專利名稱:多頻段輻射單元及移動(dòng)通信天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種多頻段輻射單元，其包括輻射裝置和饋電裝置，所述輻射裝置包括至少一個(gè)偶極子，每個(gè)所述偶極子包括兩個(gè)偶極子單元，所述饋電裝置包括對所述偶極子其支撐及平衡饋電信號作用的巴倫、饋電線路以及濾波器，其中，所述饋電線路設(shè)有至少兩個(gè)相導(dǎo)通的饋電端，所述饋電線路通過所述饋電端分別串聯(lián)傳輸?shù)谝活l段信號的第一濾波器和傳輸?shù)诙l段信號的第二濾波器。還公開一種移動(dòng)通信天線，其中，其包括一個(gè)或多個(gè)如所述的多頻段輻射單元。本實(shí)用新型多頻段輻射單元及移動(dòng)通信天線結(jié)構(gòu)簡潔、設(shè)計(jì)巧妙，得到的輻射單元端口間隔離度高、插損小和增益高。
【專利說明】多頻段輻射單元及移動(dòng)通信天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)通信天線技術(shù)，尤其涉及一種具有不同饋電方式的多頻段輻射單元及由其構(gòu)成的移動(dòng)通信天線。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信系統(tǒng)的發(fā)展演進(jìn)，各地運(yùn)營商同時(shí)經(jīng)營多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，且不同的無線網(wǎng)絡(luò)具有不同的通信制式、占用不同的頻譜資源，使得天線的寬頻帶、多頻段應(yīng)用需求日益突出。
[0003]如申請公布號為CN 103187635 A的發(fā)明專利申請《一種多頻段偶極子天線》，其公開了將多個(gè)不同頻段的輻射單元結(jié)合在天線上，使偶極子天線具有多頻段的功能，可接受的信號頻段更多、信號范圍更寬。又如授權(quán)公告號為CN 201898199 U的發(fā)明專利《3G寬頻雙極化天線陣子》使用末端連接結(jié)構(gòu)將振子末端依次連接使天線適合于多頻段應(yīng)用。
[0004]以上采用現(xiàn)有技術(shù)的輻射單元，在實(shí)現(xiàn)寬帶的工作的同時(shí)，如果需滿足多個(gè)頻段的應(yīng)用，可在饋電端口增加合路器。如圖1所示，示出了對稱振子的結(jié)構(gòu)組成，包括發(fā)射或接收輻射信號的偶極子01、與所述偶極子01串聯(lián)的饋電線路02 (通常有同軸線、微帶線等形式)、支撐所述偶極子01及平衡所述偶極子01電流的巴倫03、改善定向輻射特性的反射板04、與所述饋電線路02串聯(lián)的合路器05以及從所述合路器延伸出的饋電端口 06。其中，所述饋電線路02 —端與所述合路器05串聯(lián)，另一端為開路設(shè)置，使所述偶極子01上形成滿足產(chǎn)生輻射條件的電壓差；進(jìn)一步地，所述合路器05包括兩個(gè)工作在不同頻段的濾波器，分別為濾波器051和濾波器052，其用于合并來自輻射單元的寬頻信號，或者用于合并輸入到輻射單元的寬頻信號。
[0005]從以上描述可知，現(xiàn)有多頻段輻射單元主要使用兩類技術(shù)手段:(I)組合使用多個(gè)輻射體或使用特殊的輻射體形狀，使輻射單元滿足寬頻帶工作；(2)使用合路器與輻射單元的饋電端口相連接，用于分離不同頻段的射頻信號，滿足多頻段應(yīng)用。
[0006]然而，現(xiàn)有技術(shù)存在以下弊端:
[0007](I)采用多個(gè)輻射體或特殊的輻射體形狀會(huì)增大輻射單元尺寸，不利于輻射單元小型化設(shè)計(jì)；
[0008](2)通信系統(tǒng)為減小頻段間的干擾，要求頻段間的隔離度大于30dB，則濾波器的頻帶外抑制必須大于30dB，根據(jù)濾波器理論，帶外抑制與濾波器階數(shù)有關(guān)，抑制要求越高，所需的階數(shù)也越多，相應(yīng)的線路損耗也越大。合路器與輻射單元連接后，因合路器存在線路損耗，必然造成輻射單元增益降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型的目的是，為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過改變常規(guī)對稱振子的饋電方式，提供一種多頻段輻射單元，并由一個(gè)或者多個(gè)所述多頻段輻射單元構(gòu)成的移動(dòng)通信天線。
