CN115842242B - 天线及多频阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线及多频阵列天线,包括移相器、辐射单元、耦合组件和传输线内导体,移相器设有移相腔体及设于移相腔体内的移相网络,辐射单元设有馈电组件,馈电组件包括馈电腔体及设于馈电腔体内的馈电芯,耦合组件包括第一耦合件及与第一耦合件相连的第二耦合件,第一耦合件与移相腔体耦合连接,第二耦合件与馈电腔体耦合连接,传输线内导体穿设于第一耦合件和第二耦合件,且传输线内导体的一端与移相网络电性连接,传输线内导体的另一端与馈电芯电性连接。辐射单元通过耦合组件与移相器耦合连接,无需通过电镀方式连接,解决因电镀产生污水而导致污染环境的问题,使工艺符合绿色低碳发展的趋势要求。
Description
技术领域
本申请涉及基站天线技术领域,特别是涉及一种天线及多频阵列天线。
背景技术
天线是通信设备的重要组成部分,其性能优劣直接影响着网络覆盖性能。基站天线通常以电调天线为主,包括反射板、移相器和辐射单元,辐射单元与移相器之间通常采用同轴电缆焊接相连,为了便于焊接,辐射单元与移相器的腔体需要电镀,而电镀产生的废水容易污染环境,不符合绿色低碳发展的趋势要求。
发明内容
基于此,针对辐射单元与移相器之间需要电镀而导致污染环境不符合未来发展趋势的问题,提供一种天线及多频阵列天线。
其技术方案如下:
一方面,本申请提供了一种天线,包括:
移相器,所述移相器设有移相腔体及设于所述移相腔体内的移相网络;
辐射单元,所述辐射单元设有馈电组件,所述馈电组件包括馈电腔体及设于所述馈电腔体内的馈电芯;
耦合组件,所述耦合组件包括第一耦合件及与所述第一耦合件相连的第二耦合件,所述第一耦合件与所述移相腔体耦合连接,所述第二耦合件与所述馈电腔体耦合连接;
传输线内导体,所述传输线内导体穿设于所述第一耦合件和所述第二耦合件,且所述传输线内导体的一端与所述移相网络电性连接,所述传输线内导体的另一端与所述馈电芯电性连接。
上述天线,传输线内导体连接移相网络和馈电芯,以使移相器对辐射单元进行馈电;同时,辐射单元通过耦合组件与移相器耦合连接,而无需通过电镀方式进行连接,解决因电镀产生污水而导致污染环境的问题,使工艺符合绿色低碳发展的趋势要求。
下面进一步对技术方案进行说明:
在其中一个实施例中,所述第一耦合件呈L型或U型设置。
在其中一个实施例中,所述第二耦合件呈U型或L型或封闭式环型或开放式环型设置。
在其中一个实施例中,所述馈电芯包括第一极化馈电芯和第二极化馈电芯,所述馈电腔体设有第一馈电腔和第二馈电腔,所述第一极化馈电芯设于所述第一馈电腔,所述第二极化馈电芯设于所述第二馈电腔,所述移相腔体设有上层腔和下层腔,所述移相网络包括第一移相网络和第二移相网络,所述第一移相网络设于所述上层腔,所述第二移相网络设于所述下层腔;
所述传输线内导体包括第一导体和第二导体,所述第一导体和所述第二导体均穿设于所述第一耦合件和所述第二耦合件,所述第一导体的相对两端分别与所述第一移相网络和所述第一极化馈电芯电性连接,所述第二导体的相对两端分别与所述第二移相网络和所述第二极化馈电芯电性连接。
在其中一个实施例中,所述第一导体和所述第二导体于所述移相腔体的同一侧沿所述移相腔体的长度方向间隔设置;所述第一极化馈电芯的位置与所述第一导体的位置相对应,所述第二极化馈电芯的位置与所述第二导体的位置相对应。
在其中一个实施例中,所述第一耦合件包括第一耦合臂,所述第一耦合臂与所述移相腔体的至少一部分轮廓相匹配并耦合连接;
所述第二耦合件包括第二耦合臂,所述第二耦合臂与所述馈电腔体的至少一部分轮廓相匹配并耦合连接。
在其中一个实施例中,所述第一耦合臂包括第一支撑臂及与所述第一支撑臂连接的第一支臂,所述第一支撑臂设有供所述传输线内导体穿过的第一通孔;所述移相腔体具有第一侧壁和第二侧壁,所述第一支撑臂和所述第一支臂分别与所述第一侧壁和所述第二侧壁耦合连接;
所述第二耦合臂包括第二支撑臂及与所述第二支撑臂连接的第二支臂,所述第二支撑臂设有供所述传输线内导体穿过的第二通孔,所述第二支撑臂和所述第二支臂分别与所述馈电腔体的不同侧耦合连接。
在其中一个实施例中,所述第一支撑臂和所述第二支撑臂一体设置并形成共用臂,所述第一通孔和所述第二通孔形成第一共用孔;所述第一耦合件和所述第二耦合件通过所述共用臂实现连接。
在其中一个实施例中,所述第一支臂设有两个,两个所述第一支臂分别设于所述第一支撑臂的相对两侧并朝所述移相腔体的方向延伸;所述移相腔体还具有第三侧壁,所述第二侧壁和所述第三侧壁分别连接于所述第一侧壁的相对两侧,所述第一支撑臂与所述第一侧壁耦合连接,两个所述第一支臂分别与所述第二侧壁和所述第三侧壁耦合连接。
