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CN113471668B - 辐射单元及基站天线 - Google Patents

辐射单元及基站天线 Download PDF

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CN113471668B CN202110734497.XA CN202110734497A CN113471668B CN 113471668 B CN113471668 B CN 113471668B CN 202110734497 A CN202110734497 A CN 202110734497A CN 113471668 B CN113471668 B CN 113471668B
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Abstract

本发明提供一种辐射单元及基站天线，涉及通讯技术领域。该辐射单元包括基板和两组辐射臂，每组所述辐射臂包括两个辐射单臂，每一所述辐射单臂均设置有至少一个去耦结构，每组所述辐射臂的其中一个辐射单臂位于所述基板的第一表面，另一个辐射单臂位于所述基板的第二表面，同一组辐射臂中的两个辐射单臂通过辐射面耦合。本发明提供的辐射单元及基站天线，通过将每组辐射臂的两个辐射单臂分别设置于基板的两个表面，增加了阻抗带宽，通过使同一组辐射臂中的两个辐射单臂通过辐射面耦合，调节耦合面积，实现了异频信号的减弱，增强了去耦效果，解决了现有技术中融合阵列天线难以减小频段间互耦的技术问题。

Description

辐射单元及基站天线
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种辐射单元及基站天线。
背景技术
随着互联网与物联网的发展，4G/5G融合阵列天线成了研究重难点，传统辐射单元之间通过电磁耦合作用相互影响，很难减小频段间的耦合及二次辐射，准确性低，误差大。如何在多频融合的前提下减小频段间的耦合及二次辐射，保证每个频段指标不恶化，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种辐射单元及基站天线，用以解决现有技术中融合阵列天线难以减小频段间互耦的技术问题。
第一方面，本发明提供一种辐射单元，包括基板和两组辐射臂，每组所述辐射臂包括两个辐射单臂，每一所述辐射单臂均设置有至少一个去耦结构，每组所述辐射臂的其中一个辐射单臂位于所述基板的第一表面，另一个辐射单臂位于所述基板的第二表面，同一组辐射臂中的两个辐射单臂通过辐射面耦合。
根据本发明实施例提供的辐射单元，所述去耦结构包括高低阻线去耦枝节、开路去耦枝节和缝隙去耦枝节中的一种或多种。
根据本发明实施例提供的辐射单元，所述辐射单臂远离辐射中心的端部设有至少一个高低阻线去耦枝节，所述辐射单臂沿所述辐射单臂的延伸方向设有缝隙去耦枝节。
根据本发明实施例提供的辐射单元，所述去耦结构相对于所述辐射单臂的中心线呈镜像对称。
根据本发明实施例提供的辐射单元，还包括第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板正交设置并均与所述基板相连，所述第一基板与所述第二基板的第一侧面均设置有馈电结构，所述第一基板与所述第二基板的第二侧面均设置有接地结构，所述接地结构和所述馈电结构分别与所述辐射臂耦合连接或电气连接。
根据本发明实施例提供的辐射单元，所述接地结构包括接地焊接面、接地耦合面和接地面，所述接地焊接面与所述基板固定并与所述辐射面电气连接，所述接地耦合面与所述馈电结构位于同一侧且所述接地耦合面与所述接地焊接面相连，所述接地面与所述馈电结构位于相对的两侧，所述接地耦合面与所述接地面耦合连接。
根据本发明实施例提供的辐射单元，所述接地面和所述接地耦合面位于所述第一基板或第二基板的相对两侧，所述接地焊接面外凸于所述第一基板或第二基板以连接所述接地面与所述接地耦合面，所述接地焊接面与所述接地耦合面相连后呈凸字形。
根据本发明实施例提供的辐射单元，所述馈电结构包括馈电电路，所述馈电电路与所述辐射臂耦合馈电，所述馈电电路的末端设有馈电接地通孔，所述馈电接地通孔与所述接地结构相连。
根据本发明实施例提供的辐射单元，所述第一基板的第一端设有第一卡口，所述第二基板的第二端设有第二卡口，所述第一基板与所述第二基板通过所述第一卡口和所述第二卡口正交卡装在一起。
第二方面，本发明还提供一种基站天线，包括如第一方面所述的辐射单元。
本发明提供的辐射单元及基站天线，通过将每组辐射臂的两个辐射单臂分别设置于基板的两个表面，增加了阻抗带宽，通过使同一组辐射臂中的两个辐射单臂通过辐射面耦合，调节耦合面积，实现了异频信号的减弱，增强了去耦效果，解决了现有技术中融合阵列天线难以减小频段间互耦的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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是本发明实施例提供的辐射单元的结构示意图之一；
