全文摘要
本发明公开了一种基站、宽带双极化滤波磁电偶极子天线及其辐射单元，辐射结构包括两组极化方向相互正交的偶极子，每组偶极子包括两个相对设置的辐射体；巴伦结构包括四组巴伦组件，每组巴伦组件包括两个相对间隔设置的巴伦地、及相对间隔设置并电性连接的馈电线和开路枝节，其中一个巴伦地与一个辐射体电性连接，另一个巴伦地与相邻的另一个辐射体电性连接，馈电线与其中一个巴伦地相对间隔设置，开路枝节与另一个巴伦地相对间隔设置，且巴伦地设置于馈电线与开路枝节之间。辐射单元之间不会产生相互耦合；如此，采用所述辐射单元的宽带双极化滤波磁电偶极子天线的性能良好；如此采用所述宽带双极化滤波磁电偶极子天线的基站的整体性能良好。
主设计要求
1.一种辐射单元，其特征在于，包括：辐射结构，所述辐射结构包括两组极化方向相互正交的偶极子，每组所述偶极子包括两个相对设置的辐射体；及巴伦结构，所述巴伦结构包括四组巴伦组件，四组所述巴伦组件用于将能量传递至所述辐射结构，每组所述巴伦组件包括两个相对间隔设置的巴伦地、及相对间隔设置并电性连接的馈电线和开路枝节，其中一个所述巴伦地与一个所述辐射体电性连接，另一个所述巴伦地与相邻的另一个所述辐射体电性连接，所述馈电线与其中一个所述巴伦地相对间隔设置，所述开路枝节与另一个所述巴伦地相对间隔设置，且所述巴伦地设置于所述馈电线与所述开路枝节之间；其中，一组所述巴伦组件的两个相对间隔设置的所述巴伦地配合形成一个用于在通带的右侧引入一个辐射抑制零点的第一半波谐振器；所述开路枝节形成一个用于在通带的右侧引入一个辐射抑制零点的第二半波谐振器。
设计方案
1.一种辐射单元，其特征在于，包括：
辐射结构，所述辐射结构包括两组极化方向相互正交的偶极子，每组所述偶极子包括两个相对设置的辐射体；及
巴伦结构，所述巴伦结构包括四组巴伦组件，四组所述巴伦组件用于将能量传递至所述辐射结构，每组所述巴伦组件包括两个相对间隔设置的巴伦地、及相对间隔设置并电性连接的馈电线和开路枝节，其中一个所述巴伦地与一个所述辐射体电性连接，另一个所述巴伦地与相邻的另一个所述辐射体电性连接，所述馈电线与其中一个所述巴伦地相对间隔设置，所述开路枝节与另一个所述巴伦地相对间隔设置，且所述巴伦地设置于所述馈电线与所述开路枝节之间；
其中，一组所述巴伦组件的两个相对间隔设置的所述巴伦地配合形成一个用于在通带的右侧引入一个辐射抑制零点的第一半波谐振器；所述开路枝节形成一个用于在通带的右侧引入一个辐射抑制零点的第二半波谐振器。
2.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，所述馈电线的一端与馈电网络电性连接，所述馈电线的另一端与所述开路枝节的一端电性连接，所述开路枝节的另一端与所述巴伦地的底部间隔设置。
3.根据权利要求2所述的辐射单元，其特征在于，还包括导电体，所述导电体设置于所述馈电线与所述开路枝节之间，且所述导电体的一端与所述馈电线的另一端电性连接，所述导电体的另一端与所述开路枝节的一端电性连接。
4.根据权利要求1所述的辐射单元，其特征在于，还包括支撑件，每组所述巴伦组件对应设有两个相对间隔设置的所述支撑件，其中，一个所述支撑件的一侧设有所述馈电线、另一侧设有其中一个所述巴伦地，另一个所述支撑件的一侧设有另一个所述巴伦地、另一侧设有所述开路枝节。
5.根据权利要求1至4任一项所述的辐射单元，其特征在于，所述开路枝节的长度可调。
6.根据权利要求1至4任一项所述的辐射单元，其特征在于，所述辐射体的表面积可调。
7.根据权利要求1至4任一项所述的辐射单元，其特征在于，所述巴伦地的表面积可调。
8.一种宽带双极化滤波磁电偶极子天线，其特征在于，包括馈电网络及如权利要求1至7任一项所述的辐射单元，所述馈电线的一端及所述巴伦地的一端均与所述馈电网络电性连接。
9.根据权利要求8所述的宽带双极化滤波磁电偶极子天线，其特征在于，所述辐射单元至少为两个，至少两个所述辐射单元呈阵列设置。
10.一种基站，其特征在于，包括如权利要求9所述的宽带双极化滤波磁电偶极子天线。
设计说明书
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基站、宽带双极化滤波磁电偶极子天线及其辐射单元。
背景技术
无线通信技术的高速发展，宽带双极化滤波磁电偶极子天线（以下简称磁电偶极子天线）因其具备宽带宽、方向性高、低交叉极化、低后瓣辐射等优点，具有良好的应用前景。传统的磁电偶极子天线在多频段基站阵列应用过程中，为了适应基站的小型化要求，不同工作频段的辐射单元通常间距较近，导致存在强烈的相互耦合，从而使得磁电偶极子天线的整体性能恶化。
