CN211829186U - 一种5g低剖面双极化辐射单元及基站天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种5G低剖面双极化辐射单元及基站天线，该5G低剖面双极化辐射单元包括辐射体和设置在所述辐射体底端的巴伦，所述辐射体包括两个极化正交设置的振子，每个振子包括两个关于所述辐射体的中心对称的辐射臂，两个振子的四个辐射臂位于同一平面上且四个辐射臂之间相互连接，每个辐射臂具有镂空孔，每个振子的两个辐射臂的镂空孔关于所述辐射体的中心对称，所述巴伦包括四个支撑件，每个支撑件对应一个辐射臂，每个支撑件的顶端连接到对应的辐射臂的镂空孔的靠近辐射体中心的一端内壁。本实用新型的结构简单，易于制造，减小了体积和重量，降低了成本。

Description

一种5G低剖面双极化辐射单元及基站天线

【技术领域】

本实用新型涉及移动通信领域，尤其是涉及一种5G低剖面双极化辐射单元及基站天线。

【背景技术】

在移动通信系统中，基站天线是整个系统中的重要组成部分，基站天线技术与应用随着系统的发展而不断演进，对基站天线性能提出了更高的要求。

随着5G时代的到来，传统移动通信天线由于体积和重量较大，使得施工及物业选址、环保等多方面受到了很大限制，由此天线的小型化低剖面不仅是网络发展的必然趋势，也是解决目前基站工程建设安装相关问题的最有效途径之一。

传统的基站天线，其辐射单元一般采用金属压铸振子，金属压铸振子的结构较复杂，不易于制造，体积都比较大，重量也较重，成本也较高，无法满足基站天线的结构简单化、小型化、轻量化、低成本要求。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，提供一种结构简单、易于制造、体积小、重量轻、成本低的5G低剖面双极化辐射单元及基站天线。

本实用新型的第一方面提供一种5G低剖面双极化辐射单元，包括辐射体和设置在所述辐射体底端的巴伦，所述辐射体包括两个极化正交设置的振子，每个振子包括两个关于所述辐射体的中心对称的辐射臂，两个振子的四个辐射臂位于同一平面上且四个辐射臂之间相互连接，每个辐射臂具有镂空孔，每个振子的两个辐射臂的镂空孔关于所述辐射体的中心对称，所述巴伦包括四个支撑件，每个支撑件对应一个辐射臂，每个支撑件的顶端连接到对应的辐射臂的镂空孔的靠近辐射体中心的一端内壁。

进一步地，相邻的两个辐射臂之间开设有槽口，所述槽口的截面形状为十字形、方形、长方形、三角形、喇叭形或梅花形。

进一步地，每个辐射臂的外侧向下弯折形成弯折部，所述弯折部与所述辐射体底端面之间的夹角大于等于20度且小于等于85度；所述弯折部具有通孔，所述通孔延伸至对应的辐射臂并与对应的辐射臂的镂空孔的远离辐射体中心的一端连通。

进一步地，所述支撑件的高度大于等于0.0625个中心频率波长且小于等于0.125个中心频率波长。

进一步地，所述辐射体的截面形状为方形、长方形、圆形或椭圆形。

进一步地，所述辐射体和巴伦为一体成型。

本实用新型的第二方面提供一种基站天线，包括反射板、设置在所述反射板正面的馈电件和设置在所述馈电件正面的辐射阵列，所述辐射阵列包括若干个沿所述馈电件的纵向间隔设置的5G低剖面双极化辐射单元，所述5G低剖面双极化辐射单元包括辐射体和设置在所述辐射体底端的巴伦，所述辐射体包括两个极化正交设置的振子，每个振子包括两个关于所述辐射体的中心对称的辐射臂，两个振子的四个辐射臂位于同一平面上且四个辐射臂之间相互连接，每个辐射臂具有镂空孔，每个振子的两个辐射臂的镂空孔关于所述辐射体的中心对称，所述巴伦包括四个支撑件，每个支撑件对应一个辐射臂，每个支撑件的顶端连接到对应的辐射臂的镂空孔的靠近辐射体中心的一端内壁，每个支撑件的底端设置在所述馈电件的正面并与馈电件的馈电电路连接。

进一步地，每个支撑件的底端形成有插接部，所述馈电件的正面设有与所述插接部对应的插孔，所述插接部插设到对应的插孔并焊接到对应的插孔。

进一步地，所述反射板的两侧分别向上弯折形成两个折边。

进一步地，所述支撑件的高度大于等于0.0625个中心频率波长且小于等于0.125个中心频率波长。

本实用新型的5G低剖面双极化辐射单元，简化了结构，易于制造，减小了体积和重量，降低了成本。

【附图说明】

图1为本实用新型一实施例提供的一种基站天线的结构示意图；

图2是图1所示基站天线的5G低剖面双极化辐射单元的俯视示意图；

图3是图1所示基站天线的5G低剖面双极化辐射单元底端的结构示意图；

图4是图1所示基站天线的一种替换方案的5G低剖面双极化辐射单元的俯视示意图；

图5是图1所示基站天线的一种替换方案的5G低剖面双极化辐射单元顶端的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

