一种天线单元、天线及基站制造技术

技术编号:40567462 阅读:22 留言:0更新日期:2024-03-05 20:52
本申请实施例公开了一种天线单元、天线及基站,涉及天线技术领域,用于解决天线之间容易互耦的技术问题。该天线单元包括陶瓷片和第一辐射臂,陶瓷片覆盖第一辐射臂,第一辐射臂的至少一部分的延伸方向与陶瓷片相垂直。其中,陶瓷片与第一辐射臂之间设置有间距。本申请实施例可以将第一辐射臂的至少一部分向垂直于陶瓷片的方向弯折,从而能够减小第一辐射臂在平行于陶瓷片方向的尺寸,实现了天线单元的小型化,提高天线单元之间的隔离度。本申请实施例还通过调节陶瓷片与第一辐射臂之间的间距,可以调节陶瓷片对电磁波信号的反射性能,从而改善天线单元的辐射性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及天线,尤其涉及一种天线单元、天线及基站


技术介绍

1、随着通信技术的发展,在未来很长一段时间内将会是第二代至第五代通信系统共存的局面,这就要求天线尽可能覆盖所有的工作频段。因此,多频段多天线的使用就是一个重要的发展方向。目前,在多频段多天线系统中,天线互耦问题突出,导致不同天线单元间的相互电磁作用增大。特别是在第五代通信系统中,成百上千数量的天线应用时,天线的互耦问题更为严重。


技术实现思路

1、本申请实施例提供一种天线单元、天线及基站,用于解决天线之间容易互耦的技术问题。

2、为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:

3、本申请实施例的第一方面,提供一种天线单元,该天线单元包括陶瓷片和第一辐射臂。陶瓷片覆盖第一辐射臂,第一辐射臂的至少一部分的延伸方向与陶瓷片相垂直。其中,陶瓷片与第一辐射臂之间设置有间距。

4、由上述可知,天线单元可以用于向外发射电磁波信号或者接收来自外部的电磁波信号。将第一辐射臂的至少一部分的延伸方向设置为与陶瓷片相垂直,也即是可以将第一辐射臂的至少一部分向垂直于陶瓷片的方向弯折,从而能够减小第一辐射臂在平行于陶瓷片方向的尺寸,实现了天线单元的小型化,有利于增大相邻天线单元之间的间距,从而提高天线单元之间的隔离度,进而降低天线之间的互耦效应。在至少部分第一辐射臂弯折的情况下,天线单元的性能会产生不同程度的恶化,导致回波损耗增大。在天线单元内设置覆盖第一辐射臂的陶瓷片,可以通过调节陶瓷片与第一辐射臂之间的间距,来调节陶瓷片对电磁波信号的反射性能,使反射的电磁波与耦合的电磁波幅度相等、相位相反,从而可以利用陶瓷片反射的电磁波来抵消耦合的电磁波,改善天线单元的辐射性能。此外,陶瓷片还对电磁波具有引向的作用,使陶瓷片对天线的波束宽度收敛,从而可以改善天线的匹配,以及提升天线的增益。

5、在一些实施方式中,天线单元还包括第二辐射臂,第二辐射臂与第一辐射臂电连接,陶瓷片还覆盖第二辐射臂,第二辐射臂的延伸方向与陶瓷片相平行。第二辐射臂在陶瓷片上的垂直投影,与第一辐射臂在陶瓷片上的垂直投影相交叠。第二辐射臂的延伸方向与陶瓷片相平行,可以增大天线单元在平行于陶瓷片方向的尺寸面积,从而可以提供天线单元与天线内的馈电网络、支撑件等其他器件之间具有更多的连接面积,方便天线单元与天线内的馈电网络等其他器件之间的装配,为天线单元的装配提供机械连接或电连接的基础。

6、在一些实施方式中,第一辐射臂具有第一端和第二端,第二辐射臂具有第三端和第四端。第一辐射臂的第一端与第二辐射臂的第三端电连接,第一辐射臂的第二端与第二辐射臂的第四端电连接,形成闭合的环形结构。第一辐射臂与第二辐射臂电连接形成闭合的环形结构,可以使第一辐射臂与第二辐射臂构成一个单极子,两个镜像对称的单极子可以组成一个单极化的半波偶极子天线单元,从而实现发射或接收电磁波信号的功能。

7、在一些实施方式中,天线单元还包括第一介质基板和第二介质基板。第一辐射臂嵌设在第一介质基板内,第一介质基板与陶瓷片相垂直。第二辐射臂嵌设在第二介质基板内,第二介质基板与陶瓷片相平行。当第一辐射臂和第二辐射臂的材质为微带线时,还可以将微带线的第一辐射臂贴设在第一介质基板内,将微带线的第二辐射臂贴设在第二介质基板内,从而可以通过第一介质基板对第一辐射臂进行支撑,通过第二介质基板对第二辐射臂进行支撑。

