小型双极化天线辐射装置及通信设备的制作方法

本实用新型涉及天线技术领域，尤其是涉及一种小型双极化天线辐射装置及通信设备。

背景技术：

多频基站会集成有多个双极化天线振子，而在多频基站天线阵列上，双极化天线振子的尺寸大小将成为决定多频基站的天线性能(主要为天线带宽性能，天线振子的尺寸越大，天线的带宽才能够足够好)的重要因素，因为多频基站内部的安装空间有限，双极化天线振子的尺寸越大，那么双极化天线振子之间的距离就会越近，而双极化天线振子之间的距离过近会产生强烈的耦合而使得双极化天线振子的天线性能恶化。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种小型双极化天线辐射装置及通信设备，能够有效减小双极化天线辐射装置的尺寸以确保双极化天线辐射装置具有良好的天线性能。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供了一种小型双极化天线辐射装置，包括：辐射单元、两个馈电体、巴伦支撑结构及两个馈电电缆；

所述辐射单元，包括四个振子臂及至少四个加载段；四个所述振子臂绕着一点依次间隔设置，且其中两个所述振子臂相对设置，另外两个所述振子臂相对设置；每个所述振子臂的宽度由其首端部往其末端部逐渐变宽、宽度稳定再逐渐变窄，且每个所述振子臂的末端部均设有至少一所述加载段；其中，每个所述振子臂的首端部相互靠近；

每个所述馈电体用于对对应的一对所述振子臂进行馈电；

所述巴伦支撑结构设于所述辐射单元的下方并支撑所述辐射单元，且与所述辐射单元连接；

两个所述馈电电缆的内导体与两个所述馈电体一一对应连接，两个所述馈电电缆的外导体与所述巴伦支撑结构连接。

作为上述方案的改进，所述的小型双极化天线辐射装置还包括介质板；四个所述振子臂、四个所述加载段及两个所述馈电体均设于所述介质板上，且两个所述馈电体位于四个所述振子臂围成的耦合区域之间。

作为上述方案的改进，每个所述振子臂为两层结构，分别为第一层振子臂及第二层振子臂；该两层振子臂分别相对地设于所述介质板的上下面，且该两层振子臂的首端部通过所述介质板上开设有的导电通孔对应连接；

所述加载段也为双层结构，分别为第一层加载段及第二层加载段，该两层加载段分别相对地设于所述介质板的上下面。

作为上述方案的改进，所述巴伦支撑结构包括底板及两个巴伦臂；两个所述巴伦臂相对且间隔设置于所述底板的顶面上，并位于所述介质板的下方；

所述介质板开设有贯穿其上下面的两个配合孔及两个固定孔，其中两个紧挨的所述振子臂的首端部一一对应穿过有两个所述配合孔，另外两个紧挨的所述振子臂的首端部一一对应穿过有两个所述固定孔；

两个所述巴伦臂的顶部与两个所述配合孔一一对应配合，并与对应的其中两个所述振子臂一一对应连接；两个所述馈电电缆的顶部与两个所述固定孔一一对应配合，其顶部的外导体与对应的另外两个所述振子臂一一对应连接，其顶部的内导体向上穿过对应的所述固定孔并与设于所述介质板的顶面的两个所述馈电体一一对应连接；两个所述馈电电缆的底部的外导体与所述底板连接；

或，

所述巴伦支撑结构包括底板及四个巴伦臂；四个所述巴伦臂绕着所述底板的顶面的中心点依次间隔设置于所述底板的顶面上，并位于所述介质板的下方；

所述介质板开设有贯穿其上下面的四个配合孔及两个固定孔，四个所述振子臂的首端部一一对应穿过有四个所述配合孔；

四个所述巴伦臂的顶部与四个所述配合孔一一对应配合，并与四个所述振子臂一一对应连接；两个所述馈电电缆的顶部与两个所述固定孔一一对应配合，其顶部的内导体向上穿过对应的所述固定孔并与设于所述介质板的顶面的两个所述馈电体一一对应连接；两个所述馈电电缆的底部的外导体与所述底板连接。

