辐射单元、天线及基站

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及一种辐射单元，配置了所述辐射单元的天线以及配置了所述天线的基站。

背景技术

基站天线是移动通信网络的重要组成部分，其性能的好坏直接影响移动网络的信号质量。经过多年的发展，天线技术越来越成熟，运营商对天线的性能要求越来越高，同时要求成本下降，在此背景下，基站天线各部件需要做相应的优化。

辐射单元是基站天线重要的部件之一，直接决定天线辐射性能的好坏。同时，基站天线中的辐射单元一般组阵设置，组阵需要较多数量的辐射单元，使得基站天线的配置成本也随之提高。

目前主流的辐射单元主要有压铸振子、PCB振子及钣金振子三种，其中压铸振子相对较重，PCB振子成本较高，在5G Mass ive MIMO天线等辐射单元数较多的天线中劣势明显，而钣金振子因其重量轻、成本低的特点成为各大天线厂家研究的重点，但钣金振子在天线带宽及交叉极化比等方面仍与常规压铸振子或PCB振子有差距。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题至少之一而提供一种辐射单元、天线及基站。

适应本发明的各个目的，本发明采用如下技术方案：

适应本发明的目的之一而提供一种辐射单元，包括辐射体和馈电结构，所述的辐射体包括多个辐射臂，以及围设所述辐射臂于内侧的辐射环，所述馈电结构对应所述多个辐射臂设有多个馈电片，所述多个馈电片互相独立，所述辐射臂的其中一端与辐射环相连接，辐射臂的另一端与对应的馈电片相连接。

进一步的，所述辐射环、辐射臂及辐射臂相对应的馈电片一体成型设置。

进一步的，所述辐射环由多个辐射枝节相围成，相邻两个辐射枝节相连接处形成连接位，所述辐射臂与所述连接位相连接。

具体的，所述辐射环呈矩形。

具体的，多个辐射臂等长或不等长。

具体的，所述辐射臂上设有第一调节枝节，所述第一调节枝节与相对应的辐射臂呈角度设置。

具体的，所述辐射环上设有多个第二调节枝节，所述第二调节枝节设置于所述辐射枝节或所述连接位上，且第二调节枝节朝远离辐射环的中心的方向延伸。

具体的，所述馈电片与相对应辐射臂之间设有折弯线。

适应本发明的目的之一而提供一种天线，包括反射板、设置于反射板上的馈电网络以及如前一目的任意一项所述的辐射单元，所述辐射单元的多个馈电片分别与馈电网络上的多个馈电端口相连接。

适应本发明的目的之一而提供一种基站，包括如前一目的所述的天线。

相对于现有技术，本发明具有多方面的优势，包括但不限于：

一方面，本发明的辐射单元的辐射臂、辐射环以及馈电片结构简单，便于辐射单元的生产制造，降低生产成本，以便于大规模的生产使用。

另一方面，本发明的辐射单元的两对辐射臂设置于辐射环内，辐射臂一端与辐射环相连接，使得经辐射臂流向辐射环的电流矢量合成辐射信号，优化辐射单元的方向图，提升辐射单元的辐射性能。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的辐射单元设置于反射板上的结构示意图。

图2为本发明的典型实施例的辐射单元的俯视示意图。

图3为本发明的一个实施例的辐射单元的俯视示意图。

图4为本发明的典型实施例的辐射单元的仰视视角的结构示意图。

图5为本发明的一个实施例的馈电片未折弯时的辐射单元的结构示意图。

图6为本发明的另一实施例的馈电片未折弯时的辐射单元的结构示意图。

图7为本发明的典型实施例的馈电片未折弯时的辐射单元的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是实例性的，仅用于解释本发明而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供了一种辐射单元，该辐射单元的辐射环内设有两对辐射臂，辐射臂其中一端与辐射环相连接，辐射环的另一端与馈电片相连接，辐射环、辐射臂以及馈电片一体钣金成型，也即是说所述辐射单元一体钣金成型，便于辐射单元的生产制造，节省生产成本。

在本发明的典型实施例中，结合图1与图2，所述辐射单元100包括辐射体和馈电结构，所述辐射体包括辐射环110和多个辐射臂130，所述馈电结构对应所述多个辐射臂130设有多个馈电片150。在本实施例中，所述辐射体包括两对辐射臂130，所述两对辐射臂130设置于辐射环110之内，且辐射臂130的其中一端与辐射环110相连接，辐射环110的另一端与对应的馈电片150相连接。所述辐射环110与所述两对辐射臂130之间共同定义辐射单元100的辐射面。

