CN113241521A - 一种有源通信天线、基站及通信系统 - Google Patents
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Abstract
一种有源通信天线、基站及通信系统，通信天线包括反射板、辐射单元和馈电网络，天线射频单元中的无源射频模块设置在反射板背面，馈电网络设置在反射板正面的腔体内，并与辐射单元位于反射板的同一面；设置在反射板背面的无源射频模块穿过反射板与馈电网络连接，在无源射频模块上设有用于可拆卸连接天线射频单元中有源射频模块的接口。有源射频模块可只保留印刷电路PCB板部分，尺寸和重量都大幅度减小。两独立模块通过各自预留的接口连接进行信号传输，实现无源射频模块与有源射频模块的集成，无源射频模块与有源射频模块之间为可拆卸连接，便于快速安装连接和维修快速更换。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动通信天线，具体地说是一种有源通信天线、基站及通信系统。
背景技术
现有的通信基站塔上一般是天线与射频拉远单元RRU两个模块通过不同方式连接组合。RRU都还是一个整体模块，如图1所示，包含射频前端（RF-FE）和射频数字前端（RF-DFE）两大模块，其中射频前端（RF-FE）包含双工器、滤波器、循环器、低噪放大器、功率放大器、射频滤波器、混合器。在RRU模块中双工器和滤波器体积较大，导致RRU模块整体尺寸较大，又由于有源PCB板容易出现故障，需要维护更换。在实际基站维护中需要整体将故障RRU取下，更换新的RRU，维护施工成本高。
有技术思路提出将RRU模块中的无源器件与有源器件分离开，并将无源器件设置在天线侧。但是由于天线板的面积有限，分离出来的无源器件如果要固定在天线的反射板上，就需要与天线板上原有的移相器、功分器、滤波器等馈电网络叠加设置，一方面将导致天线厚度增大，另一方面，叠加设置的各部分相互重叠、遮挡，导致焊接接线困难，难以真正的应用于实际生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种有源通信天线、基站及通信系统。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种有源通信天线，包括反射板、辐射单元和馈电网络，天线射频单元中的无源射频模块设置在反射板背面，馈电网络设置在反射板正面的腔体内，并与辐射单元位于反射板的同一面；设置在反射板背面的无源射频模块穿过反射板与馈电网络连接，在无源射频模块上设有用于可拆卸连接天线射频单元中有源射频模块的接口。
所述的无源射频模块包括壳体和设置在壳体内的射频元件，所述壳体固定设置在反射板背面，并由反射板作为壳体一侧的盖板。
所述的无源射频模块包括壳体和设置在壳体内的射频元件，所述壳体独立于反射板，并固定在反射板上。
所述无源射频模块的射频元件通过穿过反射板的连接探针与馈电网络连接。
所述有源射频模块通过接头或跳线与无源射频模块可拆卸连接。
所述的无源射频模块的射频元件为双工器、滤波器、循环器中的一种或几种。
所述的有源射频模块包括低噪放大器、功率放大器、射频滤波器、混合器中的几种。
所述的馈电网络包括移相馈电网络，其设置在反射板正面与反射板一体的金属腔体内。
本发明在解决所述技术问题的基础上，进一步提供了一种通信基站，其包括所述的有源通信天线。还提供了一种通信系统，其包括所述的通信基站。
本发明的有益效果是：将天线系统的射频模块重新组合分为无源射频模块和有源射频模块，有源射频模块可只保留印刷电路PCB板部分，尺寸和重量都大幅度减小。两独立模块通过各自预留的接口连接进行信号传输，实现无源射频模块与有源射频模块的集成，无源射频模块与有源射频模块之间为可拆卸连接，便于快速安装连接和维修快速更换。
本发明将通常设置在天线反射板背面的馈电网络转而设置在反射板正面的腔体内，使其与辐射单元共同位于反射板的同一侧，能够在一定程度上减小天线的厚度，并且空出反射板背面的空间，使无源射频模块能够设置在天线反射板背面而不影响馈电网络等天线原有线路的布设和焊接，利于工业化生产应用。
附图说明
图1为现有技术的有源天线系统中的天线与射频拉远单元(RRU)的原理图划分。
图2为本发明一种有源天线系统中的无源射频模块和有源模块的原理图划分。
图3为本发明有源通信天线的一个实施例示意图。
图4为本发明有源通信天线的另一个实施例示意图。
图5为本发明无源射频模块与有源射频模块一种连接方式实施例示意图。
图6为本发明无源射频模块与有源射频模块另一种连接方式实施例示意图。
图中标记：1、反射板，2、辐射单元，3、馈电网络，4、腔体，5、无源射频模块，6、连接探针，7、隔层，8、有源射频模块，9、接头，10、跳线。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明。下面实施例所列出的具体内容不限于权利要求记载的技术方案要解决的技术问题所必须的技术特征。同时，所述列举是实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部实施例。