8、在一些实施方式中,陶瓷片的介电常数为εr,且5≤εr≤30。陶瓷片与第一辐射臂之间的间距为h,且0.01λ0≤h≤0.5λ0。其中,λ0为天线单元的工作频段中任一频点所对应的波长。陶瓷片的厚度为d,且0.5mm≤d≤80mm。陶瓷片可以反射部分的电磁波,陶瓷片的介电常数εr、厚度d以及陶瓷片与第一辐射臂之间的间距h均会影响所反射的电磁波的幅度和相位。其中,陶瓷片的介电常数εr和厚度d主要影响被反射的电磁波的幅度,陶瓷片与第一辐射臂之间的间距h主要影响被反射的电磁波的相位。通过增大陶瓷片的厚度d可以增加被反射的电磁波的幅度,同时,被反射的电磁波的相位越大,陶瓷片与第一辐射臂之间的间距h可以设置的越小。但当陶瓷片的厚度d较大时,被反射的电磁波强度增加,结合较小的间距h,又将损害天线单元的辐射增益和匹配特性。因此,可以通过调节陶瓷片的介电常数εr、厚度d以及陶瓷片与第一辐射臂之间的间距h,以调节被反射的电磁波的幅度和相位。

9、在一些实施方式中,天线单元还包括谐振环,谐振环具有中空部位。第一辐射臂设置于谐振环的中空部位,且第一辐射臂与谐振环之间设置有间隙。不同尺寸的谐振环,可以使得第一辐射臂在不同的工作频段产生谐振,从而扩展天线的带宽,使天线能够覆盖更多的工作频段。

10、在一些实施方式中,谐振环在陶瓷片上的垂直投影位于陶瓷片的范围内。陶瓷片覆盖谐振环以及谐振环内的第一辐射臂,使得第一辐射臂所发射或者接收的电磁波能够充分的被陶瓷片覆盖,从而改善天线单元的辐射性能。

11、在一些实施方式中,谐振环的周长与天线单元的工作频段中任一频点所对应的波长相等,可以使天线单元在相应的频点产生谐振,从而提升带宽,改善天线的性能。其中,谐振环的材质为金属或者其他导电介质,不同材质的谐振环还可以与不同尺寸的半波偶极子天线单元耦合,产生不同的谐振点。

12、在一些实施方式中,天线单元包括四个第一辐射臂,四个第一辐射臂阵列设置。四个第一辐射臂在陶瓷片上的垂直投影位于陶瓷片的范围内。四个第一辐射臂分别为四个单极子,阵列后位于对角线上的两个单极子可以组成一个单极化的半波偶极子天线单元,四个阵列设置的第一辐射臂可以共同构成一个双极化的天线单元,双极化的天线单元可以同时发射信号和接收信息,从而能够提高天线单元的工作效率,节省基站的天线数量。

13、本申请实施例的第二方面,提供一种天线,该天线包括反射板、馈电网络和上述任一实施例中的天线单元,天线单元安装在反射板上,馈电网络与天线单元电连接。该天线中的天线单元具有与上述第一方面任一项中的天线单元相同的技术效果,此处不再赘述。

14、在一些实施方式中,天线包括多个阵列组,每个阵列组包括阵列排布的多个天线单元,阵列组内多个天线单元的陶瓷片相连接。阵列组内的陶瓷片在反射板上的垂直投影面积,大于阵列组内的天线单元在反射板上的垂直投影面积。一个阵列组可以对多种不同电磁波信号进行传输,陶瓷片覆盖一个阵列组可以改善该阵列组辐射电磁波的性能,提高该阵列组之间的隔离度,从而减小该阵列组的互耦效应。

15、在一些实施方式中,相邻阵列组内的陶瓷片之间设置有间隙。为了避免陶瓷片由于面积过大而导致刚度的降低,在相邻阵列组内的陶瓷片之间设置间隙,可以提高陶瓷片的刚度,防止陶瓷片的脆断或者开裂。

16、在一些实施方式中,天线还包括第一支撑件和多个第二支撑件,第一支撑件连接在反射板与天线单元的第一辐射臂之间,第二支撑件连接在反射板与陶瓷片之间。第一支撑件可以对第一辐射臂起到支撑的作用,第二支撑件可以对陶瓷片起到支撑的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种天线单元,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括:

3.根据权利要求2所述的天线单元,其特征在于,所述第一辐射臂具有第一端和第二端,所述第二辐射臂具有第三端和第四端;

4.根据权利要求2所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括第一介质基板和第二介质基板;

5.根据权利要求1-4中任一项所述的天线单元,其特征在于,所述陶瓷片的介电常数为εr,且5≤εr≤30;

6.根据权利要求1-4中任一项所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括谐振环,所述谐振环具有中空部位;

7.根据权利要求6所述的天线单元,其特征在于,所述谐振环在所述陶瓷片上的垂直投影位于所述陶瓷片的范围内。

8.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元包括四个所述第一辐射臂,所述四个第一辐射臂阵列设置;

9.一种天线,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的天线,其特征在于,所述天线包括多个阵列组,每个阵列组包括阵列排布的多个所述天线单元,所述阵列组内多个天线单元的陶瓷片相连接;

11.根据权利要求10所述的天线,其特征在于,相邻所述阵列组内的陶瓷片之间设置有间隙。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的天线,其特征在于,所述天线还包括第一支撑件和多个第二支撑件;

13.一种基站,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种天线单元,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括:

3.根据权利要求2所述的天线单元,其特征在于,所述第一辐射臂具有第一端和第二端,所述第二辐射臂具有第三端和第四端;

4.根据权利要求2所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括第一介质基板和第二介质基板;

5.根据权利要求1-4中任一项所述的天线单元,其特征在于,所述陶瓷片的介电常数为εr,且5≤εr≤30;

6.根据权利要求1-4中任一项所述的天线单元,其特征在于,所述天线单元还包括谐振环,所述谐振环具有中空部位;

7.根据权利要求6所述的天线单元,其特征在于,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭中卫陈鹏李文芳孙朋朋
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:新型
国别省市:

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