CN108539434B - 一种超宽带辐射单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超宽带低成本辐射单元，其特征在于：其包括反射板，反射板为侧边数为偶数的正多边形结构，反射板的侧边向上弯折形成主反射面，反射板对角线位置开设有缝隙，反射板上设有多个PCB耦合馈电板，PCB耦合馈电板上设有耦合馈电线。该辐射单元直接将反射板的侧边向上弯折形成主反射面，可采用成熟的压铸一体化成型工艺或钣金折弯工艺加工，与常规的宽带振子相比具有结构简单、重量轻的优点，而且生产制造成本低。采用该辐射单元的天线，辐射单元的主反射面可作为高频辐射单元的反射边界，实现了低频辐射单元与高频天线辐射边界的一体化设计，从而减少实际生产中的物料并且更容易实现天线的小型化和轻量化。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种超宽带辐射单元，以及采用该辐射单元的天线。
背景技术
超宽带天线通信技术( UWB )通常是指信号带宽大于1 .5GHz或带宽比(信号宽度与 中心频率之比 )大于25％的无线电技术。超宽带天线是超宽带无线通信系统中的关键部件， 天线的性能将直接影响整个系统的性能。随着移动通信系统的快速发展，基站天线也朝着宽频化、多频化、双极化、小型化、低成本、隐蔽化以及智能化等各个方向发展。近年来，出现了许多实现宽频化或多频化基站天线单元的研究与设计，主要是为了适应多个移动通信标准长期共存的现实情况，让多个标准并存的基站能共用同一副天线，减少基站建设数量，降低建设成本。
天线小型化、轻量化的方向发展已成为本领域人员公认的发展方向，如发明专利（专利号：201420397085.7 ）公开了一种超宽带双极化基站天线辐射单元，包括反射板、辐射振子、辐射振子底座、绝缘支撑件、引向金属片和两个馈电柱；所述反射板为方形板材具有2组平行的侧边，所述反射板在内侧侧边处向内弯折；所述辐射振子为四方阵结构，中间镂空，外侧角为圆弧渐变结构；所述辐射振子底座为绝缘材料制成，所述辐射振子通过所述辐射振子底座水平安装在所述反射板内侧侧边内；所述辐射振子振子面的下方安装有四个圆柱结构，位于所述辐射振子的四个角上；所述引向金属片为正八边形铜片通过绝缘支撑件固定在所述辐射振子上。
这种天线辐射单元结构仍然较为复杂，且生产成本较高，很难实现天线的小型化、轻量化，因此有必要设计一种生产成本低、符合轻量化、小型化方向发展的超宽带辐射单元，以及采用这种辐射单元的天线结构。
发明内容
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实现天线向小型化、轻量化方向发展的辐射单元。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超宽带辐射单元，其包括反射板，所述反射板为侧边数为偶数的正多边形结构，所述反射板的侧边向上弯折形成主反射面，所述反射板对角线位置开设有缝隙，所述反射板上设有多个PCB耦合馈电板，所述PCB耦合馈电板的位置与所述缝隙位置一一对应，所述PCB耦合馈电板上设有耦合馈电线，所述耦合馈电线与电缆线连接。
优选的，所述反射板的中心设有金属圆柱。
优选的，所述反射板为正方形结构、正八边形结构或正十六边形结构。
优选的，所述缝隙的长度为λ/4，λ为该辐射单元中心频率相对应的波长。
优选的，所述PCB耦合馈电板上的耦合馈电线长度为0.3λ-0.6λ，λ为该辐射单元中心频率相对应的波长。
优选的，所述金属圆柱的高度为0.1λ-0.3λ，λ为该辐射单元中心频率相对应的波长。
本专利还公开了一种超宽带低成本天线，其包括上述任意一种辐射单元。
优选的，其还包括一倍频振子，所述倍频振子的频率是所述超宽带辐射单元的倍数，所述倍频振子位于所述超宽带辐射单元上。
优选的，所述倍频振子支撑在所述超宽带辐射单元的中心位置。
本发明还公开了另一种超宽带低成本天线，其包括包括一主反射板，所述主反射板上设有至少一个上述任意一种天线及至少一个倍频振子。
如上所述，本超宽带辐射单元具有以下有益效果：该辐射单元直接将反射板的侧边向上弯折形成主反射面，可采用成熟的压铸一体化成型工艺或钣金折弯工艺加工，与常规的宽带振子相比具有结构简单、重量轻的优点，而且生产制造成本低。采用该辐射单元的天线，该辐射单元可作为低频辐射单元，该辐射单元的主反射面可作为高频辐射单元的反射边界，实现了低频辐射单元与高频天线辐射边界的一体化设计，从而减少实际生产中的物料并且更容易实现天线的小型化和轻量化。
