CN102709676A - 天线辐射单元及基站天线 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种天线辐射单元及基站天线，解决了现有的天线辐射单元由于结构复杂导致成本较高的技术问题。所述天线辐射单元包括两对偶极子、四条平行双线、两条馈电线；其中：所述两对偶极子用于形成一个辐射面，每个所述偶极子包括两条振子臂，每对所述偶极子包括对置的两个偶极子，用于形成一个对置振子，两个所述对置振子的极化方向相互垂直；每条所述馈电线用于对一个所述对置振子馈电，每条所述馈电线上具有一个输入端和两个输出端，每个所述输出端用于连接一条所述平行双线的一端，所述平行双线的另一端用于连接所述对置振子的一个偶极子的两条振子臂。

Description

天线辐射单元及基站天线

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种天线辐射单元及基站天线。

背景技术

天线辐射单元，即antenna element或者radiation element，是基站天线的重要组成部分，扇区功率比（Sector Power Ratio，SPR）是天线辐射单元的一个重要技术指标。对置振子（dipole square）是一种具备高SPR特性的天线辐射单元，对置振子一般由两个对置的偶极子组成，每个偶极子包含两个振子臂，两个偶极子的振子臂相互平行，两个偶极子同向激励，形成一个极化，一个天线辐射单元可以由两个垂直设置的对置振子组成，形成相互垂直的两个极化，这种天线辐射单元具有波束窄、辐射能量集中的特点，但馈电结构复杂，制造成本高。

发明内容

本发明实施例提供了一种天线辐射单元，可以解决现有的天线辐射单元馈电结构复杂，制造成本高的技术问题。

本发明的实施例一方面提供了一种天线辐射单元：

所述天线辐射单元包括两对偶极子、四条平行双线、两条馈电线；其中：

所述两对偶极子用于形成一个辐射面，每个所述偶极子包括两条振子臂，每对所述偶极子包括对置的两个偶极子，用于形成一个对置振子，两个所述对置振子的极化方向相互垂直；

每条所述馈电线用于对一个所述对置振子馈电，每条所述馈电线上具有一个输入端和两个输出端，每个所述输出端用于连接一条所述平行双线的一端，所述平行双线的另一端用于连接所述对置振子的一个偶极子的两条振子臂。

本发明实施例另一方面提供了一种基站天线，包括包括馈电网络、信号输入端口，以及上述天线辐射单元；

所述馈电网络与所述天线辐射单元相连接，用于通过所述信号输入端口接收来自基站的信号，并对所述天线辐射单元馈电，所述天线辐射单元用于将所述信号辐射出去。

与现有技术相比，本发明所提供的上述技术方案具有如下优点：利用平行双线将两条馈电线与对置振子的两对偶极子对应相连，实现两对偶极子的同时馈电，不仅保证了稳定的电连接，还简化了对置单元整体的结构，从而降低了制造成本，解决了现有的对置单元由于结构复杂导致成本较高的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的实施例中PCB-1的透视示意图；

图2a和图2b分别为本发明的实施例中PCB-1第一面和第二面的平面示意图；

图3a和图3b分别为本发明的实施例中PCB-2和PCB-3的平面示意图；

图4a和图4b为本发明的实施例所提供的天线辐射单元的示意图；

图5为本发明的另一实施例中PCB-1的透视示意图；

图6a和图6b分别为本发明的另一实施例中PCB-1第一面和第二面的平面示意图；

图7a和图7b为本发明的另一实施例提供的天线辐射单元的示意图；

图8为本发明的又一实施例提供的天线辐射单元的示意图；

图9为本发明实施例提供的一种基站天线的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图4a和图4b所示，本发明实施例提供了一种天线辐射单元，

本发明实施例中的天线辐射单元可以包括两对偶极子、四条平行双线、两条馈电线。参见图1，每个所述偶极子包括两条振子臂，具体的，偶极子1包括振子臂11、12，偶极子2包括振子臂21、22，偶极子3包括振子臂31、32，偶极子4包括振子臂41、42；一对偶极子为偶极子1和偶极子2，另一对偶极子为偶极子3和偶极子4，两对偶极子用于形成一个辐射面，偶极子1和偶极子2对置排列用于形成一个对置振子，偶极子3和偶极子4对置排列用于形成另一个对置振子，上述两个对置振子的极化方向相互垂直；上述四条平行双线为15、25、36、46，每条所述平行双线的一端连接一个偶极子的两条振子臂，其中，平行双线15、25、36、46的一端分别连接偶极子1、2、3、4的两条振子臂。