作为上述方案的改进，所述振子臂包括主振子部及副振子部；

所述主振子部的宽度由其首端部往其末端部逐渐变宽、宽度稳定再逐渐变窄，且每个所述主振子部的末端部均设有至少一所述加载段；

所述主振子部的中间设有镂空区域，所述副振子部由所述主振子部延伸入所述镂空区域处，且所述副振子部的延伸方向为逐渐远离所述主振子部的首端部。

作为上述方案的改进，所述振子臂为七边形块状结构或八边形块状结构，所述加载段为条状结构。

作为上述方案的改进，每个所述振子臂的末端部均设有两个对称分布于该末端部的两侧的所述加载段。

作为上述方案的改进，所述的小型双极化天线辐射装置还包括反射板，所述巴伦支撑结构的底部设于所述反射板的顶面上。

作为上述方案的改进，所述的小型双极化天线辐射装置还包括多个第一金属挡板及多个第二金属挡板；

多个所述第一金属挡板设于所述反射板的顶面的周侧并依次首尾连接；

多个所述第二金属挡板，设于多个所述第一金属挡板与所述巴伦支撑结构之间，且围绕所述巴伦支撑结构并相互间隔设置；

其中，所述第二金属挡板的设置高度低于所述第一金属挡板。

本实用新型另一实施例提供了一种通信设备，包括如上任一方案所述的小型双极化天线辐射装置。

相比于现有技术，本实用新型实施例提供的所述小型双极化天线辐射装置及所述通信设备，通过在所述振子臂的末端部上设有所述加载段，这样即使所述振子臂的尺寸变小，也能够确保所述振子臂的工作宽带不会受到影响，从而有利于所述振子臂的尺寸小型化，进而有利于所述双极化天线辐射装置的小型化。此外，通过让每个所述振子臂的宽度由其首端部往其末端部逐渐变宽、宽度稳定再逐渐变窄，这样能够拓展所述振子臂的带宽，从而拓展所述双极化天线辐射装置的带宽。由上分析可知，本实用新型实施例通过在所述振子臂的末端部设有所述加载段，并让所述振子臂的宽度其首端部往其末端部逐渐变宽、宽度稳定再逐渐变窄，这样不仅能够减小所述双极化天线辐射装置的尺寸，还能够有效拓展所述双极化天线辐射装置的带宽，有效克服了现有技术中的天线振子尺寸越小则天线带宽性能越差的技术缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的一种小型双极化天线辐射装置的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的一种小型双极化天线辐射装置的侧视图；

图3是图1示出的辐射单元的俯视图；

图4是图1示出的辐射单元的仰视图；

图5是本实用新型一实施例提供的另一种小型双极化天线辐射装置的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的另一种小型双极化天线辐射装置的侧视图；

图7是图5示出的辐射单元的俯视图；

图8是图5示出的辐射单元的仰视图。

附图标注说明：

1.辐射单元；10.振子臂；100.第一层振子臂；101.第二层振子臂；100a.主振子部；100b.副振子部；1000.镂空区域；1001.通孔；11.加载段；110.第一层加载段；111.第二层加载段；

2.馈电体；

3.巴伦支撑结构；30.巴伦臂；31.底板；

4.馈电电缆；

5.介质板；50.耦合区域；51.导电通孔；52.配合孔；53.固定孔；

6.反射板；

7.第一金属挡板；

8.第二金属挡板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在说明书和权利要求书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。

此外，在说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等仅用于区别相同技术特征的描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也不一定描述次序或时间顺序。在合适的情况下术语是可以互换的。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

参见图1至图8，本实用新型一实施例提供了一种小型双极化天线辐射装置，包括：辐射单元1、两个用于对对应的一对振子臂10进行馈电(可以是直接馈电或耦合馈电)的馈电体2、巴伦支撑结构3及两个馈电电缆4；所述辐射单元1，包括四个振子臂10及至少四个加载段11；四个所述振子臂10绕着一点依次间隔设置，且其中两个所述振子臂10相对设置，另外两个所述振子臂10相对设置，这样四个所述振子臂10就构成两对振子；其中一对振子在其中一个所述馈电体2的馈电下实现一种极化，另外一对振子在另外一个所述馈电体2的馈电下实现另一种极化，这样就形成了天线的交叉极化。每个所述振子臂10具有首端部及末端部，每个所述振子臂10的首端部相互靠近。每个所述振子臂10的宽度由其首端部往其末端部逐渐变宽、宽度稳定再逐渐变窄，这样可以让所述振子臂10在工作时激励出多种频率范围，从而能够有效拓展所述所述振子臂10的带宽，进而拓展所述双极化天线辐射装置的带宽。每个所述振子臂10的末端部均设有至少一所述加载段11，这样即使所述振子臂10的尺寸变小，也能够确保所述振子臂10的工作宽带不会受到影响，从而有利于所述振子臂10的尺寸小型化，进而有利于所述双极化天线辐射装置的小型化。所述巴伦支撑结构3设于所述辐射单元1的下方并支撑所述辐射单元1，且与所述辐射单元1连接；两个所述馈电电缆4的内导体与两个所述馈电体2一一对应连接，两个所述馈电电缆4的外导体与所述巴伦支撑结构3连接。所述巴伦支撑结构3、所述馈电电缆4及所述馈电体2三者形成用于实现对所述辐射单元1进行平衡馈电的馈电结构。

