CN118040337A - 透镜天线组件 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的一种透镜天线组件,天线模组与介质透镜相对设置,天线模组用于朝向介质透镜输入馈源信号;介质透镜用于对天线模组输入的电磁信号进行波束赋形,位置调节模组包括固定座、传动件及过渡传动机构,固定座与介质透镜相对固定且间隔设置,传动件设于固定座上,传动件用于相对于固定座做螺旋运动,过渡传动机构的一端连接传动件并随着传动件的旋转做直线运动,过渡传动机构用于将直线运动转换为弧形运动,过渡传动机构的另一端连接天线模组,带动天线模组围绕介质透镜做弧形运动,以改变透镜天线组件的波束覆盖范围,实现透镜天线组件倾仰角可调。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,具体涉及一种透镜天线组件。
背景技术
随着移动通信网络技术的发展,电磁波透镜天线的应用越来越广泛,调节电磁波透镜天线的倾仰角度可改变电磁波透镜天线的辐射覆盖范围,使对电磁波透镜天线辐射的信号覆盖所需覆盖的区域,例如各类室内和室外场所。如何设计一种调节电磁波透镜天线的倾仰角度的模组,成为需要解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种倾仰角可调的透镜天线组件。
本申请实施例提供的一种透镜天线组件,包括:
介质透镜,所述介质透镜用于波束赋形;
天线模组,所述天线模组与所述介质透镜相对设置,所述天线模组用于朝向所述介质透镜输入馈源信号;及
位置调节模组,所述位置调节模组包括固定座、传动件及过渡传动机构,所述固定座与所述介质透镜相对固定且间隔设置,所述传动件设于所述固定座上,所述传动件用于相对于所述固定座做螺旋运动,所述过渡传动机构的一端连接所述传动件并随着所述传动件的旋转做直线运动,所述过渡传动机构用于将直线运动转换为弧形运动,所述过渡传动机构的另一端连接所述天线模组,带动所述天线模组围绕所述介质透镜做弧形运动,以改变所述透镜天线组件的波束覆盖范围。
在一种可选的实施方式中,所述过渡传动机构包括条形齿,所述条形齿的延伸方向与所述传动件的延伸方向相同,所述条形齿连接所述传动件,且所述条形齿在所述传动件旋转时沿所述传动件延伸的方向做直线运动。
在一种可选的实施方式中,所述过渡传动机构还包括条形齿支架及传动螺母,所述条形齿支架的支架脚固定于所述固定座,并与所述固定座之间形成收容空间,所述传动件设于所述收容空间内;
所述条形齿设于所述条形齿支架背离所述固定座的一侧,所述条形齿与所述条形齿支架滑动连接;
所述传动螺母套设于所述传动件的外围并与所述传动件螺纹连接,所述传动螺母还固定连接所述条形齿贯穿所述条形齿支架的凸出部。
在一种可选的实施方式中,所述过渡传动机构还包括弧形齿条支架、传动齿轮及弧形齿条,所述弧形齿条支架固定连接所述天线模组,所述弧形齿条支架包括互连为一体的第一承载板、第二承载板及连接于所述第一承载板与所述第二承载板之间的承载部,所述第一承载板上设有第一弧形槽,所述第二承载板上设有第二弧形槽,所述传动齿轮的转轴两端分别设于所述第一弧形槽内、所述第二弧形槽内,所述传动齿轮的转轴与所述固定座相对固定,所述承载部朝向所述传动齿轮的一侧设有所述弧形齿条,所述传动齿轮的一侧与所述条形齿啮合连接,所述传动齿轮的另一端与所述弧形齿条啮合连接。
在一种可选的实施方式中,所述天线模组包括至少一个辐射单元,所述介质透镜的外表面的至少部分为曲面,每个所述辐射单元的中心对应于所述介质透镜的中心设置。
在一种可选的实施方式中,所述天线模组还包括反射板,所述辐射单元的数量为多个,所述反射板包括多个反射部,每个所述反射部对应一个所述辐射单元,沿第一方向排列的相邻两个所述反射部之间相对弯折,沿第二方向排列的相邻两个所述反射部之间相对弯折,所述反射部的边缘设有内折边,所述内折边至少用于调谐波束,所述第一方向与所述第二方向垂直。
