CN109314318A - 天线馈送网络 - Google Patents

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CN109314318A CN201780035449.3A CN201780035449A CN109314318A CN 109314318 A CN109314318 A CN 109314318A CN 201780035449 A CN201780035449 A CN 201780035449A CN 109314318 A CN109314318 A CN 109314318A
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Abstract

一种用于多辐射器天线的天线馈送网络，所述天线馈送网络包括至少两条同轴线，其中每一同轴线包括细长中央内导体和包围所述中央内导体的细长外导体。至少一个连接器装置经配置以互连所述中央内导体中的至少第一内导体和第二内导体。所述连接器装置包括至少一个接合部分，每一接合部分经配置以与形成于所述第一或第二内导体的包络表面上的至少一个对应表面部分接合。所述包络表面此外具备邻近于至少一个表面部分提供的至少一个凹部。

Description

天线馈送网络
技术领域
本发明涉及用于多辐射器天线的天线馈送网络的领域，所述馈送网络包括充气的同轴线。
背景技术
多辐射器天线频繁用于例如蜂窝式网络中。此类多辐射器天线包括例如呈用于发送或接收信号的偶极的形式的若干辐射天线元件、天线馈送网络和导电反射器。天线馈送网络当天线在发射时将信号从共同同轴连接器分布到辐射器，且当接收时组合来自辐射器的信号并将其馈送到同轴连接器。图1中示出此馈送网络的可能实施方案。
在此网络中，如果分路器/组合器由3条不同的50欧姆线之间的仅一个接点组成，那么将不维持阻抗匹配，且从每一端口所见的阻抗将为25欧姆而不是50欧姆。因此分路器/组合器通常还包含阻抗变换电路，其维持共同端口处的50欧姆阻抗，所述共同端口即在分路器情况下的输入端口和在组合器情况下的输出端口。
所属领域的技术人员将认识到，所述馈送网络在可以相同方式处理发射和接收的意义上是完全互逆的，且为了简化本发明的描述，下文仅描述发射情况。
天线馈送网络可以包括大体上充气的多条平行同轴线，每一同轴线包括至少部分地由外导体包围的中央内导体，两者之间具有绝缘空气。同轴线和反射器可以彼此一体地形成。分路可以经由邻近同轴线的内导体之间的交越连接而完成。为了保存特性阻抗，连接到交越元件的线包含阻抗匹配结构。
未公开的专利申请SE1551183-5公开了一种包括至少两条同轴线的天线馈送网络，其中每一同轴线包括中央内导体和包围中央内导体的外导体，且其中至少第一内导体和第二内导体间接地互连，例如通过与内导体接合的至少一个连接器装置互连。已发现制造实现所需性能的连接器装置可为困难的和/或昂贵的。连接器装置可以使用例如挤压来制造，这需要将挤压的部分切割成适当长度，从而可能在其末端处造成毛边或突起。替代地，如果连接器装置是使用铸造制造，那么可能得到某一形式的突起，铸造模具从所述突起处划分。所述毛边或突起可造成内导体与连接器装置之间的气隙。这可造成降级的高频性质，因为间接互连件中的电容减小，这可能造成馈送网络中的损耗。此外，如果提供绝缘层以实现间接互连，那么毛边或突起可切割通过绝缘层，无论其提供于连接器装置上还是内导体上，从而造成不合需要的电化接触和无源互调(PIM)。
发明内容
本发明的一个目的是克服上文描述的现有技术的缺点中的至少一些。
这些和其它目的通过本发明借助于根据本发明的第一方面的天线馈送网络和根据本发明的第二方面的天线布置来实现。
