CN114597621A - 一种功分网络及天线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于天线领域，公开了一种功分网络及天线结构，功分网络包括盖板、反射板、支撑件和馈电线路，反射板与所述盖板分体设置，所述反射板的一面为反射面，所述反射板与所述反射面相对的一面凸出设有多个连接部，多个所述连接部间隔设置，所述连接部与所述盖板耦合连接，并将所述反射板与所述盖板之间分隔成至少一个空腔；支撑件至少部分设置在所述空腔内；馈电线路设置在所述空腔内且安装于所述支撑件。本发明的馈电线路位于反射板与盖板之间的空腔内，由于填充为低介电常数介质，降低了介质损耗，且不会向空气内辐射能量，从而减小功分网络的损耗。

Description

一种功分网络及天线结构
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤指一种功分网络及天线结构。
背景技术
基站天线作为无线通信系统的重要部件，对于通信网络来说起着举足轻重的作用，发射信号时，天线将高频电流转换为电磁波，接收信号时，天线将电磁波转换为高频电流。功分网络是用作电磁波能量合成和分配的重要器件，功分网络在基站天线中的作用是将输入的功率分配到各个辐射单元中，实际中常需要将某一输出功率按一定的比例分配到各分支电路。
现有技术中的功分网络是直接在PCB板上加工功分线路制作而成，不仅PCB板等介质会损耗能量，而且功分网络会往空气中辐射能量，使得功分网络传输能量损耗大。
发明内容
本发明的目的是提供一种功分网络及天线结构，可降低介质损耗和功分网络的损耗。
本发明提供的技术方案如下：
一方面，提供一种功分网络，包括：
盖板；
反射板，与所述盖板分体设置，所述反射板的一面为反射面，所述反射板与所述反射面相对的一面凸出设有多个连接部，多个所述连接部间隔设置，所述连接部与所述盖板电连接，并将所述反射板与所述盖板之间分隔成至少一个空腔；
支撑件，至少部分设置在所述空腔内；
馈电线路，设置在所述空腔内且安装于所述支撑件。
在一些实施方式中，所述馈电线路为带状线结构或微带线结构；
和/或：
所述馈电线路与所述盖板之间具有间距，所述馈电线路与所述反射板之间具有间距。
在一些实施方式中，所述盖板为金属材质或所述盖板的表面为金属电镀层；
所述反射板为金属材质或所述反射板的表面为金属电镀层。
在一些实施方式中，多个所述连接部分别沿所述反射板的第一方向间隔设置，所述连接部沿所述反射板的第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
在一些实施方式中，所述支撑件为塑料材质；
和/或；
所述支撑件对所述馈电线路为点支撑或面支撑。
在一些实施方式中，所述空腔的横截面为矩形、圆形或多边形。
另一方面，提供一种天线结构，包括辐射单元和上述任一实施方式所述的功分网络，所述辐射单元设置在所述反射板的反射面且与所述馈电线路电连接。
在一些实施方式中，所述反射板的反射面凸出设有调节部，通过调节所述调节部凸出所述反射面的高度来调节天线的波宽。
在一些实施方式中，所述馈电线路与所述辐射单元通过相差网络电连接。
在一些实施方式中，所述辐射单元为偶极子辐射单元，所述馈电线路与所述偶极子辐射单元电连接。
在一些实施方式中，所述辐射单元为缝隙馈电辐射单元，所述馈电线路与所述缝隙馈电辐射单元电连接。
本发明的技术效果在于：
1、馈电线路位于反射板与盖板之间的空腔内，由于填充为空气等低介电常数介质，降低了介质损耗，且不会向空气内辐射能量，从而减小功分网络的损耗。
2、功分网络与辐射单元的组装简单，能有效增强天线的强度，并且易于装配和焊接，提高了焊接稳定性和焊接精度，提高了产线的SMT效率。
3、天线采用了带状线的馈电网络，因此具有辐射效率好，通信质量优的特点。
4、天线为模块化设计，架构灵活，更改简单，更易维护。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是本申请具体实施例提供的一种天线结构的分解示意图；
图2是本申请具体实施例提供的一种天线结构的结构示意图；
图3是本申请具体实施例提供的一种天线结构的主视图；
图4是本申请具体实施例提供的一种天线结构的缝隙馈电辐射单元与馈电线路电连接的分解结构示意图；
图5是图4中A处的放大图；
图6是图4的组合结构示意图；
图7是本申请具体实施例提供的一种天线结构的缝隙馈电辐射单元与馈电线路电连接且正负极化共腔的结构示意图；
