引向器、辐射单元、基站天线及天线性能指标的调试方法与流程

本发明涉及通信装置技术领域，特别是涉及一种引向器、辐射单元、基站天线及天线性能指标的调试方法。

背景技术：

目前市面上的基站天线受到外观结构的限制，难兼顾较优的辐射性能指标和电路性能。尤其运营商对整机尺寸的限制，保证总体辐射性能指标(尤其是增益)的阵列布局的前提下，阵列单元与阵列单元之间不可避免地发生耦合，进而造成电磁干扰，影响整机的电路指标，尤其是驻波比和隔离度；散射波的叠加使方向图发生畸变。过去常用的改善方法是在振子上方加载引向器，采用片状结构的加载引向器可在一定程度上改善驻波比或隔离度或方向图或波宽等性能指标，然而传统的金属引向片不能很好地实现天线性能指标的兼顾和优化。

技术实现要素：

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种引向器、辐射单元、基站天线及天线性能指标的调试方法，它能很好地实现天线性能指标的兼顾和优化。

其技术方案如下：一种引向器，包括：金属引向片，所述金属引向片用于设置于振子的上方；与金属调试枝节，所述金属调试枝节为两个以上，所述金属调试枝节与所述金属引向片电性连接，所述金属调试枝节与所述金属引向片位于不同的平面上。

上述的引向器，金属引向片与金属调试枝节相连，且金属调试枝节与金属引向片位于不同的平面上。借助金属引向片与振子之间的寄生效应抵消了因单元之间的耦合导致的阻抗失配问题，一定程度上改善了驻波、隔离度、方向图等性能指标。不同于传统的二维结构的金属引向片，上述的引向器采用三维立体结构，根据微波理论，寄生单元相对于受激单元的电流幅度及相位关系依赖于该寄生单元的调谐，通过将传统二维结构的金属引向片由水平面衍生到垂直面，可以产生第二谐振频率，通过具体例如调整第二谐振频率，使两个谐振频率靠近彼此，这样就可以展宽带宽，实现指标及性能的优化调节。

在其中一个实施例中，两个以上所述金属调试枝节绕所述金属引向片的周向间隔设置。

在其中一个实施例中，所述金属调试枝节可拆地装设于所述金属引向片上；所述金属引向片的外缘设有与所述金属调试枝节相应的凸部，所述金属调试枝节设有与所述凸部相适应的第一插孔，所述凸部插入所述第一插孔中，所述凸部与所述第一插孔过盈配合或卡扣配合。

在其中一个实施例中，所述金属调试枝节包括第一金属调试板与第二金属调试板；所述第一金属调试板的一端与所述金属引向片相连，所述第一金属调试板的另一端与所述第二金属调试板的一端可转动连接。

在其中一个实施例中，所述第一金属调试板通过阻尼转轴与所述第二金属调试板相连。

在其中一个实施例中，所述金属调试枝节还包括与所述第二金属调试板可拆卸连接的金属延长板；所述第二金属调试板的另一端设有与所述金属延长板相适应的第二插孔，所述金属延长板插入所述第二插孔中，所述金属延长板与所述第二插孔过盈配合或卡扣配合。

一种辐射单元，包括所述的引向器，还包括振子与绝缘支撑柱，所述引向器通过所述绝缘支撑柱与所述振子相连，所述引向器设置于所述振子的上方。

上述的辐射单元，金属引向片与金属调试枝节相连，且金属调试枝节与金属引向片位于不同的平面上。借助金属引向片与振子之间的寄生效应抵消了因单元之间的耦合导致的阻抗失配问题，一定程度上改善了驻波、隔离度、方向图等性能指标。不同于传统的二维结构的金属引向片，上述的引向器采用三维立体结构，根据微波理论，寄生单元相对于受激单元的电流幅度及相位关系依赖于该寄生单元的调谐，通过将传统二维结构的金属引向片由水平面衍生到垂直面，可以产生第二谐振频率，通过具体例如调整第二谐振频率，使两个谐振频率靠近彼此，这样就可以展宽带宽，实现指标及性能的优化调节。

