CN113594691A - 一种高增益低剖面的天线辐射单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高增益低剖面的天线辐射单元。该天线辐射单元包括馈电网络板、塑料支撑架、微带分形贴片和空气分形贴片，所述微带分形贴片设置于所述馈电网络板上，所述馈电网络板和所述空气分形贴片均安装于所述塑料支撑架上，所述空气分形贴片与所述微带分形贴片相对且间隔。采用塑料支撑架装配空气分形贴片和馈电网络板，无需焊接，避免了返修、氧化风险，同时解决了定位问题，可满足后续自动化装配需求，能较大地提升生产效率，且整体成本低，分形技术以及空气贴片加载方式，实现了小型化、低剖面和高增益的目标。
Description
技术领域
本发明属于移动通信基站天线技术领域，具体地讲，涉及一种高增益低剖面的天线辐射单元。
背景技术
目前，5G天线辐射单元结构中，常用的有压铸辐射单元、PCB辐射单元以及塑料电镀辐射单元，其中压铸辐射单元具有剖面高、重量大且成本高等诸多不契合Massive MIMO(Massive multiple in multiple out，大规模天线技术)系统对辐射单元的要求；PCB辐射单元存在连接焊点多、成本高、耗费工时多等不利于大批量生产的缺陷。
发明内容
(一)本发明所要解决的技术问题
本发明解决的技术问题是：如何提供一种具有高增益、低剖面、重量小、易于装配固定、成本低的天线辐射单元。
(二)本发明所采用的技术方案
一种高增益低剖面的天线辐射单元，所述天线辐射单元包括馈电网络板、塑料支撑架、微带分形贴片和空气分形贴片，所述微带分形贴片设置于所述馈电网络板上，所述馈电网络板和所述空气分形贴片均安装于所述塑料支撑架上，所述空气分形贴片与所述微带分形贴片相对且间隔。
优选地，所述塑料支撑架包括环形底座、形成于所述环形底座上且朝所述空气分形贴片延伸的卡勾和支撑柱，所述馈电网络板安装于所述环形底座上，所述支撑柱抵接于所述空气分形贴片的面向所述馈电网络板的第一表面，所述卡勾穿设所述空气分形贴片，且所述卡勾的末端抵接于所述空气分形贴片的与所述第一表面相对的第二表面。
优选地，所述支撑柱上设置有第一定位柱，所述第一定位柱穿设所述空气分形贴片。
优选地，所述环形底座上设置有朝所述馈电网络板延伸的第二定位柱，所述第二定位柱穿设所述馈电网络板。
优选地，所述环形底座与所述馈电网络板通过铆钉固定连接。
优选地，所述卡勾包括两个间隔的弹性子卡勾，两个所述弹性子卡勾均穿过所述空气分形贴片，所述弹性子卡勾末端的卡扣部抵接于所述第二表面。
优选地，所述卡勾和所述支撑柱的数量均为两个，两个所述卡勾和两个所述支撑柱呈两行两列分布，且两个所述卡勾呈对角设置，两个所述支撑柱呈对角设置。
优选地，两个所述卡勾在所述空气分形贴片上的投影点的连线与两个所述支撑柱在所述空气分形贴片上的投影点的连线相互垂直。
优选地，所述微带分形贴片位于所述馈电网络板的朝向所述空气分形贴片的上表面，所述上表面设置有电壁，且所述电壁位于所述微带分形贴片的外围。
(三)有益效果
本发明公开了一种高增益低剖面的天线辐射单元，相对于技术，具有如下技术效果：
采用塑料支撑架装配空气分形贴片和馈电网络板，无需焊接，避免了返修、氧化风险，同时解决了定位问题，可满足后续自动化装配需求，能较大地提升生产效率，且整体成本低，分形技术以及空气贴片加载方式，实现了小型化、低剖面和高增益的目标。
附图说明
图1为本发明的实施例一的高增益低剖面的天线辐射单元的结构组装图；
图2为本发明的实施例一的高增益低剖面的天线辐射单元的结构分解图；
