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专利名称：一种辐射单元及基站天线

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411133398.6

专利申请（专利权）人：广东盛路通信开云优惠体育网页版入口股份有限公司
权利人地址：广东省佛山市三水区西南工业园进业二路4号

专利发明（设计）人：李传奇,杨华,李阳能,杨浩斌,叶桦

专利摘要：本发明提供了一种辐射单元及基站天线，涉及天线技术领域，辐射单元包括：底座、四个对角部署的半波偶极子以及反射框；所述底座的中心设置有凸起平台；所述四个对角部署的半波偶极子围绕所述底座设置，所述半波偶极子包括两个辐射臂以及两个巴伦臂，所述巴伦臂用于支撑所述辐射臂，每两个相邻的所述半波偶极子的巴伦臂之间设置有金属壁；所述反射框设置于所述凸起平台上方；其中，每两个相邻的所述半波偶极子的辐射臂的末端直接连通，既具备更加稳定的三阶互调性能又满足辐射单元的宽带阻抗匹配要求。

主权利要求：
1.一种辐射单元，其特征在于，包括：
底座，所述底座的中心设置有凸起平台；
四个对角部署的半波偶极子，所述四个对角部署的半波偶极子围绕所述底座设置，所述半波偶极子包括两个辐射臂以及两个巴伦臂，所述巴伦臂用于支撑所述辐射臂，每两个相邻的所述半波偶极子的巴伦臂之间设置有金属壁；
反射框，所述反射框设置于所述凸起平台上方；
其中，每两个相邻的所述半波偶极子的辐射臂的末端直接连通；
所述反射框包括八边形底板以及四个侧板，四个所述侧板设置于所述八边形底板的四条边上，并且，四个所述侧板的上边缘均与所述辐射臂平行；
所述八边形底板上设置有若干安装孔位；
所述金属壁的下边缘与所述底座连通，所述金属壁的上边缘与所述辐射臂之间形成镂空区域，所述金属壁的上边缘包括第一线段、第二线段以及第三线段；
在每两个相邻的所述半波偶极子的辐射臂的末端的连接点设置有矩形块；
在所述底座还设置有三个螺丝紧固孔，并且三个所述螺丝紧固孔以所述凸起平台的中心为圆心均匀部署。
2.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，还包括两个合路器以及两个馈电部件，两个所述合路器设置于所述底座，每个所述馈电部件包括两根同轴电缆，两根所述同轴电缆的顶端线芯均与对角部署的两个所述半波偶极子焊接，两根所述同轴电缆的底端线芯与所述合路器的两个输入端焊接。
3.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，每个所述半波偶极子的两个巴伦臂之间均设置有耦合间隙，在所述耦合间隙的顶端设置有绝缘卡扣。
4.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，所述底座分别与所述四个对角部署的半波偶极子以及所述金属壁连通，并且所述底座、所述四个对角部署的半波偶极子以及所述金属壁一体化压铸成型。
5.一种基站天线，其特征在于，包括权利要求1?4任一项所述的辐射单元。 说明书 : 一种辐射单元及基站天线技术领域[0001] 本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种辐射单元及基站天线。背景技术[0002] 在现有碗状辐射单元方案中，大多采用四个半波偶极子两两并馈形成两个正负45度双极化辐射单元，其中，每两个相邻偶极子的辐射臂末端存在一定间隙，一般采用绝缘卡扣将每两个相邻偶极子的辐射臂末端固定在一起，但是，当天线发生振动时，这种软连接的方式容易导致天线的三阶互调值不稳定，而如果直接把每两个相邻偶极子的末端直接硬连接导通，天线振动时的稳定性将会得到大幅度改善，但是随之带来的辐射单元的宽带阻抗匹配的问题却难以解决。[0003] 因此，亟需设计一种既具备更加稳定的三阶互调性能又满足辐射单元的宽带阻抗匹配要求的天线。发明内容[0004] 本申请实施例的主要目的在于旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出一种辐射单元及基站天线，既具备更加稳定的三阶互调性能又满足辐射单元的宽带阻抗匹配要求。