一种小型化超宽频低频辐射单元及高低频嵌套阵列制造技术

本实用新型专利技术公开一种小型化超宽频低频辐射单元，应用于高低频嵌套阵列，该低频辐射单元由四组中间断开的单极子辐射电臂和上下叠层开窗的钣金巴伦组成，在相邻两单极子辐射电臂之间加载耦合金属片。其中互为对角的一对单极子辐射电臂具有相同极化方向，在馈点处焊接等长的75Ω射频电缆，同一极化方向的两根75Ω电缆通过馈电槽焊接在一起后连接50Ω馈线进行激励。本实用新型专利技术具有尺寸小、重量轻、超宽带、匹配简单、成本低廉的优点。本实用新型专利技术还提供一种高低频嵌套阵列。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化超宽频低频辐射单元及高低频嵌套阵列
本技术专利涉及基站天线领域，特别是涉及一种共轴嵌套空间复用阵列中的小型化超宽频低频辐射单元和应用上述低频辐射单元组成的高低频嵌套阵列。
技术介绍
5G的到来对基站天线的小型化和集成化提出了更高的要求。高低频辐射单元共轴嵌套空间复用组阵作为一种相对成熟的缩小基站天线尺寸、提高集成度的技术，在行业内得到广泛应用，目前已经成为解决小型化和集成化问题的主要方法之一。高低频辐射单元共轴嵌套空间复用组阵是将高频辐射单元间隔地安装在低频辐射单元中心轴上方的托台以及低频直线阵相邻阵元的中间位置，通过高频阵列复用低频阵列空间的方式，在不增加基站天线物理尺寸的前提下实现高低频阵列的集成。上述方案面临着两个技术难题：1)高频辐射单元和低频辐射单元之间的交互影响。对于低频辐射单元来说，在其附近特别是内部中轴线上安装高频辐射单元相当于改变了边界，势必会影响驻波和方向图；而对于高频辐射单元来说，无论是位于低频辐射单元中心托台的嵌套高频振子还是位于相邻低频辐射单元中间位置的外部高频振子，都不可避免地受到来自低频振子的杂散波的影响。2)高低频嵌套阵列超宽带特性的保持。从共轴嵌套阵列的布局不难看出-高频阵列的单元间距是低频阵列单元间距的一半。为了确保垂直面副瓣抑制达标，高频工作频率下限至多是低频工作频率上限的两倍，这同时也意味着低频嵌套单元口面不能太大！如何通过较小的口面实现低频阻抗匹配和较高的增益因此成为低频嵌套辐射单元设计亟需解决的关键问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种口面小、高度低、超宽带、高增益的小型化低频辐射单元。本技术还提供一种具有上述低频辐射单元的高低频嵌套阵列。为达到以上目的，本技术采用如下技术方案。一种小型化超宽频低频辐射单元，应用于高低频嵌套阵列，其特征在于：在低频辐射单元断开的相邻两单极子辐射电臂之间加载耦合金属片，并且在钣金巴伦以上下层叠的方式开窗，从而优化电流路径，调谐多模谐振，在保持较小尺寸的同时扩展低频带宽。更为优选的是，所述低频辐射单元包括框架结构和设置在所述框架结构中轴线上方的带上翻边的托台，所述框架结构和所述托台均为铝制件，所述托台距离所述框架结构底部高度为1/4高频振子中心频率波长。更为优选的是，所述托台距离所述框架结构底部高度为30～35mm。更为优选的是，所述框架结构为铝板弯折加工形成的中空四棱台状框架件；所述单极子辐射电臂为四个、分别由开窗的棱及位于棱两侧的辐射臂构成，所述耦合金属片设置在相邻两所属单极子辐射电臂的所述辐射臂之间；所述钣金巴伦由镂空的侧板构成。更为优选的是，互为对角的所述单极子辐射电臂具有相同的极化方向，同一极化方向的一对所述单极子辐射电臂在馈点处焊接等长的75Ω射频电缆，通过馈电槽焊接在一起接50Ω馈线。更为优选的是，所述低频辐射单元的工作频率为698～960MHz。一种高低频嵌套阵列，包括：反射板，安装在所述反射板上的若干高频辐射单元、若干低频辐射单元，各所述低频辐射单元阵列排布，所述高频辐射单元间隔地安装在所述低频辐射单元中心轴上方以及相邻所述低频辐射单元的中间位置；其特征在于，所述低频辐射单元如上所述。更为优选的是，相邻两所述低频辐射单元之间的间距为250～270mm。更为优选的是，在所述反射板上设有高频边界板，所述高频边界板与安装在相邻所述低频辐射单元中间位置的所述高频辐射单元对应。更为优选的是，在安装于相邻所述低频辐射单元中间位置的所述高频辐射单元上方设有引向器。为了减小尺寸和拓展低频带宽，本技术所述之低频振子将上述四组辐射电臂从中心处断开，通过在缝隙处加载金属耦合片延长电流路径，改善低频匹配。本技术的有益效果是：一、通过在低频辐射单元断开的相邻两单极子辐射电臂之间加载耦合金属片，并且在钣金巴伦上以上下层叠的方式开窗，从而优化电流路径，调谐多模谐振，在保持较小尺寸的同时扩展低频带宽，实现低频辐射单元的口面小、高度低、重量轻、带宽大、高增益和容易加工。二、采用四个单极子辐射电臂，互为对角的单极子辐射电臂具有相同的极化方向，使得匹配简单，无需使用PCB匹配电路或变换段；±45°极化分别只需在对应电臂处连接两根75Ω射频电缆，上述电缆通过馈电槽焊接到一起后即可匹配到50Ω。附图说明图1所示为本技术所述之小型化超宽频低频辐射单元结构示意图。图2所示为本技术所述之小型化超宽频低频辐射单元的馈电网络连接示意图。图3所示为本技术所述之高低频嵌套阵列结构示意图。图4所示为本技术所述之小型化超宽频低套辐射单元驻波测量结果。图5所示为本技术所述之小型化超宽频低套辐射单元方向图测量结果。附图标记说明：1：低频辐射单元，1-1：框架结构，1-2：托台，1-1-1：单极子辐射电臂，1-1-2：钣金巴伦，1-3：耦合金属片，1-4：75Ω射频电缆，1-5：馈电槽。2：高频辐射单元，2-1：嵌套高频振子，2-2：外部高频振子。3：高频边界板。4：引向器。5：反射板。具体实施方式在本技术的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本技术的具体保护范围。此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本技术描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本技术中的具体含义。在技术中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。下面结合说明书的附图，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化超宽频低频辐射单元，应用于高低频嵌套阵列，其特征在于：在低频辐射单元断开的相邻两单极子辐射电臂之间加载耦合金属片，并且在钣金巴伦上以上下层叠的方式开窗。/n