由上分析可知，本实用新型实施例通过在所述振子臂10的末端部设有所述加载段11，并让所述振子臂10的宽度其首端部往其末端部逐渐变宽、宽度稳定再逐渐变窄，这样不仅能够减小所述双极化天线辐射装置的尺寸，还能够有效拓展所述双极化天线辐射装置的带宽，有效克服了现有技术中的天线振子尺寸越小则天线带宽性能越差的技术缺陷。

需要说明的是，通过调节所述振子臂10之间的间距可以调节所述辐射单元1的阻抗带宽，通过调节所述加载段11的长度可以调节所述辐射单元1的工作频率范围。可以理解的是，所述振子臂10、所述加载段11、所述馈电体2及所述巴伦支撑结构3可以优选为金属材质(例如铝或铜等)。此外，需要指出的是，所述振子臂10的宽度稳定指的是所述振子臂10的中段区域的宽度相差不大(例如宽度相差不大于3毫米)，也可以是宽度一致。

此外，所述馈电电缆4可以为射频同轴电缆，所述射频同轴电缆的特性阻抗可以为50ω。所述馈电电缆4与所述馈电体2及所述巴伦支撑结构3的连接方式可以为焊接。

所述小型双极化天线辐射装置还包括馈电功分电路(图未示)，所述馈电功分电路与所述馈电电缆连接以用于给所述馈电电缆馈电。

优选地，参见图1与图5，所述的小型双极化天线辐射装置还包括介质板5；四个所述振子臂10、四个所述加载段11及两个所述馈电体2均设于所述介质板5上，这样使得所述辐射单元1的结构更加紧凑，有利于实现所述辐射单元1的小型化。此外，两个所述馈电体2位于四个所述振子臂10围成的耦合区域50之间，这样能够进一步使得所述辐射单元1的结构更加紧凑，更有利于实现所述辐射单元1的小型化。其中，所述介质板5可以优选为pcb板，所述振子臂10、所述加载段11及所述馈电体2均制作形成在所述pcb板上，这样使得所述辐射单元1的制作更加方便简单，同时也能够使得所述辐射单元的结构更加紧凑。当然，所述介质板5还可以为陶瓷板等绝缘材质基板，在此不做具体限定。

在上述实施例中，较佳地，参见图3、4、7与8，每个所述振子臂10为两层结构，分别为第一层振子臂100及第二层振子臂101；该两层振子臂10分别相对地设于所述介质板5的上下面，且该两层振子臂10的首端部通过所述介质板5上开设有的导电通孔51对应连接；所述加载段11也为双层结构，分别为第一层加载段110及第二层加载段111，该两层加载段11分别相对地设于所述介质板5的上下面。其中，通过让所述振子臂10及所述加载段11采用双层结构，这样不仅能够提高所述辐射单元1的带宽性能，同时也使得所述辐射单元1的结构能够更加紧凑。需要说明的是，所述振子臂10的其他部位也可以开设有所述导电通孔51。

在上述实施例中，所述巴伦支撑结构3优选有如下两种结构形式：

第一种结构形式：参见图1至图4，所述巴伦支撑结构3包括底板31及两个巴伦臂30；两个所述巴伦臂30相对且间隔设置于所述底板31的顶面上，并位于所述介质板5的下方。

其中，所述介质板5开设有贯穿其上下面的两个配合孔52及两个固定孔53，其中两个紧挨的所述振子臂10的首端部一一对应穿过有两个所述配合孔52，另外两个紧挨的所述振子臂10的首端部一一对应穿过有两个所述固定孔53；两个所述巴伦臂30的顶部与两个所述配合孔52一一对应配合，并与对应的其中两个所述振子臂10一一对应连接；两个所述馈电电缆4的顶部与两个所述固定孔53一一对应配合，其顶部的外导体与对应的另外两个所述振子臂10一一对应连接，其顶部的内导体向上穿过对应的所述固定孔53并与设于所述介质板5的顶面的两个所述馈电体2一一对应连接；两个所述馈电电缆4的底部的外导体与所述底板31连接。

本实施例的所述巴伦支撑结构3只需要设置两个巴伦臂30，该两个巴伦臂30与两个所述馈电电缆4共同支撑所述介质板5并共同给所述辐射单元1馈电，整体结构更加紧凑简单，有利于实现所述双极化天线辐射装置的小型化。

第二种结构形式：参见图5至图8，所述巴伦支撑结构3包括底板31及四个巴伦臂30；四个所述巴伦臂30绕着所述底板31的顶面的中心点依次间隔设置于所述底板31的顶面上，并位于所述介质板5的下方。

