CN115395249A - 多频天线及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及天线技术领域，提供一种多频天线及通信设备，该多频天线包括天线阵列；功分板，功分板一侧与天线阵列信号连接；反射板，反射板连接于功分板背离天线阵列的一侧，反射板背离功分板的一侧设有耦合校准网络部，耦合校准网络部与功分板信号连接；至少两组移相器，与耦合校准网络部信号连接，各组移相器活动连接于耦合校准网络部；以及传动装置，驱动各组移相器相对于耦合校准网络部分别移动，以调节各组移相器相对耦合校准网络部的位移。对于多频天线而言，每一个频段信号对应一组移相器，传动装置控制各组移相器分别移动，使得各组移相器可以有不同的位移，多频天线内部各单元的信号相位随之产生变化，从而调节多频天线的波束辐射方向。

Description

多频天线及通信设备

技术领域

本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种多频天线及通信设备。

背景技术

随着第五代移动通信技术(5th Generation Mobile CommunicationTechnology，简称5G)时代的来临，5G设备对天线的性能指标要求越来越高，且由于需要布置大量的基站，所以对产品的集成度、成本、体积要求也越来越高。

同时5G移动通信技术存在多种商用频段，而针对不同的频段去开发多款单频天线，并根据多款单频天线进行相位可调设计，不利于多频天线的部署。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种多频天线及通信设备，旨在实现多频天线内部各单元的信号相位的调节。

根据本申请的第一个方面，提供了一种多频天线，包括：天线阵列；功分板，所述功分板一侧与所述天线阵列信号连接；反射板，所述反射板连接于所述功分板背离所述天线阵列的一侧，所述反射板背离所述功分板的一侧设有耦合校准网络部，所述耦合校准网络部与所述功分板信号连接；至少两组移相器，与所述耦合校准网络部信号连接，各组所述移相器活动连接于所述耦合校准网络部；以及传动装置，驱动各组所述移相器相对于所述耦合校准网络部分别移动，以调节各组所述移相器相对所述耦合校准网络部的位移。

本申请的一种实施例中，每组所述移相器的数量为至少两个，所述移相器包括固定块和与所述固定块滑动连接的移相片，所述固定块固定连接于所述耦合校准网络部，所述移相片与所述耦合校准网络部信号连接。

本申请的一种实施例中，所述传动装置包括：至少两个驱动件，具有输出端；至少两个传动件，各所述驱动件的输出端与各所述传动件分别连接，所述驱动件通过所述传动件输出动力；以及至少两个拉杆件，所述拉杆件与其对应的所述传动件和所述移相器分别连接，所述驱动件通过所述传动件带动所述拉杆件移动，从而使相应的所述移相器移动。

本申请的一种实施例中，所述拉杆件的数量为至少两个，至少两个所述拉杆件之间相互独立且层叠布置。

本申请的一种实施例中，所述拉杆件包括：第一拉杆件，活动设于所述反射板中间；以及第二拉杆件，所述第二拉杆件与所述第一拉杆件层叠设置，且所述第二拉杆件在所述反射板上的投影面积大于所述第一拉杆件在所述反射板上的投影面积。

本申请的一种实施例中，每个所述拉杆件均一体成型。

本申请的一种实施例中，所述移相器包括两组，其中一组所述移相器设于所述反射板中间位置，且其中一组所述移相器与所述第一拉杆件连接，通过所述第一拉杆件带动所述移相器移动；另外一组所述移相器设于所述反射板外周，且另外一组所述移相器与所述第二拉杆件连接，通过所述第二拉杆件带动所述移相器移动。

本申请的一种实施例中，还包括控制器，所述控制器集成于所述反射板上，用于向所述驱动件输出控制信号；所述控制器、所述驱动件和所述传动件均位于所述反射板的中轴线上，所述中轴线沿与所述拉杆件移动方向相垂直的方向设置。

本申请的一种实施例中，所述拉杆件上开设有导向槽，所述反射板设有导向件，所述导向槽与所述导向件配合，使所述拉杆件沿所述导向槽相对于所述反射板滑动。

本申请的一种实施例中，所述传动件包括传动螺杆以及套设于所述传动螺杆外周的传动螺母，所述驱动件的输出端与所述传动螺杆传动连接，所述驱动件带动所述传动螺杆转动，使所述传动螺母相对所述传动螺杆移动，所述传动螺母与所述拉杆件连接，带动所述拉杆件移动。