在其中一个实施例中，所述绝缘支撑柱的顶端设有第一卡接头，所述金属引向片上设有与所述第一卡接头相适配的卡接口，所述第一卡接头可拆卸地装设于所述卡接口中；所述绝缘支撑柱的底端设有第二卡接头，所述第二卡接头可拆卸地卡装于所述振子上；所述绝缘支撑柱为多个。

在其中一个实施例中，所述的辐射单元还包括导向杆，所述导向杆与所述绝缘支撑柱相连，所述金属引向片上设有与所述导向杆相适应的导向孔，所述导向杆设置于所述导向孔中。

一种基站天线，包括一个以上天线阵列，所述天线阵列包括呈阵列布置的两个以上所述辐射单元。

上述的基站天线，金属引向片与金属调试枝节相连，且金属调试枝节与金属引向片位于不同的平面上。借助金属引向片与振子之间的寄生效应抵消了因单元之间的耦合导致的阻抗失配问题，一定程度上改善了驻波、隔离度、方向图等性能指标。不同于传统的二维结构的金属引向片，上述的引向器采用三维立体结构，根据微波理论，寄生单元相对于受激单元的电流幅度及相位关系依赖于该寄生单元的调谐，通过将传统二维结构的金属引向片由水平面衍生到垂直面，可以产生第二谐振频率，通过具体例如调整第二谐振频率，使两个谐振频率靠近彼此，这样就可以展宽带宽，实现指标及性能的优化调节。

一种天线性能指标的调试方法，采用了所述辐射单元，包括如下步骤：

调整所述金属调试枝节与所述金属引向片的夹角a；和/或，

调整所述金属调试枝节的长度；和/或，

调整所述金属调试枝节的形状；和/或，

调整所述金属调试枝节的数量。

上述的天线性能指标的调试方法，由于采用了所述的辐射单元，其技术效果包括了所述的辐射单元的技术效果，有益效果包括了所述的辐射单元的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的引向器的结构示意图；

图2为本发明另一实施例所述的引向器的其中一状态结构示意图；

图3为本发明另一实施例所述的引向器的另一状态结构示意图；

图4为本发明另一实施例所述的引向器的侧视图；

图5为本发明又一实施例所述的引向器的结构示意图；

图6为本发明一实施例所述的辐射单元的结构示意图；

图7为本发明另一实施例所述的辐射单元的结构示意图；

图8为本发明一实施例所述的辐射单元与传统辐射单元的方向图仿真对比示意图；

图9为本发明一实施例所述的辐射单元与传统辐射单元的驻波仿真对比示意图；

图10为本发明一实施例所述的辐射单元与传统辐射单元的隔离度仿真对比示意图。

附图标记：

10、引向器；11、金属引向片；111、凸部；112、卡接口；113、导向孔；12、金属调试枝节；121、第一金属调试板；1211、第一插孔；122、第二金属调试板；1221、第二插孔；123、阻尼转轴；124、金属延长板；20、振子；30、绝缘支撑柱；31、第一卡接头；32、第二卡接头；40、导向杆。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在一个实施例中，请参阅图1至图7，一种引向器10，包括金属引向片11与金属调试枝节12。所述金属引向片11用于设置于振子20的上方。所述金属调试枝节12为两个以上，所述金属调试枝节12与所述金属引向片11电性连接，所述金属调试枝节12与所述金属引向片11位于不同的平面上。

上述的引向器10，金属引向片11与金属调试枝节12相连，且金属调试枝节12与金属引向片11位于不同的平面上。借助金属引向片11与振子20之间的寄生效应抵消了因单元之间的耦合导致的阻抗失配问题，一定程度上改善了驻波、隔离度、方向图等性能指标。不同于传统的二维结构的金属引向片11，上述的引向器10采用三维立体结构，根据微波理论，寄生单元相对于受激单元的电流幅度及相位关系依赖于该寄生单元的调谐，通过将传统二维结构的金属引向片11由水平面衍生到垂直面，可以产生第二谐振频率，通过具体例如调整第二谐振频率，使两个谐振频率靠近彼此，这样就可以展宽带宽，实现指标及性能的优化调节。

