本發(fā)明涉及移動(dòng)通信天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙極化輻射裝置、運(yùn)用了該雙極化輻射裝置的天線以及運(yùn)用了所述天線的基站。

背景技術(shù)：

隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)制式的增多，多種通信制式并存，共站共址的系統(tǒng)共體天線逐漸成為運(yùn)營(yíng)商建網(wǎng)的首要選擇，其優(yōu)化了資源配置，節(jié)省了站址和天饋資源，減小了物業(yè)協(xié)調(diào)難度，降低了投資成本。隨著第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的加速，各運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始尋求能夠向下兼容gsm800、gsm900、dcs1800、pcs、cdma1800、cdma2000等2g及3g制式，且能夠向上兼容lte700、lte2600等4g制式的超寬帶天線；同時(shí)，隨著建站空間的限制，小型化需求成為天線的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)基站天線的小型化、多系統(tǒng)、寬頻化需求日益加深。

然而，隨著頻帶的拓寬，天線尺寸也相應(yīng)增大，特別是天線高度的增大，因?yàn)閷掝l帶以及多頻設(shè)計(jì)往往容易導(dǎo)致天線整體的高度增大。一般而言，可通過(guò)減小天線輻射單元的高度以降低天線的整體高度，但天線設(shè)計(jì)原理要求輻射單元的有效輻射高度為工作頻段中心頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一才能達(dá)到最優(yōu)的輻射效率，因此設(shè)計(jì)寬頻帶的輻射單元時(shí)輻射單元的高度很難降低，導(dǎo)致天線的整體尺寸較大，不利于天線的小型化，導(dǎo)致安裝極為不便。

因此，設(shè)計(jì)一種體積較小且結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還具有較寬頻帶的輻射單元是一個(gè)必然趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種雙極化輻射裝置，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了低剖面、小截面設(shè)計(jì)，從而減小所述雙極化輻射裝置的整體尺寸。

本發(fā)明的另一目的是提供一種應(yīng)用了所述雙極化輻射裝置的天線，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了小型化設(shè)計(jì)，便于安裝。

本發(fā)明的再一目的是提供一種應(yīng)用了所述天線的基站。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種雙極化輻射裝置，其包括金屬反射板、絕緣介質(zhì)以及至少一個(gè)雙極化振子，所述絕緣介質(zhì)和雙極化振子位于所述金屬反射板同一側(cè)，所述雙極化振子包括多個(gè)輻射臂，所述絕緣介質(zhì)呈長(zhǎng)條狀，且所述絕緣介質(zhì)和輻射臂皆設(shè)于所述金屬反射板上方，所述絕緣介質(zhì)與所述金屬反射板之間的距離小于所述輻射臂與所述金屬反射板之間的距離。

進(jìn)一步地，所述雙極化振子包括第一輻射臂和第二輻射臂，所述絕緣介質(zhì)包括第一絕緣介質(zhì)和第二絕緣介質(zhì)，所述第一絕緣介質(zhì)和第二絕緣介質(zhì)沿所述金屬反射板縱向?qū)ΨQ地設(shè)于所述雙極化振子兩側(cè)。

更進(jìn)一步地，所述第一輻射臂和第二輻射臂皆呈長(zhǎng)條狀，所述第一輻射臂與所述第一絕緣介質(zhì)平行，所述第二輻射臂與所述第二絕緣介質(zhì)平行。

可選地，各絕緣介質(zhì)在所述金屬反射板上的正投影位于與該絕緣介質(zhì)平行的輻射臂在所述金屬反射板上的正投影覆蓋的區(qū)域之內(nèi)。

可選地，各絕緣介質(zhì)在所述金屬反射板上的正投影和與該絕緣介質(zhì)平行的輻射臂在所述金屬反射板上的正投影部分重疊。

可選地，各絕緣介質(zhì)在所述金屬反射板上的正投影和與該絕緣介質(zhì)平行的輻射臂在所述金屬反射板上的正投影無(wú)重疊部分。

進(jìn)一步地，所述雙極化振子為低頻輻射單元，所述金屬反射板上還設(shè)有若干高頻輻射單元。

優(yōu)選地，所述高頻輻射單元包括嵌套于所述雙極化振子內(nèi)的第一高頻輻射單元、設(shè)于相鄰兩雙極化振子之間的第二高頻輻射單元以及沿所述金屬反射板縱向設(shè)于所述雙極化振子兩側(cè)的多個(gè)第三高頻輻射單元，嵌套于所述雙極化振子內(nèi)的第一高頻輻射單元與設(shè)于相鄰兩雙極化振子之間的第二高頻輻射單元共軸且等間距設(shè)置，位于所述雙極化振子同側(cè)的多個(gè)第三高頻輻射單元共軸且等間距設(shè)置。

