CN118017198A - 双极化天线单元、天线装置及基站*** - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种双极化天线单元、天线装置及基站***，其中，该双极化天线单元包括辐射体、第一馈电结构、第二馈电结构、第一平衡器和第二平衡器，辐射体上一体成型有第一馈电部和第二馈电部，且能够分别与对应的馈电结构连接；辐射体上设置有通孔，第一平衡器和第二平衡器均穿设于通孔中，各平衡器通过各自的耦合部与辐射体耦合连接，各平衡器通过各自的接地部实现接地；第一馈电结构与第一馈电部耦合连接或直接连接；第二馈电结构与第二馈电部耦合连接或直接连接。本申请实现了在简化天线单元结构的同时，通过采用平衡器的设计，可以使辐射体上的两种极化满足天线间隔离度要求，能够获得稳定的方向图，保证了天线单元的性能。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种双极化天线单元、天线装置及基站***。
背景技术
对于传统的双极化天线而言，其各个辐射臂之间以及辐射臂与馈电结构之间均相互独立，导致各个辐射臂及馈电结构制造加工及组装复杂，成本高，天线的集成度较差。
发明内容
本申请的目的在于提供一种双极化天线单元、天线装置及基站***，以解决上述现有技术中双极化天线制造加工及组装复杂，成本高，集成度差的问题。
本申请第一方面提供了一种双极化天线单元，其中，包括：
辐射体，所述辐射体上一体成型有第一馈电部和第二馈电部，所述辐射体上设置有通孔，所述通孔位于所述第一馈电部和所述第二馈电部之间；
第一馈电结构，与所述第一馈电部耦合连接或直接连接；
第二馈电结构，与所述第二馈电部耦合连接或直接连接；
第一平衡器，所述第一平衡器穿设于所述通孔中，所述第一平衡器包括第一耦合部和第一接地部，所述第一耦合部与所述第一接地部分别位于所述辐射体的两侧，所述第一耦合部与所述辐射体耦合连接；
第二平衡器，所述第二平衡器穿设于所述通孔中，所述第二平衡器包括第二耦合部和第二接地部，所述第二耦合部与所述第二接地部分别位于所述辐射体的两侧，所述第二耦合部与所述辐射体耦合连接。
其中，通过使第一馈电部和第二馈电部为一体成型在辐射体上，使辐射体、第一馈电部和第二馈电部构成一个结构件，也即通过采用一个独立的钣金件一体成型出辐射体和第一馈电部及第二馈电部，从而简化了结构，提升了天线的集成度。其中，使第一馈电部和第二馈电部位于通孔的两侧，可以提升第一馈电部和第二馈电部附近部位的隔离度，从而可以提升辐射性能。
其中，通过设置第一平衡器和第二平衡器，可以使辐射体的电场更均匀，可以使辐射体上极化方向不同的两部分之间隔离度满足天线间隔离度要求，从而可以实现在一个辐射体上形成稳定的双极化特性，能够使该双极化天线单元获得稳定的方向图，同时可以减小天线单元的体积，实现小型化，减少空间占用，有利于集成在基站天线中。
在一种可能的设计中，所述第一馈电部包括一个第一馈电弯折段，所述第一馈电弯折段与一个所述第一馈电结构连接，用于生成第一极化方向的第一电磁波信号；所述第二馈电部包括一个第二馈电弯折段，所述第二馈电弯折段与一个所述第二馈电结构连接，用于生成第二极化方向的第二电磁波信号。
在一种可能的设计中，所述第一馈电部包括两个第一馈电弯折段，两个所述第一馈电弯折段中心对称设置，用于生成第一极化方向的第一电磁波信号；所述第二馈电部包括两个第二馈电弯折段，两个所述第二馈电弯折段中心对称设置，用于生成第二极化方向的第二电磁波信号，从而可以使天线的辐射性能进一步提升。
在一种可能的设计中，沿所述辐射体的厚度方向，所述第一耦合部的投影与所述辐射体的至少部分部位的投影重合，所述第二耦合部的投影与所述辐射体的至少部分部位的投影重合。从而可以使第一耦合部能够分别与辐射体上位于第一缝两侧的部位对应，提升第一耦合部与辐射体之间电流耦合的效果，从而有利于使第一缝附近的电场更均匀，以获得稳定的方向图。同样地，第二耦合部也具有与第一耦合部相同的效果，在此不再赘述。由此，通过第一耦合部和第二耦合部，可以保证该双极化天线单元电场的均匀性，保证方向图的稳定性。