附图说明
图1为本发明辐射单元实施例的主视图。
图2为本发明辐射单元实施例的侧视图。
图3为本发明天线实施例一的结构示意图。
图4为本发明天线实施例二的结构示意图。
元件标号说明：1、反射板；11、侧边；2、缝隙；3、PCB耦合馈电板；4、耦合馈电线；5、同轴电缆；6、倍频振子；7、金属圆柱；8、主反射板。
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所示，本发明提供一种超宽带辐射单元，其包括一反射板1，反射板1可以采用铝板，反射板1为侧边数为偶数的正多边形结构，反射板1的侧边11向上弯折形成主反射面。作为优选方式，反射板为正方形结构、正八边形结构或正十六边形结构。在
反射板1对角线位置开设有缝隙2，相邻侧边之间也设有缝隙。在反射板1上还设有多个PCB耦合馈电板3，PCB耦合馈电板3的位置与缝隙2位置一一对应，PCB耦合馈电板3上设有耦合馈电线4，耦合馈电线4与同轴电缆线5连接，同轴电缆线设置在反射板的背面。
作为一种优选实施方式，缝隙2的长度为λ/4，λ为该辐射单元中心频率相对应的波长。缝隙2相当于平衡-不平衡变换器（巴伦）。
作为一种优选方式， PCB耦合馈电板3上的耦合馈电线4长度为0.3λ-0.6λ，λ为该辐射单元中心频率相对应的波长，耦合馈电线印刷在基板介质上。采用这种结构整个辐射单元无需电镀处理，可节省约50%成本。
作为一种优选实施方式，可在反射板1上的中心设在金属圆柱7，金属圆柱7可用于支撑倍频振子6。金属圆柱的高度为0.1λ-0.3λ，λ为该辐射单元中心频率相对应的波长。
如图3所示，本专利还公开了一种超宽带低成本天线，其包括上述技术方案中的任意一种辐射单元。可将一倍频振子6（例如本专利辐射单元频率为900MHz,倍频振子6的频率即约为1800Mhz）设置在辐射单元中心位置的金属圆柱7上，这样辐射单元的主反射面可作为倍频振子6的反射边界，该边界形状为一L型，但实际中不限于以上提到的形状。这样在多频天线应用中，实现了低频辐射单元与高频天线辐射边界的一体化设计，使得整个天线产品更容易实现小型化及轻量化。
如图4所示，本专利还公开了另一种超宽带低成本天线，其包括一主反射板8，在主反射板8上设有至少一个实施例一所描述的天线及至少一个倍频振子6，天线和倍频振子6可交叉设置。
该辐射单元直接将反射板的侧边向上弯折形成主反射面，可采用成熟的压铸一体化成型工艺或钣金折弯工艺加工，与常规的宽带振子相比具有结构简单、重量轻的优点，而且生产制造成本低。采用该辐射单元的天线，该辐射单元可作为低频辐射单元，辐射单元的主反射面可作为高频辐射单元的反射边界，实现了低频辐射单元与高频天线辐射边界的一体化设计，从而减少实际生产中的物料并且更容易实现天线的小型化和轻量化。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。
Claims (5)
1.一种超宽带辐射单元，其特征在于：其包括反射板，所述反射板为侧边数为偶数的正多边形结构，所述反射板的侧边向上弯折形成主反射面，所述反射板对角线位置开设有缝隙，相邻侧边之间也设有缝隙，所述缝隙的长度为λ/4，λ为该辐射单元中心频率相对应的波长，所述反射板上设有多个PCB耦合馈电板，所述PCB耦合馈电板的位置与所述缝隙位置一一对应，所述PCB耦合馈电板上设有耦合馈电线，所述耦合馈电线与电缆线连接，所述PCB耦合馈电板上的耦合馈电线长度为0.3λ-0.6λ，所述耦合馈电线印刷在基板介质上；
其还包括一倍频振子，所述倍频振子的频率是所述超宽带辐射单元的倍数，所述倍频振子位于所述超宽带辐射单元的主反射板上；该超宽带辐射单元的主反射板可作为高频辐射单元的反射边界。
2.根据权利要求1所述的超宽带辐射单元，其特征在于：所述反射板的中心设有金属圆柱。
3.根据权利要求1所述的超宽带辐射单元，其特征在于：所述反射板为正方形结构、正八边形结构或正十六边形结构。
4.根据权利要求2所述的超宽带辐射单元，其特征在于：所述金属圆柱的高度为0.1λ-0.3λ。
5.根据权利要求1所述的超宽带辐射单元，其特征在于：所述倍频振子支撑在所述超宽带辐射单元的中心位置。
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