CN111742445B - 多输入多输出天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多输入多输出天线装置，尤其，包括：壳体；射线罩，结合到上述壳体的长度方向一侧上部，在上述射线罩与上述壳体之间布置有天线组件；PCB组件，布置在上述天线组件的下部；上侧散热部，结合到上述壳体的长度方向另一侧上部，在上述上侧散热部与上述壳体之间布置有电池和FPGA组件，将从上述FPGA组件放出的热量散发到上侧；及侧面散热部，以突出的方式结合到上述壳体和上述上侧散热部之间的宽度方向一侧和宽度方向另一侧，使从上述FPGA组件产生的热量移动到一侧和另一侧以进行散热，从而提供提高散热性能的优点。

Description

多输入多输出天线装置

技术领域

本发明涉及一种多输入多输出天线装置(MULTIPLE-INPUT AND MULTIPLE-OUTPUTANTENNA APPARTUS)，更具体而言，涉及能够提高散热性能的多输入多输出天线装置。

背景技术

多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术作为通过使用多个天线使数据传送量突破性地增长的技术，是在发射器上通过各个发射天线发射不同的数据，在接收器上通过适当的信号处理来区分出发射数据的空间复用(Spatialmultiplexing)方法。因此，随着同时增加收发天线的数量以增加信道容量，从而可传送更多的数据。例如将天线数量增至10个，则相比于目前的单一天线系统，在使用相同频率带宽时，可确保约10倍的信道容量。

在4G先进的长期演进(4G LTE-advanced)中最多可使用8个天线，目前在pre-5G阶段中正在开发安装有64或者128个天线的产品，在5G中预计会使用具有更多数量天线的基站装置，并称之为大规模MIMO(Massive MIMO)技术。与目前运营的二维蜂窝(Cell)相比，如果导入Massive MIMO技术，就可实现3D波束成型(3D-Beamforming)，因此Massive MIMO技术又称之为全维MIMO(Full Dimension MIMO，FD-MIMO)。

然而，当将上述多个天线布置在形成外观的壳体中时，如为了处理上述多个天线而设置的控制PCB的电场元件和多个FPGA等的发热元件可能产生大量的热量。

以往，设置有设置在壳体中的空间且包括与上述发热元件直接接触的多个散热肋的散热部，且使用单独的送风扇将壳体中的热量排放到外部以进行散热。然而，散热部对于发热元件的热接触面积有局限性，且还存在设置用于排放壳体中的热量的单独的送风扇的问题。

这在设置单个发热元件的情况下是合适的方法，但是在如上述的MIMO天线装置一样存在多个发热元件的情况下，在固定发热元件的部位的内部散热在提高散热性能的方面存在局限性。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述技术课题而研制的，其目的在于提供可以提高由多个发热元件产生的热量的散热性能的多输入多输出天线装置。

本发明的另一目的在于提供无需适用单独的送风扇即可快速将热量从发热位置散发到外部的多输入多输出天线装置。

本发明的再一目的在于提供使用具有良好传热效率的热管组来将有限空间内的热量快速传递到外部散热部的多输入多输出天线装置。

解决问题的方案

根据本发明的多输入多输出天线装置的实施例包括：壳体；射线罩，结合到上述壳体的长度方向一侧上部，在上述射线罩与上述壳体之间布置有天线组件；PCB组件，布置在上述天线组件的下部；上侧散热部，结合到上述壳体的长度方向另一侧上部，在上述上侧散热部与上述壳体之间布置有电池和FPGA组件，将从上述FPGA组件放出的热量散发到上侧；及侧面散热部，以突出的方式结合到上述壳体和上述上侧散热部之间的宽度方向一侧和宽度方向另一侧，使从上述FPGA组件产生的热量移动到上述壳体的宽度方向一侧和另一侧以进行散热。

在此，在上述壳体的下面可以设有多个下侧散热肋，上述多个下侧散热肋向下突出预定长度，向上述壳体的长度方向长长地形成，向上述壳体的宽度方向隔开预定距离地布置。

射线罩(radome)用于从外部保护设置在壳体上面的天线组件，并且没有单独的散热部。因此，优选地，从在第一设置空间S1的发热元件产生的所有热量通过壳体的下侧散热肋散发到外部。

