CN115313025A - 一种超低剖面双极化辐射单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低剖面双极化辐射单元，包括辐射体、第一平衡馈电装置、第二平衡馈电装置和微带馈电网络，所述辐射体位于第一平衡馈电装置和第二平衡馈电装置上，所述第一平衡馈电装置与第二平衡馈电装置位于微带馈电网络上。本发明减轻天线系统重量、减小天线系统体积。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是一种超低剖面双极化辐射单元。
背景技术
随着5G通信的发展，massive MIMO作为5G关键技术之一，大规模天线阵列将显著提高系统容量、通信速率和带宽。然而采用大规模天线阵列将对天线设计提出更高要求，小型化、轻量化是基础。
目前，半波对称振子是移动通信系统中最常见的单元形式，但常规半波对称振子整体高度较高，导致阵面辐射层总体厚度增加，给基站天线的架设带来不便。
从减轻天线整机重量和厚度的目的出发，辐射单元需要进行轻、薄化设计。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种减轻天线系统重量、减小天线系统体积的超低剖面双极化辐射单元。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种超低剖面双极化辐射单元，包括辐射体、第一平衡馈电装置、第二平衡馈电装置和微带馈电网络，所述辐射体位于第一平衡馈电装置和第二平衡馈电装置上，所述第一平衡馈电装置与第二平衡馈电装置位于微带馈电网络上。
所述辐射体为金属板或印刷电路板。
所述辐射体设有多个矩形槽口，第一平衡馈电装置与第二平衡馈电装置顶部设有多个凸台，所述第一平衡馈电装置与第二平衡馈电装置通过凸台与所述辐射体槽口电气连接。
所述第一平衡馈电装置与第二平衡馈电装置正交插接，第一平衡馈电装置馈电电路与第二平衡馈电装置馈电电路上下交错排布。
所述微带馈电网络设有两个微带线和正交的微带馈电网络接地覆铜层，微带线与第一平衡馈电装置馈电电路和第二平衡馈电装置馈电电路电气连接，正交的微带馈电网络接地覆铜层与第一平衡馈电装置接地覆铜层和第二平衡馈电装置接地覆铜层电气连接。
所述第一平衡馈电装置高度为0.08λ～0.1λ，λ为单元工作中心频点对应自由空间波长，所述第一平衡馈电装置馈电电路分为两条支路，两条支路相位差180°设计。
所述第二平衡馈电装置高度为0.08λ～0.1λ，λ为单元工作中心频点对应自由空间波长，所述第二平衡馈电装置馈电电路分为两条支路，两条支路相位差180°设计。
相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明提供的一种超低剖面双极化辐射单元，平衡馈电装置分为两条支路，实现了带宽的扩展，同时两条支路相位差180°设计大大降低了平衡馈电装置的高度，实现了单元的轻、薄化设计，这样就能进一步减轻天线整机重量和厚度。
本发明提供的一种超低剖面双极化辐射单元，第一平衡馈电装置馈电电路与所述第二平衡馈电装置馈电电路上下交错排布实现了单元的双极化。
本发明体积小，剖面低，结构紧凑，装配简单，电性能良好，适合批量生产，适用于第五代移动通信系统。
附图说明
图1为本发明实施例提供的超低剖面双极化辐射单元的结构图；
图2为本发明实施例提供的超低剖面双极化辐射单元的俯视图；
图3为本发明实施例提供的超低剖面双极化辐射单元的侧视图；
图4为本发明实施例提供的超低剖面双极化辐射单元的S参数曲线图。
图中：1、辐射体；11、槽口；2、第一平衡馈电装置；21、第一平衡馈电装置馈电电路；22、第一平衡馈电装置接地覆铜层；23、第一平衡馈电装置介质板；3、第二平衡馈电装置；31、第二平衡馈电装置馈电电路；32、第二平衡馈电装置接地覆铜层；33、第二平衡馈电装置介质板；34、顶部凸台；4、微带馈电网络；41、微带线；42、微带馈电网络介质板；43微带馈电网络接地覆铜层；5、反射板。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
