CN113395827A - 印刷电路板、校准板和基站天线 - Google Patents

印刷电路板、校准板和基站天线 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种印刷电路板、一种校准板、和一种基站天线。所述印刷电路板包括用于接收电连接器的导体的第一通孔和用于与所述电连接器的导体电联通以传输信号的第一导电迹线，其特征在于：所述第一导电迹线设置在所述印刷电路板的第一侧，并且所述电连接器在安装到所述印刷电路板上时位于与所述第一导电迹线相同的一侧；以及所述电连接器的导体与所述第一导电迹线通过设置在所述印刷电路板的与所述第一侧相对的第二侧的旁路而电联通。所述基站天线包括校准板，所述校准板包括本公开的印刷电路板。本公开的印刷电路板能够确保电连接器在其上的良好定位、良好的电性能、或能够避免可能的短路。

Description

印刷电路板、校准板和基站天线
技术领域
本公开总体上涉及通信系统。更特别地，本公开涉及一种用于基站天线的印刷电路板、包含所述印刷电路板的校准板、以及包含所述印刷电路板的基站天线。
背景技术
蜂窝通信系统用于向固定和移动用户提供无线通信。蜂窝通信系统可以包括多个基站，每个基站为指定的覆盖区域(通常称为“小区”)提供无线蜂窝服务。每个基站可以包括一个或多个基站天线，基站天线用于向位于由该基站服务的小区内的用户发射射频(“RF”)信号，并从该用户接收RF信号。
基站天线可以包括许多辐射元件，这些辐射元件也可以称为辐射器、天线振子、或者天线元件。这些辐射元件可以安装在天线基板上。天线基板通常可以包括馈电板、反射板、和校准板。馈电板包括用于为基站天线的辐射元件馈电的馈电网络，而校准板包括用于对发射到馈电网络的信号的幅度和相位进行校准的校准网络。馈电板和校准板通常利用印刷电路板来实现。
发明内容
本公开的目的之一是提供一种用于基站天线的印刷电路板，该印刷电路板可以形成基站天线的校准板并能够克服现有校准板中所存在的一个或多个问题。
根据下面描述的各方面说明本公开的保护主题。为方便起见，将保护主题的各方面的各种实施例描述为标号的条款(1、2、3等)。这些条款是作为示例提供的，而不限制本公开的保护主题。
1、一种印刷电路板，所述印刷电路板包括用于接收电连接器的导体的第一通孔和用于与所述电连接器的导体电联通以传输信号的第一导电迹线，其特征在于：所述第一导电迹线设置在所述印刷电路板的第一侧，并且所述电连接器在安装到所述印刷电路板上时位于与所述第一导电迹线相同的一侧；以及所述电连接器的导体与所述第一导电迹线通过设置在所述印刷电路板的与所述第一侧相对的第二侧的旁路而电联通。
2、根据条款1所述的印刷电路板，其特征在于，所述旁路包括位于所述印刷电路板的第二侧的第二导电迹线和用于电连接所述第一导电迹线和所述第二导电迹线的第二通孔，其中，所述第二导电迹线还构造成电连接所述电连接器的被接收在所述第一通孔中的导体和所述第二通孔。
3、根据条款2所述的印刷电路板，其特征在于，所述第二通孔构造成镀覆通孔。
4、根据条款2所述的印刷电路板，其特征在于，所述第二导电迹线为微带线。
5、根据条款2所述的印刷电路板，其特征在于，所述第二导电迹线为共面波导。
6、根据条款1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述第一通孔构造成非镀覆通孔。
7、根据条款1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述第一通孔的尺寸构造成与所述电连接器的导体的尺寸基本相等。
8、根据条款1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述第一导电迹线在所述第一导电迹线的长度方向上与所述电连接器间隔开一定的距离。
9、根据条款1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述第一导电迹线为微带线。
10、根据条款1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板还包括用于接收所述电连接器的接地插脚的第三通孔。
11、根据条款10所述的印刷电路板，其特征在于，所述第三通孔为镀覆通孔。
12、根据条款10所述的印刷电路板，其特征在于，所述第三通孔为非镀覆通孔。
