CN111129734A - 天线及辐射单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线及辐射单元，辐射单元包括辐射组件及基板；辐射组件包括四个辐射单极，四个辐射单极分别间隔设置、并围设形成辐射结构，辐射单极包括辐射臂及与辐射臂垂直固定的巴伦臂，相对设置的两个辐射单极的辐射臂形成一个偶极子，巴伦臂的自由端设有连接部；基板设有馈电电路层，馈电电路层设有与巴伦臂一一对应的馈源，馈源与巴伦臂焊接馈电，使得辐射单极固设于基板上。该辐射单元能够适应辐射臂的变更设计，减少模具浪费及降低研发成本。该天线采用了上述辐射单元，可以根据需要更换辐射臂，使得天线性能指标的调试更加灵活。

Description

天线及辐射单元

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种天线及辐射单元。

背景技术

随着无线技术发展、新通信频谱、通信制式的引入，支持更多频段、更多制式的多***共用天线逐渐成为运营商需求的主流产品。

传统的基站天线的辐射单元常采用一体化压铸铝合金制造而成。而采用一体化压铸铝合金设计时，辐射单元往往需要较长的开模周期，且一旦开模完成，再想变更设计辐射臂则比较困难。如无法满足要求，则需要重新开模，导致研发成本增高及模具的浪费。。

发明内容

基于此，有必要提供一种天线及辐射单元。该辐射单元能够适应辐射臂的变更设计，减少模具浪费及降低研发成本。该天线采用了上述辐射单元，可以根据需要更换辐射臂，使得天线性能指标的调试更加灵活。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种辐射单元，包括辐射组件及基板；辐射组件包括四个辐射单极，四个辐射单极分别间隔设置、并围设形成辐射结构，辐射单极包括辐射臂及与辐射臂垂直固定的巴伦臂，相对设置的两个辐射单极的辐射臂形成一个偶极子，巴伦臂的自由端设有连接部；基板设有馈电电路层，馈电电路层设有与巴伦臂一一对应的馈源，馈源与巴伦臂焊接馈电，使得辐射单极固设于基板上。

上述辐射单元制造时，可以分别制造辐射单极及基板，此时辐射单极单独制造再在基板上组合成辐射结构。该辐射单极可以利用板金件冲压形成或利用金属板材切割获得，大大降低了制造难度。将上述结构组装进行测试后，如不符合要求或要求发生变化，只需重新设计辐射单极，然后将重新制造好的辐射单极通过连接部与基板上的馈源焊接馈电，完成辐射单元组装，再次进行测试，直至满足要求。该辐射单元能够适应辐射臂的变更设计，减少模具浪费及降低研发成本。此外，辐射单极通过连接部与馈电电路层的馈源焊接馈电同时，还可以将辐射单极固定在基板上，有利于减少了连接结构，减轻辐射单元的重量。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，馈电电路层包括滤波枝节以及与滤波枝节连接的功分器，功分器包括与对应的馈源连接的两个支路，两个支路通过馈源分别与对应的偶极子的两个辐射单极的巴伦臂连接。

在其中一个实施例中，辐射组件包括两组，其中一组辐射组件的巴伦臂围设形成嵌套腔，另一组辐射组件固设于嵌套腔内，基板包括与两组辐射组件一一对应的馈电电路层。

在其中一个实施例中，辐射臂呈板状结构，且辐射臂设有避让槽，巴伦臂的一端固设于避让槽的内侧壁。

在其中一个实施例中，基板设有与馈源一一对应的安装孔，馈源设置于安装孔的外缘，安装孔与连接部插接固定。

在其中一个实施例中，安装孔设置于馈源内，且连接部的外周侧与馈源之间设有呈环形的焊接层。

在其中一个实施例中，该辐射单元还包括绝缘片及耦合片，耦合片通过绝缘片设置于辐射臂的上方。

在其中一个实施例中，该辐射单元还包括辐射片，辐射片固设于辐射臂的外边缘处。

在其中一个实施例中，该辐射单元还包括与辐射单极一一对应的支撑件，支撑件的一端与辐射臂固定，另一端与基板固定。

另一方面，本申请还提供了一种天线，包括上述任一实施例中的辐射单元，还包括反射板，辐射单元通过基板固设于反射板上。

该天线采用了上述辐射单元，可以根据需要更换辐射臂，使得天线性能指标的调试更加灵活。

附图说明

图1为一实施例中所示的辐射单元的结构示意图；

图2为图1所示的辐射单元的结构***示意图；

图3为一实施例中所示的辐射单元的结构示意图；

图4为图3所示的辐射单元的结构***示意图；

图5为一实施例中所示的天线的结构示意图。

附图标记说明：

100、辐射组件；110、辐射单极；112、辐射臂；104、避让槽；114、巴伦臂；102、连接部；200、基板；210、馈电电路层；212、馈源；214、安装孔；300、绝缘片；400、耦合片；10、辐射单元；20、反射板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”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。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中涉及的“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

