CN112421225B - 集总馈电装置及基站天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种集总馈电装置及基站天线，其中集总馈电装置包括连接器和微带转接板，多个连接器设于微带转接板的第一侧，微带转接板的第二侧侧面上设有与多个连接器一一对应的多组转接板信号线，微带转接板上还设有接地结构，连接器的外导体与接地结构相连，连接器的内导体与转接板信号线的第一端相连，转接板信号线的第二端用于与天线收发组件连接。本发明提供的一种集总馈电装置及基站天线，设置微带转接板，通过简化线路，改善天线阵列电磁边界，改善单元及阵列的电路指标和方向图指标，同时避免了馈电线缆与连接器之间的弯折所带来的互调风险；单位长度插损更小，由此带来天线的增益增量。

Description

集总馈电装置及基站天线

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种集总馈电装置及基站天线。

背景技术

由于基站选址的资源限制，5G时代“1+1”天馈解决方案被广泛用来解决4G/5G网络覆盖。其中一副天线高度集成所有4G网络制式天线。因此天线频段/端口越来越多，天线集成化越来越高。

参见图1，目前多端口天线，每个射频端口的馈电线采用的是射频连接器加同轴电缆的方式。对应高度集成的多端口天线，这种馈电线的方式主要有以下弊端：馈电线的同轴电缆作为金属长导体分布在振子两侧，改变了天线阵列电磁环境，恶化电路指标和方向图指标；馈电线与连接器焊接位置存在应力，弯折后容易脆断，而馈电线作为柔性线材，无法避免弯折，从而导致互调失效的风险；对于分频天线，且采用上下共轴分布的阵列，上部阵列的馈电线长度往往>1m，常规同轴线制成的馈电线每米损耗>0.7dB@2GHz，由此带来较大的增益损失；常规馈电线作为柔性线材，装配自由度大，难以实现自动化生产，焊装效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种集总馈电装置及基站天线，用以解决或部分解决现有多端口天线常规馈电线存在的缺陷，提升天线的性能指标，同时改善生产效率。

本发明实施例提供一种集总馈电装置，包括连接器和微带转接板，多个所述连接器设于所述微带转接板的第一侧，所述微带转接板的第二侧侧面上设有与多个所述连接器一一对应的多组转接板信号线，所述微带转接板上还设有接地结构，所述连接器的外导体与所述接地结构相连，所述连接器的内导体与所述转接板信号线的第一端相连，所述转接板信号线的第二端用于与天线收发组件连接。

在上述方案的基础上，所述连接器的内导体穿过所述微带转接板与所述转接板信号线连接。

在上述方案的基础上，所述接地结构包括设于所述微带转接板的第一侧侧面上的接地层；所述连接器的外导体与所述接地层相连且通过金属化过孔焊接于所述微带转接板的第二侧。

在上述方案的基础上，所述接地结构还包括设于所述微带转接板的第二侧侧面上的转接板接地线，至少一个所述连接器的外导体连接于所述转接板接地线。

在上述方案的基础上，所述微带转接板和所述连接器之间设有刚性面板，所述连接器固定于所述刚性面板的一侧，所述微带转接板贴合在所述刚性面板的另一侧，所述刚性面板用于与反射板连接。

在上述方案的基础上，还包括用于固定设置在天线收发组件背面的带状线组件，所述带状线组件包括传输体以及设于所述传输体内部的多条带状信号线，所述转接板信号线的第二端与所述带状信号线的一端一一对应连接，所述带状信号线的另一端用于与天线收发组件连接。

在上述方案的基础上，所述传输体包括金属腔体。

在上述方案的基础上，设置两组所述带状线组件，用于将正极的带状信号线和负极的带状信号线分开传输。

在上述方案的基础上，所述带状线组件的长度方向垂直于所述微带转接板。

本发明实施例还提供一种基站天线，包括上述集总馈电装置，还包括反射板和天线收发组件，所述集总馈电装置固定于所述反射板，且连接于所述天线收发组件。

本发明实施例提供的一种集总馈电装置及基站天线，利用集中馈电线路的思路，设置微带转接板，通过在微带转接板上设置线路替换自由分布式的馈电线缆，通过简化线路，消除了天线底部振子两侧的线缆，改善天线阵列电磁边界，改善单元及阵列的电路指标和方向图指标，同时避免了馈电线缆与连接器之间的弯折所带来的互调风险；相对常规馈电线缆，单位长度插损更小，由此带来天线的增益增量；另外，连接器和微带转接板可形成模块，采用模块化的设计思路，易于实现自动化生产，提升生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有基站天线馈电方案结构示意图；

图2为本发明实施例提供的集总馈电装置正面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的集总馈电装置背面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的集总馈电装置的原理示意图；