13、根据条款1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板包括位于所述印刷电路板的第一侧的第一接地层、位于所述印刷电路板的第二侧的第二接地层、以及位于所述第一接地层和所述第二接地层之间的介电层。
14、根据条款13所述的印刷电路板，其特征在于，所述第一接地层和/或所述第二接地层均为金属层。
15、根据条款1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板构造为用于基站天线的校准板。
16、根据条款1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述电连接器为用于接收射频拉远单元的电缆接口的电插座元件。
17、根据条款16所述的印刷电路板，其特征在于，所述电插座元件为直型公插座元件。
18、一种校准板，其特征在于，所述校准板包括根据条款1至17中的任意一项所述的印刷电路板和安装在所述印刷电路板上的一个或多个电连接器。
19、一种基站天线，其特征在于，所述基站天线包括校准板，所述校准板包括根据条款1至17中的任意一项所述的印刷电路板和安装在所述印刷电路板上的一个或多个电连接器。
要注意的是，针对一个实施例描述的本公开的各方面可以被包含到其它不同的实施例中，尽管没有针对所述其它不同的实施例进行具体描述。换言之，可以以任何方式和/或组合来组合所有实施例和/或组合任意实施例的特征，只要它们不相互矛盾即可。
附图说明
在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本公开的多个方面，在附图中：
图1是现有技术中的一种校准板的透视图；
图2是图1所示的校准板的分解图；
图3是图1所示的校准板的电插座部位的局部放大俯视图；
图4是图1所示的校准板的电插座部位的局部放大仰视图；
图5是根据本公开的一个实施例的校准板的俯视透视图；
图6是图5所示的校准板的仰视透视图；
图7是图5所示的校准板的分解图。
应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，清楚起见，某些特征的尺寸可以改变而未按比例绘制。
具体实施方式
以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开内容更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。
应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。
说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。
说明书使用的用辞“在X和Y之间”和“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。本说明书使用的用辞“在大约X和Y之间”的意思是“在大约X和大约Y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约X至Y”的意思是“从大约X至大约Y”。
在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“联接”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。
在说明书中，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于便于说明而不旨在限定。任何由“第一”、“第二”和“第三”表示的技术特征均是可互换的。
在说明书中，诸如“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。
现代基站天线通常包括许多辐射元件，这些辐射元件可以安装在天线基板上。天线基板通常包括馈电板、反射板、和校准板，其中，馈电板包括用于为基站天线的辐射元件馈电的馈电网络，而校准板包括用于对发射到馈电网络的信号的幅度和相位进行校准的校准网络。校准板通常设置有一个或多个电连接器，用于连接来自其它装置或部件(比如，射频拉远单元(RRU))的电缆接口，以在基站天线和其它装置或部件之间传输信号。
图1和图2示出了现有技术中的一种用于基站天线的校准板10，其中，图1为校准板10的透视图，图2为校准板10的分解图。校准板10包括印刷电路板11和安装在印刷电路板11上的一个或多个电连接器12。电连接器12用于连接比如来自射频拉远单元的电缆接口，以在基站天线和射频拉远单元之间传输信号。