在一种可能的设计中，所述第一平衡器包括第一连接段，所述第一连接段穿设于所述通孔中，所述第一耦合部和所述第一接地部分别连接于所述第一连接段的两端，所述第一连接段与所述辐射体的辐射面之间的角度为80°～100°。从而可以使第一连接段与辐射体的辐射面接近垂直，即第一连接段中的电流方向和辐射体电场方向接近垂直，从而可以避免第一连接段中的电流与辐射体中的电流耦合，由此可以使天线获得优秀的辐射性能，且能够获得稳定方向图。
在一种可能的设计中，所述第二平衡器包括第二连接段，所述第二连接段穿设于所述通孔中，所述第二耦合部和所述第二接地部分别连接于所述第二连接段的两端，所述第二连接段与所述辐射体的辐射面之间的角度为80°～100°，所述第二耦合部与所述第一耦合部的弯折方向相反。该第二连接段的作用及布置效果与第一连接段相同，在此不再赘述。其中，通过使第一耦合部和第二耦合部的弯折方向相互背离，从而可以分别与第一缝和第二缝附近处的辐射体耦合，提升电场平衡效果，有利于获得稳定的方向图。
在一种可能的设计中，所述第一耦合部和所述第二耦合部分别与所述辐射体的辐射面之间的角度为0～10°。从而可以使第一耦合部和第二耦合部具有较大的面积能够与辐射体进行耦合，提升使电场均匀分布的效果。
在一种可能的设计中，所述第一耦合部和所述第二耦合部分别与所述辐射体的辐射面平行。
在一种可能的设计中，所述第一耦合部和所述第二耦合部分别与所述辐射体的辐射面之间的距离小于0.1倍的最大工作频率对应的波长。从而可以获得较大带宽，保证该双极化天线单元获得良好的辐射性能以及稳定的方向图。
在一种可能的设计中，所述第一耦合部与所述第一接地部之间的最大距离为最大工作频率对应波长的0.25～0.75倍，所述第二耦合部与所述第二接地部之间的最大距离为最大工作频率对应波长的0.25～0.75倍。从而可以使该双极化天线单元获得恒定的方向图，具有良好的辐射性能和隔离度性能。
在一种可能的设计中，所述第一馈电部和第二馈电部分别与所述辐射体的辐射面之间的角度为60°～120°。从而可以使第一馈电部和第二馈电部分别与辐射体的辐射面接近垂直，即第一馈电部和第二馈电部中的电流方向和辐射体电场方向接近垂直，从而可以避免第一馈电部和第二馈电部中的电流在到达辐射体前与辐射体中的电流耦合，由此可以使天线获得优秀的辐射性能，且能够获得稳定方向图
在一种可能的设计中，所述双极化天线单元还包括反射板，所述反射板位于所述辐射体背离所述辐射体的辐射面的一侧，所述第一接地部和所述第二接地部分别与所述反射板耦合连接或直接连接。
其中，该反射板能够将辐射体背离辐射面一侧的表面所辐射的电磁波进行反射，使这部分被反射的电磁波的辐射方向与辐射面的辐射方向一致，从而可以实现对电磁波能量的加强，提升了天线辐射性能。
在一种可能的设计中，多个所述双极化天线单元共用一个所述反射板，从而可以提升多个双极化天线单元的集成度，同时提升具有多个该双极化天线单元的天线装置的辐射性能。
在一种可能的设计中，所述第一接地部和所述第二接地部连接为一体结构，从而可以保证第一平衡器和第二平衡器接地的一致性，还可以使第一平衡器和第二平衡器设计为一个零件，便于生产制造，同时可以便于平衡器在该双极化天线单元中的组装。
在一种可能的设计中，所述双极化天线单元还包括第三平衡器和第四平衡器，所述第三平衡器和所述第四平衡器的结构与所述第一平衡器和所述第二平衡器的结构相同，所述第三平衡器和所述第四平衡器均穿设于所述通孔中，且所述第三平衡器与所述第一平衡器中心对称，所述第四平衡器与所述第二平衡器中心对称。通过设置四个平衡器，可以使该双极化天线单元获得更好的极化效果。
在一种可能的设计中，所述辐射体为金属板。
在一种可能的设计中，所述辐射体上通过冲压折弯工艺一体成型所述第一馈电部和所述第二馈电部。
本申请的第二方面还提供了一种天线装置，其中，包括本申请第一方面提供的双极化天线单元。
本申请的第三方面还提供了一种基站***，其中，包括本申请第二方面提供的天线装置。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请所提供的基站***在一些实施例中的结构示意图；