图5为本发明实施例提供的插损改善对比示意图；

图6为本发明实施例提供的单元方向图改善对比示意图。

附图标记：

1、连接器；11、内导体；12、外导体；2、刚性面板；3、微带转接板；31、转接板信号线；32、第一过孔；33、第二过孔；41和42、带状线组件；421、转接件；422、金属腔体；423、带状信号线；5、辐射元；6、反射板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图2，本发明实施例提供一种集总馈电装置，该集总馈电装置包括连接器1和微带转接板3。多个连接器1设于微带转接板3的第一侧，微带转接板3的第二侧侧面上设有与多个连接器1一一对应的多组转接板信号线31。微带转接板3上还设有接地结构，连接器1的外导体12与接地结构相连，连接器1的内导体11与转接板信号线31的第一端相连，转接板信号线31的第二端用于与天线收发组件连接。

本实施例提供的一种集总馈电装置，利用集中馈电线路的思路，设置微带转接板3，通过在微带转接板3上设置线路替换自由分布式的馈电线缆，通过简化线路，消除了天线底部振子两侧的线缆，改善天线阵列电磁边界，改善单元及阵列的电路指标和方向图指标，同时避免了馈电线缆与连接器1之间的弯折所带来的互调风险；相对常规馈电线缆，单位长度插损更小，由此带来天线的增益增量；另外，连接器1和微带转接板3可形成模块，采用模块化的设计思路，易于实现自动化生产，提升生产效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，连接器1的内导体11穿过微带转接板3与转接板信号线31连接。可在微带转接板3上设置第二过孔33，即通孔，连接器1的内导体11可直接穿过第二过孔33与转接板信号线31焊接连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，接地结构包括设于微带转接板3的第一侧侧面上的接地层；接地层可为金属层。连接器1的外导体12与接地层相连且通过金属化过孔即第一过孔32焊接于微带转接板3的第二侧。可便于外导体12的焊接固定。

在上述实施例的基础上，进一步地，接地结构还包括设于微带转接板3的第二侧侧面上的转接板接地线，至少一个连接器1的外导体12连接于转接板接地线。即通过转接板接地线可将多个连接器1的接地汇总起来，便于接地。

在上述实施例的基础上，进一步地，微带转接板3和连接器1之间设有刚性面板2，连接器1固定于刚性面板2的一侧，微带转接板3贴合在刚性面板2的另一侧。刚性面板2用于与反射板6连接。

连接器1可为插接式连接器1。插接式连接器1通过紧固件物理连接到刚性面板2，并在刚性面板2上间隔设置。刚性面板2设置于天线底部。即微带转接板3和连接器1用于设置在天线底部。插接式连接器1通过电连接到微带转接板3，微带转接板3贴合固定到刚性面板2。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3，展示集总馈电装置背面结构示意图。本实施例提供的集总馈电装置还包括用于固定设置在天线收发组件背面的带状线组件。带状线组件包括传输体以及设于传输体内部的多条带状信号线423。转接板信号线31的第二端与带状信号线423的一端一一对应连接，带状信号线423的另一端用于与天线收发组件连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，传输体包括金属腔体422。带状线组件为设置有多条带状信号线423的传输体。传输体为矩形截面的金属腔体422；多条带状信号线423平行设置在腔体中间。

在上述实施例的基础上，进一步地，每个连接器1对应一组转接板信号线31。每组转接板信号线31可包括正极的转接板信号线31和负极的转接板信号线31。相应的，正极的转接板信号线31对应相同数量的正极的带状信号线423；负极的转接板信号线31对应相同数量的负极的带状信号线423。设置两组带状线组件41和42，用于将正极的带状信号线423和负极的带状信号线423分开传输。有利于减少干扰，提高天线性能。

具体的，参考图3，带状线组件41及42用于分设在反射板6背面的两侧。每个带状线组件通过至少2处转接件421固定到反射板6，实现支撑和协同受力。

在上述实施例的基础上，进一步地，带状线组件的长度方向垂直于微带转接板3。带状线组件沿反射板6轴线平行延伸，其一端电连接微带转接板3，另一端与天线前端收发组件分别电连接。

进一步地，微带转接板3的转接板信号线31、带状线组件的带状信号线423分别设置为传输线、滤波枝节、隔离线路中的一种。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种基站天线，该基站天线包括上述任一实施例所述的集总馈电装置，还包括反射板6和天线收发组件，集总馈电装置固定于反射板6，且连接于天线收发组件。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种集总馈电装置及基站天线。参考图1，本实施例中，连接器1为插接式连接器1，其数量与天线端口相匹配。连接器1为Din型、N型、SMA型连接器1中的一种。连接器1的一端设有外露的内导体11和外导体12，用于电连接到微带转接板3的信号线及接地线。

本实施例中，首先将m个插接式连接器1固定到刚性面板2。刚性面板2设有m个间隔的孔组，每个孔组对应一个插接式连接器1。孔组至少含螺钉通孔和连接器1外导体12、内导体11避让孔。通过螺钉等紧固件穿过通孔将连接器1固定到刚性面板2，实现连接器1的物理连接。

进一步地，将微带转接板3贴合固定到刚性面板2，且插接式连接器1和微带转接板3分别设于刚性面板2的两侧。微带转接板3为印刷有m组转接板信号线31的高频信号板，包括m组信号线和统一接地线。

