CN110690546B - 拼接式球面阵列天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了拼接式球面阵列天线，涉及阵列天线结构技术领域，主要用于解决现有的球面阵列天线结构复杂，组装不便且反射效果不佳的问题。其主要结构为：包括天线底座和安装在其上端的探测模块，天线底座内设有竖直布置的控制主板，控制主板的上部延伸至探测模块内，探测模块为多个正多边形的探测单元拼接组合成的类球面结构，探测模块内设有多层从上往下依次安装的PCB插板，每层PCB插板皆水平安装在控制主板上部的板面上，探测单元安装在PCB插板的边缘上。本发明提供的拼接式球面阵列天线，其采用模块化拼接，装配方便，且由正多边形的探测单元拼接成的反射面能够增加天线的反射面积，大幅提高其性能。

Description

拼接式球面阵列天线

技术领域

本发明涉及阵列天线结构技术领域，尤其涉及拼接式球面阵列天线。

背景技术

天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛的应用，起到了传播无线电波的作用，是有效地辐射和接受无线电波必不可少的装置。其中，阵列天线是指由许多相同的单个天线(如对称天线)按一定规律排列组成的天线系统，也称天线阵。天线阵上的单个天线被称为阵元或天线单元。如果阵元呈类球面布置，则称为球面阵。

现有的球面阵列天线一般是最后才将圆形的探测单元一个一个的单独安装在探测模块上。由于探测模块上的探测单元数量众多，且相互之间间距较小，探测单元装配起来十分麻烦，且很容易出现损坏。同时，采用这种方式安装探测单元，还存在装配时间长，装配效率低下的缺陷。

另外，由于探测单元相互之间为独立安装设置，彼此间难免存在间隙。因此，探测模块的反射面占有率并不高，进而导致整个球面阵列天线的性能不佳。

因此，目前急需一种新型的能够解决上述缺陷的球面阵列天线。

发明内容

本发明的目的是提供拼接式球面阵列天线，其采用模块化拼接，装配方便，且由正多边形的探测单元拼接成的反射面能够增加天线的反射面积，大幅提高其性能。

为实现上述目的，本发明提供拼接式球面阵列天线，包括天线底座和安装在其上端的探测模块，所述天线底座内设有竖直布置的控制主板，所述控制主板的上部延伸至探测模块内，所述探测模块为多个正多边形的探测单元拼接组合成的类球面结构，所述探测模块内设有多层从上往下依次安装的PCB插板，每层所述PCB插板皆水平安装在控制主板上部的板面上，所述探测单元安装在PCB插板的边缘上；所述控制主板包括两块平行设置的金属散热板，两块金属散热板之间设有PCB母板，所述PCB母板的板面与金属散热板的板面平行；所述控制主板上部的板面上设有用于辅助安装PCB插板的安装架。

作为本发明的更进一步改进，所述PCB插板在与控制主板的连接处设有穿过金属散热板与PCB母板连接的插头，所述金属散热板的板面上设有供插头穿过的连接插口。

作为本发明的更进一步改进，每层所述PCB插板皆包括两块能够互相拼接组合的PCB板，两块所述PCB板分别安装在控制主板两侧板面上。

作为本发明的更进一步改进，所述PCB板在与控制主板连接的边缘上设有与控制主板的板面形状相契合的安装缺口。

作为本发明的更进一步改进，所述PCB插板的边缘设有用于固定安装探测单元的固定卡钩。

作为本发明的更进一步改进，所述天线底座的底部设有用于安装控制主板的底板，所述底板上设有一对相对设置的支撑架，所述支撑架分别设置在控制主板的两侧。

作为本发明的更进一步改进，所述天线底座的外壁上设有通风口，所述控制主板的下部板面上设有散热风扇。

作为本发明的更进一步改进，所述探测模块的外部还套设有一天线罩。

有益效果

与现有技术相比，本发明的拼接式球面阵列天线的优点为：

1、本发明中，将数量众多的探测单元预先分别安装在各个PCB插板的边缘，预先组合成数个拼接块，然后将多个拼接块依次安装在控制主板上部，最终组成完整的探测模块。由于整个探测模块为模块化拼接组合，且各个探测单元是预先装配在PCB插板上。因此，大大降低了后期单独安装探测单元时的损坏率。同时，模块化拼接组合的球面阵列天线还具有装配方便的优点，进一步提高了装配效率。

