CN111355016A

CN111355016A - 一种基站天线

Info

Publication number: CN111355016A
Application number: CN202010265504.1A
Authority: CN
Inventors: 贾飞飞; 杨仲凯; 王强; 薛泉
Original assignee: South China University of Technology SCUT; Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd
Current assignee: South China University of Technology SCUT; Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2020-06-30

Abstract

本发明提供一种基站天线，其包括底板、天线阵列及移相器，天线阵列与移相器设于底板的同一侧，移相器设于天线阵列轴线方向的两侧，并将天线阵列的辐射单元限定在其两侧的移相器之间，天线阵列的辐射单元与移相器电连接。通过将移相器与天线阵列设于底板的同一则，并将天线阵列的辐射单元限定在其两侧的移相器之间，使得移相器腔体可构成天线阵列的辐射边界，无需设置穿过反射板结构的电缆或其他结构来连接移相器与辐射单元，结构简单，优化底板背面的布局；采用转接电路实现移相器与天线阵列的辐射单元的电连接，无需额外设置电缆连接，简化了天线的装配过程，节省了装配工序，一体化集成程度高，有效地提高天线增益，提高天线的辐射性能。

Description

一种基站天线

技术领域

本发明涉及移动通信天线领域，尤其涉及一种基站天线。

背景技术

通常，基站天线由辐射单元、反射板及辐射边界、移相器及其传动系统三个部分组成，而且在常规的基站天线中，辐射单元、反射板及辐射边界、移相器及其传动系统三者为独立的三组结构，辐射单元设置于反射板的正面，反射板的侧边弯折成不同的形状作为辐射边界，移相器位于反射板的反面，则移相器与辐射单元之间需通过电缆或其他方式穿过反射板以电连接，同时由于其它微波器件，如合路器、功分器、滤波器等均位于反射板的反面，则导致反射板反面的结构较为复杂，线缆布局困难，同时需要大量的电缆转接，导致天线增益的损失。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种将移相器与辐射边界集成于一体的基站天线。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种基站天线，包括底板、天线阵列及移相器，所述天线阵列与所述移相器设于所述底板的同一侧，所述移相器设于所述天线阵列轴线方向的两侧，并将所述天线阵列的辐射单元限定在其两侧的移相器之间，所述天线阵列的辐射单元与所述移相器电连接。

进一步设置：所述移相器的长度方向平行于所述天线阵列的轴线方向，所述移相器的宽度方向与所述底板垂直。

进一步设置：所述移相器包括移相器腔体、移相网络及移相介质，所述移相器腔体呈开口向下的倒U形设置，所述底板上设有用于与所述移相器腔体靠近其开口的侧面焊接的金属焊接层。

进一步设置：所述移相器腔体与所述底板之间设有多组凹凸配合结构。

进一步设置：所述移相器腔体的顶部设有供所述移相网络顶部插置的安装槽，所述移相网络的底部与所述底板之间设有多组插接结构。

进一步设置：所述移相网络通过转接电路与所述辐射单元电连接。

进一步设置：所述底板包括绝缘基层及金属接地层，所述金属接地层设于所述绝缘基层背对所述辐射单元的一侧。

进一步设置：所述底板为PCB，所述转接电路为蚀刻于所述PCB上的导体带。

进一步设置：所述金属焊接层靠近所述所述移相网络与所述转接电路的连接处开设有窗口，所述窗口用于使所述转接电路、移相网络与金属焊接层之间保持非接触。

进一步设置：所述移相器腔体靠近所述移相网络与所述转接电路的连接处开设有避让孔。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