发明内容
基于此，提出了一种基站、宽带双极化滤波磁电偶极子天线及其辐射单元，所述辐射单元之间不会产生相互耦合；如此，采用所述辐射单元的宽带双极化滤波磁电偶极子天线的性能良好；如此采用所述宽带双极化滤波磁电偶极子天线的基站的整体性能良好。
其技术方案如下：
一方面，提供了一种辐射单元，包括：辐射结构，所述辐射结构包括两组极化方向相互正交的偶极子，每组所述偶极子包括两个相对设置的辐射体；及巴伦结构，所述巴伦结构包括四组巴伦组件，四组所述巴伦组件用于将能量传递至所述辐射结构，每组所述巴伦组件包括两个相对间隔设置的巴伦地、及相对间隔设置并电性连接的馈电线和开路枝节，其中一个所述巴伦地与一个所述辐射体电性连接，另一个所述巴伦地与相邻的另一个所述辐射体电性连接，所述馈电线与其中一个所述巴伦地相对间隔设置，所述开路枝节与另一个所述巴伦地相对间隔设置，且所述巴伦地设置于所述馈电线与所述开路枝节之间；其中，一组所述巴伦组件的两个相对间隔设置的所述巴伦地配合形成一个用于在通带的右侧引入一个辐射抑制零点的第一半波谐振器；所述开路枝节形成一个用于在通带的右侧引入一个辐射抑制零点的第二半波谐振器。
上述辐射单元，使用时，馈电网络将信号通过巴伦结构传递至辐射结构，从而能够将信号进行传输，实现无线通信。其中，在一个极化下，辐射结构能够构成电偶极子，且辐射结构的辐射体工作时形成电偶极子工作模式，巴伦结构能够构成磁偶极子，且巴伦结构的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地工作时形成磁偶极子工作模式，利用电偶极子工作模式与磁偶极子工作模式结合时形成的磁电偶极子工作模式在辐射抵消效应的作用下，在通带的左侧引入了一个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性和带外抑制；同时，巴伦结构的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地自身相当于一个第一半波谐振器，从而能够在谐振状态下限制电流的辐射，进而能够在通带的右侧引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和提高带外抑制；另外，由于开路枝节相当于一个第二半波谐振器，从而在半波长工作状态时，开路枝节的输入端等效开路状态，开路枝节与巴伦地之间等效断路，因而无法对天线形成有效的激励，从而可以在通带的右侧也引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和带外抑制。上述辐射单元，通过在通带上引入三个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性，改善了通带边沿滚降，提高了带外抑制，从而减小对旁边工作在不同频段的辐射单元的耦合。
下面进一步对技术方案进行说明：
在其中一个实施例中，所述馈电线的一端与馈电网络电性连接，所述馈电线的另一端与所述开路枝节的一端电性连接，所述开路枝节的另一端与所述巴伦地的底部间隔设置。
在其中一个实施例中，辐射单元还包括导电体，所述导电体设置于所述馈电线与所述开路枝节之间，且所述导电体的一端与所述馈电线的另一端电性连接，所述导电体的另一端与所述开路枝节的一端电性连接。
在其中一个实施例中，辐射单元还包括支撑件，每组所述巴伦组件对应设有两个相对间隔设置的所述支撑件，其中，一个所述支撑件的一侧设有所述馈电线、另一侧设有其中一个所述巴伦地，另一个所述支撑件的一侧设有另一个所述巴伦地、另一侧设有所述开路枝节。
在其中一个实施例中，所述开路枝节的长度可调。如此，增强了调节的灵活性。
在其中一个实施例中，所述辐射体的表面积可调。如此，增强了调节的灵活性。
在其中一个实施例中，所述巴伦地的表面积可调。如此，增强了调节的灵活性。
另一方面，提供了一种宽带双极化滤波磁电偶极子天线，包括馈电网络及所述的辐射单元，所述馈电线的一端及所述巴伦地的一端均与所述馈电网络电性连接。