图2为本申请所提供的天线装置在一些实施例中的结构示意图；
图3为本申请一种实施例提供的双极化天线单元在一种视角下的结构示意图；
图4为本申请一种实施例提供的双极化天线单元在另一种视角下的结构示意图；
图5为本申请一种实施例提供的双极化天线单元在又一种视角下的结构示意图；
图6为本申请一种实施例中提供的辐射体的结构示意图；
图7为本申请另一种实施例中提供的辐射体的结构示意图；
图8为本申请另一种实施例提供的双极化天线单元在一种视角下的结构示意图；
图9为本申请另一种实施例提供的双极化天线单元在另一种视角下的结构示意图；
图10为本申请另一种实施例提供的双极化天线单元在另一种视角下的结构示意图；
图11为本申请另一种实施例提供的双极化天线单元中的第一平衡器和第二平衡器的结构示意图；
图12为本申请另一种实施例提供的双极化天线单元的俯视图；
图13为本申请另一种实施例提供的双极化天线单元的侧视图；
图14为本申请又一种实施例提供的双极化天线单元在一种视角下的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的天线阵列的结构示意图；
图16为第一平衡器、第二平衡器、第三平衡器和第四平衡器配合的结构示意图；
图17为本申请一种实施例提供的双极化天线单元具有四个平衡器时的结构示意图；
图18为本申请另一种实施例提供的双极化天线单元具有四个平衡器时的结构示意图。
附图标记：
100-天线装置；
101-天线阵列；
102-馈电网络；
103-移相器；
104-传动网络；
105-合路器；
106-天线接头；
107-天线罩；
200-天线调整支架；
300-固定杆；
400-接头密封件；
500-接地装置；
10-双极化天线单元；
1-辐射体；
11-第一馈电部；
111-第一馈电弯折段；
12-第二馈电部；
121-第二馈电弯折段；
13-通孔；
14-第一缝；
15-第二缝；
16-缝隙；
17-辐射面；
2-第一馈电结构；
3-第二馈电结构；
4-第一平衡器；
41-第一耦合部；
42-第一接地部；
43-第一连接段；
5-第二平衡器；
51-第二耦合部；
52-第二接地部；
53-第二连接段；
6-第三平衡器；
7-第四平衡器；
8-反射板。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
随着5G通信技术的飞速发展，要求基站天线能够在有限的成本下实现更高的性能。在这种应用场景下，基站天线中辐射单元的设计也面临着更高的挑战。对于传统的双极化天线而言，其各个辐射臂之间以及辐射臂与馈电结构之间均相互独立，导致各个辐射臂及馈电结构制造加工及组装复杂，成本高，天线的集成度较差。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种双极化天线单元10、天线装置100及基站***，其中，该基站***、天线装置100及双极化天线单元10可以应用于雷达、广播和通信等领域。如图1所示，基站***由天线装置100、天线调整支架200、固定杆300、接头密封件400、接地装置500等组成，基站***是无线通信的接口设备，能够与所在区域内的通信终端进行交互信息的工作。
如图2所示，天线装置100由天线阵列101、移相器103、传动网络104或校准网络、合路器105或者波动器和天线罩107组成。天线阵列101通过由移相器103、传动网络104和合路器105组成的馈电网络102接收或发射射频信号。馈电网络102能够将射频信号按照一定的幅度、相位馈送到天线阵列101，或者将天线阵列101接收到的无线信号按照一定的幅度、相位通过天线接头106发送到基站***的信号处理单元。天线罩107可以保护内部组件免受外部环境中电磁干扰和外部异物损坏等风险。
其中，如图3至图5所示，该双极化天线单元10包括辐射体1、第一馈电结构2和第二馈电结构3。
