CN110970714A - 一种塑料振子单元及天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种塑料振子单元，包括一个塑料基层和设于所述塑料基层上的多个塑料振子，所述塑料基层上附着设有第一空气微带电路，每个所述塑料振子的上方设有上层空气贴片，所述上层空气贴片设有由第二空气微带电路形成的第一开窗；每个所述塑料振子的下方设有的下层空气贴片，所述下层空气贴片设有由第三空气微带电路形成的第二开窗。本发明还提供一种包括有所述塑料振子单元的天线。借此，本发明不仅具有高精度、高性能、低重量和低成本的优势，而且可以实现低剖面、小型化。

Description

一种塑料振子单元及天线
技术领域
本发明涉及基站天线技术领域，尤其涉及一种塑料振子单元及天线。
背景技术
随着5G(5th generation mobile networks，第五代移动通信技术)网络的频段上移、单基站覆盖能力减弱，导致基站数量增加，天线使用数量大幅提升。预测5G基站总数将是4G基站数量的1.3～1.5倍。
基于5G时代扩充网格容量的需求，天线阵升级为Massive MIMO(MassiveMultiple-Input Multiple-Out-put，大规模阵列天线)技术。5G基站将大规模的采用4T4R，8T8R和Massive MIMO阵列天线以及微基站天线为主，其中微基站天线的超宽频的实现需要多频多振元，大型天线阵列将会搭载几十个振子，这样使得振子的数量需求大大提高。再者，基站天线由原来的分离式(天线+远端射频模块RRU)向AAU(Active Antenna Unit，一体化有源天线)发展，使得单个天线的整体价值提升。并且，5G大规模天线阵列的应用使得振子形态趋于小型化并且数量大幅度增加。
传统的振子常采用金属工艺振子、钣金阵子、PCB贴片振子，但若大量使用振子会导致成本过高的问题。另外，由于5G频段高，传统的振子将无法达到对应的精度要求。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种塑料振子单元及天线，其不仅具有高精度、高性能、低重量和低成本的优势，而且可以实现低剖面、小型化。
为了实现上述目的，本发明提供一种塑料振子单元，包括一个塑料基层和设于所述塑料基层上的多个塑料振子，所述塑料基层上附着设有第一空气微带电路，每个所述塑料振子的上方设有上层空气贴片，所述上层空气贴片设有由第二空气微带电路形成的第一开窗；每个所述塑料振子的下方设有的下层空气贴片，所述下层空气贴片设有由第三空气微带电路形成的第二开窗。
根据本发明所述的塑料振子单元，所述上层空气贴片的所述第一开窗的中间包括由至少两个第二空气微带电路交叉形成的第一交叉结构；所述下层空气贴片的所述第二开窗的中间包括由至少两个第三空气微带电路交叉形成的第二交叉结构。
根据本发明所述的塑料振子单元，所述第一开窗和/或所述第二开窗为多边形、圆形、椭圆形、环形或者不规则形。
根据本发明所述的塑料振子单元，所述第一空气微带电路形成功分网络；且所述第一空气微带电路分别与所述第二空气微带电路和所述第三空气微带电路相连接。
根据本发明所述的塑料振子单元，所述塑料基层上设有多个塑料振子组，每个所述塑料振子组由水平排列的多个所述塑料振子组成；每个所述塑料振子组通过所述第一空气微带电路进行功分。
根据本发明所述的塑料振子单元，所述上层空气贴片通过镭雕和/或电镀方式加工后附着在所述塑料振子上；
所述下层空气贴片通过镭雕和/或电镀方式加工后附着在所述塑料振子上；和/或
所述第一空气微带电路通过镭雕和/或电镀方式加工后附着在所述塑料基层上。
根据本发明所述的塑料振子单元，所述塑料基层和所述多个塑料振子一体注塑成型；和/或
所述塑料基层上一体成型形成至少一个输入柱。
根据本发明所述的塑料振子单元，所述塑料基层在每相邻两个所述塑料振子之间设有至少一个隔离柱和至少一个隔离条，所述隔离条固定在所述隔离柱上。
根据本发明所述的塑料振子单元，所述塑料基层的前后两侧分别附着有铜箔层。
本发明还提供一种包括有所述塑料振子单元的天线，其特征在于，所述天线还包括有反射板，所述反射板上设有至少一个所述塑料振子单元。
根据本发明所述的天线，所述塑料振子单元由水平排列的6个所述塑料振子组成；所述天线包括有16个所述塑料振子单元，16个所述塑料振子单元分为8组竖直排列，每组包括水平排列的2个所述塑料振子单元。
本发明塑料振子单元包括一个塑料基层和设于塑料基层上的多个塑料振子，所述塑料基层上附着设有第一空气微带电路，每个塑料振子的上方、下方分别设有微带天线开窗模式的上层空气贴片和下层空气贴片。更好的是，所述上层空气贴片的第一开窗的中间包括由至少两个第二空气微带电路交叉形成的第一交叉结构；所述下层空气贴片的第二开窗的中间包括由至少两个第三空气微带电路交叉形成的第二交叉结构。本发明塑料振子单元采用塑料材质，能够更好的满足5G天线高精度、低成本、高性能的需求，并且微带天线开窗模式能够有效的降低上层空气贴片和下层空气贴片的辐射高度，不仅可以实现低剖面、小型化，而且能够提高天线的辐射增益和带宽。