上述宽带双极化滤波磁电偶极子天线，使用时，馈电网络将信号通过巴伦结构传递至辐射结构，从而能够将信号进行传输，实现无线通信。其中，在一个极化下，辐射单元能够构成电偶极子，且辐射结构的辐射结构的辐射体工作时形成电偶极子工作模式，巴伦结构的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地工作时形成磁偶极子工作模式，利用电偶极子工作模式与磁偶极子工作模式结合时形成的磁电偶极子工作模式在辐射抵消效应的作用下，在通带的左侧引入了一个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性和带外抑制；同时，巴伦结构能够构成磁偶极子，且巴伦结构的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地也能在通带的右侧引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和提高带外抑制；另外，由于开路枝节相当于一个第二半波谐振器，从而可以在通带的右侧也引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和带外抑制；而且，在改善滤波性能的同时也没有带来额外的加工成本，适用面广，并且未引入额外的插损，通过引入三个辐射抑制零点，抑制了通带两侧的带外辐射，且高频实现了3.3GHz~5GHz的带外抑制；宽带双极化滤波磁电偶极子天线还具有工作频带宽、高增益的特点，且在通带内方向图波瓣稳定，交叉极化低，不同极化端口的馈电结构几乎完全对称且隔离度较高。上述宽带双极化滤波磁电偶极子天线，通过在通带上引入三个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性，改善了通带边沿滚降，提高了带外抑制，也使得辐射单元之间相互耦合减弱，宽带双极化滤波磁电偶极子天线的性能良好。
在其中一个实施例中，所述辐射单元至少为两个，至少两个所述辐射单元呈阵列设置。
再一方面，提供了一种基站，包括所述的宽带双极化滤波磁电偶极子天线。
上述基站，使用时，馈电网络将信号通过巴伦结构传递至辐射结构，从而能够将信号进行传输，实现无线通信。其中，在一个极化下，辐射单元的辐射结构的辐射体工作时形成电偶极子工作模式，巴伦结构的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地工作时形成磁偶极子工作模式，利用电偶极子工作模式与磁偶极子工作模式结合时形成的磁电偶极子工作模式在辐射抵消效应的作用下，在通带的左侧引入了一个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性和带外抑制；同时，巴伦结构的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地自身半波长谐振，也能在通带的右侧引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和提高带外抑制；另外，由于开路枝节半波长谐振作用，从而可以在通带的右侧也引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和带外抑制。上述基站，通过在通带上引入三个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性，改善了通带边沿滚降，提高了带外抑制，从而减小对旁边工作在不同频段的辐射单元的耦合，宽带双极化滤波磁电偶极子天线的性能良好，基站的整体性能良好。
附图说明
图1为一个实施例的辐射单元的结构示意图。
图2为图1的辐射单元一视角下的结构示意图。
图3为图1的辐射单元另一视角下的结构示意图。
图4为图1的辐射单元的爆炸图。
图5为图1的辐射单元的一组巴伦组件一视角下结构示意图。
图6为图1的辐射单元的一组巴伦组件另一视角下结构示意图。
图7为图1的辐射单元的辐射结构一个实施例的结构示意图。
图8为图1的辐射单元的辐射结构另一个实施例的结构示意图。
图9为图1的辐射单元的开路枝节调节时对辐射抑制零点的调节图。
图10为图1的辐射单元的辐射体的边长调节时对辐射抑制零点的调节图。
图11为图1的辐射单元的辐射体切除时对辐射抑制零点的调节图。
图12为图1的辐射单元的巴伦地的高度调节时对辐射抑制零点的调节图。
图13为图1的辐射单元的巴伦地的宽度调节时对辐射抑制零点的调节图。
图14为一个实施例的宽带双极化滤波磁电偶极子天线的反射系数S11-频率和增益曲线-频率的仿真和测量图。
图15为另一个实施例的宽带双极化滤波磁电偶极子天线的反射系数S11-频率和增益曲线-频率的仿真和测量图。
图16为一个实施例的宽带双极化滤波磁电偶极子天线的传输系数S21-频率的仿真和测量图。
附图标记说明：
