一种四通道天线
阅读说明：本技术 一种四通道天线 (Four-channel antenna ) 是由 尚春辉 钱伟雄 朱强 黄世雄 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种四通道天线,包括反射板和4个天线单元,各天线单元均包括2个振子臂,各天线单元上的2个振子臂相互远离的那一端均为自由端；4个天线单元均安装在反射板上,且4个天线单元围合成一矩形包围圈,该矩形包围圈的角位由邻接的2个天线单元的2个振子臂的自由端对接而成；其特点在于各天线单元的2个振子臂上各自套装固定有隔离管,所述隔离管为一端封闭、另一端开口的筒体状结构；各天线单元上的2个隔离管的封闭端相互靠近,且各天线单元的振子臂上的隔离管在封闭端处与振子臂导通；邻接的2个天线单元之间,对接形成角位的那2个振子臂的自由端导通。本发明具有结构简单、设计合理、体积小及相邻的通道之间隔离度高等特点。(The invention relates to a four-channel antenna, which comprises a reflecting plate and 4 antenna units, wherein each antenna unit comprises 2 oscillator arms, and the ends, far away from each other, of the 2 oscillator arms on each antenna unit are free ends; the 4 antenna units are all arranged on the reflecting plate, the 4 antenna units are enclosed to form a rectangular enclosure, and the angular position of the rectangular enclosure is formed by butt joint of free ends of 2 oscillator arms of the adjacent 2 antenna units; the antenna is characterized in that 2 vibrator arms of each antenna unit are respectively sleeved and fixed with an isolation pipe, and the isolation pipe is of a cylindrical structure with one end closed and the other end opened; the closed ends of the 2 isolation tubes on each antenna unit are close to each other, and the isolation tubes on the oscillator arms of each antenna unit are communicated with the oscillator arms at the closed ends; between the adjacent 2 antenna units, the free ends of the 2 oscillator arms which are butted to form the angle position are conducted. The invention has the characteristics of simple structure, reasonable design, small volume, high isolation between adjacent channels and the like.)
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是一种四通道天线。
背景技术