在其中一个实施例中,所述第二支臂设有两个,两个所述第二支臂沿所述第二支撑臂的远离所述移相腔体的方向延伸并彼此间隔,所述第二支撑臂和两个所述第二支臂分别与所述馈电腔体的不同侧壁耦合连接。
在其中一个实施例中,所述第二耦合臂还包括第四支臂,所述第四支臂连接于两个所述第二支臂之间,以使所述第二支撑臂、两个所述第二支臂和所述第四支臂形成环状结构,所述环状结构套设于所述馈电腔体外并与所述馈电腔体的四周耦合连接。
在其中一个实施例中,所述馈电芯包括第一极化馈电芯和第二极化馈电芯,所述馈电腔体设有第一馈电腔和第二馈电腔,所述第一极化馈电芯设于所述第一馈电腔,所述第二极化馈电芯设于所述第二馈电腔;
所述第二耦合臂还包括第三支臂,所述第三支臂沿所述第二支撑臂的远离所述移相腔体的方向延伸并与所述第二支臂间隔设置;
所述第一馈电腔和所述第二馈电腔之间设有耦合槽,所述第三支臂的至少一部分位于所述耦合槽内并耦合连接。
在其中一个实施例中,所述耦合组件还包括传输线外导体,所述传输线外导体连接于所述第一耦合件和所述第二耦合件之间,且所述传输线内导体穿设于所述传输线外导体内并与所述传输线外导体绝缘。
在其中一个实施例中,所述传输线外导体与所述第一耦合件和所述第二耦合件一体成型。
在其中一个实施例中,所述耦合组件还包括第一导体管和第二导体管;
所述第一导体管与所述第一耦合件一体成型,所述第二导体管与所述第二耦合件一体成型;所述传输线外导体的一端与所述第一导体管套设并耦合连接,所述传输线外导体的另一端与所述第二导体管套设并耦合连接。
在其中一个实施例中,所述传输线外导体和所述传输线内导体形成传输线,所述传输线外导体与所述传输线内导体之间设有介质,所述介质的介电常数和所述传输线的长度均与所述传输线的相位相关。
在其中一个实施例中,所述传输线为同轴线或带状线。
在其中一个实施例中,所述第一耦合件与所述移相腔体之间设有第一绝缘件;所述第二耦合件与所述馈电腔体之间设有第二绝缘件。
在其中一个实施例中,所述第一耦合件与所述移相腔体之间的耦合间隙不大于1mm;所述第二耦合件与所述馈电腔体之间的耦合间隙不大于1mm。
在其中一个实施例中,所述传输线内导体采用慢波结构。
在其中一个实施例中,所述传输线内导体与所述馈电芯一体成型。
在其中一个实施例中,所述天线还包括反射板,所述反射板具有相对的第一侧和第二侧,所述反射板还设有避让孔;
所述移相腔体位于所述第一侧,所述移相腔体沿所述反射板的长度方向延伸设置,所述传输线内导体设有多个并沿所述反射板的长度方向间隔设置;
所述辐射单元设于所述反射板,所述辐射单元的一部分位于所述第二侧,所述辐射单元的另一部分穿过所述避让孔并位于所述第一侧;所述辐射单元设有多个并与所述传输线内导体一一对应,所述避让孔设有多个并与所述辐射单元一一对应。
在其中一个实施例中,所述辐射单元通过非金属卡件或螺纹连接件固定于所述反射板;
所述辐射单元还包括辐射臂,所述馈电组件还包括馈电巴伦,所述辐射臂、所述馈电巴伦和所述馈电腔体为一体成型的铝制钣金件或铝制压铸件;
所述移相腔体为一体挤压成型的铝制件。
另一方面,本申请还提供了一种多频阵列天线,包括如上述任一个技术方案所述的天线;
所述移相器设有多个,多个所述移相器间隔设于所述天线的反射板的一侧;
所述辐射单元包括高频辐射单元和低频辐射单元,所述高频辐射单元设有多个,多个所述高频辐射单元形成至少一列高频阵列,所述低频辐射单元设有多个,多个所述低频辐射单元形成至少一列低频阵列;
各所述高频阵列和各所述低频阵列分别与不同的所述移相器相匹配。
上述多频阵列天线,包括前述的天线,传输线内导体连接移相网络和馈电芯,以使移相器对辐射单元进行馈电;同时,辐射单元通过耦合组件与移相器耦合连接,而无需通过电镀方式进行连接,解决因电镀产生污水而导致污染环境的问题,使工艺符合绿色低碳发展的趋势要求;同时,各高频阵列和各低频阵列分别与不同的移相器相匹配,以满足收发多频信号的需要。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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。
此外,附图并不是以1:1的比例绘制,并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制,而不一定按照真实比例绘制。
图1为本申请实施例中天线的一种实施结构图;
