CN112886282A - 一种模块化拼接的集成网络阵列天线 - Google Patents

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成院波
陈年南
董必勇
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Kunshan Den Gyo Communication Equipment Co ltd
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Kunshan Den Gyo Communication Equipment Co ltd
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems

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Abstract

本发明公开了一种模块化拼接的集成网络阵列天线，该阵列天线由多个独立的阵列模块拼接组合而成，所述阵列模块包括天线单元、集成网络基板、射频连接器，所述集成网络基板上设置有馈电网络电路和校准网络电路，所述天线单元安装于所述集成网络基板上表面，所述射频连接器安装于所述集成网络基板下表面。该集成网络阵列天线由多个阵列模块自由拼接组合而成，天线阵列模块化设计和拼接降低了天线开发难度及成本，方便外场施工及应用；可有效提高建网的速度，实现快速建网，而且采用该结构设计简化了天线结构、降低了天线剖面和重量，在不影响天线功能及指标的情况下大幅降低了天线的设计成本,满足5G通信系统高效规模建网的需要。

Description

一种模块化拼接的集成网络阵列天线
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种模块化拼接的集成网络阵列天线。
背景技术
天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛的应用，起到了传播无线电波的作用，是有效地辐射和接受无线电波必不可少的装置。就天线通信知识和技术的迅速发展，以及国际上对天线的诸多研究方向的提出，都促使了新型天线的诞生。阵列天线就是研究的一种方向，所谓阵列天线不是简单的将天线排成我们所熟悉的阵列的样子，而是它的构成是阵列形式的。就发射天线来说，简单的辐射源比如点源，对称振子源是常见的构成阵列天线的辐射源。它们按照直线或者更复杂的形式，根据天线馈电电流，间距，电长度等不同参数来构成阵列，以获取最好的辐射方向性.这就是阵列天线的魅力所在，它可以根据需要来调节辐射的方向性能。由此产生出了诸如现代移动通信中使用的智能天线等。阵列天线的辐射电磁场是组成该天线阵各单元辐射场的总和（矢量和）阵列天线。由于各单元的位置和馈电电流的振幅和相位均可以独立调整，这就使阵列天线具有各种不同的功能，这些功能是单个天线无法实现的。
随着5G通信技术的到来，对天线的设计要求越来越高，阵列天线也要求向小型化轻量化方向发展，而且要求能够高效建网。现有的5G通信用阵列天线普遍具有“阵列面尺寸较大，射频端口数量多，结构设计较为复杂”的特点，很难满足现有5G通信高效率快速建网的需要，因此有必要对现有的阵列天线做进一步的改进。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于设计一种可降低天线剖面及重量、实现高效建网的模块化拼接的集成网络阵列天线。
一种模块化拼接的集成网络阵列天线，该阵列天线由多个独立的阵列模块拼接组合而成，所述阵列模块包括天线单元、集成网络基板、射频连接器，所述集成网络基板上设置有馈电网络电路和校准网络电路，所述天线单元安装于所述集成网络基板上表面，所述射频连接器安装于所述集成网络基板下表面。
优选的，所述阵列模块包括多个天线子阵列，每个天线子阵列包括至少两个所述天线单元，所述射频连接器与所述天线子阵列位置一一对应，所述射频连接器通过所述馈电网络电路与所述天线子阵列一一对应连接。
优选的，相邻天线单元水平中心线的的垂直间距为dy,相邻天线子阵列水平中心线的垂直间距为ds，相邻天线子阵列垂直中心线的水平间距为dx。
优选的，所述校准网络电路包括定向耦合器、功率分配合成器、校准端口，所述校准端口用于对该阵列模块中的天线子阵列通道进行校准。
优选的，所述集成网络基板上表面上还安装有阵列隔板。
优选的，多个阵列模块可以在垂直或水平方向上自由拼接组合，所述多个阵列模块可以单独工作，也可以协同工作。
优选的，所述集成网络基板的四周边沿设置有凹凸定位拼接结构。
优选的，所述凹凸定位拼接结构包括垂直、水平方向上的拼接凸起部和拼接凹陷部。
上述技术方案具有如下有益效果：该集成网络阵列天线由多个阵列模块自由拼接组合而成，天线阵列模块化设计和拼接降低了天线开发难度及成本，方便外场施工及应用；在集成网络基板上集成嵌套设置馈电网络电路和校准网络电路，多个阵列模块可以单独工作，也可以协同工作，这样可有效提高建网的速度，实现快速建网，而且采用该结构设计简化了天线结构、降低了天线剖面和重量，在不影响天线功能及指标的情况下大幅降低了天线的设计成本，符合天线小型化、轻型化的发展方向。
附图说明
图1为本发明实施例的三维立体图。
图2为本发明实施例立体分层图。
图3位本发明实施例阵列模块三维平面图。
图4为本发明实施例阵列模块的背面示意图。