结合图2，所述辐射环110由多个辐射枝节111相围成，使得辐射环110呈封闭环状。所述辐射枝节111可呈直线段状和/或弧段状和/或不规则形状，使得辐射环110呈圆环状或多边形环状或不规则环状。辐射环110由多个辐射枝节111相围成，多个辐射枝节111中相邻两个辐射枝节111的相连接处形成连接位112，所述辐射臂130的第一端131与连接位112相连接，使得辐射臂130可同时与两个辐射枝节111相连接。

在本发明的典型实施例中，结合图2，所述辐射环110呈矩形环状。所述辐射环110包括四个辐射枝节111，该四个辐射枝节111围成呈矩形环状的辐射环110，相邻两个辐射枝节111之间相垂直设置，且相邻两个辐射枝节111之间的连接处形成所述连接位112。

所述两对辐射臂130以极化正交的方式设置，该两对辐射臂130共四个辐射臂130，该四个辐射臂130对应与辐射环110的四个连接位112相连接，使得每个辐射臂130均与两个辐射枝节111相连接。呈矩形环状的辐射环110具有两条虚设的对角线，所述两对辐射臂130的两个极化方向与所述两条对角线相平行或重合，一对辐射臂130分别与一条对角线所对应的两个对角相连接，也即是说，所述两个对角为两个相对设置的连接位112。

在一个实施例中，所述多个辐射臂130的长度不相等。具体言之，结合图3，所述辐射环110呈矩形环状，辐射环110的两条对角线相交于辐射环110的中心点，经所述中心点做将辐射环110均分为两部分的虚设的分割线，分割线的两侧各有两个辐射臂130，且两个辐射臂130属于不同极化。所述分割线的两侧分别为第一侧114与第二侧115，设置于同一侧的两个辐射臂130的长度相等，且设置于第一侧114的辐射臂130的长度大于设置于第二侧115的辐射臂130的长度，以调节辐射单元100的方向图的偏斜性能，提升辐射单元100的辐射性能。

在本发明的典型实施例中，结合图1与图4，馈电结构包括多个馈电片150，多个馈电片150相互独立设置，不相连接。所述多个辐射臂130与所述多个馈电片150对应连接，所述馈电片150与相对应的辐射臂130之间相垂直设置。具体言之，结合图4，所述辐射臂130的第二端132与馈电片150相连接，所述馈电片150上设有馈电插脚151，馈电片150通过其馈电插脚151与外部馈线相连接，通过外部馈线为馈电片150馈电。

所述多个馈电片150之间互不连接，多个馈电片150分别通过馈电插脚151与外部馈线相连接。辐射臂130的第一端131与辐射环110相连接，辐射臂130的第二端132与馈电片150相连接，使得辐射单元100的各个辐射臂130不相连接，辐射臂130上的电流沿辐射臂130的延伸方向流动。避免各个辐射臂130之间相互电气干扰，提升隔离度，提升辐射单元100的辐射性能。

馈电片150接收到外部馈线馈入的电流后，馈电片150将电流输出至相连接的辐射臂130上，辐射臂130将接收到的电流传输至与之相连接的两个辐射枝节111，辐射臂130和与之相连接的两个辐射枝节111共同矢量合成辐射信号，提升辐射信号的强度，提升增益，优化方向图。

因，辐射单元100包括两对以极化正交设置的辐射臂130，且辐射臂130相连接的两个辐射枝节111之间垂直设置，使得辐射单元100形成±45°极化的方向图，提升辐射单元100的辐射性能。

在本发明的典型实施例中，结合图2，所述辐射臂130上还设有第一调节枝节133，所述第一调节枝节133设置于辐射臂130的不同位置，所述第一调节枝节133与对应的辐射臂130呈角度设置，且第一调节枝节133的长度可对应调节。所述第一调节枝节133用于调节辐射单元100的驻波比、交叉极化以及方向图偏斜等辐射参数，提升辐射单元100的辐射性能。优选的，所述第一调节枝节133与相对应的辐射臂130之间呈30°-90°角设置。

在一个实施例中，结合图2，所述辐射臂130具有第一侧边134与第二侧边135，所述第一调节枝节133设置于对应的辐射臂130的第一侧边134的中部，且第一调节枝节133与对应的辐射臂130相相垂直设置。优选的，所述第一调节枝节133呈矩形片状。