辐射体1是用于接收/发送电磁波辐射的装置。在某些情况下，其将来自发射机的导波能量较变为无线电波，或者将无线电波转换为导波能量，用来辐射和接收无线电波。发射机所产生的已调制的高频电流能量(或导波能量)经馈电线传输到发射辐射体，通过辐射体将其转换为某种极化的电磁波能量，并向所需方向辐射出去。接收辐射体将来自空间特定方向的某种极化的电磁波能量又转换为已调制的高频电流能量，经馈电线输送到接收机输入端。
本实施例中，如图6所示，辐射体1上一体成型有第一馈电部11和第二馈电部12，辐射体1上设置有通孔13。该第一馈电部11和第二馈电部12可以用于为辐射体1相应的部位馈电，使辐射体1产生±45°双极化的电磁波。
第一馈电结构2与第一馈电部11耦合连接或直接连接，第二馈电结构3与第二馈电部12耦合连接或直接连接，第一馈电结构2和第二馈电结构3可以分别通过第一馈电部11和第二馈电部12向辐射体1馈电，该第一馈电结构2和第二馈电结构3可以为导线传输线、同轴线传输线、波导或微带线等，本实施例中，第一馈电结构2和第二馈电结构3优选为微带线。其中，上述耦合连接为非直接接触式的连接，即第一馈电结构2与第一馈电部11不接触，第二馈电结构3与第二馈电部12不接触，以耦合的方式间接为辐射体1馈电。而上述直接连接即为通过直接接触实现馈电的方式。此外，第一馈电部11和第二馈电部12为一体成型在辐射体1上，使辐射体1、第一馈电部11和第二馈电部12构成一个结构件，从而简化了双极化天线单元的结构。
具体地，如图6所示，第一馈电部11和第二馈电部12通过冲压折弯工艺在辐射体1上一体成型。该辐射体1可以为钣金件，例如具有一定厚度的薄片状的金属板或金属片，在成型时，可以在辐射体1上的设定位置进行冲压，被冲压的部位即为第一馈电部11或第二馈电部12，冲压后，第一馈电部11和第二馈电部12仍然有部分部位与辐射体1保持连接，并未被完全压断，连接的部位可以通过折弯工艺进行折弯，使第一馈电部11和第二馈电部12与辐射体1的辐射面17之间形成一定的角度，从而完成第一馈电部11和第二馈电部12的制造。由此，本实施例通过采用一个独立的钣金件一体成型出辐射体1和第一馈电部11及第二馈电部12，简化了结构，提升了天线的集成度。其中，使第一馈电部11和第二馈电部12位于通孔13的两侧，可以提升第一馈电部11和第二馈电部12附近部位的隔离度，从而可以提升辐射性能。
在一种具体的实施例中，第一馈电部11包括一个第一馈电弯折段，第一馈电弯折段与一个第一馈电结构2连接，用于生成第一极化方向的第一电磁波信号；第二馈电部12包括一个第二馈电弯折段，第二馈电弯折段与一个第二馈电结构3连接，用于生成第二极化方向的第二电磁波信号。
具体地，如图6所示，在第一馈电部11和第二馈电部12冲压成型后，辐射体1上被冲压的位置处形成了贯通的第一缝14和第二缝15，第一缝14和第二缝15均可以为长条形，可以理解的是，长条形的第一缝14和第二缝15均具有长边和短边，本实施例中，第一缝14和第二缝15的短边处分别折弯形成第一馈电部11和第二馈电部12，使第一馈电部11附近的部位和第二馈电部12附近的部位近似形成极化正交的两天线。
其中，第一馈电部11和第二馈电部12相互平行，既方便加工制造，又有利于实现在辐射体1上产生双极化电磁波。
在另一种实施例中，如图7所示，辐射体1上冲压形成四个缝隙16，四个缝隙16中心对称设置于通孔13的周围；第一馈电部11包括两个第一馈电弯折段111，两个第一馈电弯折段111分别连接于中心对称设置的其中两个缝隙16靠近通孔13的一端，用于生成第一极化方向的第一电磁波信号；第二馈电部12包括两个第二馈电弯折段121，两个第二馈电弯折段121分别连接于中心对称设置的另外两个缝隙16靠近通孔13的一端，用于生成第二极化方向的第二电磁波信号，从而可以使天线的辐射性能进一步提升。
此外，由于本实施例需要在同一个辐射体1上产生双极化电磁波，也就是说，辐射体1上与第一馈电部11对应的部分区域和辐射体1上与第二馈电部12对应的部分区域可以近似构成两个极化方向相互正交的天线，两个天线之间的电流会存在耦合，导致部分位置处的电流反向抵消，使电场分布不均匀，不能获得稳定的方向图。