根据本申请的第二个方面，提供一种通信设备，包括第一方面任一项所述的多频天线。

根据本申请实施例提供的一种多频天线及通信设备，包括：天线阵列；功分板，所述功分板一侧与所述天线阵列信号连接；反射板，所述反射板连接于所述功分板背离所述天线阵列的一侧，所述反射板背离所述功分板的一侧设有耦合校准网络部，所述耦合校准网络部与所述功分板信号连接；至少两组移相器，与所述耦合校准网络部信号连接，各组所述移相器活动连接于所述耦合校准网络部；以及传动装置，驱动各组所述移相器相对于所述耦合校准网络部分别移动，以调节各组所述移相器相对所述耦合校准网络部的位移。通过上述设置，对于多频天线而言，其每个频段信号对应一组移相器，通过传动装置控制各组移相器分别移动，使得各组移相器相对耦合校准网络部可以有不同的位移，多频天线内部各单元的信号相位随之产生变化，从而调节多频天线的波束辐射方向，实现了多频天线的部署。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例一提供的多频天线的第一视角的分解图；

图2示出了本申请实施例一提供的多频天线的第二视角的分解图；

图3示出了本申请实施例一提供的多频天线的反射板的仰视图；

图4示出了本申请实施例一提供的多频天线的移相器的结构示意图；

图5示出了本申请实施例一提供的多频天线的传动装置的立体图；

图6示出了本申请实施例一提供的多频天线的仰视图；

图7示出了本申请实施例一提供的多频天线的传动装置和移相器的结构示意图；

图8示出了本申请实施例一提供的多频天线的支架的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、天线阵列；2、功分板；3、反射板；31、耦合校准网络部；4、移相器；41、移相片；42、固定块；43、第一组移相器；44、第二组移相器；5、传动装置；51、控制器；52、传动件；521、传动螺杆；53、拉杆件；531、第一拉杆件；532、第二拉杆件；533、导向槽；534、导向件；54、托架；55、支架；

A、第一方向；B、第二方向；C、中轴线。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

关于多频天线的实施例一

图1示出了本申请实施例一提供的多频天线的第一视角的分解图，图2示出了本申请实施例一提供的多频天线的第二视角的分解图，图3示出了本申请实施例一提供的多频天线的反射板的仰视图。

如图1-图3所示，本实施例提供了一种多频天线，包括：天线阵列1；功分板2，所述功分板2一侧与所述天线阵列1信号连接；反射板3，所述反射板3连接于所述功分板2背离所述天线阵列1的一侧，所述反射板3背离所述功分板2的一侧设有耦合校准网络部31，所述耦合校准网络部31与所述功分板2信号连接；至少两组移相器4，与所述耦合校准网络部31信号连接，各组所述移相器4活动连接于所述耦合校准网络部31；以及传动装置5，驱动各所述移相片41相对于所述耦合校准网络部31分别移动，以调节各所述移相器4相对所述耦合校准网络部的位移。

对于多频天线而言，其每个频段信号对应一组移相器4，通过传动装置5控制各组移相器4分别移动，使得各组移相器4相对耦合校准网络部31可以有不同的位移，多频天线内部各单元的信号相位随之产生变化，从而调节多频天线的波束辐射方向，实现了多频天线的部署。

本领域技术人员需要理解的是，天线阵列1包括多个阵列布置的天线振子，每个天线振子包括呈X相交设置的两个巴伦片以及插接于两个巴伦片一侧的辐射片，功分板2与两个巴伦片另一侧插接。本实施例在安装使用时，首先将天线阵列1焊接在功分板2的馈电网络部，再将焊接有天线阵列1的功分板2通过铆钉固定在反射板3上。其中，该天线振子包括但不限于电路板振子结构(PCB振子结构)、金属振子结构或者模组振子结构等其他形式。另外，功分板2包括两个通过螺钉可拆卸连接的功分板2或者一整个功分板2。

