CN111916883A - 一种集成的5g天线系统及通信网络 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种集成的5G天线系统及通信网络，所述5G天线系统包括集成于抱杆上的基站系统和至少一微波天线系统，基站系统包括射频拉远单元和与射频拉远单元电相连的至少一个可传输5G信号的基站天线，每个微波天线系统包括与基站天线电相连的射频单元和与射频单元电相连的微波天线。本发明将基站系统、微波天线系统和抱杆等集成在一起，提高天线系统的集成度，整个通信网络利用微波系统来回传信号，降低了布网成本，增强了组网的灵活性。

Description

一种集成的5G天线系统及通信网络

技术领域

本发明涉及一种天线，尤其是涉及一种集成的5G天线系统及通信网络。

背景技术

目前大部分的3G/4G基站都采用RRU(Radio Remote Unit，射频拉远模块)+BBU(Building Base band Unit，室内基带处理单元)组成无线接入网，通过光纤组成的传输网连接到核心网的组网方式。

但是，对于偏远农村、海岛、高速公路等有线传输资源难以达到的地方来说，如果仍旧使用传统的组网方式，由于物理接口多，连接稳定性差，会造成整个网络较差的稳定性和可靠性，同时给用户带来很差的移动服务，且如果全部采用光纤回传，成本太高，尤其是在农村地区。

且，随着5G时代的到来，为了满足容量的需求，新频谱不断引入，但是天线的天面资源非常有限，这就驱使天线的集成度需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种集成的5G天线系统及通信网络。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种集成的5G天线系统，包括集成于抱杆上的基站系统和至少一微波天线系统，所述基站系统包括射频拉远单元和与射频拉远单元电相连的至少一个可传输5G信号的基站天线，每个所述微波天线系统包括与基站天线电相连的射频单元和与射频单元电相连的微波天线。

优选地，所述抱杆上包括两个所述微波天线系统，且两个所述微波天线系统在抱杆上的高度相同，两个所述微波天线系统通过同一安装支架固定到抱杆上。

优选地，所述抱杆上包括两个所述微波天线系统，且两个所述微波天线系统在抱杆上上下错位分布，两个所述微波天线系统分别通过一安装支架固定到抱杆上。

优选地，两个所述微波天线系统不可单独进行位置调整，或者可单独进行位置调整。

优选地，所述安装支架包括固持于抱杆的固持部及提供微波天线系统安装位置的安装部，所述安装部与固持部之间通过转轴连接，所述微波天线系统的位置调整包括以转轴为旋转轴进行周向旋转和以其自身竖直中心轴旋转中的一种或两种组合。

优选地，所述基站系统包括两个所述基站天线，两个所述基站天线均套固在抱杆上，且在抱杆上沿轴向均匀分布形成全向天线。

优选地，所述5G天线系统还包括一集成于抱杆最顶部的美化件。

优选地，所述微波天线系统设有天线罩。

本发明还揭示了另外一种技术方案：一种通信网络，包括多个上述集成的5G天线系统，所述集成的5G天线系统之间通过所述微波天线系统双向通信。

优选地，相邻两个所述集成的5G天线系统上相互通信的两个微波天线系统位于或近似位于同一高度上。

本发明的有益效果是：

1、本发明将基站系统(包括可传输5G信号的基站天线)、微波天线系统(包括MMWradios和微波天线)和抱杆等集成在一起，提高天线系统的集成度。

2、本发明将传输5G信号的基站和微波融为一体，基站不需要光纤就可以用微波超宽带回传，提升信号覆盖能力，降低了布网成本，增强了组网的灵活性，提高了服务质量，极大的降低运营商的网络成本和维护成本。