在一个实施例中，结合图5，所述辐射环110上设有多个第二调节枝节116，所述第二调节枝节116设置于所述连接位112上，第二调节枝节116沿远离极化中心的方向延伸设置。因所述辐射环110呈矩形环状，所述第二调节枝节116沿所在的连接位112所对应的对角线的延伸方向设置，所述第二调节枝节116的长度可对应调节。通过设置第二调节枝节116，可拓展辐射单元100的低频带宽，提升辐射单元100的辐射性能。优选的，所述辐射环110上设有四个连接位112，每个连接位112上分别各设置一个第二调节枝节116。在一个实施例中，所述极化中心为辐射环110的两条对角线的交点，也即是辐射环110的中心。

在另一个实施例中，结合图6，所述第二调节枝节116设置于辐射环110的辐射枝节111的第一侧边上，所述第一侧边为辐射环110的外侧边，所述第二调节枝节116设置于辐射枝节111的不同位置上，所述第二调节枝节116与对应的辐射枝节111之间呈角度设置，且第二调节枝节116的长度可对应调节。通过设置第二调节枝节116，可拓展辐射单元100的低频带宽，提升辐射单元100的辐射性能。优选的，所述第二调节枝节116与相对应的辐射枝节111之间呈30°-90°角设置。

在进一步的实施例中，所述第二调节枝节116与辐射枝节111之间相垂直设置，第二调节枝节116设置于辐射枝节111的中央。所述第二调节枝节116还可用于调节辐射单元100的驻波比、交叉极化以及方向图偏斜等辐射参数，提升辐射单元100的辐射性能。

在本发明的典型实施例中，所述辐射单元100的辐射环110、辐射臂130以及辐射臂130相对应的馈电片150之间采用钣金工艺一体成型，使得辐射单元100便于生产制造，节省成本。

具体言之，结合图5至7，所述辐射单元100在生产过程中，辐射单元100的辐射环110、辐射臂130以及馈电片150一体成型，辐射环110、辐射臂130以及馈电片150处于同一平面上，所述馈电片150与对应的辐射臂130相连接，通过折弯馈电片150，使得馈电片150与对应的辐射臂130相垂直设置，从而完成辐射单元100的生产制造，辐射单元100的生产过程简单，生产成本较低，便于大规模的生产使用。优选的，辐射单元100通过一体钣金冲压成型，形成辐射环110、辐射臂130以及馈电片150处于同一平面上的结构。

在一个实施例中，所述馈电片150与其相对应的辐射臂130之间的弯折处设有折弯线152，沿所述折弯线152折弯馈电片150，可降低折弯馈电片150的难度，提升折弯馈电片150的成功率，降低损耗率。优选的，所述折弯线152为设置于馈电片150与辐射臂130之间的折弯处的长槽结构。

在一个实施例中，因所述辐射臂130与两个相垂直的辐射枝节111相连接设置，所述辐射臂130与相连接的两个辐射枝节111之间形成半个偶极子，同一极化的两个辐射臂130以及两个辐射臂130各自相连接的两个辐射枝节111之间构成一个完整的偶极子，使得辐射单元100具有两个偶极子。

本发明还提供了一种天线，结合图1，该天线包括反射板200、馈电网络300以及辐射单元，所述辐射单元为上文所述的辐射单元100。所述馈电网络300设置于反射板200上，所述辐射单元100也设置于所述反射板200上。

所述馈电网络300上设有多个馈电端口，辐射单元100通过其多个馈电片150分别对应插置于多个馈电端口上。具体言之，馈电片150通过其馈电插脚151插接于馈电端口上。

所述馈电网络300为辐射单元100的两个极化的辐射臂130差分馈电，具体言之，馈电网络300为辐射单元100的第一极化的两个辐射臂130馈入第一相位的信号，馈电网络300为辐射单元100的第二极化的两个辐射臂130馈入第二相位的信号，所述第一相位与所述第二相位不相同。在一个实施例中，第一相位与第二相位之间的相位差为180°。

在一个实施例中，所述馈电网络300为功分网络。所述馈电网络300设置于馈电板上，所述馈电板设置于所述反射板200上，所述辐射单元100通过馈电片150插接于馈电板上。

本发明还提供了一种基站，该基站包括上文所述的天线。

综上所述，本发明的辐射单元一体成型，通过弯折馈电片形成所述辐射单元，辐射单元的生产方式简单，便于生产制造，降低生产成本，便于大规模生产使用。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中发明的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。