图4示出了本申请实施例一提供的多频天线的移相器4的结构示意图。

如图4所示，对于各组移相器4而言，每组所述移相器4的数量为至少两个，所述移相器4包括固定块42和与所述固定块42滑动连接的移相片41，其中，每个移相器4包括一个移相片41和两个固定块42，每个移相片41沿其自身中线方向两侧对称设置两个固定块42，所述固定块42固定连接于所述耦合校准网络部31，固定块42的固定方式不仅限于弹扣形式，也可以是焊接等其他方式。移相片41相对于固定块42自由滑动，且移相片41上的线路和耦合校准网络部31上的线路耦合，当至少两个移相片41滑动时，各移相片41相对于耦合校准网络部31发生不同的位移，耦合校准网络部31上的线路中信号传输的距离以及传输的部分介质发生改变，导致多频天线的各频段相位发生变化，从而各组移相器4均具有可调相位的功能。

请继续参考图1-图2所示，在本实施例中，具体包含两组移相器4，分别为第一组移相器43和第二组移相器44，第一组移相器43设于反射板3的中间位置，第一组移相器43包括两列第一移相器，两列第一移相器关于反射板3中线对称设置，且两列第一移相器之间距离为D1，第二组移相器44设于反射板3的外周位置，第二组移相器44包括两列第二移相器，两列第二移相器关于反射板3中线对称设置，两列第二移相器之间距离为D2，D1＜D2，从而形成双频天线。

图5示出了本申请实施例一提供的多频天线的传动装置5的立体图，图6示出了本申请实施例一提供的多频天线的仰视图。

如图5-图6所示，对于传动装置5而言，所述传动装置5包括：至少两个驱动件(图上未示出)，具有输出端；至少两个传动件52，各所述驱动件的输出端与各所述传动件52分别连接，所述驱动件通过所述传动件52输出动力；以及至少两个拉杆件53，所述拉杆件53与其对应的所述传动件52和所述移相器4分别连接，所述驱动件通过所述传动件52带动所述拉杆件53移动，从而使相应的所述移相器4移动。本实施例通过各驱动件带动各拉杆件53分别移动，再通过各拉杆件53带动各组移相器4分别移动，对于本实施例的多组移相器4而言，各组移相器4可以分别实现不同的移动值的调节，实现多频天线的不同频段的相位调节。

进一步地，所述拉杆件53的数量为至少两个，至少两个所述拉杆件53之间相互独立，且层叠布置。各拉杆件53分别通过不同的传动件52控制移动，且各拉杆件53分别连接不同组的移相器4，由于各拉杆件53层叠设置，且互不干扰，可实现不同组移相器4的相位的分别调节，并且层叠的设置方式可以更好的将传动装置5与多频天线更好地集成，本实施例提供的双频天线，将两个频段以及两组移相器4和传动装置5集中在一个天线上，在同等占用空间的情况下，相对于普通5G单频天线更加集成化，性能方面更优异，且具有体积小、厚度薄、多频段以及多组移相器4集成，节约了成本和空间，极大的提高了多频天线的部署效率。

图7示出了本申请实施例一提供的多频天线的传动装置5和移相器4的结构示意图。

如图7所示，所述拉杆件53包括：第一拉杆件531，活动设于所述反射板3中间；以及第二拉杆件532，所述第二拉杆件532与所述第一拉杆件531层叠设置，且第一拉杆件531连接第一组移相器43的移相片41，第二拉杆件532连接第二组移相器44的移相片41，分别控制第一组移相器43和第二组移相器44的移动，所述第二拉杆件532在所述反射板3上的投影面积大于所述第一拉杆件531在所述反射板3上的投影面积，从而第一拉杆件531最外周与第一组移相器4相连接，第二拉杆件532最外周与第二组移相器4相连接，所述第一拉杆件531与所述第二拉杆件532带动两组移相器4分别移动。其中，第一拉杆件531与一组移相器4的各移相片41连接，控制该组移相器4的各移相片41的移动，第二拉杆件532与另一组移相器4的各移相片41连接，控制该组移相器4的各移相片41的移动，第一拉杆件531和第二拉杆件532位于不同层，且相互独立，从而可以分别控制两组移相器4的移动，并且可以集成在同一多频天线上，节约了成本和空间，极大的提高了多频天线的部署效率。

