CN104471792A - 一种天线辐射单元及天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线辐射单元及天线，天线辐射单元包括：一对交叉设置的振子和寄生单元组件，寄生单元组件设置在交叉设置的振子相邻的两个振子臂形成的夹角内，且寄生单元组件与振子固定连接，振子传输的辐射信号通过寄生单元组件反射收敛。本发明实施例通过在一对交叉设置的振子周围增加设置寄生单元组件，即可构成天线的辐射单元，结构极为简单，可直接采用钣金件构成，加工制作方便；本发明实施例通过寄生单元组件对振子传输的辐射信号进行二次反射收敛，从而产生一个新的辐射，帮助扩大原振子的口径效果，达到收敛整个天线水平面波束宽度，从而达到减小整个天线体积的效果，且天线结构简单，重量轻，使得生产及维修成本均得以降低。

Description

一种天线辐射单元及天线 技术领域
本发明涉及电子领域， 特别涉及一种天线辐射单元及天线。 背景技术
天线是移动通信***中的一个能量转换装置，移动台发射的电磁波信号经 过天线转换成电信号， 供基站处理； 反向地， 基站将电信号通过天线转换成电 磁信号在自由空间中进行传播， 移动台可以随机接收， 从而实现通信***的双 向通信。 基站天线发展的一个重要趋势是小型化， 而天线的宽度直接影响到天 线水平面波束宽度的控制， 要达到规定的指标性能往往需要特定的宽度及体 积， 所以适当提高天线宽度更加有利于天线将水平面波束宽度控制在一个合适 的值上， 进而提升天线增益， 获得最佳的覆盖效果。
天线上一般设置有天线辐射单元， 通过天线辐射单元进行信号辐射， 目前 常用的天线辐射单元是一种标准的对置单元， 在单元的辐射方向上有两对振 子， 通过等幅同相方式进行馈电， 振子对为标准的半波振子， 采用同轴线进行 馈电， 该天线口径面积大， 辐射效率较高。
在实现本发明的过程中， 发明人发现现有技术至少存在以下问题： 目前常用的天线辐射单元的结构组成较为复杂， 为保证一定的使用强度， 从而使得其成型工艺往往选择压铸一体成形， 进而导致其成形难度大， 加工制 作困难， 生产维修成本较高。 发明内容
为了解决现有技术结构复杂、 成形难度大、 成本较高的问题， 本发明实施 例提供了一种天线辐射单元及天线。 所述技术方案如下：
第一方面， 提供了一种天线辐射单元， 所述天线辐射单元包括： 一对交叉 设置的振子和寄生单元组件， 所述寄生单元组件设置在交叉设置的所述振子相 邻的两个振子臂形成的夹角内， 且所述寄生单元组件与所述振子固定连接， 所 述振子传输的信号通过所述寄生单元组件反射收敛。 在第一方面第一种可能的实现方式中， 所述寄生单元组件包括至少一对外 部寄生单元， 所述至少一对外部寄生单元对称的设置在所述振子外周的两侧。
结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式 中， 所述外部寄生单元为环形非闭合金属丝。
结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式 中， 所述金属丝的开口朝向所述振子。
结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式 中， 所述金属丝的两端均对称的向所述振子的方向三次折弯， 且所述金属丝两 端的末尾均平行于所述振子的平面。
结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式 中， 所述金属丝的两端均对称的向所述振子的方向三次折弯， 且所述金属丝两 端的末尾均垂直于所述振子的平面。
结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式 中， 所述寄生单元组件还包括顶部寄生单元， 所述顶部寄生单元平行的固定在 所述振子上方， 所述顶部寄生单元用于反射收敛所述振子传输的信号。
结合第一方面、 第一方面第一种至第六种可能的实现方式， 在第一方面第 七种可能的实现方式中， 所述振子采用半波对称振子。
结合第一方面第七种可能的实现方式，在第一方面第八种可能的实现方式 中， 所述振子采用耦合馈电。
