CN110661076A - 一种5g通信用双极化辐射单元及天线 - Google Patents

一种5g通信用双极化辐射单元及天线 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种5G通信用双极化辐射单元，包括两对振子辐射臂、支撑单元和馈电单元，支撑单元包括四个与振子辐射臂一一对应的支撑柱，支撑柱的下端固定连接有连接块，连接块上穿设有紧固螺栓；馈电单元包括上下设置的馈电片组件和馈线组件，馈电片组件包括两个相互正交并且相互绝缘的馈电片，两个馈电片分别与两对振子辐射臂电性连接，馈电片的中部开设有插槽，馈线组件包括两个与馈电片对应连接的馈线，馈线包括一个平直侧面，平直侧面上一体连接有一个凸起部并且开设有一个凹陷部，凸起部与凹陷部中心对称，两个馈线之间通过绝缘衬层绝缘。本发明体积小，集成度高，并且成本更低。

Description

一种5G通信用双极化辐射单元及天线
技术领域
本发明涉及天线领域，具体的说是一种5G通信用双极化辐射单元及天线。
背景技术
天线作为无线通信***的咽喉要道，是辐射和接受电磁波的重要***部件。天线性能的优劣，对移动通信***的总体性能起着决定性的作用。随着移动通信***在容量和质量上的不断升级，人们对基站天线提出了越来越高的性能指标要求。
通讯***的每一次演进都对基站天线提出了新要求，多制式、多通道、小型化是当下基站选址困难的pre-5G时代对基站天线的基本要求。同时,用于网络覆盖的低频天线贯始终、并在各通讯时代都占据着重要地位，竞争亦越来越激烈，所以小型化、低成本、高性能的低频产品是各大基站天线厂家的研究热点。
现有的5G通信用天线中，双极化辐射单元主要的缺点是设计复杂，部件通用性差，每个部件又都需要独立开模，导致成本高昂，并且不利于小型化。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种5G通信用双极化辐射单元及天线，体积小，集成度高，并且成本更低。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种5G通信用双极化辐射单元，包括两对正交设置的振子辐射臂、用于支撑所述振子辐射臂的支撑单元和用于向所述振子辐射臂馈电的馈电单元，所述支撑单元包括四个与所述振子辐射臂一一对应的支撑柱，所述支撑柱的下端固定连接有连接块，且所述连接块的底部低于所述支撑柱的底部，所述连接块上穿设有紧固螺栓；所述馈电单元包括上下设置的馈电片组件和馈线组件，所述馈电片组件包括两个相互正交并且相互绝缘的馈电片，两个所述馈电片分别与两对所述振子辐射臂电性连接，所述馈电片的中部开设有插槽，两个所述插槽相配合使两个所述馈电片的表面平齐，所述馈线组件包括两个与所述馈电片对应连接的馈线，所述馈线包括一个平直侧面，所述平直侧面上一体连接有一个凸起部并且开设有一个凹陷部，所述凸起部与所述凹陷部中心对称，其中一个所述馈线的所述凸起部对应***到另外一个所述馈线的所述凹陷部中将两个所述馈线拼接到一起，且两个所述馈线之间通过绝缘衬层绝缘。
优选地，还包括设置在所述振子辐射臂上方的介质板，所述介质板上设置有若干个与所述振子辐射臂一一对应的扩频板。
优选地，所述振子辐射臂包括本体，所述本体上开设有第一通孔，所述第一通孔的内壁一体连接有导流条，所述导流条水平设置，所述本体的边缘开设有两个关于所述导流条对称的缺口，所述缺口处一体连接有连接片，所述连接片一体连接有圆环，两个所述圆环关于所述导流条对称设置。
优选地，所述本体上开设有一个第二通孔、两个第三通孔和两个第四通孔，所述第二通孔设置为条形孔，两个所述第三通孔分别与所述第二通孔的两端连通，且两个所述第三通孔关于所述导流条对称设置，所述第四通孔呈半圆形，且两个所述第四通孔关于所述导流条对称设置。