具体而言，金属调试枝节12垂直设置于金属引向片11上，或者，金属调试枝节12倾斜地设置于金属引向片11上，金属调试枝节12的延伸方向与金属引向片11的表面之间的夹角a例如为0°～90°。夹角a的具体大小根据实际需求来进行设定，以使得天线的性能指标最优化。

需要说明的是，请对比参阅图3与图5，同一金属引向片11所连接的两个以上金属调试枝节12的形状可以相同，也可以不同，长度可以相同，也可以不同，根据实际调试需求进行设置。

在一个实施例中，请参阅图1至图7，两个以上所述金属调试枝节12绕所述金属引向片11的周向间隔设置。具体而言，金属调试枝节12为四个，四个金属调试枝节12绕所述金属引向片11的周向等间隔设置。如此，对称性较好，对第二谐振频率有较好的调节效果，使两个谐振频率靠近彼此，这样就可以展宽带宽，实现指标及性能的优化调节。

在一个实施例中，请参阅图2至图7，所述金属调试枝节12可拆地装设于所述金属引向片11上。具体而言，所述金属引向片11的外缘设有与所述金属调试枝节12相应的凸部111，所述金属调试枝节12设有与所述凸部111相适应的第一插孔1211。所述凸部111插入所述第一插孔1211中，所述凸部111与所述第一插孔1211过盈配合或卡扣配合。如此，金属调试枝节12与金属引向片11为可拆卸的组合方式，这样可以根据调试需求来更换不同形状、长度的金属调试枝节12，金属调试枝节12的更换操作较为方便。

可以理解的是，请参阅图2至图7，凸部111与第一插孔1211过盈配合指的是凸部111的外径略微大于第一插孔1211的内径，这样凸部111插入到第一插孔1211中后，便能实现凸部111紧固于第一插孔1211中，如此便于将金属调试枝节12装设到金属引向片11上。反之，对金属调试枝节12施加外力时也能便于将金属调试枝节12从金属引向片11上拔掉，操作较为方便。

可以理解的是，凸部111与第一插孔1211卡扣配合则相应指的是，凸部111上设有卡接部，第一插孔1211的孔壁设有与卡接部卡接配合的卡接孔；或者凸部111上设有卡接孔，第一插孔1211的孔壁设有与卡接孔相配合的卡接部。如此，能便于快速地实现金属调试枝节12与金属引向片11的拆装操作。

在一个实施例中，请参阅图2至图7，所述金属调试枝节12包括第一金属调试板121与第二金属调试板122。所述第一金属调试板121的一端与所述金属引向片11相连，所述第一金属调试板121的另一端与所述第二金属调试板122的一端可转动连接。其中，第一金属调试板121的板面与金属引向片11的板面相平行或处于同一平面上，第二金属调试板122的板面则可以相对于引向片的板面进行转动，第二金属调试板122的板面相对于引向片的板面转动到不同夹角a位置时所对应的天线的性能指标不同，也就是根据调试需求来转动第二金属调试板122使得第二金属调试板122转动到预设角度，调试操作较为方便，调试效率能得以大大提高。无需如传统的二维结构的金属引向片11通过调整自身结构大小、形状(通常调整为圆形或方形)以及距离振子20高度，来实现对天线谐振频率(即工作频率)的调整。

在一个实施例中，请参阅图2至图7，所述第一金属调试板121通过阻尼转轴123与所述第二金属调试板122相连。如此，根据天线性能指标要求，将第二金属调试板122转动到预设的角度位置时，在阻尼转轴123的作用下能实现第二金属调试板122与第一金属调试板121之间的夹角保持恒定，从而无需借助外界设备来实现第二金属调试板122与第一金属调试板121之间相对固定，调试操作较为方便，工作效率得以大大提高。当然，作为一个可选的方案，不采用阻尼转轴123来连接第一金属调试板121与第二金属调试板122，也可以采用其它的调节件配合普通的转轴来实现第一金属调试板121与第二金属调试板122相互组装在一起。