为此，如图8至图11所示，本实施例提供了第一平衡器4和第二平衡器5，且在辐射体1的中心开设通孔13，使第一平衡器4和第二平衡器5均穿设于通孔13中。其中，第一平衡器4和第二平衡器5可以为相同的结构，第一平衡器4包括第一耦合部41和第一接地部42，第一耦合部41与第一接地部42分别位于辐射体1的两侧，第一耦合部41与辐射体1耦合连接；第二平衡器5包括第二耦合部51和第二接地部52，第二耦合部51与第二接地部52分别位于辐射体1的两侧，第二耦合部51与辐射体1耦合连接。
该第一耦合部41和第二耦合部51均与辐射体1之间保持有一定的距离，形成一种耦合连接的形式，辐射体1可以间接为第一耦合部41和第二耦合部51馈电，第一耦合部41和第二耦合部51上的电流能够使辐射体1的电场更均匀，可以使辐射体1上极化方向不同的两部分之间隔离度满足天线间隔离度要求，从而可以实现在一个辐射体1上形成稳定的双极化特性，能够使该双极化天线单元获得稳定的方向图，同时可以减小天线单元的体积，实现小型化，减少空间占用，有利于集成在基站天线中。
具体地，如图12所示，沿辐射体1的厚度方向，第一耦合部41的投影与辐射体1的至少部分部位的投影重合，第二耦合部51的投影与辐射体1的至少部分部位的投影重合。从而可以使第一耦合部41能够分别与辐射体1上位于第一缝14两侧的部位对应，提升第一耦合部41与辐射体1之间电流耦合的效果，从而有利于使第一缝14附近的电场更均匀，以获得稳定的方向图。同样地，第二耦合部51也具有与第一耦合部41相同的效果，在此不再赘述。由此，通过第一耦合部41和第二耦合部51，可以保证该双极化天线单元电场整体的均匀性，保证方向图的稳定性。
其中，该第一耦合部41和第二耦合部51也可以为金属钣金，例如薄片状的金属片等。该第一耦合部41和第二耦合部51的形状可以为正方形、长方形、菱形等形状。图9所示的双极化天线单元中，第一耦合部41和第二耦合部51为矩形，图14所示的双极化天线单元中，第一耦合部41和第二耦合部51为长条形。
具体地，第一平衡器4包括第一连接段43，第一连接段43穿设于通孔13中，第一耦合部41和第一接地部42分别连接于第一连接段43的两端，第一连接段43和辐射体1的辐射面17之间的弯折角度为80°～100°。
其中，如图11所示，第一连接段43和第二连接段53也可以为金属片、金属柱、传输线、微带线等结构，当然，为了便于加工制造，第一耦合部41和第一连接段43可以采用同种材料一体成型，第二耦合部51和第二连接段53可以采用同种材料一体成型。该第一连接段43和第二连接段53具有较大的长度，可以从辐射体1的通孔13中穿过，使第一耦合部41和第二耦合部51能够位于辐射体1的同一侧，而使第一接地部42和第二接地部52位于辐射体1的另一侧，且能够靠近或直接连接到地，形成电路闭环。
其中，辐射体1通过其辐射面17对外辐射电磁波，可以理解为电磁波辐射方向为垂直于辐射面17的方向，而电场方向与电磁波辐射方向垂直，即平行于辐射体1表面的方向，第一连接段43和第二连接段53中的电流沿第一连接段43和第二连接段53的长度方向流动，如果第一连接段43和第二连接段53的长度方向与辐射体1平行，即第一连接段43和第二连接段53中电流流动的方向与辐射体1电场方向平行或夹角较小，则辐射体1上的电流会与第一连接段43和第二连接段53上的电流产生耦合，削弱了电场及电磁波能量，降低了天线辐射性能。
为此，本实施例中，使第一连接段43和辐射体1的辐射面17之间的角度为80°～100°，从而可以使第一连接段43与辐射体1的辐射面17接近垂直，即第一连接段43中的电流方向和辐射体1电场方向接近垂直，从而可以避免第一连接段43中的电流与辐射体1中的电流耦合，由此可以使天线获得优秀的辐射性能，且能够获得稳定方向图。具体地，第一连接段43和辐射体1的辐射面17之间的角度可以为80°、85°、90°、95°、100°，更优选的是，第一连接段43和辐射体1的辐射面17垂直。