在一种可选的实施方式中,所述辐射单元的数量为多个,多个所述辐射单元包括间隔设置的第一辐射单元及第二辐射单元,所述第二辐射单元的数量为至少一个,所述第一辐射单元所支持的频段小于所述第二辐射单元所支持的频段。
在一种可选的实施方式中,所述第二辐射单元的数量为两个,两个所述第二辐射单元沿第一方向间隔设置,所述位置调节模组设于两个所述第二辐射单元之间,所述第一辐射单元与所述第二辐射单元在所述第一方向上错开设置,所述第一辐射单元与所述位置调节模组的一部分沿第二方向设置,所述第二方向与所述第一方向垂直。
在一种可选的实施方式中,所述第一辐射单元与所述第二辐射单元沿所述第一方向并列设置。
在一种可选的实施方式中,所述天线模组还包括信号源、第一馈电片、第二馈电片及巴伦支撑件,所述巴伦支撑件一端电连接所述信号源,所述巴伦支撑件另一端电连接所述第一馈电片和所述第二馈电片,所述辐射单元包括第一辐射振子对和第二辐射振子对;
所述第一辐射振子对包括呈对角镜像设置的第一辐射振子、第二辐射振子,所述第一馈电片电连接所述第一辐射振子与所述第二辐射振子之间,所述信号源用于激励所述第一辐射振子对上形成所述辐射单元所支持频段的1/2波长谐振模式;
所述第二辐射振子对包括呈对角镜像设置的第三辐射振子、第四辐射振子,所述第二馈电片电连接所述第三辐射振子与所述第四辐射振子之间,所述信号源用于激励所述第二辐射振子对上形成所述辐射单元所支持频段的1/2谐振模式,所述第一辐射振子对与所述第二辐射振子对形成正交极化天线。
本申请实施例提供的一种透镜天线组件,天线模组与所述介质透镜相对设置,所述天线模组用于朝向所述介质透镜输入馈源信号;介质透镜用于对所述天线模组输入的电磁信号进行波束赋形,所述位置调节模组包括固定座、传动件及过渡传动机构,所述固定座与所述介质透镜相对固定且间隔设置,所述传动件设于所述固定座上,所述传动件用于相对于所述固定座做螺旋运动,所述过渡传动机构的一端连接所述传动件并随着所述传动件的旋转做直线运动,所述过渡传动机构用于将直线运动转换为弧形运动,所述过渡传动机构的另一端连接所述天线模组,带动所述天线模组围绕所述介质透镜做弧形运动,以改变所述透镜天线组件的波束覆盖范围,实现透镜天线组件倾仰角可调。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请实施例提供的一种透镜天线组件的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的透镜天线组件中天线模组在第一位置的A-A方向的截面图;
图3是本申请实施例提供的透镜天线组件中天线模组在第二位置的A-A方向的截面图;
图4是本申请实施例提供的介质透镜与透镜托盘的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的一种位置调节模组的分解示意图;
图6是本申请实施例提供的天线模组与位置调节模组的装配示意图;
图7是本申请实施例提供的天线模组在第一位置平行YOZ平面的截面示意图;
图8是本申请实施例提供的天线模组在第二位置平行YOZ平面的截面示意图;
图9是本申请实施例提供的一种过渡传动机构的分解示意图;
图10是本申请实施例提供的天线模组的正面示意图;
图11是本申请实施例提供的天线模组的侧面示意图;
图12是本申请实施例提供的天线模组的立体示意图;
图13是本申请实施例提供的一种第一辐射单元的结构示意图;
图14是本申请实施例提供的一种第二辐射单元的结构示意图;
图15是本申请实施例提供的辐射单元为透波振子的结构示意图;
图16是图15中的第二辐射单元所在的PCB基板的第一面的示意图;
图17是图15中的第二辐射单元所在的PCB基板的第二面的示意图;
图18是本申请实施例提供的一种支撑件及馈线的结构示意图;
附图标号说明:
透镜天线组件1000;天线罩200;介质透镜300;天线模组400;位置调节模组100;固定座10;传动件20;过渡传动机构30;透镜托盘310;第一支撑块41;第二支撑块42;第一限位件43;第二限位件44;调节帽45;条形齿31;条形齿支架32;传动螺母33;滑槽321;条形孔322;凸出部311;导向杆46;凸柱331;固定孔332;装配孔313;安装孔314;第一凸部333;第二凸部334;第三凸部431;第四凸部441;弧形齿条支架34;传动齿轮35;弧齿条36;第一承载板341;第二承载板342;承载部343;容置空间344;第一弧形槽341a;第二弧形槽342a;辐射单元410;第一辐射单元410a;第二辐射单元410b;反射板420;反射部421;第一支撑件345;第二支撑件346;安装缺口422;内折边423;支撑件430;第一馈电片450;第二馈电片460;第一辐射振子对411;第二辐射振子对412;第一辐射振子411a;第二辐射振子411b;第三辐射振子412a;第四辐射振子412b;第一延伸条471;第二延伸条472;第三延伸条473;第一连接条474;导电柱475;馈线480;环形枝节413;透波枝节414;第一弯折延伸枝节414a;中间连接枝节414b;第二弯折延伸枝节414c。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,本申请所描述的实施例仅仅是一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请提供的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请的保护范围。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例所描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的、独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如:包含了一个或多个零部件的组件或设备没有限定于已列出的一个或多个零部件,而是可选地还包括没有列出的但所示例的产品固有的一个或多个零部件,或者基于所说明的功能其应具有的一个或多个零部件。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种透镜天线组件1000的结构示意图。本申请提供的透镜天线组件1000也可称为透镜天线,透镜天线组件1000的应用包括但不限于为移动蜂窝通信的基站天线、卫星通信天线、雷达等。其中,透镜天线组件1000用作移动蜂窝通信的基站天线时,包括但不限于为用于室外站、小区、大型会议室、室内公共场所等。
请参阅图2及图3,透镜天线组件1000包括天线罩200、介质透镜300、天线模组400及位置调节模组100。
请参阅图2及图3,天线罩200是由2个半球的结构拼接成一个整球凸出的外壳。介质透镜300、天线模组400及位置调节模组100皆设于天线罩200内。
请参阅图4,介质透镜300设于透镜托盘310上。透镜托盘310的材质包括但不限于为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)材质。
所述天线模组400与所述介质透镜300相对设置。所述天线模组400用于朝向所述介质透镜300输入馈源信号。所述介质透镜300用于汇聚天线模组400发射的电磁波信号,以进行波束赋形,从而提高天线的增益和方向性。
所述天线模组400所收发的电磁波频段包括但不限于为收发低频频段(690-960MHz)、中频频段(1400-2700MHz)、高频频段(3300-4200MHz)、毫米波频段(30GHz-300GHz)、卫星通信频段、雷达通信频段等。
