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一种具有空间滤波功能的辐射单元及天线的制作方法

[导读]:本专利涉及移动通信技术领域,特别涉及一种结构简单、对倍频辐射单元影响小的具有空间滤波功能的辐射单元,以及采用这种辐射单元的天线结构。 背景技术: 这些年来,移动通信技术的发展速度是飞速的,由曾经的第一代、第二代和第三代宽带移动通信技术(3G),快速过渡到了如今的第四代移动通信技术(LTE)以及现在正在建设的第五代移动通信技术(5G)。不同的移动通信系统所占用的频谱或多或少有一定差异...

本专利涉及移动通信技术领域,特别涉及一种结构简单、对倍频辐射单元影响小的具有空间滤波功能的辐射单元,以及采用这种辐射单元的天线结构。



背景技术:

这些年来,移动通信技术的发展速度是飞速的,由曾经的第一代、第二代和第三代宽带移动通信技术(3G),快速过渡到了如今的第四代移动通信技术(LTE)以及现在正在建设的第五代移动通信技术(5G)。不同的移动通信系统所占用的频谱或多或少有一定差异,经常被使用的频率区主要有LTE700,GSM900、DCS、PCS、UMTS、LTE2600、WLAN、WiMAX等,因此,为了适应多种技术标准的并存,通过设计覆盖多种制式系统的宽频带基站天线,能够有效地避免基站的重复选址与建设,极大地降低成本、节约资源。

但如果将低频辐射单元与高频辐射单元设置在一个基站天线内,高频段与低频段有可能会造成相互影响,为了防止高频单元与低频单元相互影响就需要将天线设计为较大尺寸的天线,但随着目前天线向小型化、轻量化的方向发展,现有的辐射单元则很难满足要求,因此有必要设计一种新的具有空间滤波功能的辐射单元,以及采用这种辐射单元的天线。



技术实现要素:

鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种能够避免与倍频辐射模块高频段相互影响,能实现天线小型化、轻量化的具有空间滤波功能的辐射单元。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种具有空间滤波功能的辐射单元,其包括两个正交的振子,两个耦合馈电结构及平衡-不平衡变换器,所述两个正交的振子与平衡-不平衡变换器连接,所述两个正交的振子形成的四个辐射臂上分别设有两个开路支节。

优选的,所述两个正交的振子的上方设有引向片,所述引向片的形状与两个正交的振子形状相对应,所述引向片支撑在所述振子上。

优选的,所述引向片与所述振子之间的距离为λ1/40,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长。

优选的,所述振子为印刷在振子介质基板上的矩形贴片结构,所述开路支节印刷在所述矩形贴片上。

优选的,所述振子形成的辐射臂的长度为λ1/4,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长。

优选的,所述辐射臂上设有两个开路枝节,所述开路支节的长度为λ2/4,λ2为本辐射单元的倍频辐射单元波长。

优选的,所述两个正交的振子在其俯仰面上的投影为“×”形结构、“十”字形结构或“米”字形结构。

优选的,所述开路支节为“L”形或“T”型。

优选的,所述两个耦合馈电结构设置在分别设置在两个所述振子的中心位置,所述耦合馈电结构的微带线末端由一λ1/4的开路线组成,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长。

本发明开公开了一种采用上述辐射单元设计的天线结构,其包括至少一个辐射单元组,所述辐射单元组包括一个具有空间滤波功能的辐射单元和两个高频辐射单元,所述高频辐射单元的频率为所述具有空间滤波功能的辐射单元频率的两倍,所述具有空间滤波功能的辐射单元与高频辐射单元分布排成一列,相邻两个具有空间滤波功能的辐射单元之间的距离为λ1,相邻两个高频辐射单元之间的距离为λ1/3,λ1为本具有空间滤波功能的辐射单元中心频率相对应的波长。

如上所述,该具有空间滤波功能的辐射单元具有以下有益效果:该辐射单元在辐射臂上设置开路枝节,开路支节在辐射空间形成一空间滤波器,这样就可有效减少本专利辐射单元与其倍频单元之间的影响。采用该辐射单元的天线能使高频段和低频段影响变小,从而使得产品具有较好的前后比、交叉极化特性、水平面波束宽度收敛和高隔离度等良好的电路性能,保证了天线在较小尺寸下获得可满足目前移动通信对多频天线的指标要求。同时该辐射单元还具有结构简单、易于组装、性能稳定及成本较低等优点。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的俯视图。

图3为本发明实施例的侧视图。

图4为本发明实施例天线的结构示意图。

元件标号说明:1、振子;2、开路支节;3、平衡-不平衡变换器;4、耦合馈电结构;5、引向片;6、具有空间滤波功能的辐射单元、7、高频辐射单元。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1、2、3所示,本发明提供一种具有空间滤波功能的辐射单元,其包括两个正交设置的振子1、平衡-不平衡变换器3及两个耦合馈电结构4,两个振子1对称设置在平衡-不平衡变换器3的上端,两个振子1对称设置形成四个辐射臂,每个辐射臂上均设有开路枝节2。作为一种具体实施方式,开路枝节2可以为“L”形或“T”形,优选为“L”形。振子1为印刷在振子介质基板上的矩形贴片结构,开路支节2印刷在矩形贴片上。

两个振子1形成的四个辐射臂的长度长度约为λ1/4,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长,这样该辐射单元可以为半波振子。辐射臂上的开路支节的长度为λ2/4,λ2为本辐射单元的倍频辐射单元波长,倍频辐射单元的频率为本专利辐射单元频率的2倍(例如本专利辐射单元频率为900MHz,倍频辐射单元的频率即约为1800Mhz)。这个了每个辐射臂上的两个开路枝节能形成一个空间滤波器,以减小本专利单元与其倍频辐射单元之间的影响。

