[发明专利]一种天线单元、共轴辐射组件及天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种移动通信的天线技术领域，尤其是一种单极化多频天线单元、双极化多频共轴辐射组件及天线阵列。

背景技术

天线是移动通信系统的空中接口部分，移动台向空中发射信号，由基站天线接收，然后到基站收发信机处理；反向地，基站也通过天线向移动台发射信号；从而，移动通信系统实现双向通信。

近年来，双极化、多频段天线日益受到人们的青睐。尤其在移动通信领域中，能有效解决多路径衰落问题的双极化天线得到了广泛应用。双极化天线用于发射或接收两个线性正交的极化信号，极化方向例如可以是垂直及水平定向，或者相对垂直方向以+45°及-45°的方向定向；而移动通信包含了多种频率范围，分别有450-470MHz，806-960MHz，1710-2170MHz，2300-2700MHz等。随着移动通信的发展，移动运营商同时拥有了多种频率范围的移动通信牌照，为了提高通信质量，降低成本，运营商希望能开发同时工作在多个频段的双极化天线，于是就提出了多频双极化天线需求。

现有共轴方案的多频双极化天线，换言之，即现有多频双极化天线共轴单元的结构，一般是环绕第二辐射元件(又名中央辐射元件)设置第一辐射元件，第一辐射元件由工作在第一频率上的四个正交偶极构成，第二辐射元件由工作在第二频率上的两个交叉的正交偶极构成，这些元件设置在反射板上；

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺点：现有的多频双极化天线共轴单元，结构上比较复杂，并且构成现有多频双极化天线共轴单元的现有天线单元(第一辐射元件、第二辐射元件)的增益不高。

发明内容

本发明实施例一方面提供一种结构简单的单极化多频天线单元，能获得比现有天线单元更高的单元增益；

本发明实施例另一方面提供由单极化多频天线单元构成的共轴辐射组件，以及由共轴辐射组件构成的多频双极化天线阵列。

本发明实施例的技术方案具体是这样实现的：

一种单极化多频天线单元，包括：工作于第一频率范围的第一偶极单元，所述第一偶极单元包括第一偶极子臂、第二偶极子臂和第一平衡不平衡变换器，所述第一偶极子臂和第二偶极子臂相互对称，所述第一偶极子臂、第二偶极子臂通过所述第一平衡不平衡变换器电连接于一反射板上，所述第一偶极子臂的结构构成一个工作于第二频率范围的第二偶极单元，所述第二偶极子臂的结构构成另一个工作于第二频率范围的第二偶极单元。

一种共轴辐射组件，该共轴辐射组件位于反射板上，用于发射和/或接收两种频率范围中的具有两个线性正交极化方向的电磁波，该共轴辐射组件由两个彼此正交布置的所述的单极化多频天线单元组成，在该共轴辐射组件中所述单极化多频天线单元中的第二偶极单元构成偶极子方阵。

一种双极化多频天线阵列，包括：至少两个所述的共轴辐射组件，所述共轴辐射组件在垂直扩展方向上彼此上下设置在反射板上的，或者，所述共轴辐射组件在水平扩展方向上彼此前后设置在反射板上的，或者，所述共轴辐射组件以多个行及列的方式相互侧向及上下级联的布置。

由上述技术方案可见，本发明实施例中采用将工作于第一频率范围和第二频率范围的偶极单元构成一体化结构，因此可以灵活使用在多频段或者单频段上，并且本发明实施例的天线单元和共轴辐射组件采用一体化结构，具有结构简单的优点。

并且，对于工作于第一频率范围的第一偶极单元，由于所述第一偶极子臂和所述第二偶极子臂分别构成一个工作于第二频率范围的第二偶极单元，因此，有效电尺寸加大了，从而可以获得比传统天线单元更高的增益。

并且，对于工作于第二频率范围的第二偶极单元，由于是一对偶极子形成一个极化方向上的单元，有了阵列的增益贡献，同样可获得比传统天线单元更高的增益，因此，本发明实施例提供的天线单元能获得比传统天线单元更高的增益；本发明实施例提供的共轴辐射组件能获得比现有共轴辐射组件更好的增益；以及，相对于由传统天线单元组成的天线阵列，本发明实施例提供的天线阵列也能获得更高的增益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的单极化偶极子的结构示意图；

图2为现有的单极化偶极子的一种馈电点结构示意图；

图3为本发明实施例一的天线单元的立体结构示意图；