CN207852906U - 宽频双极化天线及其辐射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽频双极化天线及其辐射装置。所述宽频双极化辐射装置包括底座、与所述底座连接的四个巴伦及一一对应设于四个所述巴伦顶端的四个偶极子；每个所述偶极子包括呈夹角设置的两个辐射臂，每个所述辐射臂包括水平辐射臂及沿所述水平辐射臂内侧向下弯折延伸的下延伸辐射臂，四个所述偶极子的各所述水平辐射臂的外侧边缘所共同围成的平面呈四边形，四个所述偶极子的各所述水平辐射臂的内侧边缘所共同围成的平面呈八边形。所述宽频双极化辐射装置频带宽、双极化、结构紧凑。

Description

宽频双极化天线及其辐射装置

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种宽频双极化天线及其辐射装置。

背景技术

随着全球4G网络建设加速和移动通信***不断升级，宽频化、小型化、高品质等成为现代天线设计的主要考虑因素。特别地，为了满足增益、带宽特性、半功率角、交叉极化、前后比随频率的波动特性，双极化天线的实现形式不断推陈出新。

同时，随着天面资源日趋紧张和部分民众对电磁辐射的恐慌，选址、建站面临极大的困难，严重影响了现代通信的网络建设。

因此，能够同时支持2G、3G、4G、5G的基站天线成为运营商迫切的需求。国内的三大运营商目前所需求的天线须同时支持800MHz和900MHz，但当前同时支持600MHz、700MHz、800MHz和900MHz的超宽双极化天线已经在业内被提出，超宽带的低频辐射单元也将成未来的发展的一个趋势。

实用新型内容

为解决上述至少一个方面的问题，本实用新型提供了一种宽频带、双极化、结构紧凑的宽频双极化辐射装置。

同时，本实用新型还提供了一种应用所述宽频双极化辐射装置的宽频双极化天线。

为了实现本实用新型的目的，采取如下技术方案:

一种宽频双极化辐射装置，包括底座、与所述底座连接的四个巴伦及一一对应设于四个所述巴伦顶端的四个偶极子；每个所述偶极子包括呈夹角设置的两个辐射臂，每个所述辐射臂包括水平辐射臂及沿所述水平辐射臂内侧向下弯折延伸的下延伸辐射臂，四个所述偶极子的各所述水平辐射臂的外侧边缘所共同围成的平面呈四边形，四个所述偶极子的各所述水平辐射臂的内侧边缘所共同围成的平面呈八边形。

具体地，至少一对相邻所述偶极子的两个相邻所述辐射臂之间具有间隙。

具体地，所述水平辐射臂与沿其内侧向下弯折延伸的所述下延伸辐射臂之间成小于等于135°的钝角设置。

进一步地，具有间隙的相邻两个所述辐射臂的末端设有加载枝节，所述加载枝节与所述辐射臂所在平面垂直。

更进一步地，所述加载枝节末端到所述底座的距离小于工作频带中心频点的0.1倍波长。

进一步地，还包括设于所述八边形结构内的寄生单元，所述寄生单元通过支撑件设于所述底座上。

进一步地，所述寄生单元的边缘与所述下延伸辐射臂的间距小于10mm。

进一步地，所述寄生单元相对所述底座的高度为工作频带中心频点波长的0.1-0.15倍。

进一步地，所述寄生单元通过绝缘介质或者金属制成的所述支撑件固定于所述底座上。

进一步地，所述寄生单元与所述支撑件一体成型。

进一步地，所述支撑件与所述底座一体成型。

具体地，每个所述巴伦包括两个以间隙并排且共面设置的巴伦臂，两个所述巴伦臂分别与对应的下延伸辐射臂相连，两个所述巴伦臂相对的一侧自下而上延伸形成台阶结构并在两个所述巴伦臂之间形成从下至上依次增大的间隙。

具体地，所述巴伦上设有用于对所述偶极子馈电的馈电端口，所述馈电端口位于所述台阶的下方。

具体地，所述巴伦以其与所述底座成不小于45°的锐角由底座向上延伸。

同时，本实用新型还提供了一种宽频双极化天线，其包括上述的宽频双极化辐射装置。

相比于现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

1.本实用新型的技术方案中，通过将各所述水平辐射臂的外侧边连接所构成的图形限定为四边形，将各所述水平辐射臂的内侧边连接所构成的图形限定为八边形，改变各馈电端口之间的耦合量，有效抑制极化间的互耦，提升端口的隔离度。