参考图1，本实用新型提供的一种基站天线，包括反射板10、设置在反射板10正面的馈电件20和设置在馈电件20正面的辐射阵列。辐射阵列包括若干个沿馈电件20的纵向间隔设置的5G低剖面双极化辐射单元30。反射板10为一金属反射板，馈电件20为一具有一定厚度介电常数的介质基板，馈电件20的正面设有馈电电路(图上未示出)，馈电电路用于对若干个5G低剖面双极化辐射单元30提供馈电，优选地，馈电电路采用功分网络联合馈电的方式实现对若干个5G低剖面双极化辐射单元30进行馈电。本实施例中，5G低剖面双极化辐射单元30的数量为三个，可以理解地，5G低剖面双极化辐射单元30的数量还可以是例如一个、两个、四个等等，5G低剖面双极化辐射单元30的数量可根据实际情况进行设定。

反射板10的两侧分别向上弯折形成两个折边11，折边11与反射板10呈垂直设置。折边11的设置，可用于提高辐射阵列的辐射特性。

参考图1至图3，5G低剖面双极化辐射单元30包括辐射体和设置在辐射体底端的巴伦。辐射体用于发射或接收通信信号。巴伦对辐射体起到支撑和馈电的作用。

辐射体包括两个极化正交设置的振子，两个极化分别为正45度极化和负45度极化。每个振子包括两个关于辐射体的中心对称的辐射臂31。两个振子的四个辐射臂31位于同一平面上且四个辐射臂31之间相互连接。四个辐射臂31呈X形排布。每个辐射臂31具有镂空孔311，镂空孔311方便以冲压的方式成型支撑件41，每个振子的两个辐射臂31的镂空孔311关于辐射体的中心对称。巴伦包括四个支撑件41，每个支撑件41对应一个辐射臂31，每个支撑件41的顶端连接到对应的辐射臂31的镂空孔311的靠近辐射体中心的一端内壁。每个支撑件41的底端设置在馈电件20的正面并与馈电件20的馈电电路连接，从而实现对对应的辐射臂31进行馈电。优选地，每个支撑件41的底端与馈电件20的馈电电路以焊接的方式实现连接。支撑件41与对应的辐射臂31呈垂直设置。通过该种结构，本实用新型的5G低剖面双极化辐射单元30相对传统基站天线的金属压铸振子，具有结构简单、体积小、重量轻、易于制造、成本低等特点，并具有交叉极化辨别率高、前后比性能优异等良好的电气性能和辐射性能，从而本实用新型的基站天线也满足了结构简单化、小型化、轻量化、低成本的要求，并满足了电气性能和辐射性能良好的要求，可实现于未来Massive MIMO(大规模天线技术)天线的应用。

本实施例的辐射体和巴伦为一体成型，例如将钣金件通过钣金冲压的方式形成，便于制造，进一步降低了成本。巴伦的四个支撑件41分别相对对应的辐射体的辐射臂31弯折。

优选地，每个支撑件41的底端形成有插接部411(见图3)，馈电件20的正面设有与插接部411对应的插孔(馈电件20为具有一定厚度及介电常数的PCB板材)，插接部411插设到对应的插孔并焊接到对应的插孔，从而实现将5G低剖面双极化辐射单元30焊接设置在馈电件20的正面，装配简单。

四个支撑件41采用差分馈电的方式实现对对应的辐射臂31进行馈电，即对应每个振子的两个辐射臂31的两个支撑件41的相位分别为0度和180度，从而使得本实用新型的5G低剖面双极化辐射单元30无需设置平衡电流的结构，可以改善5G低剖面双极化辐射单元30的阻抗特性，进一步简化了结构，满足了基站天线的要求。

支撑件41的高度大于等于0.0625个中心频率波长且小于等于0.125个中心频率波长。支撑件41高度取值主要由辐射体的辐射面形状尺寸大小决定的。优选的，支撑件的高度为0.125个中心频率波长，可降低5G低剖面双极化辐射单元30的高度，从而可实现降低基站天线的整体高度，进一步减小了体积、重量。中心频率波长计算如下：以3.5G频段为例，假设频段范围为3.4GHz—3.6GHz，则中心频率波长则为(3.4+3.6)/2。

