一种高频双极化辐射单元的制作方法

本实用新型涉及移动通信基站天线技术领域，尤其是涉及一种高频双极化辐射单元。

背景技术：

随着移动通信4G技术的成熟、5G技术的快速发展，天线多频化、小型化是未来发展的重要趋势。传统天线的高频双极化辐射单元大多采用压铸振子，尺寸大，随着小型化使天线的尺寸减小，使得高低频辐射单元之间的间距变窄、电磁干扰增大，天线的驻波比、隔离度、半功率波束宽度等电气性能指标也都严重恶化，因此迫切需要一种小型化的高频双极化辐射单元。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，提供一种尺寸小、电气性能较佳的高频双极化辐射单元。

本实用新型提供的一种高频双极化辐射单元，包括介质基板、设置在介质基板正面的两条对角线上的两个极化正交的半波振子以及设置在介质基板背面的支撑结构，每个半波振子包括两个关于所述介质基板正面的中心对称的振子臂，相邻的两个振子臂之间具有缝隙；其中一个半波振子的两个振子臂的相靠近的一端之间设有第一馈电片，另外一个半波振子的两个振子臂的相靠近的一端之间设有第二馈电片，所述第一馈电片和第二馈电片呈正交布置但两者互不接触，第一馈电片和第二馈电片分别与所述支撑结构连接；所述介质基板背面的中心位置处设有耦合片，所述耦合片与所述两个半波振子耦合连接。

进一步地，所述耦合片包括设置在所述介质基板背面的中心位置处的圆形贴片以及连接在圆形贴片四周的四个方形贴片，四个方形贴片分别设置在所述介质基板的背面，且每个方形贴片对应一个所述缝隙。

进一步地，所述振子臂为一镂空的心型结构。

进一步地，所述心型结构由两个子单元组成，两个子单元的第一端端部相互连接并形成心型结构的心尖端，所述心尖端靠近所述介质基板正面的中心，两个子单元的第二端端部之间通过第一调节件连接，所述第一调节件设置在介质基板的正面，第一调节件一端位于心型结构的内部，另一端位于心型结构的外部并靠近对应的所述介质基板正面的角。

进一步地，所述介质基板的背面设有与所述第一调节件对应的第二调节件，所述第二调节件和所述第一调节件之间通过第一金属化过孔连接。

进一步地，所述介质基板的背面设有与所述子单元对应的第三调节件，所述第三调节件和对应的子单元之间通过第二金属化过孔连接；所述第三调节件靠近对应的子单元的第一端。

进一步地，所述支撑结构包括底座、设置在底座上的第一支撑柱和第二支撑柱以及穿设在底座上的第一同轴电缆和第二同轴电缆，所述第一同轴电缆包括第一内导体以及设置在第一内导体外周的第一外导体，所述第二同轴电缆包括第二内导体以及设置在第二内导体外周的第二外导体。

进一步地，所述第一支撑柱的头部依次穿过介质基板、其中一个半波振子的其中一个振子臂连接到第一馈电片的第一端，所述第一内导体的末端依次穿过介质基板、其中一个半波振子的另外一个振子臂连接到第一馈电片的第二端，所述第一外导体的末端穿过介质基板连接到其中一个半波振子的另外一个振子臂；所述第二支撑柱的头部依次穿过介质基板、另外一个半波振子的其中一个振子臂连接到到第二馈电片的第一端，所述第二内导体的末端依次穿过介质基板、另外一个半波振子的另外一个振子臂连接到第二馈电片的第二端，所述第二外导体的末端穿过介质基板连接到另外一个半波振子的另外一个振子臂。

进一步地，所述底座具有供所述第一同轴电缆、第二同轴电缆穿设的第一通孔、第二通孔，所述第一外导体焊接到所述第一通孔的内壁，所述第二外导体焊接到所述第二通孔的内壁。

进一步地，所述两个半波振子印刷在所述介质基板正面的两条对角线上。

本实用新型结构简单，尺寸小，易于制造，并具有较好的驻波比、隔离度等电气性能指标，将本实用新型应用于天线时，相对传统的压铸振子，可降低高低频辐射单元之间的电磁耦合干扰，并能获得较好的驻波比、隔离度、半功率波束宽度等指标。

