CN111180870A - 天线辐射单元、基站天线及天线指标调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线技术领域，公开了一种天线辐射单元、基站天线及天线指标调节方法，其中天线辐射单元包括低频辐射单元；低频辐射单元包括四个呈中心对称分布的辐射臂，相邻两个辐射臂之间设有缝隙，四个辐射臂形成四个缝隙，每个缝隙处均设有馈电电缆，且馈电电缆与两侧的辐射臂同时相连。本发明提供的一种天线辐射单元、基站天线及天线指标调节方法，其中低频辐射单元在相同的辐射性能下剖面更低，结构更为简单且重量较轻，成本较低；且通过振子臂复用形成±45°交叉极化，该低频辐射单元通过辐射臂的复用提高振子性能，在不影响天线其他性能的情况下，降低振子剖面，减少对高频振子的影响。

Description

天线辐射单元、基站天线及天线指标调节方法

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种天线辐射单元、基站天线及天线指标调节方法。

背景技术

辐射单元是组成天线的主要部分，它可以定向收发电磁波，从而实现无线通信。双极化辐射单元可以实现极化分集，同时可以工作在收发双工模式下，极大减小天线的数量和占用空间。

目前行业内多频天线的集成度越来越高，在有限的空间内要布置多种不同频段的振子。现有的碗装嵌套低频振子高度过高，影响高频振子的辐射性能，碗内高频振子抬高的方案结构复杂。因此设计一款结构简单，对高频影响小的低频振子是急需解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种天线辐射单元、基站天线及天线指标调节方法，用于解决或部分解决现有的低频辐射单元结构复杂，对高频影响较大的问题。

本发明实施例提供一种天线辐射单元，包括低频辐射单元；所述低频辐射单元包括四个呈中心对称分布的辐射臂，相邻两个辐射臂之间设有缝隙，四个所述辐射臂形成四个所述缝隙，每个所述缝隙处均设有馈电电缆，且所述馈电电缆与两侧的辐射臂同时相连。

在上述方案的基础上，四个所述馈电电缆与四个所述辐射臂一一对应连接固定。

在上述方案的基础上，四个所述馈电电缆中沿周向相间的两个馈电电缆为一组分为两组，每组馈电电缆连接于一个功分盒。

在上述方案的基础上，所述辐射臂的底面上设有折边，所述馈电电缆连接固定于所述折边。

在上述方案的基础上，所述缝隙中设有卡扣，所述卡扣与两侧的两个辐射臂分别相连。

在上述方案的基础上，所述辐射臂为等腰直角三角形，且斜边位于外侧。

在上述方案的基础上，四个所述辐射臂在中心部位相连形成连接平台。

在上述方案的基础上，还包括高频辐射单元；所述高频辐射单元固定于所述连接平台的中心部位。

本发明实施例提供一种基站天线，包括上述天线辐射单元。

本发明实施例提供一种基于上述天线辐射单元的天线指标调节方法，包括：通过调节缝隙的宽度和/或长度、馈电电缆在缝隙处的位置以及馈电电缆的长度，对天线的输入阻抗进行调节。

本发明实施例提供的一种天线辐射单元、基站天线及天线指标调节方法，其中低频辐射单元的辐射臂呈平面结构，且在辐射臂之间的缝隙处馈电，四个辐射臂呈中心对称分布，可有效充分利用安装空间，可在有限的空间里实现较大的辐射臂面积，相比现有的低频辐射单元辐射臂的面积更大，因此在相同的辐射性能下剖面更低，结构更为简单且重量较轻，成本较低；

且该低频辐射单元主体为两组辐射臂，两组辐射臂对称分布，由一组位于同一直线上的馈电电缆分别馈电，同时通过振子臂复用在正交的位置由另一组位于同一直线上的馈电电缆分别馈电，形成±45°交叉极化，该低频辐射单元通过辐射臂的复用提高振子性能，在不影响天线其他性能的情况下，降低振子剖面，减少对高频振子的影响。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例中低频辐射单元的第一俯视示意图；