可選地，所述絕緣介質(zhì)的制作材料為玻璃鋼、pom、abs、ptfe或pvc。

可選地，所述絕緣介質(zhì)的橫截面呈圓形或任意多邊形。

對(duì)應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種天線，其包括上述任意一項(xiàng)技術(shù)方案所述的雙極化輻射裝置。

對(duì)應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種基站，該基站安裝有所述天線。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的雙極化輻射裝置中，通過(guò)將所述絕緣介質(zhì)設(shè)置在輻射臂下方或周圍，并使所述絕緣介質(zhì)與金屬反射板之間的距離小于所述輻射臂與金屬反射板之間的距離，可等效增加輻射臂的諧振長(zhǎng)度以及雙極化振子的巴倫高度，因而在能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)輻射效率的條件下，只需采用實(shí)際高度小于工作頻段中心頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一的雙極化振子，從而實(shí)現(xiàn)雙極化振子的低剖面設(shè)計(jì)，同時(shí)，由于等效增加了輻射臂的諧振長(zhǎng)度，因此可采用尺寸較小的輻射臂，從而實(shí)現(xiàn)雙極化振子的小截面設(shè)計(jì)。因此，通過(guò)上述設(shè)計(jì)，可在整體上減小所述雙極化振子的尺寸，實(shí)現(xiàn)所述雙極化輻射裝置的小型化。

在所述雙極化振子兩側(cè)設(shè)置對(duì)稱的絕緣介質(zhì)，可使得所述雙極化振子中的所有輻射臂的等效諧振長(zhǎng)度增加，且增加幅度一致；亦使得所述雙極化振子中所有巴倫的等效高度增加，增加幅度亦一致，從而從整體上增加所述雙極化振子的輻射臂諧振長(zhǎng)度以及巴倫高度。并且，將所述絕緣介質(zhì)設(shè)計(jì)成長(zhǎng)條狀，不論所述雙極化振子的形狀如何變化，都無(wú)需更換新的絕緣介質(zhì)；當(dāng)所述雙極化振子兩側(cè)的第一絕緣介質(zhì)和第二絕緣介質(zhì)分別設(shè)計(jì)成一整條且長(zhǎng)度與所述金屬反射板的長(zhǎng)度接近，并沿所述金屬反射板縱向設(shè)置時(shí)，增加或減少所述雙極化振子的數(shù)目，也都無(wú)需更換新的絕緣介質(zhì)；綜上，當(dāng)所述雙極化振子的形狀和/或數(shù)目發(fā)生改變時(shí)，所述絕緣介質(zhì)始終固定，無(wú)需更換，因此極大地簡(jiǎn)化了所述雙極化輻射裝置的制作工藝。

在本發(fā)明的雙極化輻射裝置中，所述雙極化振子作為低頻輻射單元，另外還可在所述雙極化振子內(nèi)嵌套第一高頻輻射單元，同時(shí)，在每相鄰兩個(gè)雙極化振子之間設(shè)置第二高頻輻射單元，以及在所述雙極化振子兩側(cè)沿所述金屬反射板縱向設(shè)置多個(gè)第三高頻輻射單元，由于將所述絕緣介質(zhì)設(shè)置在所述輻射臂下方或周圍，因此可減小所述雙極化振子對(duì)于嵌套在其內(nèi)的第一高頻輻射單元輻射性能的影響，也可減小位于所述雙極化振子不同側(cè)的兩個(gè)第三高頻輻射單元之間的間距，從而減小了所述金屬反射板的寬度，即進(jìn)一步減小了所述雙極化輻射裝置的尺寸。

本發(fā)明的天線采用了上述雙極化輻射裝置，由以上的分析可知，所述雙極化振子可實(shí)現(xiàn)小截面、低剖面設(shè)計(jì)，因此天線的尺寸也可相應(yīng)減小，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化，便于安裝，也便于維修和維護(hù)。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明的雙極化輻射裝置的一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中a部分的放大圖；

