辐射单元及基站天线

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种辐射单元及基站天线。

背景技术

目前，小型化和超宽频在移动通信领域扮演着重要的角色。4G-LTE技术利用2.3到2.7GHz频段进行数据传输，包括流畅的观看高清视频、下载大型文件等。随着5G技术的发展，3.3到3.8GHz频段成为5G移动通信的关键频谱范围之一，提供了更高速的数据传输、更低的延迟和更好的网络容量。普通的辐射单元为获取更宽的工作频段，通常将辐射单元制作的更大，但是较大的辐射单元会导致阵列面积变大，从而压缩其他相邻阵列，互耦增强，辐射方向图畸形等。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种辐射单元及基站天线。

本公开第一方面提供了一种辐射单元，包括：辐射面板、第一巴伦和第二巴伦，所述第一巴伦和所述第二巴伦正交，所述第一巴伦的顶部和所述第二巴伦的顶部与所述辐射面板连接；

所述辐射面板具有相对设置于所述辐射面板厚度方向两端的第一表面和第二表面；

所述第一表面设有第一金属带线，所述第二表面设有第二金属带线，所述辐射面板设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的第一金属化过孔，所述第一金属带线和所述第二金属带线通过所述第一金属化过孔连接。

进一步的，所述辐射面板设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的卡槽，所述卡槽的数量为四个，四个所述卡槽相对于所述辐射面板的中心呈中心对称；

所述第一表面设有多个第一连接部，所述第一连接部设置于所述卡槽的两侧，且靠近所述卡槽设置；

所述第一巴伦的顶部设有两个第二连接部，所述第二巴伦的顶部设有两个第三连接部；两个所述第二连接部和两个所述第三连接部分别与所述卡槽对应插接；

所述第二连接部和所述第三连接部分别与所述第一连接部焊接。

进一步的，所述第一巴伦和所述第二巴伦垂直交叉设置，所述第一巴伦设有第一插槽，所述第二巴伦设有第二插槽，所述第一巴伦与所述第二插槽卡接，所述第二巴伦与所述第一插槽卡接。

进一步的，辐射单元还包括寄生面板，所述寄生面板和所述辐射面板之间设有支撑件，所述支撑件的两端分别与所述寄生面板和所述辐射面板连接；

所述寄生面板与所述辐射面板耦接。

本公开第二方面提供了一种基站天线，包括馈电面板和第一方面所述的辐射单元；

所述第一巴伦的底部和所述第二巴伦的底部均与所述馈电面板连接。

进一步的，所述馈电面板设有贯穿所述馈电面板的“X”形槽、第二金属化过孔和第三金属化过孔；

所述第二金属化过孔和所述“X”形槽通过第三金属带线连接，所述第三金属化过孔与所述第二金属带线的中部区域通过第四金属带线连接。

进一步的，所述第一巴伦的底部设有第四连接部，所述第二巴伦的底部设有第五连接部；所述第四连接部和所述第五连接部与所述“X”形槽对应插接；

所述馈电面板的第三表面设有第六连接部，所述第六连接部设置于靠近所述“X”形槽的区域；

所述第四连接部和所述第五连接部与所述第六连接部焊接。

进一步的，所述馈电面板的第三表面设有第七连接部，所述第七连接部设置于靠近所述第二金属化过孔的区域；

所述第七连接部用于与馈电线缆的线芯焊接。

进一步的，所述“X”形槽为不对称设置。

进一步的，所述第一巴伦和所述第二巴伦均包括正面和背面，所述正面设有金属馈线，所述背面整面覆铜，所述整面覆铜的顶部与所述辐射面板电连接，所述整面覆铜的底部与所述馈电面板电连接；

