CN103066381B - 天线 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信设备技术领域，公开了一种天线，包括振子和馈电板，所述振子连接于所述馈电板上，所述馈电板包括底板和凸设于所述底板两侧的侧板，所述振子的下端连接于所述底板上且位于二个侧板之间；所述底板和侧板包括介质体、线路层和地平面反射层，所述线路层和地平面反射层分别附着于所述介质体的两面。本发明提供的一种天线，其通过使线路层和地平面反射层分别附着于所述介质体的两面，一方面增加了馈电板的可用布线面积，以便在馈电板上进行复杂的布线，另一方面可以降低成本。

Description

天线

技术领域

本发明属于通信设备技术领域，尤其涉及一种天线。

背景技术

目前，应用于通信基站中的天线，其包括振子、反射板和馈电板，反射板通常为一金属板，其中部向下凹陷，馈电板设置于反射板中部凹陷处的正面或背面。若馈电板设置于凹陷处的正面，振子的下端的馈针将直接焊接于馈电板上；若馈电板设置于凹陷处的背面，振子下端的馈针则穿过反射板、馈电板并焊接于馈电板上。由于馈电板不能和金属制成的反射板接触，以规避PIM(Passive Inter Modulation，无源互调效应)的问题，需在馈电板与反射板之间设置一由绿油或双面胶构成的薄层介质绝缘层，并通过电容效应等效于射频接地，从剖面上看，层间结构复杂。

现有技术中的天线，其为简化移相器及为减小馈电板上的电缆连接，则需增加馈电板的复杂性，功能强大的天线的馈电网络复杂，而且馈电板的空间尺寸有限，很难在馈电板上进行布局和布线，现有技术中馈电板布线难的问题严重制约了天线的发展。

发明内容

本发明实施例的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种天线，其可增大馈电板的布线面积，可以方便地在馈电板上布置复杂的线路图形。

本发明实施例的技术方案是：一种天线，包括振子和馈电板，所述振子连接于所述馈电板上，所述馈电板包括底板和凸设于所述底板两侧的侧板，所述振子的下端连接于所述底板上且位于二个侧板之间；所述底板和侧板包括介质体、线路层和地平面反射层，所述线路层和地平面反射层分别附着于所述介质体的两面。

本发明实施例提供的一种天线，其通过使线路层和地平面反射层分别附着于所述介质体的两面，一方面增加了馈电板的可用布线面积，以便在馈电板上进行复杂的布线，另一方面可以降低成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种地平面反射层设置于与振子相向一面的天线的平面示意图；

图2是本发明实施例提供的一种线路层设置于与振子相向一面的天线的平面示意图；

图3是本发明实施例提供的一种包含多层结构的天线的平面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供的一种天线，可应用于通信基站等场合。上述天线包括振子100和馈电板200，所述振子100连接于所述馈电板200上，振子100用于将TRX(Transceiver，收发信机)输出的射频信号转化为电磁波并辐射到空中；或用于将电磁波信号转化为射频信号并送入TRX接收通道。馈电板200用于实现将发射信号分路及将接收信号合路等功能。振子100可实现射频信号与电磁波信号的双向转换功能，将功分器输出的大功率射频信号转换为电磁波发射信号，也将空中微弱的电磁波接收信号转化为接收射频信号，送到馈电板200进行合路。所述馈电板200包括底板210和凸设于所述底板210两侧的侧板220，所述振子100的下端连接于所述底板210上且位于二个侧板220之间，以达到较好的接收效果。所述底板210和侧板220包括介质体202、线路层203和地平面反射层201，介质体202、线路层203和地平面反射层201层叠设置，介质体202为绝缘体，所述线路层203和地平面反射层201分别附着于所述介质体202的两面，线路层203上布置有线路图形，形成馈电网络；地平面反射层201与线路层203之间由绝缘的介质体202隔开。本发明实施例提供的天线，其在制造、装配、使用过程中无需设置由无绿油或双面胶构成的薄层介质绝缘层。而且，通过这样的设计，线路层203可从底板210延伸布置于侧板220上，馈电板200用于布线的面积大大增加，可以方便地在馈电板200上布置复杂的线路图形，参考图3所示，还可以在馈电板200上的线路层203焊接相关的电器元件及安装移相器310，移相器310可设于馈电板200的上端面上或下端面上。在保证产品尺寸、体积、重量的情况下，增强了天线的功能，利于天线的开发、发展。而且还减少了零件数量、降低金属材料的用量，提高了集成底，降低了成本。

具体地，如图1和图2所示，馈电板200相对振子100形成半合围形状，以将尽可能多的信号反射至振子100上，并控制波束宽度，以提高天线的性能。具体应用中，馈电板200的横断面可呈“U”字形或弧形或“V字形”或其它合适的形状，均属于本发明的保护范围。