圖3為本發(fā)明的雙極化輻射裝置的另一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中b部分的放大圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，如果已知技術(shù)的詳細(xì)描述對(duì)于示出本發(fā)明的特征是不必要的，則將其省略。

圖1和圖2共同示出了本發(fā)明的雙極化輻射裝置100的一種實(shí)施例。所述雙極化輻射裝置100包括金屬反射板10、雙極化振子20以及絕緣介質(zhì)30，所述雙極化振子20和絕緣介質(zhì)30皆設(shè)于所述金屬反射板的同一側(cè)。所述雙極化振子20的數(shù)目至少為1個(gè)，各雙極化振子20的結(jié)構(gòu)完全相同，每個(gè)雙極化振子20包括多個(gè)等高設(shè)置的輻射臂。所述雙極化振子20設(shè)于所述金屬反射板10上，其輻射臂處于所述金屬反射板10的上方，以所述金屬反射板10上設(shè)置所述雙極化振子20的一面為參考面，所述雙極化振子20上的輻射臂離該參考面有一定的距離以形成一定的高度，所述絕緣介質(zhì)30呈長(zhǎng)條狀，所述絕緣介質(zhì)30通過(guò)支撐件40而設(shè)于所述金屬反射板10上方以使得所述絕緣介質(zhì)30相對(duì)該參考面而具有一定的高度，并且，所述輻射臂的高度大于所述絕緣介質(zhì)30的高度，同時(shí)保證所述輻射臂與絕緣介質(zhì)30保持非連接狀態(tài)。所述絕緣介質(zhì)30可沿所述金屬反射板10縱向設(shè)置，也可沿所述金屬反射板10橫向設(shè)置，或者兩種方案的結(jié)合。

由于電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速率不同，介質(zhì)的介電常數(shù)越高，電磁波在該介質(zhì)中的傳播速率越低，因此在同樣的物理尺寸下，絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)較高，對(duì)應(yīng)的電磁波傳輸電長(zhǎng)度較大。在上述設(shè)計(jì)中，由于所述絕緣介質(zhì)30的高度小于所述輻射臂的高度，因此可增加所述輻射臂的電長(zhǎng)度以及所述輻射臂與所述金屬反射板10之間的電長(zhǎng)度，即等效增加所述輻射臂的諧振長(zhǎng)度以及所述雙極化振子20的巴倫高度?；诖?，在滿足所述雙極化振子20的高度為工作頻段中心頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)輻射效率的條件下，可選取尺寸較小的雙極化振子20，即該雙極化振子20具有較小尺寸的巴倫以及輻射臂，從而實(shí)現(xiàn)所述雙極化振子20的小截面、低剖面設(shè)計(jì)，繼而在整體上減小所述雙極化輻射裝置100的尺寸，實(shí)現(xiàn)其小型化。

具體地，考慮到對(duì)稱性，所述雙極化振子20包括第一輻射臂201和第二輻射臂202，對(duì)應(yīng)地，所述絕緣介質(zhì)30包括第一絕緣介質(zhì)301和第二絕緣介質(zhì)302。以所述金屬反射板10的縱向中心軸為參考軸，所述雙極化振子20的中心在所述金屬反射板10上的投影在所述參考軸上，所述第一輻射臂201與所述第一絕緣介質(zhì)301位于所述參考軸的同一側(cè)，而所述第二輻射臂202和第二絕緣介質(zhì)302則位于所述參考軸的另一側(cè)。

優(yōu)選地，所述第一輻射臂201、第二輻射臂202、第一絕緣介質(zhì)301和第二絕緣介質(zhì)302皆呈長(zhǎng)條狀。并且，所述第一絕緣介質(zhì)301與所述第一輻射臂201平行，所述第二絕緣介質(zhì)302與所述第二輻射臂202平行。所述第一絕緣介質(zhì)301既可以是完整的一件，以配合所有的雙極化振子20，也可以是分離的多件，且每件對(duì)應(yīng)配合一個(gè)雙極化振子20，所述第二絕緣介質(zhì)302同理。需要說(shuō)明的是，對(duì)絕緣介質(zhì)而言，上文提及的“長(zhǎng)條狀”以及此處說(shuō)的“長(zhǎng)條狀”，并非從嚴(yán)格意義上限定所述絕緣介質(zhì)的形狀是完全筆直的，而是允許有小部分的彎曲，且彎曲長(zhǎng)度不大，只要不影響其發(fā)揮的作用即可。

