[实用新型]一种双极化辐射单元及天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及移动通信领域，具体涉及一种双极化辐射单元及天线。

背景技术

在蜂窝移动通信系统中，天线是通信设备电路信号与空间辐射电磁波的转换器，是空间无线通信的桥头堡，因此基站天线是移动通信系统的重要组成部分，其特性直接影响整个无线网络的整体性能。随着站址资源的稀缺，使得基站天线要适用于各种环境场所；由于人们对视觉和电磁污染的重视程度越来越高，使得目前基站天线的宽带高效化和小型化成为比不可少的手段。

中国专利号为201110064693.7的一种宽带双极化定向辐射单元，其辐射原理基于常规的半波阵子，中国专利号为201220546859.9的一种低剖面辐射单元及小型化双极化天线，以上两者所述的辐射单元基于半波偶极子，半波偶极子的辐射指标如增益，交叉极化鉴别率，扇区功率比指标普遍不佳。

实用新型内容

发明目的：本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种宽带高效双极化辐射单元和小型化天线，辐射体一体化压铸制成，安装方便，同时基于辐射单元形成的天线具有良好的辐射特性，并且天线的体积小。

技术方案：本实用新型的一种双极化辐射单元，包括两对相互正交放置的辐射体、安装于辐射体下方的底座和安装于底座下方的金属反射板，所述辐射体由中心向外圈依次设有至少3个偶极子，每个偶极子均包含有相对应的两个半偶极子，最外侧的半偶极子与相邻的极化半偶极子形成闭合电磁回路；所述底座包括两对相互正交且底部相连的金属腔体，金属腔体的顶部支撑于辐射体，金属腔体的底部连接于金属反射板，一组相邻的金属腔体中均穿入有激励片，激励片的一端通过介质圈固定于辐射体，激励片的另一端连接于底座上的馈电电缆并形成巴伦电路。

其中，本实用新型中的多个偶极子能够产生多个相邻的谐振频段，进而有效的拓展辐射单元带宽。

进一步的，所述辐射体由中心向外圈依次设有三个偶极子，分别是第一偶极子、第二偶极子和第三偶极子，所述第一偶极子包括两个第一半偶极子，第二偶极子包括两个第二半偶极子，第三偶极子包括两个第三半偶极子，同一辐射体的半偶极子电流方向分别呈水平方向和垂直方向，并通过第三半偶极子与另外一个辐射体的相邻极化的第三半偶极子相连形成四个闭合电磁回路，并且连接处的电势为零，有效的提升辐射单元极化纯度、隔离度和辐射效率。

进一步的，所述辐射体由内而外形成多层正多边形围城式结构。

进一步的，所述辐射体底部设有8个延伸至底座的加载段，所述加载段分别与底座和辐射体之间一体化压铸成型；每相邻两个辐射体外围之间设有由绝缘材料制成的介质卡件，通过增加介质卡件使所有辐射体形成一个整体，以提升辐射单元的机械抗震性。

进一步的，所述辐射体之间预留有等宽间隙，该间隙小于四个金属腔体之间的间隙，且金属腔体与辐射体等高，各金属腔体与各辐射体整体形成“凸“字形状。

进一步的，所述激励片与金属腔体和电缆内导体的连接方式均为焊接，所述底座与电缆外导体的连接方式为焊接，结构牢固不易损坏，所述金属腔体中设有介质圈，激励片穿过介质圈固定于金属腔体中。

进一步的，所述金属反射板的宽度为0.65～0.75个中心频率波长，所述辐射体与金属反射板之间的距离为0.2～0.3个中心频率波长，所述辐射单元的辐射口径为0.55～0.65个中心频率波长。

为了有效的减少辐射体与金属反射板之间的接触面积，所述底座与金属反射板之间安装有绝缘材料制成的底座垫片，进而能够提升互调指标，并且底座垫片上预留有便于金属腔体通过的孔。

本实用新型还公开了一种天线，包括金属反射板和至少一个双极化辐射单元，所述辐射单元以规则的排列方式安装于金属反射板上，且辐射体的上表面与金属反射板之间的距离为0.2～0.3个中心频率波长，所述金属反射板的宽度为0.65～0.75个中心频率波长。

有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

(1)本实用新型设有多个偶极子，从而产生多个相邻的谐振频段，有效展宽天线辐射单元带宽。

(2)本实用新型中的加载段很大程度上提升辐射单元的阻抗带宽，并且加强底座与辐射体的刚性连接，提升辐射单元的机械抗震性和生产的一致性。

(3)本实用新型中相邻两个第三半偶极子相连且连接处电势为零，有效提升辐射单元极化纯度、隔离度和射效率，使其能在小尺寸的金属反射板上得到高指标，最后能够实现天线的小型化。