进一步地，每个所述拉杆件53均一体成型。具体地，第一拉杆件531和第二拉杆件532不限于双层拉杆结构，且不限于一体成型的结构形式，也可以是其他结构形式，例如搭接或者螺钉连接，且第一拉杆件531和第二拉杆件532通过不同的托架54与各组移相器4分别连接，第一拉杆件531和第二拉杆件532与托架54的连接方式包括可拆卸连接和不可拆卸连接，例如螺钉连接和焊接等。

为了控制驱动件，还包括控制器51，所述控制器51集成于所述反射板3上，用于向所述驱动件输出控制信号，该驱动件可以为电机等。将控制器51集成于于多频天线中，可以实现对天线的电调，那么本实施提供的馈电一体化电调天线就可以在天线端实现辐射、馈电、电调所有处理，实现了多频天线的高度集成化。

请继续参考图7所示，为了提升运动的稳定性，所述控制器51、所述驱动件和所述传动件52均位于所述反射板3的中轴线C上，所述中轴线C沿与所述拉杆件53移动方向相垂直的方向设置，具体地，控制器51位于两个传动件52之间，且第一拉杆件531和第二拉杆件532的中间均为镂空设置，该镂空位置设置所述控制器51、所述驱动件和所述传动件52，能将传动装置5的回转力转化为直线运动并均匀地传导到各组移相器4上，提升了传动件52以及拉杆件53的稳定移动，且更进一步提成了集成度，节约了成本和空间，极大的提高了多频天线的部署效率。

为了进一步提升运动的稳定性，所述拉杆件53上开设有导向槽533，所述反射板3设有导向件534，所述导向槽533与所述导向件534配合，使所述拉杆件53沿所述导向槽533相对于所述反射板3滑动。具体地，导向槽533为开孔，导向件534为螺钉，每个拉杆件53沿其运动方向设置至少两个导向槽533，反射板3背离天线阵列1的一侧设置导向件534，导向件534贯穿导向槽533，且在拉杆件53的移动过程中，两个导向槽533沿导向件534移动，保证拉杆件53的移动方向不会偏移。

对于传动件52的具体传动方式而言，所述传动件52包括传动螺杆521以及套设于所述传动螺杆521外周的传动螺母，所述驱动件的输出端与所述传动螺杆521传动连接，所述驱动件带动所述传动螺杆521转动，使所述传动螺母相对所述传动螺杆521移动，所述传动螺母与所述拉杆件53连接，带动所述拉杆件53移动。该驱动件为电机，电机通过齿轮箱带动传动螺杆521转动，传动螺母套设于传动螺杆521外周，且二者螺纹连接，该电机可以正转或者反转，当传动螺杆521绕顺时针方向转动时，传动螺母在传动螺杆521的作用下沿第一方向A移动，从而带动拉杆件53沿第一方向A移动，当传动螺杆521绕逆时针方向转动时，传动螺母在传动螺杆521的作用下沿第二方向B移动，从而带动拉杆件53沿第二方向B移动，第一方向A和第二方向B相反，从而实现拉杆件53的反复机械移动。

图8示出了本申请实施例一提供的多频天线的支架55的结构示意图。

如图8所示，在进一步的方案中，还包括支架55，所述支架55安装在反射板3背离天线阵列1的一侧，所述支架55用于固定多频天线上各种线缆。可选地，该支架55可以包含两个，两个支架55分别对称设置在驱动件两侧，用于分别固定驱动件两侧的多种线缆，避免线缆杂乱，影响多频天线内部信号连接。具体地，支架55底部设有多个支座，支座与反射板3通过螺钉连接，以此固定支架55，且支架55背离支座的一侧设有多个绕线槽，用于固定线缆。

在一些实施例中，还包括馈针(图上未示出)，所述馈针贯穿所述反射板3，所述馈针两端分别和所述功分板2以及所述耦合校准网络部31电连接，以此所述功分板2通过所述馈针和所述耦合校准网络部31分进行信号连接。具体地，所述馈针两头和功分板2的馈电网络部以及反射板3的耦合校准网络部31分别焊接相连，所述功分板2的馈电网络部通过馈针和反射板3的耦合校准网络部31进行信号连接，反射板3在两者中间起支撑固定作用。所述反射板3材质不限于铝合金，也可以为其他任意材质，但是其必须保证满足多频天线的强度以及性能要求。