2.本实用新型的技术方案中，相邻的偶极子具有间隙的辐射臂中，各所述辐射臂的下延伸辐射臂设置加载枝节，有效地拓宽了偶极子上谐振电流路径，可实现减小所述宽频双极化辐射装置的口径，降低宽频双极化辐射装置的整体高度，从而实现辐射装置的小型化，有利于天线的小型化。

3.本实用新型的技术方案中，所述寄生单元与辐射臂耦合设计，可方便通过调节耦合间隙及尺寸达到调节馈电端口S参数，实现电路指标的最优设计。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本实用新型中的一种宽频双极化辐射装置的一种实施例的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的结构分解图；

图4为本实用新型中的一种宽频双极化辐射装置的另一种实施例的结构分解图；

图5为本实用新型中的一种宽频双极化辐射装置的又一种实施例的结构分解图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2，示出了本实用新型中的一种宽频双极化辐射装置的一种实施例的结构示意图。

所述宽频双极化辐射装置100包括底座1、与所述底座1连接的四个巴伦11、12、13、14及一一对应设于四个所述巴伦11、12、13、14顶端的四个偶极子21、22、23、24。

每个所述偶极子包括呈夹角设置的两个辐射臂，每个所述辐射臂包括水平辐射臂及沿所述水平辐射臂内侧向下弯折延伸的下延伸辐射臂，四个所述偶极子的各水平辐射臂的内侧边缘所共同围成的平面呈八边形，四个所述偶极子的各水平辐射臂的外侧边缘所共同围成的平面呈四边形。

请继续参照图1，偶极子21包括呈夹角设置的两个辐射臂21a和21b,所述辐射臂21a包括水平辐射臂211和下延伸辐射臂212，所述辐射臂21b包括水平辐射臂213和下延伸辐射臂214。

偶极子22包括呈夹角设置的两个辐射臂22a和22b,所述辐射臂22a包括水平辐射臂221和下延伸辐射臂222，所述辐射臂22b包括水平辐射臂223和下延伸辐射臂224。

偶极子23包括呈夹角设置的两个辐射臂23a和23b,所述辐射臂23a包括水平辐射臂231和下延伸辐射臂232，所述辐射臂23b包括水平辐射臂233和下延伸辐射臂234。

偶极子24包括呈夹角设置的两个辐射臂24a和24b,所述辐射臂24a包括水平辐射臂241和下延伸辐射臂242，所述辐射臂24b包括水平辐射臂243和下延伸辐射臂244。所述水平辐射臂211、213、221、223、231、233、241、243的外侧边缘共同围成一个四边形，内侧边缘共同围成一个八边形。

其中，各所述下延伸辐射臂的存在进一步加大偶极子的表面高频电流路径在有限的物理尺寸，进一步缩小所述宽频双极化辐射装置100的物理尺寸。

所述宽频双极化辐射装置100具有宽频带、双极化、结构紧凑，并通过各所述辐射臂的外侧边连接所构成的图形限定为四边形，将所述各辐射臂的内侧边延伸部连接所构成的图形限定为八边形，改变各馈电端口之间的耦合量，有效抑制极化间的互耦，提升端口的隔离度。

优选地，所述水平辐射臂与沿其内侧向下弯折延伸的所述下延伸辐射臂之间成小于等于135°的钝角设置。

其中，所述水平辐射臂211和所述下延伸辐射臂212之间成小于等于135°的钝角设置，所述水平辐射臂213和所述下延伸辐射臂214之间成小于等于135°的钝角设置，所述水平辐射臂221和所述下延伸辐射臂222之间成小于等于135°的钝角设置，所述水平辐射臂223和所述下延伸辐射臂224之间成小于等于135°的钝角设置，所述水平辐射臂231和所述下延伸辐射臂232之间成小于等于135°的钝角设置，所述水平辐射臂233和所述下延伸辐射臂234之间成小于等于135°的钝角设置，所述水平辐射臂241和所述下延伸辐射臂242之间成小于等于135°的钝角设置，所述水平辐射臂243和所述下延伸辐射臂244之间成小于等于135°的钝角设置。

