天线的辐射单元和具有其的阵列天线的制作方法

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种天线的辐射单元和具有其的阵列天线。

背景技术：

相关技术中的阵列天线，往往以相似极化单元排列的方式实现，考虑到极化天线单元之间存在的耦合影响以及组阵所产生的旁瓣大小，极化天线单元之间的间距既不能够过大也不能够过小，导致不能够有效地利用阵列天线的物理口径，而且，阵列天线的加工安装较为复杂，制造成本较高。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种天线的辐射单元，所述天线的辐射单元的结构简单，可以有效地避免辐射单元之间的耦合影响，降低由于辐射单元之间间距过大而产生旁瓣的影响，较大限度地利用组成的天线的物理口径。

本发明还提出了一种具有上述天线的辐射单元的阵列天线。

根据本发明第一方面实施例的天线的辐射单元，包括至少两个极化天线单元，每个所述极化天线单元具有环形单元和缝隙单元，所述环形单元具有开口，所述缝隙单元连接于所述开口处且所述环形单元和所述缝隙单元共同限定出封闭的槽缝，其中，相邻两个极化天线单元的所述环形单元的外周缘彼此相连以形成共边。

根据本发明实施例的天线的辐射单元，通过将相邻两个极化天线单元的环形单元的外周缘之间彼此相连，从而使得相邻两个极化天线单元之间形成共边，相比于相关技术中阵列天线的辐射单元中相邻极化天线单元之间保持预定布阵间距的方式，既可以有效地降低由于辐射单元中的极化天线单元之间由于间距过大而产生旁瓣影响，也可以避免相邻极化天线单元之间的耦合影响，同时，由于极化天线单元之间的共边连接，也可以使得辐射单元整体更加紧密，从而在相同尺寸下布置更多的极化天线单元，更大限度地利用物理口径，提高辐射单元的性能。

根据本发明的一些实施例，所述极化天线单元为第一极化天线单元，所述第一极化天线单元包括对称布置的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分均包括所述环形单元和所述缝隙单元，所述第一部分的所述缝隙单元与所述第二部分的所述缝隙单元彼此相连，相邻两个所述第一极化天线单元中一个的第一部分朝向相邻两个所述第一极化天线单元中另一个的第二部分。

根据本发明的一些示例，所述环形单元具有间隔开布置的两个侧边以及连接于两个所述侧边之间的连接边。

根据本发明的一些示例，相邻两个所述第一极化天线单元中一个的所述连接边与相邻两个所述第一极化天线单元中另一个的所述连接边彼此相连以形成所述共边。

根据本发明的一些实施例，所述极化天线单元为第二极化天线单元，所述第二极化天线单元包括第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分均为包括所述环形单元和所述缝隙单元，所述第一部分的缝隙单元、所述第二部分的缝隙单元、所述第三部分的缝隙单元以及所述第四部分的缝隙单元的端部依次首尾相连。

根据本发明的一些示例，所述环形单元具有间隔开布置的两个侧边以及连接于两个所述侧边之间的连接边。

根据本发明的一些示例，相邻两个所述第二极化天线单元中一个的所述连接边与相邻两个所述第二极化天线单元中另一个的所述连接边彼此相连以形成共边。

根据本发明的一些实施例，所述极化天线单元中至少一个为第一极化天线单元且所述极化天线单元中至少另一个为第二极化天线单元，所述第一极化天线单元的所述环形单元的外周缘与所述第二极化天线单元的所述环形单元的外周缘彼此相连以形成所述共边。

根据本发明的一些示例，所述第一极化天线单元包括对称布置且相互连接的第一部分和第二部分，所述第二极化天线单元包括依次相连的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，所述第一极化天线单元的所述第一部分和所述第二部分以及所述第二极化天线单元的所述第一部分、所述第二部分、所述第三部分和所述第四部分均包括所述环形单元和所述缝隙单元。

根据本发明的一些示例，所述环形单元具有间隔开布置的两个侧边以及连接于两个所述侧边之间的连接边。

根据本发明的一些示例，所述第一极化天线单元的所述连接边和与其相邻的所述第二极化天线单元的所述连接边彼此相连以形成所述共边。

根据本发明第二方面实施例的阵列天线，包括根据本发明第一方面实施例的天线的辐射单元。

根据本发明实施例的阵列天线，通过采用根据本发明上述实施例的天线的辐射单元，通过将相邻极化天线单元的环形单元的外周缘相连以形成共边，可以有效地降低耦合影响以及旁瓣影响，并且，最大限度地利用物理口径，提高阵列天线的性能，此外，也可以使得阵列天线的安装加工更加简便，降低成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的天线的辐射单元的示意图；