并且，上侧散热部用于从外部保护设置在第二设置空间S2中的FPGA组件，并且起到将从第二设置空间S2产生的热量部分地散发到外部的作用。

更具体而言，在上侧散热部的上面可以设有多个上侧散热肋，上述多个上侧散热肋向上突出预定长度，向上述壳体的长度方向长长地形成，向上述壳体的宽度方向隔开预定距离地布置。

另一方面，在上侧散热部的下面可以与多个单位发热元件的位置相对应地向下突出形成传热块，上述传热块与设置在第二设置空间S2的包括FPGA元件等的多个单位发热元件直接面接触。

侧面散热部可以包括：一侧散热部，向壳体的宽度方向一侧突出布置；及另一侧散热部，向壳体的宽度方向另一侧突出布置。

并且，上述侧面散热部可以包括:捕集部，从设置在上述FPGA组件的上面的单位发热元件捕集热量；放出部，包括多个侧面散热肋，上述多个侧面散热肋以突出的方式形成在上述壳体的宽度方向一侧和另一侧，向上述壳体的长度方向长长地形成，向上述壳体的上下方向隔开预定距离地布置；及传热部，一端部连接到上述捕集部且另一端部连接到上述放出部，将由上述捕集部捕集的热量传递到上述放出部。

并且，上述捕集部可以紧贴于上述单位发热元件的上面。

并且，上述传热部可以包括：内侧部，布置在上述壳体和上述上侧散热部之间，将由上述捕集部捕集的热量传递到上述上侧散热部；及外侧部，从上述内侧部延伸，插入到上述放出部并将除了传递到上述上侧散热部的热量之外的残余热量传递到上述放出部。

并且，在上述上侧散热部的下面可以形成有热容纳槽，上述热容纳槽紧贴于上述内侧部的外周面一部分。

并且，上述内侧部和上述外侧部的中间部位可以在上述壳体和上述上侧散热部的境界之间弯曲。

并且，上述放出部可以包括：内侧散热端，形成有供上述传热部插入的插入插槽，以向上述壳体的一侧面或另一侧面突出的方式形成有上述多个侧面散热肋；及外侧散热端，以与上述内侧散热端的外侧面面接触的方式设置，且形成有热容纳槽，上述热容纳槽供在上述外侧散热端与上述内侧散热端之间插入的上述传热部安置。

并且，上述传热部可以为多个热管组，上述多个热管组的内部填充有传热流体。

发明的效果

根据本发明的多输入多输出天线装置的实施例，可以容易地从设置在壳体和上侧散热部之间的有限发热空间中的多个发热元件向外进行散热而无需设置单独的送风扇，因此具有提高散热性能的效果。

附图说明

图1为示出根据本发明的多输入多输出天线装置的实施例的立体图。

图2为图1的分解立体图。

图3为示出图1的构造中通过侧面散热部的散热状态的结构图。

图4为沿图1的A-A线截取的截面图。

图5为沿图1的B-B线截取的截面图。

图6为示出图1的构造中的上侧散热部的散热状态的分解立体图。

具体实施方式

下文中，将参照示例性附图描述本发明的一些实施例。在为附图中的元件分配参考标记时，尽管在不同附图中示出，但将尽可能通过相同的参考标记表示相同的元件。此外，在本发明的以下描述中，当在此引入的对己知构造和功能的详细描述反而会使本发明的主题模糊时，将省略此详细描述。

贯穿整个说明书，某一部分“包括”和/或“具有”某一构成要素时，除非有特别相反的记载，否则表示还包括其他构成要素而不是排除其他构成要素。在说明书中使用的术语“发热元件”是一种电场元件，只要在操作时产生预定热量，当然就可以用任何构造代替。

图1为示出根据本发明的多输入多输出天线装置的实施例的立体图，图2为图1的分解立体图，图3为示出图1的构造中通过侧面散热部的散热状态的结构图，图4为沿图1的A-A线截取的截面图，图5为沿图1的B-B线截取的截面图，图6为示出图1的构造中的上侧散热部的散热状态的分解立体图。

如图1至图6所示，根据本发明的多输入多输出(Multiple-Input and Multiple-Output)天线装置1的实施例包括在长度方向长长地布置的壳体10。