2、并且，由正多边形的探测单元拼接成的反射面，探测单元彼此之间几乎不存在缝隙，提高了探测模块的反射面占有率，进而增加了天线的反射面积，能大幅提高球面阵列天线的性能。

3、控制主板包括两块平行设置的金属散热板。通过设置金属散热板，将PCB母板产生的热量吸收，避免PCB母板的温度过高，影响其正常工作。

4、PCB插板在与控制主板的连接处设有穿过金属散热板与PCB母板连接的插头，金属散热板的板面上设有供插头穿过的连接插口。插头与连接插口配合，方便快速安装PCB插板，提高了装配效率。

5、PCB插板的边缘设有用于固定安装探测单元的固定卡钩。探测单元通过固定卡钩安装在PCB插板的边缘，能够有效防止其脱落，使其安装稳定。

6、支撑架分别设置在控制主板的两侧，辅助安装固定控制主板，避免其因震动、冲击而出现晃动。

7、天线底座的外壁上设有通风口，控制主板的下部板面上设有散热风扇，引导外界的冷空气进入阵列天线内部，形成内外空气流动，带走阵列天线工作时产生的热量，使其能够保持正常运作。同时，还简化了阵列天线的内部结构——其内部无需设置冷却水管和冷却水泵，减小了阵列天线的重量和体积。也方便球面阵列天线前期的生产、组装，后期的检修、维护。

8、探测模块的外部还套设有一天线罩，能避免雨水、尘埃等污染探测模块，起到保护探测模块的作用。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体图；

图2为本发明未安装天线罩时的立体图；

图3为本发明控制主板的立体图；

图4为本发明控制主板的装配图；

图5为本发明天线底座和控制主板装配好后的立体图；

图6为本发明未安装探测单元时的立体图；

图7为本发明安装探测单元时的立体图之一；

图8为本发明安装探测单元时的立体图之二；

图9为本发明安装探测单元时的立体图之三；

图10为本发明安装探测单元时的立体图之四；

图11为本发明图8中A部的局部放大图。

其中：1-探测模块；11-安装架；12-探测单元；13-PCB插板；131-插头；132-安装缺口；133-固定卡钩；2-天线底座；21-通风口；22-底板；3-控制主板；31-PCB母板； 32-金属散热板；321-连接插口；4-散热风扇；5-支撑架；51-通口；6-天线罩。

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，对本发明进一步详细说明。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。

现在参考附图描述本发明的实施例。

实施例

本发明的具体实施方式如图1-11所示，拼接式球面阵列天线，包括天线底座2和安装在其上端的探测模块1，天线底座2内设有竖直布置的控制主板3，通过控制主板3来控制整个阵列天线的运作。并且，本实施例中的控制主板3的上部延伸至探测模块1内，探测模块1安装在控制主板3上。

其中，探测模块1为多个正多边形的探测单元12拼接组合成的类球面结构。由正多边形的探测单元12拼接成的反射面，探测单元12彼此之间几乎不存在缝隙，提高了探测模块1的反射面占有率，进而增加了天线的反射面积，能大幅提高球面阵列天线的性能。

同时，探测模块1内设有多层从上往下依次安装的PCB插板13。每层PCB插板13皆水平安装在控制主板3上部的板面上。探测单元12安装在PCB插板13的边缘上。将数量众多的探测单元12预先分别安装在各个PCB插板13的边缘，预先组合成数个拼接块。然后将多个拼接块依次安装在控制主板3上部，最终组成完整的探测模块1。

由于整个探测模块1为模块化拼接组合，且各个探测单元12是预先装配在PCB插板13上。因此，大大降低了后期单独安装探测单元12时的损坏率。同时，模块化拼接组合的球面阵列天线还具有装配方便的优点，进一步提高了装配效率。

并且，PCB插板13的边缘设有用于固定安装探测单元12的固定卡钩14探测单元通过固定卡钩安装在PCB插板的边缘，能够有效防止其脱落，使其安装稳定。并且，控制主板3上部的板面上还设有用于辅助安装PCB插板13的安装架11。通过安装架11，能够进一步固定PCB插板13，防止其掉落。

