CN110518329A - 一种排气管型天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排气管型天线，包括天线体和底座，天线体包括辐射单元和反射板，底座包括：用于与支架的第一法兰对接安装的第二法兰；与第二法兰相连的裙边，裙边与反射板的辐射边界嵌套设置；与第二法兰相连的绝缘板，绝缘板与反射板垂直设置，绝缘板和反射板的垂直相交处设有至少两对绝缘角件，成对的两个绝缘角件关于反射板对称设置。本发明实现了底座与天线体的物理电隔离连接，避免了底座与天线体电接触产生的非线性。通过设置至少两对绝缘角件，来提高底座与天线体的连接强度，保证底座与天线体连接的稳定性，降低排气管型天线整体的非线性接触程度，减少了排气管型天线的无源互调产物。

Description

一种排气管型天线

技术领域

本发明涉及通信器件技术领域，更具体地说，涉及一种排气管型天线。

背景技术

所公知的是，当多个频率的信号同时加入非线性器件上时，经过非线性变换，会产生许多新的谐波和组合频率分量，称为互调产物。由于任何无源器件严格来说都存在非线性，因此，任何无源器件都会产生无源互调产物，仅仅在无源器件的功率不大时可考虑将其看作线性器件。

然而，在无线通信系统中，随着移动通讯新频率的不断规划，发射机的功率不断增大，对接收机的灵敏度要求不断提高，因此，无源互调产生的互调干扰日益严重，无源互调逐渐成为了限制系统容量的一个重要因素。

在基站天馈系统中，馈线、接头和天线等都会产生无源互调产物。一般来说，天馈系统无源互调产物的多少分别与进入天馈系统的载波个数和天馈系统传输信道的非线性程度成正比，由于进入天馈系统的载波个数与天线的固定带宽相对应，因此，只能从控制天馈系统的线性程度上来着手减少无源互调产物。又由于馈线、接头等无源器件在市面上基本上都是通用件，它们的无源互调性能一致性均较高；而不同制造商生产的天线的无源互调性能则差异极大，因此，天线作为基站天馈系统的主要器件之一，其无源互调性能的好坏，可以直接反映出基站天馈系统的整体无源互调水平。

排气管型天线作为基站美化天线的一种，可以起到环境美化的效果，被广泛应用于各类建筑物的屋顶。排气管型天线通常包括底座、天线本体和天线罩，天线本体与底座嵌套连接，底座与固设于屋顶等的支架通过法兰对接安装，天线罩为排气管形状，罩设于天线本体外周部，对天线本体起到封装防护的作用。

可以理解的是，在测试排气管型天线无源互调性能时，根据短木板原理，排气管型天线中最差器件的无源互调值，对排气管型天线最终的无源互调值影响最大，因此，如何从线性程度最低、最难控制的无源器件着手减少排气管型天线的无源互调产物，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种排气管型天线，能够降低排气管型天线中线性程度最低、最难控制的无源器件的无源互调产物。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种排气管型天线，包括天线体和底座，所述天线体包括辐射单元和反射板，所述底座包括：

用于与支架的第一法兰对接安装的第二法兰；

与所述第二法兰相连的裙边，所述裙边与所述反射板的辐射边界嵌套设置；

与所述第二法兰相连的绝缘板，所述绝缘板与所述反射板垂直设置，所述绝缘板和所述反射板的垂直相交处设有至少两对绝缘角件，成对的两个所述绝缘角件关于所述反射板对称设置。