图2为图1实施例中天线的另一视角示意图;
图3为图1实施例中天线的爆炸结构示意图;
图4为图3实施例中天线的A局部结构放大图;
图5为图1实施例中天线的整体结构侧视图;
图6为图1实施例中耦合组件的结构示意图;
图7为本申请实施例中天线的另一种实施结构图;
图8为图7实施例中天线的传输线内导体、耦合组件及辐射单元的示意图;
图9为本申请实施例中天线的再一种实施结构图;
图10为图7实施例中移相器、传输线内导体、耦合组件及辐射单元装配图;
图11为图7实施例中传输线内导体和耦合组件的爆炸结构示意图。
附图标注说明:
100、移相器;110、移相腔体;111、上层腔;112、下层腔;113、第三通孔;114、第一辅助孔;200、辐射单元;211、第一极化馈电芯;212、第二极化馈电芯;220、馈电腔体;221、第一馈电腔;222、第二馈电腔;223、耦合槽;300、耦合组件;301、共用臂;3011、第一共用孔;310、第一耦合件;311、第一支撑臂;3111、第一通孔;312、第一支臂;3121、第二辅助孔;320、第二耦合件;321、第二支撑臂;3211、第二通孔;322、第二支臂;323、第三支臂;324、第四支臂;331、第一导体管;332、第二导体管;410、传输线内导体;411、第一导体;412、第二导体;420、传输线外导体;500、反射板;510、避让孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明:
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
通信设备例如通信基站通常设置天线,以实现信号的收发功能;多频阵列天线可以实现不同频率的信号收发。
如图1和图2所示,一实施例提供了一种天线,包括移相器100、辐射单元200、耦合组件300和传输线内导体410;耦合组件300用于使辐射单元200和移相器100之间免电镀连接,进而使辐射单元200通过移相器100进行耦合接地。其中:
移相器100设有移相腔体110及设于移相腔体110内的移相网络。
辐射单元200设有馈电组件,馈电组件包括馈电腔体220及设于馈电腔体220内的馈电芯。
如图2所示,耦合组件300包括第一耦合件310及与第一耦合件310相连的第二耦合件320,第一耦合件310与移相腔体110耦合连接,第二耦合件320与馈电腔体220耦合连接。
第一耦合件310与移相器100的移相腔体110耦合连接,第二耦合件320与辐射单元200的馈电腔体220耦合连接,进而实现辐射单元200与移相器100之间的免电镀连接。
传输线内导体410穿设于第一耦合件310和第二耦合件320,且传输线内导体410的一端与移相网络电性连接,传输线内导体410的另一端与馈电芯电性连接。
该天线可以是基站天线,传输线内导体410连接移相网络和馈电芯,以使移相器100对辐射单元200进行馈电;同时,辐射单元200通过耦合组件300与移相器100耦合连接,而无需通过电镀方式进行连接,解决因电镀产生污水而导致污染环境的问题,使工艺符合绿色低碳发展的趋势要求。
可选地,第一耦合件310位于移相腔体110的外部,以与移相腔体110的外表面耦合连接;第二耦合件320位于馈电腔体220的外部,以与馈电腔体220的外表面耦合连接。
可选地,传输线内导体410与第一耦合件310和第二耦合件320之间均绝缘配合。例如可以通过间隔设置或绝缘层或绝缘套等实现绝缘配合。
在一个实施例中,第一耦合件310呈L型或U型设置。第一耦合件310可以大体呈L型或U型,以更好与移相腔体110的表面进行耦合,增大耦合面。
在一个实施例中,第二耦合件320呈U型或L型或封闭式环型或开放式环型设置。第二耦合件320呈U型或L型或环形,以更好与馈电腔体220的表面进行耦合,增大耦合面。
在一个实施例中,请参照图8,馈电芯包括第一极化馈电芯211和第二极化馈电芯212,馈电腔体220设有第一馈电腔221和第二馈电腔222,第一极化馈电芯211设于第一馈电腔221,第二极化馈电芯212设于第二馈电腔222。请参照图5,移相腔体110设有上层腔111和下层腔112,移相网络包括第一移相网络和第二移相网络,第一移相网络设于上层腔111,第二移相网络设于下层腔112。
请参照图4、图8和图10,传输线内导体410包括第一导体411和第二导体412,第一导体411和第二导体412均穿设于第一耦合件310和第二耦合件320,第一导体411的相对两端分别与第一移相网络和第一极化馈电芯211电性连接,第二导体412的相对两端分别与第二移相网络和第二极化馈电芯212电性连接,以实现双极化天线中辐射单元200通过移相器100的耦合连接。