具体地，第二平衡器5包括第二连接段53，第二连接段53穿设于通孔13中，第二耦合部51和第二接地部52分别连接于第二连接段53的两端，第二连接段53与辐射体1的辐射面17之间的弯折角度为80°～100°，具体地，第二连接段53和辐射体1的辐射面17之间的角度可以为80°、85°、90°、95°、100°，更优选的是，第二连接段53和辐射体1的辐射面17垂直。该第二连接段53的作用及布置效果与第一连接段43相同，在此不再赘述。
其中，第二耦合部51与第一耦合部41的弯折方向相反。第一连接段43和第二连接段53在通孔13中穿出后，第一耦合部41可以向第一缝14的方向弯折，第二耦合部51可以向第二缝15的方向弯折，第一耦合部41和第二耦合部51的弯折方向相互背离，从而可以分别与第一缝14和第二缝15附近处的辐射体1耦合，提升电场平衡效果，有利于获得稳定的方向图。
具体地，第一耦合部41和第二耦合部51分别与辐射体1的辐射面17之间的角度为0～10°。也就是说，第一耦合部41和第二耦合部51分别与辐射体1的辐射面17接***行，从而可以使第一耦合部41和第二耦合部51具有较大的面积能够与辐射体1进行耦合，提升使电场均匀分布的效果。具体地，第一耦合部41和第二耦合部51分别与辐射体1的辐射面17之间的角度可以为0、2°、4°、6°、8°、10°。
本实施例中，第一耦合部41和第二耦合部51分别与辐射体1的辐射面17相互平行设置。从而可以使第一耦合部41和第二耦合对辐射体1电场均匀分布的能力达到较优的水平。
具体地，如图13所示，第一耦合部41和第二耦合部51分别与辐射体1的辐射面17之间的距离d小于0.1倍的最大工作频率对应的波长，从而可以获得较大带宽，保证该双极化天线单元获得良好的辐射性能以及稳定的方向图。
具体地，如图13所示，第一耦合部41与第一接地部42之间的最大距离H为最大工作频率对应波长的0.25～0.75倍，第二耦合部51与第二接地部52之间的最大距离H为最大工作频率对应波长的0.25～0.75倍，从而可以使该双极化天线单元获得恒定的方向图，具有良好的辐射性能和隔离度性能。
具体地，第一馈电部11和第二馈电部12分别与辐射体1的辐射面17之间的角度为60°～120°。
其中，根据上文的说明，辐射体1通过其辐射面17对外辐射电磁波，可以理解为电磁波辐射方向为垂直于辐射面17的方向，而电场方向与电磁波辐射方向垂直，即平行于辐射体1表面的方向，第一馈电部11和第二馈电部12中的电流沿第一馈电部11和第二馈电部12的长度方向流动，如果第一馈电部11和第二馈电部12的长度方向与辐射体1平行，即第一馈电部11和第二馈电部12中电流流动的方向与辐射体1电场方向平行或夹角较小，则第一馈电部11和第二馈电部12上的电流在到达辐射体1之间便会与辐射体1上的电流产生耦合，从而会削弱电场及电磁波能量，降低天线辐射性能。
为此，本实施例中，使第一馈电部11及第二馈电部12分别与辐射体1的辐射面17之间的角度为60°～120°，从而可以使第一馈电部11和第二馈电部12分别与辐射体1的辐射面17接近垂直，即第一馈电部11和第二馈电部12中的电流方向和辐射体1电场方向接近垂直，从而可以避免第一馈电部11和第二馈电部12中的电流在到达辐射体1前与辐射体1中的电流耦合，由此可以使天线获得优秀的辐射性能，且能够获得稳定方向图。具体地，第一馈电部11和辐射体1的辐射面17之间的角度可以为60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°，更优选的是，第一馈电部11及第二馈电部12分别与辐射体1的辐射面17垂直。
具体地，如图8所示，双极化天线单元还包括反射板8，反射板8位于辐射体1背离辐射体1的辐射面17的一侧，第一接地部42和第二接地部52分别与反射板8耦合连接或直接连接。
其中，反射板8可以为金属钣金件，可以对电磁波进行反射。需要说明的是，辐射体1的两面均可以辐射电磁波，在该双极化天线单元集成到基站天线中后，辐射体1上朝向外部的一侧所辐射的电磁波为主要被接收的电磁波，辐射体1的这一侧的表面可以被定义为辐射面17，而辐射体1另一侧辐射的电磁波则会受到物体的遮挡，这就造成了能量损失。
