CN111048896A - 通信系统、天线及其馈电结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信系统、天线及其馈电结构，其中，第一高频辐射单元包括第一巴伦及第一馈电组件；反射板设有相对间隔设置的第一侧面和第二侧面、及贯穿第一侧面与第二侧面的第一通孔，且第一通孔的直径大于第一巴伦的外径；馈电网络包括固设于第二侧面的金属腔体、及设置于金属腔体内的馈电网络组件，金属腔体的侧壁设有与第一通孔对应设置的第二通孔；第一巴伦能够穿过第一通孔并与金属腔体连接，第一馈电组件能够穿过第二通孔并与馈电网络组件电性连接。馈电结构的结构简单，且网络损耗小；如此，采用馈电结构的天线的结构简单，网络损耗下；如此，采用天线的通信系统的结构简单，辐射性能好。

Description

通信系统、天线及其馈电结构

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种通信系统、天线及其馈电结构。

背景技术

随着通信技术的发展，多频多极化的天线成为发展趋势。尤其在5G网络时代，需要在一个天线中集成所有的4G网络制式天线。由于天线内部设有多种辐射单元，不同辐射单元之间的阵列设置非常紧凑，导致辐射单元的馈电结构异常复杂，且网络损耗大。

发明内容

基于此，提出了一种通信系统、天线及其馈电结构，所述馈电结构的结构简单，且网络损耗小；如此，采用所述馈电结构的天线的结构简单，网络损耗下；如此，采用所述天线的通信系统的结构简单，辐射性能好。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种馈电结构，包括：第一高频辐射单元，所述第一高频辐射单元包括第一巴伦及第一馈电组件；反射板，所述反射板设有相对间隔设置的第一侧面和第二侧面、及贯穿所述第一侧面与所述第二侧面的第一通孔，且所述第一通孔的直径大于所述第一巴伦的外径；及馈电网络，所述馈电网络包括固设于所述第二侧面的金属腔体、及设置于所述金属腔体内的馈电网络组件，所述金属腔体的侧壁设有与所述第一通孔对应设置的第二通孔；其中，所述第一巴伦能够穿过所述第一通孔并与所述金属腔体连接，所述第一馈电组件能够穿过所述第二通孔并与所述馈电网络组件电性连接。

上述实施例的馈电结构，将馈电网络的金属腔体采用铆接或卡接等方式固设于反射板的第二侧面上，将馈电网络组件设置于金属腔体内。将第一高频辐射单元的第一巴伦从第一侧面的上方穿过第一通孔，且第一巴伦与反射板不接触，并将第一巴伦的一端采用铆接或卡接等方式固设在金属腔体的侧壁上。将第一高频辐射单元的第一馈电组件穿过金属腔体的侧壁上的第二通孔，使得第一馈电组件与金属腔体内的馈电网络组件电性连接，从而能够对第一高频辐射单元的第一辐射体进行馈电，进而使得第一高频辐射单元能够辐射信号。上述实施例的馈电结构，只需将第一巴伦穿过第一通孔后安装在金属腔体的侧壁上，将第一馈电组件穿过第二通孔后与馈电网络组件进行电性连接，即可对第一高频辐射单元的第一辐射体进行馈电，结构简单，相比传统的馈电方式而言，不需采用同轴电缆进行转接，减少了馈电网络的网络长度，网络损耗小。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述第一高频辐射单元还包括与所述第一馈电组件连接的第一辐射体，所述第一巴伦的一端与所述金属腔体连接，所述第一辐射体与所述第一巴伦的另一端连接，且所述第一辐射体与所述反射板之间的间距等于或近似等于所述第一高频辐射单元的工作频段对应的中心频点的四分之一波长。

在其中一个实施例中，所述金属腔体还设有用于供所述第一馈电组件与所述馈电网络组件焊接的焊接孔。

在其中一个实施例中，馈电结构还包括低频辐射单元及与所述第一高频辐射单元的工作频段相同的第二高频辐射单元，所述低频辐射单元设置于所述第一侧面，所述低频辐射单元包括低频辐射体，所述第二高频辐射单元设置于所述低频辐射体上，且所述第一高频辐射单元的中心轴线、所述低频辐射单元的中心轴线及所述第二高频辐射单元的中心轴线重合或近似重合。