通過(guò)在所述雙極化振子20兩側(cè)設(shè)置對(duì)稱的第一絕緣介質(zhì)301和第二絕緣介質(zhì)302，可使得所述雙極化振子20中的所有輻射臂的等效諧振長(zhǎng)度增加，且增加幅度一致；亦使得所述雙極化振子20中所有巴倫的等效高度增加，增加幅度亦一致，從而從整體上增加所述雙極化振子20的輻射臂諧振長(zhǎng)度以及巴倫高度。并且，當(dāng)所述雙極化振子20兩側(cè)的第一絕緣介質(zhì)301和第二絕緣介質(zhì)302分別設(shè)計(jì)成一整條且長(zhǎng)度與所述金屬反射板10的長(zhǎng)度接近，并沿所述金屬反射板10縱向設(shè)置時(shí)，不論所述雙極化振子20的形狀如何變化，都無(wú)需更換新的絕緣介質(zhì)，且增加或減少所述雙極化振子20的數(shù)目，也無(wú)需更換新的絕緣介質(zhì)，綜上，當(dāng)所述雙極化振子20的形狀和/或數(shù)目發(fā)生改變時(shí)，所述第一絕緣介質(zhì)301和第二絕緣介質(zhì)302始終固定，無(wú)需更換，因此極大地簡(jiǎn)化了所述雙極化輻射裝置100的制作工藝。

當(dāng)然，所述輻射臂和絕緣介質(zhì)30也可以具有其他形狀，如圓環(huán)狀，只要能夠?qū)崿F(xiàn)等效增加所述輻射臂的諧振長(zhǎng)度和所述雙極化振子20的巴倫高度的效果即可。

具體地，關(guān)于所述絕緣介質(zhì)30與所述輻射臂的相對(duì)位置，有三種方案可以選擇。由于所述第一絕緣介質(zhì)301和第二絕緣介質(zhì)302關(guān)于所述雙極化振子20對(duì)稱設(shè)置，因此為便于理解，下面選取所述第一絕緣介質(zhì)301和所述第一輻射臂201的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。

第一種方案中，所述第一絕緣介質(zhì)301在所述金屬反射板10上的正投影位于所述第一輻射臂201在所述金屬反射板10上的正投影覆蓋的區(qū)域之內(nèi)。

第二種方案中，所述第一絕緣介質(zhì)301在所述金屬反射板10上的正投影與所述第一輻射臂201在所述金屬反射板10上的正投影部分重疊。

第三種方案中，所述第一絕緣介質(zhì)301在所述金屬反射板10上的正投影與所述第一輻射臂201在所述金屬反射板10上的正投影錯(cuò)開(kāi)，即不存在重疊部分。

以上三種方案均可實(shí)現(xiàn)等效增加所述第一輻射臂201的諧振長(zhǎng)度以及所述雙極化振子20的巴倫高度，對(duì)于所述第二絕緣介質(zhì)302和所述第二輻射臂202亦同理。

請(qǐng)參閱圖3和圖4，其示出了本發(fā)明的雙極化輻射裝置100的另一種實(shí)施例。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，還可以以所述雙極化振子20為低頻輻射單元，并在所述金屬反射板10上設(shè)置高頻輻射單元，下面具體描述所述高頻輻射單元與所述雙極化振子20的位置關(guān)系。為了方便描述，可結(jié)合圖4，默認(rèn)所述雙極化振子20的數(shù)目為5個(gè)。

在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，各雙極化振子20共軸且等間距設(shè)置，每個(gè)雙極化振子20內(nèi)皆嵌套有第一高頻輻射單元50，相鄰兩個(gè)雙極化振子20間設(shè)有第二高頻輻射單元60，且所述第二高頻輻射單元60與所述第一高頻輻射單元50共軸。并且，以所述金屬反射板10的中心軸為參考軸，在所述雙極化振子20的兩側(cè)沿所述金屬反射板10的縱向還分別設(shè)有多個(gè)第三高頻輻射單元70，以所述參考軸的某一側(cè)為例，位于該側(cè)的多個(gè)第三高頻輻射單元70共軸且等間距設(shè)置。所述第一高頻輻射單元50、第二高頻輻射單元60和第三高頻輻射單元70的結(jié)構(gòu)、功能等既可以相同，也可以不同，既可以工作于同一頻段，也可工作于不同的頻段，具體根據(jù)實(shí)際需要確定。