其中，所述介质板5开设有贯穿其上下面的四个配合孔52及两个固定孔53，四个所述振子臂10的首端部一一对应穿过有四个所述配合孔52；四个所述巴伦臂30的顶部与四个所述配合孔52一一对应配合，并与四个所述振子臂10一一对应连接；两个所述馈电电缆4的顶部与两个所述固定孔53一一对应配合，其顶部的内导体向上穿过对应的所述固定孔53并与设于所述介质板5的顶面的两个所述馈电体2一一对应连接；两个所述馈电电缆4的底部的外导体与所述底板31连接。

需要说明的是，所述巴伦支撑结构3还可以为其他结构形式，只要能够与所述馈电电缆4及所述馈电体2共同给所述辐射单元1平衡馈电即可，在此不做具体限定。

具体地，所述巴伦支撑结构3的巴伦臂30由金属片(通常是铝合金片或者铜片)钣金加工而成，加工后电镀有锡层，以提高焊接性能并防止氧化。

在上述实施例中，示例性地，参见图5至图8，所述振子臂10包括主振子部100a及副振子部100b；所述主振子部100a的宽度由其首端部往其末端部逐渐变宽、宽度稳定再逐渐变窄，且每个所述主振子部100a的末端部均设有至少一所述加载段11；所述主振子部100a的中间设有镂空区域1000，所述副振子部100b由所述主振子部100a延伸入所述镂空区域1000处，且所述副振子部100b的延伸方向为逐渐远离所述主振子部100a的首端部。其中，通过让所述振子臂10设置成两个振子部，且所述主振子部设有镂空区域1000，这样就可以使得所述振子臂10在工作时能够激励形成多模谐振，而多模谐振能够拓展所述辐射单元1的带宽。此外，通过让所述副振子部100b延伸入所述主振子部100a的中部形成有的所述镂空区域1000，这样可以使得所述辐射单元1的结构更加紧凑。由此可见，本实施例不仅可以拓展所述辐射单元1的带宽，还有利于实现所述辐射单元1的小型化。

在上述实施例中，示例性地，参见图1与图5，所述振子臂10为七边形块状结构或八边形块状结构，这样能够有效拓展所述辐射单元1的带宽。此外，所述加载段11优选为条状结构，这样更有利于实现所述辐射单元1的小型化。

在上述实施例中，具体地，参见图1与图5，每个所述振子臂10的末端部均设有两个对称分布于该末端部的两侧的所述加载段11，这样能够更有效拓展所述辐射单元1的带宽，从而更有利于实现所述辐射单元1的小型化。

在上述实施例中，优选地，参见图1，所述的小型双极化天线辐射装置还包括反射板6，所述巴伦支撑结构3的底部设于所述反射板6的顶面上。通过设置所述反射板6，这样能够使得所述辐射单元1具有稳定的定向辐射特性，并能够增大所述辐射单元1的天线增益，且能够改善所述辐射单元1的交叉极化比等辐射特性。

进一步地，参见图1与图2，所述的小型双极化天线辐射装置还包括多个第一金属挡板7及多个第二金属挡板8；多个所述第一金属挡板7设于所述反射板6的顶面的周侧并依次首尾连接；多个所述第二金属挡板8，设于多个所述第一金属挡板7与所述巴伦支撑结构3之间，且围绕所述巴伦支撑结构3。所述第二金属挡板8的设置高度低于所述第一金属挡板7。其中，多个所述第一金属挡板7能够有效控制所述辐射单元1的低频主波束的宽度范围，从而能够提高所述辐射单元1的低频带宽的辐射特性。此外，多个所述第二金属挡板8能够有效控制所述辐射单元1的高频主波束的宽度范围，这样也能够提高所述辐射单元1的高频带宽的辐射特性。

更优地，参见图1，多个所述第二金属挡板8相互间隔设置，这样能够有效降低所述第二金属挡板8之间的耦合作用，从而能够使得所述第二金属挡板8能够更好地提高所述辐射单元1的高频带宽的辐射特性。

在上述实施例中，较佳地，参见图7，所述振子臂10的末端部开设有通孔1001，这样能够进一步拓展所述振子臂10的带宽。

综上所述，本实施例通过采用多种手段实现了所述双极化天线辐射装置的小型化，并拓展了所述双极化天线辐射装置的带宽。其中，所述双极化天线辐射装置的辐射单元1的尺寸由传统的0.5λ0(λ0为辐射装置的天线信号的中心频率所对应的波长)，降低到0.35λ0，尺寸缩小了30％；所述双极化天线辐射装置的达到了1710-2690mhz。

本实用新型另一实施例提供了一种通信设备，包括如上任一方案所述的小型双极化天线辐射装置。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。