一种天线振子单元、天线装置及其设置方法与流程

本发明涉及通信，进一步地涉及一种天线振子单元、天线装置及其设置方法。

背景技术：

1、第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology，简称5g)是具有高速率、低延时和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。

2、近年来，随着5g基站应用场景的多样化，许多场合对5g基站天线振子的结构要求越来越高。普通5g天线单元采用微带贴片天线结构，受限制于下面的差分馈电网络，无法做到宽带情况下的方向图对称。采用传统半波阵子结构的天线，可以做到回损和方向图对称性的宽带化，受限于巴伦高度以及阵子arm上不平衡电流的影响是在边频带仍然无法做到极好的对称。

3、因此，有必要设计一种天线振子单元、天线装置及其设置方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种天线振子单元、天线装置及其设置方法，能够做到宽带情况下的方向图对称，其结构简单，稳定性好。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种天线振子单元，包括：

3、pcb板，所述pcb板的顶面设置有导体层，所述导体层具有四条缝隙，四条所述缝隙分别沿着所述pcb板的两条对角线两两相对布置，每条所述缝隙内的设定位置分别设置有槽口；

4、第一巴伦，所述第一巴伦的两面分别设置有第一传输线，所述第一巴伦的端部设置有两个第一凸台，两个所述第一凸台适配插设于一组相对设置的所述槽口内，位于所述第一巴伦的两面的所述第一传输线分别馈电连接至所述缝隙的两侧，对相对设置的所述缝隙进行等幅同相馈电；

5、第二巴伦，所述第二巴伦的两面分别设置有第二传输线，所述第二巴伦的端部设置有两个第二凸台，两个所述第二凸台适配插设于另一组相对设置的所述槽口内，位于所述第二巴伦的两面的所述第二传输线分别馈电连接至所述缝隙的两侧，对相对设置的所述缝隙进行等幅同相馈电，且所述第一巴伦、所述第二巴伦分别与所述pcb板垂直设置，所述第一巴伦与所述第二巴伦正交设置。

6、本技术方案中，槽口位置需要根据阻抗匹配调整，第一巴伦和第二巴伦的正反面的传输线分别和缝隙两侧焊接，构成对缝隙的馈电，相对的两条缝隙为等幅同相馈电：振子臂为电流一致形成的辐射，采用差分馈电使得两个振子臂的电流同向；缝隙为从缝隙一侧指向另一侧的电场一致形成的辐射，采用同相馈电，使得两个缝隙的电场方向一致；通过采用等幅同向馈电技术能够实现宽带下的方向图对称，等幅度同向不再受制于180度差分馈电在宽带情况下的斜率影响，使得即使在宽带的情况下天线的arm仍然可以获得对称的电流分布。

7、在一些实施方式中，所述第一巴伦远离所述pcb板的一端设置有第一相交槽，两个所述第一凸台对称设置于所述第一相交槽的两侧；

8、所述第二巴伦靠近所述pcb板的一端设置有第二相交槽，两个所述第二凸台对称设置于所述第二相交槽的两侧。

9、在一些实施方式中，所述第一传输线沿所述第一凸台穿过所述槽口后焊接至所述导体层，所述第二传输线沿所述第二凸台穿过所述槽口后焊接至所述导体层。

10、本技术方案中，pcb板上的四个缝隙通过四个馈电点可以把缝隙激励起来，四个馈电点通过焊锡焊接到一起，通路上只有单个焊点，没有在两个传输线结构之间引入焊点而且是把焊点做到单元arm上；不再通过焊点微带线再到焊点的转接形式，使得天线量产对焊接的敏感度降低，量产的天线一致性较好。

11、在一些实施方式中，所述第一巴伦的每一面包括两条所述第一传输线，相对所述第一相交槽对称设置，并分别连接至功分器；

12、所述第二巴伦的每一面包括两条所述第二传输线，相对于所述第二相交槽对称设置，并分别连接至功分器。

13、在一些实施方式中，所述第一传输线包括第一连接端、第二连接端、第三连接端、第四连接端，所述第一连接端与所述第三连接端连接，所述第一连接端位于靠近所述pcb板的一端，所述第三连接端位于远离所述pcb板的一端，所述第二连接端与所述第四连接端连接，所述第二连接端位于靠近所述pcb板的一端，所述第四连接端位于远离所述pcb板的一端；