[0010]為達(dá)到以上技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0011]一種多頻段輻射單元，其包括輻射裝置和饋電裝置，所述輻射裝置包括至少一個(gè)偶極子，每個(gè)所述偶極子包括兩個(gè)偶極子單元，所述饋電裝置包括對所述偶極子起支撐及平衡饋電信號作用的巴倫、饋電線路以及濾波器，其中，所述饋電線路設(shè)有至少兩個(gè)相導(dǎo)通的饋電端，所述饋電線路通過所述饋電端分別串聯(lián)傳輸?shù)谝活l段信號的第一濾波器和傳輸?shù)诙l段信號的第二濾波器。
[0012]該輻射單元還包括供所述輻射裝置和巴倫固定的反射板。
[0013]關(guān)于所述饋電線路的第一種結(jié)構(gòu):所述饋電線路為包括有兩個(gè)所述饋電端的的一體成型的構(gòu)件。
[0014]所述饋電線路的第二種結(jié)構(gòu):所述饋電線路包括兩個(gè)正交布置的饋電單元，每個(gè)所述饋電單元具有兩個(gè)相導(dǎo)通的饋電端。所述饋電單元包括兩個(gè)串聯(lián)的直立臂，所述饋電端設(shè)置在所述直立臂的端點(diǎn)上。進(jìn)一步地，每個(gè)所述饋電單元還包括連接所述兩個(gè)直立臂的連接臂，每個(gè)所述饋電單元一體成型。
[0015]關(guān)于所述濾波器的工作頻段:所述第一濾波器的頻段信號和第二濾波器的頻段信號不同。
[0016]關(guān)于所述濾波器的類型:所述第一濾波器和第二濾波器為帶通濾波器?；蛘?，所述第一濾波器和第二濾波器為微帶線濾波器。
[0017]關(guān)于所述微帶線濾波器的構(gòu)成:所述微帶線濾波器包括底板及布置在所述底板上的微帶阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，所述微帶阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)有與所述饋電線路的饋電端連接的饋電點(diǎn)和供外部電源或信號輸入的饋電端口。
[0018]關(guān)于所述微帶線濾波器的布置:所述微帶線濾波器設(shè)置在所述反射板上。
[0019]進(jìn)一步地，一種移動(dòng)通信天線，其中，其包括一個(gè)或多個(gè)如上任意一項(xiàng)所述的多頻段輻射單元。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)勢:
[0021](I)所述多頻段輻射單元的每個(gè)饋電線路設(shè)有兩個(gè)饋電端口，供不同頻段的信號輸入，達(dá)到共用同一輻射裝置的目的，避免了采用多個(gè)輻射體互聯(lián)或增大輻射體尺寸，有利于輻射體小型化設(shè)計(jì)。
[0022](2)兩個(gè)所述饋電端口分別連接不同頻段的通帶濾波器，回避了使用多頻合路器的常規(guī)技術(shù)，不會(huì)因合路器的線路插損造成輻射單元增益降低。
[0023](3)由于該多頻段輻射單元為每個(gè)饋電線路設(shè)置了兩個(gè)饋電端口，還由于受饋電線路所激勵(lì)的所述輻射裝置對外輻射會(huì)造成線路中的能量降低，這有利于增大饋電端口間的隔離度，從而可用復(fù)雜度較低的濾波器代替常規(guī)技術(shù)中所使用的射頻合路器，在滿足相同的頻段間隔離度的前提下，本實(shí)用新型有利于減小濾波器的線路插損，提高輻射單元的增益。

【附圖說明】

[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中寬頻輻射單元與合路器連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型的多頻段輻射單元的結(jié)構(gòu)示意圖，示出了饋電線路設(shè)有兩個(gè)饋電端以及與之連接的濾波器。
[0026]圖3為本實(shí)用新型的多頻段輻射單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4為本實(shí)用新型的多頻段輻射單元背面的立體結(jié)構(gòu)示意圖，示出微帶線濾波器的結(jié)構(gòu)。
[0028]圖5為本實(shí)用新型的多頻段輻射單元中饋電片與微帶線濾波器的連接結(jié)構(gòu)立體示意圖，其中只示出饋電線路和微帶線濾波器，虛線表示微帶線設(shè)置在底板背面。