具体应用中，如图1所示，作为本发明的一实施例，可以设置多个馈电板200形成天线阵列，每个馈电板200上设置有一个或多个振子100，以提高天线的性能。由于单个振子100增益较低，容易受到周围空间信号的干扰，通过将振子100构成阵列并使各振子100同步工作，可以提高天线的定向性增益。

具体地，如图1所示，作为本发明的一实施例，所述地平面反射层201为一金属层，其厚度可设置较薄，可整体成型于介质体202上，生产工艺简单且节省金属材料，本实施例中，地平面反射层201为铜箔层。另外地，地平面反射层201也可以为复合材料涂层等可反射信号的材料层。地平面反射层201为完整的地平面反射层201。所谓完整的地平面反射层201，是指该地平面反射层201上没有很大的缺口，其上即使有缺口，缺口的尺寸也小于天线工作频段的波长量级；例如，频段为2GHz信号，其波长为150mm，工作频段为2GHz的天线，其地平面反射层201上的缺口长和宽尺寸小于四分之一波长37mm即可视为是完整的，对天线的性能没有影响。在天线指标要求很高的场合，反射层上的缺口长和宽均小于二十分之一波长，2GHz频段对应7.5mm。

具体地，如图1所示，作为本发明的一实施例，所述介质体202设置有至少一层，所述地平面反射层201设置于所述介质体202与振子100相向的一面上，反射效果好。所述线路层203设置于所述介质体202的另一面，所述振子100下端穿设于地平面反射层201和介质体202并焊接于所述线路层203上，结构可靠性高。本实施例中，振子100下端设置有馈针，馈针穿设于地平面反射层201和介质体202并焊接于所述线路层203上。

或者，如图2所示，作为本发明的一实施例，所述介质体202设置有至少一层，所述线路层203设置于所述介质体202与振子100相向的一面上，所述地平面反射层201设置于所述介质体202的另一面，所述振子100下端焊接于所述线路层203上，均属于本发明的保护范围。

具体地，如图3所示，作为本发明的一实施例，所述介质体202和线路层203均设置有至少二层，所述介质体202和线路层203交替层叠设置，所述介质体202上设置有用于连接不同线路层203的导体，以将不同层的线路层203连接起来，实现信号换层。具体应用中，作为一具体实施例，可在介质体202上开设内壁设置有导电体的过孔204，内壁设置有导电体的过孔204形成了用于连接不同线路层203的导体，本实施例中导电体为金属化孔壁。

更具体地，如图3所示，作为本发明的一实施例，二层线路层203、203’之间设置有至少一地平面反射层201’，所述地平面反射层201’与线路层203、203’之间分别由介质体202’和202”隔开。位于相近的二层线路层203、203’之间的地平面反射层201’，其可起一个隔离屏蔽的作用，防止不同线路层203、203’之间互相干扰，产品性能优异，可靠性高。本实施例中，如图3所示，从与振子100相向的一面开始，依次为用于反射天线信号的地平面反射层201、介质层202、线路层203、介质层202’、起隔离屏蔽作用的地平面反射层201’、介质层202”、线路层203’，移相器设置于最下方的线路层203’上。

另外地，也可根据实际情况合理设定介质层202、线路层203和地平面反射层201的数量与排列次序，只要线路层203与地平面反射层201之间、线路层203与线路层203’之间由介质层202、202’隔开便可。

进一步地，如图3所示，作为本发明的一实施例，所述馈电板200的表面上设置有移相器310，所述移相器310可以由微带线结构或带状线结构和滑动的导体构成或由介质块构成，以改变微带线结构或带状线结构周围的等效介电常数，从而改变相位。移相器310可装在馈电板200上面或下面。移相器310可由设置于馈电板200下方的电机驱动模块进行驱动，以实现远端控制振子100的下倾角，形成RET(Remote control Electric Tilt，远端控制电下倾)天线。移相器310还可以为可动介质片，其可采用金属等合适材料制成。

具体地，如图3所示，作为本发明的一实施例，所述线路层203’上还连接有分立器件320，分立器件320可为电容、电阻等电子元器件。

优选地，所述馈电板200由PCB板一体热压成型或由金属化塑料进行选择性蚀刻工艺成型，制作、装配过程简单。

具体地，如图3所示，作为本发明的一实施例，所述线路层203、203’、介质体202、202’、202”和地平面反射层201’形成适于传输射频信号的微带线结构或带状线结构，微带线结构或带状线结构非常适合传输射频信号。所述微带线结构和带状线结构上形成有矢量合成的电桥、微带滤波器、功分合路器等用于构成复杂的馈电网络的基本微波器件。本实施例中，通过在由线路层203、203’、介质体202、202’、202”和地平面反射层201构件的微带线结构或带状线结构上进行合适的布局，可形成矢量合成的电桥、微带滤波器、功分合路器等基本微波器件。另外地，也可以线路层203’上直接焊接或贴装电桥、微带滤波器、功分合路器等相关的器件，均属于本发明的保护范围。