第一导体411的相对两端分别电性连接第一移相网络和第一极化馈电芯211,第二导体412的相对两端分别电性连接第二移相网络和第二极化馈电芯212,从而实现双极化天线的馈电。同时,第一导体411穿设于第一耦合件310和第二耦合件320,第二导体412穿设于第一耦合件310和第二耦合件320,进而使结构也更加紧凑。
需要说明的是:
第一导体411穿设于第一耦合件310和第二耦合件320,且与第一耦合件310和第二耦合件320均绝缘配合;第二导体412穿设于第一耦合件310和第二耦合件320,且与第一耦合件310和第二耦合件320均绝缘配合。
在一个实施例中,第一导体411和第二导体412于移相腔体110的同一侧沿移相腔体110的长度方向间隔设置;第一极化馈电芯211的位置与第一导体411的位置相对应,第二极化馈电芯212的位置与第二导体412的位置相对应。如此设置,可以实现辐射单元200和移相器100在天线中的紧凑结构布局,并能最大限度地节省馈电系统的尺寸,实现天线的高集成度。
例如,可以设置多个辐射单元200,相应地,设置多个传输线内导体410。如此设置,能够充分利用空间实现多个辐射单元200的布设,并且方便进行移相网络、传输线内导体410及馈电芯之间的焊接操作。
在一个实施例中,第一耦合件310包括第一耦合臂,第一耦合臂与移相腔体110的至少一部分轮廓相匹配并耦合连接。第二耦合件320包括第二耦合臂,第二耦合臂与馈电腔体220的至少一部分轮廓相匹配并耦合连接。
第一耦合臂与移相腔体110的至少一部分轮廓相匹配,以增大耦合面,提高耦合效率。同理,第二耦合臂与馈电腔体220的至少一部分轮廓相匹配,以增大耦合面,提高耦合效率。
例如,第一耦合臂大体与移相腔体110的表面共形设置,以使第一耦合臂与移相腔体110更好的进行耦合连接。同理,第二耦合臂大体与馈电腔体220的表面共形设置,以使第二耦合臂与馈电腔体220更好的进行耦合连接。
在一个实施例中,请参照图8和图11,第一耦合臂包括第一支撑臂311及与第一支撑臂311连接的第一支臂312,第一支撑臂311设有供传输线内导体穿过的第一通孔3111;移相腔体110具有第一侧壁和第二侧壁,第一支撑臂311和第一支臂312分别与第一侧壁和第二侧壁耦合连接。第二耦合臂包括第二支撑臂321及与第二支撑臂321连接的第二支臂322,第二支撑臂321设有供传输线内导体穿过的第二通孔3211,第二支撑臂321和第二支臂322分别与馈电腔体220的不同侧耦合连接。采用此结构,能够很好的适应辐射单元200和移相器100的结构并达到较好的耦合效果。
如图8和图11所示,第一支撑臂311和第一支臂312分别与移相腔体110的两个侧壁(具体在本实施例中为移相器100相邻的第一侧壁和第二侧壁)耦合连接,以提高耦合效率。第二支撑臂321和第二支臂322分别与馈电腔体220的不同侧耦合连接,以使耦合效率更高。
可选地,第一通孔3111设有两个,第二通孔3211设有两个并与第一通孔3111对应。第一导体411穿设于其中的一个第一通孔3111和与该第一通孔3111相对应的第二通孔3211,第二导体412穿设于另一个第一通孔3111和与该第一通孔3111相对应的第二通孔3211。
可选地,移相腔体110还设有第三通孔113,第三通孔113的位置与第一通孔3111的位置相对应,以使传输线内导体410的一端依次穿过第三通孔113、第一通孔3111和第二通孔3211并与馈电芯电性连接。
当第一通孔3111和第二通孔3211均设有两个时,第三通孔113也对应设有两个,以分别使第一导体411和第二导体412穿过。
可选地,第一极化馈电芯211和第二极化馈电芯212呈高低错开设置,第一导体411和第二导体412呈高低错开设置,以与第一极化馈电芯211和第二极化馈电芯212相对应,相应地,两个第一通孔3111呈高低错开设置,两个第二通孔3211呈高低错开设置。如此设置,有利于天线阵列布局。
可选地,如4所示,移相腔体110设有第一辅助孔114;第一支臂312设有第二辅助孔3121,第二辅助孔3121与第一辅助孔114相对应,以使焊接工具伸入移相腔体110内进行传输线内导体410与移相网络的焊接操作。
在一个实施例中,请参照图4至图6,第一支撑臂311和第二支撑臂321一体设置并形成共用臂301,第一通孔3111和第二通孔3211形成第一共用孔3011;第一耦合件310和第二耦合件320通过共用臂301实现连接。如此设置,可实现耦合组件的一体化支座,从而有利于结构简化。