图2为本发明实施例中低频辐射单元的底部示意图；

图3为本发明实施例中低频辐射单元的第二俯视示意图；

图4为本发明实施例中低频辐射单元和高频辐射单元的共轴连接示意图。

附图标记说明：

其中，1、辐射臂；2、缝隙；3、馈电电缆；4、连接平台；5、卡扣；6、折边；7、支撑柱；8、高频辐射单元；101、第一辐射臂；102、第二辐射臂；103、第三辐射臂；104、第四辐射臂；301、第一电缆；302、第二电缆；303、第三电缆；304、第四电缆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种天线辐射单元，参考图1，该天线辐射单元包括低频辐射单元；低频辐射单元包括四个呈中心对称分布的辐射臂1，相邻两个辐射臂1之间设有缝隙2，四个辐射臂1形成四个缝隙2，参考图2，每个缝隙2处均设有馈电电缆3，且馈电电缆3与两侧的辐射臂1同时相连。

本实施例提供的一种天线辐射单元，其中低频辐射单元的辐射臂1呈平面结构，且在辐射臂1之间的缝隙2处馈电，四个辐射臂1呈中心对称分布，可有效充分利用安装空间，可在有限的空间里实现较大的辐射臂1面积，相比现有的低频辐射单元辐射臂1的面积更大，因此在相同的辐射性能下剖面更低，结构更为简单且重量较轻，成本较低；

且该低频辐射单元主体为两组辐射臂1，两组辐射臂1对称分布，由一组位于同一直线上的馈电电缆3分别馈电，同时通过振子臂复用在正交的位置由另一组位于同一直线上的馈电电缆3分别馈电，形成±45°交叉极化，该低频辐射单元通过辐射臂1的复用提高振子性能，在不影响天线其他性能的情况下，降低振子剖面，减少对高频振子的影响。

具体的，参考图1和图2，低频辐射单元主体沿周向包括第一辐射臂101、第二辐射臂102、第三辐射臂103和第四辐射臂104。四个辐射臂形成四个缝隙2，对应设置四个馈电电缆3。四个馈电电缆3沿周向依次包括第一电缆301、第二电缆302、第三电缆303和第四电缆304。

辐射单元主体可将第一辐射臂101和第二辐射臂102分为一组，将第三辐射臂103和第四辐射臂104分为一组，两组辐射臂对称分布；此时，两组辐射臂由一组沿同一轴向设置的第一电缆301和第三电缆303分别馈电。同时通过振子臂复用，还可将第一辐射臂101和第四辐射臂104分为一组，将第二辐射臂102和第三辐射臂103分为一组，两组辐射臂同样对称分布；此时，两组辐射臂组成另一个极化的振子臂，在正交的位置由另一组同轴第二电缆302和第四电缆304分别馈电，形成±45°交叉极化。

进一步地，相邻两个辐射臂1在设置馈电电缆3处可连接，便于馈电电缆3同时与两个相邻的辐射臂1相连。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，四个馈电电缆3与四个辐射臂一一对应连接固定。每个辐射臂1可均连接一个馈电电缆3，对馈电电缆3进行固定。

在上述实施例的基础上，进一步地，四个馈电电缆3中相间的两个馈电电缆3为一组分为两组，每组馈电电缆3连接于一个功分盒。即位于同一直线上的两个馈电电缆3连接于一个功分盒。便于形成±45°交叉极化。相间的两个馈电电缆3即不相邻的两个馈电电缆3，即相隔的两个馈电电缆3。