所述金属馈线的底部与所述馈电面板电连接，所述金属馈线与所述辐射面板耦合。

进一步的，所述辐射单元的数量为多个，多个辐射单元均与所述馈电面板连接。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的辐射单元包括辐射面板、第一巴伦和第二巴伦，第一巴伦和第二巴伦正交，第一巴伦的顶部和第二巴伦的顶部与辐射面板连接；辐射面板具有相对设置于辐射面板厚度方向两端的第一表面和第二表面；第一表面设有第一金属带线，第二表面设有第二金属带线，通过在第二表面设置第二金属带线可有效延长偶极子辐射臂的尺寸，等效增加辐射单元电长度，达到天线小型化设计的目的。

辐射面板设有贯穿第一表面和第二表面的第一金属化过孔，第一金属带线和第二金属带线通过第一金属化过孔连接。通过第一金属带线和第二金属带线的直接连接，减少传统的焊接方式。

本公开实施例提供的辐射单元第一表面的第一金属带线，通过第一金属化过孔与第二表面的第二金属带线相连，第二表面的第二金属带线型式可以根据第一表面的第一金属带线型式而改变，灵活性高，互调稳定性高。本公开实施例提供的辐射单元中辐射面板使用PCB为载体，通过第一金属带线和第二金属带线的直接连接，从而实现辐射单元小型化，具有较好的可生产性和互调稳定性，可适合多频多阵列基站天线。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，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为本公开实施例所述基站天线的结构示意图；

图2为本公开实施例所述基站天线的另一种结构示意图；

图3为本公开实施例所述的辐射单元中辐射面板第一表面示意图；

图4为本公开实施例所述的辐射单元中辐射面板第二表面示意图；

图5为本公开实施例所述的辐射单元中第一巴伦的示意图；

图6为本公开实施例所述的辐射单元中第二巴伦的示意图；

图7为本公开实施例所述的辐射单元中馈电面板第四表面示意图；

图8为本公开实施例所述的辐射单元中馈电面板第三表面示意图；

图9为本公开实施例所述基站天线的另一种结构示意图；

图10为本公开实施例所述基站天线的另一种结构示意图；

图11为本公开实施例所述的辐射单元中辐射面板第一表面的另一种示意图；

图12为本公开实施例所述的辐射单元中辐射面板第二表面的另一种示意图；

图13为本公开实施例所述的辐射单元中辐射面板第一表面的另一种示意图；

图14为本公开实施例所述的辐射单元中辐射面板第二表面的另一种示意图。

附图标记：1、寄生面板；2、支撑件；3、辐射面板；4、第一巴伦；5、第二巴伦；6、馈电面板；21、第一金属带线；22、第一金属化过孔；23、第二金属带线；24、第一连接部；25、正方形槽；26、卡槽；31、第一巴伦；311、第一插槽；32、金属馈线；33、金属化孔；34、第二连接部；35、第四连接部；42、第二巴伦；421、第二插槽；44、第三连接部；45、第五连接部；51、第二金属化过孔；52、第三金属化过孔；53、“X”形槽；55、第七连接部；56、第六连接部；57、第三金属带线；58、第四金属带线；61、辐射单元；63、一分二馈电面板；71、高频辐射单元；72、低频辐射单元；73、一分二辐射单元组。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，本公开实施例提供的辐射单元61包括辐射面板3、第一巴伦31和第二巴伦42，第一巴伦31和第二巴伦42正交，第一巴伦31的顶部和第二巴伦42的顶部与辐射面板3连接；辐射面板3具有相对设置于辐射面板3厚度方向两端的第一表面和第二表面；第一表面设有第一金属带线21，第二表面设有第二金属带线23，通过在第二表面设置第二金属带线23可有效延长偶极子辐射臂的尺寸，等效增加辐射单元61电长度，达到天线小型化设计的目的。

辐射面板3设有贯穿第一表面和第二表面的第一金属化过孔22，第一金属带线21和第二金属带线23通过第一金属化过孔22连接。通过第一金属带线21和第二金属带线23的直接连接，减少传统的焊接方式。

本公开实施例提供的辐射单元61第一表面的第一金属带线21，通过第一金属化过孔22与第二表面的第二金属带线23相连，第二表面的第二金属带线23型式可以根据第一表面的第一金属带线21型式而改变，灵活性高，互调稳定性高。