优选地，所述支撑组件还包括底板，所述支撑柱垂直设置在所述底板上，所述底板的下表面开设有凹槽，所述凹槽内固定设置有电路板，所述馈线与所述电路板电性连接。
优选地，所述凹槽的深度大于所述电路板的厚度以使所述电路板与所述底板的下表面之间留有距离。
优选地，所述支撑柱的上端固定连接有辅助支撑板，所述辅助支撑板的边缘伸出所述支撑柱，所述振子辐射臂固定设置在所述辅助支撑板上。
优选地，四个所述支撑柱之间留有空隙，所述馈线组件设置在所述空隙中。
优选地，所述馈电片组件还包括绝缘定位柱，所述绝缘定位柱的侧壁上一体连接有若干个定位条，所述馈电片的中部开设有用于穿设所述绝缘定位柱的过孔，所述过孔的内壁上开设有若干个用于穿设所述定位条的通槽，所述馈电片的中部、所述过孔的内壁以及所述通槽的侧壁上均涂覆有绝缘漆。
天线，包括反射板和上述的一种5G通信用双极化辐射单元，所述反射板包括底部和两个垂直设置在所述底部上的侧部，所述底部上开设有用于容纳所述连接块的安装孔，所述连接块设置到安装孔中后通过所述紧固螺栓与所述底部固定连接。
有益效果：本发明可以减小辐射单元的体积，进而减小天线体积，有利于天线小型化，从而提升天线的集成度，并且本发明部件的可替代性好，可以有效降低开模成本，并且简化安装工艺。
附图说明
图1是本发明双极化辐射单元的整体结构测试图；
图2是馈线组件的整体结构俯视图；
图3是馈电片组件的整体结构俯视图；
图4是图3中A部分的放大图；
图5是馈电片的结构轴测图；
图6是振子辐射臂的结构俯视图；
图7是本发明天线的整体结构剖视图。
附图说明：1-介质板，2-扩频板，3-振子辐射臂，4-辅助支撑板，5-支撑柱，6-馈电片组件，7-馈线组件，8-底板，9-电路板，10-紧固螺栓，11-连接块，12-凹槽，13-馈线，14-凸起部，15-绝缘衬层，16-凹陷部，17-馈电片，18-绝缘定位柱，19-定位条，20-过孔，21-通槽，22-插槽，23-本体，24-第一通孔，25-导流条，26-第二通孔，27-第三通孔，28-连接片，29-缺口，30-圆环，31-第四通孔，32-收缩部，33-侧部，34-底部。
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至6，一种5G通信用双极化辐射单元，包括两对正交设置的振子辐射臂3、用于支撑振子辐射臂3的支撑单元和用于向振子辐射臂3馈电的馈电单元。
支撑单元包括四个与振子辐射臂3一一对应的支撑柱5，支撑柱5的下端固定连接有连接块11，且连接块11的底部低于支撑柱5的底部，连接块11上穿设有紧固螺栓10。
馈电单元包括上下设置的馈电片组件6和馈线组件7，馈电片组件6包括两个相互正交并且相互绝缘的馈电片17，两个馈电片17分别与两对振子辐射臂3电性连接，馈电片17的中部开设有插槽22，两个插槽22相配合使两个馈电片17的表面平齐，馈线组件7包括两个与馈电片17对应连接的馈线13，馈线13包括一个平直侧面，平直侧面上一体连接有一个凸起部14并且开设有一个凹陷部16，凸起部14与凹陷部16中心对称，其中一个馈线13的凸起部14对应***到另外一个馈线13的凹陷部16中将两个馈线13拼接到一起，且两个馈线13之间通过绝缘衬层15绝缘。
本发明在使用时，馈线组件7通过馈电片组件6向两对振子辐射臂3馈电，从而使振子辐射臂3产生电磁波，以发射信号。通过插槽22的配合使两个馈电片17的表面平齐，因此两个馈电片17处于一个水平面上。因为振子辐射臂3需要保持在同一个水平面上，现有技术中为了给两个馈电片17留出安装空间，需要使振子辐射臂3的厚度大于两个馈电片17的厚度之和，而本发明因为两个馈电片17处于同一个水平面上，所以可以减少振子辐射臂3的厚度，进而有利于缩小辐射单元的体积，使天线小型化。并且，本发明在支撑柱5的底部设置连接块11，在将辐射单元安装到反射板上的时候，可以将连接块11嵌在反射板上，无需在反射板上额外设置用于安装辐射单元的底座，从而降低天线整体的高度，实现天线的小型化。此外，因为两个馈电片17以及两个馈线13结构完全相同，并且安装方式也一致，因此可以进行替换，从而减少开模成本。需要说明的是，本发明所采用的馈线13与传统馈线结构相似，仅外部保护层的结构不同。