第二方面， 提供了一种天线， 所述天线包括反射板及多个天线辐射单元， 所述天线辐射单元均设置在所述反射板上。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例通过在一对交叉设置的振子周围增加设置寄生单元组件， 即 可构成天线的辐射单元， 结构极为筒单， 可以直接采用钣金件构成， 加工制作 方便； 本发明实施例通过寄生单元组件对振子传输的辐射信号进行二次反射收 敛， 从而产生一个新的辐射， 帮助扩大原振子的口径效果， 达到收敛整个天线 水平面波束宽度， 从而达到减小整个天线体积的效果， 且天线结构筒单， 重量 轻， 使得生产及维修成本均得以降低。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案， 下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作筒单地介绍， 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是本发明实施例提供的天线辐射单元的俯视图；
图 2是本发明又一实施例提供的天线辐射单元的俯视图；
图 3是本发明又一实施例提供的天线辐射单元的俯视图；
图 4是本发明又一实施例提供的天线辐射单元的正视图。
其中： 1振子，
11振子臂，
2寄生单元组件，
21外部寄生单元， 211末尾，
22顶部寄生单元。 具体实施方式
为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明 实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
如图 1所示， 本发明实施例提供了一种天线辐射单元， 所述天线辐射单元 包括： 一对交叉设置的振子 1和寄生单元组件 2, 所述寄生单元组件 2设置在 交叉设置的所述振子 1相邻的两个振子臂 11形成的夹角内， 且所述寄生单元 组件 2与所述振子 1固定连接， 所述振子 1传输的辐射信号通过所述寄生单元 组件 2反射收敛。
其中， 寄生单元组件 2—般采用金属材料， 保证寄生单元组件 2设置在振 子 1交叉之后相邻的两个振子臂 11形成夹角的范围内， 寄生单元组件 2的具 体高低左右位置可依据实际需要适当调节， 本发明实施例通过在一对交叉设置 的振子 1周围增加设置寄生单元组件 2, 即可构成天线的辐射单元， 结构极为 筒单， 可以直接采用钣金件构成， 加工制作方便； 本发明实施例通过寄生单元 组件 2对振子 1传输的辐射信号进行二次反射收敛， 从而产生一个新的辐射， 帮助扩大原振子 1的口径效果， 达到收敛整个天线水平面波束宽度， 从而达到 减小整个天线体积的效果， 且天线结构筒单， 重量轻， 使得生产及维修成本均 得以降低。 如图 1所示， 具体地， 作为优选， 所述寄生单元组件 2包括至少一对外部 寄生单元 21 , 所述至少一对外部寄生单元 21对称的设置在所述振子 1外周的 两侧。如此对称的设置外部寄生单元 21 ,使其便于收敛振子 1传输的辐射信号， 反射效果更好。
如图 1所示， 进一步地， 所述外部寄生单元 21为环形非闭合金属丝。 环 形非闭合金属丝导线性能较好， 便于对流过的电流的方向进行调整， 防止电流 互相抵消， 从而有利于对辐射信号进行二次反射。
如图 1所示， 更进一步地， 所述金属丝的开口朝向所述振子 1。 金属丝的 开口朝向振子 1 , 可使经金属丝二次反射的辐射信号与振子 1产生的辐射信号 相叠加， 从而达到帮助扩大原振子 1口径的效果。
其中， 外部寄生单元 21可以根据实际需要设置多个， 一般优选设置四个， 分别设置在振子 1四周， 即振子 1交叉的相邻的振子臂 11之间均设置有一个 外部寄生单元 21 ,—般采用环形非闭合导电性能强的金属丝， 为保证其对辐射 信号进行反射收敛性能， 金属丝的开口要与振子 1的交叉点相对， 所以每个振 子 1的振子臂 11的两个端部均向内侧折弯， 其折弯形式可为一定角度或为圓 弧， 可以两次连续折弯， 也可根据实际需要多次折弯， 如振子臂 11折弯后其 末端平行或垂直于振子 1平面均可， 从而对带宽的拓展具有一定帮助。
如图 2所示， 作为优选， 所述金属丝的两端均对称的向所述振子 1的方向 三次折弯， 且所述金属丝两端的末尾 211均平行于所述振子 1的平面。
如图 3所示， 作为优选， 所述金属丝的两端均对称的向所述振子的方向三 次折弯， 且所述金属丝两端的末尾 211均垂直于所述振子 1的平面。
