CN111063998A - 天线及馈电校准网络装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线及馈电校准网络装置，该馈电校准网络装置包括第一电路板及移相器；第一电路板包括基板、第一接地层、第二接地层以及校准网络电路层，第一接地层设置于基板的一面，第二接地层与第一接地层相对设置，校准网络电路层夹设于基板中；移相器包括壳体及第二电路板；壳体包括条形槽、以及金属层，壳体固设于第一接地层，使得条形槽与第一接地层形成容置腔；第二电路板固设于所容置腔内，且第二电路板设有与校准网络电路层馈电连接的移相电路层，移相电路层与第一接地层及第二接地层绝缘设置。该馈电校准网络装置能减少装配零件，且与传统技术相比能够减轻重量。该天线采用了该馈电校准网络装置，有利于小型化及轻量化。

Description

天线及馈电校准网络装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种天线及馈电校准网络装置。

背景技术

随着天线技术发展，小型化天线已成为天线的发展趋势。移相器、校准网络板网络是基站天线的核心元件。

目前，现有的移相器和校准网络板均采用分体设计，网络移相器需与校准网络板的通过电缆进行连接。而随着天线中集成的辐射单元数量越来越多，此方式会造成零件过多、焊点过多，不利于天线的小型化、轻量化。。

发明内容

基于此，有必要提供一种天线及馈电校准网络装置。该馈电校准网络装置能减少装配零件，且与传统技术相比能够实现集成、小型化设计并。该天线采用了该馈电校准网络装置，有利于小型化及轻量化。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种馈电校准网络装置，包括第一电路板及移相器；第一电路板包括基板、第一接地层、第二接地层以及校准网络电路层，第一接地层设置于基板的一面，第二接地层与第一接地层相对设置，且设置于基板的另一面，校准网络电路层夹设于基板中；移相器包括壳体及第二电路板；壳体包括条形槽、以及至少设置于条形槽的两侧的金属层，壳体固设于第一接地层，使得条形槽与第一接地层形成容置腔，且金属层与第一接地层电连接；第二电路板固设于所容置腔内，且第二电路板设有与校准网络电路层馈电连接的移相电路层，移相电路层与第一接地层及第二接地层绝缘设置。

上述馈电校准网络装置使用时，利用第一电路板形成第一接地层及第二接地层、并将校准网络电路层集成到基板上来；再将壳体固设于第一接地层，使得条形槽与第一接地层形成收容移相电路层的容置腔，获得移相器壳体，第二电路板设置于容置腔内，并使得移相电路层与校准网络电路层电连接。如此，实现了移相器和校准网络一体化设计，且移相器和校准网络都采用带状线并共地，具备良好的屏蔽性能且互不干扰，能极大的提升电气性能，同时无需利用电缆来实现校准网络电路层与移相电路层的馈电，减少了装配零件，有利于减小天线馈电装置的整体体积及重量。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，移相器还包括第一功分器，第一功分器设于第一接地层与第二接地层之间，校准网络电路层通过第一功分器与移相电路层连接。

在其中一个实施例中，校准网络电路层包括第二功分器和耦合器，耦合器包括耦合主路和耦合支路，耦合器包括耦合主路和耦合支路，耦合主路与第一功分器相连，耦合支路与第二功分器相连。

在其中一个实施例中，第二电路板设有凸出设置的第一馈电体，第一馈电体与移相电路层电连接，第一电路板设有第一连接孔，第一馈电体通过第一连接孔与第一功分器电连接。

在其中一个实施例中，第一馈电体包括第一插脚、以及设置于第一插脚上的第一焊盘，第一插脚与第一连接孔插接配合，第一焊盘与第一功分器焊接相连。

在其中一个实施例中，第一功分器的输出端包括第一支路和第二支路，第一支路与移相电路层连接；第二支路用于连接另一移相器的移相电路层，或者第二支路用于连接辐射单元。

在其中一个实施例中，第二电路板设有用于与辐射单元馈电连接的第二馈电体，第二馈电体与移相电路层电连接，第一电路板还设有第二馈电体插接配合的第二连接孔，第二连接孔贯穿第一电路板设置。

