超宽带辐射单元及天线的制作方法

本发明涉及移动通信技术领域，具体是涉及一种超宽带辐射单元及天线。

背景技术：

超宽带天线通信技术(UWB)通常是指信号带宽大于1.5GHz或带宽比(信号宽度与中心频率之比)大于25％的无线电技术。超宽带天线是超宽带无线通信系统中的关键部件，天线的性能将直接影响整个系统的性能。

随着移动通信技术的高速发展，多频超宽频基站天线已成为未来天线发展的趋势，天线内的辐射单元数量也将成倍增加，因此设备商以及运营商对天线的尺寸以及重量的要求日益严格，因此天线中辐射单元等部件的小型化，轻量化的变得日益重要。

现有技术的超宽带辐射单元多采用压铸工艺进行一体化成型，辐射单元重量较重，无法满足现通信市场对轻量化的要求。因此，针对现有以及未来通信市场的轻量化需求，设计一种结构简单，加工方便，并在双频以及双频以上应用具有良好性能的辐射单元尤为必要。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出一种超宽带辐射单元及天线，能保证原有压铸辐射单元性能的情况下，实现基站天线的小型化，轻量化。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种超宽带辐射单元，包括一对偶极子、对每个偶极子进行平衡馈电的馈电平衡器、对每个偶极子馈电的馈电芯及馈电电路板，所述平衡器及所述馈电芯电连接至所述馈电电路板，每个偶极子包括对称固定设置在所述馈电平衡器上的两个辐射单元臂，四个所述辐射单元臂相对于辐射单元中心相互对称设置，每个辐射单元臂末端两侧具有向下折弯形成的折弯单元臂。

进一步的，整个辐射单元在投影面上呈现为正方形结构或八边形结构或其他正多边形结构。

进一步的，所述馈电平衡器包括对应四个辐射单元臂的四个平衡支撑件，所述辐射单元臂靠近中心的一端与所述平衡支撑件的上端连接，所述辐射单元臂及对应所述辐射单元臂的平衡支撑件、折弯单元臂通过钣金折弯工艺一体成型。

进一步的，所述馈电平衡器作为馈电芯的馈电地结构与所述馈电芯形成微带馈电结构。

进一步的，所述馈电平衡器与所述馈电芯共同焊接于所述馈电电路板上。

进一步的，所述偶极子、所述馈电平衡器、所述馈电芯共同设置在一个一次注塑成型的支撑塑料件上。

进一步的，所述支撑塑料件包括底座、形成于所述底座上侧的用于支撑定位所述馈电平衡器及偶极子的外撑件和形成于所述底座上侧的用于支撑定位所述馈电芯的内撑件，所述内撑件与所述外撑件间隔设置，且所述内撑件被所述外撑件包围；所述馈电电路板设置于所述底座下侧，所述馈电平衡器及所述馈电芯穿过所述底座连接于所述馈电电路板上。

进一步的，所述辐射单元臂包括围成对称多边形的边臂和沿多边形对角线设置的加强臂，多边形的一角削去成为倒角，所述平衡支撑件上端连接于所述倒角处；所述外撑件包括对应四个辐射单元臂的外立柱，所述辐射单元臂定位支撑于所述外立柱顶部，并使所述平衡支撑件贴到所述外立柱的侧面上；所述馈电芯包括对应一对偶极子的一对馈电片，每个馈电片包括馈电片本体、自所述馈电片本体一端折弯形成的短臂和自所述馈电片本体另一端折弯形成的长臂；所述内撑件包括对应每个馈电片的内立柱，所述内立柱上形成有对应每个馈电片的长臂的槽孔、对应每个馈电片的短臂的让位槽；所述馈电片本体支撑定位于所述内立柱顶部，所述长臂穿过所述槽孔连接于所述馈电电路板上，所述短臂容置于所述让位槽内。

一种宽频天线，包括作为反射器的金属反射板，所述金属反射板上线性或非线性设置至少两个超宽带辐射单元。

一种双宽频天线，包括作为反射器的金属反射板，所述金属反射板上除了线性或非线性设置至少两个超宽带辐射单元，还设置有多个低频辐射单元，其中部分所述超宽带辐射单元设置在所述低频辐射单元中。