【附图说明】

图1为本实用新型一实施例提供的一种高频双极化辐射单元的结构示意图；

图2是图1所示高频双极化辐射单元的底部去掉第一同轴电缆和第二同轴电缆后的分解示意图；

图3是图1所示高频双极化辐射单元的俯视示意图；

图4是图1所示高频双极化辐射单元的仰视示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

参考图1至图4，本实用新型提供的一种高频双极化辐射单元，其工作频段为1710MHz-2690MHz，频段宽。该高频双极化辐射单元包括方形的介质基板10、设置在介质基板10正面的两条对角线上的两个极化正交的半波振子20a、20b以及设置在介质基板10背面的支撑结构60，两个半波振子20a、20b构成了辐射单元的两个极化，该种结构的辐射单元尺寸小。

每个半波振子包括两个关于介质基板10正面的中心对称的振子臂，相邻的两个振子臂之间具有缝隙，缝隙可用于调节辐射单元的驻波比和隔离度等电气性能指标，并使得辐射单元的方向图不发生畸变。其中一个半波振子20a的两个振子臂21a、21b的相靠近的一端之间设有第一馈电片30，通过第一馈电片30从而可实现该两个振子臂21a、21b之间的电连接。另外一个半波振子20b的两个振子臂21c、21d的相靠近的一端之间设有第二馈电片40，通过第二馈电片40从而可实现该两个振子臂21c、21d之间的电连接。第一馈电片30和第二馈电片40呈正交布置但两者互不接触，第一馈电片30和第二馈电片40分别与支撑结构60连接。优选地，第一馈电片30呈条状，第二馈电片40呈近似“Ω”状。介质基板10背面的中心位置处设有耦合片50，耦合片50与两个半波振子20a、20b耦合连接，耦合片50可增强对振子臂的耦合调节作用，从而使得辐射单元具有较好的驻波比和隔离度等电气性能指标。

本实施例中，耦合片50包括设置在介质基板10背面的中心位置处的圆形贴片51以及连接在圆形贴片51四周的四个方形贴片52，四个方形贴片52分别设置在介质基板10的背面，且每个方形贴片52对应一个上述的缝隙。

振子臂为一镂空的心型结构，相对传统的压铸振子，该种结构可减少振子臂的长度尺寸，从而进一步减小了辐射单元的尺寸。具体的，心型结构由两个子单元211组成，两个子单元211的第一端端部相互连接并形成心型结构的心尖端，心尖端靠近介质基板10正面的中心。两个子单元211的第二端端部之间通过第一调节件212连接，第一调节件212设置在介质基板10的正面，第一调节件212一端位于心型结构的内部，另一端位于心型结构的外部并靠近对应的介质基板10正面的角。

介质基板10的背面设有与第一调节件212对应的第二调节件213，第二调节件213和第一调节件212之间通过第一金属化过孔214连接。第一调节件212和第二调节件213的形状优选为长方形。设置的第一调节件212、第二调节件213，能有效地改善辐射单元的驻波比及S参数。本实施例的第一金属化过孔214为三个，沿第一调节件212、第二调节件213的轴向并排设置。

介质基板10的背面设有与子单元211对应的第三调节件215，第三调节件215和对应的子单元211之间通过第二金属化过孔216连接。第三调节件215靠近对应的子单元211的第一端。第三调节件215的形状为长方形。设置的第二金属化过孔216、第三调节件215，可增加相应振子臂的臂厚和长度，可有效改善相邻振子臂之间的能量耦合和S参数，从而使得辐射单元能实现较好的驻波比和隔离度等电气性能指标。本实施例的第二金属化过孔216为三个，沿第三调节件215的轴向并排设置。