当馈电网络非常复杂时，可采用多层结构的馈电板200，地平面反射层201设置有至少一层，用做反射板。如图3所示，从靠近振子100一面开始数，馈电板200的第一层是地平面反射层201，第二层是位于上层的介质体202，第三层是线路层203，第四层是位于中部的介质体202’，第五层是另一地平面反射层201’，第五层是位于下层的介质体202”，第六层是另一线路层203’。第三层的线路层203位于二地平面反射层201之间，其可形成理想的带状线结构，通过合适的布置、布线可以构成微波器件图形。第六层的线路层203’是理想的微带线结构，且位于馈电板200的下端，可将移相器310设置于该线路层203’下方，并将分立器件320焊接于该线路层203’上。馈电板200上设置有用于连接第三层的线路层203和第六层的线路层203’的过孔204。

由于馈电板200的面积增大，故可以将共振子100合路器集成在馈电板200上。现有技术中的天线，由于布线面积的限制，共振子合路器无法集成于馈电板200上。共振子合路器可以由微带线图形构成的滤波器组成，通过设置共振子合路器，可以独立改变相关天线的下倾角，而各频段的天线互不影响。用于布置天线的铁塔、馈线、天线等都是资源，希望尽可能共享重用。例如铁塔承重有限、屋顶空间有限、居民出于健康意识，对天线数量很敏感，所以天线安装的数量需尽可能地少，而共享重用天线是节省建设成本和运营成本的有效手段之一。但现有技术中，重用天线时会出现矛盾，例如多频段共用一根RET(远端控制电下倾)天线，当改变天线的下倾角时，所有频段的下倾角将步调一致地改变，所有频段的天线受到影响。本发明所提供的天线，其可以在馈电板200上集成共振子合路器，以单独调整某一天线的下倾角，其它频段的天线不受影响，以达到共享重用天线的目的，从而减少天线的安装数量，降低了天线的建设成本和运营成本。

而且，为了使移相器310简化，则需增加馈电板200的复杂性，本发明提供的天线中的馈电板200可以很好地解决该技术问题。例如馈电板200电路由矢量运算模块(例如电桥)构成，或者馈电电路含有校准耦合器电路或二级分布式移相器310电路，其馈电板200电路拓朴结构十分复杂，如果馈电板200的空间不足，将难以完成布线。通过本发明提供的天线，其馈电板200与反射板集成，大大增加了馈电板200的面积，可以很好地解决上述复杂电路的布局布线问题。

本发明实施例所提供的一种天线，其通过使线路层203和地平面反射层201分别附着于所述介质体202的两面，一方面增加了馈电板200的可用布线面积，在馈电板200上进行复杂的布线，另一方面可以降低成本。馈电板200上可设置为多层结构，并在馈电板200上开设过孔204用以连接不同的线路层203，实现信号的换层，馈电板200上可布局更多的微波器件，微波器件包含由微带线或带状线构成的图形，也包含分立器件320，分立器件320通过焊接的方式连接于线路层203上，馈电板200上还可集成移相器310等，以改变相位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线，包括振子和馈电板，所述振子连接于所述馈电板上，其特征在于，所述馈电板包括底板和凸设于所述底板两侧的侧板，所述振子的下端连接于所述底板上且位于二个侧板之间；所述底板和侧板包括介质体、线路层和地平面反射层，所述介质体、线路层和地平面反射层层叠设置，所述介质体为绝缘体，所述线路层和地平面反射层分别附着于所述介质体的两面，所述线路层上布置有线路图形，所述地平面反射层与线路层之间由绝缘的所述介质体隔开，所述线路层从所述底板延伸布置于侧板上，共振子合路器集成在所述馈电板上。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述地平面反射层为一金属层。

3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述地平面反射层设置于所述介质体与振子相向的一面上，所述线路层设置于所述介质体的另一面，所述振子下端穿设于所述地平面反射层和介质体并焊接于所述线路层上。

4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述线路层设置于所述介质体与振子相向的一面上，所述地平面反射层设置于所述介质体的另一面，所述振子下端焊接于所述线路层上。

5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述介质体和线路层均设置有至少二层，所述介质体和线路层交替层叠设置，所述介质体上设置有用于连接不同线路层的导体。

6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述二层线路层之间设置有至少一地平面反射层，所述地平面反射层与线路层之间由介质体隔开。

7.如权利要求1至6中任一项所述的天线，其特征在于，所述馈电板相对所述振子呈半合围形状。

8.如权利要求7所述的天线，其特征在于，所述馈电板的横断面呈“U”字形或弧形。

9.如权利要求1至6中任一项所述的天线，其特征在于，所述线路层、介质体和地平面反射层上设置有适于传输射频信号的微带线结构或带状线结构，所述微带线结构和带状线结构上形成有矢量合成的电桥、微带滤波器、功分合路器。

10.如权利要求1至6中任一项所述的天线，其特征在于，所述馈电板的表面上设置有移相器，所述移相器由微带线结构或带状线结构和滑动的导体构成或由介质块构成。