CN107210512A - 无线电单元壳体和基站天线模块 - Google Patents

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Abstract

一种无线电单元壳体，其构造成收容对应的天线并且构造成使得当天线被无线电单元壳体收容时在无线电单元壳体与天线之间形成空气通道。

Description

无线电单元壳体和基站天线模块
技术领域
本发明的一些实施方式涉及例如用于基站的无线电单元的无线电单元壳体。另一些实施方式涉及包括这种无线电单元壳体的基站天线模块。
背景技术
新的基站天线系统将无线电单元和天线集成为一个紧凑的基站天线模块。这种模块与传统基站相比在站点位置、安装、操作和维护方面具有显著进步。同时，运营商要求较高的输出功率、较轻的重量、较小的尺寸等，这对无线电单元和天线提出了更高的热要求。传统上，无线电单元的主散热器主要由直散热片构成，使得空气从散热器的底部流入该单元中并从顶部排出。对于直散热片而言在基于内部热消耗的散热片间隔、散热器高度、目标温度方面存在最佳工作点。
用于改进上述模块的冷却的常规解决方案是增大冷却面积，这将使产品的体积及其总重量增大。这种体积增大不能实现运营商的使站点的整体外观减小的目的。重量的增大将对塔或杆上的安装有更高的要求，并且重量的增大不能够使承载器的成本降低。
另一解决方案是利用风机强制冷却。这些风机需要电源和控制，并且不能满足运营商对简单维护和操作的要求。
冷却功率的增大导致满足运营商的要求的进一步的困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于对无线电单元进行冷却的改进的构思。
前述及其他目的通过独立权利要求的特征来实现。其他实施方式通过从属权利要求、说明书和附图是明显的。
根据第一方面，提供了一种无线电单元壳体，该无线电单元壳体构造成收容对应的天线并且构造成使得当该天线被无线电单元壳体收容时在无线电单元壳体与天线之间形成空气通道。
通过使无线电单元壳体构造成使得当天线被无线电单元壳体收容时形成空气通道，可以实现紧凑的天线设计，该紧凑的天线设计仍然使得能够实现壳体内的无线电单元的有效冷却。
在根据第一方面的无线电单元壳体的可能的第一实施方式中，无线电单元壳体还包括至少一个天线保持器，所述至少一个天线保持器构造成保持天线并将天线与无线电单元壳体的背面间隔开，使得在天线被保持器保持时，空气通道形成在无线电单元壳体的背面与天线的相对的背面之间。
在根据第一实施方式的无线电单元壳体的可能的第二实施方式中，保持器包括用于在无线电单元壳体的无线电单元与天线之间建立电连接的连接器。
在根据任一前述实施方式或第一方面本身的无线电单元壳体的可能的第三实施方式中，无线电单元壳体还包括散热器，该散热器设置在无线电单元壳体的外部、位于无线电单元壳体的背面处，并且该散热器在天线被无线电单元壳体收容时面对天线。散热器构造成消散来自位于无线电单元壳体内的无线电单元的热。空气通道沿着散热器延伸。
在根据第三实施方式的无线电单元壳体的可能的第四实施方式中，散热器包括形成空气通道的多个直散热片。
在根据第四实施方式的无线电单元壳体的可能的第五实施方式中，所述多个直散热片中的至少一部分直散热片从无线电单元壳体的第一长边延伸至无线电单元壳体的第二长边。例如，使得空气可以在第一长边处进入空气通道并在第二长边处离开空气通道，从而变热并将热从散热器消散。
在根据第三实施方式或第四实施方式的无线电单元壳体的可能的第六实施方式中，直散热片相对于无线电单元壳体的长边倾斜25°与45°之间的角度。
在根据第三实施方式的无线电单元壳体的可能的第七实施方式中，直散热片从无线电单元壳体的第一短边延伸至无线电单元壳体的第二短边。
在根据第七实施方式的无线电单元壳体的可能的第八实施方式中，无线电单元壳体还包括沿着空气通道设置的通风单元。