如图6所示的实施例中,第一支撑臂311和第二支撑臂321重合并形成共用臂301,第一通孔3111和第二通孔3211重合并形成第一共用孔3011,以使传输线内导体410通过。
如图6所示,第一共用孔3011设有两个,以分别供第一导体411和第二导体412穿过。
在一个实施例中,请参照图6、图8和图11,第一支臂312设有两个,两个第一支臂312分别设于第一支撑臂311的相对两侧并朝移相腔体110的方向延伸;移相腔体110还具有第三侧壁,第二侧壁和第三侧壁分别连接于第一侧壁的相对两侧,第一支撑臂311与第一侧壁耦合连接,两个第一支臂312分别与第二侧壁和第三侧壁耦合连接。
如图6所示,第一支臂312设有两个并分别设于第一支撑臂311的相对两侧,大致呈U型设置,以与移相腔体110的三个侧壁耦合连接,增大耦合面,提升耦合效果。
在一个实施例中,请参照图6、图8和图11,第二支臂322设有两个,两个第二支臂322沿第二支撑臂321的远离移相腔体110的方向延伸并彼此间隔,第二支撑臂321和两个第二支臂322分别与馈电腔体220的不同侧壁耦合连接。
如图8所示,第二支臂322设有两个并设于第二支撑臂321的相对两侧,以形成U型结构,从而与馈电腔体220的不同侧壁耦合连接,增大耦合面,提升耦合效果。
在一个实施例中,馈电芯包括第一极化馈电芯211和第二极化馈电芯212,馈电腔体220设有第一馈电腔221和第二馈电腔222,第一极化馈电芯211设于第一馈电腔221,第二极化馈电芯212设于第二馈电腔222。如图8所示,第二耦合臂还包括第三支臂323,第三支臂323沿第二支撑臂321的远离移相腔体110的方向延伸并与第二支臂322间隔设置;第一馈电腔221和第二馈电腔222之间设有耦合槽223,第三支臂323的至少一部分位于耦合槽223内并耦合连接。
如图8所示,馈电腔体220设有第一馈电腔221和第二馈电腔222,第一馈电腔221和第二馈电腔222之间设有耦合槽223,第一极化馈电芯211位于第一馈电腔221,第二极化馈电芯212位于第二馈电腔222,以实现双极化。第三支臂323和第二支臂322位于第二耦合臂的同一侧,且第三支臂323与第二支臂322间隔设置。为了使第二耦合件320与馈电腔体220更好的耦合连接,使第三支臂323的至少一部分位于耦合槽223内并与耦合槽223的槽壁耦合连接,从而进一步增大耦合面,提高耦合效率。
可选地,第二支臂322设有两个,第三支臂323和第二支臂322设于第二支撑臂321的同一侧,且第三支臂323位于两个第二支臂322之间,且与两个第二支臂322均间隔设置,以增大耦合面,提高耦合效率。
在一个实施例中,请参照图10和图11,第二耦合臂还包括第四支臂324,第四支臂324连接于两个第二支臂322之间,以使第二支撑臂321、两个第二支臂322和第四支臂324形成环状结构,环状结构套设于馈电腔体220外并与馈电腔体220的四周耦合连接。
与图8所示实施例不同的是,图10所示的实施例中,第二耦合臂包括第二支撑臂321、两个第二支臂322和一个第四支臂324,进而形成环状结构,而环状结构套设于馈电腔体220外并与馈电腔体220的四周耦合连接,从而起到增大耦合面积,提高耦合效率的作用。
在一个实施例中,请参照图8和图10,耦合组件300还包括传输线外导体420,传输线外导体420连接于第一耦合件310和第二耦合件320之间,且传输线内导体410穿设于传输线外导体420内并与传输线外导体420绝缘。
与图6实施例中第一支撑臂311和第二支撑臂321重合以实现第一耦合件310和第二耦合件320相连所不同的是:图8和图10所示的实施例中,第一耦合件310和第二耦合件320通过传输线外导体420相连,以使辐射单元200(馈电腔体220)通过移相器100(移相腔体110)耦合连接。
可选地,传输线外导体420设有两个,第一导体411和第二导体412分别穿设于两个传输线外导体420。
在一个实施例中,请参照图8,传输线外导体420与第一耦合件310和第二耦合件320一体成型。
如图8所示的实施例中,传输线外导体420位于第一耦合件310和第二耦合件320之间且一体设置,第一通孔3111和第二通孔3211分别与传输线外导体420的内腔连通,且传输线内导体410与传输线外导体420绝缘配合。
在一个实施例中,请参照图10和图11,耦合组件300还包括第一导体管331和第二导体管332。