如图2所更清楚地示出的，印刷电路板11可以包括：基板111，基板111通常形成为介电层；设置在基板111的上侧或第一侧的第一接地层112和导电迹线层113；设置在基板111的下侧或第二侧的第二接地层114；以及设置在第二接地层114的下侧的阻焊层115。第一接地层112和第二接地层114典型地是金属层，而阻焊层115典型地是漆层。导电迹线层113上的导电迹线可以是微带线、带状线、或其它形式的导体。印刷电路板11可以安装在反射板13上，反射板可以包括例如金属板。
电连接器12通常为电插座元件。在图1和图2所示的校准板10中，电连接器12示出为直型公插座元件。参照图3和图4，直型公插座元件包括本体121、位于本体121中央并从本体121的底部向下延伸的导体122、和围绕所述导体122均匀分布并从本体121的底部向下延伸的四个接地插脚123。为了安装并固定电连接器12，印刷电路板11设置有用于接收每个电连接器12的导体122的通孔116和用于接收每个电连接器12的接地插脚123的通孔117。电连接器12的导体122和接地插脚123分别延伸通过通孔116和通孔117，并被钎焊在印刷电路板11上。
参照图4，当电连接器12安装在印刷电路板11上时，电连接器12的导体122与印刷电路板11上的相应导电迹线118形成电联通，从而使得电连接器12能够在基站天线和射频拉远单元之间传输信号。电连接器12与导电迹线118通常位于印刷电路板11的同一侧。为了在电连接器12的导体122和印刷电路板11的导电迹线118之间形成电联通，通常将通孔116和117形成为镀覆通孔(PTH)，镀覆通孔的内表面镀覆有铜层，以用于传导电流；另外，导电迹线118必须延伸至用于接收电连接器12的导体122的通孔116，以形成电联通路径。这样，当电连接器12的导体122从印刷电路板11的第一侧插入到通孔116中并通过在印刷电路板11的第二侧进行钎焊而被固定在印刷电路板11上时，来自电连接器12的导体122的电流能够从印刷电路板11的第二侧经通孔116流动至印刷电路板11的第一侧并继而流动至导电迹线118，从而在电连接器12和导电迹线118之间形成电联通。
然而，在实践中发现校准板10存在着一些缺陷。首先，为了防止在将电连接器12的导体122和接地插脚123插入到通孔116和117的过程中破坏镀覆在通孔116和117的内表面的铜层、并同时为了确保在钎焊时焊料能够充分地填充到通孔116和117中以确保良好的电传导性能，通孔116和117的尺寸必须被选择成大于导体122和接地插脚123的尺寸(如图3所示)，这会导致电连接器12在安装到印刷电路板11上时产生倾斜，使得电连接器12不能与安装在比如射频拉远单元上的电缆接口连接，尤其是在校准板10包括两个或更多个电连接器12的情况下。其次，当电连接器12被安装到印刷电路板11上时，电连接器12的底部与印刷电路板11的导电迹线118之间的间隙H很小(约0.3mm，如图4所示)，这会导致不良的回波损耗或不良的无源互调失真性能(PIM)。另外，由于导线迹线118必须延伸到电连接器12的底部下方以与用于接收电连接器12的导体122的通孔116形成电联通，在电连接器12受压或印刷电路板11变形的情况下，电连接器12的底部会很容易地接触到导电迹线118，从而导致在电连接器12和导电迹线118之间产生短路。
为了解决以上问题中的至少一个，提出了根据本公开的用于基站天线的校准板20，其通过一增设的旁路来实现电连接器的导体和校准板上的相应导电迹线之间的电联通，其中，所述电连接器和与该电连接器的导体电联通的导电迹线处于校准板20的第一侧，而所述旁路处于校准板20的第二侧。下面结合图5至图7来详细描述根据本公开的实施例的校准板20。
参照图5至图7，校准板20包括印刷电路板21和安装在印刷电路板21上的一个或多个电连接器22。电连接器22用于连接来自其它装置或部件(比如，射频拉远单元(RRU))的电缆接口，以在基站天线和其它装置或部件之间传输信号。
如图7所示，类似于印刷电路板11，印刷电路板21可以包括：基板211，基板211通常形成为介电层；设置在基板211的上侧或第一侧的第一接地层212和导电迹线层213；设置在基板211的下侧或第二侧的第二接地层214；以及设置在第二接地层214的下侧的阻焊层215。第一接地层212和第二接地层214典型地是金属层，而阻焊层215典型地是漆层。导电迹线层213上的导电迹线可以是微带线、带状线、或其它形式的导体。印刷电路板21可以安装在反射板23上。