图8是本申请具体实施例提供的一种天线结构的辐射单元与馈电线路通过相差网络电连接的结构示意图；
图9是图8的分解结构示意图；
图10是本申请具体实施例提供的一种天线结构的偶极子辐射单元与馈电线路电连接的结构示意图；
图11是图10的分解结构示意图。
附图标号说明：
10、盖板；20、反射板；201、反射面；202、连接部；203、第一工字型缝隙；204、第二工字型缝隙；205、第三工字型缝隙；206、第四工字型缝隙；207、调节部；30、支撑件；40、馈电线路；50、辐射单元；60、空腔。
具体实施方式
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的一个实施例中，如图1至图3所示，一种功分网络，包括盖板10、反射板20、支撑件30和馈电线路40；反射板20与盖板10分体设置，反射板20的一面为反射面201，反射板20与反射面201相对的一面凸出设有多个连接部202，如图3所示，沿图3中的上下方向，反射面201为反射板20的上表面，连接部202设置在反射板20的下表面，反射板20的上表面(反射面201)为反射板20远离盖板10的一面，反射板20的下表面为反射板20靠近盖板10的一面，反射面201的上方用于安装辐射单元50，反射面201用于反射辐射单元50发射出的辐射波，本方案中直接通过反射板20的反射面201反射辐射波，无需再单独设置反射结构，使整个天线结构简单。反射板20的反射面201可为平面或弧面。
多个连接部202在反射板20的底部间隔设置，连接部202与反射板20一体成型设置。多个连接部202分别沿反射板20的第一方向间隔设置，连接部202沿反射板20的第二方向延伸，第一方向与第二方向相交，优选地，第一方向与第二方向垂直，其中，反射板20的第一方向为图3中左右方向，反射板20的第二方向为图3中垂直纸面的方向，反射板20的厚度方向为图3中上下方向。
连接部202与盖板10电连接，连接部202与盖板10可直接连接以实现电连接，也可间接连接(如耦合连接)以实现电连接，连接部202设置在盖板10上后，通过连接部202的支撑使反射板20与盖板10之间具有间距，并且反射板20与盖板10之间的间距由连接部202分隔为多个空腔60，多个空腔60沿反射板20的长度方向依次设置，空腔60的横截面可为矩形、圆形或多边形等。盖板10为金属材质或盖板10的表面为金属电镀层，反射板20为金属材质或反射板20的表面为金属电镀层，以实现反射板20与盖板10的电连接。连接部202与盖板10之间可以采用介质隔开耦合固定连接，也可以直接采用金属接触直连。反射板20可为钣金或金属压铸等工艺成型，盖板10可为金属压铸或者拉挤成型。
支撑件30设置在空腔60内；馈电线路40设置在空腔60内且位于支撑件30上，支撑件30在空腔60内起支撑馈电线路40的作用，支撑件30可与盖板10一体成型设置，也可与盖板10分体成型。支撑件30为塑料材质，支撑件30可为柱状结构，以对馈电线路40进行点支撑，或者支撑件30为板状结构，以对馈电线路40进行面支撑。支撑件30对馈电线路40进行面支撑时，可提高支撑件30对馈电线路40支撑的平整度，以提高功分网络的一致性。支撑件30对馈电线路40采用点支撑时，需要多个点支撑，安装没有面支撑方便，复杂性也较面支撑高。
安装功分网络时，可先将馈电线路40安装在支撑件30上，然后将盖板10安装在反射板20上。需要安装辐射单元50时，可先将辐射单元50与馈电线路40连接，然后将盖板10安装在反射板20上。
在上述实施例中，馈电线路40位于反射板20与盖板10之间，利用空气为介质，反射板20和盖板10作为馈电线路40的地，由于填充介质为空气，空气介电损耗较小，降低了介质损耗，从而减小了功分网络的损耗；并且，馈电网络40位于空腔60内不会向空气中辐射能量，可进一步减小功分网络的损耗。
在一些实施例中，馈电线路40为带状线结构或微带线结构，馈电线路40为带状线或微带线结构，具有辐射效率好，通信质量优的特点。将本实施例的功分网络应用在天线中时，通过仿真计算得到，馈电线路40为微带线时，天线的损耗因子为0.0025，天线增益为10.5dB；馈电线路40为带状线时，天线的损耗因子为0.001，天线增益为10.9dB。
馈电线路40与盖板10之间具有间距，馈电线路40与反射板20之间具有间距，馈电线路40与反射板20和盖板10不接触，由于馈电线路40与反射板20之间以及馈电线路40与盖板10之间的填充介质均为空气，可降低介质损耗，进而减小功分网络的损耗。需要说明的是，馈电线路40与反射板20之间以及馈电线路40与盖板10之间均可根据需要选择填充介电常数和介电损耗较低的介质，以减小介质损耗，进而减小功分网络的损耗。