优选地，所述绝缘板的厚度大于或等于3mm。

优选地，所述绝缘板为致密硬质绝缘板。

优选地，所述裙边与所述第二法兰满焊连接，且所述裙边与所述第二法兰的焊接部位均匀平整。

优选地，所述第二法兰和所述裙边的表面设有厚度均匀的线性金属质电镀层。

优选地，所述线性金属质电镀层的镀层厚度大于所述天线体最低工作频率的趋肤深度。

优选地，所述辐射边界包括用于与所述裙边嵌套设置的耦合边界，所述耦合边界设有用于避免所述辐射单元的辐射电流通过所述裙边耦合到所述底座的扼流槽。

优选地，所述扼流槽包括：

槽底，所述槽底的内侧面与所述耦合边界的外侧贴合相连；

两个槽侧壁，两个所述槽侧壁分别与所述反射板的正反面对应形成凹槽；

槽口，所述槽口朝向所述凹槽的内部内凹设置。

优选地，所述槽底与所述耦合边界搭接焊且两者之间为满焊。

优选地，所述槽底与所述耦合边界铆接固定，且所述槽底与所述耦合边界之间夹设有绝缘垫片。

本发明提供的排气管型天线，底座的第二法兰与绝缘板相连，绝缘板和反射板的垂直相交处设置有至少两对绝缘角件，一方面，通过绝缘板和绝缘角件实现了底座与天线体的物理电隔离连接，避免了底座与天线体电接触产生的非线性。另一方面，通过绝缘板和两对以上的绝缘角件提高了底座与天线体的连接强度，保证了底座与天线体连接的稳定性，从而降低了排气管型天线整体的非线性接触程度，减少了排气管型天线的无源互调产物。

在一个优选实施方式中，第二法兰和裙边的表面设有厚度均匀的线性金属质电镀层，以保证底座表面材质的一致性。

在另一个优选实施方式中，考虑到排气管型天线的时效性，通过在与裙边嵌套设置的耦合边界设置扼流槽，来避免辐射单元的辐射电流通过裙边耦合到底座，避免随着使用时间的增长，底座表面的电镀层破损、开裂等，产生难以避免的无源互调产物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例所提供的排气管型天线的安装结构示意图(其中，排气管罩部分剖切)；

图2为图1安装后的主视图；

图3为图1所示排气管型天线部分剖切后底座与反射板连接结构示意图；

图4为图3中绝缘角件的简易安装示意图；

图5为图3中绝缘板的正面安装示意图；

图6为图1所示排气管型天线部分剖切后辐射面结构示意图；

图7为本发明另一个具体实施例所提供的排气管型天线中扼流槽的整体位置示意图(排气管罩未示出)。

图8为图7的侧视图；

图9为图7中扼流槽与耦合边界焊接固定时的示意图；

图10为图9的正面剖切示意图；

图11为图7中扼流槽与耦合边界铆接固定时的示意图；

图12为图11的正面剖切示意图。

图1至图12中的附图标记如下：

1为天线体、11为辐射单元、12为反射板、121为辐射边界、1211为耦合边界、2为底座、21为第二法兰、22为裙边、23为绝缘板、24为紧固件、3为排气管罩、4为绝缘角件、5为扼流槽、51为槽底、52为槽侧壁、53为槽口、54为凹槽、6为绝缘垫片、7为尼龙铆钉、8为支架、81为第一法兰。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种排气管型天线，能够降低排气管型天线中线性程度最低、最难控制的无源器件的无源互调产物。

请参考图1和图2，本发明提供一种排气管型天线，包括天线体1、底座2和排气管罩3。天线体1包括辐射单元11和反射板12，辐射单元11设置在反射板12上，主要用于辐射和接受无线电波，反射板12主要用于形成边界条件，反射板12的两侧分别设有辐射边界121。底座2包括用于与支架8的第一法兰81对接安装的第二法兰21，以使底座2与支架8固定连接，从而使底座2对天线体1起到固定和支撑的作用。底座2还包括与第二法兰21相连的裙边22，裙边22与反射板12的辐射边界121嵌套设置。

可以理解的是，排气管型天线的稳定性高低直接决定了排气管型天线整体的非线性接触程度，而排气管型天线整体的非线性接触程度则决定了无源互调产物的多少，因此，底座2作为排气管型天线的初始受力器件，成为排气管型天线中线性程度最低且其无源互调产物最难控制的来源，底座2与天线体1连接的稳定性，对控制排气管型天线的整体互调产物的多少有直接影响。