在此，如图1和图2所示，壳体10大致呈上部开口的形状，并且可以从图1和图2的图中左侧上端到右侧下端长长地形成。在下文中，在图1和图2的图中将从左侧上端到右侧下端方向或从右侧下端方向到左侧上端方向定义为“长度方向”，并且将与长度方向正交的方向定义为“宽度方向”。

另外，在本发明的一实施例中，用于指示方向的如“上部”、“下部”、“左侧”及“右侧”等类似的术语是为了清楚地理解本发明的一实施例而仅如图所示指称的，而本发明的权利范围不应限于方向指示术语。

天线组件(Antenna assembly)50可以设置在相当于壳体10的长度方向一侧的上面上。射线罩(Ray dome)20可以设置在天线组件50的上侧。射线罩20被布置成覆盖以占有壳体10的长度方向一侧的方式设置的整个天线组件50，从而起到从外部风压保护天线组件50的作用。

射线罩20可以用螺栓结合在壳体10的上侧。为此，在外体10的边缘部分形成有螺栓紧固槽11，在壳体10的边缘部形成有螺栓紧固孔23，使得紧固螺栓21从上侧顺次紧固到螺栓紧固孔23和螺栓紧固槽11，从而射线罩20可以结合到壳体10的一侧上部。

壳体10大致呈上部开口的形状，在其长度方向一侧可以形成有供天线组件50设置的第一设置空间S1，在其长度方向另一侧可以形成有供FPGA组件(参照附图标号71)设置的第二设置空间S2。

天线组件50包括：印刷电路板(PCB)51，布置在壳体10的内侧；多个天线元件53，设置在印刷电路板51的上面；及供电单元(Power Supply Unit，PSU)52，布置在印刷电路板51的下面，向包括多个天线元件53的电场部件供应工作电源。

供电单元52可以在下面设置有对接突起，以便通过形成在壳体10的内侧面的对接孔对接设置。在供电单元52的操作时产生的热量通过对接突起和对接孔传递到壳体10。

在壳体10的下面可以设有多个下侧散热肋13，上述多个下侧散热肋13向下突出预定长度，向壳体10的长度方向长长地形成，向壳体10的宽度方向隔开预定距离地布置。

因此，当从供电单元52产生的热量传递到壳体10时，热量通过多个下侧散热肋13散发到外部，从而可以对设置有天线组件50的第一设置空间S1进行冷却。

另一方面，如上所述，FPGA组件(参照附图标号71)设置在壳体10的第二设置空间S2。FPGA组件可以包括布置在第二设置空间S2中的用于FPGA的基板(下面简称为“F-基板70”)、设置在F-基板70的上面的多个FPGA71以及多个DCDC-DTA72。

通常，FPGA71和DCDC-DTA72是一种电场部件，并且是需要散热的电场元件。如图2所示，FPGA71可以大致以F-基板70的中心部为基准与壳体10的宽度方向的边缘邻接布置，并且多个FPGA71可以以斜线倾斜的形式隔开预定距离地布置。DCDC-DTA72可以在相当于布置在边缘处的多个FPGA71之间的F-基板70的中心部在长度方向上至少布置成两长行。在本发明的一实施例中，以F-基板70的中心部为基准在宽度方向上的一侧，三个FPGA71在长度方向隔开预定距离地布置，并且，与此对称地，以F-基板70的中心部为基准在宽度方向上的另一侧，三个FPGA71在长度方向隔开预定距离地布置。然而，根据实施例，FPGA71的数量可以被设计成增加，或也可以被设计成减少。

然而，在本发明的一实施例中，当实际设置本发明的MIMO天线装置1时，在第一设置空间S1侧相对位于第二设置空间S2侧的上方的情况下，FPGA71可以以斜线倾斜的形式布置，以便容易进行下面将描述的侧面散热部40中由热管组形成的传热部44的布置设计。下面将对此进行更详细的描述。

如图1和图2所示，根据本发明的多输入多输出天线装置1的实施例还可包括：上侧散热部30，将从FPGA71组件放出的热量散发到上侧；及侧面散热部40，以突出的方式结合到壳体10和上侧散热部30之间的宽度方向一侧和宽度方向另一侧，使从FPGA71组件产生的热量移动到一侧和另一侧以进行散热。