【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0030]請參考圖2，本實(shí)用新型的多頻段輻射單元包括偶極子A、饋電線路B、巴倫C、反射板D以及濾波器E和F，所述偶極子A構(gòu)成該多頻段輻射單元的輻射裝置，所述饋電線路B、巴倫C、濾波器E和濾波器F組成該多頻段輻射單元的饋電裝置。本實(shí)用新型的多頻段輻射單元與現(xiàn)有技術(shù)(圖1)相比，區(qū)別在于:所述饋電線路B的兩個(gè)末端均設(shè)有饋電端，分別為饋電端BI和饋電端B2 ;所述濾波器E設(shè)有饋電端口 El和饋電點(diǎn)E2 ;所述濾波器F設(shè)有饋電端口 Fl和饋電點(diǎn)F2 ;所述饋電線路B的饋電端BI與所述濾波器E的饋電點(diǎn)E2電性連接，所述饋電端B2與濾波器F的饋電點(diǎn)F2電性連接，因此，所述濾波器E和濾波器F分別與饋電線路B形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且，所述濾波器E和濾波器F的工作頻率不同，由此，通過該濾波器E的饋電端口 El和濾波器F的饋電端口 Fl輸入到所述偶極子A的電流會(huì)使該偶極子單元A上形成滿足產(chǎn)生輻射條件的電流分布。
[0031]基于圖2所示的結(jié)構(gòu)，請進(jìn)一步參考如圖3和圖4所示的典型的多頻段輻射單元立體結(jié)構(gòu)圖。該多頻輻射單元包含偶極子單元1、饋電線路2、巴倫3、反射板4以及濾波器5和6。其中所述偶極子I包括兩個(gè)偶極子單元(未標(biāo)示)，兩個(gè)所述偶極子I以正交方式排列形成共面的輻射面，構(gòu)成該多頻輻射單元的輻射裝置(未標(biāo)示)。所述巴倫3包括四個(gè)片狀支撐體和一個(gè)底板(未標(biāo)示)，所述支撐體的一端與所述輻射裝置的正下方連接，另一端由所述底板連接后與所述反射板4相固定，所述支撐體形成可容納所述饋電線路2的腔(未標(biāo)示)。在此需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，所述偶極子單元I和巴倫3的實(shí)現(xiàn)形式不僅限于此處所描述和示出的結(jié)構(gòu)。
[0032]如圖4所示，本實(shí)施例中的所述濾波器5和濾波器6為微帶線濾波器，其設(shè)置在所述反射板4的背面。所述濾波器5包括底板7以及安裝在所述底板7上的由不同電阻率的微帶線通過串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成的微帶阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，即圖中的微帶網(wǎng)絡(luò)51和微帶網(wǎng)絡(luò)52，所述微帶網(wǎng)絡(luò)51和52結(jié)構(gòu)對稱；所述濾波器6的構(gòu)成與所述濾波器5類似，包括結(jié)構(gòu)對稱的微帶網(wǎng)絡(luò)61和微帶網(wǎng)絡(luò)62，并且，該微帶網(wǎng)絡(luò)61和62也安裝在所述底板7上，即所述濾波器5和濾波器6 —同安裝在所述底板7上。在每個(gè)所述微帶網(wǎng)絡(luò)51、52、61以及62上，分別設(shè)有饋電端口(51a、52a、61a和62a)和饋電點(diǎn)(51b、52b、61b和62b)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，所述濾波器5和濾波器6的實(shí)現(xiàn)形式不僅限于前面所描述的以及圖4所示出的結(jié)構(gòu)。
[0033]請參考圖5，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同、正交布置的饋電單元(上饋電片21和下饋電片22)組成所述饋電線路2。所述上饋電片21和下饋電片22分別激勵(lì)相互正交的兩個(gè)偶極子，以產(chǎn)生輻射信號。關(guān)于所述饋電單元的結(jié)構(gòu)，以所述上饋電片21為例，所述上饋電片21包括兩個(gè)直立臂(未標(biāo)示)和連接該直立臂的連接臂(未標(biāo)示)，兩個(gè)所述直立臂的末端分別為所述與濾波器電性連接的饋電端211和212。