附图说明
图1是本发明优选塑料振子单元的俯视图；
图2是本发明优选塑料振子单元的仰视图；
图3是本发明优选塑料振子单元的立体图；
图4是本发明优选具有所述塑料振子单元的天线的俯视图。
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。
需要说明的，本说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。
此外，在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可以用不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求书中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此系包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。
如图1～3所示，本发明提供一种塑料振子单元10，包括一个塑料基层11和设于塑料基层11上的多个塑料振子12，优选的是，塑料基层11和多个塑料振子12一体注塑成型。所述塑料基层11上附着设有第一空气微带电路13，如图1所示，每个塑料振子12的上方设有上层空气贴片14，上层空气贴片14设有由第二空气微带电路141形成的第一开窗142。如图2所示，每个塑料振子12的下方设有的下层空气贴片15，下层空气贴片15设有由第三空气微带电路151形成的第二开窗152。
本发明提出塑料振子单元10，可应用于小型化5G塑料天线，并且塑料振子单元10采用微带天线开窗模式能够非常有效的降低上层空气贴片14和下层空气贴片15的辐射高度，从而可以满足5G天线的低剖面、小型化的需求，并且能够提高天线的辐射增益和带宽。
本实施例中，所述第一开窗142和/或第二开窗152为正方形。实际上，本发明第一开窗142和第二开窗152的形状不受限制，可以为任意的多边形、圆形、椭圆形、环形或者不规则形等。
优选的是，所述上层空气贴片14的第一开窗142的中间包括由至少两个第二空气微带电路141交叉形成的第一交叉结构。更好的是，两个第二空气微带电路141垂直正交形成第一交叉结构，可在两个第二空气微带电路141的交叉处进行加载。上层空气贴片14的第一开窗142采用交叉式微带天线开窗模式能够有效的形成高交叉极化比，高前后比，高增益，高带宽，低剖面，小型化。
优选的是，所述下层空气贴片15的第二开窗152的中间包括由至少两个第三空气微带电路151交叉形成的第二交叉结构。第二交叉结构与第一交叉结构相互对应。更好的是，两个第三空气微带电路151垂直正交形成第二交叉结构，可在两个第三空气微带电路151的交叉处可进行加载。下层空气贴片15与上层空气贴片14可以形成双谐振，产生宽带效应，并且在一定程度上能够实现低剖面和小型化的效果。
优选的是，所述上层空气贴片14通过镭雕和/或电镀等方式加工后附着在塑料振子12上；下层空气贴片15通过镭雕和/或电镀等方式加工后附着在塑料振子12上；和/或第一空气微带电路13通过镭雕和/或电镀等方式加工后附着在塑料基层11上。本发明加工简单，后期无需进行大量的人工装配，在一定程度上减少了天线的成本。所述塑料振子单元10采用塑料模具注塑后，再经过镭雕、电镀等工艺加工成型，塑料材料的特性决定了高精度、低重量和低成本特性，而高精度、低重量和低成本等优势将会推动塑料振子的发展。
优选的是，所述上层空气贴片14通过镭雕和/或电镀方式加工后附着在塑料振子12上；下层空气贴片15通过镭雕和/或电镀方式加工后附着在塑料振子12上；和/或第一空气微带电路13通过镭雕和/或电镀方式加工后附着在塑料基层11上。本发明加工简单，后期无需进行大量的人工装配，在一定程度上减少了天线的成本。本发明塑料振子单元10采用塑料模具注塑后，再经过镭雕、电镀等工艺加工成型，塑料材料的特性决定了高精度、低重量和低成本特性，而高精度、低重量和低成本等优势将会推动塑料振子的发展。
如图1～图3所示的实施例中，所述第一空气微带电路13形成功分网络。且第一空气微带电路13分别与第二空气微带电路141和第三空气微带电路151相连接。本实施例中，第一空气微带电路13形成一分三的功分网络。可利用发射板充当功分器的地，能够更好的减少电镀面积和成本。当然，本发明功分网络14不限于一分三功分网络，还可以是一分二功分网络、一分四功分网络、一分五功分网络等。
优选的是，所述塑料基层11上设有多个塑料振子组，每个塑料振子组由水平排列的多个塑料振子12组成；每个塑料振子组通过第一空气微带电路13进行功分。如图1～图3所示的实施例中，塑料振子单元10由水平排列的6个塑料振子12组成。本发明塑料振子单元10采用6合1的方式，每3个振子为1组，每组采用空气微带的方式进行功分，在一定程度上减少了镭雕的面积和时间，从而减少天线的成本。当然，每个塑料振子单元10所包含的塑料振子12可以为2个、3个、4个、5个、7个或更多个数，即塑料振子12的个数并不限制。