在上述实施例的基础上，进一步地，辐射臂1的底面上设有折边6，馈电电缆3连接固定于折边6。折边6即与辐射臂1的底面垂直连接的边。在辐射臂1的一侧设置折边6即缝隙2的侧边设置折边6，可便于将馈电电缆3固定在缝隙2处。馈电电缆3与折边6可焊接连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3，缝隙2中设有卡扣5，卡扣5与两侧的两个辐射臂1分别相连。卡扣5在缝隙2中与两侧的辐射臂1相连，可以保持辐射臂1之间缝隙2的距离，起到稳固结构的作用，同时还可起到介质加载的作用，可以调节辐射单元的辐射性能。

进一步地，卡扣5可为塑料卡扣5。卡扣5可在两侧分别设置卡槽，两侧的卡槽对应与两侧的辐射臂1的侧边卡合连接固定。

在上述实施例的基础上，进一步地，辐射臂1为等腰直角三角形，且斜边位于外侧。此时，四个辐射臂1拼接形成正方形，可减少整体占用空间，可在有限的空间中实现较大的辐射臂1积，达到降低剖面的效果。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3，四个辐射臂1在中心部位相连形成连接平台4。

进一步地，低频辐射单元的辐射臂1可通过支撑柱7设于反射板。具体的，每个辐射臂1的底面均连接一个支撑柱7，支撑柱7与反射面固定连接。可通过螺钉固定连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图4，一种天线辐射单元还包括高频辐射单元8；高频辐射单元8固定于连接平台4的中心部位。四个辐射臂1在中心部位相连形成连接平台4，既可实现四个辐射臂1的连接，有利于提高整体结构的稳定性，且还可便于设置高频辐射单元8，实现高频和低频间的共轴连接。

本实施例提出高频振子即高频辐射单元8可安装在该低频辐射单元的中间连接平台4上，形成共轴安装结构。在高低频振子共轴安装时，该低频辐射单元既可辐射低频电磁波，又能作为高频振子的反射板，对材料的重复利用大大降低结构复杂度；在高低频振子共轴安装时，该低频辐射单元低于中间的高频振子，最大限度的降低高低频之间的影响。该低频辐射单元结构简单，用基础钣金工艺就能制作，成本低廉。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种基站天线，该基站天线包括上述任一实施例所述的天线辐射单元。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种基于上述任一实施例所述天线辐射单元的天线指标调节方法，该方法包括：通过调节缝隙2的宽度和/或长度、馈电电缆3在缝隙2处的位置以及馈电电缆3的长度，对天线的输入阻抗进行调节。

进一步地，上述各实施例中低频辐射单元的工作频率小于960MHz；高频辐射单元8的工作频率大于1490MHz。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例针对现有的多频天线中高低频嵌套共轴方案低频振子对高频振子影响太大，结构复杂的问题，提供一种低剖面平板状低频辐射单元及共轴安装结构，低频辐射单元包括辐射单元主体，支撑柱7和馈电电缆3。由两组三角形的对偶极子即辐射臂1组成辐射单元主体，两组对偶极子对称分布。

辐射单元主体由两组对偶极子组成，对偶极子的振子臂为等腰直角三角形，斜边向外，中间连接在一起，由振子臂之间的细缝馈电，相较于现有的低频辐射单元，振子臂更宽，所以在相同的辐射性能下剖面可以做得更低。本实施例在690MHz-960MHz范围内振子高度仅为35mm，与高频振子的高度相当，相较于现有的同频振子，剖面降低了近55％，且结构更为简单。

两组三角形的对偶极子振子臂之间形成细缝，一组同轴的第一电缆301和第三电缆303在对角的两条细缝处分别馈电。在正交的两条细缝上由另一组同轴的第二电缆302和第四电缆304分别馈电。

四个振子臂在中间连接，形成可用于固定高频振子的连接平台4。振子臂的四个细缝上有用于稳固结构的塑料卡扣5。振子臂的四个细缝上具有折边6结构，馈电电缆3焊接在折边6结构上。支撑柱7为四根圆柱组成，材料可为金属或非金属，通过螺丝将低频辐射单元主体固定在反射板上。馈电电缆3由四根75Ω的电缆组成，在同一直线上的电缆接在一个功分盒上。