根据本发明的第一方面，提供一种用于多辐射器天线的天线馈送网络。所述天线馈送网络包括：至少两条同轴线，其中每一同轴线包括细长中央内导体和包围所述中央内导体的细长外导体；以及至少一个连接器装置，其经配置以互连所述中央内导体中的至少第一内导体和第二内导体。所述连接器装置包括至少一个接合部分，每一接合部分经配置以与形成于所述第一或第二内导体的包络表面上的至少一个对应表面部分接合。所述包络表面此外具备紧邻于至少一个表面部分提供的至少一个凹部。
换句话说，所述第一或第二内导体的包络表面具备：至少一个表面部分，其经布置以与连接器装置的对应接合部分对接且成间接或电化接触；以及至少一个凹部，其邻近于所述表面部分，所述凹部经调适以与所述接合部分间隔开，即既不成机械接触也不成间接或电化接触。应了解，凹部指代包络表面上的不仅相对于包络表面而且相对于表面部分凹入的部分，例如具有比表面部分小的直径。替代地，可描述本发明概念，其中第一或第二内导体的包络表面在对应于接合部分的轴向端的位置或在位于其间的中间位置具备至少一个凹部。替代地，可描述本发明概念，其中第一或第二内导体的包络表面在对应于连接器装置上的毛边或突起的位置的位置具备至少一个凹部。每一个或至少一个接合部分可具有纵向或轴向长度以使得当接合部分与至少一个对应表面部分接合时其至少部分地在至少一个凹部上方延伸，即接合部分可以在邻近的一或多个凹部上方纵向或轴向延伸超出所述至少一个对应表面部分。
本发明是基于以下认知，提供具有适于在其中接纳任何毛边或突起的凹部的内导体是更有成本效益的且可靠的，而不是在连接器装置的制造期间达到大的长度而试图移除毛边或突起。因此，在存在毛边或突起的风险的位置完全避免了连接器装置与内导体之间的任何接触。
应了解，同轴线指代包括内导体和外导体以及两者之间的绝缘或电介质材料或气体的布置，其中在外导体完全或大体上包围内导体的意义上外导体与内导体是同轴的。因此，外导体不一定必须完全包围内导体，而是可具备开口或狭槽，所述狭槽可以沿着外导体的全长均匀延伸。同轴线可各自在内导体与外导体之间具备空气。在此类实施例中，内导体与外导体之间的空气因此代替同轴电缆中经常存在的电介质材料。进一步应了解，术语大体上充气用以描述同轴线不一定在外导体与内导体之间仅具有空气，而是也可具备例如经布置以将内导体保持在适当位置的支撑元件。同轴线因此可被描述为大体上但不完全充气的。
应了解，在本申请案中所提及的任何方向涉及天线馈送网络和多辐射器基站天线，其中多条同轴线彼此平行地并排布置并且还与其上布置辐射元件的反射器平行布置。纵向或轴向在此上下文中指代同轴线的长度方向，且侧向指代垂直于同轴线的长度方向的方向。
在实施例中，包络表面可具备位于所述表面部分的两个轴向端的凹部。在这些实施例中，表面部分可具有稍微短于连接器装置和/或其接合部分的轴向长度的轴向长度。换句话说，所述至少一个接合部分的轴向或纵向长度可以稍微长于对应表面部分的轴向或纵向长度的长度，以使得当接合部分与表面部分接合时其纵向延伸超出表面部分且至少部分地在邻近凹部上方延伸。当借助于例如挤压和随后的切割来制造连接器装置时这些实施例是特别有利的。由于表面部分的长度稍微短于连接器装置/接合部分的长度，因此由将连接器装置切割为所需长度造成的任何毛边或突起将突出进入对应凹部，从而确保连接器装置与表面部分之间的良好间接或电化接触。
在其它实施例中，包络表面可具有位于表面部分的一个轴向端的凹部。在这些实施例中，表面部分可具有稍微短于连接器装置和/或其接合部分的轴向长度的轴向长度。换句话说，所述至少一个接合部分的轴向或纵向长度可以稍微长于对应表面部分的轴向或纵向长度的长度，以使得当接合部分与表面部分接合时其纵向延伸超出表面部分且至少部分地在邻近凹部上方延伸。当借助于模制或烧结制造连接器装置时这些实施例是特别有利的，在模制或烧结的情况下以某一方式划分模具使得(可能的)毛边或突起形成于连接器装置的一端处。由于表面部分的长度稍微短于连接器装置/接合部分的长度，因此由模具的划分造成的任何毛边或突起将突出进入对应凹部，从而确保连接器装置与表面部分之间的良好间接或电化接触。