相邻的两个辐射臂31之间开设有槽口312，槽口312对于天线端口之间隔离具有一定改善。每个辐射臂31的外侧(即辐射臂31的远离辐射体中心的一侧)向下弯折形成弯折部32，弯折部32与辐射体底端面之间的夹角大于等于20度且小于等于85度，对于天线匹配具有一定影响。设置的弯折部32，可实现提高对应的辐射臂31的电磁特性。弯折部32具有通孔321，通孔321对于天线方向图匹配具有一定效果，通孔321延伸至对应的辐射臂31并与对应的辐射臂31的镂空孔311的远离辐射体中心的一端连通。

如图2和图3所示，弯折部32包括第一矩形部分32a、第二矩形部分32c以及连接在第一矩形部分32a和第二矩形部分32c之间的倒直角部分32b。在一种替换方案中，如图4和5所示，倒直角部分32b可以用倒圆角部分32d代替，弯折部32具体采用哪种结构可根据实际情况进行设定。

本实施例中，辐射体的截面形状为方形，两个振子分别位于辐射体的两条对角线上。可以理解地，辐射体的截面形状还可以是例如长方形、圆形、椭圆形等等，可根据实际情况进行设定。

镂空孔311的截面形状为长方形，可以理解地，镂空孔311的截面形状还可以是例如方形或喇叭形等等，可根据实际情况进行设定。通孔321的截面形状为喇叭形，还可以是例如扇形等等，根据实际情况设定通孔的形状。

槽口312的截面形状方形，可以理解地，槽口312的截面形状还可以是十字形、方形、长方形、三角形、喇叭形、梅花形等等，可根据实际情况进行设定。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种5G低剖面双极化辐射单元，包括辐射体和设置在所述辐射体底端的巴伦，其特征在于：所述辐射体包括两个极化正交设置的振子，每个振子包括两个关于所述辐射体的中心对称的辐射臂，两个振子的四个辐射臂位于同一平面上且四个辐射臂之间相互连接，每个辐射臂具有镂空孔，每个振子的两个辐射臂的镂空孔关于所述辐射体的中心对称，所述巴伦包括四个支撑件，每个支撑件对应一个辐射臂，每个支撑件的顶端连接到对应的辐射臂的镂空孔的靠近辐射体中心的一端内壁。

2.根据权利要求1所述的5G低剖面双极化辐射单元，其特征在于：相邻的两个辐射臂之间开设有槽口，所述槽口的截面形状为十字形、方形、长方形、三角形、喇叭形或梅花形。

3.根据权利要求2所述的5G低剖面双极化辐射单元，其特征在于：每个辐射臂的外侧向下弯折形成弯折部，所述弯折部与所述辐射体底端面之间的夹角大于等于20度且小于等于85度；所述弯折部具有通孔，所述通孔延伸至对应的辐射臂并与对应的辐射臂的镂空孔的远离辐射体中心的一端连通。

4.根据权利要求1所述的5G低剖面双极化辐射单元，其特征在于：所述支撑件的高度大于等于0.0625个中心频率波长且小于等于0.125个中心频率波长。

5.根据权利要求1所述的5G低剖面双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体的截面形状为方形、长方形、圆形或椭圆形。

6.根据权利要求1所述的5G低剖面双极化辐射单元，其特征在于：所述辐射体和巴伦为一体成型。

7.一种基站天线，包括反射板、设置在所述反射板正面的馈电件和设置在所述馈电件正面的辐射阵列，所述辐射阵列包括若干个沿所述馈电件的纵向间隔设置的5G低剖面双极化辐射单元，所述5G低剖面双极化辐射单元包括辐射体和设置在所述辐射体底端的巴伦，其特征在于：所述辐射体包括两个极化正交设置的振子，每个振子包括两个关于所述辐射体的中心对称的辐射臂，两个振子的四个辐射臂位于同一平面上且四个辐射臂之间相互连接，每个辐射臂具有镂空孔，每个振子的两个辐射臂的镂空孔关于所述辐射体的中心对称，所述巴伦包括四个支撑件，每个支撑件对应一个辐射臂，每个支撑件的顶端连接到对应的辐射臂的镂空孔的靠近辐射体中心的一端内壁，每个支撑件的底端设置在所述馈电件的正面并与馈电件的馈电电路连接。

8.根据权利要求7所述的基站天线，其特征在于：每个支撑件的底端形成有插接部，所述馈电件的正面设有与所述插接部对应的插孔，所述插接部插设到对应的插孔并焊接到对应的插孔。

9.根据权利要求7所述的基站天线，其特征在于：所述反射板的两侧分别向上弯折形成两个折边。

10.根据权利要求7所述的基站天线，其特征在于：所述支撑件的高度大于等于0.0625个中心频率波长且小于等于0.125个中心频率波长。

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