CN110970738A - 一种双极化天线阵面组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双极化天线阵面组件，包括面板、双极化天线、固定架、吸波材料层；所述面板与固定架固定；所述双极化天线设置在面板一侧；所述吸波材料层覆盖在面板上；其特征在于，所述面板一侧固定有多个非金属材质的连接座；所述连接座嵌入吸波材料层，所述连接座上设置双极化天线，双极化天线的接口贯穿设置在连接座上的孔与极化开关的接口连接，所述极化开关用于切换双极化天线的极化状态。本发明的双极化天线阵面组件通过连接座可方便安装和更换极化天线，通过极化开关即可切换双极化天线的极化状态，安装方便，无需复杂的布线。

Description

一种双极化天线阵面组件
技术领域
本发明属于5G移动通信基站天线测量领域，特别是一种双极化天线阵面组件。
背景技术
目前，对于5G移动通信技术的研究和相关样机的生产已经在全球范围内掀起一场移动通信产业革新的浪潮。大规模有源天线阵列技术作为5G移动通信技术的关键技术之一，受到了业界的广泛关注。5G Massive MIMO天线OTA测量方法是目前通信天线领域中的一个研究热点，已有多家设备生产厂商及仪表厂商提出了各自有针对性的测试方法，其中，基于阵列天线的近场准平面波生成方法用于5G移动通信基站与终端的天线和射频指标测量。中国专利申请号为201810094455.2的专利文献公开了一种基于阵列天线的准平面波生成器，包括二维阵列天线口面、阵列天线单元和阵列天线馈电模块；所述阵列天线单元位于所述二维阵列天线口面的一侧；所述馈电天线网络分布于阵列天线单元的另一侧，用于为阵列天线单元提供所需要激励的幅度和相位信号；所述准平面波生成器能够实现在距二维阵列天线口面一定距离处(1.5倍口径尺寸为中心的圆柱形区域)形成高质量(即电场幅度变化峰峰值小于2dB，相位变化峰峰值小于15°的)准平面波静区，阵列天线如何安装在二维阵列天线口面并没有具体说明，并且前述专利文献中的阵列天线采用双极化天线会造成成本增加，测试效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双极化天线阵面组件，以实现阵列天线与二维阵列天线口面的安装，方便安装和更换极化天线。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种双极化天线阵面组件，包括面板、双极化天线、固定架、吸波材料层、馈电模块；所述面板固定在固定架一侧；所述双极化天线设置在面板上；所述吸波材料层覆盖在面板上；其特征在于，所述面板一侧固定有多个非金属材质的连接座；所述连接座嵌入吸波材料层，所述连接座上设置双极化天线，双极化天线的接口贯穿设置在连接座上的孔与极化开关的接口连接，所述极化开关用于切换双极化天线的极化状态。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
(1)本发明的双极化天线装置采用双极化天线，可测基站的总功率和方向图等性能，无需旋转；双极化天线阵面组件上的极化开关接上馈电模块即可进行测量。
(2)通过极化开关即可切换双极化天线的极化状态，只需通过极化开关切换天线阵列中双极化天线的两种极化状态，无需变动天线阵列的位置，就可以测量获得两个极化方向的全部测试数据，从而简化了测试流程，提高了测试效率，降低了天线阵列的组建成本。
(3)通过连接座可方便安装和更换极化天线。
(4)双极化天线采用快插接口与极化开关连接，安装方便，无需复杂的布线。
附图说明
图1为本发明双极化天线阵面组件实施例1的总体结构示意图。
图2为本发明双极化天线阵面组件实施例2(去除吸波材料层)的总体结构示意图。
图3为双极化天线与极化开关的连接示意图。
图4为双极化天线与极化开关的爆炸示意图。