在其中一个实施例中，所述低频辐射体与所述反射板之间的间距等于或近似等于所述低频辐射单元的工作频段对应的中心频点的四分之一波长。

在其中一个实施例中，所述第二高频辐射单元包括第二馈电组件及第一同轴电缆，所述低频辐射体设有用于供所述第二馈电组件穿过的第三通孔，所述反射板设有用于供所述第一同轴电缆穿过的第四通孔，所述第二馈电组件的一端穿过所述第三通孔，所述第一同轴电缆穿过所述第四通孔，且所述第一同轴电缆的一端与所述第二馈电组件的一端电性连接，所述第一同轴电缆的另一端与所述馈电网络组件电性连接。

在其中一个实施例中，所述低频辐射单元包括第二同轴电缆及设置于第一侧面的第二巴伦，所述反射板设有用于供所述第二同轴电缆穿过的第五通孔，所述第二同轴电缆的一端与所述第二巴伦电性连接，所述第二同轴电缆的另一端与所述馈电网络组件电性连接。

在其中一个实施例中，所述第二高频辐射单元还包括第二辐射体，所述第二辐射体与所述反射板之间的间距等于或近似等于所述第二高频辐射单元的工作频段对应的中心频点的二分之一波长。

在其中一个实施例中，所述低频辐射单元及所述第二高频辐射单元均至少为两个，所述低频辐射单元与所述第二高频辐射单元一一对应设置，至少两个所述低频辐射单元呈阵列设置，且相邻的两个所述低频辐射单元之间设有一个所述第一高频辐射单元。

另一方面，提供了一种天线，包括所述的馈电结构。

上述实施例的天线，只需将第一高频辐射单元的第一巴伦穿过反射板的第一通孔后安装在馈电网络的金属腔体的侧壁上，将第一馈电组件穿过第二通孔后与馈电网络组件进行电性连接，即可对第一高频辐射单元的第一辐射体进行馈电，结构简单，相比传统的馈电方式而言，不需采用同轴电缆进行转接，减少了馈电网络的网络长度，网络损耗小，提升天线的增益指标，弥补天线的不同电磁边界的口径相位差异。

再一方面，提供了一种通信系统，包括所述的天线。

上述实施例的通信系统，只需将第一高频辐射单元的第一巴伦穿过反射板的第一通孔后安装在馈电网络的金属腔体的侧壁上，将第一馈电组件穿过第二通孔后与馈电网络组件进行电性连接，即可对第一高频辐射单元的第一辐射体进行馈电，结构简单，相比传统的馈电方式而言，不需采用同轴电缆进行转接，减少了馈电网络的网络长度，网络损耗小，提升天线的增益指标，弥补天线的不同电磁边界的口径相位差异，还能够灵活的调整网络参数，实现产品设计的通用化和指标最优化。

附图说明

图1为一个实施例的馈电结构的结构示意图；

图2为图1的馈电结构的主视图；

图3为图2的馈电结构的第一高频辐射单元的A-A的剖视图；

图4为图1的馈电结构另一视角下的结构示意图；

图5为图1的馈电结构的第一高频辐射单元与发射板及馈电网络的装配爆炸图；

图6为图1的馈电结构的反射板的第二侧面的结构示意图；

图7为图1的馈电结构的金属腔体的俯视图；

图8为图1的馈电结构的馈电网络组件的俯视图；

图9为图1的馈电结构的金属腔体的仰视图。

附图标记说明：

10、馈电结构，100、第一高频辐射单元，110、第一巴伦，120、第一馈电组件，130、第一辐射体，200、反射板，210、第一侧面，220、第二侧面，230、第一通孔，240、第四通孔，300、馈电网络，310、金属腔体，311、第二通孔，312、焊接孔，320、馈电网络组件，400、低频辐射单元，410、低频辐射体，420、第二同轴电缆，500、第二高频辐射单元，510、第二馈电组件，520、第一同轴电缆，530、第二辐射体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”、“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“固设于”另一个元件，或与另一个元件“固定连接”，它们之间可以是可拆卸固定方式也可以是不可拆卸的固定方式。当一个元件被认为是“连接”、“转动连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于约束本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”、“第三”等类似用语不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

还应当理解的是，在解释元件时，尽管没有明确描述，但元件解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。

如图1至图3、图5所示，在一个实施例中，提供了一种馈电结构10，包括第一高频辐射单元100、反射板200及馈电网络300。其中，第一高频辐射单元100包括第一巴伦110及第一馈电组件120。反射板200设有相对间隔设置的第一侧面210和第二侧面220、及贯穿第一侧面210与第二侧面220的第一通孔230，且第一通孔230的直径大于第一巴伦110的外径。馈电网络300包括固设于第二侧面220的金属腔体310、及设置于金属腔体310内的馈电网络组件320，金属腔体310的侧壁设有与第一通孔230对应设置的第二通孔311。第一巴伦110能够穿过第一通孔230并与金属腔体310连接，第一馈电组件120能够穿过第二通孔311并与馈电网络组件320电性连接。