所述介质透镜300可为中心对称结构,介质透镜300的外表面的至少部分为曲面。可选的,介质透镜300的形状包括但不限于为球状、圆柱状、椭圆状等。当天线模组400在垂直于地面的方向上移动时,介质透镜300仍可以对天线模组400所发射的电磁波信号进行汇聚,以对天线模组400输入的电磁信号进行波束赋形,可实现天线模组400经介质透镜300射出的波束的倾仰角改变,进而调节波束在水平面上的覆盖范围,使波束覆盖到目标区域。
所述位置调节模组100用于调节天线模组400在垂直于地面的方向上移动。为了便于描述,本申请定义垂直于地面的方向为Y轴方向,也是后文所述的第一方向。
请参阅图5,所述位置调节模组100包括固定座10、传动件20及过渡传动机构30。
请参阅图2及图5,固定座10固定于天线罩200。所述固定座10与所述介质透镜300相对固定且间隔设置。进一步地,固定座10与介质透镜300皆设于固定支架上。固定座10是位置调节模组100上设于固定支架上的结构。
请参阅图5,所述传动件20设于所述固定座10上。传动件20的两端安装于固定座10上。所述传动件20用于相对于所述固定座10做螺旋运动。具体的,传动件20能够在外力作用下相对于固定座10做螺旋运动,后文对固定座10的具体结构、传动件20的具体结构、传动件20在固定座10上的安装方式进行具体的举例说明。
请参阅图2、图5至图8,所述过渡传动机构30的一端连接所述传动件20并随着所述传动件20的旋转做直线运动。所述过渡传动机构30用于将直线运动转换为弧形运动。所述过渡传动机构30的另一端连接所述天线模组400,带动所述天线模组400围绕所述介质透镜300做弧形运动,以改变所述透镜天线组件1000的波束覆盖范围。
举例而言,所述过渡传动机构30包括多个相联动的结构件,其中,一个结构件将传动件20的螺旋运动转换为直线运动。另一个结构件将直线运动转换为弧形运动,再将弧形运动传导至天线模组400,以带动天线模组400做弧形运动。
请参阅图2及图3,介质透镜300的外轮廓面包括曲面或者说介质透镜300等效为具有曲面的结构。天线模组400朝向介质透镜300的曲面发射电磁波信号。天线模组400随着位置调节模组100绕介质透镜300做弧形运动的同时,保持天线模组400的辐射中心与介质透镜300的实体中心或等效介质中心相对应,以确保天线模组400在做弧形运动的过程中,介质透镜300仍具有对天线模组400输入的电磁信号具有良好的波束赋形。如此,随着天线模组400做弧形运动,天线模组400发射的电磁波经介质透镜300之后形成的波束做倾仰运动,实现倾仰角可调,调节波束在水平面上的覆盖范围,调节到适合的倾仰角之后保持倾仰角不变,使波束覆盖到目标区域,或以一定的频率/实时动态调整倾仰角,实现波束扫描。
本申请实施例提供的一种透镜天线组件1000,天线模组400与所述介质透镜300相对设置,所述天线模组400用于朝向所述介质透镜300输入馈源信号,介质透镜300用于对所述天线模组400输入的电磁信号进行波束赋形,所述位置调节模组100包括固定座10、传动件20及过渡传动机构30,所述固定座10与所述介质透镜300相对固定且间隔设置,所述传动件20设于所述固定座10上,所述传动件20用于相对于所述固定座10做螺旋运动,所述过渡传动机构30的一端连接所述传动件20并随着所述传动件20的旋转做直线运动,所述过渡传动机构30用于将直线运动转换为弧形运动,所述过渡传动机构30的另一端连接所述天线模组400,带动所述天线模组400围绕所述介质透镜300做弧形运动,以改变所述透镜天线组件1000的波束覆盖范围,实现透镜天线组件1000倾仰角可调。
以下结合附图对于本申请实施例提供的位置调节模组100的结构进行具体的举例说明。
可选的,请参阅图5至图8,固定座10大致呈矩形,固定座10的长度方向为Y轴方向,固定座10的宽度方向为X轴方向。固定座10的厚度方向为Z轴方向。