辐射面板3第一金属带线21通过第一金属化过孔22与第二金属带线23相连，即第一金属带线21的延长段第二金属带线23印制于辐射面板3的第二表面，从而等效增加辐射单元61电长度，达到小型化设计的目的。

本公开实施例提供的辐射单元61中辐射面板3使用PCB为载体，通过第一金属带线21和第二金属带线23的直接连接，从而实现辐射单元61小型化，具有较好的可生产性和互调稳定性，可适合多频多阵列基站天线。

本公开实施例提供的小型化超宽频的基站天线辐射单元61，可应用于多阵列多端口天线中，它使用PCB为载体，结构简单，加工精度高，尺寸高度低，生产性和互调稳定性高，所有焊接点可通过选焊半自动完成焊接，适合批量成产。

辐射面板3包含第一偶极子和第二偶极子，且第一偶极子和第二偶极子相互正交，印刷于辐射面板3上呈四叶草型金属带线。

第一偶极子和第二偶极子尽头分别设置有第一金属化过孔22，第一表面的第一金属带线21通过第一金属化过孔22与第二表现的第二金属带线23相连，第二表现的第二金属带线23可有效延长第一偶极子和第二偶极子辐射臂的尺寸，达到天线小型化设计的目的。

第二表面的第二金属带线23可与正面辐射臂互相重合，或不重合以适应不同应用场景。

第一金属化过孔22的孔壁上覆盖有铜，从而实现第一金属带线21和第二金属带线23的导通。第一金属化过孔22的孔壁上的覆铜可以通过电镀形成，也可以通过其它工艺形成。

在一些具体的实施方式中，辐射面板3设有贯穿第一表面和第二表面的卡槽26，卡槽26的数量为四个，四个卡槽26相对于辐射面板3的中心呈中心对称；第一表面设有多个第一连接部24，第一连接部24卡槽26的两侧，且靠近卡槽26设置；第一巴伦31的顶部设有两个第二连接部34，第二巴伦42的顶部设有两个第三连接部44；两个第二连接部34和两个第三连接部44分别与卡槽26对应插接，可以提高连接的稳定性，并且具有组装便利，效率高的优点。第二连接部34和第三连接部44分别与第一连接部24焊接，可以提高组装效率，提高连接的稳定性。第一连接部24为开窗露铜部。

辐射面板3中心的四个卡槽26可以为矩形横槽，并且周围露铜，用于插入焊接辐射单元PCB巴伦面板。

在一些具体的实施方式中，第一巴伦31和第二巴伦42垂直交叉设置，第一巴伦31设有第一插槽311，第二巴伦42设有第二插槽421，第一巴伦31与第二插槽421卡接，第二巴伦42与第一插槽311卡接，可以提高连接的稳定性。

在一些具体的实施方式中，辐射单元61还包括寄生面板1，寄生面板1和辐射面板3之间设有支撑件2，支撑件2的两端分别与寄生面板1和辐射面板3连接；

寄生面板1与辐射面板3耦接。

可选的，辐射面板3设有4个正方形槽25，用于放置支撑辐射单元61寄生面板1的支撑件2，提高连接的稳定性。寄生面板1可以为金属寄生片。支撑件2可以是塑料件。

寄生面板1通过两个个定位孔和4个矩形孔与塑料支撑件2相连，起到收窄波宽，阻抗匹配作用；辐射面板3通过4个矩形孔与塑料支撑件2相连，可以提高连接的稳定性。

本公开实施例提供的基站天线包括馈电面板6和本公开实施例提供的辐射单元61；第一巴伦31的底部和第二巴伦42的底部均与馈电面板6连接。

本实施例中除金属寄生片，和塑料支撑件2外，辐射单元61主体都采用了纯PCB板的型式，加工精度高，若批量成产成本低，后期调试的可变性和灵活性高。

在一些具体的实施方式中，馈电面板6设有贯穿馈电面板6的”X”形槽53、第二金属化过孔51和第三金属化过孔52；第二金属化过孔51和”X”形槽53通过第三金属带线57连接，第三金属化过孔52与第三金属带线57的中部区域通过第四金属带线58连接。