在根据第七实施方式或第八实施方式的无线电单元壳体的可能的第九实施方式中，无线电单元壳体的由直散热片延伸所沿的长度与第一短边的长度之间的比小于或等于1.5。
在根据第二实施方式的无线电单元壳体的可能的第十实施方式中，散热器包括形成空气通道的针状散热片。
在根据任一前述实施方式或第一方面本身的无线电单元壳体的可能的第十一实施方式中，无线电单元壳体还包括设置在无线电单元壳体内的无线电单元。该无线电单元的滤波器设置在无线电单元壳体内、位于无线电单元壳体的背面处，该背面在天线被无线电单元壳体收容时面对天线。
根据第二方面，提供了一种基站天线模块，其包括根据第一方面的前述实施方式中的任一项或第一方面所述的无线电单元壳体并且包括天线，该天线附接至无线电单元壳体，使得在该无线电单元壳体与该天线之间形成空气通道。
附图说明
图1a示出了根据本发明的实施方式的无线电单元壳体和天线；
图1b示出了图1a的无线电单元壳体和天线组装至彼此而形成根据本发明的实施方式的基站天线模块；
图2a示出了穿过图1b的基站天线模块的截面图；
图2b示出了穿过图1b的基站天线模块的另一截面图；以及
图3示出了直散热片的以度为单位的最佳倾斜角度(Y轴)与高宽比(X轴)之间的关系。
具体实施方式
图1a示出了根据本发明的实施方式的(基站)无线电单元壳体101和对应的(基站)天线103。在组装状态下，无线电单元壳体单元101和天线103形成如图1b中示出的基站天线模块100。
无线电单元壳体101构造成收容对应的天线103。换言之，该无线电单元壳体可以包括用于保持天线103的装置(比如，至少一个(天线)保持器105a、105b)。此外，无线电单元壳体101构造成收容天线103，使得当天线103被无线电单元壳体101收容时在无线电单元壳体101与天线103之间形成空气通道107。这可以例如通过将保持器105a、105b选择成使得天线103的背面109和无线电单元保持器101的相对的背面111彼此间隔开来实现。于是空气通道107形成在两个背面109、111之间。
无线电单元壳体101与天线103之间的空气通道107使得不仅能够实现无线电单元壳体101内的无线电单元的有效冷却，而且还能够实现整个基站天线模块100的紧凑设计。
图1a中示出的实施方式包括第一天线保持器105a和第二天线保持器105b。天线保持器105a、105b构造成保持天线103并将天线103与无线电单元壳体101的背面111间隔开，使得当天线103被保持器105a、105b保持时，空气通道107形成在无线电单元壳体101的背面111与天线101的相对的背面109之间。因此，保持器105a、105b实际上具有两个功能：首先是将天线101保持就位，其次是将天线101与无线电单元壳体103间隔开，从而实现天线101与无线电单元壳体103之间的空气通道107。
此外，保持器105a、105b中的至少一个保持器可以包括用于在无线电单元壳体101的无线电单元与天线103之间建立电连接的至少一个连接器。因此，这种保持器105a、105b甚至可以用作用于在无线电单元壳体101内的无线电单元与天线103之间传输信号的电连接器。通常，在无线电单元壳体101的背面处配置有若干连接器。每个这种连接器均能够满足IP65的要求。根据其他实施方式，所述连接器中的至少一些连接器也可以独立于保持器(即，不具有用于保持天线的机械功能而是仅建立电连接)。
尽管在示出的实施方式中无线电单元壳体101包括两个保持器105a、105b，但是根据其他实施方式，至少一个保持器可能就足够了。此外，根据另一实施方式，在无线电单元壳体101处还可以采用更多数目的保持器。
此外，无线电单元壳体101包括设置在无线电单元壳体101的外部、位于无线电单元壳体101的背面111处的散热器113。可以观察到的是，散热器113在天线103被无线电单元壳体101收容时面对天线103。散热器113构造成消散来自位于无线电单元壳体103内的无线电单元的热。此外，当天线103和无线电单元壳体101被组装至彼此时，空气通道107沿着散热器113延伸。通过使散热器113布置在空气通道107中，沿着空气通道107行进的空气可以用于将热从散热器113消散。散热器113以导热的方式连接至位于无线电单元壳体101内的无线电单元(例如，无线电单元的滤波器)。因此，可以通过散热器113来实现热从无线电单元至行进穿过空气通道107的空气的有效散逸。