上述实施例的馈电结构10，将馈电网络300的金属腔体310采用铆接或卡接等方式固设于反射板200的第二侧面220上，将馈电网络组件320设置于金属腔体310内。将第一高频辐射单元100的第一巴伦110从第一侧面210的上方穿过第一通孔230，且第一巴伦110与反射板200不接触，并将第一巴伦110的一端采用铆接或卡接等方式固设在金属腔体310的侧壁上。将第一高频辐射单元100的第一馈电组件120穿过金属腔体310的侧壁上的第二通孔311，使得第一馈电组件120与金属腔体310内的馈电网络组件320电性连接，从而能够对第一高频辐射单元100的第一辐射体130进行馈电，进而使得第一高频辐射单元100能够辐射信号。上述实施例的馈电结构10，只需将第一巴伦110穿过第一通孔230后安装在金属腔体310的侧壁上，将第一馈电组件120穿过第二通孔311后与馈电网络组件320进行电性连接，即可对第一高频辐射单元100的第一辐射体130进行馈电，结构简单，相比传统的馈电方式而言，不需采用同轴电缆进行转接，减少了馈电网络300的网络长度，网络损耗小。

第一馈电组件120可以设置为馈电片的形式，可以在第一巴伦110上开设用于供馈电片穿过的通孔，馈电片的一端与第一辐射体130可采用耦合馈电的方式，馈电片的另一端可采用焊接的方式实现与馈电网络组件320的电性连接。第一通孔230的尺寸需要与第一巴伦110的外部轮廓相适应，只需使得第一巴伦110顺畅的穿过第一通孔230且第一巴伦110不与反射板200连接即可。馈电网络组件320可以设置为设有带状线的电路板。

如图3所示，在一个实施例中，第一高频辐射单元100还包括与第一馈电组件120连接的第一辐射体130，第一辐射体130设置于反射板200的第一侧面210的上方，能够顺畅的对信号进行辐射。第一巴伦110的一端与金属腔体310采用铆接或卡接的方式连接。第一辐射体130与第一巴伦110的另一端连接，第一辐射体130可以与第一巴伦110通过压铸成型的方式一体成型。第一辐射体130与反射板200之间的间距(如图1的L所示)等于或近似等于第一高频辐射单元100的工作频段对应的中心频点的四分之一波长。如此，能够保证第一高频辐射单元100具有良好的辐射性能。其中，第一辐射体130与反射板200之间的间距是指第一辐射体130的表面与第一侧面210之间的间距。近似等于是考虑到加工误差和安装误差的影响，在误差允许范围内都可认为是相等。

如图6及图9所示，在上述任一实施例的基础上，金属腔体310还设有用于供第一馈电组件120与馈电网络组件320焊接的焊接孔312。如此，第一馈电组件120从金属腔体310的上侧壁上的第二通孔311插入至金属腔体310内，通过金属腔体310的下侧壁上的焊接孔312将第一馈电组件120和馈电网络组件320进行焊接，使得第一馈电组件120与馈电网络组件320实现稳定的电性连接，操作简单、方便，提高安装效率。

如图1、图2及图4所示，在上述任一实施例的基础上，馈电结构10还包括低频辐射单元400及与第一高频辐射单元100的工作频段相同的第二高频辐射单元500。如此，利用低频辐射单元400、第一高频辐射单元100和第二高频辐射单元500的配合，实现天线的多频多极化。低频辐射单元400采用铆接或卡接等方式设置于第一侧面210。如图1所示，低频辐射单元400包括低频辐射体410，第二高频辐射单元500采用铆接或卡接等方式设置于低频辐射体410上。如此，实现低频辐射单元400与第二高频辐射单元500的嵌套设置。第一高频辐射单元100的中心轴线、低频辐射单元400的中心轴线及第二高频辐射单元500的中心轴线重合或近似重合。如此，使得天线的内部结构紧凑，能够减小天线的尺寸。近似重合是考虑到加工误差和安装误差的影响，在误差允许范围内都可认为是重合。

在一个实施例中，低频辐射体410与反射板200之间的间距等于或近似等于低频辐射单元400的工作频段对应的中心频点的四分之一波长。如此，能够保证低频辐射单元400具有良好的辐射性能。其中，低频辐射体410与反射板200之间的间距是指低频辐射体410的表面与第一侧面210之间的间距。近似等于是考虑到加工误差和安装误差的影响，在误差允许范围内都可认为是相等。