图2是根据本发明的有一个实施例的天线的辐射单元的示意图；

图3是图2中a部的放大图；

图4是相关技术中一个实施例的辐射单元的示意图；

图5是相关技术中有一个实施例的辐射单元的示意图。

附图标记：

辐射单元100；

第一极化天线单元10；第一部分11；第二部分12；

环形单元111；缝隙单元112；开口113；槽缝114；共边115；

侧边1111；连接边1112；

第二极化天线单元20；第一部分21；第二部分22；第三部分23；第四部分24；

环形单元211；缝隙单元212；开口213；槽缝214；共边215；

侧边2111；连接边2112。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

相关技术中阵列天线的辐射单元，通常采用相似的极化天线单元排列来实现组阵，如图4和图5所示，相邻的极化天线单元之间，例如图4中的极化天线单元210、图5中的极化天线单元220，在单元之间存在阵列间距，这就导致极化天线单元之间存在耦合影响，并且，也存在由于间距过大而产生旁瓣的影响，另外，由于单元之间的阵列间距，也导致辐射单元整体不够紧密，不能够最大限定利用物理口径，对阵列天线的整体性能产生影响。

为此，本发明提出一种天线的辐射单元，所述天线的辐射单元的结构简单，可以有效地避免辐射单元之间的耦合影响，降低由于辐射单元之间间距过大而产生旁瓣的影响，较大限度地利用组成的天线的物理口径。

下面参考附图描述根据本发明第一方面实施例的天线的辐射单元100。

如图1-图3所示，根据本发明一个实施例的天线的辐射单元100包括至少两个极化天线单元，每个极化天线单元具有环形单元111(211)和缝隙单元112(212)，环形单元111(211)具有开口113，并且，缝隙单元112(212)连接在开口113(213)处，环形单元111(211)的内周缘和缝隙单元112(212)的内周缘共同限定出封闭的槽缝114(211)，例如，如图1中所示，每个极化天线单元内限定出两个环形单元111，缝隙单元112的开口113处连接有缝隙单元112，两个环形单元111通过缝隙单元112实现连接，环形单元111的内周缘和缝隙单元112的内周缘共同限定出封闭的槽缝114。

同时，相邻的两个极化天线单元中的一个的环形单元111(211)的外周缘与相邻的两个极化天线单元中的另一个的环形单元111(211)的外周缘彼此相连，从而使得相邻的两个极化天线单元之间形成共边115(215)，而且可以通过调整极化天线单元的尺寸可以调节电流相位，以使得其他极化天线单元的电流到其中一个极化天线单元的电流影响相互抵消，避免极化天线单元之间的电流串扰。

换言之，相邻的两个极化天线单元共用一个边界，与相关技术中相邻两个天线单元之间设有预定布阵间距的方式(如图4和图5中的示例)相比，使得相邻的两个极化天线单元之间不存在布阵间距，从而避免由于间距过大而产生旁瓣的影响，而且，由于相邻极化天线单元之间直接相连，也可以避免单元之间的耦合影响，同时，采用共用一个边界的紧密排布方式，也可以使得相同尺寸下摆放更多的极化天线单元，从而更大限度地利用物理口径，提高组成阵列天线的性能。

此外，相邻两个极化天线单元的环形单元111(211)的外周缘彼此相连以实现相邻两个极化天线单元之间共用一个边界(如图1和图2所示)，也使得整个辐射单元100可以由一整块金属片或pcb板构成，从而方便馈电结构的选择，从而方便加工、安装，降低生产成本。

根据本发明实施例的天线的辐射单元100，通过将相邻两个极化天线单元的环形单元111(211)的外周缘之间彼此相连，从而使得相邻两个极化天线单元之间形成共边115(215)，相比于相关技术中阵列天线的辐射单元100中相邻极化天线单元之间保持预定布阵间距的方式，既可以有效地降低由于辐射单元100中的极化天线单元之间由于间距过大而产生旁瓣影响，也可以避免相邻极化天线单元之间的耦合影响，同时，由于极化天线单元之间的共边115(215)连接，也可以使得辐射单元100整体更加紧密，从而在相同尺寸下布置更多的极化天线单元，更大限度地利用物理口径，提高辐射单元100的性能。

如图1，根据本发明的一些实施例，极化天线单元可以为第一极化天线单元10，第一极化天线单元10包括第一部分11和第二部分12，第一部分11和第二部分12对称布置，第一部分11和第二部分12均包括环形单元111和缝隙单元112，第一部分11和第二部分12之间通过第一部分11的缝隙单元112与第二部分12的缝隙单元112之间彼此相连以实现连接，第一部分11的环形单元111的内周缘以及缝隙单元112的内周缘与第二部分12的环形单元111的内周缘以及缝隙单元112的内周缘共同限定出封闭的槽缝114，相邻的两个第一极化天线单元10中一个的第一部分11朝向相邻的两个中另一个的第二部分12。