低频辐射单元的反面设有馈电电缆3与支撑柱7，四根75Ω的馈电电缆3分别焊接在四条细缝边的折边6结构上，对角的电缆焊接在同一个功分盒上，形成±45°交叉极化。调节焊接点在细缝上的位置即沿细缝长度方向上的位置和馈电电缆3的长度均能改变输入阻抗。四根支撑柱7分别固定在振子臂上，材料可为塑料或金属。

一种辐射单元的共轴安装结构包括低频辐射单元和固定在中间连接平台4的高频振子。三角形的振子臂之间形成细缝，振子臂之间的细缝设有振子卡扣5，振子卡扣5可以保持振子臂之间的细缝的距离，稳固结构，同时起到介质加载的作用，调节辐射单元的辐射性能。振子臂在中间连接形成一个平台，用于固定高频振子。其中，调节细缝的大小与长度均能起到调节输入阻抗的作用。细缝的大小即细缝的宽度，即相邻两个辐射面之间的间距。

传统的基站天线振子由对偶极子演变而来，通过改变振子臂的形状来改善振子性能，但由于双极化的限制，振子臂的拓展空间有限，而本实施例中通过振子臂的复用可以突破这一限制，达到拓宽带宽，降低剖面的目的。本实施例的低频辐射单元剖面低、结构简单，重量轻，可降低天线成本，同时又能保证天线的辐射性能指标，满足客户需求。运用于多频天线对高频振子影响小，尤其适用于低频单元与高频单元嵌套组阵的多频基站天线。

将高频振子安装在该低频辐射单元的中间平台上，低频辐射单元的振子臂可作为高频振子的反射板，相较于现有的将高频振子抬高的共轴方案，本实施例所提供的共轴安装结构去掉了高频振子的反射板，创新性的将低频振子作为高频振子的反射板，材料重复利用，降低工艺复杂度和成本。

该共轴安装结构可支持1490-2700MHz宽频振子组合，相较于现有的共轴安装平台，35mm高的低频振子无论对嵌套外还是嵌套内的振子影响都达到最低，既提高方向图指标，又省去了以往繁琐的调试件，降低成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种天线辐射单元，其特征在于，包括低频辐射单元；所述低频辐射单元包括四个呈中心对称分布的辐射臂，相邻两个辐射臂之间设有缝隙，四个所述辐射臂形成四个所述缝隙，每个所述缝隙处均设有馈电电缆，且所述馈电电缆与两侧的辐射臂同时相连。

2.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，四个所述馈电电缆与四个所述辐射臂一一对应连接固定。

3.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，四个所述馈电电缆中沿周向相间的两个馈电电缆为一组分为两组，每组馈电电缆连接于一个功分盒。

4.根据权利要求2所述的天线辐射单元，其特征在于，所述辐射臂的底面上设有折边，所述馈电电缆连接固定于所述折边。

5.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，所述缝隙中设有卡扣，所述卡扣与两侧的两个辐射臂分别相连。

6.根据权利要求1所述的天线辐射单元，其特征在于，所述辐射臂为等腰直角三角形，且斜边位于外侧。

7.根据权利要求1至6任一所述的天线辐射单元，其特征在于，四个所述辐射臂在中心部位相连形成连接平台。

8.根据权利要求7所述的天线辐射单元，其特征在于，还包括高频辐射单元；所述高频辐射单元固定于所述连接平台的中心部位。

9.一种基站天线，其特征在于，包括上述权利要求1-8任一所述的天线辐射单元。

10.一种基于上述权利要求1-8任一所述天线辐射单元的天线指标调节方法，其特征在于，包括：

通过调节缝隙的宽度和/或长度、馈电电缆在缝隙处的位置以及馈电电缆的长度，对天线的输入阻抗进行调节。

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