如图1和图3所示，所述塑料基层11优选在每两个塑料振子12之间设有至少一个隔离柱18和至少一个隔离条19，隔离条19固定在隔离柱18上。本发明通过一定的隔离条19等隔离边界，去除边列和旁边振元的互偶影响，从而实现高隔离的效果，通过高温烫压的方式，将隔离条19与隔离柱18固定在一起。通过控制该隔离柱18保证隔离条19的安装高度和稳定度。
如图2所示，所述塑料基层11上优选设有作为输入口的输入柱16，塑料基层11和输入柱16优选为一体注塑成型，能够更好的减少模具成本。后期，塑料材质的输入柱16可通过焊接等方式作为焊接点，与下层校准网络等单元或部件连接。
如图1～图3所示，所述塑料基层11的前后两侧分别附着有预定高度的金属箔层17，金属箔层17采用金属材质制成。本实施例中，金属箔层17优选为铜箔层。当然，金属箔层17也可以为铝箔层等。金属箔层17连接底部进行接地，此处设计能够有效的提高振子的交叉极化和隔离度等指标，并且能够充分的保证塑料振子在整机天线中的数据。
如图4所示，本发明还提供一种包括有如图1～图3所示的塑料振子单元10的天线100，天线100还包括有反射板，反射板上设有至少一个塑料振子单元10。所述天线100优选为5G天线。
更好的是，所述塑料振子单元10由水平排列的6个塑料振子12组成；天线100包括有16个塑料振子单元10，16个塑料振子单元10分为8组竖直排列，每组包括水平排列的2个塑料振子单元10。本发明主要设计是在轴向方向上进行组合，为实现塑料振子的装配简单、快速，将塑料振子做成1拖6的方式，整机天线采用16组塑料模块进行装配，在一定程度上降低了天线的人工成本。当然，本发明天线100所包含的塑料振子单元10的数量并不受限制。
综上所述，本发明塑料振子单元包括一个塑料基层和设于塑料基层上的多个塑料振子，所述塑料基层上附着设有第一空气微带电路，每个塑料振子的上方、下方分别设有微带天线开窗模式的上层空气贴片和下层空气贴片。更好的是，所述上层空气贴片的第一开窗的中间包括由至少两个第二空气微带电路交叉形成的第一交叉结构；所述下层空气贴片的第二开窗的中间包括由至少两个第三空气微带电路交叉形成的第二交叉结构。本发明塑料振子单元采用塑料材质，能够更好的满足5G天线高精度、低成本、高性能的需求，并且微带天线开窗模式能够有效的降低上层空气贴片和下层空气贴片的辐射高度，不仅可以实现低剖面、小型化，而且能够提高天线的辐射增益和带宽。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种塑料振子单元，其特征在于，包括一个塑料基层和设于所述塑料基层上的多个塑料振子，所述塑料基层上附着设有第一空气微带电路，每个所述塑料振子的上方设有上层空气贴片，所述上层空气贴片设有由第二空气微带电路形成的第一开窗；每个所述塑料振子的下方设有的下层空气贴片，所述下层空气贴片设有由第三空气微带电路形成的第二开窗。
2.根据权利要求1所述的塑料振子单元，其特征在于，所述上层空气贴片的所述第一开窗的中间包括由至少两个第二空气微带电路交叉形成的第一交叉结构；所述下层空气贴片的所述第二开窗的中间包括由至少两个第三空气微带电路交叉形成的第二交叉结构。
3.根据权利要求1所述的塑料振子单元，其特征在于，所述第一开窗和/或所述第二开窗为多边形、圆形、椭圆形、环形或者不规则形。
4.根据权利要求1所述的塑料振子单元，其特征在于，所述第一空气微带电路形成功分网络；且所述第一空气微带电路分别与所述第二空气微带电路和所述第三空气微带电路相连接。
5.根据权利要求1所述的塑料振子单元，其特征在于，所述塑料基层上设有多个塑料振子组，每个所述塑料振子组由水平排列的多个所述塑料振子组成；每个所述塑料振子组通过所述第一空气微带电路进行功分。
6.根据权利要求1所述的塑料振子单元，其特征在于，所述上层空气贴片通过镭雕和/或电镀方式加工后附着在所述塑料振子上；
所述下层空气贴片通过镭雕和/或电镀方式加工后附着在所述塑料振子上；和/或
所述第一空气微带电路通过镭雕和/或电镀方式加工后附着在所述塑料基层上。
7.根据权利要求1所述的塑料振子单元，其特征在于，所述塑料基层和所述多个塑料振子一体注塑成型；和/或
所述塑料基层上一体成型形成至少一个输入柱。
8.根据权利要求1所述的塑料振子单元，其特征在于，所述塑料基层在每相邻两个所述塑料振子之间设有至少一个隔离柱和至少一个隔离条，所述隔离条固定在所述隔离柱上。
9.根据权利要求1所述的塑料振子单元，其特征在于，所述塑料基层的前后两侧分别附着有铜箔层。
10.一种包括有如权利要求1～9任一项所述塑料振子单元的天线，其特征在于，所述天线还包括有反射板，所述反射板上设有至少一个所述塑料振子单元。
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