图2是本发明实施例提供的辐射单元的结构示意图之二；
图3是本发明实施例提供的辐射单臂的分布示意图；
图4是本发明实施例提供的辐射单元的立体图；
图5是本发明实施例提供的第一基板的结构示意图之一；
图6是本发明实施例提供的第一基板的结构示意图之二；
图7是本发明实施例提供的第二基板的结构示意图之一；
图8是本发明实施例提供的第二基板的结构示意图之二；
附图标记：
1、辐射单元；10、基板；11、第一辐射单臂；12、第二辐射单臂；13、第三辐射单臂；14、第四辐射单臂；101、缝隙去耦枝节；102、高低阻线去耦枝节；103、接地连接点；104、第一耦合面；105、第二耦合面；21、第一基板；22、第二基板；211、第一馈电电路；212、第一馈电接地通孔；213、第一接地耦合面；214、第一接地面；215、第一接地焊接面；216、第一卡口；221、第二馈电电路；222、第二馈电接地通孔；223、第二接地耦合面；224、第二接地面；225、第二接地焊接面；226、第二卡口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的辐射单元1包括基板10和两组辐射臂，辐射臂安装于基板10的表面。辐射臂可为印刷电路结构、压铸一体化成型结构或钣金冲压结构。
每组辐射臂包括两个辐射单臂，两个辐射单臂分别设置于该辐射臂的两端，形成半波或全波结构。图3为去除基板后的辐射单臂分布示意图，如图3所示，第一辐射单臂11和第三辐射单臂13形成一组辐射臂，第二辐射单臂12和第四辐射单臂14形成另一组辐射臂，两组辐射臂正交分布。
每一辐射单臂均设置有至少一个去耦结构，用于增加异频的抑制结构，减小频段间的耦合影响。
基板10包括位于相对两侧的第一表面和第二表面，每组辐射臂的其中一个辐射单臂位于基板的第一表面，另一个辐射单臂位于基板的第二表面。第一表面或第二表面设置有耦合面，同一组辐射臂中的两个辐射单臂通过辐射面耦合，可增加匹配带宽，改善滤波效果。
例如，图1是辐射单元1在第一表面的结构示意图，图2是辐射单元1在第二表面的结构示意图，如图1和图2所示，第一辐射单臂11和第二辐射单臂12均位于第一表面，第三辐射单臂13和第四辐射单臂14均位于第二表面，第一耦合面104和第二耦合面105均位于第一表面。第一辐射单臂11和第三辐射单臂13通过第二耦合面105耦合，第二辐射单臂12和第四辐射单臂14通过第一耦合面104耦合。第一耦合面104和第二耦合面105增加了阻抗带宽，通过调节耦合面积实现了异频信号的减弱，实现了去耦的效果。
本发明实施例提供的辐射单元，通过将每组辐射臂的两个辐射单臂分别设置于基板的两个表面，增加了阻抗带宽，通过使同一组辐射臂中的两个辐射单臂通过辐射面耦合，调节耦合面积，实现了异频信号的减弱，增强了去耦效果，解决了现有技术中融合阵列天线难以减小频段间互耦的技术问题。
所有辐射单臂的安装位置为相对于基板的中心呈旋转对称或镜像对称。例如图3所示，所有辐射单臂的安装位置相对于基板的中心呈旋转对称，使两组辐射臂形成+45°和-45°两个极化。
去耦结构包括高低阻线去耦枝节、开路去耦枝节和缝隙去耦枝节中的一种或多种，其作用为在辐射单臂上增加异频的抑制结构，减小阵列间的异频互耦影响。
例如，根据图1至图3所示，每一辐射单臂远离辐射中心的端部设有高低阻线去耦枝节102，每一辐射单臂沿自身的延伸方向设有缝隙去耦枝节101。其中，高低阻线去耦枝节102为至少一个。
进一步地，每个辐射单臂的去耦结构均相对于辐射单臂的中心线呈镜像对称，例如图3所示，六边形的辐射单臂在相对边上均设置了缝隙去耦枝节101，每个辐射单臂上的缝隙去耦枝节101均相对于该辐射单臂的中心线左右对称。需要说明的是，缝隙去耦枝节101的长度根据去耦的频段决定。
本发明实施例提供的辐射单元1还包括第一基板21和第二基板22，第一基板21和第二基板22正交设置且均与基板10相连。
例如图4所示，第一基板21和第二基板22均与基板10垂直相连。进一步地，根据图5～图8所示，第一基板21的第一端设有第一卡口216，第二基板22的第二端设有第二卡口226，第一基板21与第二基板22通过第一卡口216和第二卡口226正交卡装在一起。
第一基板21与第二基板22均包括相背的第一侧面和第二侧面，第一基板21与第二基板22的第一侧面均设置有馈电结构。在一实施例中，馈电结构直接与辐射臂电气连接，形成直接馈电。在另一实施例中，馈电结构与辐射臂形成耦合馈电，通过馈电结构与辐射臂耦合电连接，既减少了焊接工序，又能扩展带宽。
第一基板21与第二基板22的第二侧面均设置有接地结构，接地结构与辐射臂耦合连接或电连接。