在其中一个实施例中，第二馈电体包括第二插脚、以及设置于第二插脚上的第二焊盘，第二插脚与第二连接孔插接配合，第二焊盘凸出第二接地层设置。

在其中一个实施例中，该馈电校准网络装置还包括馈电电路板，馈电电路板设置于第一电路的第二接地层所在一侧，馈电电路板设有第三功分器，第三功分器的输入端通过第二馈电体与第一功分器的输出端相连，第三功分器的输出端用于连接辐射单元。

另一方面，本申请还提供了一种天线，包括上述任一实施例中的馈电校准网络装置。

由前述分析可知，利用第一电路板形成第一接地层及第二接地层、并将校准网络电路层集成到基板上来；再将壳体固设于第一接地层，使得条形槽与第一接地层形成收容移相电路层的容置腔，获得移相器壳体，第二电路板设置于容置腔内，并使得移相电路层与校准网络电路层电连接。如此，既可以使得天线高度集成，减少了装配零件，有利于减小移相馈电装置的整体体积及重量，能够在有限安装空间内进行5G天线的安装。

附图说明

图1为一实施例中的天线的结构爆炸示意图；

图2为图1所示的馈电校准网络装置的结构示意图；

图3为图2所示的A的局部放大示意图；

图4为图2所示的馈电校准网络装置的结构爆炸示意图(隐藏了基板)；

图5为图2所示的馈电校准网络装置在另一视角下的结构示意图；

图6图5所示的B的局部放大示意图.

图7为图4所示的移相器的局部放大示意图；

图8为一实施例中所示的第一电路板的电路层的结构示意图。

附图标记说明：

100、第一电路板；110、基板；120、第一接地层；130、第二接地层；140、校准网络电路层；142、第二功分器；144、耦合器；102、耦合主路；104、耦合支路；150、第一连接孔；160、第二连接孔；200、移相器；210、壳体；212、条形槽；220、第二电路板；222、移相电路层；224、第一功分器；201、第一支路；202、第二支路；226、第一馈电体；203、第一插脚；204、第一焊盘；228、第二馈电体；205、第二插脚；206、第二焊盘；300、馈电电路板；400、介质板；500、反射板；600、辐射单元。

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“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”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。当一个元件被认为是“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。进一步地，当一个元件被认为是“固定传动连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，能够实现动力传递即可，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”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，不是旨在于限制本发明。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。

本发明中涉及的“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

天线包括辐射单元、用于调整天线下倾角的移相器、馈电网络及校准网络，而辐射单元通过馈电网络与移相器连接，如此通过移动移相器内的介质板可以调整天线的下倾角。

传统天线中移相器和校准网络往往是分体设计，独立的移相器通过电缆与校准网络板连接。这样会造成馈电电缆数量多、焊点多，且不利于天线的小型化、轻量化。而目前4G或5G天线所需的辐射单元数量越来越多，而安装空间有限，严重制约4G或5G天线的建设。基于此，有必要提供一种天线及馈电校准网络装置，以解决此问题。

下面对馈电校准网络装置进行举例说明。

参阅图2至图6所示，一实施例中，提供一种馈电校准网络装置，包括第一电路板100及移相器200；第一电路板100包括基板110、第一接地层120、第二接地层130以及校准网络电路层140，第一接地层120设置于基板110的一面，第二接地层130与第一接地层120相对设置，且设置于基板110的另一面，校准网络电路层140夹设于基板110中；移相器200包括壳体210及第二电路板220；壳体210包括条形槽212、以及至少设置于条形槽212的两侧的金属层，壳体210固设于第一接地层120，使得条形槽212与第一接地层120形成容置腔，且金属层与第一接地层120电连接；第二电路板220固设于所容置腔内，且第二电路板220设有与校准网络电路层140馈电连接的移相电路层222，移相电路层222与第一接地层120及第二接地层130绝缘设置。