1.在本发明的基站天线中，通过将移相器与天线阵列设于底板的同一则，并且移相器设于天线阵列轴线方向的两侧，并将天线阵列的辐射单元限定在其两侧的移相器之间，从而使得移相器的腔体可构成天线阵列的辐射边界，无需设置穿过反射板结构的电缆或其他结构来连接移相器与辐射单元，结构简单，优化底板背面的布局；另外，采用转接电路实现移相器与天线阵列的辐射单元的电连接，无需额外设置电缆连接，从而简化了天线的装配过程，节省了装配工序，一体化集成程度高，可有效地提高天线增益，提高天线的辐射性能，并且可以降低成本、减轻天线的重量。

2.在本发明的基站天线中，通过将移相器腔体设置为呈倒U形的半开放结构，可便于移相网络的安装及其与转接电路之间的焊接，并且，移相器腔体可与金属焊接层焊接并构成一个完整的信号传输空间，屏蔽外部电磁干扰，从而可确保信号传输的稳定性；同时，移相器腔体及移相网络与底板之间均采用插接结构，可实现移相器腔体、移相网络与底板之间的定位连接，装配方便。

3.在本发明的基站天线中，通过在底板背对移相器及辐射单元的一侧设置金属接地层，使得转接电路可构成微带线传输结构，可靠性高，使用频带宽；同时金属接地层还作为辐射单元的反射板，可确保天线的定向性与增益。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一种基站天线的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明一种基站天线的一个实施例的分体结构示意图；

图3为本发明一种基站天线中移相器的分体结构示意图；

图4为本发明一种基站天线中移相网络与底板连接关系图；

图5为本发明一种基站天线中用于示意金属接地层的结构示意图。

图中，1、底板；11、金属焊接层；111、窗口；12、插孔；13、定位孔；14、绝缘基层；15、金属接地层；16、安装孔；2、天线阵列；3、移相器；31、移相器腔体；311、凸块；312、安装槽；313、避让孔；32、移相网络；321、定位块；33、移相介质；4、转接电路。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请参见图1至图5，本发明涉及一种基站天线，具体涉及一种将移相器与辐射边界集成于一体的基站天线，其解决了因移相器与辐射单元分设在反射板的两侧而导致线缆布局困难的问题，结构简单，一体化集成度高，简化了天线的装配过程，同时无需额外的电缆连接，可有效地提高天线增益，继而提高天线的辐射性能。

请结合图1和图2，所述基站天线包括底板1、天线阵列2及移相器3，其中，所述天线阵列2与所述移相器3均设于所述底板1的一侧，并将所述底板1设置有天线阵列2与所述移相器3的一面定义为正面。同时，所述移相器3设于所述天线阵列2轴线方向的两侧，且将所述天线阵列2的辐射单元限定在其两侧的移相器3之间，从而使得所述移相器3的腔体可构成所述天线阵列2的辐射边界或辐射边界的一部分，并且，所述天线阵列2的辐射单元与所述移相器3电连接，以达到将移相器3与辐射边界集成于一体的目的。

另外，需要说明的是，所述天线阵列2至少包含有一列辐射单元，且每列辐射单元至少包括一个辐射单元，所述天线阵列2的轴线方向为每列辐射单元的中心连线方向。

请结合图3，所述移相器3包括移相器腔体31、移相网络32及移相介质33，所述移相网络32及所述移相介质33均位于所述移相器腔体31内，且所述移相介质33可相对所述移相网络32滑动，从而改变所述移相器3各个端口的相位差来获得梯度移相的效果。

优选地，所述移相器腔体31的长度方向平行于所述天线阵列2的轴线方向，其宽度方向与所述底板1垂直，使得所述移相器腔体31构成了所述天线阵列2的辐射边界，降低了天线阵列2间的边界效应和耦合效应，提高波束的收敛性，减小波束畸变，提高了增益，进而提高天线辐射性能。

作为一个优选的实施例中，所述移相器腔体31呈开口向下的倒U形设置，同时在所述底板1上设有金属焊接层11，所述移相器腔体31靠近其开口的侧面与所述金属焊接层11焊接，并与所述金属焊接层11构成一个完整的移相器信号传输空间，屏蔽外部电磁干扰，继而确保信号传输的稳定性。