图5为本发明实施例阵列模块的正面示意图。
图6为本发明实施例阵列模块的正面示意图。
图7为本发明实施例集成网络基板的电路图。
原件标号说明：1、阵列模块；2、阵列模块；3、阵列模块；4、阵列模块；11、天线单元；12、阵列隔板；13、集成网络基板；14、射频连接器；15、天线子阵列；16、垂直拼接凸起部；17、水平拼接凹陷部；18、垂直拼接凹陷部；19、水平拼接凸起部；21、馈电网络电路；22、定向耦合器；23、功率分配合成器；24、校准端口；25、校准网络电路。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
如图1、2所示，本专利公开了一种模块化拼接的集成网络阵列天线，该阵列天线由多个独立的阵列模块拼接组合而成，该阵列天线阵列模块的个数可根据需要设置，本实施例中设置有四个阵列模块1、2、3、4，四个阵列模块1、2、3、4的结构相同，但在实际应用中阵列模块的数量不只局限于四个。每个阵列模块包括天线单元11、集成网络基板13、射频连接器14，集成网络基板13上设置有馈电网络电路21和校准网络电路25（如图7所示），天线单元11安装于集成网络基板13的上表面，射频连接器14安装于集成网络基板下表面。
如图3至6所示，阵列模块1上的天线单元11可分为多个天线子阵列15，每个天线子阵列15包括至少两个天线单元11，射频连接器14与天线子阵列15的位置一一对应，每个天线子阵列15对应一个射频连接器14，射频连接器14通过馈电网络电路21与天线子阵列15一一对应连接。在本实施例中每个阵列模块1上设有八个天线子阵列15，共16个天线单元11。
为了防止各天线单元直接信号干扰，天线单元之间应设置间隙，相邻天线单元水平中心线的的垂直间距为dy,相邻天线子阵列水平中心线的垂直间距为ds，相邻天线子阵列垂直中心线的水平间距为dx。天线单元11呈阵列方式排列，两个天线子阵列15形成一列，相邻列之间设有阵列隔板12，阵列隔板12安装在集成网络基板上表面上。
集成网络基板13上由馈电网络电路21和校准网络电路25共面嵌套设计组成，校准网络电路25包括定向耦合器22、功率分配合成器23、校准端口24，每个阵列模块1都至少设有一个校准端口24，校准端口24用于对该阵列模块中的天线子阵列通道进行校准。
上述阵列模块可以根据安装需要在垂直或水平方向上自由拼接组合，每个阵列模块可以单独工作，也可以和其他阵列模块协同工作。为了方便拼接，可在集成网络基板13的四周边沿设置有凸定位拼接结构。如图5所示，凹凸定位拼接结构包括垂直拼接凸起部16、水平拼接凹陷部17、垂直拼接凹陷部18、水平拼接凸起部18，在进行拼接时，可将拼接凸起部直接嵌入拼接凹陷部内实现两个阵列模块的连接。
该集成网络阵列天线由多个阵列模块自由拼接组合而成，天线阵列模块化设计和拼接降低了天线开发难度及成本，方便外场施工及应用；在集成网络基板上集成嵌套设置馈电网络电路和校准网络电路，多个阵列模块可以单独工作，也可以协同工作，这样可有效提高建网的速度，实现快速建网，而且采用该结构设计简化了天线结构、降低了天线剖面和重量，在不影响天线功能及指标的情况下大幅降低了天线的设计成本，符合天线小型化、轻型化的发展方向。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种模块化拼接的集成网络阵列天线，其特征在于，该阵列天线由多个独立的阵列模块拼接组合而成，所述阵列模块包括天线单元、集成网络基板、射频连接器，所述集成网络基板上设置有馈电网络电路和校准网络电路，所述天线单元安装于所述集成网络基板上表面，所述射频连接器安装于所述集成网络基板下表面。
2.根据权利要求1所述的模块化拼接的集成网络阵列天线，其特征在于，所述阵列模块包括多个天线子阵列，每个天线子阵列包括至少两个所述天线单元，所述射频连接器与所述天线子阵列位置一一对应，所述射频连接器通过所述馈电网络电路与所述天线子阵列一一对应连接。
3.根据权利要求3所述的模块化拼接的集成网络阵列天线，其特征在于，相邻天线单元水平中心线的的垂直间距为dy,相邻天线子阵列水平中心线的垂直间距为ds，相邻天线子阵列垂直中心线的水平间距为dx。
4.根据权利要求3所述的模块化拼接的集成网络阵列天线，其特征在于，所述校准网络电路包括定向耦合器、功率分配合成器、校准端口，所述校准端口用于对该阵列模块中的天线子阵列通道进行校准。
5.根据权利要求1所述的模块化拼接的集成网络阵列天线，其特征在于，所述集成网络基板上表面上还安装有阵列隔板。
6.根据权利要求1所述的模块化拼接的集成网络阵列天线，其特征在于，多个阵列模块可以在垂直或水平方向上自由拼接组合，所述多个阵列模块可以单独工作，也可以协同工作。
7.根据权利要求1所述的模块化拼接的集成网络阵列天线，其特征在于，所述集成网络基板的四周边沿设置有凹凸定位拼接结构。
8.根据权利要求7所述的模块化拼接的集成网络阵列天线，其特征在于，所述凹凸定位拼接结构包括垂直、水平方向上的拼接凸起部和拼接凹陷部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115133290A (zh) * 2022-08-01 2022-09-30 北京中科睿信科技有限公司 基于天线单元快速拼接低成本天线阵列及其方法

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