在其它实施例中，接合部分中的至少一个经配置以与形成于所述包络表面上的至少两个表面部分接合，其中所述包络表面具备位于所述两个表面部分之间的凹部。当接合部分与表面部分接合时接合部分因此在凹部上方纵向延伸。当借助于模制或烧结制造连接器装置时这些实施例是特别有利的。所述两个表面部分和中间凹部的尺寸和相互位置优选地适于连接器装置的尺寸以及由模具的划分在其上造成的(可能的)毛边或突起的位置。进而，任何毛边或突起将突出进入对应凹部，从而确保连接器装置的接合部分与表面部分之间的良好间接或电化接触。
在实施例中，连接器装置经配置以间接地互连第一和第二内导体。本文中词语间接意味着连接器装置的导电材料不分别与第一内导体和第二内导体的导电材料成直接物理接触。间接因此意味着电感性耦合、电容性耦合或两者的组合。
在实施例中，可存在布置于连接器装置的导电材料与内导体的导电材料之间的至少一个绝缘层，即在接合部分与对应表面部分之间。此至少一个绝缘层可布置于连接器装置的接合部分上且因此属于连接器装置，和/或其可布置于第一内导体或第二内导体的表面部分上或两个内导体上。所述至少一个绝缘层可替代地包括布置于每一接合部分与对应表面部分之间的薄膜。所述至少一个绝缘层也可被描述为绝缘涂层。所述绝缘层或绝缘涂层可由例如聚合物材料或不导电氧化物材料等电绝缘材料制成，具有小于200μm的厚度，例如从1μm到20μm，例如从5μm到15μm，例如从8μm到12μm。此聚合物或氧化层可以已知工艺和高准确性施加在连接器装置上和/或内导体上。
在实施例中，连接器装置可实现为搭扣元件，其中每一接合部分形成为一对搭扣指状物，其中每一对搭扣指状物经配置以搭扣到第一或第二内导体上以与对应表面部分接合。当搭扣元件搭扣到第一或第二内导体上时，桥接部分可经配置以与第一或第二内导体中未由所述对搭扣指状物接合的另一者连接。所述搭扣元件可包括由桥接部分连接的两对搭扣指状物，其中所述两对搭扣指状物可经配置以分别搭扣到第一内导体和第二内导体上。这些优选实施例是有利的，因为它们允许天线馈送网络的方便组装，其中连接器装置简单地搭扣到第一和/或第二内导体上。连接器装置也可布置有两个或更多个桥接部分，从而连接三对或更多对搭扣指状物。
在实施例中，外导体中的至少两者具备开口，其中所述天线馈送网络进一步包括经配置以放置于所述开口中的至少一个不导电固持元件，其中所述不导电固持元件包括适于在其中接纳所述连接器装置的至少一个通路。
在实施例中，连接器装置经配置以用可装卸方式连接到第一内导体和/或第二内导体。
上述实施例可以任何实际上可实现的方式组合。
根据本发明的第二方面，提供一种多辐射器基站天线，所述天线包括导电反射器、布置于所述反射器上的至少一个辐射元件，以及如上文所描述的天线馈送网络。
在根据本发明的第二方面的多辐射器天线的实施例中，所述导电反射器可包括位于前侧或后侧上的至少一个开口，以使得连接器装置可经由所述开口与至少第一和第二内导体接合。所述开口可有利地适于连接器装置的大小。可对天线馈送网络的每一内导体对指派开口，以使得导电反射器中的所有内导体可由连接器装置连接。在外导体与反射器一体形成的实施例中，所述至少一个开口因此还可被描述为提供于外导体中的至少两者中。
参考本发明的第一方面的以上描述也适用于描述本发明的第二方面及其实施例。
附图说明
现将出于示范性目的，借助于实施例且参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1示意性说明多辐射器天线；
图2示意性说明根据本发明的第二方面的多辐射器天线的实施例的透视图；
图3示意性说明根据本发明的第一方面的天线馈送网络的实施例的透视图；
图4示意性说明根据本发明的第一方面的天线馈送网络的实施例的部分的透视图；以及
图5示意性说明根据本发明的第一方面的天线馈送网络的另一实施例的部分的透视图。
具体实施方式
图1示意性地说明天线布置1，其包括天线馈送网络2、在图1中示意性地示出的导电反射器4以及多个辐射元件6。辐射元件6可为偶极。天线馈送网络2经由图1中示意性地示出的可为同轴线的多条线14、15将同轴连接器10连接到所述多个辐射元件6。去往/来自连接器10的信号在此实例中是使用分路器/组合器12的三个级来进行分路/组合。