随着移动通信的发展，MIMO技术对天线的通道数要求越来越多，在使用过程中至少要求4TR才能满足使用需要。现有的天线如果想要实现4TR(四通道)，常用的方法是采用两个(或者两组)双极化振子来实现，即每个振子提供2TR，两个振子就是4TR，这种简单地将2个双极化振子组合来构成的4TR辐射单元尺寸较大，占地大。另外，本申请人也申请过专利号为202010633395.4、名称为“一种移动通信用4TR辐射单元”的技术方案，这种结构中相邻的2个对称振子的振子臂是十字交叉导通的，这导致了每个通道与其相邻的两个通道之间存在隔离度差的问题，相邻的2个通道在使用时容易出现耦合电流干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四通道天线，该四通道天线具有结构简单、设计合理、体积小及相邻的通道之间隔离度高等优点。
本发明的技术方案是这样实现的：一种四通道天线，包括反射板和4个天线单元，各天线单元均包括2个振子臂，各天线单元上的2个振子臂的其中一端相互靠近，各天线单元上的2个振子臂相互远离的那一端均为自由端；4个天线单元均安装在反射板上，且4个天线单元围合成一矩形包围圈，该矩形包围圈的角位由邻接的2个天线单元的2个振子臂的自由端对接而成；其特点在于各天线单元的2个振子臂上各自套装固定有隔离管，所述隔离管为一端封闭、另一端开口的筒体状结构；各天线单元上的2个隔离管的封闭端相互靠近，且各天线单元的振子臂上的隔离管在封闭端处与振子臂导通；邻接的2个天线单元之间，对接形成角位的那2个振子臂的自由端导通。
进一步地，各天线单元均是半波偶极子天线单元。
进一步地，各天线单元上的隔离管的封闭端端面中心至开口端端面中心的间距为D1，D1为0.25*λ，λ是天线单元的工作波长。
进一步地，各天线单元的振子臂的自由端端面中心至安装在其上面的隔离管的开口端端面中心之间的间距为D2，D2在1/20*λ～1/8*λ的范围内。
进一步地，各天线单元上的隔离管的开口端端面为一倾斜切面，该倾斜切面与隔离管的轴线形成的夹角为γ，夹角γ在30°～60°的范围内。
本发明的有益效果：本发明通过在4个天线单元的振子臂上都套装有隔离管，使各天线单元的振子臂与隔离管连接构成一套筒结构组合，并且结合了邻接的2个天线单元之间，对接形成角位的那2个振子臂的自由端导通的设计，本发明经仿真测试后4个天线单元均获得较高隔离度，有效抑制工作通道的振子臂的电流流向相邻通道的振子臂，从而改善了每个通道与两个相邻的通道之间隔离度，使本发明具有结构简单、设计合理、体积小及相邻的通道之间隔离度高等优点。
附图说明
图1为实施例1的立体结构示意图。
图2为实施例1的天线单元的主视结构示意图。
图3为实施例1的天线单元的俯视结构示意图。
图4为现有4个天线单元简单拼凑成的四通道天线在仿真时相邻的2个天线单元的隔离度测试图。
图5为实施例1在仿真时相邻的2个天线单元的隔离度测试图。
图6为实施例2的结构示意图。
图7为实施例4的引波器的结构示意图。
图8为实施例5的天线单元的结构示意图。
附图标记说明：1-反射板；2-天线单元；21-振子臂；22-自由端；23-PCB板；24-第一馈电部；25-第二馈电部；3-隔离管；31-封闭端；32-开口端；4-金属侧板。
51-引波器；52-反射板；53-天线单元；
6-架空式引波器；61-介质柱；62-竖杆部；63-绝缘杆；
7-天线单元；71-振子臂。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2所示，本实施例是一种四通道天线，包括反射板1和4个天线单元2，各天线单元2均包括2个振子臂21，各天线单元2上的2个振子臂21的其中一端相互靠近，各天线单元2上的2个振子臂21相互远离的那一端均为自由端22；4个天线单元2均安装在反射板1上，且4个天线单元2围合成一矩形包围圈，该矩形包围圈的角位由邻接的2个天线单元2的2个振子臂21的自由端22对接而成；各天线单元2的2个振子臂21上各自套装固定有隔离管3，所述隔离管3为一端封闭、另一端开口的筒体状结构；各天线单元2上的2个隔离管3的封闭端31相互靠近，且各天线单元2的振子臂21上的隔离管3在封闭端31处与振子臂21导通；邻接的2个天线单元2之间，对接形成角位的那2个振子臂21的自由端22导通，对接形成角位的那2个振子臂21的自由端22之间是通过焊接而导通的，这样还使4个天线单元2之间的连接结构更加牢固。在仿真测试中，将现有4个天线单元简单拼凑成的四通道天线在仿真时相邻的2个天线单元的隔离度测试图如图4所示，而本四通道天线在仿真时相邻的2个天线单元的隔离度测试图如图5所示，通过对比图4与图5得知，本四通道天线这样的设计经仿真测试后4个天线单元2与简单地将4个天线单元拼凑而成的四通道天线相比获得较高隔离度，有效抑制工作通道的振子臂21的电流流向相邻通道的振子臂21，从而改善了每个通道与两个相邻的通道之间隔离度，使本四通道天线具有结构简单、设计合理、体积小及相邻的通道之间隔离度高等优点。