如图2所示，本发明将通信天线基站RRU的射频前端（RF-FE）分为双工器、滤波器等无源射频模块，以及低噪放大器、功率放大器、射频滤波器、混合器等有源射频模块两部分。其中，无源射频模块与天线集成，有源射频模块独立设置，可只保留印刷电路PCB板部分。
如图3和4所示，通信天线通常包括反射板1、辐射单元2和馈电网络3，本发明将馈电网络3设置在反射板正面的腔体4内，并与辐射单元2位于反射板1的同一面。馈电网络3的腔体4可以布置在辐射单元2两侧，与布设在反射板1背面的方式相比，能够在一定程度上减小天线厚度方向的尺寸。馈电网络3设置在反射板1正面，在反射板1背面可以留出足够的空间用以设置双工器、滤波器、循环器等无源射频模块。
本发明的通信天线中，天线射频单元中的无源射频模块集成在天线反射板背面，并穿过反射板与反射板正面腔体内的馈电网络连接。在无源射频模块上设有用于可拆卸连接有源射频模块的接口。
在图3所示的一个实施例中，无源射频模块5包括壳体和设置在壳体内的射频元件，壳体固定设置在反射板1背面，其可以与反射板一体成型，也可以单独成型后直接固定连接。在该实施例中，反射板与无源射频模块的壳体形成一个整体，并作为壳体一侧的盖板。无源射频模块5的射频元件由穿过反射板的插针与馈电网络3连接。
在图4所示的另一个实施例中，无源射频模块5的壳体独立于反射板1，其本身具有盖板。壳体固定在反射板背面，或经隔层7固定与反射板背面。在该实施例中，无源射频模块5的射频元件由依次穿过壳体盖板和反射板的插针与馈电网络3连接。
所述的馈电网络可以是移相馈电网络（即移相器），其设置在反射板正面与反射板一体的金属腔体内，形式上可以采用带状线和滑动介质板组合的方式。该移相馈电网络的带状线一方面与辐射单元连接，另一方面与反射板背面的无源射频模块5连接。所述连接可以是直接的，也可以是经由其它电路间接的连接。
馈电网络也可以是功分网络或滤波馈电网络，或者是移相器、功分、滤波中的两种或三种组合的馈电网络。
所述的无源射频模块的射频元件可以为双工器、滤波器、循环器中的一种或几种。有源射频模块可以包括低噪放大器、功率放大器、射频滤波器、混合器中的几种。无源射频模块的射频元件集成在天线反射板上，源射频模块则独立设置，例如以印刷电路PCB板的形式。无源射频模块上设有用于可拆卸连接有源射频模块的接口。该接口可以是如图5所示接头插接的方式实现可拆卸连接。也可以是如图6所示，以跳线连接的形式实现可拆卸连接。
基于上述技术手段，本发明在基本不增加天线尺寸，并且不影响原有馈电网络焊接接线的情况下，将射频单元中的无源器件集成在天线中，形成的有源通信天线与有源模块之间为可拆卸连接，便于快速安装连接和维修快速更换。有源模块只保留印刷电路PCB板部分，尺寸和重量都大幅度减小。
本发明还提供一种通信基站，其以上所述的有源通信天线。并提供一种通信系统，其包括所述的通信基站。
以上对具体实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的技术构思及其核心思想，尽管本文使用了特定的优选实施例对技术方案进行了描述和说明，但其不应理解为对本发明自身的限制。本领域技术人员在不脱离本发明技术构思的前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。这些轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种有源通信天线，包括反射板、辐射单元和馈电网络，其特征在于：天线射频单元中的无源射频模块设置在反射板背面，馈电网络设置在反射板正面的腔体内，并与辐射单元位于反射板的同一面；设置在反射板背面的无源射频模块穿过反射板与馈电网络连接，在无源射频模块上设有用于可拆卸连接天线射频单元中有源射频模块的接口。
2.如权利要求1所述的一种有源通信天线，其特征在于：所述的无源射频模块包括壳体和设置在壳体内的射频元件，所述壳体固定设置在反射板背面，并由反射板作为壳体一侧的盖板。
3.如权利要求1所述的一种有源通信天线，其特征在于：所述的无源射频模块包括壳体和设置在壳体内的射频元件，所述壳体独立于反射板，并固定在反射板上。
4.如权利要求2或3所述的一种有源通信天线，其特征在于：所述无源射频模块的射频元件通过穿过反射板的连接探针与馈电网络连接。
5.如权利要求1所述的一种有源通信天线，其特征在于：所述有源射频模块通过接头或跳线与无源射频模块可拆卸连接。
6.如权利要求2或3所述的一种有源通信天线，其特征在于：所述的无源射频模块的射频元件为双工器、滤波器、循环器中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种有源通信天线，其特征在于：所述的有源射频模块包括低噪放大器、功率放大器、射频滤波器、混合器中的几种。
8.如权利要求1所述的一种有源通信天线，其特征在于：所述的馈电网络包括移相馈电网络，其设置在反射板正面与反射板一体的金属腔体内。
9.一种通信基站，其特征在于：包括权利要求1—8任一项所述的有源通信天线。
10.一种通信系统，其特征在于：包括权利要求9所述的通信基站。
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