由此可知，如何提高底座2与天线体1的连接强度，进而提高两者连接的稳定性，成为减少排气管型天线无源互调产物的有效途径。

需要说明的是，为了提高排气管型天线的稳定性，且考虑到成本问题，底座2通常为钢质底座2，也即，第二法兰21和裙边22通常由钢质材料制成。

请参考图3-图6，为了避免底座2与天线体1电接触产生的非线性，本发明提供的排气管型天线的底座2还包括与第二法兰21相连的绝缘板23，绝缘板23与反射板12垂直设置。可以理解的是，绝缘板23设于第二法兰21和反射板12之间，一方面使反射板12与第二法兰21电隔离，另一方面，还增加了底座2的结构强度。

为了进一步提高结构强度，作为一种优选方案，绝缘板23的厚度不小于3mm。

考虑到绝缘板23的具体材质，优选地，绝缘板23为致密硬质绝缘板，以进一步提高结构强度。

需要说明的是，本发明对绝缘板23与第二法兰21的具体连接方式不做限定，优选地，绝缘板23与第二法兰21通过紧固件24相连。

进一步地，绝缘板23和反射板12的垂直相交处设有至少两对绝缘角件4，成对的两个绝缘角件4关于反射板12对称设置。

也就是说，本发明通过设置绝缘角件4，来实现绝缘板23与反射板12之间的连接，同时提高两者之间的连接强度，进而可提高绝缘板23与反射板12连接的稳定性。

需要说明的是，绝缘角件4与反射板12之间力的分配方式对天线体1的稳定性至关重要，要求平行于反射板12平面方向的力(剪切力)要尽量避免，因此，本发明中的绝缘角件4成对出现，同一对的两个绝缘角件4关于反射板12对称的对齐安装于反射板12的正反面。

另外，一般情况下，要求垂直于反射板12平面方向的力的受力面积要尽量大一些，因此，绝缘角件4与反射板12的各个紧固点之间的距离D可在结构允许范围内尽量取大些，同时，可在绝缘角件4和反射板12的对应位置尽量排布多个紧固点。

考虑到绝缘角件4结构的简单性，优选地，绝缘角件4的形状为直角三角形。

为了提高连接强度，同一个绝缘角件4可包括至少两个并排设置的直角三角形结构，且两个以上的直角三角形结构各自的两个直角边分别与两个固定板对应相连，两个固定板分别用于与绝缘板23和反射板12紧固连接。

考虑到绝缘角件4的具体材质，优选地，绝缘角件4为塑料角件。

需要说明的是，本发明对绝缘角件4的具体数量不做限定，优选地，绝缘角件4的数量为至少两对。

另外，需要说明的是，本发明中辐射单元11和反射板12的主体结构分别与现有技术中常规辐射单元11和反射板12结构对应相同，本文不再赘述。

综上所述，本发明提供的排气管型天线，底座2的第二法兰21与绝缘板23相连，绝缘板23和反射板12的垂直相交处设置有至少两对绝缘角件4，一方面，通过绝缘板23和绝缘角件4实现了底座2与天线体1的物理电隔离连接，避免了底座2与天线体1电接触产生的非线性。另一方面，通过绝缘板23和两对以上的绝缘角件4提高了底座2与天线体1的连接强度，保证了底座2与天线体1连接的稳定性，从而降低了排气管型天线整体的非线性接触程度，减少了排气管型天线的无源互调产物。

另外，确保裙边22与第二法兰21连接处表面材质的连续性，成为减少排气管型天线无源互调产物的有效途径之二，因此，在上述实施例的基础之上，裙边22与第二法兰21满焊连接，且裙边22与第二法兰21的满焊部位均匀平整。

也即，裙边22与第二法兰21采用满焊的方式焊接固定，且在裙边22与第二法兰21焊接固定后，需保证两者的连接处均匀平整，需要时可通过打磨的方式，将裙边22与第二法兰21的满焊部位打磨平整，以保证表面材质的连续性，从而可尽量减小两者连接处的非线性。相比于整体机加工成型，裙边22与第二法兰21满焊连接，可降低加工成本。