如图2及图4所示，在一个实施例中，第二高频辐射单元500包括第二馈电组件510及第一同轴电缆520。低频辐射体410设有用于供第二馈电组件510穿过的第三通孔(未图示)，反射板200设有用于供第一同轴电缆520穿过的第四通孔240(如图6所示)。第二馈电组件510的一端穿过第三通孔，第一同轴电缆520穿过第四通孔240，第一同轴电缆520的一端与第二馈电组件510的一端通过焊接等方式进行电性连接，第一同轴电缆520的另一端与馈电网络组件320通过焊接等方式进行电性连接。如此，可以将第二馈电组件510的一端穿过低频辐射体410的第三通孔；第一同轴电缆520穿过第四通孔240后，利用第一同轴电缆520实现第二馈电组件510与馈电网络组件320的电性连接；再利用第二馈电组件510的另一端与第二高频辐射单元500的第二辐射体530的连接实现对第二辐射体530的馈电；从而能够顺畅的将能量传输至第二辐射体530，保证第二高频辐射单元500的辐射性能。第二馈电组件510可以设置为馈电片的形式。同时，还可以灵活的调整第一同轴电缆520的长度，从而能够灵活的调整网络参数，实现产品设计的通用化和指标最优化。

如图4、图6至图9所示，在一个实施例中，低频辐射单元400包括第二同轴电缆420及设置于第一侧面210的第二巴伦(未图示)。反射板200设有用于供第二同轴电缆420穿过的第五通孔(未图示)。第二同轴电缆420的一端穿过第五通孔，第二同轴电缆420的一端与第二巴伦通过焊接等方式进行电性连接，第二同轴电缆420的另一端与馈电网络组件320通过焊接等方式进行电性连接。如此，将第二同轴电缆420穿过第五通孔，利用第二同轴电缆420将第二巴伦与馈电网络组件320实现电性连接，从而能够利用极短的第二同轴电缆420实现对低频辐射单元400的馈电，弥补天线的不同电磁边界的口径相位差异。当然，在其他实施例中，低频辐射单元400还可以采取现有的其他结构，只需满足能够对信号进行辐射并便于与第二高频辐射单元500进行嵌套安装即可。

如图1及图4所示，在一个实施例中，第二高频辐射单元500还包括第二辐射体530，第二辐射体530与反射板200之间的间距(如图1的H所示)等于或近似等于第二高频辐射单元500的工作频段对应的中心频点的二分之一波长。如此，能够保证第二高频辐射单元500具有良好的辐射性能。其中，第二辐射体530与反射板200之间的间距是指第二辐射体530的表面与第一侧面210之间的间距。近似等于是考虑到加工误差和安装误差的影响，在误差允许范围内都可认为是相等。

在一个实施例中，第一辐射体130与反射板200之间的间距等于或近似等于第一高频辐射单元100的工作频段对应的中心频点的四分之一波长；低频辐射体410与反射板200之间的间距等于或近似等于低频辐射单元400的工作频段对应的中心频点的四分之一波长；第二辐射体530与反射板200之间的间距等于或近似等于第二高频辐射单元500的工作频段对应的中心频点的二分之一波长。如此，能够保证第一高频辐射单元100、低频辐射单元400及第二高频辐射单元500均具有良好的辐射性能。

如图1、图2及图4所示，在一个实施例中，低频辐射单元400及第二高频辐射单元500均至少为两个，低频辐射单元400与第二高频辐射单元500一一对应设置，至少两个低频辐射单元400呈阵列设置。且相邻的两个低频辐射单元400之间设有一个第一高频辐射单元100。如此，使得天线的第一高频辐射单元100、低频辐射单元400及第二高频辐射单元500均呈阵列设置，使得天线内部结构紧凑，减小天线尺寸。

如图1至图3所示，在一个实施例中，还提供了一种天线，包括上述任一实施例的馈电结构10。

上述实施例的天线，只需将第一高频辐射单元100的第一巴伦110穿过反射板200的第一通孔230后安装在馈电网络300的金属腔体310的侧壁上，将第一馈电组件120穿过第二通孔311后与馈电网络组件320进行电性连接，即可对第一高频辐射单元100的第一辐射体130进行馈电，结构简单，相比传统的馈电方式而言，不需采用同轴电缆进行转接，减少了馈电网络300的网络长度，网络损耗小，提升天线的增益指标，弥补天线的不同电磁边界的口径相位差异。