如图11所示,第一导体管331与第一耦合件310一体成型,第二导体管332与第二耦合件320一体成型。传输线外导体420的一端与第一导体管331套设并耦合连接,传输线外导体420的另一端与第二导体管332套设并耦合连接。
如此设置,第一耦合件310、第二耦合件320和传输线外导体420分体设置,具备以下优点:
一、中间的传输线可以调节长度,从而改变移相器100到辐射单元200的相位,一方面可以适应不同移相器100与辐射单元200的距离的场景;另一方面可以调节移相器100到每个辐射单元200的相位,用于调节天线的波束赋形;
二、相比一体设置的耦合组件,分体设置的耦合组件能够降低开模难度,降低模具成本。
如图10和图11所示,第一导体管331与第一耦合件310一体成型并位于第一耦合件310的朝向第二耦合件320的一侧,第二导体管332与第二耦合件320一体成型并位于第二耦合件320的朝向第一耦合件310的一侧。而传输线内导体410则穿设于第一导体管331和第二导体管332,传输线外导体420的相对两端则分别与第一导体管331和第二导体管332套接并耦合,以使第一耦合件310和第二耦合件320的连接。
该实施例中,第一耦合件310、传输线外导体420和第二耦合件320三者分离设置,传输线外导体420的一端通过第一导体管331与第一耦合件310耦合连接,传输线外导体420的另一端通过第二导体管332与第二耦合件320耦合连接。
可选地,传输线外导体420设有两个,第一导体管331设有两个并与两个传输线外导体420相对应,第二导体管332设有两个并与两个所述传输线外导体420相对应。
在一个实施例中,传输线外导体420和传输线内导体410形成传输线,传输线外导体420与传输线内导体410之间设有介质,介质的介电常数和传输线的长度均与传输线的相位相关。
不同的传输线外导体420可以设置不同的介质,以通过更换传输线外导体420实现传输线的相位调节,以调整阻抗、相位等指标。传输线的长度改变,也同样能够改变传输线的相位,以实现阻抗、相位等指标的调节。
在一个实施例中,传输线为同轴线或带状线。
同轴线或带状线的传输线能够弯折,以根据辐射单元200和移相器100之间的间距即空间要求进行弯折,同时也可以根据需要调整传输线的长度,以进行传输线的相位调节。
在一个实施例中,第一耦合件310与移相腔体110之间设有第一绝缘件。第二耦合件320与馈电腔体220之间设有第二绝缘件。
可选地,第一绝缘件可以是绝缘片或绝缘垫或绝缘涂层。同理,第二绝缘件也可以是绝缘片或绝缘垫或绝缘涂层。
在一个实施例中,第一耦合件310与移相腔体110之间的耦合间隙不大于1mm。第二耦合件320与馈电腔体220之间的耦合间隙不大于1mm。
耦合间隙不大于1mm,一方面确保耦合效率,另一方面又使结构紧凑。
在一个实施例中,传输线内导体410采用慢波结构。
传输线内导体410采用慢波结构,例如将传输线内导体410的端口设为慢波结构,以实现不同端口相位的调节,优化天线的波束赋形。
在一个实施例中,传输线内导体410与馈电芯一体成型。
传输线内导体410与馈电芯一体设置,一方面降低装配成本,另一方面也提高辐射单元200与移相器100之间的馈电可靠性。
在一个实施例中,请参照图1至图4,天线还包括反射板500,反射板500具有相对的第一侧和第二侧,反射板500还设有避让孔510。
结合图2和图3所示,移相腔体110位于第一侧,移相腔体110沿反射板500的长度方向延伸设置,传输线内导体410设有多个并沿反射板500的长度方向间隔设置。
如图1和图3所示,辐射单元200设于反射板500,辐射单元200的一部分位于第二侧,辐射单元200的另一部分穿过避让孔510并位于第一侧。辐射单元200设有多个并与传输线内导体410一一对应,避让孔510设有多个并与辐射单元200一一对应。
如此设置,实现多个辐射单元200与移相器100耦合连接。这些辐射单元200可以均是高频辐射单元,也可以均是低频辐射单元,还可以是高频辐射单元与低频辐射单元均有,不再赘述。
如图1至图3所示,辐射单元200设有五个,耦合组件300设有五个并与辐射单元200一一对应。
在一个实施例中,辐射单元200通过非金属卡件或螺纹连接件固定于反射板500。
如此设置,使辐射单元200与反射板500之间绝缘设置,同时又实现了安装固定。
可选地,辐射单元200还包括辐射臂,馈电组件还包括馈电巴伦。辐射臂、馈电巴伦和馈电腔体220为一体成型的铝制钣金件或铝制压铸件。
可选地,移相腔体110为一体挤压成型的铝制件。
本实施例还提供了一种多频阵列天线,包括如上述任一个实施例所述的天线。其中:
移相器100设有多个,多个移相器100间隔设于天线的反射板500的一侧。
