[发明专利]宽频双极化辐射单元及天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种宽频双极化辐射单元及天线。

背景技术

基站天线作为实现移动通信网络覆盖的核心设备之一，是移动通信系统的重要组成部分。在当前2G和3G网络共存，3G向LTE演进的大环境下，多频天线需求越来越多，对性能指标的要求也越来越高，兼容2G、3G及LTE2600频段(1710-2690MHz)则成了多频天线技术发展的潮流及必然趋势。

现有技术中，兼容2G和3G频段的多频天线，按照2G(低频)和3G(高频)辐射单元的相对位置，可划分为两大类：一类是side-by-side方式，即低频辐射单元和高频辐射单元并排各自组阵，两个阵列的轴平行但不重合；另一类是共轴方式，即低频辐射单元和高频辐射单元按一定比例间隔组阵，部分高频辐射单元嵌套于低频辐射单元的内部，两个阵列的轴重合。上述side-by-side方式的多频天线由于其不同频段的辐射单元是并排放置的，天线宽度会相对较宽，且由于辐射单元的边界条件是不对称的，导致天线方向图的波束指向性相对较差，方向图的对称性也相对较差。

上述共轴方式的多频天线的低频辐射单元多采用四个偶极子两两一组正交放置的结构，例如：

专利US 6819300B2所公开的技术方案中，由四个偶极子组成的辐射单元在反射板上的正投影为方形，每个偶极子的辐射臂，即方形的每条边与反射板的纵向或横向呈45°角，如图1所示。专利CN 201134512Y所公开的技术方案中，由四个偶极子组成的辐射单元在反射板上的正投影为圆形，平行对置的两个偶极子之间的距离，即口径大小的典型值为0.5个工作波长，如图2所示。

当高低频共轴组阵时，专利US 6819300B2所述辐射单元的辐射臂末端将会靠近相邻高频辐射单元，导致高频辐射单元的电气性能受到影响。专利CN 201134512Y所述辐射单元将口径由方形改进成了圆形，一定程度上降低了低频辐射单元对相邻高频辐射单元的影响，但当高频的工作频段由3G扩展到3G&LTE2600或者为了满足特殊性能要求，而将组阵间距缩小的时候，低频辐射单元的辐射臂末端仍会靠近或者部分位于相邻高频辐射单元的上方，对高频辐射单元的电气性能，尤其是驻波和隔离造成较大影响，导致低频辐射单元内部的高频辐射单元、两个低频辐射单元之间的高频辐射单元和单个高频辐射单元这三者的电气性能不同，而且低频辐射单元内部有没有嵌套高频辐射单元电气性能也不同，导致高低频阵列之间互耦严重，电气性能显著变差，尤其是高频段。可见，合理设计辐射单元的结构和尺寸，使辐射单元之间的互耦尽可能小是非常重要的，尤其是对兼容2G，3G及LTE2600频段的多频天线来说。

综上可知，现有的宽频双极化辐射单元及天线，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种宽频双极化辐射单元及天线，可降低多频天线高低频辐射单元之间的互耦，且结构简单，加工方便、可靠性高、电气性能良好。

为了实现上述目的，本发明提供一种宽频双极化辐射单元，用于装设于金属反射板上组成天线，所述辐射单元包括两对正交极化的偶极子，用于发射或接收通信信号；

每个所述偶极子对应连接有一对巴伦，各个巴伦的底部连接于一环状底座；所述每个偶极子包括两个非对称设置的第一辐射臂和第二辐射臂，相邻两个所述偶极子之间的辐射臂位于同一平面。

根据本发明的宽频双极化辐射单元，互不相邻的两个偶极子呈对称设置，且所述对称设置的两个偶极子之间的距离为0.35～0.45个工作波长。

根据本发明的宽频双极化辐射单元，所述第一辐射臂为多段线结构，其包括在同一平面内且依次连接的连接部、第一主体部及第一弯折部，所述第一弯折部与所述第一主体部的形成的第一夹角大小为45～135°。

根据本发明的宽频双极化辐射单元，所述第二辐射臂为多段线结构，其包括在同一平面内的第二主体部及第二弯折部，所述第二弯折部与所述第二主体部形成的第二夹角大小为45～135°。

根据本发明的宽频双极化辐射单元，所述第二辐射臂还具有连接于所述第二主体部的调谐枝节。

根据本发明的宽频双极化辐射单元，所述第一夹角与第二夹角大小不同。

根据本发明的宽频双极化辐射单元，所述第一辐射臂所在的平面与所述底座所在的平面形成的夹角为40～60°，所述第二辐射臂所在的平面与所述底座所在的平面形成的夹角也为40～60°。

根据本发明的宽频双极化辐射单元，所述巴伦包括相互连接的直线段和弧线段。