辐射单元作为天线的最小辐射元件，为基站天线的重要组成。在进行新基站天线研制过程中，需要设计新的辐射单元，但设计出来的辐射单元是否符合要求，需要进行实际验证才能通过。如不通过或不满足要求，此时需要调整辐射臂的结构或尺寸，但传统的方式，辐射单元采用一体化成型的方式进行制造，此时进行辐射臂的修改，需要重新调整模具尺寸，甚至只能重新开模，此时会导致研发周期过长而赶不上进度，也提高了研发成本，造成模具的浪费。

基于此，如图1及图2所示，本实施例中，提供一种辐射单元10，包括辐射组件100及基板200；辐射组件100包括四个辐射单极110，四个辐射单极110分别间隔设置、并围设形成辐射结构，辐射单极110包括辐射臂112及与辐射臂112垂直固定的巴伦臂114，相对设置的两个辐射单极110的辐射臂112形成一个偶极子，巴伦臂114的自由端设有连接部102；基板200设有馈电电路层210，馈电电路层210设有与巴伦臂114一一对应的馈源212，馈源212与巴伦臂114焊接馈电，使得辐射单极110固设于基板200上。

上述辐射单元10制造时，可以分别制造辐射单极110及基板200，此时辐射单极110单独制造再在基板200上组合成辐射结构。该辐射单极110可以利用板金件冲压形成或利用金属板材切割获得，大大降低了制造难度。将上述结构组装进行测试后，如不符合要求或要求发生变化，只需重新设计辐射单极110，然后将重新制造好的辐射单极110通过连接部102与基板200上的馈源212焊接馈电，完成辐射单元10组装，再次进行测试，直至满足要求。该辐射单元10能够适应辐射臂112的变更设计，减少模具浪费及降低研发成本。此外，辐射单极110通过连接部102与馈电电路层210的馈源212焊接馈电，同时还可以将辐射单极110固定在基板200上，有利于减少了连接结构，减轻辐射单元10的重量。

此外，由于辐射单极110可以利用钣金件加工获得，因此无需电镀处理，有利于简化工序，提高生产效率。

在上述实施例的基础上，一实施例中，馈电电路层210包括滤波枝节(未标注)以及与滤波枝节连接的功分器(未标注)，功分器包括与对应的馈源212连接的两个支路，两个支路通过馈源212分别与对应的偶极子的两个辐射单极110的巴伦臂114连接。如此，每个辐射单极110是通过滤波功分网络耦合接地，有利于大幅度提升天线***的互调稳定性，与其他辐射单元10组合或相互嵌入到反射板20形成天线的时，不再需要在移相器主路网络中单独增加滤波支节来解决减弱互耦问题，解决了现有辐射单元因无法单独增加滤波支节或增加滤波支节。而且，整个馈电更加紧凑，较少馈电电缆的数量，有利于降低天线的整体重量。

在上述任一实施例的基础上，如图3及图4所示，一实施例中，辐射组件100包括两组，其中一组辐射组件100的巴伦臂114围设形成嵌套腔，另一组辐射组件100固设于嵌套腔内，基板200包括与两组辐射组件100一一对应的馈电电路层210。如此，可以利用两组辐射组件100相互嵌套形成双频辐射单元10。与现有辐射指标相当的辐射单元相比，本申请的辐射单元10的巴伦高度仅为1/8波长，辐射单元10矮1/2，这样有效简化了多频段天线的空间布局，有利于缩小了多频基站天线的尺寸。

可以理解地，目前天线安装空间越来越小，上述辐射单元10的方案有利于减轻天线的重量及体积，对应完成4G或/和5G天线的建设具有重大意义。重量的减轻，必然带来天线安装的便利，减轻对天线安装区域的负担，特别是减轻铁塔的负担。而体积的减小，使得该4G或/和5G天线能够在有限的空间内进行安装，实现该区域的4G或/和5G天线的覆盖，且无需调整或拆除其他频段的天线，大大节省调试时间。而本辐射单元10应用到天线***中，天线截面尺寸可以缩小一半，可以解决现有多频段、多试制基站天线工程安装困难问题。

进一步地，如图1及图3所示，一实施例中，辐射臂112呈板状结构，且辐射臂112设有避让槽104，巴伦臂114的一端固设于避让槽104的内侧壁。如此，利用避让槽104可以更好地避让嵌入的辐射臂112，且由于采用辐射单极110的结构组成辐射臂112，使得该避让槽104可以根据辐射臂112的形状进行灵活设计，使得辐射单元10的设计也更加灵活，易于进行辐射单元10的研发调试。

在上述任一实施例的基础上，如图1及图4所示，一实施例中，基板200设有与馈源212一一对应的安装孔214，馈源212设置于安装孔214的外缘，安装孔214与连接部102插接固定。如此，利用安装孔214与连接部102插接固定，使得辐射单极110可以预固定在基板200上，有利于辐射单极110精确地固定在基板200上形成性能更好的辐射单元10。