在上侧散热部30的上面可以设有多个上侧散热肋31，上述多个上侧散热肋31向上突出预定长度，向壳体10的长度方向长长地形成，向壳体10的宽度方向隔开预定距离地布置。

在此，上侧散热部30执行将从设置在F-基板70上的如FPGA71和DCDC-DTA72等的单位发热元件产生的热量中一部分诱导到上部来进行散热的功能。

更具体而言，如图5和图6所示，在上侧散热部30的下面，在FPGA71和DCDC-DTA72中与DCDC-DTA72的上面直接热接触的热接触突起33可以向下突出形成。当上侧散热部30完全安装在壳体10的另一侧上面时，热接触突起33可以被设计为与DCDC-DTA72的上面热接触。

并且，如下面将描述的在上侧散热部30的下面可以形成有热接触槽部35，上述热接触槽部35向上侧凹陷形成，并容纳将从FPGA71产生的热量诱导到上述侧面散热部40的传热部44的一部分以直接热接触。优选地，热接触槽部35也被设计成使得，当上侧散热部30安装在壳体10的另一侧上面时，热接触槽部35与传热部44的上侧面匹配并热接触。

另一方面，侧面散热部40可以包括：一侧散热部41，向壳体10的宽度方向一侧突出布置；及另一侧散热部42，向壳体10的宽度方向另一侧突出布置。

也就是说，侧面散热部40形成在壳体10的长度方向另一侧，并且一侧散热部41和另一侧散热部42分别在宽度方向上设置成翼状，从而起到将从壳体10的长度方向另一侧的如FPGA71和DCDC-DTA72等的发热元件产生的热量诱导到侧方以进行散热的作用。

更具体而言，如图3和图4所示，侧面散热部40可以包括:捕集部43，从设置在FPGA71组件的上面的单位发热元件捕集热量；放出部45，包括多个侧面散热肋42a、42b，上述多个侧面散热肋42a、42b以突出的方式形成在壳体10宽度方向一侧和另一侧，向壳体10的长度方向长长地形成，向壳体10的上下方向隔开预定距离地布置；及传热部44，一端部连接到捕集部43且另一端部连接到放出部45，将由捕集部43捕集的热量传递到上述放出部45。

尤其，捕集部43被布置为使得其下面分别以紧贴于多个FPGA71的上面的方式热接触布置，在其上面，为了容纳由多个热管组构成的上述传热部44的下侧外周面可以以半插入的状态热接触布置，以容纳于其中。这是为了增加每个热管对于捕集部43的热接触面积。由多个热管组构成的传热部44可以在内部填充有传热流体。当热量从热管的一侧传递时，传热流体会瞬间蒸发，以将热量迅速传递到另一侧。

另一方面，如上所述，由多个热管组构成的上述传热部44的上侧外周面与设置在上侧散热部30的下面的热接触槽部35匹配接触以完全密封多个热管组，从而防止通过传热部44传递的热量再次传递到第二设置空间S2中。

另外，捕集部43可以被布置成与在F-基板70上以斜线倾斜的形式隔开预定距离地布置的多个FPGA71相对应。

更具体而言，捕集部43以具有足以覆盖FPGA71的上面的程度的面积的热接触板的形式设置，并且在捕集部43的上面，由多个热管组构成的传热部44的一端以半插入状态设置，并且可以向壳体10的宽度方向一侧倾斜地布置，使得填充在热管组内部的传热流体通过气化向上侧方向容易自然流动。

因此，当通过从传热部44的一端捕集的热量使传热流体气化时，在传热部44的另一端位于相对上侧的情况下，气化的传热流体自然流动到传热部44的另一端侧，从而可以提高传热效率。

在本发明的实施例中，如图3和图4所示，由4个热管组构成的传热部44在一个捕集部43的上面隔开预定距离地平行布置。

另一方面，如图3所示，传热部44可以包括：内侧部44a，布置在壳体10和上侧散热部30之间，将由捕集部43捕集的热量传递到上侧散热部30或侧面散热部40；及外侧部44b，从内侧部44a延伸，插入到放出部45并将除了传递到上侧散热部30的热量之外的残余热量传递到放出部45。