图2在透视图中说明多辐射器天线1，天线1包括导电反射器4和辐射元件6a-c。导电反射器4包括安装辐射元件6a-c的前侧17，以及后侧19。示出的视图是穿过同轴线20a-b、反射器4和连接器装置8的横截面。
第一同轴线20a包括第一中央内导体14a、形成围绕中央内导体的腔或隔室的细长外导体15a，且对应第二同轴线20b具有第二内导体14b和细长外导体15b。外导体15a、15b具有正方形横截面，且一体地且平行地形成而形成自撑式结构。分离同轴线20a、20b的壁构成两条线的外导体15a、15b的竖直部分。在外导体的上部和下部壁分别由反射器的前侧17和后侧19形成的意义上，第一外导体15a和第二外导体15b与反射器4一体地形成。
虽然第一内导体14a和第二内导体14b被图示为相邻内导体，但它们可以实际上较远地隔开，因此在两者之间具有一或多条同轴线或者空的腔或隔室。
在图2中，并非全部纵向通道或外导体都被图示为具有内导体，然而显然它们可以包括此类内导体。
反射器的前侧17包括用于安装连接器装置8的至少一个开口40。开口40在两条相邻同轴线20a、20b上方延伸以使得连接器装置8可接合第一内导体14a和第二内导体14b。
虽然以两个相邻内导体14a、14b说明本发明，但具有延伸跨越多于两条同轴线20a、20b的开口(未图示)且提供可桥接两个或甚至更多内导体的连接器装置8也属于范围内。此连接器装置(未图示)因此可经设计以使得其在多条同轴线上方在两个内导体之间或者在空的腔或隔室上方延伸。此连接器装置(未图示)还可用以连接三个或更多个内导体。
在图3中，说明所述开口和布置于其中的连接器装置8的放大视图。连接器装置8夹持或搭扣到第一内导体14a和第二内导体14b上。第一内导体14a与第二内导体14b之间的连接是电学间接的，意味着所述连接是电容性的、电感性的或其组合。这是通过在连接器装置8上提供聚合物材料或某种其它绝缘材料(例如，不导电氧化物)的薄绝缘层来实现。所述绝缘层可具有1μm到20μm的厚度，例如从5μm到15μm，例如从8μm到12μm，或可具有1μm到5μm的厚度。绝缘层可以覆盖连接器装置8的整个外表面，或至少覆盖连接器装置8的接合第一内导体14a和第二内导体14b的接合部分30、30'。
连接器装置8包括桥接部分32以及作为两对搭扣指状物30、30'而提供的两个接合部分。所述两对搭扣指状物中的一者30'被布置成靠近桥接部分32的一个末端，且所述两对搭扣指状物中的另一者30被布置成靠近桥接部分32的另一末端。所述两对搭扣指状物30、30'可经由连接部分连接到桥接部分32，所述连接部分经配置以使得桥接部分32远离第一内导体14a和第二内导体14b。在其它实施例中，搭扣指状物30、30'直接连接到桥接部分32。连接部分以及连接器装置的其它部分经成形以优化由连接器装置和同轴线形成的分路器/组合器的阻抗匹配。连接内导体的形状或优选地直径也可贡献于分路器/组合器的匹配。
如从图3可见，竖直分离壁部分22经切割降至其在开口40的区域中的原始高度的约三分之二到四分之三，以使得连接器装置8不会在导电反射器4的前侧17上方突出。在其它实施例中，壁部分22经切割一直降至外导体的底层。壁部分的剩余高度连同例如连接器装置等其它组件一起经调适以优化阻抗匹配。
可有可能(图中未图示)提供仅一对搭扣指状物，例如接合第一内导体14a而提供间接连接的所述对搭扣指状物30'，且让桥接部分32的另一末端直接接触第二内导体14b而无绝缘层或涂层。此直接连接可通过借助于螺钉连接或借助于焊接或通过使桥接部分成为内导体14b的一体部分或通过提供直接连接的某种其它手段将桥接部分32连接到内导体14b而提供。
