专利名称：十字交叉振子天线单元和天线的制作方法
技术领域：
本实用新型实施例涉及天线结构技术，尤其涉及一种十字交叉振子天线单元和天线。
背景技术：
天线是移动通信系统中的一个能量转换装置，实现电信号和电磁波信号的相互转换。天线发展的一个重要趋势是高质量、小型化、低成本。众所周知目前全球经济很不景气，运营商在关注天线性能的基础上，更着眼于天线的成本，从而达到利润最大化。对于天线供应商来说，天线成本尤为重要。目前现有技术的十字交叉振子天线单元采用半波振子作为辐射装置，以巴伦作为结构支撑和馈电装置，并在巴伦中进行阻抗变换从而达到阻抗匹配的目的。如图1所示的为一种现有技术中的十字交叉振子天线单元的主体展开示意图。由图1可见，现有技术的十字交叉振子天线单元方案结构形式简单，便于结构加工和精度控制，但对板材的有效利用率较低，从而造成制作成本相对较高；另外，十字交叉振子方案的主要缺点是水平面波束宽度较宽，适用于波束宽度较宽的天线，如90度天线，但是若要实现65度天线则需要加大反射板的宽度和侧边的高度，这样天线体积明显偏大，不利于运输和安装。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种十字交叉振子天线单元和天线，以解决现有技术中十字交叉振子天线单元板材利用率低的问题，以实现降低成本。第一方面，本实用新型实施 例提供一种十字交叉振子天线单元装置，包括:四个巴伦和端部与巴伦连接的各振子臂，各所述巴伦和振子臂采用同一矩形钣金片一体成型，在所述饭金片中:各所述巴伦的根部连接在中心片的两侧，连接在中心片同一侧的两个巴伦相互平行且间隔设置；各振子臂的一端分别与各巴伦的端部相连，且每个振子臂沿巴伦的端部折回，与所述巴伦平行且断开。在第一方面的第一种可能的实现方式中，在所述钣金片中，连接在中心片异侧的两个巴伦对应的振子臂的末端图案相互凹凸配合。根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在所述钣金片中，相互凹凸配合的振子臂末端各自伸出一个凸起。在第一方面的第三种可能的实现方式中，在所述钣金片中，每个所述巴伦包括连接部和折叠部，所述连接部与所述中心片相连，所述折叠部与所述连接部之间的折叠线与对应的振子臂平行，且所述振子臂连接在所述折叠部的端部。在第一方面的第四种可能的实现方式中，在所述钣金片中，每个所述振子臂的外侧还设置有枝节。在第一方面的第五种可能的实现方式中，在所述钣金片中，每个所述振子臂为矩形或梯形。在第一方面的第六种可能的实现方式中，还包括:加载片，设置在处于使用状态下的所述天线单元各个振子臂交叉的中心处上方。在第一方面的第七种可能的实现方式中，还包括:无源反射器，寄生在振子臂四周。根据第一方面的第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述无源反射器的形状为C形、一字形、几字形或封闭环形。第二方面，本实用新型实施例提供一种天线装置，包括:反射板，和设置在反射板上的本实用新型任意实施例所提供的十字交叉振子天线单元。本实用新型实施例十字交叉振子天线单元和天线，通过改善十字交叉振子天线单元结构设计，实现对板材的优化利用，解决现有技术中十字交叉振子天线单元板材利用率低的问题。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种现有技术中的十字交叉振子天线单元的主体展开示意图2A为本实用新型实施例一所提供的十字交叉振子天线单元的振子主体展开示意图；图2B为本实用新型实施例一所提供的十字交叉振子天线单元结构展开示意图；图2C为本实用新型实施例一所提供的十字交叉振子天线单元振子主体及馈电示意图；图2D为本实用新型实施例一所提供的十字交叉振子天线单元俯视图；图3为本实用新型实施例二所提供的十字交叉振子天线单元的带分枝振子主体展开示意图；图4为本实用新型实施例三所提供的十字交叉振子天线单元的变形振子臂主体展开示意图；图5为本实用新型示出的天线装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。