本实施例中，两个半波振子20a、20b印刷在介质基板10正面的两条对角线上，便于制造，可进一步减小辐射单元的尺寸。第一调节件212印刷在介质基板10的正面，可进一步减小辐射单元的尺寸。

第一馈电片30、第二馈电片40与支撑结构60连接的具体结构如下：支撑结构60包括底座61、设置在底座61上的第一支撑柱62和第二支撑柱63以及穿设在底座61上的第一同轴电缆64和第二同轴电缆65。第一同轴电缆64包括第一内导体以及设置在第一内导体外周的第一外导体642。第二同轴电缆65包括第二内导体以及设置在第二内导体外周的第二外导体652。

第一支撑柱62的端部穿过介质基板10连接到其中一个半波振子20a的其中一个振子臂21a。第一支撑柱62的头部62a依次穿过介质基板10、其中一个半波振子20a的其中一个振子臂21a连接到第一馈电片30的第一端，第一内导体的末端641a依次穿过介质基板10、其中一个半波振子20a的另外一个振子臂21b连接到第一馈电片30的第二端，第一外导体642的末端穿过介质基板10连接到其中一个半波振子20a的另外一个振子臂21b。优选地，第一支撑柱62的端部穿过半波振子20a的振子臂21a并焊接到振子臂21a。第一支撑柱62的头部62a穿过第一馈电片30的第一端并焊接到第一馈电片30的第一端。第一内导体的末端641a穿过第一馈电片30的第二端并焊接到第一馈电片30的第二端。第一外导体642的末端焊接到半波振子20a的振子臂21b。通过该种结构，电能经第一内导体传输给第一馈电片30以及半波振子20a的振子臂21b，经第一馈电片30传输给第一支撑柱62，最后再传输给半波振子20a的振子臂21a，从而通过第一同轴电缆64、第一馈电片30实现给其中一个半波振子20a的两个振子臂21a、21b提供馈电。

第二支撑柱63的端部穿过介质基板10连接到另外一个半波振子20b的其中一个振子臂21c。第二支撑柱63的头部63a依次穿过介质基板10、另外一个半波振子20b的其中一个振子臂21c连接到到第二馈电片40的第一端，第二内导体的末端651a依次穿过介质基板10、另外一个半波振子20b的另外一个振子臂21d连接到第二馈电片40的第二端，第二外导体652的末端穿过介质基板10连接到另外一个半波振子20b的另外一个振子臂21d。优选地，第二支撑柱63的端部穿过半波振子20b的振子臂21c并焊接到振子臂21c。第二支撑柱63的头部63a穿过第二馈电片40的第一端并焊接到第二馈电片40的第一端。第二内导体的末端651a穿过第二馈电片40的第二端并焊接到第二馈电片40的第二端。第二外导体652的末端焊接到半波振子20b的振子臂21d。通过该种结构，电能经第二内导体传输给第二馈电片40以及半波振子20b的振子臂21d，经第二馈电片40传输给第二支撑柱63，最后再传输给半波振子20b的振子臂21c，从而通过第二同轴电缆65、第二馈电片40实现给另外一个半波振子20b的两个振子臂21c、21d提供馈电。

底座61具有供第一同轴电缆64、第二同轴电缆65穿设的第一通孔611、第二通孔612，第一外导体642焊接到第一通孔611的内壁，第二外导体652焊接到第二通孔612的内壁。

本实用新型结构简单，尺寸小，易于制造，并具有较好的驻波比、隔离度等电气性能指标，将本实用新型应用于天线时，相对传统的压铸振子，可降低高低频辐射单元之间的电磁耦合干扰，并能获得较好的驻波比、隔离度、半功率波束宽度等指标，且当天线的边界条件发生改变时，只需通过调整半波振子20a、20b、耦合片50、第一调节件212、第二调节件213以及第三调节件215的结构即可获得较好的驻波比、隔离度、半功率波束宽度等指标，不需要重新开发新的辐射单元，缩短了开发周期，减少了成本。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可le以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本实用新型的保护范围。