图3为本发明的实施例一的高增益低剖面的天线辐射单元的侧视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在详细描述本方案的各个实施例之前，首先简单描述本方案的技术构思：现有的压铸辐射单元和PCB辐射单元存在剖面高、重量大、成本高、连接焊点多等缺点，本方案提供了一种高增益低剖面的天线辐射单元，通过相对设置的微带分形贴片和空气分形贴片来提供高增益和低剖面信号，同时采用塑料支撑架来安装馈电网络板和空气分形贴片，避免了焊接方式造成的焊点过多，同时降低了天线整体重量和成本。
具体地，如图1至图3所示，本实施例一的高增益低剖面的天线辐射单元包括馈电网络板10、塑料支撑架20、微带分形贴片30和空气分形贴片40，微带分形贴片30设置于馈电网络板10上，馈电网络板10和空气分形贴片40均安装于塑料支撑架20上，空气分形贴片40与微带分形贴片30相对且间隔。
示例性地，塑料支撑架20包括环形底座21、形成于环形底座21上且朝空气分形贴片40延伸的卡勾22和支撑柱23，馈电网络板10安装于环形底座21上，支撑柱23抵接于空气分形贴片40的面向馈电网络板10的第一表面，卡勾穿设空气分形贴片40，且卡勾22的末端抵接于空气分形贴片40的与第一表面相对的第二表面。通过卡勾22和支撑柱23的相互配合，即卡勾22对空气分形贴片40施加朝向馈电网络板10的拉力，支撑柱23对空气分形贴片40施加背向馈电网络板10的推力，空气分形贴片40得到稳定的固定。“悬浮”设置的空气分形贴片40可引入新的谐振模式，从而扩展带宽，并且空气分形贴片40也具有引向功能，能产生波束集束效果，从而实现高增益低剖面效果。
进一步地，支撑柱23上设置有第一定位柱24，第一定位柱24穿设空气分形贴片40，起到限位作用，可避免空气分形贴片40发生偏移。示例性地，第一定位柱24形成于支撑柱23与第一表面抵接的端面上，空气分形贴片40上设置有第一限位孔41，第一定位柱24穿设于第一限位孔41中。
进一步地，卡勾22包括两个间隔的弹性子卡勾22a，两个弹性子卡勾22a均穿过空气分形贴片40，弹性子卡勾22a末端的卡扣部22b抵接于第二表面。示例性地，空气分形贴片40上开设有卡槽42，弹性子卡勾22a穿过卡槽42。在实际装配时，沿径向方向按压两个弹性子卡勾22a，使得两个弹性子卡勾22a相互靠近，待弹性子卡勾22a末端穿过卡槽42后，卡扣部22b抵接第二表面，这样可以防止空气分形贴片40弹出。
示例性地，卡勾22和支撑柱23的数量均为两个，两个卡勾22和两个支撑柱23呈两行两列分布，且两个卡勾22呈对角设置，两个支撑柱23呈对角设置。优选地，两个卡勾22在空气分形贴片40上的投影点的连线与两个支撑柱31在空气分形贴片40上的投影点的连线相互垂直，即卡勾22和支撑柱23位于正方形的四个角上，通过卡勾22和支撑柱23交错设置，空气分形贴片40可被稳定地固定，保证了空气分形贴片40方向唯一性以及极化边界的对称性。
进一步地，环形底座21与馈电网络板10通过铆钉50固定连接。示例性地，环形底座21上设置有朝馈电网络板10延伸的第二定位柱25，第二定位柱25穿设馈电网络板10，第二定位柱25的数量两个，以起到限位作用，避免塑料支撑架30相对于馈电网络板10发生转动。
示例性地，微带分形贴片30位于馈电网络板10的朝向空气分形贴片的上表面。示例性地，馈电网络板10为电路板(PCB)，微带分形贴片30共形于馈电网络板10上，上表面设置有电壁50，且电壁50位于所述微带分形贴片的外围。示例性地，通过PCB刻蚀工艺将微带分形贴片30和馈电网络线路一起加工完成。微带分形贴片30采用分形技术，通过1阶分形，分形比为1/3，在方形贴片上开旋转对称的四个槽A，延长电流路径，缩小了物理口径，减少了单元间耦合对单元方向图的影响，提高了隔离度，又缓解了馈电网络线路的布线及阻抗匹配压力。此外，分形结构的引入能有效改善微带分形贴片30表面爬行波对单元辐射效率的影响，进而提升了单元在阵列中增益。通过在微带分形贴片30的周围加一圈电壁50，电壁50通过金属化过孔与馈电网络板10的背面参考地连接，降低馈电网络线路以及周围其他贴片单元的耦合效应，大大降低了方向图畸变的可能性，同时电壁50形成的背腔结构能缩短微带分形贴片30的电场路径，抑制高次模传输，压缩了单元波宽，进而提升其增益。空气分形贴片40也采用分形技术，其形状与微带分形贴片30的形状匹配，空气分形贴片40相比微带分形贴片30，空气分形贴片40有利于降低电磁耦合链路的介质损耗，提升了单元增益。