[0005] 为实现上述目的，第一方面，本发明申请实施例提出了一种辐射单元，包括：底座、四个对角部署的半波偶极子以及反射框；[0006] 所述底座的中心设置有凸起平台；[0007] 所述四个对角部署的半波偶极子围绕所述底座设置，所述半波偶极子包括两个辐射臂以及两个巴伦臂，所述巴伦臂用于支撑所述辐射臂，每两个相邻的所述半波偶极子的巴伦臂之间设置有金属壁；[0008] 所述反射框设置于所述凸起平台上方；[0009] 其中，每两个相邻的所述半波偶极子的辐射臂的末端直接连通。[0010] 根据本发明实施例提供的一种辐射单元，至少具有如下有益效果：四个对角部署的半波偶极子组成了正负45度双极化辐射单元，其中，每两个相邻的半波偶极子的辐射臂的末端直接连通，当天线发生振动时，这种硬连接的方式能够大幅度改善天线的三阶互调值的稳定性，从而提高的信号质量，另外，设置于凸起平台上方的反射框与金属壁之间通过互耦在工作频段内产生了二次谐振，使得该辐射单元增加了一个谐振点，拓宽了辐射单元的工作带宽，使得天线在较宽的频率范围内能够保持稳定的阻抗特性，从而实现了宽带阻抗匹配。[0011] 在一些实施例中，所述反射框包括八边形底板以及四个侧板，四个所述侧板设置于所述八边形底板的四条边上，并且，四个所述侧板的上边缘均与所述辐射臂平行。[0012] 在一些实施例中，所述八边形底板上设置有若干安装孔位。[0013] 在一些实施例中，所述金属壁的下边缘与所述底座连通，所述金属壁的上边缘与所述辐射臂之间形成镂空区域，所述金属壁的上边缘包括第一线段、第二线段以及第三线段。[0014] 在一些实施例中，在每两个相邻的所述半波偶极子的辐射臂的末端的连接点设置有矩形块。[0015] 在一些实施例中，在所述底座还设置有三个螺丝紧固孔，并且三个所述螺丝紧固孔以所述凸起平台的中心为圆心均匀部署。[0016] 在一些实施例中，还包括两个合路器以及两个馈电部件，两个所述合路器设置于所述底座，每个所述馈电部件包括两根同轴电缆，两根所述同轴电缆的顶端线芯均与对角部署的两个所述半波偶极子焊接，两根所述同轴电缆的底端线芯与所述合路器的两个输入端焊接。[0017] 在一些实施例中，每个所述半波偶极子的两个巴伦臂之间均设置有耦合间隙，在所述耦合间隙的顶端设置有绝缘卡扣。[0018] 在一些实施例中，所述底座分别与所述四个对角部署的半波偶极子以及所述金属壁连通，并且所述底座、所述四个对角部署的半波偶极子以及所述金属壁一体化压铸成型。[0019] 第二方面，本发明申请实施例提出了一种基站天线，包括如第一方面实施例所述的辐射单元。[0020] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明[0021] 附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。[0022] 下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；[0023] 图1是本发明提供的一种辐射单元的总体结构示意图；[0024] 图2是本发明提供的一种辐射单元的背面结构示意图；[0025] 图3是本发明提供的一种辐射单元的正面结构示意图。具体实施方式[0026] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。[0027] 需要说明的是，说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。[0028] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。[0029] 在现有碗状辐射单元方案中，大多采用四个半波偶极子两两并馈形成两个正负45度双极化辐射单元，其中，每两个相邻偶极子的辐射臂末端存在一定间隙，一般采用绝缘卡扣将每两个相邻偶极子的辐射臂末端固定在一起，但是，当天线发生振动时，这种软连接的方式容易导致天线的三阶互调值不稳定，而如果直接把每两个相邻偶极子的末端直接硬连接导通，天线振动时的稳定性将会得到大幅度改善，但是随之带来的辐射单元的宽带阻抗匹配的问题却难以解决。[0030] 基于此，本发明实施例提供了一种辐射单元及基站天线，既具备更加稳定的三阶互调性能又满足辐射单元的宽带阻抗匹配要求。[0031] 下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。