14、所述第二传输线包括第五连接端、第六连接端、第七连接端、第八连接端，所述第五连接端与所述第七连接端连接，所述第五连接端位于靠近所述pcb板的一端，所述第七连接端位于远离所述pcb板的一端，所述第六连接端与所述第八连接端连接，所述第六连接端位于靠近所述pcb板的一端，所述第八连接端位于远离所述pcb板的一端。

15、本技术方案中，通过在第一巴伦和第二巴伦上设置传输线，并且与设置在馈电板上的等分功分器连接，其采用等幅同相的一分二功分器强行馈电结构，使得即使在宽带的情况下天线的arm仍然可以获得对称的电流分布；并且，同一个极化采用了两点馈电的结构，被激励的两个同极化方向的阵子矢量合成方向图，利于宽带方向图收敛。

16、在一些实施方式中，所述第一传输线包括第一功分器，所述第二传输线包括第二功分器。

17、在一些实施方式中，所述第一传输线包括第一连接端、第二连接端、第三连接端，所述第一连接端和所述第二连接端位于靠近所述pcb板的一端，所述第三连接端位于远离所述pcb板的一端，所述第一连接端、所述第二连接端分别与所述第三连接端连接，构成所述第一功分器；

18、所述第二传输线包括第五连接端、第六连接端、第七连接端，所述第五连接端和所述第六连接端位于靠近所述pcb板的一端，所述第七连接端位于远离所述pcb板的一端，所述第五连接端、所述第六连接端分别与所述第七连接端连接，构成所述第二功分器。

19、在一些实施方式中，所述第一功分器相对所述第一相交槽对称设置，所述第二功分器相对所述第二相交槽对称设置。

20、本技术方案中，将第一功分器设置在第一巴伦上，第二功分器设置在第二巴伦上，采用等幅同相的一分二功分器强行馈电结构，使得即使在宽带的情况下天线的arm仍然可以获得对称的电流分布；并且，同一个极化采用了两点馈电的结构，被激励的两个同极化方向的阵子矢量合成方向图，利于宽带方向图收敛。

21、在一些实施方式中，所述pcb板的轮廓和所述导体层的轮廓均呈正方形；

22、和/或，所述缝隙的外端开口；

23、和/或，所述槽口的设定位置根据阻抗匹配要求设定，使所述第一传输线的馈电位置和所述第二传输线的馈电位置符合阻抗匹配要求。

24、根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种天线装置，包括上述中任意一项所述的天线振子单元，还包括反射板，所述反射板分别与所述第一巴伦、所述第二巴伦连接，并位于远离所述pcb板的一端。

25、根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种天线振子单元设置方法，用于产生对称方向图，包括：

26、在pcb板的导体层设置四条缝隙，四条所述缝隙分别沿着所述pcb板的两条对角线两两相对布置，每条所述缝隙内的设定位置分别设置有槽口；

27、在第一巴伦的两面分别设置第一传输线，所述第一巴伦的端部设置两个第一凸台，两个所述第一凸台适配插设于一组相对设置的所述槽口内，使得所述第一传输线对相对设置的所述缝隙进行等幅同相馈电；

28、在第二巴伦的两面分别上设置第二传输线，所述第二巴伦的端部设置两个第二凸台，两个所述第二凸台适配插设于另一组相对设置的所述槽口内，使得所述第二传输线对相对设置的所述缝隙进行等幅同相馈电。

29、与现有技术相比，本发明所提供的天线振子单元、天线装置及其设置方法至少具有以下之一的有益效果：

30、1、本发明所提供的天线振子单元，其采用等幅同相的一分二功分器强行馈电结构，使得即使在宽带的情况下天线的arm仍然可以获得对称的电流分布；

31、2、本发明所提供的天线振子单元，同一个极化采用了两点馈电的结构，被激励的两个同极化方向的阵子矢量合成方向图，利于宽带方向图收敛；

32、3、本发明所提供的天线振子单元，pcb板上的四个缝隙通过四个馈电点可以把缝隙激励起来，四个馈电点通过焊锡焊接到一起，不再通过焊点微带线再到焊点的转接形式，使得天线量产对焊接的敏感度降低，量产的天线一致性较好。