进一步地，第m个插接式连接器1的内导体11插入到微带转接板3的第m组转接板信号线31的A端第二过孔33；实现连接器1和微带转接板3的电连接。其中，m为大于1的自然数。外导体12与接地层连接且通过金属化过孔即第一过孔32焊接于微带转接板3的第二侧。且其中一个连接器1通过金属化过孔与转接板接地线相连。优选采用自动焊的方式焊接连接器1外导体12到第一过孔32。焊接内导体11到转接板信号线31，实现连接器1到微带转接板3的电连接。

进一步地，上述连接器1及微带转接板3与刚性面板2装联成为组件，设置于天线底部；该组件通过刚性面板2的伸出结构由紧固件连接到天线反射板6。

进一步地，如图3所示，带状线组件沿长度方向的轴线垂直于微带转接板3，其一端靠近转接板信号线31的B端。带状线组件第m条带状信号线423与微带转接板3的第m条微带线通过焊接实现电连接。带状线组件的金属腔体422可与微带转接板3的接地结构通过焊接实现电连接。

进一步地，如图4所示，带状线组件的另一端与天线前端收发组件电连接，实现从连接器1到天线前端收发组件的馈电连接。其中，天线前端收发组件包括单个辐射元5或由功分网络或功分移相网络连接的天线阵列。

如图5所示，实线为馈电装置在应用现有技术方案馈电线缆的情况下，每米长度的线缆插入损耗；虚线为应用本申请集总馈电装置的情况下，每米长度的馈电装置插入损耗，在2G频段的改善效果约为0.4dB。横坐标表示天线的工作频段，纵坐标表示馈电装置传输损耗值。

如图6所示，实线为小阵列中在现有技术方案馈电线缆的电磁边界影响作用情况下，其中靠近天线下端面的辐射元5水平面辐射波形图；虚线为应用本申请集总馈电装置的情况下，小阵列中的辐射元5水平面辐射波形图，波形更平滑，增益、前后比提升。横坐标为电磁波的方位，纵坐标为增益值。

该集总馈电装置简化了连接器1到前端收发组件的线路连接。简化的线路减小对天线电磁边界影响，同时降低线路插入损耗。基站天线采用该集总馈电装置，在提升性能指标的情况下，还能改善天线结构可靠性和生产效率。

上述各实施例提供基站天线及集总馈电装置，解决了目前小型化、多端口天线背景下，应用馈电线缆导致天线底部辐射元指标恶化，馈电线缆根部互调失效率高，生产效率低的问题。通过应用集总馈电装置替代馈电线缆，简化了天线底部辐射元的电磁边界，提升单元的辐射效率；采用带状线的传输结构，降低传输线插入损耗，有效提升天线增益；另外集总馈电装置采用模块化的设计思路，且采用刚性连接，可以有效提升互调合格率，便于自动化生产，提升生产效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种集总馈电装置，其特征在于，包括连接器和微带转接板，多个所述连接器设于所述微带转接板的第一侧，所述微带转接板的第二侧侧面上设有与多个所述连接器一一对应的多组转接板信号线，所述微带转接板上还设有接地结构，所述连接器的外导体与所述接地结构相连，所述连接器的内导体与所述转接板信号线的第一端相连，所述转接板信号线的第二端用于与天线收发组件连接。

2.根据权利要求1所述的集总馈电装置，其特征在于，所述连接器的内导体穿过所述微带转接板与所述转接板信号线连接。

3.根据权利要求1所述的集总馈电装置，其特征在于，所述接地结构包括设于所述微带转接板的第一侧侧面上的接地层；所述连接器的外导体与所述接地层相连且通过金属化过孔焊接于所述微带转接板的第二侧。

4.根据权利要求3所述的集总馈电装置，其特征在于，所述接地结构还包括设于所述微带转接板的第二侧侧面上的转接板接地线，至少一个所述连接器的外导体连接于所述转接板接地线。

5.根据权利要求1至4任一所述的集总馈电装置，其特征在于，所述微带转接板和所述连接器之间设有刚性面板，所述连接器固定于所述刚性面板的一侧，所述微带转接板贴合在所述刚性面板的另一侧，所述刚性面板用于与反射板连接。

6.根据权利要求1至4任一所述的集总馈电装置，其特征在于，还包括用于固定设置在天线收发组件背面的带状线组件，所述带状线组件包括传输体以及设于所述传输体内部的多条带状信号线，所述转接板信号线的第二端与所述带状信号线的一端一一对应连接，所述带状信号线的另一端用于与天线收发组件连接。

7.根据权利要求6所述的集总馈电装置，其特征在于，所述传输体包括金属腔体。

8.根据权利要求6所述的集总馈电装置，其特征在于，设置两组所述带状线组件，用于将正极的带状信号线和负极的带状信号线分开传输。

9.根据权利要求6所述的集总馈电装置，其特征在于，所述带状线组件的长度方向垂直于所述微带转接板。

10.一种基站天线，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一所述的集总馈电装置，还包括反射板和天线收发组件，所述集总馈电装置固定于所述反射板，且连接于所述天线收发组件。

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