[0032] 第一方面，参照图1?3，本发明申请实施例提出了一种辐射单元，包括：底座、四个对角部署的半波偶极子100以及反射框400；[0033] 底座的中心设置有凸起平台300；[0034] 四个对角部署的半波偶极子100围绕底座设置，半波偶极子100包括两个辐射臂110以及两个巴伦臂120，巴伦臂120用于支撑辐射臂110，每两个相邻的半波偶极子100的巴伦臂120之间设置有金属壁200；[0035] 反射框400设置于凸起平台300上方；[0036] 其中，每两个相邻的半波偶极子100的辐射臂110的末端直接连通。[0037] 根据本发明实施例提供的一种辐射单元，四个对角部署的半波偶极子100组成了正负45度双极化辐射单元，其中，每两个相邻的半波偶极子100的辐射臂110的末端直接连通，当天线发生振动时，这种硬连接的方式能够大幅度改善天线的三阶互调值的稳定性，从而提高的信号质量，另外，设置于凸起平台300上方的反射框400与金属壁200之间通过互耦在工作频段内产生了二次谐振，使得该辐射单元增加了一个谐振点，拓宽了辐射单元的工作带宽，使得天线在较宽的频率范围内能够保持稳定的阻抗特性，从而实现了宽带阻抗匹配。[0038] 需要说明的是，每两个相邻的半波偶极子100的辐射臂110的末端直接连通，且一体化压铸成型，消除了传统组装方式中可能存在的连接点松动、接触不良等问题，从而提高了天线的结构稳定性和机械强度，在天线受到振动、风载等外力作用时，能够保持更好的形状稳定性和性能一致性。[0039] 需要说明的是，半波偶极子100包括两个辐射臂110以及两个巴伦臂120，其中，辐射臂110负责辐射和接收电磁波，而巴伦臂120则用于支撑辐射臂110并提供必要的电气连接。[0040] 在一些实施例中，底座分别与四个对角部署的半波偶极子100以及金属壁200连通，并且底座、四个对角部署的半波偶极子100以及金属壁200一体化压铸成型。[0041] 可以理解的是，底座不仅作为支撑结构，还与四个对角部署的半波偶极子100以及金属壁200一体化压铸成型，增强了整个辐射单元的结构强度和稳定性，减少了因组装导致的性能波动，进一步提高了天线的结构稳定性和机械强度。[0042] 参照图1，在一些实施例中，反射框400包括八边形底板410以及四个侧板420，四个侧板420设置于八边形底板410的四条边上，并且，四个侧板420的上边缘均与辐射臂110平行。[0043] 优选地，四个侧板420均垂直设置于八边形底板410上。[0044] 需要说明的是，位于八边形底板410上的另外四条边的部署位置与四个对角部署的半波偶极子100的巴伦臂120一一对应。[0045] 可以理解的是，一方面，四个侧板420为八边形底板410提供了额外的结构支撑，增强了反射框400的整体稳定性，在天线受到外力作用时，侧板420有助于保持反射框400的形状和位置不变；另一方面，侧板420能够起到电磁屏蔽效果，减少来自侧面的电磁辐射或干扰对天线性能的影响。[0046] 在一些实施例中，八边形底板410上设置有若干安装孔位430。[0047] 需要说明的是，安装孔位430能够用于将其它频段的辐射单元安装在反射框400上。[0048] 进一步地，当其它频段的辐射单元部署于反射框400上，反射框400能够起到充当反射板边界的作用，例如用于反射电磁波、减少后向辐射以及电磁屏蔽。[0049] 参照图2、图3，在一些实施例中，金属壁200的下边缘与底座连通，金属壁200的上边缘与辐射臂110之间形成镂空区域，金属壁200的上边缘包括第一线段210、第二线段220以及第三线段230。[0050] 优选地，第一线段210与第三线段230的斜率相同，第二线段220的斜率小于第一线段210。[0051] 优选地，第二线段220与辐射臂110平行。[0052] 需要说明的是，第一线段210、第二线段220以及第三线段230依次连接，金属臂的上边缘形成两边倾斜、中间凹陷的渐变起伏直线段形状，便于实现超宽带匹配。[0053] 需要说明的是，半波偶极子100的底座、金属壁200以及辐射臂110三者形成一个斜面状，其倾斜角度小于90度，金属壁200的上边缘与辐射臂110之间形成镂空区域，镂空的设计不仅减轻了辐射单元的整体重量，还能够降低对反射框400上集成的其它频段辐射单元的干扰。[0054] 参照图1?3，在一些实施例中，在每两个相邻的半波偶极子100的辐射臂110的末端的连接点设置有矩形块111。[0055] 可以理解的是，每两个相邻的半波偶极子100的辐射臂110的末端直接连通，并且在每两个相邻的半波偶极子100的辐射臂110的末端的连接点处设置有矩形块111，设置的矩形块111能够作为辐射臂110的末端的连接点处的加强筋以提高辐射臂110的强度，避免辐射臂110变形，以改善天线的三阶互调值的稳定性，从而提高的信号质量。