图3进一步示出固持元件41。所述固持元件由塑料制成，但在其它实施例中可由其它电绝缘材料制成。固持元件41包括具有开口或通路的主体部分。所述主体部分经调适为具有至少或多或少地对应于开口40的形状的形状。在固持元件41安放在适当的位置之后连接器装置8可安装在两个内导体14上。当两个或更多个内导体接合时连接器装置8插入且经导引通过所述开口或通路。所述固持元件在轴向或长度方向上固定连接器装置8。
图4示出天线馈送网络的实施例的部分的视图，所述实施例类似于图2-3中示出的实施例。连接器装置8的呈搭扣指状物30的形式的第一接合部分与形成于第二内导体14b的包络表面上的表面部分33接合。在此实施例中，表面部分33形成于所述包络表面的具有比图中示出的第二内导体的最左边和最右边部分小的直径的部分处。然而在其它实施例中，所述包络表面可具有均匀直径。第一凹部34a和第二凹部34b紧邻(轴向)邻近于表面部分33在其相对轴向端处形成。连接器装置8的呈搭扣指状物30'的形式的第二接合部分与形成于第一内导体14a的包络表面上在其一端附近的表面部分(未图示)接合。第三和第四凹部紧邻(轴向)邻近于所述表面部分在其相对末端处形成。在图中，仅第三凹部34c可见。第四凹部(不可见)形成于第一内导体14a的轴向端处。所述凹部经设置为内导体14a、14b的具有比所述表面部分小的直径的轴向片段。所述表面部分均具有稍微短于连接器装置8的轴向延伸的轴向延伸，以使得因将连接器装置切割为所需长度造成的在连接器装置的轴向端处的任何毛边或突起都将突出进入对应凹部34a-c中而不会接触相应内导体。如图中可见，接合部分30具有大于表面部分33的纵向长度的纵向长度，即接合部分30具有纵向长度或延伸以使得其部分地在第一和第二凹部34a-b上方延伸。接合部分30'也具有大于对应表面部分的纵向长度的纵向长度，即接合部分30'具有纵向长度或延伸以使得其部分地在第三和第四凹部上方延伸。
图5示出天线馈送网络的实施例的部分的视图，所述实施例类似于图4中示出的实施例。连接器装置8的呈搭扣指状物30的形式的第一接合部分与形成于第二内导体14b的包络表面上的两个表面部分33a、33b接合。在此实施例中，表面部分33a-b形成于所述包络表面的具有比图中示出的第二内导体的最左边和最右边部分小的直径的部分处。然而在其它实施例中，所述包络表面可具有均匀直径。凹部34d形成于表面部分33a、33b之间，即邻近于两个表面部分。连接器装置8的呈搭扣指状物30'的形式的第二接合部分与形成于第一内导体14a的包络表面上在其末端处的两个表面部分(仅一个可见：33c)接合。凹部(不可见)以与在第二导体14b上相同的方式形成于所述表面部分之间。所述凹部经设置为内导体14a、14b的具有比所述表面部分小的直径的轴向片段。在此实施例中，连接器装置8已通过模制制造，从而在模具经划分处的连接器装置的中部(在轴向方向上)造成突起8'。内导体中的凹部经定位且设定尺寸以使得从搭扣指状物30、30'向内延伸的突起8'的部分延伸进入相应凹部而不接触相应内导体。如图中可见，接合部分30在凹部34d上方延伸。
在图4-5中示出的实施例中，连接器装置8和内导体14a、14b一起形成分路器/组合器。当作为分路器操作时，内导体14a是传入线的部分，且内导体14b的两端是分路器的两个输出。
在上文描述的各种实施例中，连接器装置8在连接器装置8上具备薄绝缘层。所述绝缘层可以由聚合物材料或电隔离氧化层或其组合形成，或由实现所需绝缘性质的任何其它适合的材料形成。然而，分别为第一内导体14a和第二内导体14b提供聚合物材料或电隔离氧化层或其组合或者实现所需绝缘性质的任何其它适合的材料的薄绝缘层可为可能的。在实施例中，连接器装置以及第一和第二内导体都具备如上文所描述的绝缘层。在其它实施例中，连接器装置可以不具备任何绝缘层，或第一和第二内导体可以不具备任何绝缘层，即连接器装置和第一/第二内导体中的仅一者具备绝缘层。绝缘层可覆盖第一内导体14a和第二内导体14b的整个外表面，或至少覆盖连接器装置8的搭扣指状物30、30'接合第一内导体14a和第二内导体14b处的部分。在其它实施例中，呈薄箔形式的隔离材料放置于搭扣指状物30、30'与内导体14之间。此外，已描述连接器装置8，说明在天线布置1中的第一内导体14a和第二内导体14b。然而天线布置1可包括多于一个连接器装置8和多个内导体14a、14b。