在本实施例的一种具体的实施方式中，至少一对相邻所述偶极子的两个相邻所述辐射臂之间具有间隙2。如图1所示，在本实用新型中的一种宽频双极化天线辐射装置的一种实施例中，所述偶极子21的辐射臂21b与所述偶极子22的辐射臂22a之间具有间隙2，所述偶极子21的辐射臂21a与所述偶极子24的辐射臂24b一体成型，所述偶极子22的辐射臂22b与所述偶极子23的辐射臂23a一体成型，所述偶极子23的辐射臂23b与所述偶极子24的辐射臂24a一体成型。

此外，在本实用新型中未图示的一种宽频双极化辐射装置的另一种实施例中，所述偶极子21的辐射臂21b与所述偶极子22的辐射臂22a之间具有间隙2，所述偶极子22的辐射臂22b与所述偶极子23的辐射臂23a之间具有间隙2，所述偶极子21的辐射臂21a与所述偶极子24的辐射臂24b一体成型，所述偶极子23的辐射臂23b与所述偶极子24的辐射臂24a一体成型。

可以理解的是，所述相邻的两个偶极子中，一个偶极子的辐射臂与另一个偶极子的辐射臂之间是存在间隙还是一体成型，可根据实际的需求进行合理的调整。

采用上述部分辐射臂独立设置，可使部分偶极子的两个辐射臂呈不对称结构，从而使该宽频双极化天线辐射装置整体呈不对称结构，并在所述辐射臂设置加载枝节，可有效地拓宽了偶极子上谐振电流路径，可实现减小所述宽频双极化辐射装置的口径，降低宽频双极化辐射装置的整体高度，从而实现辐射装置的小型化，有利于天线的小型化。

具体地，在具有间隙的相邻两个辐射臂中，其所述下延伸辐射臂靠近所述间隙2的末端沿底座1中心向外的方向延伸形成加载枝节3，所述加载枝节3垂直于所述下延伸辐射臂所在的平面。

如图1所示，所述偶极子21的辐射臂21b与所述偶极子22的辐射臂22a之间具有间隙，所述辐射臂21b上的下延伸辐射臂214靠近所述间隙2的末端沿底座1中心向外的方向延伸形成垂直于所述下延伸辐射臂214的加载枝节31，所述辐射臂22a上的下延伸辐射臂222沿底座1中心向外的方向延伸形成垂直于所述下延伸辐射臂222的加载枝节32。

所述加载枝节3进一步加大于其连接的偶极子的表面高频电流路径在有限的物理尺寸。

所述宽频极化辐射装置100利用相邻的偶极子之间具有间隙的辐射臂的设置并在所述辐射臂上设置加载枝节3，有效地拓宽了偶极子上谐振电流路径，实现了减小了所述宽频双极化辐射装置的口径，降低宽频双极化辐射装置100的整体高度。

具体地，所述加载枝节3靠近所述底座1的末端到所述底座1的距离小于工作频带中心频点的0.1倍波长，以实现馈电端口的电路指标的最优设计。

具体地，每个所述巴伦包括两个以间隙并排且共面设置的巴伦臂，两个巴伦臂分别与对应的下延伸辐射臂相连，两个所述巴伦臂相对的一侧自下而上延伸形成台阶4，位于台阶4上方的间隙大于台阶4下方的间隙。在本实用新型的一种优选的实施方式中，同一巴伦的所述两个巴伦臂之间形成从下至上依次增大的间隙。各所述下延伸辐射臂与其最接近的所述巴伦的连通，使得所述各下延伸辐射臂所对应的偶极子的表面高频电流路径在有限的物理尺寸下加长，从而缩小所述宽频双极化辐射装置100的辐射状面的物理尺寸。所述台阶4的存在，调整了两个平衡臂之间的间隙，进而调整了两个平衡臂之间的耦合量，进一步实现了现馈电端口的电路指标的最优设计。

以图1中的巴伦11为例，所述巴伦11具有两个以间隙并排且共面设置的巴伦臂11a和11b。所述巴伦臂11a和11b通过与所述偶极子21连接，进而分别与所述下延伸辐射臂212、214连接。在本实用新型的另一种实施例中，所述巴伦臂11a与所述下延伸辐射臂212，所述巴伦臂11b与所述下延伸辐射臂214直接连接。