附图说明

图1～图6分别是本发明实施例1～6的结构示意图；

图7是本发明实施例2的分体结构示意图；

图8是本发明实施例通信基站的组网结构示意图。

附图标记：

1、抱杆，2、基站天线，3、护罩，4、微波天线系统，5、路灯，6、天线罩，7、安装支架，100、远方机房，10、第一5G天线系统，20、第二5G天线系统，30、第三5G天线系统。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所揭示的一种集成的5G天线系统及通信基站，将基站系统(包括射频拉远单元和可传输5G信号的基站天线)、微波天线系统(包括MMW radios和微波天线)和抱杆等集成在一起，提高天线系统的集成度；且基站不通过光纤而通过微波超宽带回传，提升信号覆盖能力，增强了组网的灵活性，降低了布网成本。

结合图1～图7所示，本发明所揭示的一种集成的5G天线系统，包括集成于抱杆1上的基站系统和至少一微波天线系统4，其中，基站系统包括射频拉远单元(Radio RemoteUnit，简称RRU，图未示)和至少一个可传输5G信号的基站天线2，射频拉远单元的输入端具体通过光纤(图未示)与室内基带处理单元(building base band unit，简称BBU，即图8所示的远方机房100)相连，输出端通过馈线(图未示)与基站天线2相连，用于接收经室内基带处理单元调制解调等处理后的射频模拟信号，并将射频模拟信号功率放大后传输给基站天线2。

射频拉远单元安装于抱杆1的最底部，且其外面罩设一护罩3，护罩3呈圆柱状，即射频拉远单元设置于该护罩3内。

基站天线2(BSA)集成于抱杆1上，通过馈线与射频拉远单元相电连，将上述射频信号传输给微波天线系统4。实施时，基站天线2可以设置一个或多个，如设置两个基站天线2，每个基站天线2呈圆柱状，两个基站天线2均位于射频拉远单元的上方，且两者套固于抱杆上，在抱杆上沿轴向均匀分布。

每个微波天线系统4包括与基站天线2电相连的射频单元(多媒体广播电台MMARadio，图未示)和与射频单元电相连的微波天线(如Focal plane array，FPA，毫米波焦平面阵列)，其中，微波天线系统4设置于基站系统的上方，本实施例中，即基站天线2的上方；或者设置于基站天线2的下方，当然微波天线系统4在抱杆1上的设置位置并不限于这两种方式，其在抱杆1上的位置根据其所在的基准面(如地面)，结合与其临近的其他5G天线系统上的微波天线系统4的位置而定。

本实施例中，抱杆1上设置了两个微波天线系统4，两个微波天线系统4实施时可以位于抱杆的同一侧或者分别位于抱杆的两侧，当然，不限于这两种位置关系，每个微波天线系统4可以根据需要调整到所需的位置。位于两侧时，两个微波天线系统4在抱杆上可以位于同一高度上或者上下错位分布(即一高一低)；另外，两个微波天线系统4在抱杆1上可单独进行位置调整或者不可单独进行位置调整，可单独进行位置调整时，两个微波天线系统4就可以根据需要分别调整各自信号发射的方向，否则，两者的调整方向就是同步的。实施时，微波天线(FPA)工作于E波段(E-Band微波)，E-Band微波是指频率在80GHz附近的微波频段，实际分配频段为71-76GHz和81-86GHz的对称两段，可用总频宽达10GHz，可满足10-20Gbps的5G时代基站回传需求。

实施时，微波天线系统4通过安装支架7固持于抱杆1上，安装支架7具体包括固持于抱杆1的固持部(图未示)及提供微波天线系统4安装位置的安装部(图未示)，安装部与固持部之间通过转轴(图未示)连接。微波天线系统4位置调整时，调整方式可以有多种，可以包括以转轴为旋转轴进行周向旋转和以其自身竖直中心轴旋转中的一种或两种组合方式调整，如以安装支架7的转轴为旋转轴进行周向旋转时，两个微波天线系统4可以旋转到同一侧或两侧或其他相对位置。