本申请还提供一种天线结构的具体实施例，如图1至图3所示，包括辐射单元50和上述任一实施例的功分网络，辐射单元50设置在反射板20的反射面201且与馈电线路40电连接，辐射单元50可与反射板20可以采用介质隔开耦合实现电连接，也可以直接采用金属接触直连实现电连接。辐射单元50的数量可为多个，多个辐射单元50在反射板20上沿反射板20的第一方向和第二方向依次设置。
进一步地，反射板20的反射面201凸出设有调节部207，通过调节调节部207凸出反射面201的高度来调节天线的波宽。
在一种实施例中，如图4至图6所示，辐射单元50为缝隙馈电辐射单元，馈电线路40与缝隙馈电辐射单元电连接。如图4所示，反射板20上设有缝隙馈电辐射单元，馈电线路40与缝隙馈电辐射单元电连接。如图5所示，缝隙馈电辐射单元包括四个工字型缝隙，分别为第一工字型缝隙203、第二工字型缝隙204、第三工字型缝隙205和第四工字型缝隙206。第一工字型缝隙203、第二工字型缝隙204、第三工字型缝隙205和第四工字型缝隙206首尾依次设置围设形成环形结构，缝隙馈电辐射单元为对称结构，具体可为优化主极化和交叉极化对称性结构。
本实施例的天线结构正负极化可以共腔也可以为单独腔，如图7所示，正负极化共腔时，正负极化的两个馈电线路40位于同一个空腔60内。正负极化为单独腔时，正极化的馈电线路40与负极化的馈电线路40分别位于不同的空腔60内。
在另一种实施例中，如图8和图9所示，馈电线路40通过相差馈电网络与辐射单元50电连接。四点馈电单元通过相差网络与辐射面电连接两点馈电，馈电的相差可为0deg、90deg、180deg等，四点馈电可带来更好的交叉极化以及更低的阵子剖面，同时，四点馈电的阵子结构简单，易组装。
在另一种实施例中，如图10和图11所示，辐射单元50为偶极子辐射单元，馈电线路40与偶极子辐射单元电连接。通过近四分之一波长的巴伦与辐射面电连接馈电，可带来更好的方向图对称性且焊点少，此处巴伦的作用是为了平衡馈电。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种功分网络，其特征在于，包括：
盖板；
反射板，与所述盖板分体设置，所述反射板的一面为反射面，所述反射板与所述反射面相对的一面凸出设有多个连接部，多个所述连接部间隔设置，所述连接部与所述盖板电连接，并将所述反射板与所述盖板之间分隔成至少一个空腔；
支撑件，至少部分设置在所述空腔内；
馈电线路，设置在所述空腔内且安装于所述支撑件。
2.根据权利要求1所述的一种功分网络，其特征在于，
所述馈电线路为带状线结构或微带线结构；
和/或：
所述馈电线路与所述盖板之间具有间距，所述馈电线路与所述反射板之间具有间距。
3.根据权利要求1所述的一种功分网络，其特征在于，
所述盖板为金属材质或所述盖板的表面为金属电镀层；
所述反射板为金属材质或所述反射板的表面为金属电镀层。
4.根据权利要求1所述的一种功分网络，其特征在于，多个所述连接部分别沿所述反射板的第一方向间隔设置，所述连接部沿所述反射板的第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
5.根据权利要求1所述的一种功分网络，其特征在于，
所述支撑件为塑料材质；
和/或；
所述支撑件对所述馈电线路为点支撑或面支撑。
6.根据权利要求1所述的一种功分网络，其特征在于，所述空腔的横截面为矩形、圆形或多边形。
7.一种天线结构，其特征在于，包括辐射单元和权利要求1-6任一项所述的功分网络，所述辐射单元设置在所述反射板的反射面且与所述馈电线路电连接。
8.根据权利要求7所述的一种天线结构，其特征在于，所述反射板的反射面凸出设有调节部，通过调节所述调节部凸出所述反射面的高度来调节天线的波宽。
9.根据权利要求7所述的一种天线结构，其特征在于，所述馈电线路与所述辐射单元通过相差网络电连接。
10.根据权利要求7所述的一种天线结构，其特征在于，所述辐射单元为偶极子辐射单元，所述馈电线路与所述偶极子辐射单元电连接。
11.根据权利要求7所述的一种天线结构，其特征在于，所述辐射单元为缝隙馈电辐射单元，所述馈电线路与所述缝隙馈电辐射单元电连接。
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