如可以从图1a和图1b观察到的，散热器113包括形成空气通道107的多个平行的直散热片115。直散热片115使散热器113的表面积进一步增大，因此，与无线电单元壳体101的完全平坦的背面111相比提供了改进的散热。
所述多个直散热片115中的至少一部分直散热片从无线电单元壳体101的第一长边117a延伸至无线电单元壳体101的第二长边117b。由此，空气可以在第一长边117a处进入空气通道107、沿着空气通道107行进并在第二长边117b处离开空气通道107。在空气行进穿过空气通道107期间，空气变热并将热从散热器113消散。
散热片115的高度可以选择成与保持器105a、105b的高度对应。例如，使得在天线103被无线电单元壳体101收容时，散热片115的顶部边缘与天线103的背面109接触或者在散热片115的顶部边缘与天线103的背面109之间保留最大1mm的气隙。
直散热片115可以相对于无线电单元壳体101的长边(比如，第一长边117a)倾斜25°与45°之间的角度。该角度可以根据无线电单元壳体101的高度(沿着长边117a、117b)与宽度(沿着短边119)之间的比来选择。在优选实施方式中，该倾斜角度为35°±10％。换言之，该倾斜将取决于该单元的高宽比(高度比宽度)，即，较大的高宽比提供较大的倾斜角度。
图3示出了直散热片相对于长边117a的以度为单位的最佳倾斜角度(Y轴)与无线电单元壳体101的所述高宽比(X轴)之间的关系。
空气通道的宽度(其对应于组装至彼此时的无线电单元壳体的背面111与天线103的背面109之间的距离，或者对应于直散热片115与天线103的背面109接触时直散热片115的高度)可以在8mm至20mm的范围内来选择。在优选实施方式中，空气通道的宽度为10mm±10％。
图2a示出了沿着线A-A(在宽度方向上)穿过图1b的基站天线模块100的截面图。图2b示出了沿着线B-B(在长度方向上)穿过图1b的基站天线模块100的截面图。
在图2a和图2b中，示出了位于无线电单元壳体101内的无线电单元201(如上所述)的元件的可能的布置。无线电单元201包括滤波器203。如能够从图2a和图2b观察到的，滤波器203布置在无线电单元壳体101内、位于无线电单元壳体101的面对天线103的背面111处。换言之，无线电单元201(更详细地，滤波器203)以导热的方式连接至散热器113，使得在无线电单元201处(特别是在滤波器203处)产生的热可以借助于散热器113被从无线电单元201(特别是滤波器203)有效地消散。
此外，无线电单元201包括PCB 205，PCB 205包括无线电单元201的信号处理器件和设置在PCB 205与滤波器203之间的EMC罩207。
此外，无线电单元壳体101包括设置在无线电单元壳体101的与散热器113(面对天线103)相反的一侧(例如正面)处的另外的散热器209。同样，该另外的散热器209可以以导热的方式连接至无线电单元201，以将来自热无线电单元201的热(例如，主要由PCB 205上的器件产生的热)消散。
此外，基站天线模块100包括用于保护天线103免受环境影响的天线罩211。
根据另一实施方式，直散热片115从无线电单元壳体101的第一短边(如底边)延伸至无线电单元壳体101的第二短边(如顶边)。在这种实施方式中，可以沿着空气通道例如在第一短边和/或第二短边处设置通风单元，以沿着空气通道107提供足够的空气流。此外，在这种实施方式中，高度(沿着无线电单元壳体的长边)与宽度(沿着无线电单元壳体的短边)之间的高宽比可以等于或小于1.5。换言之，无线电单元壳体的由直散热片延伸所沿的长度与第一短边的长度之间的比小于或等于1.5。倾斜散热片的额外制造成本超过其高宽比小于1.5带来的冷却优势。在这种情况下，优选的是直散热片方案。