[0056] 参照图2，在一些实施例中，在底座还设置有三个螺丝紧固孔500，并且三个螺丝紧固孔500以凸起平台300的中心为圆心均匀部署。[0057] 需要说明的是，在底座的背面还设置有三个螺丝紧固孔500，并且三个螺丝紧固孔500以凸起平台300的中心为圆心均匀部署，构成稳定的三角形架构，使得辐射单元即使部署在一个不绝对平坦的平面，也能形成一个稳定的平面，即紧固点不会产生相对应力，提高了该天线的三阶互调稳定性。[0058] 参照图2、图3，在一些实施例中，还包括两个合路器600以及两个馈电部件，两个合路器600设置于底座，每个馈电部件包括两根同轴电缆700，两根同轴电缆700的顶端线芯均与对角部署的两个半波偶极子100焊接，两根同轴电缆700的底端线芯与合路器600的两个输入端焊接。[0059] 需要说明的是，两个合路器600设置于底座，每个合路器600具备两个输入端，两个输入端均部署在辐射单元的底座的正面，并且，每个合路器600具备一个输出端口部署在辐射单元底座背面。[0060] 需要说明的是，常规辐射单元通过四根同轴电缆分别与四个偶极子电气导通，需要在天线上部署四个输出口，并且馈电电缆留有足够的长度，在与天线其它部件连接时，往往需要使用额外的合路端子进行部件之间的连接，但是较长的同轴电缆往往使布局变得十分困难，额外引入的馈电端子和焊点也同时引入了新的互调风险，而直接在辐射单元上设置两个均带有两个输入端、一个输出端的合路器，不仅能够缩短同轴电缆的长度，还能够减少输出端口以及焊点，提高了该天线的互调稳定性。[0061] 需要说明的是，设置有两个馈电部件，且每个馈电部件包括两根同轴电缆700，共设有四根同轴电缆700，两根同轴电缆700顶端的线芯均与对角部署的两个半波偶极子100焊接在一起实现电气导通，具体地，两根同轴电缆700顶端的线芯可以分别与每个半波偶极100中的一个巴伦臂的顶端焊接；两根同轴电缆700的屏蔽层可以分别与每个半波偶极子100中另一个巴伦臂120上的凹陷121处焊接在一起，以将同轴电缆700固定于巴伦臂120上，防止在风力较大时，同轴电缆700被吹变形，导致无法正常馈电；两根同轴电缆700的底端的线芯与合路器600的两个输入端焊接在一起实现电气导通，形成了一个二元阵。[0062] 进一步地，另一个馈电部件也做相同设计，另一个馈电部件的两根同轴电缆700顶端的线芯均与对角部署的另外两个半波偶极子100焊接在一起实现电气导通，具体地，两根同轴电缆700顶端的线芯可以分别与每个半波偶极100中的一个巴伦臂的顶端焊接；两根同轴电缆700的屏蔽层可以分别与每个半波偶极子100中另一个巴伦臂120上的凹陷121处焊接在一起，以将同轴电缆700固定于巴伦臂120上，防止在风大时，同轴电缆700变形，导致无法正常馈电；两根同轴电缆700的底端的线芯与合路器600的两个输入端焊接在一起实现电气导通。[0063] 可以理解的是，由于在辐射单元的底座上部署了两个具备两个输入口和一个输出口的内置合路器600，四个半波偶极子100的同轴电缆700在合路器600上进行两两合路，最终形成一个只有两个输出端口的正负45°双极化二元阵辐射单元，不仅能够缩短同轴电缆700的长度，还能够减少输出端口以及焊点，提高了该天线的互调稳定性。[0064] 参照图1?3，在一些实施例中，每个半波偶极子100的两个巴伦臂120之间均设置有耦合间隙，在耦合间隙的顶端设置有绝缘卡扣800。[0065] 需要说明的是，每个半波偶极子100的两条巴伦臂120之间的耦合间隙顶端部署一个绝缘卡扣800，绝缘卡扣800用于固定连接半波偶极子100上的两个辐射臂110的顶端，从而提高辐射单元整体结构的稳定性。[0066] 第二方面，本发明申请实施例提出了一种基站天线，包括如第一方面实施例的辐射单元。[0067] 显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的保护范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

专利地区：广东

专利申请日期：2024-08-19

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118659129B