进一步地，所述移相器腔体31与所述底板1之间设有凹凸配合结构，所述凹凸配合结构包括设于所述移相器腔体31靠近其开口一侧的凸块311，以及设于所述底板1靠近所述金属焊接层11的插孔12，通过所述移相器腔体31上的凸块311与所述底板1上的插孔12之间的插接配合，可实现所述移相器腔体31与所述金属焊接层11的预定位，有利于提高所述移相器腔体与所述金属焊接层之间的焊接效果，有利于提高所述移相器腔体与所述底板连接的稳定性。

在另一个实施方式中，所述凸块311与插孔12的位置可互换，即凸块311设于底板1，插孔12设于移相器腔体31。

更进一步的，所述凹凸配合结构沿所述移相器腔体31的长度方向设有多组，进一步提高所述移相器腔体31与所述底板1之间的定位连接效果，便于工人对移相器3与底板1之间的装配。

此外，请结合图3，所述移相网络32为蚀刻有相应电路的PCB结构，为了确保所述移相网络32位于所述移相器腔体31内的稳定性，所述移相器腔体31的顶部设有供所述移相网络32顶部插置的安装槽312。同时，所述底板1与所述移相网络32之间设有插接结构，具体地，所述插接结构包括设于所述移相网络32底部的定位块321及开设于所述底板1上的定位孔13，通过所述移相网络32的定位块321与所述底板1上定位孔13的插接配合，可实现所述移相网络32与所述底板1之间的定位作用。反之，所述定位块321设于所述底板1上，所述定位孔13设于所述移相网络32上，亦能达到相同的定位效果。通过对所述移相网络32的顶部及底部进行限制，从而可将所述移相网络32限定在由所述移相器腔体31和所述金属焊接层11所限定而成的信号传输空间中。

进一步的，所述插接结构亦设有多组并沿所述移相网络32的长度方向排布，从而提高所述移相网络32与所述底板1之间连接的定位精度。

由于所述移相器3与所述天线阵列2的辐射单元电连接，所述移相器3与所述天线阵列2均位于所述底板1的正面，优化了底板1背面的布局。

进一步的，可在所述底板1的正面设置转接电路4以连接所述移相器3的移相网络32和所述辐射单元的馈电网络，从而无需额外设置电缆连接，简化了天线的装配过程，节省了装配工序，降低天线增益的损失，并且可以降低成本、减轻天线的重量。

请参见图4和图5，所述底板1包括绝缘基层14及金属接地层15，其中，所述绝缘基层14作为所述底板1的正面，所述金属接地层15所述底板1的反面，并且所述金属接地层15作为所述辐射单元的反射板，确保了天线的定向辐射性能与增益效果。

优选地，所述底板1采用PCB结构，所述转接电路4为蚀刻在所述PCB正面的导体带，代替复杂的布线结构，无需额外电缆连接，减少了接线工作量，简化了所述天线阵列2、移相器3与所述底板1间的装配、焊接工作。同时，由于所述底板1的反面为金属接地层15，使得所述转接电路4可构成完整的微带线传输结构，可靠性高，使用频带宽。

进一步地，所述金属焊接层11靠近所述移相网络32与所述转接电路4的连接处开设有窗口111，所述窗口111从所述金属焊接层11的边缘延伸至所述定位孔13处，从而使得所述金属焊接层11与转接电路4以及移相网络32之间保持非接触的绝缘状态。

同时，在述移相器腔体31靠近所述移相网络32与所述转接电路4的连接处开设有避让孔313，使得所述转接电路4可从所述避让孔313处延伸至所述移相器腔体31内以与所述移相网络32电连接，可避免所述转接电路4与所述移相器腔体31接触，确保了两者的绝缘。