100、辐射单元，110、辐射结构，111、辐射体，120、巴伦结构，121、巴伦地，122、馈电线，123、开路枝节，124、支撑件，125、导电体，130、馈电网络。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”、“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“固设于”另一个元件，或与另一个元件“固定连接”，它们之间可以是可拆卸固定方式也可以是不可拆卸的固定方式。当一个元件被认为是“连接”、“转动连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于约束本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”、“第三”等类似用语不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
如图1至图4所示，在一个实施例中，提供了一种辐射单元100，包括：辐射结构110，辐射结构110包括两组极化方向相互正交的偶极子，每组偶极子包括两个相对设置的辐射体111；及巴伦结构120，巴伦结构120包括四组巴伦组件，四组巴伦组件用于将能量传递至辐射结构110，每组巴伦组件包括两个相对间隔设置的巴伦地121、及相对间隔设置并电性连接的馈电线122和开路枝节123，其中一个巴伦地121与一个辐射体111电性连接，另一个巴伦地121与相邻的另一个辐射体111电性连接，馈电线122与其中一个巴伦地121相对间隔设置，开路枝节123与另一个巴伦地121相对间隔设置，且巴伦地121设置于馈电线122与开路枝节123之间；其中，一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地121配合形成一个用于在通带的右侧引入一个辐射抑制零点的第一半波谐振器；开路枝节123形成一个用于在通带的右侧引入一个辐射抑制零点的第二半波谐振器。
上述实施例的辐射单元100，使用时，馈电网络130将信号通过巴伦结构120传递至辐射结构110，从而能够将信号进行传输，实现无线通信。其中，在一个极化下，辐射结构110能够构成电偶极子，且辐射结构110的辐射体111工作时形成电偶极子工作模式，巴伦结构120能够构成磁偶极子，且巴伦结构120的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地121工作时形成磁偶极子工作模式，利用电偶极子工作模式与磁偶极子工作模式结合时形成的磁电偶极子工作模式在辐射抵消效应的作用下，在通带的左侧引入了一个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性和带外抑制；同时，巴伦结构120的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地121自身相当于一个第一半波谐振器，从而能够在谐振状态下限制电流的辐射，进而能够在通带的右侧引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和提高带外抑制；另外，由于开路枝节123相当于一个第二半波谐振器，从而在半波长工作状态时，开路枝节123的输入端等效开路状态，开路枝节123与巴伦地121之间等效断路，因而无法对天线形成有效的激励，从而可以在通带的右侧也引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和带外抑制。上述实施例的辐射单元100，通过在通带上引入三个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性，改善了通带边沿滚降，提高了带外抑制，从而减小对旁边工作在不同频段的辐射单元100的耦合。
需要进行说明的是，四组巴伦组件中，四组巴伦组件用于将能量传递至辐射结构110；并且，两组相对设置的巴伦组件与另外两组同样相对设置的巴伦组件的极化方向相互正交。巴伦地121可以采用金属片材或板材，只需满足巴伦地121能够将信号从馈电网络130传输至辐射体111即可。通带的左侧是指通带的低频区，通带的右侧是指通带的高频区。上述辐射体111与巴伦地121可以进行集成设计，加工方便。辐射体111可以设置于基板上，便于支撑。