可选的,请参阅图5,传动件20包括但不限于为螺杆。进一步地,位置调节模组100还包括第一支撑块41、第二支撑块42。第一支撑块41、第二支撑块42沿Y轴方向相对设置,第一支撑块41、第二支撑块42固定与固定座10上。第一支撑块41、第二支撑块42分别支撑于传动件20的相对两端,使传动件20与固定座10相间隔。传动件20能够相对第一支撑块41和第二支撑块42转动。
请参阅图5,位置调节模组100包括第一限位件43和第二限位件44。第一限位件43、第二限位件44分别设于传动件20设有螺纹的两个端部。
可选的,请参阅图1-图3、图5,传动件20为手动调节结构。举例而言,位置调节模组100还包括调节帽45。其中,调节帽45设于天线罩200外部,以便于在天线罩200外部进行手动调节。调节帽45设于所述传动件20的一端,且位于第一支撑块41背离第二支撑块42的一侧。调节帽45上设有增加摩擦力的纹路、凹口等。在安装透镜天线组件1000时或需要调节透镜天线组件1000在地面的覆盖范围时,可通过调节帽45调节传动件20旋转,传动件20通过过渡传动机构30带动天线模组400做弧形运动,进而使波束覆盖到目标区域。
再可选的,传动件20为电动调节结构。举例而言,位置调节模组100还包括驱动件(未图示),例如电机等。该驱动件连接传动件20,以驱动传动件20旋转。例如,电机的输出轴电连接于传动件20的一端,电机带动传动件20旋转。进一步地,透镜天线组件1000还包括控制芯片。所述控制芯片电连接驱动件,控制芯片根据程序控制驱动件进行不同的响应动作,以调节到适合的倾仰角之后保持倾仰角不变,使波束覆盖到目标区域,或以一定的频率/实时动态调整倾仰角,实现波束扫描。
可选的,请参阅图5至图9,所述过渡传动机构30包括条形齿31。所述条形齿31的延伸方向与所述传动件20的延伸方向相同,皆沿Y轴方向延伸。所述条形齿31连接所述传动件20,且所述条形齿31在所述传动件20旋转时沿所述传动件20延伸的方向(Y轴)做直线运动。
本实施方式通过设置传动件20将旋转运动转换为条形齿31的直线运动,同时通过设计条形齿31的延伸方向与所述传动件20的延伸方向相同,所述条形齿31与所述传动件20可在Z轴方向上叠加设置,避免传动件20与过渡传动机构30在Y轴方向或X轴方向平铺设置,促进位置调节模组100的小型化。
可选的,请参阅图5至图9,所述过渡传动机构30还包括条形齿支架32及传动螺母33。所述条形齿支架32的支架脚固定于所述固定座10,使所述条形齿支架32固定于固定座10上,还使条形齿支架32的主体与所述固定座10之间形成收容空间。多个支架脚可通过螺钉等固定连接于固定座10。所述传动件20设于所述收容空间内,所述条形齿31设于所述条形齿支架32背离所述固定座10的一侧,实现传动件20、条形齿支架32、条形齿31三者在Z轴方向上的堆叠设置,传动件20、条形齿支架32、条形齿31堆叠之后紧凑,传动件20、条形齿支架32、条形齿31装配后所占据的空间较少。
请参阅图5至图9,所述条形齿31与所述条形齿支架32滑动连接。所述条形齿31朝向条形齿支架32的一侧的表面为平面。所述条形齿31背离条形齿支架32的一侧的表面为齿纹面。
具体的,请参阅图5至图9,所述条形齿支架32背离所述固定座10的一侧具有滑槽321。滑槽321沿Y轴方向延伸。该滑槽321的一端为开口端,以便于条形齿31可从开口端进入滑槽321,滑槽321的另一端为阻挡板,以便于条形齿31从开口端滑动至最大滑动行程。
进一步地,请参阅图5至图9,滑槽321的底壁具有贯穿的条形孔322,条形齿31凸设有凸出部311。该凸出部311贯穿条形孔322设置。
请参阅图5至图9,所述传动螺母33套设于所述传动件20的外围并与所述传动件20螺纹连接。可选的,位置调节模组100还包括导向杆46,导向杆46的延伸方向与传动件20的延伸方向平行,传动螺母33还套设于导向杆46。在传动件20的旋转带动传动螺母33运动时,传动螺母33还在导向杆46上滑动,导向杆46用于防止传动螺母33随着传动件20的旋转而转动,使传动螺母33沿Y轴方向做直线运动时能够平稳地移动,进而带动条形齿31沿Y轴做直线运动。