电连接器22示出为直型公插座元件。直型公插座元件可以包括本体221、位于本体221中央并从本体221的底部向下延伸的导体222、和围绕所述导体222均匀分布并从本体221的底部向下延伸的四个接地插脚223。为了安装并固定电连接器22，印刷电路板21设置有用于接收每个电连接器22的导体222的通孔216和用于接收每个电连接器22的接地插脚223的通孔217。电连接器22的导体222和接地插脚223分别延伸通过通孔216和通孔217，并被钎焊在印刷电路板21上。
当电连接器22安装在印刷电路板21上时，电连接器22的导体222与印刷电路板21上的相应导电迹线218形成电联通，从而使得电连接器22能够在基站天线和诸如射频拉远单元之类的其它装置或部件之间传输信号。电连接器22与导电迹线218通常位于印刷电路板21的第一侧。导电迹线218可以是微带线。当然，本公开不局限于此，导电迹线218也可以是带状线或其它形式的导体。
与校准板10不同，在根据本公开的校准板20中，通过设置在印刷电路板21的与第一侧相对的第二侧的旁路24来实现电连接器22的导体222与导电迹线218之间的电联通，而用于接收电连接器22的导体222的通孔216将不再用于传导电流。换言之，将不再经由通孔216将电流从电连接器22的导体222传导至导电迹线218。这使得通孔216的尺寸能够被设计成与电连接器22的导体222的尺寸基本相等(因为不再需要使通孔216大于导体222以使焊料充分地流入通孔216中来形成电接触)，从而使得电连接器22能够没有任何倾斜地定位在校准板20上并使得电连接器22能够容易地与其它装置或部件(比如，射频拉远单元)的电缆接口进行连接。
参照图6来描述根据本公开的一个实施例的旁路24的具体结构。旁路24可以包括设置在印刷电路板21的第二侧的导电迹线241和用于电连接导电迹线241和导电迹线218的通孔242。通孔242构造成镀覆通孔，其内表面镀覆有铜层，以用于传导电流。通孔242与用于接收电连接器22的导体222的通孔216间隔开一定距离，利用导电迹线241来电连接通孔242和通孔216。这样，当电连接器22的导体222从印刷电路板21的第一侧插入到通孔216中并通过在印刷电路板21的第二侧进行钎焊而被固定在印刷电路板21上时，来自电连接器22的导体222的电流能够流经导电迹线241、通孔242并流动至导电迹线218，从而在电连接器22和导电迹线218之间形成电联通。
在根据本公开的实施例中，导电迹线241可以是微带线。在其它实施例中，导电迹线241可以是共面波导，其可以通过在导电迹线241的任一侧上包含镀覆通孔而实施。当然，本公开不局限于此，导电迹线241也可以是带状线或其它形式的导体。另外，用于电连接导电迹线241和导电迹线218的通孔242可以具有任意适当的形状。比如，通孔242可以呈圆形、椭圆形、正方形、菱形、五边形、六边形、或异形等各种形状。在根据本公开的一些实施例中，通孔242可以与通孔216和217具有不同的形状，以便区分通孔242与通孔216和217。
由于用于电连接器22的导体222的通孔216不再用于传导电流，在根据本公开的一个实施例中，通孔216可以被构造成非镀覆通孔，其内表面没有镀覆铜层。通孔216的尺寸构造成与电连接器22的导体222的尺寸基本相等，以便电连接器22能够很好地定位在印刷电路板21上。同样地，用于接收电连接器22的接地插脚223的通孔217也可以构造成非镀覆通孔，并且通孔217的尺寸构造成与电连接器22的接地插脚223的尺寸基本相等。然而，需要注意，由于通孔217仅用于接地，其仍然可以是镀覆通孔而不会对校准板20的电性能(比如，回波损耗、无源互调性能等)产生任何不良影响。
另外，由于用于电连接器22的导体222的通孔216不再用于传导电流，在根据本公开的另一个实施例中，导电迹线218不需要与通孔216连接，这使得导电迹线218能够与通孔216间隔开一定的距离。例如，参照图5，导电迹线218可以在其长度方向上与电连接器22本身间隔开一定的距离，使得导电迹线218不会延伸至电连接器22的底部下方。这样，即便电连接器22受压或者印刷电路板21变形，电连接器22也不会接触到导电迹线218，从而避免了在电连接器22和导电迹线218之间产生短路。另外，由于导电迹线218与通孔216间隔开一定的距离，在该实施例中，通孔216仍然可以是镀覆通孔而不会对校准板20的电性能(比如，回波损耗、无源互调性能等)产生任何不良影响，因为通孔216不再是电联通路径的一部分。