图3a和图3b分别为两条馈电线5、6的示意图，这两条馈电线5、6位于偶极子和平行双线的支撑结构上，每条馈电线用于对一个对置振子馈电。图3a中的馈电线5上具有分叉点55，以便于馈电线具有一个输入端50和两个输出端51、52。每个输出端连接一对平行双线，从而对相应的偶极子馈电。具体的，馈电线5上的两个输出端51、52分别通过图1中的平行双线15、25与一对偶极子中的两个偶极子1、2相连，从而对偶极子1、2形成的对置振子馈电；图3b中所示的馈电线6的两个输出端61、62分别通过图1中的平行双线36、46与另一对偶极子中的两个偶极子3、4相连，从而对偶极子3、4形成的对置振子馈电。

本发明实施例提供的天线辐射单元，利用平行双线将两条馈电线与偶极子对应相连，相比于现有的馈电方式，不仅保证了稳定的电连接，还简化了天线辐射单元整体的结构，降低了制造成本。

本发明实施例中，优选的，如图1、图2a和图2b所示，每个偶极子的两条振子臂位于不同的平面，例如，偶极子1的两条振子臂11、12位于不同的平面。

上述偶极子可以为半波振子，每条振子臂的末端为弯折延伸段，且每个弯折延伸段都向辐射面的中心弯折，这样能够减小天线辐射单元的面积，节省材料和所占空间。例如图2a中振子臂11的弯折延伸段110，图2b中振子臂12的弯折延伸段120。

本发明实施例所提供的天线辐射单元可以以印刷电路板（Printed CircuitBoard，PCB）的方式制成。

具体的，如图1、图2a和图2b所示，两对偶极子、平行双线制于第一PCB板（以下简称PCB-1）上，平行双线可以是微带线，每个偶极子的两条振子臂分别制于PCB-1的两面，例如偶极子1的一条振子臂11制于PCB-1的第一面，另一条振子臂12制于PCB-1的与上述第一面相对的第二面。

如图3a和图3b所示，两条馈电线5、6分别制于第二PCB板和第三PCB板（以下简称PCB-2和PCB-3）的信号面上，PCB-2和PCB-3的另一面覆盖有接地金属层，作为接地面，PCB-2和PCB-3作为PCB-1的支撑结构与PCB-1安装在一起形成一个天线辐射单元。PCB-2下半部分开有凹口53，分叉点55可以位于PCB-2的上半部分；PCB-3上半部分开有凹口63，分叉点65可以位于PCB-3的下半部分，PCB-2和PCB-3通过上述凹口53和凹口63交错插接在一起，然后，利用PCB-2和PCB-3顶端的凸出54、64插接在PCB-1的第二面上。当然，分叉点也可以设置于PCB-1上。

PCB-1上每个偶极子的两条振子臂分别位于在PCB-1的第一面和第二面。PCB-1的第二面分别与PCB-2、PCB-3的信号面连接在一起。

具体的，PCB-2信号面上的两个输出端51、52（如图3a所示）在凸出54处分别通过平行双线15、25中的一条导线连接至PCB-1的第二面的振子臂12、22，PCB-2的接地面（图中未示出）也在凸出54处分别通过平行双线15、25中的另一条导线连接至PCB-1的第一面的振子臂11、21。同样的，PCB-3信号面上的两个输出端61、62（如图3b所示）在凸出64处分别通过平行双线36、46中的一条导线连接至PCB-1的第二面的振子臂32、42，PCB-3的接地面（图中未示出）也在凸出64处分别通过平行双线36、46中的另一条导线连接至PCB-1的第一面的振子臂31、41。可选的，PCB-2、PCB-3的信号面、接地面可以分别与PCB-1上对应的平行双线中的导线焊接起来，进一步保证稳固的电连接。最终三块PCB板形成如图4a和图4b所示的结构。

以PCB的方式制造对置单元以及两条馈电线，制造成本也较低，并且其工作频带较高，可以应用于于高频段的场合。将振子臂的末端设置成弯折延伸段的形式，使其在较小的空间中，总长度达到上述天线辐射单元工作波长的四分之一波长，形成半波振子，降低了天线辐射单元的尺寸。