请参阅图5至图9,所述传动螺母33还固定连接所述条形齿31贯穿所述条形齿支架32的凸出部311。例如,凸出部311与传动螺母33之间螺钉连接等方式固定连接。
可选的,条形齿31沿X轴方向的宽度与滑槽321沿X轴方向的宽度相适配,条形齿31可在滑槽321内滑动,同时滑槽321沿X轴方向的两侧壁面还能够对于条形齿31的滑动方向进行限位和导向,使条形齿31沿Y轴方向运动。本实施方式中,条形孔322的宽度(沿X轴方向)可大于或等于凸出部311的宽度(沿X轴方向)。
再可选的,条形孔322的宽度(沿X轴方向)与凸出部311的宽度(沿X轴方向)相适配,凸出部311可在条形孔322内滑动,同时条形孔322沿X轴方向的两侧壁面还能够对于凸出部311的滑动方向进行限位和导向,使条形齿31沿Y轴方向运动。本实施方式中,条形齿31沿X轴方向的宽度可小于或等于滑槽321沿X轴方向的宽度。
条形齿31的凸出部311与传动螺母33之间固定连接,可束缚条形齿31在Z轴方向的运动,以防止条形齿31在Z轴方向上松脱。
具体的,请参阅图5至图9,传动螺母33的螺纹孔套设于传动件20。传动螺母33的螺纹孔沿X轴方向的一侧还包括至少一个凸柱331及至少一个固定孔332,凸柱331用于与条形齿31的凸出部311底部的定位孔实现定位,经传动螺母33固定孔332可将传动螺母33与条形齿31的凸出部311固定连接。可选的,传动螺母33的螺纹孔沿X轴方向的一侧设有一个固定孔332及两个凸柱331。两个凸柱331设于固定孔332的两侧,两个凸柱331与固定孔332沿Y轴方向排列,以增加条形齿31与传动螺母33在Y轴方向的连接稳定性,进而提高传动的平稳性,防止卡死等问题。进一步地,条形齿31的凸出部311的底部设有两个凸柱孔(未图示)及与固定孔332相对应的装配孔313。条形齿31的凸出部311还设有沿X轴方向与装配孔313相通的安装孔314。在装配过程中,将条形齿31的凸出部311的底部设有两个凸柱孔与传动螺母33的两个凸柱331对位装配之后,将具有横向穿孔的螺栓经传动螺母33上的固定孔332插入凸出部311的底部的装配孔313中,其中,螺栓的横向穿孔与安装孔314相连通,通过螺钉等经螺栓的横向穿孔与安装孔314将条形齿31与传动螺母33固定。
在装配时,若传动螺母33与条形齿31在Z轴方向上装配过紧可能导致传动螺母33在传动件20上运动时的摩擦力过大,进而不利于带动天线模组400的位置变化。若传动螺母33与条形齿31在Z轴方向上装配过松可能导致传动螺母33对条形齿31在Z轴方向上的束缚力不强,条形齿31在后续与传动齿轮装配时可能随着传动齿轮运动而与条形齿支架32松脱,导致传动卡死等问题,使天线模组400的位置变化不顺滑。
本申请以上的实施例,螺栓的横向穿孔可为圆形孔、椭圆形孔或跑道形孔。螺栓的横向穿孔在Z轴方向上的尺寸稍大于安装孔314沿Z轴方向上尺寸,以便于补偿在配装时传动螺母33与条形齿31在Z轴方向上的公差,使传动螺母33与条形齿31在Z轴方向上装配松紧程度适合,可有效地避免传动螺母33与条形齿31在Z轴方向上装配过紧可能导致传动螺母33在传动件20上运动时的摩擦力过大,进而不利于带动天线模组400的位置变化的问题。还可以避免传动螺母33与条形齿31在Z轴方向上装配过松可能导致传动螺母33对条形齿31在Z轴方向上的束缚力不强,条形齿31在后续与传动齿轮装配时可能随着传动齿轮运动而与条形齿支架32松脱,导致传动卡死等问题,使天线模组400的位置变化不顺滑。
此外,在对传动螺母33与条形齿31的凸出部311在Z轴方向固定连接时,由于传动螺母33与固定座10之间的间隙很小,不便于将传动螺母33与条形齿31的凸出部311在Z轴方向固定,本实施方式中,通过设置条形齿31的凸出部311还设有沿X轴方向与装配孔313相通的安装孔314。将具有横向穿孔的螺栓经传动螺母33上的固定孔332插入凸出部311的底部的装配孔313中,其中,螺栓的横向穿孔与安装孔314相连通,通过螺钉等沿X轴方向经螺栓的横向穿孔与安装孔314将条形齿31与传动螺母33固定。将对传动螺母33与条形齿31的凸出部311在Z轴方向固定,转换为螺钉等沿X轴方向经螺栓的横向穿孔与安装孔314将条形齿31与传动螺母33固定,提高可操作性。