上文的描述和附图应视为本发明的非限制性实例。所属领域的技术人员认识到在本发明的范围内可以做出若干改变和修改。
举例来说，同轴线的数目可以变化且辐射器/偶极的数目可以变化。此外，连接器装置和内导体的形状以及绝缘层或涂层的放置可以变化。此外，反射器不一定需要与同轴线一体地形成，相反可以是单独元件。保护范围由所附专利权利要求书决定。

Claims (12)

1.一种用于多辐射器天线的天线馈送网络，所述天线馈送网络包括至少两条同轴线(20a，20b)，其中每一同轴线包括细长中央内导体(14，14b)和包围所述中央内导体的细长外导体(15a，15b)，
进一步包括经配置以互连所述中央内导体中的至少第一内导体(14a)和第二内导体(14b)的至少一个连接器装置(8)，
其中所述连接器装置(8)包括至少一个接合部分(30，30')，
每一所述接合部分经配置以与形成于所述第一或第二内导体的包络表面上的至少一个对应表面部分(33；33a-b)接合，
其中所述包络表面具备邻近于至少一个表面部分提供的至少一个凹部(34a-c；34d)，且
其中每一接合部分具有纵向长度以使得当所述接合部分与所述至少一个对应表面部分接合时所述接合部分至少部分地在所述至少一个凹部上方延伸。
2.根据权利要求1所述的天线馈送网络，其中所述包络表面具备位于所述表面部分的一轴向端处的凹部。
3.根据权利要求1所述的天线馈送网络，其中所述包络表面具备位于所述表面部分的两个轴向端处的凹部。
4.根据权利要求2或3所述的天线馈送网络，其中所述表面部分具有稍微短于所述连接器装置和/或其接合部分的纵向长度的纵向长度。
5.根据权利要求1所述的天线馈送网络，其中所述接合部分中的至少一个经配置以与形成于所述包络表面上的至少两个表面部分接合，其中所述包络表面具备位于所述两个表面部分之间的凹部。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的天线馈送网络，其中所述同轴线是大体上充气的同轴线，每一所述同轴线在所述内导体与所述外导体之间具备空气。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的天线馈送网络，其中所述连接器装置经配置以间接地互连第一和第二内导体。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的天线馈送网络，其中绝缘层提供于所述至少一个接合部分上和/或所述至少一个表面部分上。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的天线馈送网络，其中所述连接器装置作为搭扣元件而提供，其中每一接合部分经形成为一对搭扣指状物，其中每一对搭扣指状物适于搭扣到所述第一内导体或所述第二内导体上。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的天线馈送网络，其中所述外导体中的至少两个具备开口，其中所述天线馈送网络进一步包括经配置以放置于所述开口中的至少一个不导电固持元件，其中所述不导电固持元件包括适于在其中接纳所述连接器装置的至少一个通路。
11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的天线馈送网络，其中所述连接器装置经配置以用可装卸方式连接到所述第一内导体和所述第二内导体。
12.一种多辐射器天线，其包括根据前述权利要求中任一权利要求所述的天线馈送网络以及连接到所述天线馈送网络的辐射元件。
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