本实施例一提供的高增益低剖面的天线辐射单元，采用塑料支撑架装配空气分形贴片和馈电网络板，无需焊接，避免了返修、氧化风险，同时解决了定位问题，可满足后续自动化装配需求，能较大地提升生产效率，且整体成本低，分形技术以及空气贴片加载方式，实现了小型化、低剖面和高增益的目标。
上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高增益低剖面的天线辐射单元，其特征在于，所述天线辐射单元包括馈电网络板、塑料支撑架、微带分形贴片和空气分形贴片，所述微带分形贴片设置于所述馈电网络板上，所述馈电网络板和所述空气分形贴片均安装于所述塑料支撑架上，所述空气分形贴片与所述微带分形贴片相对且间隔。
2.根据权利要求1所述的高增益低剖面的天线辐射单元，其特征在于，所述塑料支撑架包括环形底座、形成于所述环形底座上且朝所述空气分形贴片延伸的卡勾和支撑柱，所述馈电网络板安装于所述环形底座上，所述支撑柱抵接于所述空气分形贴片的面向所述馈电网络板的第一表面，所述卡勾穿设所述空气分形贴片，且所述卡勾的末端抵接于所述空气分形贴片的与所述第一表面相对的第二表面。
3.根据权利要求2所述的高增益低剖面的天线辐射单元，其特征在于，所述支撑柱上设置有第一定位柱，所述第一定位柱穿设所述空气分形贴片。
4.根据权利要求2所述的高增益低剖面的天线辐射单元，其特征在于，所述环形底座上设置有朝所述馈电网络板延伸的第二定位柱，所述第二定位柱穿设所述馈电网络板。
5.根据权利要求4所述的高增益低剖面的天线辐射单元，其特征在于，所述环形底座与所述馈电网络板通过铆钉固定连接。
6.根据权利要求2所述的高增益低剖面的天线辐射单元，其特征在于，所述卡勾包括两个间隔的弹性子卡勾，两个所述弹性子卡勾均穿过所述空气分形贴片，所述弹性子卡勾末端的卡扣部抵接于所述第二表面。
7.根据权利要求2所述的高增益低剖面的天线辐射单元，其特征在于，所述卡勾和所述支撑柱的数量均为两个，两个所述卡勾和两个所述支撑柱呈两行两列分布，且两个所述卡勾呈对角设置，两个所述支撑柱呈对角设置。
8.根据权利要求7所述的高增益低剖面的天线辐射单元，其特征在于，两个所述卡勾在所述空气分形贴片上的投影点的连线与两个所述支撑柱在所述空气分形贴片上的投影点的连线相互垂直。
9.根据权利要求1所述的高增益低剖面的天线辐射单元，其特征在于，所述微带分形贴片位于所述馈电网络板的朝向所述空气分形贴片的上表面，所述上表面设置有电壁，且所述电壁位于所述微带分形贴片的外围。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114498004A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-13 | 扬州市宜楠科技有限公司 | 一种辐射单元及空气微带天线 |
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2021
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| CN114498004B (zh) * | 2022-03-07 | 2023-08-18 | 扬州市宜楠科技有限公司 | 一种辐射单元及空气微带天线 |
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