本实施例中,通过驱动传动件20做旋转运动,传动件20为螺杆,进而带动传动螺母33做沿Y轴方向的直线运动,进一步地带动条形齿31沿条形齿支架32沿Y轴方向滑动,其中,传动件20、条形齿支架32、条形齿31皆在Z轴方向叠加设置,这三者在XOY平面所占据的空间接近于条形齿支架32所占据的空间、可移动灵活;进而避免了传动件20、条形齿支架32、条形齿31三者平铺设置或其他的传动机构在XOY平面占据的空间较大而导致透镜天线组件1000的结构尺寸大,且移动灵活性差等问题。
具体的,请参阅图5至图9,所述传动螺母33沿Y轴方向的两侧分别设有第一凸部333及第二凸部334。第一限位件43包括第三凸部431。第二限位件44包括第四凸部441。
可选的,凸出部311抵接于条形孔322上侧壁时,此时天线模组400移动至初始位置,同时,传动螺母33抵接于第一限位件43。传动螺母33的第一凸部333与第一限位件43的第三凸部431相抵接。
可选的,凸出部311抵接于条形孔322下侧壁时,此时天线模组400移动至最终位置,同时,传动螺母33抵接于第二限位件44。传动螺母33的第二凸部334与第二限位件44的第四凸部441相抵接。
请参阅图9,所述过渡传动机构30还包括弧形齿条支架34、传动齿轮35及弧形齿条36。
请参阅图9,所述弧形齿条支架34包括互连为一体的第一承载板341、第二承载板342及连接于所述第一承载板341与所述第二承载板342之间的承载部343。
请参阅图9,第一承载板341、第二承载板342沿X轴方向相对设置。第一承载板341、承载部343、第二承载板342包围形成容置空间344,承载部343与条形齿31的齿纹面相对设置。所述承载部343朝向所述传动齿轮35的一侧设有所述弧形齿条36。弧形齿条36的弧心位于承载部343背离条形齿31的一侧。
所述传动齿轮35设于容置空间344中。所述传动齿轮35的一侧与所述条形齿31啮合连接,所述传动齿轮35的另一端与所述弧形齿条36啮合连接。
具体的,请参阅图9,所述第一承载板341上设有第一弧形槽341a。第一弧形槽341a的弧心位于第一承载板341背离条形齿31的一侧。所述第二承载板342上设有第二弧形槽342a。第二弧形槽342a的弧心位于第二承载板342背离条形齿31的一侧。所述传动齿轮35的转轴两端分别设于所述第一弧形槽341a内、所述第二弧形槽342a内。第一承载板341及第二承载板342用于对所述传动齿轮35的转轴在X轴方向进行限位,以为围设形成用于收容弧形齿条36和传动齿轮35的容置空间344,实现一物多用。
所述传动齿轮35的转轴与所述固定座10相对固定。在传动件20做旋转转动时,传动螺母33沿Y轴做直线运动,条形齿31在传动螺母33的带动下沿Y轴做直线运动,传动齿轮35在条形齿31的作用下沿X轴方向旋转。由于所述传动齿轮35的转轴与所述固定座10相对固定,进而带动弧形齿条支架34和弧形齿条36与条形齿31相反的方向运动,由于弧形齿条36呈弧形,故弧形齿条支架34的轨迹呈弧形。所述弧形齿条支架34固定连接所述天线模组400。故天线模组400沿弧形轨迹运动。
其中,第一弧形槽341a、第二弧形槽342a用于在弧形齿条支架34沿弧形轨迹运动过程中避免与所述传动齿轮35的转轴发生干扰。