如图1至图4所示，在一个实施例中，馈电线122的一端与馈电网络130电性连接，馈电线122的另一端与开路枝节123的一端电性连接，开路枝节123的另一端与巴伦地121的底部间隔设置。如此，使得开路枝节123能够在通带的右侧也引入一个辐射抑制零点，进而能够改善通带边沿滚降和带外抑制。巴伦地121的底部是指巴伦地121靠近馈电网络130的一端。
如图2至图4所示，在一个实施例中，辐射单元100还包括导电体125，导电体125设置于馈电线122与开路枝节123之间，且导电体125的一端与馈电线122的另一端电性连接，导电体125的另一端与开路枝节123的一端电性连接。如此，通过导电体125实现馈电线122与开路枝节123的电性连接，从而使得开路枝节123能够在通带的右侧也引入一个辐射抑制零点，进而能够改善通带边沿滚降和带外抑制。导电体125可以是金属丝等能够导电的元件。
如图1及图4所示，在上述任一实施例的基础上，辐射单元100还包括支撑件124，每组巴伦组件对应设有两个相对间隔设置的支撑件124，其中，一个支撑件124的一侧设有馈电线122、另一侧设有其中一个巴伦地121，另一个支撑件124的一侧设有另一个巴伦地121、另一侧设有开路枝节123。如此，在一组巴伦组件中，两个相对间隔设置的支撑件124能够为馈电线122、开路枝节123及巴伦地121进行相应的支撑；通过将馈电线122、开路枝节123及巴伦地121设置于支撑件124的不同侧面，也能实现馈电线122、与巴伦地121的相对间隔设置、开路枝节123与巴伦地121的相对间隔设置、巴伦地121与巴伦地121之间的相对间隔设置、以及巴伦地121设置于馈电线122与开路枝节123之间；另外，支撑件124也能对辐射体111进行相应的支撑，使得辐射体111与巴伦地121之间可以呈垂直设置。支撑件124可以为基板等板材结构，方便馈电线122、开路枝节123及巴伦地121贴合于不同的侧面设置，实现馈电线122、开路枝节123及巴伦地121之间的相对间隔设置。可以采用粘结或焊接的方式将馈电线122、开路枝节123及巴伦地121贴合于基板的不同侧面。
为了满足实际的使用需求，辐射单元100的带外抑制等性能需要能够进行灵活的调节以增强使用的通用性。
在上述任一实施例的基础上，开路枝节123的长度可调。如此，开路枝节123在上通带的边缘产生一个辐射抑制零点，通过对开路枝节123的长度进行调节，从而控制辐射抑制零点产生的频率，对辐射抑制零点在通带上的位置进行调节，进而能够根据使用需求灵活的改善边沿滚降和带外抑制，提高了通带边沿的频率选择性。开路枝节123的长度调节，可以通过调节开路枝节123的另一端与巴伦地121的底部之间的间距实现。
如图2、图4、图6及图9所示，在一个实施例中，开路枝节123的长度为L，且20mm≤L≤28mm（L可以为20mm、22mm、24mm、26mm或28mm），当减小开路枝节123的长度时，能够将辐射抑制零点的位置往通带的高频区移动；当增长开路枝节123的长度时，能够将辐射抑制零点的位置往通带的低频区移动。
在上述任一实施例的基础上，辐射体111的表面积可调。如此，通过调节辐射体111的表面积，从而控制辐射抑制零点产生的频率，对辐射抑制零点在通带上的位置进行调节，进而能够根据使用需求灵活的改善边沿滚降和带外抑制，提高了通带边沿的频率选择性。其中，当减小辐射体111的表面积时，能够将辐射抑制零点的位置往通带的高频区移动；当增长辐射体111的表面积时，能够将辐射抑制零点的位置往通带的低频区移动。
辐射体111的表面积的变化，可以通过改变辐射体111的宽度或长度实现；也可以通过对辐射体111进行相应的切除实现，只需满足能够对辐射体111的表面积进行调节即可。对辐射体111进行相应的切除时，例如可以对辐射体111的转角进行切除，从而可以降低带外偶极子上的电流，从而抑制偶极子在上阻带的辐射，实现更高的带外抑制水平。
如图7及图10所示，在一个实施例中，辐射体111设置为正方形，辐射体111的边长为W1<\/sub>，且16mm≤W1<\/sub>≤30mm（W1<\/sub>可以为16mm、18mm、23mm、28mm或30mm），通过调节辐射体111的边长从而对辐射体111的表面积进行调节，例如，增大辐射体111的边长从而使得辐射体111的表面积增大，进而将辐射抑制零点的位置往通带的低频区移动，减小辐射体111的边长从而使得辐射体111的表面积减小，进而将辐射抑制零点的位置往通带的高频区移动。