[0029]实施例一图2A为本实用新型实施例一所提供的十字交叉振子天线单元的振子主体展开示意图，图2B为本实用新型实施例一所提供的十字交叉振子天线单元结构展开示意图，本实施例适用于天线装置，能够在较小的反射板宽度上实现较合理的波束宽度，同时可以最大化的降低单元成本，所述十字交叉振子天线单元具体结构如下:十字交叉振子天线单元包括巴伦11和振子臂12。其中，所述巴伦11的个数优选为四个，各所述振子臂12端部与所述巴伦11连接，并且各所述巴伦11和振子臂12采用同一矩形钣金片100 —体成型，在所述钣金片100中:各所述巴伦11的根部连接在中心片13的两侧，连接在中心片13同一侧的两个巴伦11相互平行且间隔设置；各振子臂12的一端分别与各巴伦11的端部相连，且每个振子臂12沿巴伦11的端部折回，与所述巴伦11平行且断开。在上述实施例技术方案的基础上，优选是:在所述钣金片100中，连接在中心片13异侧的两个巴伦11对应的振子臂12的末端图案相互凹凸配合，并且优选是相互凹凸配合的振子臂12末端各自伸出一个凸起14，呈镜面对称设置。末端凹凸配合为套料技术，即按照天线的设计要求，需要振子臂12的长度满足与波长的对应关系，然而如果两个振子臂12在钣金片100上末端正对设置，则显然钣金片100的长度需至少等于两个振子臂12的长度。而采用末端凹凸配合的方案，既能够使得每个振子臂12仍具有一定的长度，还能够缩短钣金片100的长度，进一步节约材料。其中，每个所述巴伦11包括连接部111和折叠部112，所述连接部111与所述中心片13相连，所述折叠部 112与所述连接部111之间的折叠线与对应的振子臂12平行，且所述振子臂12连接在所述折叠部112的端部。图2B为本实用新型实施例一所提供的十字交叉振子天线单元结构展开示意图，在该图中的十字交叉振子天线单元包括由图2A弯折后所形成的结构，具体是沿图2A中的虚线呈90度折叠设置，沿图2A中的点划线呈45度折叠设置，折叠后的天线单元如图2B所示。当然，折叠的角度不限，巴伦和振子臂也可以呈一定角度设置。本实用新型实施例的技术方案，十字交叉振子天线单元可以由一块钣金片折叠而成，且在该钣金片中充分利用了钣金片的面积，空余部分相对于图1所示的钣金片大幅度减少，可采用一基本呈矩形的钣金片制备，由此减少了对钣金材料的浪费，能最大限度的降低成本。本实用新型实施例所提供的天线单元，优选是还包括加载片15，设置在处于使用状态下的所述天线单元各个振子臂12交叉的中心处上方，如图2B所示。加载片15的设置可以有效降低振子高度，振子的巴伦理论高度为1/4波长左右，由于采用加载片，可将振子高度可以做到1/6波长或者更低，更有利于减少板材用料，降低成本。加载片形状可采用圆形、多边形、圆形与多边形组合。还可以在加载片上开设缝隙。该天线单元还可以设置无源反射器16，寄生在振子臂四周。即，无源反射器16 —般设置在振子臂的四周，例如在振子臂末端，与振子臂非接触设置，保持耦合电连接关系，如图2B所示。在图2B中，无源反射器16设置在相邻的振子臂12末端之间，其数量可以为2-4个。无源反射器16的形状优选为C形、一字形、几字形或封闭环形等，并且其材料和形状不做限制。该天线单元还可以设置馈电片17。馈电片17用于与振子臂实现耦合馈电，并馈电至反射板的馈电网络中。例如，图2C所示，馈电片17可以有多个，固定设置在反射板的正面，与馈电网络相连，且与振子臂所连接的巴伦下端临近而不直接接触，来实现耦合馈电。该馈电片17与振子臂非接触实现耦合馈电，这样可以将馈电网络移到反射板的正面来，从而减小天线的厚度。图2D为本实用新型实施例一所提供的十字交叉振子天线单元俯视图，是可用于工作状态的本实用新型实施例一所提供的十字交叉振子天线单元，具体是将图2B中所示出的天线单元展开结构组装为可使用的天线单元，所述可使用的天线单元的俯视图如图2D所示。但本实用新型实施例不限于此，还可设计成其他架构。该十字交叉振子天线单元通过板材切割、折弯等工艺实现，材料利用率较高，达到降低成本的目的；振子臂四周及顶部增加金属寄生单元，可以实现用较小的反射板高度和宽度实现65度波束宽度，在天线开发中表现为只需要较小的反射板就能形成需要的波束宽度，同时振子采用耦合馈电，这样可以将馈电网络移到反射板的正面来，从而减小天线的厚度，达到天线小型化的目的。实施例二图3为本实用新型实施例二所提供的十字交叉振子天线单元的带分枝振子主体展开示意图，本实施例是在实施例一的基础上进行优化，具体是在实施例一中每个所述振子臂12的外侧还设置有枝节18，其中枝节18的设置位置和数量不限，能够用来优化天线参 数。