如圖5所示，所述饋電端211與所述微帶網(wǎng)絡(luò)51連接，具體地，所述饋電端211連接于微帶網(wǎng)絡(luò)51的饋電點(diǎn)51b ;所述饋電端212與所述微帶網(wǎng)絡(luò)62連接，具體地，所述饋電端212連接于微帶網(wǎng)絡(luò)62的饋電點(diǎn)62b，由此，同一個(gè)饋電片分別與兩個(gè)工作頻率不同的濾波器相串聯(lián)。類似地，所述下饋電片22設(shè)有饋電端221和222，其中所述饋電端221與微帶網(wǎng)絡(luò)52連接，并且所述饋電端221連接于微帶網(wǎng)絡(luò)52的饋電點(diǎn)52b ;所述饋電端222與微帶網(wǎng)絡(luò)61連接，并且所述饋電端222連接于微帶網(wǎng)絡(luò)61的饋電點(diǎn)61b。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，所述饋電線路2的具體實(shí)現(xiàn)形式，或者是所述上饋電片21和下饋電片22的具體結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)可以根據(jù)通信的電氣原理進(jìn)行改進(jìn)或變化。
[0034]一個(gè)或多個(gè)本實(shí)用新型所述的多頻段頻輻射單元，輔以必要且公知的饋電網(wǎng)絡(luò)，便構(gòu)成本實(shí)用新型的移動(dòng)通信天線。
[0035]綜上所述，本實(shí)用新型多頻段輻射單元及移動(dòng)通信天線結(jié)構(gòu)簡潔、設(shè)計(jì)巧妙，得到的輻射單元端口間隔離度高、插損小和增益高。
[0036]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但并不僅僅受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多頻段輻射單元，其包括輻射裝置和饋電裝置，所述輻射裝置包括至少一個(gè)偶極子，每個(gè)所述偶極子包括兩個(gè)偶極子單元，所述饋電裝置包括對所述偶極子起支撐及平衡饋電信號作用的巴倫、饋電線路以及濾波器，其特征在于:所述饋電線路設(shè)有至少兩個(gè)相導(dǎo)通的饋電端，所述饋電線路通過所述饋電端分別串聯(lián)傳輸?shù)谝活l段信號的第一濾波器和傳輸?shù)诙l段信號的第二濾波器。2.如權(quán)利要求1所述的多頻段輻射單元，其特征在于:該輻射單元還包括供所述輻射裝置和巴倫固定的反射板。3.如權(quán)利要求1或2所述的多頻段輻射單元，其特征在于:所述饋電線路為包括有兩個(gè)所述饋電端的一體成型的構(gòu)件。4.如權(quán)利要求1或2所述的多頻段輻射單元，其特征在于:所述饋電線路包括兩個(gè)正交布置的饋電單元，每個(gè)所述饋電單元具有兩個(gè)相導(dǎo)通的饋電端。5.如權(quán)利要求4所述的多頻段輻射單元，其特征在于:所述饋電單元包括兩個(gè)串聯(lián)的直立臂，所述饋電端設(shè)置在所述直立臂的端點(diǎn)上。6.如權(quán)利要求5所述的多頻段福射單元，其特征在于:每個(gè)所述饋電單元還包括連接所述兩個(gè)直立臂的連接臂，每個(gè)所述饋電單元一體成型。7.如權(quán)利要求1或2所述的多頻段輻射單元，其特征在于:所述第一濾波器的頻段信號和第二濾波器的頻段信號不同。8.如權(quán)利要求7所述的多頻段輻射單元，其特征在于:所述第一濾波器和第二濾波器為帶通濾波器。9.如權(quán)利要求7所述的多頻段輻射單元，其特征在于:所述第一濾波器和第二濾波器為微帶線濾波器。10.如權(quán)利要求9所述的多頻段輻射單元，其特征在于:所述微帶線濾波器包括底板及布置在所述底板上的微帶阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，所述微帶阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)有與所述饋電線路的饋電端連接的饋電點(diǎn)和供外部電源或信號輸入的饋電端口。11.如權(quán)利要求10所述的多頻段輻射單元，其特征在于:所述微帶線濾波器設(shè)置在反射板上。12.—種移動(dòng)通信天線，其特征在于:其包括一個(gè)或多個(gè)如權(quán)利要求1?11任意一項(xiàng)所述的多頻段輻射單元。
【文檔編號】H01Q1-50GK204271259SQ201420313518
【發(fā)明者】賴展軍, 陳威強(qiáng) [申請人]京信通信技術(shù)(廣州)有限公司