由此，可以使得相邻两个第一极化天线单元10之间共用边界，从而减少辐射单元100的旁瓣影响及耦合影响，提高物理口径的利用率，进而提高辐射单元100的性能。

如图1，在本发明的一些示例中，环形单元111具有两个侧边1111以及连接边1112，两个侧边1111间隔开布置，例如如图1中两个侧边1111沿竖直方向间隔，连接边1112连接于两个侧边1111的端部，并且位于两个侧边1111之间。

如图1，在本发明进一步的示例中，相邻两个第一极化天线单元10中的一个的连接边1112与相邻两个第一极化天线单元10中另一个的连接边1112彼此相连，从而使得相邻两个第一极化天线单元10之间形成共边115，即相邻的两个第一极化天线单元10的连接边1112为共用的边界，进而实现减少辐射单元100的旁瓣影响及耦合影响，提高物理口径的利用率，进而提高辐射单元100的性能。

如图2和图3，在本发明另一些实施例中，极化天线单元可以为第二极化天线单元20，第二极化天线单元20包括第一部分21、第二部分22、第三部分23以及第四部分24，每个部分均包括环形单元211和缝隙单元212，其中，第一部分21的缝隙单元212位于槽缝214两侧的端部、第二部分22的缝隙单元212位于槽缝214两侧的端部、第三部分23的缝隙单元212位于槽缝214两侧的端部以及第四部分24的缝隙单元212位于槽缝214两侧的端部之间依次首尾相连。

进一步地，每个环形单元211具有两个侧边2111以及连接边2112，两个侧边2111间隔开布置，例如如图3中两个侧边2111沿竖直方向间隔，连接边2112连接于两个侧边2111的端部，并且位于两个侧边2111之间。

如图2，在本发明进一步的示例中，相邻两个第二极化天线单元20中的一个的连接边2112与相邻两个第二极化天线单元20中另一个的连接边2112彼此相连，从而使得相邻两个第二极化天线单元20之间形成共边215，即相邻的两个第二极化天线单元20的连接边2112为共用的边界，进而实现减少辐射单元100的旁瓣影响及耦合影响，提高物理口径的利用率，进而提高辐射单元100的性能。

在本发明另一些实施例中，极化天线单元可以包括至少一个第一极化天线单元10和至少一个第二极化天线单元20，第一极化天线单元10的的环形单元111的外周缘与第二极化天线单元20的环形单元211外周缘彼此相连，从而使得相邻布置的第一极化天线单元10与第二极化天线单元20之间形成共边115(215)，即相邻的第一极化天线单元10和第二极化天线单元20之间共用边界，进而实现减少辐射单元100的旁瓣影响及耦合影响，也可以进一步地提高物理口径的利用率，进而提高辐射单元100的性能。

在本发明的示例中，第一极化天线单元10包括第一部分11和第二部分12，第一部分11和第二部分12对称布置，每个第一极化天线单元10的第一部分11和第二部分12均包括环形单元111和缝隙单元112，第二极化天线单元20包括第一部分21、第二部分22、第三部分23以及第四部分24，每个第二极化天线单元20的第一部分21、第二部分22、第三部分23以及第四部分24均包括环形单元211和缝隙单元212。

进一步地，每个环形单元111(211)具有两个侧边1111(2111)以及连接边1112(2112)，两个侧边1111(2111)间隔开布置，例如如图1和图3中两个侧边1111(2111)沿竖直方向间隔，连接边1112(2112)连接于两个侧边1111(2111)的端部，并且位于两个侧边1111(2111)之间。

进一步地，相邻第一极化天线的连接边1112与与其相邻的第二极化天线单元20的连接边2112彼此相连，从而使得二者之间(相邻的第一极化天线单元10与第二极化天线单元20之间)形成共边115(215)，即相邻的第一极化天线单元10与第二极化天线单元20之间共用一个边界，进而实现减少辐射单元100的旁瓣影响及耦合影响，同时，进一步地提高物理口径的利用率，进而提高辐射单元100的性能。

下面描述根据本发明第二方面实施例的阵列天线，根据本发明实施例的阵列天线包括根据本发明上述实施例的天线的辐射单元100。

根据本发明实施例的阵列天线通过采用根据本发明上述实施例的天线的辐射单元100，将相邻极化天线单元的环形单元111(211)的外周缘相连以形成共边115(215)，由此，相比于相关技术中采用预设阵列间距的辐射单元100的阵列天线，辐射单元100的相邻极化天线单元之间直接相连，从而不存在单元间的耦合影响，也可以避免由于阵列间距过大造成的旁瓣的影响，而且，采用共用边界的辐射单元100，使得排布更加紧密，从而在相同尺寸下摆放更多极化天线单元，从而更大限度利用物理口径，提高阵列天线性能。

此外，采用共用边界的辐射单元100也可以一体成型，从而使得加工安装更加简便，降低生产成本。

根据本发明实施例的天线的辐射单元100和具有其的阵列天线的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。