[发明专利]双极化天线及其辐射单元

说明书

本发明提供一种双极化天线及其辐射单元,其中，所述辐射单元用于辐射低频信号，其包括对应工作于两个相互垂直的极化方向上的两对辐射器，每个辐射器包括馈电臂和由馈电臂顶端折弯形成的辐射臂，其中一对辐射器的辐射臂沿垂直极化方向延伸，另一对辐射器的辐射臂沿水平极化方向延伸，馈电臂与极化合成网络连接，并在极化合成网络作用下使每对辐射器两个辐射臂之间的信号相位互为反相，与另外两个辐射臂之间的信号相位一一对应为同相。辐射单元的辐射臂沿垂直和水平极化方向延伸，减少其辐射臂与高频辐射单元的重合面积，减少高低频辐射单元之间的互耦，辐射臂上可矢量合成沿±45°极化方向的电流，以使本发明具备±45°极化天线的辐射特性。

技术领域

本发明涉及移动通信天线领域，尤其涉及一种双极化天线及其辐射单元。

背景技术

无线技术发展、新通信频谱的引入导致运营商需要部署更多的天线设备，而铁塔资源、民众感知等都限制运营商布置多根天线的可能性。因此如何将多根天线集成到一根成为近年天线开发者的研究热点。众所周知，低频天线尺寸往往决定了整个天线的尺寸，如何在更小的尺寸、更简洁的设计下满足运营商提出的指标要求成为设计难点。

基站天线多采用线极化方式，其中双极化天线一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此目前大部分采用的是±45°极化的方式。但是传统的±45°极化天线的辐射臂沿±45°极化方向延伸，且在与高频阵列进行平面阵列组阵时，传统的±45°振子的辐射臂将会延伸至高频振子的上方，则导致低频辐射单元的放置位置和馈电方式会对旁边的高频辐射单元产生显著影响。

发明内容

本发明的首要目的旨在提供一种结构简单、且在其与高频阵列进行平面阵列组阵时对高频阵列的空间遮挡最小的辐射单元。

本发明的另一目的旨在提供一种包括上述辐射单元的双极化天线。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

作为第一方面，本发明设置一种辐射单元，用于辐射低频信号，其包括对应工作于两个相互垂直的极化方向上的两对辐射器，每个所述辐射器包括馈电臂和由馈电臂顶端折弯形成的辐射臂，其中一对辐射器的辐射臂沿该辐射单元的垂直极化方向延伸，另一对辐射器的辐射臂沿该辐射单元的水平极化方向延伸，所述馈电臂用于与极化合成网络连接，并且能够在极化合成网络作用下使每对辐射器两个辐射臂之间的信号相位互为反相，与另外两个辐射臂之间的信号相位一一对应为同相。

进一步设置：所述馈电臂与所述辐射臂垂直以呈L形设置，且所述馈电臂与所述辐射臂为一体成型结构或为分体组合结构。

进一步设置：所述辐射器可为钣金折弯件、压铸成型件、PCB与钣金件的组合件或者PCB与压铸件的组合件。

进一步设置：所述辐射臂沿其长度方向设有多个辐射段，且所述多个辐射段的的宽度相同或不同，所述多个辐射段的厚度相同或不同。

进一步设置：所述馈电臂的侧边设有耦合片。

进一步设置：所述馈电臂的两侧均设有耦合片，且两侧的耦合片垂直设置，所述馈电臂其中一侧的耦合片沿﹢45°极化方向延伸，另一侧耦合片沿﹣45°极化方向延伸。

进一步设置：四个所述辐射器上方设有与四个辐射器均电连接设有寄生贴片。

作为第二方面，本发明还涉及一种双极化天线，包括馈电网络、如上所述的辐射单元及连接所述馈电网络与所述辐射单元的极化合成网络，所述极化合成网络设有两个与馈电网络连接的输入端口及四个分别与辐射单元的两对辐射器一一对应连接的输出端口，所述极化合成网络对应一对辐射器的两个输出端口的信号相位互为反相，与另外两个输出端口之间的信号相位一一对应为同相，以使相邻辐射臂之间可矢量合成沿±45°极化方向的等效电流。

进一步设置：所述极化合成网络包括电桥、第一功分器、第二功分器、相位移相器、第一反相器及第二反相器；