另外，考虑到底座2通常情况下为钢质底座2，因此，为了避免底座2产生的非线性感应电流通过耦合方式传回到天线体1，在上述实施例的基础之上，底座2的裙边22与第二法兰21的表面均设有厚度均匀的线性金属质电镀层。

也就是说，本实施例通过对底座2的裙边22与第二法兰21的表面进行电镀处理，来减少底座2产生的无源互调产物。

在上述实施例的基础之上，线性金属质电镀层的镀层厚度大于天线体1最低工作频率的趋肤深度，以最大限度的避免底座2产生的非线性感应电流通过耦合方式传回到天线体1上。

可以理解的是，在底座2表面的线性金属质电镀层连续致密的情况下，可以认为底座2的无源互调产物为镀层线性金属的无源互调产物，此时，底座2的无源互调可不做考虑。然而，随着使用时间的增长，由于底座2长期暴露在楼顶，常年经受日晒、风吹、雨淋等外界环境，因此，底座2容易氧化、腐蚀等，造成底座2表面的电镀层破损、开裂等，进一步又使底座2铁磁体材料暴露在空气中，此时，底座2外表面既存在镀层非线性接触，又暴露了非线性材料，将产生难以避免的无源互调产物。

因此，请参考图7，考虑到排气管型天线的时效性，在上述实施例的基础之上，辐射边界121包括用于与裙边22嵌套设置的耦合边界1211，耦合边界1211设有用于避免辐射单元11的辐射电流通过裙边22耦合到底座2的扼流槽5。

也就是说，本实施例通过设置扼流槽5来改变耦合边界1211表面电流的流向，避免辐射单元11的辐射电流传递给反射板12后通过耦合方式传递给底座2，降低了底座2耦合到的感应电流，进而降低底座2无源互调产物对排气管型天线的影响。

请参考图8，需要说明的是，耦合边界1211为辐射边界121上用于与底座2的裙边22相对设置的一段。为了保证排气管型天线的方向图等辐射性能指标要求，需要保证耦合边界1211的顶端和与之最接近的辐射单元11在辐射单元11的间距方向上的位置匹配，同时需要保证扼流槽5的设置位置与耦合边界1211的匹配。具体地，定义耦合边界1211的顶端与其最接近的辐射单元11的位置尺寸为L，则优选地，L＞1/2λ。定义底座2的裙边22与其最接近的辐射单元11的位置尺寸为S，则要求S≥L。其中，本发明中的λ指天线体1中心工作频率的波长。

请参考图9-图12，考虑到扼流槽5具体结构的实现，在上述实施例的基础之上，扼流槽5包括槽底51、槽壁和槽口53，槽底51的内侧面与耦合边界1211的外侧贴合相连，扼流槽5相对的两个侧壁分别与反射板12的正反面对应形成一个凹槽54的槽壁，槽口53朝向凹槽54的内部内凹设置。

也即，扼流槽5与反射板12形成双向内凹结构，在反射板12的不同面各形成一个凹槽54，辐射单元11产生的表面电流沿着反射板12的正反面流动，传递到扼流槽5的槽底51内表面上的电流会反向流动，故会抵消流到扼流槽5槽口53端部的表面电流，进而降低底座2参与到的能量耦合。