在一个实施例中，请参阅图2至图7，所述金属调试枝节12还包括与所述第二金属调试板122可拆卸连接的金属延长板124。如此，一方面，第二金属调试板122连接金属延长板124后，金属延长板124能相应增加金属调试枝节12的长度，从而能实现对天线的性能指标进行调试，调试操作较为方便，对第二谐振频率有较好的调节效果，使两个谐振频率靠近彼此，这样就可以展宽带宽，实现指标及性能的优化调节。另一方面，可以根据调试需求来更换不同形状、长度的金属调试枝节12，金属调试枝节12的更换操作较为方便。

进一步地，请参阅图2至图7，所述第二金属调试板122的另一端设有与所述金属延长板124相适应的第二插孔1221，所述金属延长板124插入所述第二插孔1221中。所述金属延长板124与所述第二插孔1221过盈配合或卡扣配合。如此，金属延长板124与第二金属调试板122能实现快速地拆装操作，调试工作效率较高。

可以理解的是，金属延长板124与第二插孔1221过盈配合指的是金属延长板124的外径略微大于第二插孔1221的内径，这样金属延长板124插入到第二插孔1221中后，便能实现金属延长板124紧固于第二插孔1221中，如此便于将金属延长板124装设到第二插孔1221中。反之，对金属延长板124施加外力时也能便于将金属延长板124从第二插孔1221中拔出，操作较为方便。

可以理解的是，金属延长板124与第二插孔1221卡扣配合则相应指的是，金属延长板124上设有卡接部，第二插孔1221的孔壁设有与卡接部卡接配合的卡孔；或者金属延长板124上设有卡接孔，第二插孔1221的孔壁设有与卡接孔相配合的卡接部。如此，能便于快速地实现金属延长板124与第二金属调试板122的拆装操作。

作为一个可选的方案，可以通过减小金属延长板124的长度的方式来对天线的性能指标进行调试。

作为一个可选的方案，金属调试枝节12的长度可以伸缩调节。具体而言，金属延长板124或第二金属调试板122的长度可以伸缩调节。如此，在金属调试枝节12的长度不同时，能相应调整天线的性能指标。

在一个实施例中，请参阅图3、图6与图7，一种辐射单元，包括所述的引向器10，还包括振子20与绝缘支撑柱30，所述引向器10通过所述绝缘支撑柱30与所述振子20相连，所述引向器10设置于所述振子20的上方。

上述的辐射单元，金属引向片11与金属调试枝节12相连，且金属调试枝节12与金属引向片11位于不同的平面上。借助金属引向片11与振子20之间的寄生效应抵消了因单元之间的耦合导致的阻抗失配问题，一定程度上改善了驻波、隔离度、方向图等性能指标。不同于传统的二维结构的金属引向片11，上述的引向器10采用三维立体结构，根据微波理论，寄生单元相对于受激单元的电流幅度及相位关系依赖于该寄生单元的调谐，通过将传统二维结构的金属引向片11由水平面衍生到垂直面，可以产生第二谐振频率，通过具体例如调整第二谐振频率，使两个谐振频率靠近彼此，这样就可以展宽带宽，实现指标及性能的优化调节。

进一步地，请参阅图3、图6与图7，所述绝缘支撑柱30的顶端设有第一卡接头31。所述金属引向片11上设有与所述第一卡接头31相适配的卡接口112，所述第一卡接头31可拆卸地装设于所述卡接口112中；所述绝缘支撑柱30的底端设有第二卡接头32，所述第二卡接头32可拆卸地卡装于所述振子20上；所述绝缘支撑柱30为多个。如此，一方面，能便于将金属引向片11稳固地装设于绝缘支撑柱30上；另一方面，便于进行拆装引向器10与绝缘支撑柱30，方便根据需求对绝缘支撑柱30与引向器10进行拆装更换，以及也便于进行拆装维修等操作。