【技术特征摘要】
1.一种小型化超宽频低频辐射单元，应用于高低频嵌套阵列，其特征在于：在低频辐射单元断开的相邻两单极子辐射电臂之间加载耦合金属片，并且在钣金巴伦上以上下层叠的方式开窗。


2.根据权利要求1所述的一种小型化超宽频低频辐射单元，其特征在于：所述低频辐射单元包括框架结构和设置在所述框架结构中轴线上方的带上翻边的托台，所述托台距离所述框架结构底部高度为1/4高频振子中心频率波长。


3.根据权利要求2所述的一种小型化超宽频低频辐射单元，其特征在于：所述框架结构和所述托台均为铝制件。


4.根据权利要求2所述的一种小型化超宽频低频辐射单元，其特征在于：所述托台距离所述框架结构底部高度为30~35mm。


5.根据权利要求2所述的一种小型化超宽频低频辐射单元，其特征在于：所述框架结构为铝板弯折加工形成的中空四棱台状框架件；所述单极子辐射电臂为四个、分别由开窗的棱及位于棱两侧的辐射臂构成，所述耦合金属片设置在相邻两所属单极子辐射电臂的所述辐射臂之间；所述钣金巴伦由镂空的侧板构成。


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【专利技术属性】
技术研发人员：丁文，赵国灵，兰松柏，付敏，高倩，严国爱，
申请(专利权)人：广东盛路通信科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44