本实施例中，为了降低能量损失，可以在辐射体1背离辐射面17的一侧设置反射板8，该反射板8能够将辐射体1背离辐射面17一侧的表面所辐射的电磁波进行反射，使这部分被反射的电磁波的辐射方向与辐射面17的辐射方向一致，从而可以实现对电磁波能量的加强，提高了天线信号的接收灵敏度，还起到阻挡、屏蔽来自后背(反方向)的其它电波对接收信号的干扰作用，提升了天线辐射性能。
其中，反射板8可以作为天线的地，第一接地部42和第二接地部52可以与反射板8不接触，实现耦合式的间接接地，也可以与反射板8直接接触，实现直接接地。
具体地，如图15所示，多个该双极化天线单元10可以共用一个反射板8，使多个双极化天线单元10构成天线阵列101，从而可以提升多个双极化天线单元10的集成度，同时提升具有多个该双极化天线单元10的天线装置100的辐射性能。
具体地，如图11所示，第一接地部42和第二接地部52连接为一体结构，从而可以保证第一平衡器4和第二平衡器5接地的一致性，还可以使第一平衡器4和第二平衡器5设计为一个零件，便于生产制造，同时可以便于平衡器在该双极化天线单元中的组装。
具体地，如图16至图18所示，双极化天线单元还包括第三平衡器6和第四平衡器7，第三平衡器6和第四平衡器7的结构与第一平衡器4和第二平衡器5的结构可以相同，第三平衡器6和第四平衡器7均穿设于通孔13中，且第三平衡器6与第一平衡器4中心对称，第四平衡器7与第二平衡器5中心对称，第三平衡器6与第一平衡器4对应一个极化，第四平衡器7与第二平衡器5对应另一个极化。通过设置四个平衡器，可以使该双极化天线单元获得更好的极化效果。其中，如图16所示，第一平衡器4、第二平衡器5、第三平衡器6和第四平衡器7共用同一个接地部，即第一平衡器4、第二平衡器5、第三平衡器6和第四平衡器7构成一体结构，形成一个单独的零件，从而便于生产制造和在双极化天线单元中的组装。
其中，在一种实施例中，如图17所示，辐射体1上具有第一缝14和第二缝15，第一平衡器4和第四平衡器7对应于第一缝14，第二平衡器5和第三平衡器6对应于第二缝15，第一平衡器4和第三平衡器6对应一种极化，第二平衡器5和第四平衡器7对应另一种极化。
在另一种实施例中，如图18所示，辐射体1上具有四个缝隙16，第一平衡器4、第二平衡器5、第三平衡器6和第四平衡器7分别与一个缝隙16对应，中心对称布置的两个平衡器对应一种极化，从而可以提升对辐射体1周围电场的均衡效果，提升天线的辐射性能。
具体地，该双极化天线单元还包括塑料支撑件(图中未示出)，各个平衡器、辐射体1、馈电部均可以固定在塑料支撑件上，塑料支撑件可以安装到反射板8等结构上，以实现该双极化天线单元的安装固定。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种双极化天线单元，其特征在于，包括：
辐射体，所述辐射体上一体成型有第一馈电部和第二馈电部，所述辐射体上设置有通孔，所述通孔位于所述第一馈电部和所述第二馈电部之间；
第一馈电结构，与所述第一馈电部耦合连接或直接连接；
第二馈电结构，与所述第二馈电部耦合连接或直接连接；
第一平衡器，所述第一平衡器穿设于所述通孔中，所述第一平衡器包括第一耦合部和第一接地部，所述第一耦合部与所述第一接地部分别位于所述辐射体的两侧，所述第一耦合部与所述辐射体耦合连接；
第二平衡器，所述第二平衡器穿设于所述通孔中，所述第二平衡器包括第二耦合部和第二接地部，所述第二耦合部与所述第二接地部分别位于所述辐射体的两侧，所述第二耦合部与所述辐射体耦合连接。
2.根据权利要求1所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第一馈电部包括一个第一馈电弯折段，所述第一馈电弯折段与一个所述第一馈电结构连接，用于生成第一极化方向的第一电磁波信号；
所述第二馈电部包括一个第二馈电弯折段，所述第二馈电弯折段与一个所述第二馈电结构连接，用于生成第二极化方向的第二电磁波信号。
3.根据权利要求1所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第一馈电部包括两个第一馈电弯折段，两个所述第一馈电弯折段中心对称设置，用于生成第一极化方向的第一电磁波信号；