进一步的，辐射单元还包括设置在振子辐射臂3上方的介质板1，介质板1上设置有若干个与振子辐射臂3一一对应的扩频板2。扩频板2用于扩展频谱，介质板1采用绝缘材质。
在本实施例中，振子辐射臂3的结构为：振子辐射臂3包括本体23，本体23上开设有第一通孔24，第一通孔24的内壁一体连接有导流条25，导流条25水平设置，本体23的边缘开设有两个关于导流条25对称的缺口29，缺口29处一体连接有连接片28，连接片28一体连接有圆环30，两个圆环30关于导流条25对称设置。导流条25用于延长电流路径，以缩小辐射单元体积。
进一步的，第一通孔24整体呈圆形，且在其中一部分设置有一个收缩部32，导流条25设置在收缩部32处。收缩部32可以防止导流条25与本体23的连接处出现震荡杂波。
进一步的，本体23上开设有一个第二通孔26、两个第三通孔27和两个第四通孔31，第二通孔26设置为条形孔，两个第三通孔27分别与第二通孔26的两端连通，且两个第三通孔27关于导流条25对称设置，第四通孔31呈半圆形，且两个第四通孔31关于导流条25对称设置。第二通孔26、第三通孔27和第四通孔31一方面能够减轻本体23的重量，另一方面还能够调节电磁波参数，根据所适用的频段，可以对尺寸进行调整。
进一步的，支撑组件还包括底板8，支撑柱5垂直设置在底板8上，底板8的下表面开设有凹槽12，凹槽12内固定设置有电路板9，馈线13与电路板9电性连接。为了对电路板9进行保护，凹槽12的深度大于电路板9的厚度以使电路板9与底板8的下表面之间留有距离。
进一步的，支撑柱5的上端固定连接有辅助支撑板4，辅助支撑板4的边缘伸出支撑柱5，振子辐射臂3固定设置在辅助支撑板4上。通过辅助支撑板4，可以在缩小支撑柱5的体积的情况下，保证与振子辐射臂3的接触面积，从而提高稳定程度。
进一步的，四个支撑柱5之间留有空隙，馈线组件7设置在空隙中。
进一步的，馈电片组件6还包括绝缘定位柱18，绝缘定位柱18的侧壁上一体连接有若干个定位条19，馈电片17的中部开设有用于穿设绝缘定位柱18的过孔20，过孔20的内壁上开设有若干个用于穿设定位条19的通槽21，馈电片17的中部、过孔20的内壁以及通槽21的侧壁上均涂覆有绝缘漆。绝缘定位柱18一方面用于强化两个馈电片17之间的连接强度，另一方面利用定位条19与通槽21的配合加强两个馈电片17之间正交的位置关系。
请参阅图7，基于上述辐射单元，本发明还提供一种天线，包括反射板和上述的一种5G通信用双极化辐射单元，反射板包括底部34和两个垂直设置在底部34上的侧部33，底部34上开设有用于容纳连接块11的安装孔，连接块11设置到安装孔中后通过紧固螺栓10与底部34固定连接。
安装时，连接块11直接沉入到安装孔中，从而降低天线的高度，有利于天线的小型化。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种5G通信用双极化辐射单元，包括两对正交设置的振子辐射臂(3)、用于支撑所述振子辐射臂(3)的支撑单元和用于向所述振子辐射臂(3)馈电的馈电单元，其特征在于：
所述支撑单元包括四个与所述振子辐射臂(3)一一对应的支撑柱(5)，所述支撑柱(5)的下端固定连接有连接块(11)，且所述连接块(11)的底部低于所述支撑柱(5)的底部，所述连接块(11)上穿设有紧固螺栓(10)；