通過(guò)在所述金屬反射板10上設(shè)置高頻輻射單元，可使得所述雙極化輻射裝置100能夠工作于低頻和高頻等不同頻段。根據(jù)前文描述可知，由于將所述絕緣介質(zhì)30設(shè)置在所述輻射臂兩側(cè)或周圍，可增加所述輻射臂的電長(zhǎng)度，從而可實(shí)現(xiàn)所述雙極化振子20的小型化設(shè)計(jì)，因此可減小所述雙極化振子20對(duì)于嵌套在其內(nèi)的第一高頻輻射單元50以及相鄰兩個(gè)雙極化振子20之間的第二高頻輻射單元60的輻射性能的影響，也可減小位于所述雙極化振子20不同側(cè)的兩個(gè)第三高頻輻射單元70之間的間距，從而減小了所述金屬反射板10的寬度，即進(jìn)一步減小了所述雙極化輻射裝置100的尺寸。

當(dāng)然，關(guān)于所述高頻輻射單元的設(shè)置還有其他多種方式。具體地：

一種實(shí)施例中，所述高頻輻射單元只包含所述第一高頻輻射單元50。所述第一高頻輻射單元50嵌套于所述雙極化振子20內(nèi)。

一種實(shí)施例中，所述高頻輻射單元包括所述第一高頻輻射單元50和第二高頻輻射單元60。每個(gè)雙極化振子20內(nèi)嵌套有所述第一高頻輻射單元50，且相鄰兩個(gè)雙極化振子20之間設(shè)有所述第二高頻輻射單元60。所述第一高頻輻射單元50與第二高頻輻射單元共軸且等間距設(shè)置。

一種實(shí)施例中，所述高頻輻射單元包括所述第一高頻輻射單元50和第三高頻輻射單元70。每個(gè)雙極化振子20內(nèi)皆嵌套有所述第一高頻輻射單元50，所述雙極化振子20兩側(cè)沿所述金屬反射板10縱向分別設(shè)有多個(gè)所述第三高頻輻射單元70，位于所述雙極化振子20同側(cè)的多個(gè)第三高頻輻射單元70共軸且等間距設(shè)置。

一種實(shí)施例中，所述高頻輻射單元只包含所述第二高頻輻射單元60。每相鄰兩個(gè)雙極化振子20之間皆設(shè)有所述第二高頻輻射單元60。

一種實(shí)施例中，所述高頻輻射單元包括所述第二高頻輻射單元60和第三高頻輻射單元70。每相鄰兩個(gè)雙極化振子20之間皆設(shè)有所述第二高頻輻射單元60，且所述雙極化振子20兩側(cè)沿所述金屬反射板10縱向分別設(shè)有多個(gè)所述第三高頻輻射單元70，位于所述雙極化振子20同側(cè)的多個(gè)第三高頻輻射單元70共軸且等間距設(shè)置。

一種實(shí)施例中，所述高頻輻射單元只包含所述第三高頻輻射單元70。所述雙極化振子20兩側(cè)沿所述金屬反射板10縱向分別設(shè)有多個(gè)所述第三高頻輻射單元70，位于所述雙極化振子20同側(cè)的多個(gè)第三高頻輻射單元70共軸且等間距設(shè)置。

在上述兩個(gè)實(shí)施例中，所述絕緣介質(zhì)30可以選擇多種不同的材料制作，包括但不限于玻璃鋼、pom(polyformaldehyde，聚甲醛)、abs(acrylonitrilebutadienestyreneplastic，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)、ptfe(polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)和pvc(polyvinylchloride，聚氯乙烯)，這些材料具有高強(qiáng)度、高剛度、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)。

所述絕緣介質(zhì)30的橫截面的形狀非固定，既可以呈圓形，也可以呈任意多邊形。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種天線，該天線運(yùn)用了所述雙極化輻射裝置100，由于在所述輻射臂的下方或周圍設(shè)置所述絕緣介質(zhì)30可實(shí)現(xiàn)所述雙極化輻射裝置100的小截面、低剖面設(shè)計(jì)，因此所述天線的整體尺寸也相應(yīng)減小，從而實(shí)現(xiàn)所述天線的小型化設(shè)計(jì)，便于其安裝、維護(hù)和維修。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種基站，該基站應(yīng)用了所述天線，同理，該基站也具有所述天線所具有的優(yōu)點(diǎn)，故不贅述。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。