所述第二馈电部包括两个第二馈电弯折段，两个所述第二馈电弯折段中心对称设置，用于生成第二极化方向的第二电磁波信号。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双极化天线单元，其特征在于，沿所述辐射体的厚度方向，所述第一耦合部的投影与所述辐射体的至少部分部位的投影重合，所述第二耦合部的投影与所述辐射体的至少部分部位的投影重合。
5.根据权利要求1-3任一项所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第一平衡器包括第一连接段，所述第一连接段穿设于所述通孔中，所述第一耦合部和所述第一接地部分别连接于所述第一连接段的两端，所述第一连接段与所述辐射体的辐射面之间的角度为80°～100°。
6.根据权利要求5所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第二平衡器包括第二连接段，所述第二连接段穿设于所述通孔中，所述第二耦合部和所述第二接地部分别连接于所述第二连接段的两端，所述第二连接段与所述辐射体的辐射面之间的角度为80°～100°，所述第二耦合部与所述第一耦合部的弯折方向相反。
7.根据权利要求5所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第一耦合部和所述第二耦合部分别与所述辐射体的辐射面之间的角度为0～10°。
8.根据权利要求7所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第一耦合部和所述第二耦合部分别与所述辐射体的辐射面平行。
9.根据权利要求1-8任一项所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第一耦合部和所述第二耦合部分别与所述辐射体的辐射面之间的距离小于0.1倍的最大工作频率对应的波长。
10.根据权利要求1-8任一项所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第一耦合部与所述第一接地部之间的最大距离为最大工作频率对应波长的0.25～0.75倍，所述第二耦合部与所述第二接地部之间的最大距离为最大工作频率对应波长的0.25～0.75倍。
11.根据权利要求1-8任一项所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第一馈电部和第二馈电部分别与所述辐射体的辐射面之间的角度为60°～120°。
12.根据权利要求1-8任一项所述的双极化天线单元，其特征在于，所述双极化天线单元还包括反射板，所述反射板位于所述辐射体背离所述辐射体的辐射面的一侧，所述第一接地部和所述第二接地部分别与所述反射板耦合连接或直接连接。
13.根据权利要求12所述的双极化天线单元，其特征在于，多个所述双极化天线单元共用一个所述反射板。
14.根据权利要求12所述的双极化天线单元，其特征在于，所述第一接地部和所述第二接地部连接为一体结构。
15.根据权利要求1-8任一项所述的双极化天线单元，其特征在于，所述双极化天线单元还包括第三平衡器和第四平衡器，所述第三平衡器和所述第四平衡器的结构与所述第一平衡器和所述第二平衡器的结构相同，所述第三平衡器和所述第四平衡器均穿设于所述通孔中，且所述第三平衡器与所述第一平衡器中心对称，所述第四平衡器与所述第二平衡器中心对称。
16.根据权利要求1-8任一项所述的双极化天线单元，其特征在于，所述辐射体为金属板。
17.根据权利要求1-8任一项所述的双极化天线单元，其特征在于，所述辐射体上通过冲压折弯工艺一体成型所述第一馈电部和所述第二馈电部。
18.一种天线装置，其特征在于，包括权利要求1-17任一项所述的双极化天线单元。
19.一种基站***，其特征在于，包括权利要求18所述的天线装置。
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