如图8及图11所示，在一个实施例中，在辐射体111的两个对角上对辐射体111进行切除，切除两个等腰直角三角形，且等腰直角三角形的直角边的边长为Wcut1<\/sub>，且0mm≤Wcut1<\/sub>≤15mm（Wcut1<\/sub>可以为0mm、6.5mm、13mm或15mm），通过调节等腰直角三角形的直角边的边长从而对辐射体111的表面积进行调节，例如，增大等腰直角三角形的直角边的边长从而使得辐射体111的表面积减小，进而将辐射抑制零点的位置往通带的高频区移动，减小等腰直角三角形的直角边的边长从而使得辐射体111的表面积增大，进而将辐射抑制零点的位置往通带的低频区移动。
在上述任一实施例的基础上，巴伦地121的表面积可调。如此，通过调节巴伦地121的表面积，从而控制辐射抑制零点产生的频率，对辐射抑制零点在通带上的位置进行调节，进而能够根据使用需求灵活的改善边沿滚降和带外抑制，提高了通带边沿的频率选择性。其中，当减小巴伦地121的表面积时，能够将辐射抑制零点的位置往通带的高频区移动；当增长巴伦地121的表面积时，能够将辐射抑制零点的位置往通带的低频区移动。
巴伦地121的表面积的变化，可以通过改变巴伦地121的高度实现；也可以通过改变巴伦地121的宽度实现；还可以通过对巴伦地121进行相应的切除实现，只需满足能够对巴伦地121的表面积进行调节即可。对巴伦地121进行切除时，可以对巴伦地121的转角处进行切除，操作方便，从而可以改善右侧谐振的阻抗匹配，增大带宽。
如图2、图3、图5及图12所示，在一个实施例中，巴伦地121的高度为H，且30mm≤H≤40mm（H可以为30mm、31mm、33mm、36mm或40mm），通过调节巴伦地121的高度从而对巴伦地121的表面积进行调节，例如，延长巴伦地121的高度从而使得巴伦地121的表面积增大，进而将辐射抑制零点的位置往通带的低频区移动，缩短巴伦地121的高度从而使得巴伦地121的表面积减小，进而将辐射抑制零点的位置往通带的高频区移动。
如图2、图3及图13所示，在一个实施例中，巴伦地121的宽度为W2<\/sub>，且5mm≤W2<\/sub>≤15mm（W2<\/sub>可以为5mm、7.5mm、10mm、12.5mm或15mm），通过调节巴伦地121的宽度从而对巴伦地121的表面积进行调节，例如，增大巴伦地121的宽度从而使得巴伦地121的表面积增大，进而将辐射抑制零点的位置往通带的低频区移动，减小巴伦地121的宽度从而使得巴伦地121的表面积减小，进而将辐射抑制零点的位置往通带的高频区移动。
需要进行说明的是，开路枝节123的长度的调节、辐射体111的表面积的调节以及巴伦地121的表面积的调节，可以单独进行，也可以同时进行，其中，同时进行可以是三个同时进行，也可以是其中的两个同时进行，从而增强了调节的灵活性。
在一个实施例中，提供了一种宽带双极化滤波磁电偶极子天线，包括馈电网络130及上述任一实施例的辐射单元100，馈电线122的一端及巴伦地121的一端均与馈电网络130电性连接。
上述实施例的宽带双极化滤波磁电偶极子天线，使用时，馈电网络130将信号通过巴伦结构120传递至辐射结构110，从而能够将信号进行传输，实现无线通信。其中，在一个极化下，辐射单元100能够构成电偶极子，且辐射结构110的辐射结构110的辐射体111工作时形成电偶极子工作模式，巴伦结构120能够构成磁偶极子，且巴伦结构120的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地121工作时形成磁偶极子工作模式，利用电偶极子工作模式与磁偶极子工作模式结合时形成的磁电偶极子工作模式在辐射抵消效应的作用下，在通带的左侧引入了一个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性和带外抑制；同时，巴伦结构120的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地121也能在通带的右侧引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和提高带外抑制；另外，由于开路枝节123相当于一个第二半波谐振器，从而可以在通带的右侧也引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和带外抑制；而且，在改善滤波性能的同时也没有带来额外的加工成本，适用面广，并且未引入额外的插损，通过引入三个辐射抑制零点，抑制了通带两侧的带外辐射，且高频实现了3.3GHz~5GHz的带外抑制；宽带双极化滤波磁电偶极子天线还具有工作频带宽、高增益的特点，且在通带内方向图波瓣稳定，交叉极化低，不同极化端口的馈电结构几乎完全对称且隔离度较高。上述实施例的宽带双极化滤波磁电偶极子天线，通过在通带上引入三个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性，改善了通带边沿滚降，提高了带外抑制，也使得辐射单元之间相互耦合减弱，宽带双极化滤波磁电偶极子天线的性能良好。