需要说明的是，本发明对扼流槽5的槽高尺寸B和其槽深度尺寸W的具体值不做限定，本领域技术人员可以根据实际结构需要来设定。

优选地，槽深度尺寸W为1/4λ。

进一步地，槽口53朝向凹槽54的内部内凹的倾斜度可以根据实际测试情况来调整。

请参考图9和图10，考虑到扼流槽5与耦合边界1211的连接方式，在上述实施例的基础之上，扼流槽5的槽底51与耦合边界1211搭接焊且两者之间为满焊。

也就是说，扼流槽5的槽底51与耦合边界1211选择搭接焊，搭接焊周围的扼流槽5焊缝需要保证为满焊，且需保证扼流槽5与耦合边界1211的满焊部位均匀平整。

需要说明的是，扼流槽5焊缝的坡口形式和间隙也可根据焊接的工艺验证情况进行调整。

请参考图11和图12，另外，考虑到对于趋肤深度一致性的要求，优选地，扼流槽5与反射板12的材质相同，例如，反射板12为铝合金质反射板12，扼流槽5为铝合金质扼流槽5。

考虑到扼流槽5与耦合边界1211的另一种连接方式，在上述实施例的基础之上，扼流槽5的槽底51与耦合边界1211铆接固定，且槽底51与耦合边界1211之间夹设有绝缘垫片6。

本实施例中，在耦合边界1211上开设安装孔，优选采用尼龙铆钉7将扼流槽5固定在耦合边界1211上。此种连接方式时，扼流槽5可选用线性金属板材，为了杜绝金属与金属的接触非线性，耦合边界1211与扼流槽5的槽底51之间夹设有绝缘垫片6。

可以理解的是，绝缘垫片6的尺寸要求大于耦合边界1211与扼流槽5的槽底51的接触范围尺寸。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中各个实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的排气管型天线进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种排气管型天线，其特征在于，包括天线体(1)和底座(2)，所述天线体(1)包括辐射单元(11)和反射板(12)，所述底座(2)包括：

用于与支架(8)的第一法兰(81)对接安装的第二法兰(21)；

与所述第二法兰(21)相连的裙边(22)，所述裙边(22)与所述反射板(12)的辐射边界(121)嵌套设置；

与所述第二法兰(21)相连的绝缘板(23)，所述绝缘板(23)与所述反射板(12)垂直设置，所述绝缘板(23)和所述反射板(12)的垂直相交处设有至少两对绝缘角件(4)，成对的两个所述绝缘角件(4)关于所述反射板(12)对称设置。

2.根据权利要求1所述的排气管型天线，其特征在于，所述绝缘板(23)的厚度大于或等于3mm。

3.根据权利要求1所述的排气管型天线，其特征在于，所述绝缘板(23)为致密硬质绝缘板。

4.根据权利要求1所述的排气管型天线，其特征在于，所述裙边(22)与所述第二法兰(21)满焊连接，且所述裙边(22)与所述第二法兰(21)的焊接部位均匀平整。

5.根据权利要求1-4任一项所述的排气管型天线，其特征在于，所述第二法兰(21)和所述裙边(22)的表面设有厚度均匀的线性金属质电镀层。

6.根据权利要求5所述的排气管型天线，其特征在于，所述线性金属质电镀层的镀层厚度大于所述天线体(1)最低工作频率的趋肤深度。

7.根据权利要求5所述的排气管型天线，其特征在于，所述辐射边界(121)包括用于与所述裙边(22)嵌套设置的耦合边界(1211)，所述耦合边界(1211)设有用于避免所述辐射单元(11)的辐射电流通过所述裙边(22)耦合到所述底座(2)的扼流槽(5)。

8.根据权利要求7所述的排气管型天线，其特征在于，所述扼流槽(5)包括：

槽底(51)，所述槽底(51)的内侧面与所述耦合边界(1211)的外侧贴合相连；

两个槽侧壁(52)，两个所述槽侧壁(52)分别与所述反射板(11)的正反面对应形成凹槽(54)；

槽口(53)，所述槽口(53)朝向所述凹槽(54)的内部内凹设置。

9.根据权利要求8所述的排气管型天线，其特征在于，所述槽底(51)与所述耦合边界(1211)搭接焊且两者之间为满焊。

10.根据权利要求8所述的排气管型天线，其特征在于，所述槽底(51)与所述耦合边界(1211)铆接固定，且所述槽底(51)与所述耦合边界(1211)之间夹设有绝缘垫片(6)。