其中， 金属丝的两端也可根据实际需要进行其他变形， 如折弯的次数、 折 弯的角度的改变等， 均属于本发明构思的结构变形， 在实际应用中， 这些变形 结构的金属丝对带宽的拓展均可起到积极的作用。
如图 4所示， 也可参见图 1 , 作为优选， 所述寄生单元组件 2还包括顶部 寄生单元 22, 所述顶部寄生单元 22平行的固定在所述振子 1上方， 所述顶部 寄生单元 22用于反射收敛所述振子 1传输的辐射信号，顶部寄生单元 22采用 片状金属材料， 反射性能更好。
如图 4所示， 也可参见图 1 , 作为优选， 所述振子 1采用半波对称振子 1。 其中， 本发明采用的十字交叉振子 1亦可用变形的半波对称振子 1 , 如连接巴 伦的振子臂 11为圓形、 多边形等， 均有利于辐射信号。 进一步地， 所述振子 1采用耦合馈电。
本发明实施例通过在振子 1四周增加金属的外部寄生单元 21 ,从而对振子 1传输的辐射信号进行反射收敛，可以实现 65度波束宽度， 同时振子 1采用耦 合馈电， 从而节省电後。 实施例二
本发明实施例提供了一种天线， 所述天线包括反射板及多个天线辐射单 元， 所述天线辐射单元均设置在所述反射板上。
其中， 本发明实施例中的天线辐射单元与以上实施例结构均相同， 在此不 再赘述， 本发明实施例通过在一对十字交叉设置的振子周围增加设置寄生单元 组件， 寄生单元组件对振子传输的辐射信号进行反射收敛， 从而产生一个新的 辐射， 帮助扩大原振子的口径效果， 可以实现用较小的反射板高度和宽度实现 65度波束宽度， 收敛天线水平面波束宽度， 达到减小天线体积的效果， 同时振 子采用耦合馈电， 节省电镀， 这样可以将馈电网络移到反射板的正面来， 从而 减小整个天线的厚度， 还可以实现半罩中馈技术； 本发明结构筒单， 可以直接 采用钣金件构成， 加工制作方便， 使得生产及维修成本得以降低， 实际应用中 优势明显。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述， 不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的 精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的 保护范围之内。

Claims (9)

  1. 权 利 要 求 书
    1、 一种天线辐射单元， 其特征在于， 所述天线辐射单元包括： 一对交叉设 置的振子和寄生单元组件， 所述寄生单元组件设置在交叉设置的所述振子相邻 的两个振子臂形成的夹角内， 且所述寄生单元组件与所述振子固定连接， 所述 振子传输的辐射信号通过所述寄生单元组件反射收敛。
  2. 2、 根据权利要求 1所述的天线辐射单元， 其特征在于， 所述寄生单元组件 包括至少一对外部寄生单元， 所述至少一对外部寄生单元对称的设置在所述振 子外周的两侧。
  3. 3、 根据权利要求 2所述的天线辐射单元， 其特征在于， 所述外部寄生单元 为环形非闭合金属丝。
  4. 4、 根据权利要求 3所述的天线辐射单元， 其特征在于， 所述金属丝的开口 朝向所述振子。
  5. 5、 根据权利要求 4所述的天线辐射单元， 其特征在于， 所述金属丝的两端 均对称的向所述振子的方向三次折弯， 且所述金属丝两端的末尾均平行于所述 振子的平面。
  6. 6、 根据权利要求 4所述的天线辐射单元， 其特征在于， 所述金属丝的两端 均对称的向所述振子的方向三次折弯， 且所述金属丝两端的末尾均垂直于所述 振子的平面。
  7. 7、 根据权利要求 2所述的天线辐射单元， 其特征在于， 所述天线辐射单元 还包括顶部寄生单元， 所述顶部寄生单元平行的固定在所述振子上方， 所述顶 部寄生单元用于反射收敛所述振子传输的辐射信号。
  8. 8、 根据权利要求 1-7任一项所述的天线辐射单元， 其特征在于， 所述振子 采用半波对称振子。 9、 根据权利要求 8所述的天线辐射单元， 其特征在于， 所述振子采用耦合 馈电。
  9. 10、基于权利要求 1-9的一种天线， 其特征在于， 所述天线包括反射板及多 个权利要求 1-9任一项所述的天线辐射单元，所述天线辐射单元均设置在所述反 射板上。
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