所述馈电单元包括上下设置的馈电片组件(6)和馈线组件(7)，所述馈电片组件(6)包括两个相互正交并且相互绝缘的馈电片(17)，两个所述馈电片(17)分别与两对所述振子辐射臂(3)电性连接，所述馈电片(17)的中部开设有插槽(22)，两个所述插槽(22)相配合使两个所述馈电片(17)的表面平齐，所述馈线组件(7)包括两个与所述馈电片(17)对应连接的馈线(13)，所述馈线(13)包括一个平直侧面，所述平直侧面上一体连接有一个凸起部(14)并且开设有一个凹陷部(16)，所述凸起部(14)与所述凹陷部(16)中心对称，其中一个所述馈线(13)的所述凸起部(14)对应***到另外一个所述馈线(13)的所述凹陷部(16)中将两个所述馈线(13)拼接到一起，且两个所述馈线(13)之间通过绝缘衬层(15)绝缘。
2.如权利要求1所述的一种5G通信用双极化辐射单元，其特征在于：还包括设置在所述振子辐射臂(3)上方的介质板(1)，所述介质板(1)上设置有若干个与所述振子辐射臂(3)一一对应的扩频板(2)。
3.如权利要求1所述的一种5G通信用双极化辐射单元，其特征在于：所述振子辐射臂(3)包括本体(23)，所述本体(23)上开设有第一通孔(24)，所述第一通孔(24)的内壁一体连接有导流条(25)，所述导流条(25)水平设置，所述本体(23)的边缘开设有两个关于所述导流条(25)对称的缺口(29)，所述缺口(29)处一体连接有连接片(28)，所述连接片(28)一体连接有圆环(30)，两个所述圆环(30)关于所述导流条(25)对称设置。
4.如权利要求3所述的一种5G通信用双极化辐射单元，其特征在于：所述本体(23)上开设有一个第二通孔(26)、两个第三通孔(27)和两个第四通孔(31)，所述第二通孔(26)设置为条形孔，两个所述第三通孔(27)分别与所述第二通孔(26)的两端连通，且两个所述第三通孔(27)关于所述导流条(25)对称设置，所述第四通孔(31)呈半圆形，且两个所述第四通孔(31)关于所述导流条(25)对称设置。
5.如权利要求1所述的一种5G通信用双极化辐射单元，其特征在于：所述支撑组件还包括底板(8)，所述支撑柱(5)垂直设置在所述底板(8)上，所述底板(8)的下表面开设有凹槽(12)，所述凹槽(12)内固定设置有电路板(9)，所述馈线(13)与所述电路板(9)电性连接。
6.如权利要求5所述的一种5G通信用双极化辐射单元，其特征在于：所述凹槽(12)的深度大于所述电路板(9)的厚度以使所述电路板(9)与所述底板(8)的下表面之间留有距离。
7.如权利要求1所述的一种5G通信用双极化辐射单元，其特征在于：所述支撑柱(5)的上端固定连接有辅助支撑板(4)，所述辅助支撑板(4)的边缘伸出所述支撑柱(5)，所述振子辐射臂(3)固定设置在所述辅助支撑板(4)上。
8.如权利要求1所述的一种5G通信用双极化辐射单元，其特征在于：四个所述支撑柱(5)之间留有空隙，所述馈线组件(7)设置在所述空隙中。
9.如权利要求1所述的一种5G通信用双极化辐射单元，其特征在于：所述馈电片组件(6)还包括绝缘定位柱(18)，所述绝缘定位柱(18)的侧壁上一体连接有若干个定位条(19)，所述馈电片(17)的中部开设有用于穿设所述绝缘定位柱(18)的过孔(20)，所述过孔(20)的内壁上开设有若干个用于穿设所述定位条(19)的通槽(21)，所述馈电片(17)的中部、所述过孔(20)的内壁以及所述通槽(21)的侧壁上均涂覆有绝缘漆。
10.天线，其特征在于：包括反射板和若干个如权利要求1所述的一种5G通信用双极化辐射单元，所述反射板包括底部(34)和两个垂直设置在所述底部(34)上的侧部(33)，所述底部(34)上开设有用于容纳所述连接块(11)的安装孔，所述连接块(11)设置到安装孔中后通过所述紧固螺栓(10)与所述底部(34)固定连接。
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