在一个实施例中，还提供了一种通信系统，包括上述任一实施例的天线。

上述实施例的通信系统，只需将第一高频辐射单元100的第一巴伦110穿过反射板200的第一通孔230后安装在馈电网络300的金属腔体310的侧壁上，将第一馈电组件120穿过第二通孔311后与馈电网络组件320进行电性连接，即可对第一高频辐射单元100的第一辐射体130进行馈电，结构简单，相比传统的馈电方式而言，不需采用同轴电缆进行转接，减少了馈电网络300的网络长度，网络损耗小，提升天线的增益指标，弥补天线的不同电磁边界的口径相位差异，还能够灵活的调整网络参数，实现产品设计的通用化和指标最优化。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的约束。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种馈电结构，其特征在于，包括：

第一高频辐射单元，所述第一高频辐射单元包括第一巴伦及第一馈电组件；

反射板，所述反射板设有相对间隔设置的第一侧面和第二侧面、及贯穿所述第一侧面与所述第二侧面的第一通孔，且所述第一通孔的直径大于所述第一巴伦的外径；及

馈电网络，所述馈电网络包括固设于所述第二侧面的金属腔体、及设置于所述金属腔体内的馈电网络组件，所述金属腔体的侧壁设有与所述第一通孔对应设置的第二通孔；

其中，所述第一巴伦能够穿过所述第一通孔并与所述金属腔体连接，所述第一馈电组件能够穿过所述第二通孔并与所述馈电网络组件电性连接。

2.根据权利要求1所述的馈电结构，其特征在于，所述第一高频辐射单元还包括与所述第一馈电组件连接的第一辐射体，所述第一巴伦的一端与所述金属腔体连接，所述第一辐射体与所述第一巴伦的另一端连接，且所述第一辐射体与所述反射板之间的间距等于或近似等于所述第一高频辐射单元的工作频段对应的中心频点的四分之一波长。

3.根据权利要求1所述的馈电结构，其特征在于，所述金属腔体还设有用于供所述第一馈电组件与所述馈电网络组件焊接的焊接孔。

4.根据权利要求1至3任一项所述的馈电结构，其特征在于，还包括低频辐射单元及与所述第一高频辐射单元的工作频段相同的第二高频辐射单元，所述低频辐射单元设置于所述第一侧面，所述低频辐射单元包括低频辐射体，所述第二高频辐射单元设置于所述低频辐射体上，且所述第一高频辐射单元的中心轴线、所述低频辐射单元的中心轴线及所述第二高频辐射单元的中心轴线重合或近似重合。

5.根据权利要求4所述的馈电结构，其特征在于，所述低频辐射体与所述反射板之间的间距等于或近似等于所述低频辐射单元的工作频段对应的中心频点的四分之一波长。

6.根据权利要求4所述的馈电结构，其特征在于，所述第二高频辐射单元包括第二馈电组件及第一同轴电缆，所述低频辐射体设有用于供所述第二馈电组件穿过的第三通孔，所述反射板设有用于供所述第一同轴电缆穿过的第四通孔，所述第二馈电组件的一端穿过所述第三通孔，所述第一同轴电缆穿过所述第四通孔，且所述第一同轴电缆的一端与所述第二馈电组件的一端电性连接，所述第一同轴电缆的另一端与所述馈电网络组件电性连接。

7.根据权利要求4所述的馈电结构，其特征在于，所述低频辐射单元包括第二同轴电缆及设置于第一侧面的第二巴伦，所述反射板设有用于供所述第二同轴电缆穿过的第五通孔，所述第二同轴电缆的一端与所述第二巴伦电性连接，所述第二同轴电缆的另一端与所述馈电网络组件电性连接。

8.根据权利要求4所述的馈电结构，其特征在于，所述第二高频辐射单元还包括第二辐射体，所述第二辐射体与所述反射板之间的间距等于或近似等于所述第二高频辐射单元的工作频段对应的中心频点的二分之一波长。

9.根据权利要求4所述的馈电结构，其特征在于，所述低频辐射单元及所述第二高频辐射单元均至少为两个，所述低频辐射单元与所述第二高频辐射单元一一对应设置，至少两个所述低频辐射单元呈阵列设置，且相邻的两个所述低频辐射单元之间设有一个所述第一高频辐射单元。

10.一种天线，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的馈电结构。

11.一种通信系统，其特征在于，包括如权利要求10所述的天线。

Images