此外，所述底板1对应于所述天线阵列2的辐射单元的安装位置开设有安装孔16，进一步地，所述金属接地层15在所述安装孔16及所述定位孔13处均设置绝缘结构，从而可确保所述馈电电路及转接电路4与所述金属接地层15保持非接触状态，便于所述馈电电路、转接电路4以及移相网络32之间的安装及焊接。

另外，应当理解的是，本实施例中的移相器3的移相网络32不仅只有单一的移相作用，还可集成有合路、功分和/或滤波等功能。并且本发明中的移相器3为腔体式微波器件，则作为天线阵列的辐射边界的不仅局限于移相器，对于滤波器、双工器、合路器或功分器等均可，且上述腔体式微波器件实现方式为本领域技术人员所熟知。

综上，本发明的移相器3与所述天线阵列2位于所述底板1的正面，以解决因移相器3设于所述底板1反面所带来的布线问题，无需设置电缆或其他结构穿过所述底板1来转接所述移相器3与辐射单元，优化所述底板1背面的布局，同时所述移相网络32与所述辐射单元的馈电电路之间采用所述转接电路4连接，从而设置额外电缆来连接，简化了天线的装配过程，节省了装配工序，一体化集成程度高，可有效地提高天线增益，并且可以降低成本、减轻天线的重量。

所述移相器腔体31与其所述移相网络32均先通过插接的方式与所述底板1连接，实现移相器3与底板1在焊接前的预定位作用，便于安装及焊接，确保了焊接的质量，提高了所述移相器3与所述底板1之间的稳定性。并且，通过将所述移相器腔体31设置为呈倒U形的半开放结构，可便于所述移相网络32的安装及其与转接电路4之间的焊接，同时移相器腔体31可与金属焊接层11焊接并构成一个完整的信号传输空间，屏蔽外部电磁干扰，从而可确保信号传输的稳定性。

另外，需要说明的是，本发明的移相器3与辐射边界一体化集成的基站天线可单独作为天线使用或天线的部分使用，即可单独作为一个天线整体或作为天线的部件与其他金属辐射边界、反射板等结构联合使用。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基站天线，包括底板、天线阵列及移相器，其特征是：所述天线阵列与所述移相器设于所述底板的同一侧，所述移相器设于所述天线阵列轴线方向的两侧，并将所述天线阵列的辐射单元限定在其两侧的移相器之间，所述天线阵列的辐射单元与所述移相器电连接。

2.根据权利要求1所述的基站天线，其特征是：所述移相器的长度方向平行于所述天线阵列的轴线方向，所述移相器的宽度方向与所述底板垂直。

3.根据权利要求1所述的基站天线，其特征是：所述移相器包括移相器腔体、移相网络及移相介质，所述移相器腔体呈开口向下的倒U形设置，所述底板上设有用于与所述移相器腔体靠近其开口的侧面焊接的金属焊接层。

4.根据权利要求3所述的基站天线，其特征是：所述移相器腔体与所述底板之间设有多组凹凸配合结构。

5.根据权利要求3所述的基站天线，其特征是：所述移相器腔体的顶部设有供所述移相网络顶部插置的安装槽，所述移相网络的底部与所述底板之间设有多组插接结构。

6.根据权利要求3所述的基站天线，其特征是：所述移相网络通过转接电路与所述辐射单元电连接。

7.根据权利要求6所述的基站天线，其特征是：所述底板包括绝缘基层及金属接地层，所述金属接地层设于所述绝缘基层背对所述辐射单元的一侧。

8.根据权利要求7所述的基站天线，其特征是：所述底板为PCB，所述转接电路为蚀刻于所述PCB上的导体带。

9.根据权利要求8所述的基站天线，其特征是：所述金属焊接层靠近所述所述移相网络与所述转接电路的连接处开设有窗口，所述窗口用于使所述转接电路、移相网络与金属焊接层之间保持非接触。

10.根据权利要求6所述的基站天线，其特征是：所述移相器腔体靠近所述移相网络与所述转接电路的连接处开设有避让孔。