参照图1-3，本实施例一种超低剖面双极化辐射单元，包括辐射体1、第一平衡馈电装置2、第二平衡馈电装置3和微带馈电网络4。辐射体1位于第一平衡馈电装置2和第二平衡馈电装置3上。第一平衡馈电装置2与第二平衡馈电装置3位于微带馈电网络4上，微带馈电网络4位于反射板5上。
参照图1，辐射体1为金属板或印刷电路板，辐射体1设有多个矩形槽口11。第一平衡馈电装置2与第二平衡馈电装置3为印刷电路板，第一平衡馈电装置2与第二平衡馈电装置3正交插接，第一平衡馈电装置馈电电路21与第二平衡馈电装置馈电电路31上下交错排布，第一平衡馈电装置2顶部凸台24和第二平衡馈电装置3顶部凸台34与辐射体槽口11电气连接。微带馈电网络4设有两个微带线41和正交的微带馈电网络接地覆铜层43，微带线41与第一平衡馈电装置馈电电路21和第二平衡馈电装置馈电电路31电气连接，正交的微带馈电网络接地覆铜层43与第一平衡馈电装置接地覆铜层22和第二平衡馈电装置接地覆铜层32电气连接。
本实施例中第一平衡馈电装置2高度为0.08λ～0.1λ(λ为单元工作中心频点对应自由空间波长)，第一平衡馈电装置馈电电路21分为两条支路，实现了带宽的扩展，同时两条支路相位差180°设计大大降低了平衡馈电装置的高度。同理第二平衡馈电装置3高度为0.08λ～0.1λ(λ为单元工作中心频点对应自由空间波长)，第二平衡馈电装置馈电电路31分为两条支路，实现了带宽的扩展，同时两条支路相位差180°设计大大降低了平衡馈电装置的高度。
本实施例中第一平衡馈电装置馈电电路21与所述第二平衡馈电装置馈电电路31上下交错排布实现了单元的双极化。
参照图4，在工作频率2.496GHz～2.69GHz范围内两端口驻波小于1.4且匹配良好；工作频率2.496GHz～2.69GHz范围内两极化端口隔离度大于26dB，隔离度好。
Claims (7)
1.一种超低剖面双极化辐射单元，其特征在于包括辐射体、第一平衡馈电装置、第二平衡馈电装置和微带馈电网络，所述辐射体位于第一平衡馈电装置和第二平衡馈电装置上，所述第一平衡馈电装置与第二平衡馈电装置位于微带馈电网络上。
2.根据权利要求1所述的超低剖面双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体为金属板或印刷电路板。
3.根据权利要求1或2所述的超低剖面双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体设有多个矩形槽口，第一平衡馈电装置与第二平衡馈电装置顶部设有多个凸台，所述第一平衡馈电装置与第二平衡馈电装置通过凸台与所述辐射体槽口电气连接。
4.根据权利要求1所述的超低剖面双极化辐射单元，其特征在于：所述第一平衡馈电装置与第二平衡馈电装置正交插接，第一平衡馈电装置馈电电路与第二平衡馈电装置馈电电路上下交错排布。
5.根据权利要求1所述的超低剖面双极化辐射单元，其特征在于：所述微带馈电网络设有两个微带线和正交的微带馈电网络接地覆铜层，微带线与第一平衡馈电装置馈电电路和第二平衡馈电装置馈电电路电气连接，正交的微带馈电网络接地覆铜层与第一平衡馈电装置接地覆铜层和第二平衡馈电装置接地覆铜层电气连接。
6.根据权利要求1或2所述的超低剖面双极化辐射单元，其特征在于：所述第一平衡馈电装置高度为0.08λ～0.1λ，λ为单元工作中心频点对应自由空间波长，所述第一平衡馈电装置馈电电路分为两条支路，两条支路相位差180°设计。
7.根据权利要求1或2所述的超低剖面双极化辐射单元，其特征在于：所述第二平衡馈电装置高度为0.08λ～0.1λ，λ为单元工作中心频点对应自由空间波长，所述第二平衡馈电装置馈电电路分为两条支路，两条支路相位差180°设计。
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