作为一种优选实施方式,两个正交的振子1的上方设有引向片5,引向片5的形状与两个正交的振子1形状相对应,引向片5通过绝缘材料支撑在振子1上。引向片与所述振子之间的距离为λ1/40,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长。在辐射单元正上方设有引向片5,可实现天线的宽带化,同时也可改善了天线的交叉极化及前后比特性。两个正交的振子1在其俯仰面上的投影为“×”形结构、“十”字形结构或“米”字形结构。由于引向片5与与两个正交的振子1形状相对应,因此也要相应的设置为“×”形结构、“十”字形结构或“米”字形结构。

平衡-不平衡变换器3的顶部与振子1的下端连接,平衡-不平衡变换器3的高度约为λ1/4,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长。两个耦合馈电结构4设置在两个振子1的中心位置,耦合馈电结构4的微带线末端由一λ1/4的开路线组成,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长。微带线印刷在平衡-不平衡变换器3基板的背面,该开路线可起到对辐射单元耦合馈电作用。

如图4所示,本专利还公开了一种采用该具有空间滤波功能的辐射单元的天线结构,其包括至少一个辐射单元组,辐射单元组包括一个具有空间滤波功能的辐射单元6(即本专利所描述的辐射单元)和两个高频辐射单元7,高频辐射单元7的频率为具有空间滤波功能的辐射单元6频率的两倍,具有空间滤波功能的辐射单元6与高频辐射单元7分布排成一列。作为一种优选实施方式,如有多个辐射单元组时,相邻两个具有空间滤波功能的辐射单元之间的距离为λ1,同一辐射单元组中,相邻两个高频辐射单元之间的距离为λ1/3,λ1为本具有空间滤波功能的辐射单元6中心频率相对应的波长。

该辐射单元在辐射臂上设置两个开路枝节,两个开路支节在辐射空间形成一空间滤波器,这样就可有效减少本专利辐射单元与其倍频单元之间的影响。采用该辐射单元的天线能使高频段和低频段影响变小,从而使得产品具有较好的前后比、交叉极化特性、水平面波束宽度收敛和高隔离度等良好的电路性能,保证了天线在较小尺寸下获得可满足目前移动通信对多频天线的指标要求。同时该辐射单元还具有结构简单、易于组装、性能稳定及成本较低等优点。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。


技术特征:

1.一种具有空间滤波功能的辐射单元,其特征在于:其包括两个正交的振子,两个耦合馈电结构及平衡-不平衡变换器,所述两个正交的振子与平衡-不平衡变换器连接,所述两个正交的振子形成的四个辐射臂上分别设有开路支节。

2.根据权利要求1所述的具有空间滤波功能的辐射单元,其特征在于:所述两个正交的振子的上方设有引向片,所述引向片的形状与两个正交的振子形状相对应,所述引向片支撑在所述振子上。

3.根据权利要求2所述的具有空间滤波功能的辐射单元,其特征在于:所述引向片与所述振子之间的距离为λ1/40,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长。

4.根据权利要求1所述的具有空间滤波功能的辐射单元,其特征在于:所述振子形成的辐射臂的长度为λ1/4,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长。

5.根据权利要求1所述的具有空间滤波功能的辐射单元,其特征在于:所述辐射臂上设有两个开路枝节,所述开路支节的长度为λ2/4,λ2为本辐射单元的倍频辐射单元波长。

6.根据权利要求1所述的具有空间滤波功能的辐射单元,其特征在于:所述两个正交的振子在其俯仰面上的投影为“×”形结构、“十”字形结构或“米”字形结构。

7.根据权利要求1所述的具有空间滤波功能的辐射单元,其特征在于:所述开路支节为“L”形或“T”型。

8.根据权利要求1所述的具有空间滤波功能的辐射单元,其特征在于:所述两个耦合馈电结构设置在分别设置在两个所述振子的中心位置,所述耦合馈电结构的微带线末端由一λ1/4的开路线组成,λ1为本辐射单元中心频率相对应的波长。

9.一种天线,其特征在于,其包括至少一个辐射单元组,所述辐射单元组包括一个权利要求1至8任意一项权利要求所述的具有空间滤波功能的辐射单元和两个高频辐射单元,所述高频辐射单元的频率为所述具有空间滤波功能的辐射单元频率的两倍,所述具有空间滤波功能的辐射单元与高频辐射单元分布排成一列。

10.根据权利要求1所述的天线,其特征在于:相邻两个具有空间滤波功能的辐射单元之间的距离为λ1,相邻两个高频辐射单元之间的距离为λ1/3,λ1为本具有空间滤波功能的辐射单元中心频率相对应的波长。

技术总结
本发明提供一种具有空间滤波功能的辐射单元,其包括两个正交的振子,两个耦合馈电结构及平衡‑不平衡变换器,所述两个正交的振子与平衡‑不平衡变换器连接,所述两个正交的振子形成的四个辐射臂上分别设有开路支节。该辐射单元在辐射臂上设置开路枝节,开路支节在辐射空间形成一空间滤波器,这样就可有效减少本发明辐射单元与其倍频单元之间的影响。采用该辐射单元的天线能使高频段和低频段影响变小,从而使得产品具有较好的前后比、交叉极化特性、水平面波束宽度收敛和高隔离度等良好的电路性能,保证了天线在较小尺寸下获得可满足目前移动通信对多频天线的指标要求。同时该辐射单元还具有结构简单、易于组装、性能稳定及成本较低等优点。

技术研发人员:洪何知;付香芽;陈萍;徐哲选
受保护的技术使用者:昆山恩电开通信设备有限公司
技术研发日:2018.04.17
技术公布日:2018.09.28

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