上述馈电校准网络装置使用时，利用第一电路板100形成第一接地层120及第二接地层130、并将校准网络电路层140集成到基板110上来；再将壳体210固设于第一接地层120，使得条形槽212与第一接地层120形成收容移相电路层222的容置腔，获得移相器200壳体210，第二电路板220设置于容置腔内，并使得移相电路层222与校准网络电路层140电连接。如此，实现了移相器200和校准网络一体化设计，且移相器200和校准网络都采用带状线并共地，具备良好的屏蔽性能且互不干扰，能极大的提升电气性能，同时无需利用电缆来实现校准网络电路层140与移相电路层222的连接，有利于减小插损并改善互调，同时减少了装配零件，有利于减小移相馈电装置的整体体积及重量。

进一步地，目前天线安装空间越来越小，上述馈电校准网络装置方案有利于减轻天线的重量及体积，对应完成4G或/和5G天线的建设具有重大意义。重量的减轻，必然带来天线安装的便利，减轻对天线安装区域的负担，特别是减轻铁塔的负担。而体积的减小，使得该4G或/和5G天线能够在有限的空间内进行安装，实现该区域的4G或/和5G天线的覆盖，且无需调整或拆除其他频段的天线，大大节省调试时间。

可以理解地，壳体210与第一接地层120配合构成移相器200，与传统移相器相比，壳体210结构更加紧凑。而且与校准网络电路层140共用第一接地层120，与传统结构相比，其重量能够显著减小，还能保证移相器200功能不受影响，并且移相器和校准网络均采用带状线结构，使得本装置本身具备良好的性能且不易受外部电磁波的干扰。

具体地，第一电路板100与至少两个壳体210分别配合形成至少两个壳体210结构。如此，可以集成多个移相器200，充分利用反射面的空间。

需要说明的是，“第一接地层120及第二接地层130”只要能够实现接地功能即可。具体为金属导电层，进而可以采用电镀、化学镀或LDS等形成集成到基板110上。当然了，也可以采用具有导电性能的粘接涂层形成，在此不做限制，只要现有技术中能够实现即可。

具体在本实施例中，上述第一电路板100为四层PCB板结构。

需要说明的是，“壳体210”为金属壳体210或利用介质壳体210+金属层构成，只要能满足移相器200的使用要求即可。也即，该金属层为金属壳体210的侧面，也可以为设置于介质壳体210的条形槽212的侧壁上的金属层。

在上述实施例的基础上，如图4及图8所示，一实施例中，移相器200还包括第一功分器224，第一功分器224设于第一接地层120与第二接地层130之间，校准网络电路层140通过第一功分器224与移相电路层连接。如此，可以将移相器200的第一功分器224集成到校准网络板(即第一电路板100)的基板110上来，充分利用了校准网络板的空间，实现移相器和校准网络的集成化设计，整体结构更加紧凑。此外，有利于优化移相器200的电路排布，使得第二电路板220上的移相电路层222只集成移相功能，有利于缩小移相器200的体积，减少移相干扰。

具体在本实施例中，上述第一功分器224为一分二功分器。

在上述实施例的基础上，如图8所示，一实施例中，校准网络电路层140包括第二功分器142和耦合器144，耦合器144包括耦合主路102和耦合支路104，耦合主路102与第一功分器224相连；第二功分器142的一端与耦合支路104相连。具体在本实施例中，上述第二功分器142为常见的威尔金森功分器，上述耦合器可以是校准网络板中常见的定向耦合器。

在上述第一功分器224的实施例的基础上，如图5至图7所示，一实施例中，第二电路板220设有凸出设置的第一馈电体226，第一馈电体226与移相电路层222电连接，第一电路板100设有第一连接孔150，第一馈电体226通过第一连接孔150与第一功分器224电连接。如此，通过在第二电路板220上设置第一馈电体226，利用第一馈电体226与第一连接孔150配合、并利用第一馈电体226将第一功分器224与校准网络电路层140电连接，实现移相电路层222与校准网络电路层140的馈电连接。

进一步地，第一馈电体226与第一功分器224焊接固定。如此，可以实现移相电路层222 0与第一功分器224馈电连接的同时，还可以将第二电路板220固定在第一电路板100上，有利于减少了连接结构，、进一步实现了无电缆化设计，减小插损并改善互调，并有利于小型化和轻量化。