具体地，所述巴伦上设有用于对所述偶极子馈电的馈电端口(未示出，下同)，所述馈电端口位于所述台阶7的下方。

具体地，所述巴伦以其与所述底座1成不小于45°的锐角由所述底座1向上延伸。在本实用新型中，控制各个结构的延伸角度，也有利于控制整体装置的小型化。

如图3所示，所述宽频双极化辐射装置100进一步包括寄生单元5，所述寄生单元5设于所述四个偶极子的水平臂的内侧边缘所围成的八边形结构中。所述寄生单元5通过支撑件6设于所述底座上，所述寄生单元6与各所述下延伸辐射臂的末端、所述加载枝节3的末端耦合，可有效地实现通过调节耦合间隙及尺寸可达到调节馈电端口S参数，进而实现电路指标的最优设计。

具体地，所述寄生单元5的边缘与各所述下延伸辐射臂的间距小于10mm，以实现馈电端口的电路指标的最优设计。

具体地，所述寄生单元5相对所述底座1的高度为工作频带中心频点波长的0.1-0.15倍，以实现馈电端口的电路指标的最优设计。

具体地，所述寄生单元5通过绝缘介质制成的所述支撑件6固定于所述底座1上；或者所述寄生单元5通过金属制成的所述支撑件6固定于所述底座1上。

具体地，当所述支撑件6由金属材料制成时，所述支撑件6与所述寄生单元5一体成型，以减少装配的时间，提高生产效率。如图4所示，所述支撑件6为金属时，其与所述寄生单元5一体化成型，所述寄生单元5与所述底座1电连接。

如图5所示，所述支撑件6可与所述底座1一体化开模，从而大幅提高生产效率，节约生产成本，所述寄生单元5直接置于所述支撑件6上，按压固定即可，以减少装配的时间，提高生产效率。

同时，本实用新型还提供了一种宽频双极化天线。所述宽频双极化天线，包括上述任意一项的宽频双极化辐射装置。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (15)

1.一种宽频双极化辐射装置，其特征在于，包括底座、与所述底座连接的四个巴伦及一一对应设于四个所述巴伦顶端的四个偶极子；每个所述偶极子包括呈夹角设置的两个辐射臂，每个所述辐射臂包括水平辐射臂及沿所述水平辐射臂内侧向下弯折延伸的下延伸辐射臂，四个所述偶极子的各所述水平辐射臂的外侧边缘所共同围成的平面呈四边形，四个所述偶极子的各所述水平辐射臂的内侧边缘所共同围成的平面呈八边形。

2.根据权利要求1所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，至少一对相邻所述偶极子的两个相邻所述辐射臂之间具有间隙。

3.根据权利要求1所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，所述水平辐射臂与沿其内侧向下弯折延伸的所述下延伸辐射臂之间成小于等于135°的钝角设置。

4.根据权利要求2所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，具有间隙的相邻两个所述辐射臂的末端设有加载枝节，所述加载枝节与所述辐射臂所在平面垂直。

5.根据权利要求4所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，所述加载枝节末端到所述底座的距离小于工作频带中心频点的0.1倍波长。

6.根据权利要求1所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，还包括设于所述八边形结构内的寄生单元，所述寄生单元通过支撑件设于所述底座上。

7.根据权利要求6所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，所述寄生单元的边缘与下延伸辐射臂的间距小于10mm。

8.根据权利要求6所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，所述寄生单元相对所述底座的高度为工作频带中心频点波长的0.1-0.15倍。

9.根据权利要求6所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，所述寄生单元通过绝缘介质或者金属制成的所述支撑件固定于所述底座上。

10.根据权利要求6所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，所述寄生单元与所述支撑件一体成型。

11.根据权利要求6所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，所述支撑件与所述底座、所述巴伦及所述偶极子一体成型。

12.根据权利要求1所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，每个所述巴伦包括两个以间隙并排且共面设置的巴伦臂，两个所述巴伦臂分别与对应的下延伸辐射臂相连，两个所述巴伦臂相对的一侧自下而上延伸形成台阶结构并在两个所述巴伦臂之间形成从下至上依次增大的间隙。

13.根据权利要求12所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，所述巴伦上设有用于对所述偶极子馈电的馈电端口，所述馈电端口位于所述台阶的下方。

14.根据权利要求1所述的宽频双极化辐射装置，其特征在于，所述巴伦以其与所述底座成不小于45°的锐角由底座向上延伸。

15.一种宽频双极化天线，其特征在于，包括权利要求1至14中任意一项所述的宽频双极化辐射装置。