下面以几个实施例来具体说明本发明集成的5G天线系统的结构。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1的集成的5G天线系统整体呈一底部固定于地面且竖直设置的柱体结构，其具体包括均集成于抱杆上的射频拉远单元、两个基站天线2、两个微波天线系统4，其中，射频拉远单元设置于抱杆1的最底部，且其位于一护罩3内。两个基站天线2套装于抱杆1上且位于射频拉远单元的上方，且两个基站天线2在抱杆1上沿轴向均匀分布，且上面的基站天线2与射频拉远单元之间、两个基站天线2之间均通过馈线相连。

两个微波天线系统4集成于抱杆1上，本实施例1中，两个微波天线系统4设置于两个基站天线2的上方，具体地，两者均位于基站天线2的最顶部，且两者分别固定于抱杆1的两侧，两者在抱杆上的高度相同，且两者均不可单独进行位置调整，即其中一微波天线系统4位置调整时，另一个微波天线系统4的位置也跟着同步调整。调整时，两个微波天线系统4同步以安装支架7的转轴为旋转轴进行周向旋转。且安装时，两个微波天线系统4通过同一安装支架安装到抱杆1上。

当然，作为可替换地，两个微波天线系统4也可以分别通过一安装支架7固定到抱杆1上，这样，两个微波天线系统4在抱杆上的位置可单独进行调整，即各自绕安装支架7的转轴进行周向旋转。

另外，抱杆1的最顶部还可以安装美化件，如景观灯6，这样，本发明的集成的5G天线系统整体不仅可以无线通信用，还可以作为美化城市的景观灯用。

实施例2

结合图2和图7所示，与上述实施例1不同的是，本发明实施例2中，分别位于抱杆1两侧的两个微波天线系统4在抱杆1上呈上下错位分布，本实施例2中，具体为其中一个微波天线系统4在左上方，另一个微波天线系统4在右下方，当然，作为可替换的，也可为一个微波天线系统4在左下方，另一个微波天线系统4在右上方，如图4所示，本发明对此不做限定。

另外，两者在抱杆1上的位置可单独进行调整，即其中一微波天线系统4位置调整时，另一微波天线系统4的位置可调整或不调整。本实施例中，两个微波天线系统4分别通过一安装支架固定到抱杆上，两个微波天线系统4在抱杆上的位置可单独进行调整，即各自绕安装支架7的竖直方向的转轴进行周向旋转。

实施例3

如图3所示，与上述实施例2不同的是，本发明实施例3中，在两个微波天线系统4的外面均罩设上一天线罩6，保护它们免受外部环境影响。

实施例4

如图4所示，与上述实施例3不同的是，本发明实施例4中，分别位于抱杆1两侧的两个微波天线系统，其中一个微波天线系统4在左下方，另一个微波天线系统在右上方，且两个微波天线系统4不在同一平面上，即它们所在的平面是不同的。

实施例5

如图5所示，与上述实施例3不同的是，本发明实施例5中，分别位于抱杆1两侧的两个微波天线系统4，均固定到一共用的安装支架7上，该安装支架7水平(即与抱杆1所在方向垂直或近似垂直)固定到抱杆1上，两个微波天线系统4分别固定于安装支架7的两端，即像两个灯笼一样挂在抱杆1上方的两侧，两者在安装支架7上可以位于同一平面上，当然也可位于不同平面上，本实施例5中，是位于同一平面上，且两者在安装支架7上的位置可单独进行调整。具体地，每一侧的微波天线系统4可以独立以自身竖直中心轴为旋转轴进行自转。当然，两个微波天线系统4还可以绕安装支架7的水平方向的转轴进行在前后方向上做相应的倾斜调整。