可选地，结合图7所示，一实施例中，第一馈电体226包括第一插脚203、以及设置于第一插脚203上的第一焊盘204，第一插脚203与第一连接孔150插接配合，第一焊盘204与第一功分器224焊接相连。如此，利用第一插脚203与第一焊盘204的配合实现第二电路板220与第一电路板100连接。

可选地，一实施例中，第一插脚203与第一连接孔150过盈配合、以及第一焊盘204与第一支路201焊接固定，有利于使得第二电路板220与第一电路板100固定可靠。

此外，第一插脚203与第二电路板220的基板110一体成型，固定更加牢靠，且可以减少焊接工序。

当然了，在其他实施例中，该第一馈电体226为馈电针或馈电柱。

在上述任一第一功分器224的实施例的基础上，如图8所示，一实施例中，第一功分器224的输出端包括第一支路201和第二支路202，第一支路201与移相电路层连接；第二支路202用于连接另一移相器200的移相电路层，如此，有利于集成多个移相器200，或者第二支路202用于连接辐射单元，进一步优化天线的馈电电路排布，有利于缩小天线的体积。

在上述实施例的基础上，如图1、图6及图7所示，一实施例中，第二电路板220设有用于与辐射单元馈电连接的第二馈电体228，第二馈电体228与移相电路层222电连接，第一电路板100还设有第二馈电体228插接配合的第二连接孔160，第二连接孔160贯穿第一电路板100设置。如此，通过在第二电路板220上设置第二馈电体228，利用第二馈电体228与第二连接孔160配合、并将第二馈电体228与辐射单元600馈电连接(可以直接馈电，也可以利用馈电电路板300进行间接馈电)，为辐射单元600馈电。

进一步地，第二馈电体228与辐射单元焊接馈电。如此，可以实现移相电路层222与辐射单元馈电连接的同时，还可以将第二电路板220更好地固定在第一电路板100上，有利于减少了连接结构，进一步减轻重量，有利于进一步实现无电缆化设计，减小插损并改善互调，并有利于小型化和轻量化。

可选地，如图4、图6及图7所示，一实施例中，第二馈电体228包括第二插脚205、以及设置于第二插脚205上的第二焊盘206，第二插脚205与第二连接孔160插接配合，第二焊盘206凸出第二接地层130设置。如此，利用第二插脚205与第二焊盘206的配合实现移相电路层222与辐射单元馈电连接。

可选地，一实施例中，利用第二插脚205与第二连接孔160过盈配合、以及第二焊盘206与辐射单元或馈电电路板300焊接固定，有利于使得第二电路板220与第一电路板100固定可靠。

此外，第二插脚205与第二电路板220的基板110一体成型，固定更加牢靠，且可以减少焊接工序。

当然了，在其他实施例中，该第二馈电体228为馈电针或馈电柱。

进一步地，第二插脚205的自由端的外侧壁均包裹有导电层，导电层用于形成第二焊盘206。如此，沿第二插脚205的自由端的四周均可形成焊接层，可以增大第二焊盘206与辐射单元或的馈电电路层的馈电接触面积，从而提升移相电路层222与辐射单元的馈电电路层之间电连接的可靠性，也有利于提升第二电路板220与第一电路板100固定的可靠性。

在上述任一第二馈电体228的实施例的基础上，如图1所示，一实施例中，该馈电校准网络装置还包括馈电电路板300，馈电电路板300设置于第一电路的第二接地层130所在一侧，馈电电路板300设有第三功分器，第三功分器的输入端通过第二馈电体228与第一功分器224的输出端相连，第三功分器的输出端用于连接辐射单元600。如此，利用馈电电路板300进行辐射单元的馈电，整体结构简单紧凑。

在上述任一实施例的基础上，一实施例中，第一电路板100上的电路层为带状线电路层，或第一电路板100及第二电路板220上的电路层均为带状线电路层。如此，使得本装置的阻抗容易控制，屏蔽效果更好。

如图1及图2所示，本实施例中，还提供了一种天线，包括上述任一实施例中的馈电校准网络装置。

由前述分析可知，利用第一电路板100形成第一接地层120及第二接地层130、并将校准网络电路层140集成到基板110上来；再将壳体210固设于第一接地层120，使得条形槽212与第一接地层120形成收容移相电路层222的容置腔，获得移相器200壳体210，第二电路板220设置于容置腔内，并使得移相电路层222与校准网络电路层140电连接。如此，既可以使得天线高度集成，减少了装配零件，有利于减小移相馈电装置的整体体积及重量，能够在有限安装空间内进行5G天线的安装。