实施例三图4为本实用新型实施例三所提供的十字交叉振子天线单元的变形振子臂主体展开示意图，本实施例是在实施例一的基础上进行优化，具体是对实施例一中每个所述振子臂形状的改变。在所述钣金片中，每个所述振子臂可以为矩形或梯形。如图4所示实施例为梯形振子臂的形状。本实用新型实施例还提供了一种天线，包括反射板，和设置在反射板上的至少一个本实用新型任意实施例所提供的十字交叉振子天线单元，如图5所示。本实用新型实施例所提供的天线，可以缩小振子的水平面波束宽度，在天线开发中表现为只需要较小的反射板就能形成需要的波束宽度，达到天线小型化的目的。使用该方案可拓展天线的带宽，可实现天线宽频带要求。振子主体采用钣金切割(冲压)、折弯等工艺实现，材料利用率较高，板材有效利用率可达到80%，达到降低成本目的。该天线单元的十字振子通过板材切割、折弯等工艺实现，振子四周及振子顶部增加金属寄生单元，可以实现用较小的反射板高度和宽度实现65度波束宽度，同时振子采用耦合馈电，这样可以将馈电网络移到反射板的正面来，从而减小天线的厚度，还可以实现半罩中馈技术。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围 。
权利要求1.一种十字交叉振子天线单元，包括四个巴伦和端部与巴伦连接的各振子臂，各所述巴伦和振子臂采用同一矩形钣金片一体成型，其特征在于，在所述钣金片中: 各所述巴伦的根部连接在中心片的两侧，连接在中心片同一侧的两个巴伦相互平行且间隔设置； 各振子臂的一端分别与各巴伦的端部相连，且每个振子臂沿巴伦的端部折回，与所述巴伦平行且断开。
2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于:在所述钣金片中，连接在中心片异侧的两个巴伦对应的振子臂的末端图案相互凹凸配合。
3.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于:在所述钣金片中，相互凹凸配合的振子臂末端各自伸出一个凸起。
4.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于:在所述钣金片中，每个所述巴伦包括连接部和折叠部，所述连接部与所 述中心片相连，所述折叠部与所述连接部之间的折叠线与对应的振子臂平行，且所述振子臂连接在所述折叠部的端部。
5.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于:在所述钣金片中，每个所述振子臂的外侧还设置有枝节。
6.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于:在所述钣金片中，每个所述振子臂为矩形或梯形。
7.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，还包括:加载片，设置在处于使用状态下的所述天线单元各个振子臂交叉的中心处上方。
8.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，还包括:无源反射器，寄生在振子臂四周。
9.根据权利要求8所述的天线单元，其特征在于:所述无源反射器的形状为C形、一字形、几字形或封闭环形。
10.一种天线，其特征在于:包括反射板，和设置在反射板上的至少一个权利要求1-9任一所述的十字交叉振子天线单元。
专利摘要本实用新型实施例提供一种十字交叉振子天线单元和天线。本实用新型十字交叉振子天线单元，包括四个巴伦和端部与巴伦连接的各振子臂，各所述巴伦和振子臂采用同一矩形钣金片一体成型，在所述钣金片中各所述巴伦的根部连接在中心片的两侧，连接在同一侧的两个巴伦相互平行且间隔设置；各振子臂的一端分别与各巴伦的端部相连，且每个振子臂沿巴伦的端部折回，与所述巴伦平行且断开。本实用新型实施例解决了现有技术中十字交叉振子天线单元板材利用率低的问题，从而实现成本的降低。
文档编号H01Q23/00GK203119088SQ201220748519
公开日2013年8月7日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者王秀荣 申请人:华为技术有限公司