在根据本公开的校准板20中，由于用于接收电连接器22的导体222的通孔216不再用于传导电流，因此，可以将通孔216的尺寸设计成与导体222的尺寸基本相同，这使得电连接器22能够没有任何倾斜地定位在校准板20上，并且使得电连接器22能够容易地与其它装置或部件(比如，射频拉远单元)的电缆接口进行配合。另外，由于导电迹线218可以不延伸至电连接器22的底部下方，能够避免因导电迹线218与电连接器22的底部之间的间隙太小而产生的不良回波损耗、不良无源互调失真性能、以及可能引起的在导电迹线218和电连接器22之间的短路。
上文参照附图描述了根据本公开的示例性实施例。但是，本领域技术人员应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，能够对本公开的示例性实施例进行多种变化和改变。所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由所附权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。

Claims (10)

1.一种印刷电路板，所述印刷电路板包括用于接收电连接器的导体的第一通孔和用于与所述电连接器的导体电联通以传输信号的第一导电迹线，其特征在于：
所述第一导电迹线设置在所述印刷电路板的第一侧，并且所述电连接器在安装到所述印刷电路板上时位于与所述第一导电迹线相同的一侧；以及
所述电连接器的导体与所述第一导电迹线通过设置在所述印刷电路板的与所述第一侧相对的第二侧的旁路而电联通。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述旁路包括位于所述印刷电路板的第二侧的第二导电迹线和用于电连接所述第一导电迹线和所述第二导电迹线的第二通孔，其中，所述第二导电迹线还构造成电连接所述电连接器的被接收在所述第一通孔中的导体和所述第二通孔。
3.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于，所述第二通孔构造成镀覆通孔。
4.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于，所述第二导电迹线为微带线。
5.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于，所述第二导电迹线为共面波导。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述第一通孔构造成非镀覆通孔。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述第一通孔的尺寸构造成与所述电连接器的导体的尺寸基本相等。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的印刷电路板，其特征在于，所述第一导电迹线在所述第一导电迹线的长度方向上与所述电连接器间隔开一定的距离；和/或
所述第一导电迹线为微带线；和/或
所述印刷电路板还包括用于接收所述电连接器的接地插脚的第三通孔；和/或
所述第三通孔为镀覆通孔；和/或
所述第三通孔为非镀覆通孔；和/或
所述印刷电路板包括位于所述印刷电路板的第一侧的第一接地层、位于所述印刷电路板的第二侧的第二接地层、以及位于所述第一接地层和所述第二接地层之间的介电层；和/或
所述第一接地层和/或所述第二接地层均为金属层；和/或
所述印刷电路板构造为用于基站天线的校准板；和/或
所述电连接器为用于接收射频拉远单元的电缆接口的电插座元件；和/或
所述电插座元件为直型公插座元件。
9.一种校准板，其特征在于，所述校准板包括根据权利要求1至8中的任意一项所述的印刷电路板和安装在所述印刷电路板上的一个或多个电连接器。
10.一种基站天线，其特征在于，所述基站天线包括校准板，所述校准板包括根据权利要求1至8中的任意一项所述的印刷电路板和安装在所述印刷电路板上的一个或多个电连接器。
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