本发明的有益效果是：本发明提供一种超宽带辐射单元及天线，超宽带辐射单元包括一对正交设置的偶极子、对偶极子进行平衡馈电的馈电平衡器、每个偶极子馈电的馈电芯及馈电电路板；每个偶极子包括一对固定于馈电平衡器上的辐射单元臂，其中辐射单元臂末端两侧向下折弯形成折弯单元臂；整个辐射单元臂、馈电平衡器以及馈电芯共同支撑设置在一个一次注塑成型的塑料件上，馈电平衡器的末端以及馈电芯末端共同焊接于馈电电路板上，本发明超宽带辐射单元及天线，一方面，由于辐射单元臂末端采用了向下折弯的方式使得辐射单元在辐射单元臂较薄的情况下展宽了单元的阻抗带宽以及方向图带宽，从而使得辐射单元在轻量化的同时不牺牲辐射单元的电气性能；另一方面，整个辐射单元采用钣金折弯结构，并使用一个一次成型的塑料件进行支撑固定，这样保证轻量化的同时又保证了整个辐射单元的结构强度，从而实现辐射单元及天线的小型化以及轻量化。

附图说明

图1为本发明超宽带辐射单元立体结构示意图；

图2为本发明超宽带辐射单元俯视图；

图3为本发明超宽带辐射单元仰视图；

图4为本发明超宽带辐射单元分解结构示意图；

图5为本发明中支撑塑料件一视角结构示意图；

图6为本发明中支撑塑料件另一视角结构示意图；

图7为本发明宽屏天线结构示意图；

图8为本发明双宽屏天线结构示意图；

结合附图，作以下说明：

1-偶极子，11-辐射单元臂，111-边臂，112-加强臂，113-倒角，12-折弯单元臂，2-馈电平衡器，21-平衡支撑件，3-馈电芯，31-馈电片，311-馈电片本体，312-短臂，313-长臂，4-馈电电路板，5-支撑塑料件，51-底座，52-外撑件，521-外立柱，5211-止挡A，5212-止挡B，5213-挂扣止挡A，53-内撑件，531-内立柱，5311-槽孔，5312-让位槽，5313-止挡C，5314-挂扣止挡B，54-横联，55-安装件，6-金属反射板，7-低频辐射单元。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。

如图1、图2、图3和图4所示，一种超宽带辐射单元，包括一对偶极子1、对每个偶极子进行平衡馈电的馈电平衡器2、对每个偶极子馈电的馈电芯3及馈电电路板4，所述平衡器及所述馈电芯电连接至所述馈电电路板，每个偶极子包括对称固定设置在所述馈电平衡器上的两个辐射单元臂11，四个所述辐射单元臂相对于辐射单元中心相互对称设置，每个辐射单元臂末端两侧具有向下折弯形成的折弯单元臂12。这样，通过辐射单元臂末端向下弯折的方式来缩小辐射单元口径并展宽辐射单元阻抗带宽，并通过馈电芯及馈电电路板对辐射单元的四个十字交叉极化耦合的辐射单元臂进行馈电，从而实现辐射单元的小型化以及轻量化。这里，辐射单元臂末端两侧是指远离辐射单元中心的一端，辐射单元臂末端两侧各形成一折弯单元臂，即一个辐射单元臂设有两个折弯单元臂，两个折弯单元臂在末端处不连接，较佳的，折弯单元臂折弯成垂直辐射单元臂。

优选的，整个辐射单元在投影面上呈现为正方形结构或八边形结构或其他正多边形结构。本实施优选为正方形结构，具体为四个辐射单元臂呈正方形结构，四个正方形的辐射单元臂围成一个整体成正方形的辐射单元，但不限于此，辐射单元臂也可以是其他对称多边形结构，还可以为扇形，或钻石形等。

优选的，所述馈电平衡器包括对应四个辐射单元臂的四个平衡支撑件21，所述辐射单元臂靠近中心的一端与所述平衡支撑件的上端连接，所述辐射单元臂及对应所述辐射单元臂的平衡支撑件、折弯单元臂通过钣金折弯工艺一体成型，这样，整个辐射单元采用钣金折弯形成，相比压铸成型，保证轻量化的同时还便于实施，降低制作成本。