进一步地，目前天线安装空间越来越小，上述天线有利于减轻天线的重量及体积，对应完成4G或/和5G天线的建设具有重大意义。重量的减轻，必然带来天线安装的便利，减轻对天线安装区域的负担，特别是减轻铁塔的负担。而体积的减小，使得该4G或/和5G天线能够在有限的空间内进行安装，实现该区域的4G或/和5G天线的覆盖，且无需调整或拆除其他频段的天线，大大节省调试时间。

如图1所示，具体到本实施例中，该天线还包括反射板500，反射板500固设于第二接地层130上，辐射单元600设置于反射板500上。

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限制。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 (10)

1.一种馈电校准网络装置，其特征在于，包括：

第一电路板，所述第一电路板包括基板、第一接地层、第二接地层以及校准网络电路层，所述第一接地层设置于所述基板的一面，所述第二接地层与所述第一接地层相对设置，且设置于所述基板的另一面，所述校准网络电路层夹设于所述基板中；及

移相器，所述移相器包括壳体及第二电路板，所述壳体包括条形槽、以及至少设置于所述条形槽的两侧的金属层，所述壳体固设于所述第一接地层，使得所述条形槽与所述第一接地层形成容置腔，且所述金属层与所述第一接地层电连接；所述第二电路板固设于所容置腔内，且所述第二电路板设有与所述校准网络电路层馈电连接的移相电路层，所述移相电路层与所述第一接地层及所述第二接地层绝缘设置。

2.根据权利要求1所述的馈电校准网络装置，其特征在于，所述移相器还包括第一功分器，所述第一功分器设于所述第一接地层与所述第二接地层之间，所述校准网络电路层通过所述第一功分器与所述移相电路层连接。

3.根据权利要求2所述的馈电校准网络装置，其特征在于，所述校准网络电路层包括第二功分器和耦合器，所述耦合器包括耦合主路和耦合支路，所述耦合主路与所述第一功分器相连；所述耦合支路与所述第二功分器相连。

4.根据权利要求2所述的馈电校准网络装置，其特征在于，所述第二电路板设有凸出设置的第一馈电体，所述第一馈电体与所述移相电路层电连接，所述第一电路板设有第一连接孔，所述第一馈电体通过所述第一连接孔与所述第一功分器电连接。

5.根据权利要求4所述的馈电校准网络装置，其特征在于，所述第一馈电体包括第一插脚、以及设置于所述第一插脚上的第一焊盘，所述第一插脚与所述第一连接孔插接配合，所述第一焊盘与所述第一功分器焊接相连。

6.根据权利要求2所述的馈电校准网络装置，其特征在于，所述第一功分器的输出端包括第一支路和第二支路，所述第一支路与所述移相电路层连接；所述第二支路用于连接另一所述移相器的所述移相电路层，或者所述第二支路用于连接辐射单元。

7.根据权利要求6所述的馈电校准网络装置，其特征在于，所述第二电路板设有用于与辐射单元馈电连接的第二馈电体，所述第二馈电体与所述移相电路层电连接，所述第一电路板还设有所述第二馈电体插接配合的第二连接孔，所述第二连接孔贯穿所述第一电路板设置。

8.根据权利要求7所述的馈电校准网络装置，其特征在于，所述第二馈电体包括第二插脚、以及设置于所述第二插脚上的第二焊盘，所述第二插脚与所述第二连接孔插接配合，所述第二焊盘凸出所述第二接地层设置。

9.根据权利要求7或8所述的馈电校准网络装置，其特征在于，还包括馈电电路板，所述馈电电路板设置于所述第一电路的所述第二接地层所在一侧，所述馈电电路板设有第三功分器，所述第三功分器的输入端通过所述第二馈电体与所述第一功分器的输出端相连，所述第三功分器的输出端用于连接辐射单元。

10.一种天线，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的馈电校准网络装置。

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