個(gè)偶極子的一個(gè)輻射臂的第二端通過(guò)耦合結(jié)構(gòu)與另一個(gè)相鄰的偶極子的相鄰輻射臂的第二端耦合連接或者直接連接，并且，至少有一個(gè)偶極子的一個(gè)輻射臂與相鄰的另一個(gè)偶極子的輻射臂耦合連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻雙極化輻射單元，其特征在于:所述耦合結(jié)構(gòu)包括耦合片，所述耦合片的兩端分別與相鄰兩個(gè)偶極子的各一個(gè)輻射臂連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬頻雙極化輻射單元，其特征在于:相鄰兩個(gè)偶極子的相鄰兩個(gè)輻射臂通過(guò)一片耦合片相連。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬頻雙極化輻射單元，其特征在于:所述輻射臂具有一對(duì)沿該輻射臂長(zhǎng)度方向延伸并相對(duì)設(shè)置的側(cè)壁，相鄰兩個(gè)偶極子的相鄰兩個(gè)輻射臂的第二端通過(guò)兩片分別與兩個(gè)側(cè)壁連接的耦合片相連。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的寬頻雙極化輻射單元，其特征在于:所述輻射臂的第二端設(shè)有一個(gè)向下延伸形成的凸鉤，相鄰兩個(gè)偶極子的相鄰兩個(gè)輻射臂的第二端通過(guò)所述凸鉤由耦合片連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬頻雙極化輻射單元，其特征在于:所述偶極子的輻射臂通過(guò)饋電巴倫在環(huán)形底座上依次設(shè)置，圍合成漏斗形閉合結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的寬頻雙極化輻射單元，其特征在于:所述每對(duì)饋電巴倫的兩個(gè)饋電巴倫之間相互平行。8.—種基站天線(xiàn)，包括至少一個(gè)輻射單元、饋電網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)輸入端口，其特征在于，所述輻射單元為權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元，所述信號(hào)輸入端口用于與基站連接，所述寬頻雙極化天線(xiàn)輻射單元通過(guò)所述饋電網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)輸入端口相連接。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及移動(dòng)通信天線(xiàn)技術(shù)，尤其涉及一種寬頻雙極化輻射單元，包括環(huán)形底座、設(shè)置在所述環(huán)形底座上的饋電巴倫、設(shè)置在所述饋電巴倫上的偶極子，及將相鄰兩個(gè)偶極子的相鄰兩個(gè)輻射臂耦合連接起來(lái)的耦合結(jié)構(gòu)。通過(guò)耦合片將兩個(gè)偶極子的輻射臂耦合連接的結(jié)構(gòu)，變相地延長(zhǎng)了輻射臂的諧振長(zhǎng)度，進(jìn)而減小了整個(gè)偶極子的尺寸，也有效拓寬了輻射單元帶寬。本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用了上述輻射單元的基站天線(xiàn)。
【IPC分類(lèi)】H01Q1/24, H01Q1/36
【公開(kāi)號(hào)】CN105552519
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510891201
【發(fā)明人】梁君軍, 楊仲凱, 賈飛飛, 王強(qiáng)
【申請(qǐng)人】京信通信系統(tǒng)（廣州）有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日