将偶极子的两条振子臂分别制于PCB-1的第一面和第二面，既可以利用PCB的两面互不影响的特性，降低制造成本，也简化了PCB-1与PCB-2、PCB-3之间的电连接；又改变了辐射单元的空间构造，扩大信号的辐射角度和范围。

本发明实施例还提供了一种天线辐射单元，与前文所述实施例基本相同，不同点在于：如图5、图6a、图6b、图7a和图7b所示，本实施例中，偶极子为折合振子，振子臂末端的弯折延伸段的形状有所不同，形成折合振子。由于折合振子分布在PCB-1的两面，因此折合振子的末端可以采用耦合或者电连接方式实现。

当然，除上述两实施例中列举的半波振子、折合振子，本发明提供的天线辐射单元还可以采用全波振子等其它振子形式。

本发明实施例还提供了一种天线辐射单元，与前文所述实施例的不同点在于：如图8所示，本实施例中，两对偶极子、四条平行双线和馈电线均可以由钣金件制成，并且每个偶极子中的两条振子臂也是位于不同的平面。作为馈电线的钣金件即是偶极子和平行双线的支撑结构。

相比于PCB制成的天线辐射单元，由钣金件制成的天线辐射单元，工作频带较低，因此可以适用于低频段的场合。

本发明实施例还提供了一种基站天线，如图9所示，包括馈电网络902、信号输入端口903等，以及上述所有实施例中的至少一个天线辐射单元901。

上述馈电网络902与所述天线辐射单元901相连接，用于通过输入端口903接收来自基站的信号，并对天线辐射单元馈电，天线辐射单元用于将所述信号辐射出去。

由于本实施例提供的基站天线与上述本发明实施例所提供的天线辐射单元具有相同的技术特征，所以也能产生相同的技术效果，解决相同的技术问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种天线辐射单元，其特征在于，所述天线辐射单元包括两对偶极子、四条平行双线、两条馈电线；其中：

所述两对偶极子用于形成一个辐射面，每个所述偶极子包括两条振子臂，每对所述偶极子包括对置的两个偶极子，用于形成一个对置振子，两个所述对置振子的极化方向相互垂直；

每条所述馈电线用于对一个所述对置振子馈电，每条所述馈电线上具有一个输入端和两个输出端，每个所述输出端用于连接一条所述平行双线的一端，所述平行双线的另一端用于连接所述对置振子的一个偶极子的两条振子臂。

2.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，所述偶极子的两条振子臂位于不同的平面。

3.根据权利要求2所述的天线辐射单元，其特征在于，所述偶极子是半波振子，每条所述振子臂的末端为弯折延伸段，且每个弯折延伸段都向所述辐射面的中心弯折。

4.根据权利要求2所述的天线辐射单元，其特征在于，所述偶极子为折合振子。

5.根据权利要求1至4任一所述的天线辐射单元，其特征在于，所述偶极子、所述平行双线、所述馈电线以印刷电路板的方式制成。

6.根据权利要求2所述的天线辐射单元，其特征在于，所述平行双线为微带线。

7.根据权利要求5所述的天线辐射单元，其特征在于，所述两对偶极子和所述四条平行双线制于第一印刷电路板上;

每个所述偶极子的两条振子臂分别制于所述第一印刷电路板的第一面和第二面。

8.根据权利要求7所述的天线辐射单元，其特征在于，所述两条馈电线分别制于第二印刷电路板和第三印刷电路板上。

9.根据权利要求8所述的天线辐射单元，其特征在于，所述第二印刷电路板下半部分开有凹口，所述第三印刷电路板上半部分开有凹口，所述第二印刷电路板和所述第三印刷电路板通过所述凹口插接在一起；

所述第二印刷电路板和所述第三印刷电路板的顶端设有凸起，用于与所述第一印刷电路板插接。

10.根据权利要求1至4任一所述的天线辐射单元，其特征在于，所述偶极子、所述平行双线、所述馈电线由钣金件制成。

11.一种基站天线，包括馈电网络、信号输入端口，其特征在于，包括至少一个权利要求1-10任一所述的天线辐射单元；

所述馈电网络与所述天线辐射单元相连接，用于通过所述信号输入端口接收来自基站的信号，并对所述天线辐射单元馈电，所述天线辐射单元用于将所述信号辐射出去。

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