双极化天线及其辐射单元制造技术

本实用新型专利技术提供一种双极化天线及其辐射单元，其中，所述双极化辐射单元包括辐射片及馈电柱，辐射片的侧边开设有四个内陷结构以使辐射片形成两对辐射臂，两对辐射臂的其中之一沿其中一个极化方向设置，另一对辐射臂沿另一个极化方向设置；内陷结构包括设于相邻两个辐射臂连接处的第一凹槽及设于辐射臂侧边的第二凹槽。辐射片上开设内陷结构使辐射片呈“蝴蝶形”设置，实现天线的小型化，增加了辐射单元的电流路径，激发了谐振模式，拓展了工作频带；内陷结构可减少辐射片两个极化方向的公共体，可阻隔其中一个极化方向的表面电流串扰至另一极化方向的区域，提高了其自身的异极化隔离度，易于制造，可广泛运用于大规模基站阵列天线中。

Dual polarization antenna and its radiation unit

【技术实现步骤摘要】
双极化天线及其辐射单元
本技术涉及移动通信天线领域，尤其涉及一种双极化天线及其辐射单元。
技术介绍
随着移动通信布网逐步深入，5G基站天线试商用及规模化商用如火如荼地展开，其对基站天线提出了更高的技术要求，包括：小型化、轻型化、大规模阵列化、与基站主设备集成形成AAU基站天线的低剖面化、宽带化等。5G通信基站是一种大规模MassiveMIMO的阵列天线，这在行业内已经形成共识。但是大规模的阵列天线应用却带来一系列的问题，主要包含：1)大量阵元密集并存，互耦显著增高，严重影响天线的电气性能；2)部署空间有限，要求5G主设备与天线集成后的AAU设备具备体积小、重量轻的特点；3)未来5G基站部署数量较大，阵列天线阵元数多，对生产效率、稳定性与降低成本等提出较为严峻的问题。微带天线具有低剖面、重量轻等特点，十分适合现阶段及下阶段5G大规模阵列天线的应用。但是，传统的微带天线安装零件较多，由此产生生产效率低下、成本较高、稳定性较差等。此外，众多传统阵元的排布，导致阵列各端口间的隔离度变差，因此提升天线各端口间的隔离度，成为本
重点解决的问题。
技术实现思路
本技术的主要目的旨在提供一种小型化且隔离度高的双极化辐射单元。本技术的另一目的旨在提供一种包括上述双极化辐射单元的双极化天线。为了实现上述目的，本技术提供以下技术方案：作为第一方面，本技术涉及一种双极化辐射单元，包括辐射片及用于连接馈电网络与所述辐射片的馈电柱，所述辐射片的周边开设有四个向内凹陷的内陷结构以使所述辐射片形成两对对称设置的辐射臂，两对辐射臂的其中之一沿其中一个极化方向设置，另一对辐射臂沿另一个极化方向设置；所述内陷结构包括设于相邻两个辐射臂连接处的第一凹槽及设于辐射臂侧边的第二凹槽。进一步设置：所述第一凹槽朝辐射片的中心位置延伸，且其延伸长度小于辐射片边长的一半。进一步设置：所述辐射臂的两侧均设有第二凹槽。进一步设置：所述第二凹槽朝向所述辐射臂的中心线位置延伸。进一步设置：所述第二凹槽为弧形凹槽，所述弧形凹槽位于其辐射臂侧边的中心段，且其弦长小于辐射臂的长度。进一步设置：所述馈电柱对应两对辐射臂设有两组且与所述辐射臂一一对应连接。进一步设置：所述馈电柱在朝远离辐射片的方向上，其截面积呈逐渐缩小设置。作为第二方面，本技术涉及一种双极化天线，包括如上所述的双极化辐射单元。进一步设置：所述双极化天线还包括反射板及设于反射板上的至少一个天线子模块，每个所述天线子模块包括至少两个所述双极化辐射单元，所述双极化辐射单元之间通过功分馈电网络与馈电线路进行电连接。进一步设置：所述天线子模块的两侧设有隔板。相比现有技术，本技术的方案具有以下优点：1.在本技术的双极化辐射单元中，通过在辐射片的周边朝其中心区域开设四个内陷结构，使得辐射片呈“蝴蝶形”设置，以使辐射片构成多边形结构，从而可增加辐射单元的电流路径，进而能够激发辐射单元的谐振模式，以拓展天线的工作频带，有利于实现天线的小型化。2.在本技术的双极化辐射单元中，通过开设内陷结构，可以减少辐射片两个极化方向间的公共体部分，从而能够有效地阻隔其中一个极化方向上的表面电流串扰至辐射片的另一极化方向的区域中，从而可提高其自身的异极化隔离度；并且公共体部分的减少能够有效地减少辐射片的质量，从而可实现天线的轻型化；另外辐射片中无任何镂空结构，使得辐射片结构简洁稳定，单元表面平整度高，易于制造，可广泛运用于大规模基站阵列天线中。3.在本技术的双极化天线中，采用“蝴蝶形”辐射片，具有较长的电流路径，实现辐射片的小型化，从而可增大天线子模块中相邻辐射单元之间的间距，进而提升天线各个端口间的极化隔离度，从而可有效改善天线的电性能和辐射性能。4.在本技术的双极化天线中，辐射片与馈电网络通过馈电柱连接，辐射片与馈电柱可构成微带天线辐射结构，使得双极化天线具备低剖面的特性，有利于实现天线的小型化；此外，辐射片与馈电柱一体成型，馈电柱既作为馈电结构，又作为辐射片的支撑结构，无需另设巴伦支撑结构，结构简单，安装方便，有利于批量生产，并为高性能移动通信基站天线与5G大规模天线的部署提供了优质的选择。