为了使天线单元2的结构更加合理，如图1、图2所示，各天线单元2均是半波偶极子天线单元，各天线单元2均包括PCB板23，在PCB板23的一面上通过覆铜或贴金属贴片的方式形成2个振子臂21，天线单元2上的2个振子臂21相互靠近的那一端各自还连接有与反射板1导通的第一馈电部24，在PCB板23的另一面形成有与各振子臂21的第一馈电部24配合馈电的第二馈电部25，使用时传输信号给天线单元2的馈线的内导体与第二馈电部25导通，传输信号给天线单元2的馈线的外导体连接在其2个振子臂21的第一馈电部24之间的反射板1上。如图3所示，各天线单元2上的隔离管3的封闭端31端面中心至开口端32端面中心的间距为D1，D1为0.25*λ，λ是天线单元2的工作波长，本实施例的工作波长λ为60mm。
为了使天线单元2的结构更加合理，如图3所示，各天线单元2的振子臂21的自由端22端面中心至安装在其上面的隔离管3的开口端32端面中心之间的间距为D2，D2在1/20*λ～1/8*λ的范围内，本实施例中的D2具体为1/14*λ。
为了使相邻的2个天线单元2之间的隔离管3在不导通的前提下，相邻的2个天线单元2之间的间距可以更加靠近，进一步缩小本四通道天线的体积，如图1、图2、图3所示，各天线单元2上的隔离管3的开口端32端面为一倾斜切面，该倾斜切面与隔离管3的轴线形成的夹角为γ，夹角γ在30°～60°的范围内，本实施例中的夹角γ为45°。
为了确保本四通道天线的4个天线单元2在使用时的方向图可以保持一致，使本四通道天线的使用效果更好，如图1所示，所述反射板1的四周边均设有金属侧板4，反射板1与4个金属侧板4构成一上开口的金属盒体，4个天线单元2均处于金属盒体内。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例并没有形成金属盒体。如图6所示，本实施例还包括引波器51，所述引波器51是金属制成的直线型棒体，该引波器51的底端固定在反射板52的相位中心上，反射板52的相位中心是4个天线单元53围合形成的包围圈的中心。通过设有引波器51的设计可以降低呈相对设置的2个天线单元53之间的耦合，可以提升15dB左右的隔离度，这样使得相对设置的2个天线单元53可以放得很近，相对设置的2个天线单元53之间的间距可以缩小35％左右，实现了天线的小型化，同时也不会引起方向图的畸变，具有非常高的实际工程价值。
实施例3
本实施例与实施例2的不同之处在于：引波器结构的不同。本实施例中的所述引波器是金属制成的螺旋状棒体，该引波器的底端固定在反射板的相位中心上(本实施例在附图中没有示出)。通过将引波器做成为螺旋状棒体的结构，使本实施例相对于实施例2的方案呈相对的2个天线单元之间的隔离度更高，以至于可以将呈相对设置的2个天线单元放得更加接近，使本实施例的四通道天线体积更小。
实施例4
本实施例与实施例2的不同之处在于：引波器结构的不同。如图7所示，本实施例中的所述引波器为架空式引波器6，该架空式引波器6包括2条呈十字交错连接在一起的介质柱61，各介质柱61的两端分别形成有向下弯折的竖杆部62，架空式引波器6处于4个天线单元围合形成的包围圈内，且架空式引波器6通过2根绝缘杆63安装于反射板的反射面上。在使用时，其中一介质柱61的两端指向其中2个相对设置的天线单元，另一介质柱61的两端指向另外2个相对设置的天线单元。本实施例的引波器是架空式引波器6，实施例2、实施例3中的引波器均是接地式引波器，本实施例中的引波器作用与实施例2或实施例3中的引波器作用是一样的，只是满足不同应用场景需要而作出的设计。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于：如图8所示，各天线单元7的2个振子臂71的轴线处于同一竖向面上，且天线单元7的2个振子臂71的轴线形成有夹角α，夹角α在10°～170°的范围内，本实施例中的夹角α具体是160°。本实施例中的天线单元7的振子臂71与反射板的反射面呈倾斜状设置的设计，使4个天线单元7更加靠近相位中心，进一步缩小了本四通道天线的整体体积。
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