[发明专利]一种辐射元件以及天线

说明书

本发明提供了一种辐射元件，包括：相互直流隔离的四个辐射区，每个辐射区被构造在四象限坐标系的一个象限之中；每个辐射区包括辐射臂以及为所述辐射臂馈电的馈电部；以及共模滤波器，所述共模滤波器被设置在相邻的两个辐射臂、与所述相邻的两个辐射臂相对应的相邻两个馈电部之间。此外，本发明还提供了一种包括上述的辐射元件的天线。借助于依据本发明的辐射元件，能够在实现该辐射元件自身的辐射性能的基础之上尽量减小对于其他高频率辐射元件的干扰，实现多频段组合天线的优化设计。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤指一种辐射元件以及具有该辐射元件的天线。

背景技术

用于3G、LTE或者5G等通信的基站天线由工作在不同频段的多个辐射元件阵列组成。在400MHz到6GHz之间的广谱(即所谓的6GHz以下频段)被分配给电信运营商用于无线通信。但是本领域的技术人员了解到要想为如此宽的带宽设计模拟组件将是非常困难的，例如设计滤波器、移相器、辐射元件或者放大器等，因此6GHz以下频段会进一步划分为若干个子频段并单独进行运行，从而便于设计相应的模拟组件。例如，通常业界通常将6GHz以下的频段划分为以下四个单独的工作子频段，即第一个子频段为600MHz至1GHz、第二个子频段为1.4GHz至3GHz、第三个子频段为3GHz至4.2GHz、第四个子频段为5GHz至6GHz。

这四个分离的频段需要单独的组件，例如滤波器、移相器、放大器以及辐射元件。所有这些组件都不能相互干扰，隔离度最小需要在20dB左右，并且每个信号通道之间的隔离度最好为30dB。对于诸如滤波器、移相器之类的屏蔽通道而言，相对容易达到这一目标。在这些通道中，所有信号都被微带线或带状线屏蔽。

然而，由于工作于不同频段的辐射元件之间容易耦合，因此要实现辐射元件之间的隔离是相对困难的。如果隔离无法达到一定的级别，那么将存在严重的模式失真和端口间隔离问题。这些问题将降低通信网络的性能。如果增加工作于不同频段的相邻两个振子之间的距离，则可以提高工作于不同频段的相邻两个振子之间的隔离性能。但是，如此设置，势必会增大天线的宽度或长度，从而不利于天线的小型化。

另一方面，由于需要覆盖多个频段以及扇区，而基站塔上供安装天线的空间又非常有限，因此生产商需要将工作于不同频段的多个振子集成在一个天线内。这就使得工作于不同频段的多个振子之间的隔离成为较大的挑战。

发明内容

本发明的任务在于设计一种用于低频段的辐射元件，其对于高频振子的干扰得以尽量减小，从而能够和高频振子按要求进行组合而不会对高频振子产生不利影响，另一方面该用于低频段的辐射元件的回波损耗较小而且辐射方向图较好。

具体而言，本发明提供的技术方案如下，即本发明提供一种辐射元件，包括：相互直流隔离的四个辐射区，每个辐射区被构造在四象限坐标系的一个象限之中；每个辐射区包括辐射臂以及为所述辐射臂馈电的馈电部；以及共模滤波器，所述共模滤波器被设置在相邻的两个辐射臂、与所述相邻的两个辐射臂相对应的相邻两个馈电部之间。

由于设置了共模滤波器，使得高频段的信号在所述辐射元件处所形成的高频电流得以被滤除，从而降低了所述辐射元件对高频振子的影响，提高了依据本发明的辐射元件与高频振子的共存性和相互之间的抗干扰性。

进一步地，在本发明的一种实现形式之中，所述共模滤波器包括为辐射臂馈电的第一传输线以及为与所述辐射臂相邻的另一辐射臂馈电的第二传输线；其中，第一传输线、第二传输线弯曲成电感线圈，且第一传输线、第二传输线的绕行方向一致、长度相等。

进一步地，在本发明的一种实现形式之中，所述第一传输线、第二传输线的长度不小于高频波段中最高频率波长的1/8。

进一步地，在本发明的一种实现形式之中，所述辐射元件还包括介质板，所述辐射臂设置于所述介质板上；所述第一传输线、第二传输线都包括位于介质板一侧的第一迹线以及位于介质板另一侧的第二迹线，所述第一迹线、第二迹线通过过孔电性连接。