PCB馈电面板6分为第四表面和第三表面两个面，中间有不对称”X”形槽53，板周围有6个直径为3mm的过孔。第四表面由两根镜像对称的PCB第三金属带线57弯曲走线组成，第三金属带线57一头连接直径为1mm的第二金属化过孔51，一头连接”X”形槽53，中间则有一根第四金属带线58连接到直径为0.6mm的接地第三金属化过孔52作为接地短路线；第三表面则为整面的金属覆铜。

第二金属化过孔51和第三金属化过孔52的孔壁上均覆盖有铜。

在一些具体的实施方式中，第一巴伦31的底部设有第四连接部35，第二巴伦42的底部设有第五连接部45；第四连接部35和第五连接部45与”X”形槽53对应插接；馈电面板6的第三表面设有第六连接部56，第六连接部56设置于靠近”X”形槽53的区域；第四连接部35和第五连接部45与第六连接部56焊接，可以提高组装效率，提高连接的稳定性。第六连接部56为开窗露铜部。

第二连接部34、第三连接部44、第四连接部35核第五连接部45均设有金属化孔33，金属化孔33用于导通正面和背面。

在一些具体的实施方式中，馈电面板6的第三表面设有第七连接部55，第七连接部55设置于靠近第二金属化过孔51的区域；第七连接部55用于与馈电线缆的线芯焊接。第七连接部55为开窗露铜部。第七连接部55可以为正方形。

在一些具体的实施方式中，”X”形槽53为不对称设置。不对称”X”形槽53可以用来视觉防呆，提高生产效率。

在一些具体的实施方式中，第一巴伦31和第二巴伦42均包括正面和背面，正面设有金属馈线32，背面为整面覆铜，整面覆铜的顶部与辐射面板3电连接，整面覆铜的底部与馈电面板6电连接；金属馈线32的底部与馈电面板6电连接，金属馈线32与辐射面板3耦合。整面覆铜可以为PCB金属覆铜。

PCB巴伦包含第一巴伦31和第二巴伦42，相互正交，90°插入组合形成辐射单元61PCB巴伦。第一巴伦31和第二巴伦42都分为正面和背面共两个面，正面为一根金属PCB馈线弯曲走线而成，背面为整面的PCB金属覆铜；第二连接部34和第三连接部44为两块矩形开窗露铜部，通过插入辐射面板3的矩形卡槽26与辐射面板3焊接；巴伦底部第四连接部35和第五连接部45为长方形开窗露铜部，通过插入PCB馈电面板6的不对称”X”形槽53与PCB馈电面板6焊接。第一巴伦31与第二巴伦42因90°正交插入，第一巴伦31上的金属馈线32与第二巴伦42上的金属馈线32有高度差。

结合图9和图10所示，辐射单元61的数量为多个，多个辐射单元61均与馈电面板6连接。

两个辐射单元61可以通过PCB一分二馈电面板63组成一对辐射单元61，此组合优点是可以在输出端口不够的情况下增加辐射单元61数量，收窄水平面波宽，提高增益。

PCB辐射单元61、一分二辐射单元组73、低频辐射单元72、高频辐射单元71可以组成整机，当然不限制组合方式。

结合图11、图12、图13和图14所示，由于第一金属带线21和第二金属带线23通过第一金属化过孔22直接连接，第二表面的第二金属带线23型式可以根据第一表面的第一金属带线21型式而改变，灵活性高，互调稳定性高。

辐射面板3的第一金属化过孔22和第二表面的第二金属带线23可根据具体辐射单元61的应用频段和场景进行调整，不限于固定形式。本公开实施例所有开窗露铜的焊点均可以使用机器自动焊接，经实验，机器批量焊接后的辐射单元61电性能稳定，一致性高。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。