由此，本实施例提供的多频天线，所述传动件52通过拉杆件53使得多租移相器4进行往复式机械运动，使得多频天线内部各单元的信号相位随之产生变化，从而调节基站天线的波束辐射方向，具体地，本实施例涉及一种双频大规模阵列电调天线，将两个频段、两组移相器4、传动装置5集成在一个多频天线上，在同等占用空间的情况下，相对于普通5G单频天线更加集成化，性能方面更优异，且具有体积小、厚度薄、多频段多移相器4集成，节约了成本和空间，极大的提高了多频天线的部署效率。

关于通信设备的实施例二

在第一实施例的基础上，本实施例提供一种通信设备，包括第一实施例任一项所述的多频天线。示例性地，本实施例中的通信设备可以为基站等。

本申请提供的通信设备，具有第一实施例的多频天线相同的技术优势，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种多频天线，其特征在于，包括：

天线阵列；

功分板，所述功分板一侧与所述天线阵列信号连接；

反射板，所述反射板连接于所述功分板背离所述天线阵列的一侧，所述反射板背离所述功分板的一侧设有耦合校准网络部，所述耦合校准网络部与所述功分板信号连接；

至少两组移相器，与所述耦合校准网络部信号连接，各组所述移相器活动连接于所述耦合校准网络部；以及

传动装置，驱动各组所述移相器相对于所述耦合校准网络部分别移动，以调节各组所述移相器相对所述耦合校准网络部的位移。

2.根据权利要求1所述的多频天线，其特征在于，每组所述移相器的数量为至少两个，所述移相器包括固定块和与所述固定块滑动连接的移相片，所述固定块固定连接于所述耦合校准网络部，所述移相片与所述耦合校准网络部信号连接。

3.根据权利要求2所述的多频天线，其特征在于，所述传动装置包括：

至少两个驱动件，具有输出端；

至少两个传动件，各所述驱动件的输出端与各所述传动件分别连接，所述驱动件通过所述传动件输出动力；以及

至少两个拉杆件，所述拉杆件与其对应的所述传动件和所述移相器分别连接，所述驱动件通过所述传动件带动所述拉杆件移动，从而使相应的所述移相器移动。

4.根据权利要求3所述的多频天线，其特征在于，所述拉杆件的数量为至少两个，至少两个所述拉杆件之间相互独立且层叠布置。

5.根据权利要求4所述的多频天线，其特征在于，所述拉杆件包括：

第一拉杆件，活动设于所述反射板中间；以及

第二拉杆件，所述第二拉杆件与所述第一拉杆件层叠设置，且所述第二拉杆件在所述反射板上的投影面积大于所述第一拉杆件在所述反射板上的投影面积。

6.根据权利要求3所述的多频天线，其特征在于，每个所述拉杆件均一体成型。

7.根据权利要求5所述的多频天线，其特征在于，所述移相器包括两组，其中一组所述移相器设于所述反射板中间位置，且其中一组所述移相器与所述第一拉杆件连接，通过所述第一拉杆件带动所述移相器移动；另外一组所述移相器设于所述反射板外周，且另外一组所述移相器与所述第二拉杆件连接，通过所述第二拉杆件带动所述移相器移动。

8.根据权利要求3所述的多频天线，其特征在于，还包括控制器，所述控制器集成于所述反射板上，用于向所述驱动件输出控制信号；所述控制器、所述驱动件和所述传动件均位于所述反射板的中轴线上，所述中轴线沿与所述拉杆件移动方向相垂直的方向设置。

9.根据权利要求3所述的多频天线，其特征在于，所述拉杆件上开设有导向槽，所述反射板设有导向件，所述导向槽与所述导向件配合，使所述拉杆件沿所述导向槽相对于所述反射板滑动。

10.根据权利要求3所述的多频天线，其特征在于，所述传动件包括传动螺杆以及套设于所述传动螺杆外周的传动螺母，所述驱动件的输出端与所述传动螺杆传动连接，所述驱动件带动所述传动螺杆转动，使所述传动螺母相对所述传动螺杆移动，所述传动螺母与所述拉杆件连接，带动所述拉杆件移动。

11.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的多频天线。

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