优选的，所述馈电平衡器作为馈电芯的馈电地结构与所述馈电芯形成微带馈电结构。即馈电平衡器可作为馈电芯的馈电地结构，从而与馈电芯形成了微带馈电结构。

优选的，所述馈电平衡器与所述馈电芯共同焊接于馈电电路板上。

优选的，所述偶极子、所述馈电平衡器、所述馈电芯共同设置在一个一次注塑成型的支撑塑料件5上。这样，整个辐射单元采用钣金折弯结构，并使用一个一次成型的塑料件进行支撑固定，在保证轻量化的同时又保证了整个辐射单元的结构强度。

优选的，参见图5和图6，所述支撑塑料件包括底座51、形成于所述底座上侧的用于支撑定位所述馈电平衡器及偶极子的外撑件52和形成于所述底座上侧的用于支撑定位所述馈电芯的内撑件53，所述内撑件与所述外撑件间隔设置，且所述内撑件被所述外撑件包围；所述馈电电路板设置于所述底座下侧，所述馈电平衡器及所述馈电芯穿过所述底座连接于所述馈电电路板上。这样，通过外撑件可以实现对辐射单元臂及馈电平衡器的定位支撑，通过内支撑件可以实现对馈电芯的定位支撑，从而保证了整个辐射单元的结构强度。这里馈电芯设在馈电平衡器及辐射单元臂内，构成耦合馈电。

优选的，参见图2、图5和图6，所述辐射单元臂包括围成对称多边形的边臂111和沿多边形对角线设置的加强臂112，多边形的一角削去成为倒角113，所述平衡支撑件上端连接于所述倒角处；所述外撑件包括对应四个辐射单元臂的外立柱521，所述辐射单元臂定位支撑于所述外立柱顶部，并使所述平衡支撑件贴到所述外立柱的侧面上；所述馈电芯包括对应一对偶极子的一对馈电片31，每个馈电片包括馈电片本体311、自所述馈电片本体一端折弯形成的短臂312和自所述馈电片本体另一端折弯形成的长臂313；所述内撑件包括对应每个馈电片的内立柱531，所述内立柱上形成有对应每个馈电片的长臂的槽孔5311、对应每个馈电片的短臂的让位槽5312；所述馈电片本体支撑定位于所述内立柱顶部，所述长臂穿过所述槽孔连接于所述馈电电路板上，所述短臂容置于所述让位槽内。较佳的，辐射单元臂包括围成正方形的四个边臂，正方形的对角线设置两个正交的加强臂，这样，辐射单元臂定位支撑在外立柱上时，可以通过在外立柱顶部设置两个止挡A5211，可限制径向延伸的加强臂左右摆动，通过设置两个止挡B5222可限制另一加强臂向辐射单元中心移动，更佳的，可通过该加强臂另一侧设置两个挂扣止挡A5223，实现限制该加强臂向远离辐射单元中心方向移动的同时，将该加强臂挂住，从而将辐射单元臂压紧到外立柱的顶部，以更好的实现支撑定位辐射单元臂的功能。这里，辐射单元臂靠近中心的一端(倒角处)与平衡支撑件的上端连接，使平衡支撑件垂直于辐射单元臂，因此，平衡支撑件可贴紧定位到外立柱侧面上，进行定位，平衡支撑件下端穿过底座上预留的过孔，以焊接于馈电电路板上。对于馈电芯正交的一对馈电片进行支撑定位时，可采用两组间隔的止挡C5313对每个馈电片的馈电片本体两端进行限位，以限制馈电片左右摆动，同样，可以采用挂扣止挡B5314的结构将馈电片压紧定位到内立柱的顶部。更佳的，四个外立柱靠近顶部依次通过横连54固定连接在一起。支撑塑料件的底座上预留有固定到天线金属反射板上的安装件55。

参见图7，一种宽频天线，包括作为反射器的金属反射板6，所述金属反射板上线性或非线性设置至少两个所述的超宽带辐射单元。

参见图8，一种双宽频天线，包括作为反射器的金属反射板，所述金属反射板上除了线性或非线性设置至少两个所述的超宽带辐射单元，还设置有多个低频辐射单元7，其中部分所述超宽带辐射单元可设置在所述低频辐射单元中，以达到综合利用空间的目的。在其他实施例中超宽带辐射单元与低频辐射单元可独立设置。

综上，本发明针对现有以及未来通信市场的轻量化需求，提供了一种结构简单，加工方便，并在双频以及双频以上应用具有良好性能的超宽带辐射单元及天线。

以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。