根据另一实施方式，散热器113包括形成空气通道107的针状散热片，而不是直散热片115。针状散热片提供用于散热的更大的区域表面。

Claims (13)

1.一种无线电单元壳体(101)，所述无线电单元壳体(101)构造成收容对应的天线(103)并且构造成使得当所述天线(103)被所述无线电单元壳体(101)收容时在所述无线电单元壳体(101)与所述天线(103)之间形成空气通道(107)。
2.根据权利要求1所述的无线电单元壳体(101)，还包括至少一个保持器(105a、105b)，所述至少一个保持器(105a、105b)构造成保持所述天线(103)并且将所述天线(103)与所述无线电单元壳体(101)的背面(111)间隔开，使得当所述天线(103)被所述保持器(105a、105b)保持时，所述空气通道(107)形成在所述无线电单元壳体(101)的背面(111)与所述天线(103)的相对的背面(109)之间。
3.根据权利要求2所述的无线电单元壳体(101)，其中，所述保持器(105a、105b)包括用于在所述无线电单元壳体(101)的无线电单元(201)与所述天线(103)之间建立电连接的连接器。
4.根据前述权利要求中的一项所述的无线电单元壳体(101)，还包括散热器(113)，所述散热器(113)设置在所述无线电单元壳体(101)的外部、位于所述无线电单元壳体(101)的背面(111)处，并且所述散热器(113)在所述天线(103)被所述无线电单元壳体(101)收容时面对所述天线(103)；
其中，所述散热器(113)构造成消散来自位于所述无线电单元壳体(101)内的无线电单元(201)的热；
其中，所述空气通道(107)沿着所述散热器(113)延伸。
5.根据权利要求4所述的无线电单元壳体(101)，其中，所述散热器(113)包括形成所述空气通道(107)的多个直散热片(115)。
6.根据权利要求5所述的无线电单元壳体(101)，其中，所述多个直散热片(115)中的至少一部分直散热片从所述无线电单元壳体(101)的第一长边(117a)延伸至所述无线电单元壳体(101)的第二长边(117a)。
7.根据权利要求4或5中的一项所述的无线电单元壳体(101)，其中，所述直散热片(115)相对于所述无线电单元壳体(101)的长边(117a、117b)倾斜25°与45°之间的角度。
8.根据权利要求4所述的无线电单元壳体，其中，所述直散热片从所述无线电单元壳体的第一短边延伸至所述无线电单元壳体的第二短边。
9.根据权利要求8所述的无线电单元壳体，还包括沿着所述空气通道设置的通风单元。
10.根据权利要求8或9中的一项所述的无线电单元壳体，其中，所述无线电单元壳体的由所述直散热片延伸所沿的长度与所述第一短边的长度之间的比小于或等于1.5。
11.根据权利要求3所述的无线电单元壳体，其中，所述散热器包括形成所述空气通道的针状散热片。
12.根据前述权利要求中的一项所述的无线电单元壳体(101)，还包括设置在所述无线电单元壳体(101)内的无线电单元(201)；
其中，所述无线电单元(201)的滤波器(203)设置在所述无线电单元壳体(101)内、位于所述无线电单元壳体(101)的背面(111)处，所述背面(111)在所述天线(103)被所述无线电单元壳体(101)收容时面对所述天线(103)。
13.一种基站天线模块(100)，包括：
根据前述权利要求中的任一项所述的无线电单元壳体(101)；以及
天线(103)，所述天线(103)附接至所述无线电单元壳体(101)，使得在所述无线电单元壳体(101)与所述天线(103)之间形成空气通道(107)。
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