需要进行说明的是，馈电网络130可以是现有的任意一种能够对辐射单元100进行馈电的结构。上述宽带双极化滤波磁电偶极子天线，通过巴伦结构120馈电方式激励辐射结构110，使得磁电偶极子天线自身产生良好的带通滤波效果。
在一个实施例中，辐射单元100至少为两个，至少两个辐射单元100呈阵列设置。如此，使得宽带双极化滤波磁电偶极子天线能够组成双频或多频天线阵列，能够减弱不同频段之间的互耦导致方向图畸变的问题。
在一个实施例中，宽带双极化滤波磁电偶极子天线的反射系数S11-频率和增益曲线-频率的仿真和测量如图14及图15所示，通带内阻抗匹配良好，阻抗带宽为1.65GHz~2.75GHz，回波损耗均在-15dB以下；工作频段内增益约为8.1dBi，通带两侧具有高滚降滤波特性，且实现了0GHz~1.25GHz超过30dB的滤波抑制和3.3GHz~5GHz超过16dB的滤波抑制。
在一个实施例中，宽带双极化滤波磁电偶极子天线的传输系数S21-频率的仿真和测量如图16所示，通带内两个端口的隔离较好，均在-25dB以下。
在一个实施例中，还提供了一种基站，包括上述任一实施例的宽带双极化滤波磁电偶极子天线。
上述实施例的基站，使用时，馈电网络130将信号通过巴伦结构120传递至辐射结构110，从而能够将信号进行传输，实现无线通信。其中，在一个极化下，辐射单元100的辐射结构110的辐射体111工作时形成电偶极子工作模式，巴伦结构120的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地121工作时形成磁偶极子工作模式，利用电偶极子工作模式与磁偶极子工作模式结合时形成的磁电偶极子工作模式在辐射抵消效应的作用下，在通带的左侧引入了一个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性和带外抑制；同时，巴伦结构120的一组巴伦组件的两个相对间隔设置的巴伦地121自身半波谐振，也能在通带的右侧引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和提高带外抑制；另外，由于开路枝节123半波谐振作用，从而可以在通带的右侧也引入一个辐射抑制零点，也能改善通带边沿滚降和带外抑制。上述实施例的基站，通过在通带上引入三个辐射抑制零点，从而提高了通带边沿的频率选择性，改善了通带边沿滚降，提高了带外抑制，从而减小对旁边不同频段的辐射单元100的互耦，宽带双极化滤波磁电偶极子天线的性能良好，基站的整体性能良好。
以上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约束。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。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910953161.5
申请日:2019-10-09
公开号:CN110444870A
公开日:2019-11-12
国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN110444870B
授权时间:20200103
主分类号:H01Q 1/36
专利分类号:H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q9/28;H01Q21/24;H01Q1/24;H01P5/10
范畴分类:38G;
申请人:华南理工大学
第一申请人:华南理工大学
申请人地址:510665 广东省广州市天河区五山路华南理工大学30号楼505
发明人:章秀银;杨圣杰;刘亦旸;曹云飞
第一发明人:章秀银
当前权利人:华南理工大学
代理人:卢璐
代理机构:44224
代理机构编号:广州华进联合专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计