在本实施例中，接地结构包括接地焊接面、接地耦合面和接地面，接地焊接面与基板10固定并与辐射面电连接，接地耦合面与馈电结构位于同一侧且接地耦合面与接地焊接面相连，接地面与馈电结构位于相对的两侧，接地耦合面与接地面耦合连接，二者的耦合面积影响辐射单元1的阻抗带宽和去耦效果。
以第一基板21为例，图5和图6分别为第一基板21在第一侧面和第二侧面的结构示意图，两个第一接地耦合面213与馈电结构设置于图5所示的第一侧面，第一接地耦合面213位于第一基板21靠近基板10的方向，第一接地面214位于图6所示的第二侧面，第一接地耦合面213与第一接地面214耦合连接。
进一步地，第一接地面214与第一接地耦合面213位于第一基板21的相对两侧，第一接地焊接面215连接第一接地面214和第一接地耦合面213，以使第一接地面214和第一接地耦合面213耦合连接。其中，第一接地焊接面215与第一接地耦合面213相连后呈凸字形，第一接地焊接面215外凸于第一基板21。第一接地焊接面215与接地连接点103焊接，实现基板10的固定。接地焊接点103布设在基板10上。
如图7和图8所示，第二基板22同样包括第二接地耦合面223、第二接地面224和第二接地焊接面225，第二基板22的接地结构和第一基板21的接地结构相同，在此不再赘述。
馈电结构包括馈电电路，馈电电路与辐射臂耦合馈电。为了实现馈电结构的直流接地，在馈电电路的末端还设置有馈电接地通孔，馈电接地通孔与接地结构相连。
例如图5和图6所示，第一馈电电路211与第一接地耦合面213位于同一表面，第一馈电电路211的末端设置有第一馈电接地通孔212，第一馈电电路211通过第一馈电接地通孔212与第二侧面的第一接地面214相连，保证馈电信号的直流接地。
如图7和图8所示，第二基板22同样包括第二馈电电路221和第二馈电接地通孔222，第二基板22的馈电结构和第一基板21的馈电结构相同，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种基站天线，该基站天线包括如上述任一实施例所述的辐射单元1。
本发明实施例提供的基站天线，通过将每组辐射臂的两个辐射单臂分别设置于基板的两个表面，增加了阻抗带宽，通过使同一组辐射臂中的两个辐射单臂通过辐射面耦合，调节耦合面积，实现了异频信号的减弱，增强了去耦效果，解决了现有技术中融合阵列天线难以减小频段间互耦的技术问题
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种辐射单元，其特征在于，包括基板和两组辐射臂，两组所述辐射臂正交分布，每组所述辐射臂包括两个辐射单臂，每一所述辐射单臂均设置有至少一个去耦结构，每组所述辐射臂的其中一个辐射单臂位于所述基板的第一表面，另一个辐射单臂位于所述基板的第二表面，同一组辐射臂中的两个辐射单臂通过辐射面耦合，所述辐射面位于所述第一表面；
所述去耦结构包括高低阻线去耦枝节、开路去耦枝节和缝隙去耦枝节中的一种或多种；
所述辐射单臂远离辐射中心的端部设有至少一个高低阻线去耦枝节，所述辐射单臂沿所述辐射单臂的延伸方向设有缝隙去耦枝节。
2.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，所述去耦结构相对于所述辐射单臂的中心线呈镜像对称。
3.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，还包括第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板正交设置并均与所述基板相连，所述第一基板与所述第二基板的第一侧面均设置有馈电结构，所述第一基板与所述第二基板的第二侧面均设置有接地结构，所述接地结构和所述馈电结构分别与所述辐射臂耦合连接或电气连接。
4.根据权利要求3所述的辐射单元，其特征在于，所述接地结构包括接地焊接面、接地耦合面和接地面，所述接地焊接面与所述基板固定并与所述辐射面电气连接，所述接地耦合面与所述馈电结构位于同一侧且所述接地耦合面与所述接地焊接面相连，所述接地面与所述馈电结构位于相对的两侧，所述接地耦合面与所述接地面耦合连接。
5.根据权利要求4所述的辐射单元，其特征在于，所述接地面和所述接地耦合面位于所述第一基板或第二基板的相对两侧，所述接地焊接面外凸于所述第一基板或第二基板以连接所述接地面与所述接地耦合面，所述接地焊接面与所述接地耦合面相连后呈凸字形。
6.根据权利要求3所述的辐射单元，其特征在于，所述馈电结构包括馈电电路，所述馈电电路与所述辐射臂耦合馈电，所述馈电电路的末端设有馈电接地通孔，所述馈电接地通孔与所述接地结构相连。
7.根据权利要求3所述的辐射单元，其特征在于，所述第一基板的第一端设有第一卡口，所述第二基板的第二端设有第二卡口，所述第一基板与所述第二基板通过所述第一卡口和所述第二卡口正交卡装在一起。
8.一种基站天线，其特征在于，所述基站天线包括如权利要求1至7任一项所述的辐射单元。
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