更详细地，从作为单元发热元件的FPGA71产生的热量被捕集部43捕集，然后被传递到由四个热管组构成的传热部44的内侧部44a。在此，如图6所示，内侧部44a的上侧外周面容纳于形成在上侧散热部30的下面的热接触槽部35并进行热接触，从而将从捕集部43传递的热量的一部分通过直接接触的热接触槽部35传递到上侧散热部30以进行散热。除了传递到上侧散热部30的热量之外的残余热量传递到传热部44的外侧部44b，然后通过放出部45向壳体10的宽度方向一侧或另一侧散发。

另一方面，区分内侧部44a和外侧部44b的境界部位可以在壳体10和上侧散热部30的境界之间弯曲形成。在此，外侧部44b可以被布置成向前方或后方向下倾斜地布置，以使与放出部45之间的热接触面积增加。

如上所述，通过将外侧部44b布置成相对于内侧部44a向前方或后方向下倾斜地布置，从而可以紧凑地设计放出部45而不需要将放出部45的上下高度设计成较长。

优选地，放出部45的上下高度大致小于壳体10的长度方向另一侧和上侧散热部30合起来的高度。

另一方面，放出部45可以包括：内侧散热端47，形成有供传热部44插入的插入插槽48，以向壳体10的一侧面或另一侧面突出的方式形成有多个侧面散热肋；及外侧散热端46，以与内侧散热端47的外侧面面接触的方式设置，且形成有热容纳槽，上述热容纳槽供在外侧散热端46与内侧散热端47之间插入的传热部44安置。

在此，插入插槽48是形成有上述传热部44的内侧部44a和外侧部44b的部位，也是供在弯曲之前的内侧部44a插入的部位。插入插槽48可以在内侧散热端47的前后长长地形成，使得由4个热管组构成的多个传热部44都可以插入到插入插槽48中。

另一方面，如上所述，在内侧散热端47的外侧面和外侧散热端46的内侧面可以形成有内侧热容纳槽49b和外侧热容纳槽49a，上述内侧热容纳槽49b和外侧热容纳槽49a供通过插入插槽48向外侧延伸之后弯曲且向前方或后方向下倾斜地布置的传热部44中外侧部44b的外周面一部分分别配合地容纳。

在此，内侧散热端47的外侧面和外侧散热端46的内侧面可以被设置成使得除了上述内侧热容纳槽49b和外侧热容纳槽49a之外的所有剩余部位相互面接触。

在内侧散热端47的内侧面可以设有多个内侧侧面散热肋42a，上述多个内侧侧面散热肋42a与壳体10的侧面隔开预定距离地布置，并且在隔开的空间朝向壳体10的一侧面和另一侧面突出形成，且向壳体10的长度方向长长地形成。

与此相反，在外侧散热端46的外侧面可以设有多个外侧散热肋42b，上述多个外侧散热肋42b向外侧突出形成，且向壳体10的长度方向长长地形成。

位于内侧散热端47和外侧散热端46之间的传热部44的外侧部44b的外周面的一半容纳于内侧热容纳槽49b中，且外周面的剩余一半容纳于外侧热容纳槽49a中，内侧散热端47的外侧面和外侧散热端46的内侧面相互面接触，从而从FPGA71产生的热量可以通过传热部44诱导到放出部45并散发。

因此，即使在第二设置空间S2的内部未设置单独的送风扇，也以高散热性能将从构成多输入多输出(Multiple-Input and Multiple-Output，MIMO)天线系统的单位发热元件产生的热量散发。

对如上所述构成的本发明的实施例的多输入多输出天线装置1的作用情况进行简略说明如下。

首先，从设置在第一设置空间S1的天线组件50(尤其，供电单元(PSU)52)产生的热量通过以对接形式结合的壳体10直接传递，并通过设置在外侧的多个下侧散热肋13向外散发。

其次，从设置在第二设置空间S2的多个单位发热元件产生的热量在DCDC-DTA72的情况下，通过上侧散热部30的热接触突起33直接传递到上侧散热部30，然后通过设置在外侧的多个上侧散热肋31散发到外部，在FPGA71的情况下，上述热量通过侧面散热部40的构成中的捕集部43分别被捕集，然后通过传热部44传递到放出部45的过程中，一些热量通过上侧散热部30的热接触槽部35并借助上侧散热部30散发，剩余热量通过传热部44传递到放出部45，然后通过多个内侧散热肋42a和多个外侧散热肋42b散发到外部。