图5为双极化天线阵面组件的后视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
实施例1
结合图1，本实施例的一种双极化天线阵面组件，包括面板1、双极化天线2、连接座3、固定架4、吸波材料层5、极化开关6；所述面板1固定在固定架4一侧；所述双极化天线2设置在面板1上；所述吸波材料层5覆盖在面板1上；所述面板1一侧固定有多个非金属材质的连接座3，连接座3必须是非金属材质，比如塑料，以免电磁波反射，引起测试误差，影响测试结果。吸波材料层5具有让位通孔给连接座3让位，吸波材料围绕在连接座3周围，所述连接座3嵌入吸波材料层5，所述连接座3上设置双极化天线2，每一个双极化天线2对应连接一个连接座3，双极化天线2的接口贯穿设置在连接座3上的孔与极化开关6的接口连接，所述极化开关6用于切换双极化天线2的极化状态。本实施例的面板1上安装了256个双极化天线2，每个天线2与一个极化开关6连接。由于吸波材料层5覆盖在面板1上，连接座3嵌在吸波材料层5中。吸波材料是为了防止面板1反射信号，但是吸波材料具有一定的厚度，则必然造成双极化天线2不能直接安装在面板1上，因此，连接座3主要起到给双极化天线2垫高和固定连接的作用，即保证吸波材料层5能够方便安装，又保证双极化天线2方便安装，同时连接座3可以固定极化开关6。极化开关可以控制双极化天线切换两种极化状态，一种为全部选择垂直极化，一种为全部选择水平极化。当然，双极化天线与水平地面保持±45°两种极化方向时也可以测试。在测试基站的辐射功率和方向图的过程中，本实施例中只需通过极化开关切换天线阵列中双极化天线的两种极化状态，无需变动天线阵列的位置，就可以测量获得两个极化方向的全部测试数据，从而简化了测试流程，提高了测试效率。另外，如果每个双极化天线不通过极化开关，而是直接连接到馈电模块，在天线阵列不发生位置变动的情况下测试基站的辐射功率和方向图，则馈电模块需要两个测试链路来接入一个双极化天线，馈电模块复杂度会增大，每一个双极化天线的两个测试链路都需要加调幅调相，馈电模块中的器件数量相当于本方案的馈电模块的两倍数量，从而增加测试系统的组建成本；同样，在天线阵列发生位置变动的情况下测试基站的辐射功率和方向图，则需要对天线阵列进行旋转，必然会增加旋转机构，从而会增加测试系统的复杂度和组建成本。
在本实施例中，极化开关既可以选用继电器开关，也可以选用电子开关，还可以使用其他具有相同功能的开关，例如固态开关。
本实施例中连接座3可拆卸地安装在面板1上，连接座3与面板1通过螺钉固定的，螺钉从面板1的后面拧入到位于面板1的前面的连接座3的螺钉孔中，连接座3采用非金属材料，所述面板1可以是金属材料，也可以是非金属材料，只要保证结构强度符合要求就可以了。
结合图3、图4，极化开关6固定在连接座3内，连接座3具有镂空的安装空腔，极化开关6设置在安装空腔里面，两者通过螺钉固定，面板1设有连接孔来供极化开关 6连线。双极化天线2采用的是快插接口，与之配合地，极化开关6的接口也采用快插接口，这样可以快速安装，同时也可以减少布线。当极化开关6安装在连接座3内时，双极化天线2的接口与极化开关6的接口插入式连接。
所述双极化天线是双极化喇叭天线或双极化Vivaldi天线。
所述吸波材料为铁氧体吸波材料、电介质陶瓷吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、导电高分子吸波材料或纳米吸波材料。
结合图5，所述固定架4包括型材4-1、固定在型材4-1后端一圈的边框4-3；所述型材4-1后用于固定面板1；所述型材4-1上设有连接杆4-2，用来连接支撑架。