实施例6

如图6所示，与上述实施例1～5均不同的是，本发明实施例6的两个微波天线系统4设置于基站天线2的底部，具体位于射频拉远单元的护罩3和基站天线2之间，两者同样位于抱杆1的两侧，且两者直接固定到抱杆1上，或者像实施例5中一样，通过一共用的安装支架7悬挂于抱杆1的两侧。另外，两者可以位于同一平面上，或者位于不同平面，且两者位置可以根据需要可单独调整或者不可单独调整。调整方式与实施例5相同，即每一侧的微波天线系统4可以独立以自身竖直中心轴为旋转轴进行自转。两个微波天线系统4在前后方向上也可做相应的倾斜调整。

如图8所示，利用上述介绍的集成的5G天线系统，本发明所揭示的通信网络，包括上述多个集成的5G天线系统，且多个集成的5G天线系统之间可通过微波天线系统4双向通信。其中，多个集成的5G天线系统中，可以是多个上述实施例1～6任意一种集成的5G天线系统，也可以是实施例1～6中集成的5G天线系统任意两种或两种以上的组合。

优选地，相邻两个集成的5G天线系统上相互通信的两个微波天线系统4位于或近似位于同一高度上。

本发明通信网络的具体工作原理为：当远方机房100传输一个信号至第一5G天线系统10的射频拉远单元，经识别发现该信号频段为该第一5G天线系统10中基站天线2的频段覆盖范围，则该信号由该基站天线2传送给终端用户；当识别发现该信号频段不在该第一5G天线系统中基站天线2的频段覆盖范围，则将指令传送给微波天线系统4的射频单元，再由射频单元控制微波天线将信号传给相邻的第二5G天线系统20的微波天线，若该信号频段在第二5G天线系统20的基站天线2的频段覆盖范围内，则由该基站天线2将信号发送出去，若还不是该范围，则继续由微波天线将信号传送至第三5G天线系统30，以此类推直至将信号传送到与之符合的基站天线2，将其发送出去。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种集成的5G天线系统，其特征在于，包括集成于抱杆上的基站系统和至少一微波天线系统，所述基站系统包括射频拉远单元和与射频拉远单元电相连的至少一个可传输5G信号的基站天线，每个所述微波天线系统包括与基站天线电相连的射频单元和与射频单元电相连的微波天线。

2.根据权利要求1所述的一种集成的5G天线系统，其特征在于，所述抱杆上包括两个所述微波天线系统，且两个所述微波天线系统在抱杆上的高度相同，两个所述微波天线系统通过同一安装支架固定到抱杆上。

3.根据权利要求1所述的一种集成的5G天线系统，其特征在于，所述抱杆上包括两个所述微波天线系统，且两个所述微波天线系统在抱杆上上下错位分布，两个所述微波天线系统分别通过一安装支架固定到抱杆上。

4.根据权利要求2或3所述的一种集成的5G天线系统，其特征在于，两个所述微波天线系统不可单独进行位置调整，或者可单独进行位置调整。

5.根据权利要求2或3所述的一种集成的5G天线系统，其特征在于，所述安装支架包括固持于抱杆的固持部及提供微波天线系统安装位置的安装部，所述安装部与固持部之间通过转轴连接，所述微波天线系统的位置调整包括以转轴为旋转轴进行周向旋转和以其自身竖直中心轴旋转中的一种或两种组合。

6.根据权利要求1所述的一种集成的5G天线系统，其特征在于，所述基站系统包括两个可传输5G信号的基站天线，两个所述基站天线均套固在抱杆上，且在抱杆上沿轴向均匀分布形成全向天线。

7.根据权利要求1所述的一种集成的5G天线系统，其特征在于，所述5G天线系统还包括一集成于抱杆最顶部的美化件。

8.根据权利要求1所述的一种集成的5G天线系统，其特征在于，所述微波天线系统设有天线罩。

9.一种通信网络，其特征在于，包括多个权利要求1～8任意一项所述的集成的5G天线系统，所述多个集成的5G天线系统之间通过所述微波天线系统双向通信。

10.根据权利要求9所述的一种通信网络，其特征在于，相邻两个所述集成的5G天线系统上相互通信的两个微波天线系统位于或近似位于同一高度上。