如上所述，根据本发明的多输入多输出天线装置1的实施例，诱导热量从随着天线数量的增加直接产生热量的固定点传递到外侧，从而具有可以使散热性能最大化的优点。

以上，参照附图对多输入多输出天线装置的实施例进行了详细的说明。但是，本发明的实施例并不限定于上述的实施例，本发明所属的技术领域的一般技术人员能够进行多种变形及等价范围内的实施，是显而易见的。因此，本发明的权利范围应当由所附的权利要求书中的记载而限定。

产业上可利用性

本发明提供可以提高由多个发热元件产生的热量的散热性能的多输入多输出天线装置。

Claims (9)

1.一种多输入多输出天线装置，其特征在于，包括：

壳体；

射线罩，结合到上述壳体的长度方向一侧上部，在上述射线罩与上述壳体之间布置有天线组件；

PCB组件，布置在上述天线组件的下部；

上侧散热部，结合到上述壳体的长度方向另一侧上部，在上述上侧散热部与上述壳体之间布置有电池和FPGA组件，将从上述FPGA组件放出的热量散发到上侧；及

侧面散热部，以突出的方式结合到上述壳体和上述上侧散热部之间的宽度方向一侧和宽度方向另一侧，使从上述FPGA组件产生的热量移动到上述壳体的宽度方向一侧和另一侧以进行散热；

上述侧面散热部包括：

一侧散热部，向上述壳体的宽度方向一侧突出布置；及

另一侧散热部，向上述壳体的宽度方向另一侧突出布置；

上述侧面散热部包括:

捕集部，从设置在上述FPGA组件的上面的单位发热元件捕集热量；

放出部，包括多个侧面散热肋，上述多个侧面散热肋以突出的方式形成在上述壳体的宽度方向一侧和另一侧，向上述壳体的长度方向长长地形成，向上述壳体的上下方向隔开预定距离地布置；及

传热部，一端部连接到上述捕集部且另一端部连接到上述放出部，将由上述捕集部捕集的热量传递到上述放出部。

2.根据权利要求1所述的多输入多输出天线装置，其特征在于，

在上述壳体的下面设有多个下侧散热肋，上述多个下侧散热肋向下突出预定长度，向上述壳体的长度方向长长地形成，向上述壳体的宽度方向隔开预定距离地布置。

3.根据权利要求1所述的多输入多输出天线装置，其特征在于，

在上述上侧散热部的上面设有多个上侧散热肋，上述多个上侧散热肋向上突出预定长度，向上述壳体的长度方向长长地形成，向上述壳体的宽度方向隔开预定距离地布置。

4.根据权利要求1所述的多输入多输出天线装置，其特征在于，

上述捕集部紧贴于上述单位发热元件的上面。

5.根据权利要求1所述的多输入多输出天线装置，其特征在于，

上述传热部包括：

内侧部，布置在上述壳体和上述上侧散热部之间，将由上述捕集部捕集的热量传递到上述上侧散热部；及

外侧部，从上述内侧部延伸，插入到上述放出部并将除了传递到上述上侧散热部的热量之外的残余热量传递到上述放出部。

6.根据权利要求5所述的多输入多输出天线装置，其特征在于，

在上述上侧散热部的下面形成有热接触槽部，上述热接触槽部紧贴于上述内侧部的外周面一部分。

7.根据权利要求5所述的多输入多输出天线装置，其特征在于，

区分上述内侧部和上述外侧部的境界部位在上述壳体和上述上侧散热部的境界之间弯曲。

8.根据权利要求1所述的多输入多输出天线装置，其特征在于，

上述放出部包括：

内侧散热端，形成有供上述传热部插入的插入插槽，以向上述壳体的一侧面或另一侧面突出的方式形成有上述多个侧面散热肋；及

外侧散热端，以与上述内侧散热端的外侧面面接触的方式设置，且形成有热容纳槽，上述热容纳槽供在上述外侧散热端与上述内侧散热端之间插入的上述传热部安置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的多输入多输出天线装置，其特征在于，上述传热部由多个热管组构成，上述多个热管组的内部填充有传热流体。

Images