进一步地，一实施例中，安装孔214设置于馈源212内，且连接部102的外周侧与馈源212之间设有呈环形的焊接层。如此，沿连接部102与馈源212的四周均可形成焊接层，可以增大巴伦臂114与馈源212的馈电接触面积，从而提升馈电电路层210与辐射单元10之间电连接的可靠性，也有利于提升辐射单极110与基板200固定的可靠性。

在上述任一实施例的基础上，如图2所示，一实施例中，该辐射单元10还包括绝缘片300及耦合片400，耦合片400通过绝缘片300设置于辐射臂112的上方。如此，可以灵活微调辐射单元10的辐射性能，使得辐射单元10的研发测试更加灵活。

需要说明的是，绝缘片300及耦合片400固定于辐射臂112上的方式可以采用任意一种现有的固定方式，在此不做过多赘述。

在上述任一实施例的基础上，一实施例中，该辐射单元10还包括辐射片(未示出)，辐射片固设于辐射臂112的外边缘处。如此，可以利用辐射片来延伸辐射臂112，或作为寄生单元设置于本辐射单元10上，有利于优化或调整辐射性能，使得辐射单元10的调试研发更加灵活。

在上述任一实施例的基础上，一实施例中，该辐射单元10还包括与辐射单极110一一对应的支撑件(未示出)，支撑件的一端与辐射臂112固定，另一端与基板200固定。如此，利用支撑件使得辐射臂112可以更加可靠地固定在基板200上，使得本辐射单元10的抗干扰能力更强，且辐射臂112在水平面的长度可以更长。

如图5所示，一实施例中，还提供了一种天线，包括上述任一实施例中的辐射单元10，还包括反射板20，辐射单元10通过基板200固设于反射板20上。

该基站天线采用了上述辐射单元10，可以根据需要更换辐射臂112，使得天线性能指标的调试更加灵活。同时，利用上述辐射单元10构成基站天线，当该基站天线使用一定年限，需要升级时，可以在改旧结构上进行辐射臂112更换而使得该旧天线能满足新要求。

此外，由于本辐射单元10馈电方式的优化，使得反射板20的背面布局更加稳固和简洁。而且本天线高度集成，减少了装配零件，有利于减小天线的整体体积及重量。因为目前天线安装空间越来越小，上述天线有利于减轻天线的重量及体积，对应完成4G或/和5G天线的建设具有重大意义。重量的减轻，必然带来天线安装的便利，减轻对天线安装区域的负担，特别是减轻铁塔的负担。而体积的减小，使得该4G或/和5G天线能够在有限的空间内进行安装，实现该区域的4G或/和5G天线的覆盖，且无需调整或拆除其他频段的天线，大大节省调试时间。

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

Claims (10)

1.一种辐射单元，其特征在于，包括：

辐射组件，所述辐射组件包括四个辐射单极，四个所述辐射单极分别间隔设置、并围设形成辐射结构，所述辐射单极包括辐射臂及与所述辐射臂垂直固定的巴伦臂，相对设置的两个所述辐射单极的辐射臂形成一个偶极子，所述巴伦臂的自由端设有连接部；及

基板，所述基板设有馈电电路层，所述馈电电路层设有与所述巴伦臂一一对应的馈源，所述馈源与所述巴伦臂焊接馈电，使得所述辐射单极固设于所述基板上。

2.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，所述馈电电路层包括滤波枝节以及与所述滤波枝节连接的功分器，所述功分器包括与对应的所述馈源连接的两个支路，所述两个支路通过所述馈源分别与对应的偶极子的两个所述辐射单极的巴伦臂连接。

3.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射组件包括两组，其中一组辐射组件的巴伦臂围设形成嵌套腔，另一组所述辐射组件固设于所述嵌套腔内，所述基板包括与两组所述辐射组件一一对应的馈电电路层。

4.根据权利要求3所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射臂呈板状结构，且所述辐射臂设有避让槽，所述巴伦臂的一端固设于所述避让槽的内侧壁。

5.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，所述基板设有与所述馈源一一对应的安装孔，所述馈源设置于所述安装孔的外缘，所述安装孔与所述连接部插接固定。

6.根据权利要求5所述的辐射单元，其特征在于，所述安装孔设置于所述馈源内，且所述连接部的外周侧与所述馈源之间设有呈环形的焊接层。

7.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，还包括绝缘片及耦合片，所述耦合片通过所述绝缘片设置于所述辐射臂的上方。

8.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，还包括辐射片，所述辐射片固设于所述辐射臂的外边缘处。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的辐射单元，其特征在于，还包括与所述辐射单极一一对应的支撑件，所述支撑件的一端与所述辐射臂固定，另一端与所述基板固定。

10.一种天线，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的辐射单元，还包括反射板，所述辐射单元通过所述基板固设于所述反射板上。

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