[实用新型]一种应用于5G系统的高性能超宽带辐射单元

说明书

一种应用于5G系统的高性能超宽带辐射单元，包括PCB基板，PCB基板的下端面设置有辐射单元平衡器，PCB基板的上端面为辐射面，辐射面采用双极化振子结构，双极化振子结构包括四个呈正交设置的辐射臂，在四个辐射臂中，相邻的两个辐射臂靠近PCB基板边缘的部分设置有连接槽，在连接槽部位通过PCB基板表面的金属铜箔进行连接，从而使得相邻的两个辐射臂连接在一起；本方案设计的的辐射单元每个极化由两个变形的折合振子并联组成，并且巧妙地采用了复用技术，即本极化的折合振子复用另外一个极化的辐射臂，此种方案可以有效减小振子辐射口径，实现振子的小型化和超宽带特性。

技术领域

本实用新型属于辐射单元技术领域，具体涉及一种应用于5G系统的高性能超宽带辐射单元。

背景技术

随着社会信息的高速发展，人们对移动通信网络的时延和网速提出了越来越苛刻的要求，这就需要极大提高目前通信系统的信道容量，但是根据香农公式可知，提高信道容量最有效的办法就是增加带宽，故此，新一代5G移动通信系统向着越来越高频段发展，这促使了基站天线向新的领域发展。

传统的辐射单元由于结构上的缺陷，常规半波折合振子的阻抗较高，从而很难匹配、无法实现超宽带频段，达不到5G移动通信的要求。

因此，有必要设计一种应用于5G系统的高性能超宽带辐射单元，通过采用双极化振子，有效减小振子辐射口径，减小半波折合振子的阻抗，实现振子的小型化和超宽带特性，利于 5G大规模阵列天线辐射性能的优化。

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本实用新型目的在于提供一种应用于5G系统的高性能超宽带辐射单元。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供的技术方案是：一种应用于5G系统的高性能超宽带辐射单元，包括PCB基板，所述PCB基板的下端面设置有辐射单元平衡器，所述PCB基板的上端面为辐射面，所述辐射面采用双极化振子结构，所述双极化振子结构包括四个呈正交设置的辐射臂，在四个所述辐射臂中，相邻的两个所述辐射臂靠近所述PCB基板边缘的部分设置有连接槽，在所述连接槽部位的PCB基板表面设置金属铜箔，相邻的两个所述辐射臂通过所述金属铜箔连接。

优选的，在每一个所述辐射臂表面都开设有箭头形状的无铜箔空槽，四个所述无铜箔空槽的箭头部位都指向所述辐射面的中心。

优选的，在四个所述辐射臂中，相邻的两个所述辐射臂之间设置有细长的空隙，所述空隙和所述连接槽连通。

优选的，在每一个所述辐射臂上都设置凸起的支撑块，所述支撑块底部和所述辐射单元平衡器固定连接。

优选的，所述辐射单元平衡器的侧壁上设置有馈电电路，所述馈电电路连通所述PCB基板。

优选的，所述辐射面的形状为正方形或去掉四个直角的八边形或圆形。

优选的，所述连接槽的形状为长方形或正方形或圆形。

针对上述方案的结构特征，解释如下：

本方案设计的辐射单元为双极化振子，每个极化包含了两个变形的半波折合振子。众所周知，常规的半波折合振子的阻抗Z_f＝4Z_d＝4×73.1＝292.4Ω，其中Z_d＝73.1Ω，为常规半波振子的阻抗，本发明公开的折合振子与常规的有所差异，通过调节各段线宽可使单个变形的半波折合振子阻抗为188Ω，由于两个变形的半波折合振子存在互阻抗致使其阻抗变小，阻抗值约为134Ω，两者通过并联形式连接在一起，阻抗约为134Ω的一半左右，实际仿真数值为62Ω，故通过上述巧妙设计，成功地将高阻抗292.4Ω变换成62Ω附近，极易实现常规50Ω输入阻抗的匹配，这种设计方式克服了常规半波折合振子的高输入阻抗难匹配、难实现超宽带频段困难的问题，辐射面通过复用技术，即本极化辐射单元复用另一个极化的辐射臂，实现了一个辐射面可以布局四组半波折合振子，实现了天线的小型化和超宽带特性。