辐射单元200包括高频辐射单元和低频辐射单元,高频辐射单元设有多个,多个高频辐射单元形成至少一列高频阵列,低频辐射单元设有多个,多个低频辐射单元形成至少一列低频阵列。各高频阵列和各低频阵列分别与不同的移相器100相匹配。
该多频阵列天线包括前述的天线,传输线内导体410连接移相网络和馈电芯,以使移相器100对辐射单元200进行馈电;同时,辐射单元200通过耦合组件300与移相器100耦合连接,而无需通过电镀方式进行连接,解决因电镀产生污水而导致污染环境的问题,使工艺符合绿色低碳发展的趋势要求;同时,各高频阵列和各低频阵列分别与不同的移相器100相匹配,以满足收发多频信号的需要。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (23)
1.一种天线,其特征在于,包括:
移相器,所述移相器设有移相腔体及设于所述移相腔体内的移相网络;
辐射单元,所述辐射单元设有馈电组件,所述馈电组件包括馈电腔体及设于所述馈电腔体内的馈电芯;
耦合组件,所述耦合组件包括第一耦合件及与所述第一耦合件相连的第二耦合件,所述第一耦合件与所述移相腔体耦合连接,所述第二耦合件与所述馈电腔体耦合连接;
传输线内导体,所述传输线内导体穿设于所述第一耦合件和所述第二耦合件,且所述传输线内导体的一端与所述移相网络电性连接,所述传输线内导体的另一端与所述馈电芯电性连接;其中,所述第一耦合件位于所述移相腔体的外部,所述第一耦合件包括第一耦合臂,所述第一耦合臂与所述移相腔体的至少一部分轮廓相匹配并耦合连接;所述第二耦合件位于所述馈电腔体的外部,所述第二耦合件包括第二耦合臂,所述第二耦合臂与所述馈电腔体的至少一部分轮廓相匹配并耦合连接。
2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一耦合件呈L型或U型设置。
3.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第二耦合件呈U型或L型或封闭式环型或开放式环型设置。
4.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述馈电芯包括第一极化馈电芯和第二极化馈电芯,所述馈电腔体设有第一馈电腔和第二馈电腔,所述第一极化馈电芯设于所述第一馈电腔,所述第二极化馈电芯设于所述第二馈电腔,所述移相腔体设有上层腔和下层腔,所述移相网络包括第一移相网络和第二移相网络,所述第一移相网络设于所述上层腔,所述第二移相网络设于所述下层腔;
所述传输线内导体包括第一导体和第二导体,所述第一导体和所述第二导体均穿设于所述第一耦合件和所述第二耦合件,所述第一导体的相对两端分别与所述第一移相网络和所述第一极化馈电芯电性连接,所述第二导体的相对两端分别与所述第二移相网络和所述第二极化馈电芯电性连接。
5.根据权利要求4所述的天线,其特征在于,所述第一导体和所述第二导体于所述移相腔体的同一侧沿所述移相腔体的长度方向间隔设置;所述第一极化馈电芯的位置与所述第一导体的位置相对应,所述第二极化馈电芯的位置与所述第二导体的位置相对应。
6.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一耦合臂包括第一支撑臂及与所述第一支撑臂连接的第一支臂,所述第一支撑臂设有供所述传输线内导体穿过的第一通孔;所述移相腔体具有第一侧壁和第二侧壁,所述第一支撑臂和所述第一支臂分别与所述第一侧壁和所述第二侧壁耦合连接;
所述第二耦合臂包括第二支撑臂及与所述第二支撑臂连接的第二支臂,所述第二支撑臂设有供所述传输线内导体穿过的第二通孔,所述第二支撑臂和所述第二支臂分别与所述馈电腔体的不同侧耦合连接。
7.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述第一支撑臂和所述第二支撑臂一体设置并形成共用臂,所述第一通孔和所述第二通孔形成第一共用孔;所述第一耦合件和所述第二耦合件通过所述共用臂实现连接。
8.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述第一支臂设有两个,两个所述第一支臂分别设于所述第一支撑臂的相对两侧并朝所述移相腔体的方向延伸;所述移相腔体还具有第三侧壁,所述第二侧壁和所述第三侧壁分别连接于所述第一侧壁的相对两侧,所述第一支撑臂与所述第一侧壁耦合连接,两个所述第一支臂分别与所述第二侧壁和所述第三侧壁耦合连接。