优选的，型材4-1上还设有固定座8，用于固定连接馈电模块7，所述馈电模块7 设置在固定架4另一侧，用于为双极化天线2提供所需要激励的幅度和相位信号，具体的，所述馈电模块7可通过固定座8与固定架4固定，也可不与固定架4固定，与固定架4固定时，有利于极化开关6与馈电模块7的接线，布线较短且简单整洁，同时馈电模块7从双极化天线阵面组件内引出的信号接口会比较少，大概两个-四个之间的信号接口，减少了双极化天线阵面组件与仪器仪表之间的信号线，有利于在需要双极化天线阵面组件能够旋转时，比如从垂直-水平极化状态旋转至与水平地面保持±45°的极化状态，不会因为过多的信号线而无法实现旋转安装，同时，降低了测试系统的组建成本。
实施例2
本实施例中的连接座3与面板1一体成型，即面板1上具有凸起的连接座3，如图 2。连接座3与面板1可以由塑料一体成型而成，此时，连接座3为面板1均为非金属材料。
极化开关6固定在面板1后面，由于隔着连接座3，则双极化天线2的接口与极化开关6的接口会比较长，才能够连接在一起。极化开关6与馈电模块7电连接，馈电模块7与外部的仪器仪表放在一起，其他与实施例1一致，本实施例中不再赘述。
本发明的双极化天线阵面组件应用于微波电波测试暗室，用于测试5G MassiveMIMO天线OTA测量，上述所说的测试系统为微波电波测试暗室系统。
本发明的双极化天线装置采用双极化天线，可测基站的总功率和方向图等性能，无需旋转。双极化天线阵面组件上的极化开关接上馈电模块7即可进行测量，通过极化开关即可切换双极化天线的极化状态，只需通过极化开关切换天线阵列中双极化天线的两种极化状态，无需变动天线阵列的位置，就可以测量获得两个极化方向的全部测试数据，从而简化了测试流程，提高了测试效率，降低了天线阵列的组建成本；通过连接座可方便安装和更换极化天线。双极化天线采用直插接口与极化开关连接，安装方便，无需复杂的布线。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双极化天线阵面组件，包括面板(1)、双极化天线(2)、固定架(4)和吸波材料层(5)；所述面板(1)固定在固定架(4)一侧；所述双极化天线(2)设置在面板(1)上；所述吸波材料层(5)覆盖在面板(1)上；其特征在于，所述面板(1)一侧固定有多个非金属材质的连接座(3)；所述连接座(3)嵌入吸波材料层(5)，所述连接座(3)上设置双极化天线(2)，双极化天线(2)的接口贯穿设置在连接座(3)上的孔与极化开关(6)的接口连接，所述极化开关(6)用于切换双极化天线(2)的极化状态。
2.根据权利要求1所述的双极化天线阵面组件，其特征在于，所述极化开关(6)固定在面板(1)另一侧。
3.根据权利要求1所述的双极化天线阵面组件，其特征在于，所述连接座(3)上设有安装空腔，所述极化开关(6)固定在连接座(3)的安装空腔内。
4.根据权利要求1所述的双极化天线阵面组件，其特征在于，所述连接座(3)可拆卸地安装在面板(1)上。
5.根据权利要求1所述的双极化天线阵面组件，其特征在于，所述连接座(3)与面板(1)一体成型。
6.根据权利要求1所述的双极化天线阵面组件，其特征在于，所述双极化天线(2)采用的是快插接口，所述极化开关(6)采用与双极化天线(2)相配合的快插接口。
7.根据权利要求1所述的双极化天线阵面组件，其特征在于，双极化天线为双极化喇叭天线或双极化Vivaldi天线。
8.根据权利要求1所述的双极化天线阵面组件，其特征在于，还包括馈电模块(7)，所述馈电模块(7)设置在固定架(4)另一侧，用于为双极化天线(2)提供所需要激励的幅度和相位信号。
9.根据权利要求8所述的双极化天线阵面组件，其特征在于，所述固定架(4)另一侧设有固定座(8)，固定连接馈电模块(7)。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的双极化天线阵面组件，其特征在于，所述固定架(4)包括型材(4-1)、固定在型材(4-1)后端一圈的边框(4-3)；所述型材(4-1)用于固定面板(1)；所述型材(4-1)上设有连接杆(4-2)，用来连接支撑架。
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