在一个实施例中，请参阅图3、图6与图7，所述的辐射单元还包括导向杆40。所述导向杆40与所述绝缘支撑柱30相连，所述金属引向片11上设有与所述导向杆40相适应的导向孔113，所述导向杆40设置于所述导向孔113中。如此，将金属引向片11按压装设于绝缘支撑杆的顶部上时，由于导向杆40同步插入到导向孔113中，在导向孔113的导向作用下，更利于将金属引向片11装设于绝缘支撑柱30上，且金属引向片11的安装效果较为稳定。

具体而言，绝缘支撑柱30为四个，导向杆40为两个，两个导向杆40与其中相对设置的两个绝缘支撑柱30对应相连。当然，绝缘支撑柱30也可以是一个、两个、三个、五个或其它数量，在此不进行限定。同样地，导向杆40的数量也不进行限定。

在一个实施例中，请参阅图3、图6与图7，一种基站天线，包括一个以上天线阵列，所述天线阵列包括呈阵列布置的两个以上上述任一实施例所述的辐射单元。

上述的基站天线，金属引向片11与金属调试枝节12相连，且金属调试枝节12与金属引向片11位于不同的平面上。借助金属引向片11与振子20之间的寄生效应抵消了因单元之间的耦合导致的阻抗失配问题，一定程度上改善了驻波、隔离度、方向图等性能指标。不同于传统的二维结构的金属引向片11，上述的引向器10采用三维立体结构，根据微波理论，寄生单元相对于受激单元的电流幅度及相位关系依赖于该寄生单元的调谐，通过将传统二维结构的金属引向片11由水平面衍生到垂直面，可以产生第二谐振频率，通过具体例如调整第二谐振频率，使两个谐振频率靠近彼此，这样就可以展宽带宽，实现指标及性能的优化调节。

在一个实施例中，请参阅图3、图6与图7，一种天线性能指标的调试方法，采用了上述任一实施例所述辐射单元，包括如下步骤：

调整所述金属调试枝节12与所述金属引向片11的夹角a；和/或，

调整所述金属调试枝节12的长度；和/或，

调整所述金属调试枝节12的形状；和/或，

调整所述金属调试枝节12的数量。

上述的天线性能指标的调试方法，由于采用了所述的辐射单元，其技术效果包括了所述的辐射单元的技术效果，有益效果包括了所述的辐射单元的有益效果，在此不再赘述。

传统的二维结构的金属引向片11通过调整自身结构大小、形状(通常调整为圆形或方形)以及距离振子20高度，实现对天线谐振频率(即工作频率)的调整，进而实现对天线的性能指标的优化。然而根据仿真和实际应用，在驻波和隔离度实现优化的同时，波宽有时不能符合移动集采指标要求，偏宽或偏窄，这时需要重新调整金属引向片11的结构大小或形状或距离振子20高度，找到最佳谐振点，以兼顾辐射方向图的指标要求，通常会牺牲一定的电路性能指标，然而对于电路指标余量不足的情况下，传统的金属引向片11不能很好地实现天线性能指标的兼顾和优化，而且多次打样不同的结构尺寸的引向片，会增加打样成本，反复来回安装调试会影响调试效率。

本实施例采用三维立体结构的引向器10，结合仿真，通过调整第二谐振频率，即可根据实际需要调节金属调试枝节12的倾斜角度，或更换不同形状、不同长度的金属调试枝节12，可以在不增加打样成本的前提下，提高调试效率。

图8、图9、图10为天线仿真结果，相比于没有三维立体结构的金属引向片11，天线增益提高1.3db，3db波宽由112.52°优化至79.97°；驻波由1.58优化至1.3以内；隔离度由-23db优化至-25db以下。此申请不仅保证了辐射方向图指标，同时兼顾了电路驻波、隔离指标，在天线结构环境较为复杂(例如弧形天线罩或多频互耦振子20组阵)极为适用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。