本技术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，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术上述的和/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为本技术的双极化辐射单元的一个实施例的结构示意图；图2a为本技术的双极化辐射单元的辐射片为直线段多边形结构的示意图；图2b为本技术的双极化辐射单元的辐射片为无棱多边形结构的示意图；图3为本技术双极化天线的一个实施例的结构示意图；图4为本技术双极化天线的一个天线子模块的结构示意图；图5为本技术的双极化天线在2.3-3GHz频带内的驻波特性仿真曲线图；图6为本技术双极化天线的异极化端口间隔离度曲线图；图7为本技术双极化天线的同极化端口间隔离度曲线图。图中，1、辐射片；11、辐射臂；12、第一凹槽；13、第二凹槽；14、折线段；2、馈电柱；3、馈电网络；31、馈电线路层；32、中间介质板；33、金属接地板；4、反射板；5、隔板；100、双极化辐射单元；200、双极化天线；201、天线子模块。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，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示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。本技术涉及一种双极化辐射单元，主要应用于移动通信天线领域。将其运用至天线中时，可提升天线各端口间的隔离度，简化天线结构，性能优良，并且，其为高性能移动通信基站天线与5G大规模天线的部署提供了优质的选择。请结合图1，所述双极化辐射单元100包括辐射片1及馈电柱2，所述馈电柱2用于连接馈电网络3及所述辐射片1。其中，所述辐射片1的周边朝向其中心延伸形成有四个内陷结构，使得所述辐射片1可呈“蝴蝶形”设置并形成两对对称设置的辐射臂11。此外，两对辐射臂11的其中一对沿其中一个极化方向设置，另一对辐射臂11沿另一极化方向设置，两个极化方向垂直正交设置。优选地，所述两个垂直正交设置的极化方向为±45°极化方向，由于±45°极化为正交极化，可有效地保证分集接收的良好效果。请结合图1，所述内陷结构包括开设于相邻极化方向之间的第一凹槽12及设于所述辐射臂11侧边的第二凹槽13。其中，所述第一凹槽12位于相邻两个辐射臂11的连接处，且所述第一凹槽12沿两个辐射臂11的中心线所限定夹角的角平分线并朝向所述辐射片1的中心位置延伸。优选地，所述第一凹槽12设置为U形结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双极化辐射单元，其特征是：包括辐射片及用于连接馈电网络与所述辐射片的馈电柱，所述辐射片的周边开设有四个向内凹陷的内陷结构以使所述辐射片形成两对对称设置的辐射臂，两对辐射臂的其中之一沿其中一个极化方向设置，另一对辐射臂沿另一个极化方向设置；所述内陷结构包括设于相邻两个辐射臂连接处的第一凹槽及设于辐射臂侧边的第二凹槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种双极化辐射单元，其特征是：包括辐射片及用于连接馈电网络与所述辐射片的馈电柱，所述辐射片的周边开设有四个向内凹陷的内陷结构以使所述辐射片形成两对对称设置的辐射臂，两对辐射臂的其中之一沿其中一个极化方向设置，另一对辐射臂沿另一个极化方向设置；所述内陷结构包括设于相邻两个辐射臂连接处的第一凹槽及设于辐射臂侧边的第二凹槽。


2.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征是：所述第一凹槽朝辐射片的中心位置延伸，且其延伸长度小于辐射片边长的一半。


3.根据权利要求1所述的双极化辐射单元，其特征是：所述辐射臂的两侧均设有第二凹槽。


4.根据权利要求3所述的双极化辐射单元，其特征是：所述第二凹槽朝向所述辐射臂的中心线位置延伸。


5.根据权利要求4所述的双极化辐射单元，其特征是：所述第二凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超宁，李明超，李轶帆，陈礼涛，
申请(专利权)人：京信通信技术广州有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44