9.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述第二支臂设有两个,两个所述第二支臂沿所述第二支撑臂的远离所述移相腔体的方向延伸并彼此间隔,所述第二支撑臂和两个所述第二支臂分别与所述馈电腔体的不同侧壁耦合连接。
10.根据权利要求9所述的天线,其特征在于,所述第二耦合臂还包括第四支臂,所述第四支臂连接于两个所述第二支臂之间,以使所述第二支撑臂、两个所述第二支臂和所述第四支臂形成环状结构,所述环状结构套设于所述馈电腔体外并与所述馈电腔体的四周耦合连接。
11.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述馈电芯包括第一极化馈电芯和第二极化馈电芯,所述馈电腔体设有第一馈电腔和第二馈电腔,所述第一极化馈电芯设于所述第一馈电腔,所述第二极化馈电芯设于所述第二馈电腔;
所述第二耦合臂还包括第三支臂,所述第三支臂沿所述第二支撑臂的远离所述移相腔体的方向延伸并与所述第二支臂间隔设置;
所述第一馈电腔和所述第二馈电腔之间设有耦合槽,所述第三支臂的至少一部分位于所述耦合槽内并耦合连接。
12.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述耦合组件还包括传输线外导体,所述传输线外导体连接于所述第一耦合件和所述第二耦合件之间,且所述传输线内导体穿设于所述传输线外导体内并与所述传输线外导体绝缘。
13.根据权利要求12所述的天线,其特征在于,所述传输线外导体与所述第一耦合件和所述第二耦合件一体成型。
14.根据权利要求12所述的天线,其特征在于,所述耦合组件还包括第一导体管和第二导体管;
所述第一导体管与所述第一耦合件一体成型,所述第二导体管与所述第二耦合件一体成型;所述传输线外导体的一端与所述第一导体管套设并耦合连接,所述传输线外导体的另一端与所述第二导体管套设并耦合连接。
15.根据权利要求12所述的天线,其特征在于,所述传输线外导体和所述传输线内导体形成传输线,所述传输线外导体与所述传输线内导体之间设有介质,所述介质的介电常数和所述传输线的长度均与所述传输线的相位相关。
16.根据权利要求15所述的天线,其特征在于,所述传输线为同轴线或带状线。
17.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一耦合件与所述移相腔体之间设有第一绝缘件;所述第二耦合件与所述馈电腔体之间设有第二绝缘件。
18.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一耦合件与所述移相腔体之间的耦合间隙不大于1mm;所述第二耦合件与所述馈电腔体之间的耦合间隙不大于1mm。
19.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述传输线内导体采用慢波结构。
20.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述传输线内导体与所述馈电芯一体成型。
21.根据权利要求1-20任一项所述的天线,其特征在于,所述天线还包括反射板,所述反射板具有相对的第一侧和第二侧,所述反射板还设有避让孔;
所述移相腔体位于所述第一侧,所述移相腔体沿所述反射板的长度方向延伸设置,所述传输线内导体设有多个并沿所述反射板的长度方向间隔设置;
所述辐射单元设于所述反射板,所述辐射单元的一部分位于所述第二侧,所述辐射单元的另一部分穿过所述避让孔并位于所述第一侧;所述辐射单元设有多个并与所述传输线内导体一一对应,所述避让孔设有多个并与所述辐射单元一一对应。
22.根据权利要求21所述的天线,其特征在于,所述辐射单元通过非金属卡件或螺纹连接件固定于所述反射板;
所述辐射单元还包括辐射臂,所述馈电组件还包括馈电巴伦,所述辐射臂、所述馈电巴伦和所述馈电腔体为一体成型的铝制钣金件或铝制压铸件;
所述移相腔体为一体挤压成型的铝制件。
23.一种多频阵列天线,其特征在于,包括如权利要求1-22任一项所述的天线;
所述移相器设有多个,多个所述移相器间隔设于所述天线的反射板的一侧;
所述辐射单元包括高频辐射单元和低频辐射单元,所述高频辐射单元设有多个,多个所述高频辐射单元形成至少一列高频阵列,所述低频辐射单元设有多个,多个所述低频辐射单元形成至少一列低频阵列;
各所述高频阵列和各所述低频阵列分别与不同的所述移相器相匹配。
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