控制主板3包括两块平行设置的金属散热板32。两块金属散热板32之间设有PCB母板31。PCB母板31的板面与金属散热板33的板面平行。通过设置金属散热板32，将PCB母板31产生的热量吸收，避免PCB母板31的温度过高，影响其正常工作。本实施例中的金属散热板32的板面上设有齿条状的散热面。通过设置齿条状的散热面，能增加金属散热板32的散热面积，继而提高其散热速率。

PCB插板13在与控制主板3的连接处设有穿过金属散热板32与PCB母板31连接的插头。金属散热板32的板面上设有供插头穿过的连接插口321。插头与连接插口321配合，方便快速安装PCB插板13，提高了装配效率。

另外，天线底座2的底部设有用于安装控制主板3的底板22。底板22上设有一对相对设置的支撑架5。支撑架5分别设置在控制主板3的两侧，辅助安装固定控制主板3，避免其因震动、冲击而出现晃动。

本实施例中的天线底座2的外壁上设有通风口21，控制主板3的下部板面上设有散热风扇4。通风口21与散热风扇4配合，引导外界的冷空气进入阵列天线内部，形成内外空气流动，带走阵列天线工作时产生的热量，使其能够保持正常运作。同时，还简化了阵列天线的内部结构——其内部无需设置冷却水管和冷却水泵，减小了阵列天线的重量和体积。也方便球面阵列天线前期的生产、组装，后期的检修、维护。

需要注意的是：

每层PCB插板13皆包括两块能够互相拼接组合的PCB板，两块PCB板分别安装在控制主板3两侧板面上。PCB板在与控制主板3连接的边缘上设有与控制主板3的板面形状相契合的安装缺口。

探测模块1的外部还套设有一天线罩6，能避免雨水、尘埃等污染探测模块1，起到保护探测模块1的作用。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (8)

1.拼接式球面阵列天线，包括天线底座（2）和安装在其上端的探测模块（1），其特征在于，所述天线底座（2）内设有竖直布置的控制主板（3），所述控制主板（3）的上部延伸至探测模块（1）内，所述探测模块（1）为多个正多边形的探测单元（12）拼接组合成的类球面结构，所述探测模块（1）内设有多层从上往下依次安装的PCB插板（13），每层所述PCB插板（13）皆水平安装在控制主板（3）上部的板面上，所述探测单元（12）安装在PCB插板（13）的边缘上；所述控制主板（3）包括两块平行设置的金属散热板（32），两块金属散热板（32）之间设有PCB母板（31），所述PCB母板（31）的板面与金属散热板（33）的板面平行；所述控制主板（3）上部的板面上设有用于辅助安装PCB插板（13）的安装架（11）。

2.根据权利要求1所述的拼接式球面阵列天线，其特征在于，所述PCB插板（13）在与控制主板（3）的连接处设有穿过金属散热板（32）与PCB母板（31）连接的插头，所述金属散热板（32）的板面上设有供插头穿过的连接插口（321）。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的拼接式球面阵列天线，其特征在于，每层所述PCB插板（13）皆包括两块能够互相拼接组合的PCB板，两块所述PCB板分别安装在控制主板（3）两侧板面上。

4.根据权利要求3所述的拼接式球面阵列天线，其特征在于，所述PCB板在与控制主板（3）连接的边缘上设有与控制主板（3）的板面形状相契合的安装缺口。

5.根据权利要求1中所述的拼接式球面阵列天线，其特征在于，所述PCB插板（13）的边缘设有用于固定安装探测单元（12）的固定卡钩（14）。

6.根据权利要求1中所述的拼接式球面阵列天线，其特征在于，所述天线底座（2）的底部设有用于安装控制主板（3）的底板（22），所述底板（22）上设有一对相对设置的支撑架（5），所述支撑架（5）分别设置在控制主板（3）的两侧。

7.根据权利要求1或6中任意一项所述的拼接式球面阵列天线，其特征在于，所述天线底座（2）的外壁上设有通风口（21），所述控制主板（3）的下部板面上设有散热风扇（4）。

8.根据权利要求1所述的拼接式球面阵列天线，其特征在于，所述探测模块（1）的外部还套设有一天线罩（6）。

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