本实施方式中,弧形齿条支架34、弧形齿条36、传动齿轮35在Z轴方向上叠加设置,且弧形齿条36、传动齿轮35皆收容于弧形齿条支架34的容置空间344中,故弧形齿条支架34、弧形齿条36、传动齿轮35在XOY平面内占据的空间较小。进一步地,弧形齿条支架34、弧形齿条36、传动齿轮35、条形齿31、条形齿支架32、固定座10皆为在Z轴方向叠加设置的结构,进而位置调节模组100在XOY平面上所占据的尺寸小,位置调节模组100为小型化结构,利于整个透镜天线组件1000小型化且冲量轻,对于安装环境要求低;此外,位置调节模组100还具有结构简单零件少、可制造性高,全部物料可开模成形;整个结构的一致性好,同时尺寸稳定可控;整体结构相对简单,组装方便,可生产性高。
以下结合附图对于本申请实施例提供的介质透镜300进行具体的举例说明。
所述介质透镜300的外表面的至少部分为曲面,或者介质透镜300等效为表面边界呈曲面的等效电介质体。具体的,介质透镜300为球形,或者,介质透镜300的等效电介质体呈球形体。介质透镜300的作用原理为:介质透镜300对辐射单元所辐射的球面波或柱面波在通过介质透镜300过程中进行相位补偿,使球面波或柱面波转换成平面波,使辐射能量集中,波束压窄,从而获得笔形或其他形状波束。
可选的,请参阅图1至图3,介质透镜300的外表面为球面,例如,介质透镜300为球体,具体例如龙伯球透镜(也称为龙勃透镜,或伦伯透镜,英文名Luneburg lens),以实现天线模组400射出的电磁波信号在360°上皆收敛,以在360°上形成宽度相对较窄、增益较高、方向性好的波束。
以介质透镜300为球体或等效介质球体为例。介质透镜300从外到内(球心)材料的介电常数或等效介电常数梯度变化。介质透镜300(龙伯球透镜)可以让任何方向入射的电磁波,都会汇聚到球面上的某一个点上,同时也可以将电磁波沿着原方向反射回去。
可选的,介质透镜300的外表面在绕X轴方向为圆柱面,例如,介质透镜300为轴向沿X轴设置的圆柱体,以实现天线模组400射出的电磁波信号在ZOY平面上收敛,以在ZOY平面上形成宽度相对较窄、增益较高、方向性好的波束。
可选的,介质透镜300的外表面为椭圆面,例如,介质透镜300为椭圆体或等效椭圆,以实现天线模组400射出的电磁波信号多个方向上收敛,形成宽度相对较窄、增益较高、方向性好的波束。
请参阅图10,所述天线模组400包括至少一个辐射单元410,辐射单元410朝向介质透镜300的曲面辐射电磁波信号。进一步地,天线模组400还包括信号源(未图示),信号源通过馈线电连接辐射单元410。信号源用于激励辐射单元410收发电磁波信号。
可选的,所述介质透镜300为轴对称结构或中心对称结构。
当所述介质透镜300为X轴方向的轴对称结构,辐射单元410为一个或多个时,每个辐射单元410在随着位置调节模组100做弧形运动的过程中,保持每个辐射单元410的中心对应于介质透镜300的中心轴线设置。本申请所述的“对应于”是指辐射单元410的中心轴线与介质透镜300的中心轴线相交,或中心轴线与介质透镜300的中心轴线之间的距离较小。辐射单元410为轴对称结构,介质透镜300也是轴对称结构,当每个辐射单元410的中心对应于介质透镜300的中心设置时,以便于介质透镜300将每个辐射单元410发射的电磁波朝向对应辐射单元410的中心轴线收敛,形成的波束更为可控,介质透镜300的利用率最大。辐射单元410的中心轴为垂直于辐射单元410的辐射面的方向。
当所述介质透镜300为Y轴方向的轴对称结构,辐射单元410为一个或多个时,每个辐射单元410在随着位置调节模组100做弧形运动的过程中,保持每个辐射单元410的中心对应于介质透镜300的中心轴线设置。本申请所述的“对应于”是指辐射单元410的中心轴线与介质透镜300的中心轴线相交,或中心轴线与介质透镜300的中心轴线之间的距离较小。辐射单元410为轴对称结构,介质透镜300也是轴对称结构,当每个辐射单元410的中心对应于介质透镜300的中心设置时,以便于介质透镜300将每个辐射单元410发射的电磁波朝向对应辐射单元410的中心轴线收敛,形成的波束更为可控,介质透镜300的利用率最大。
当所述介质透镜300为球体或等效介质球体,辐射单元410为一个或多个时,每个辐射单元410在随着位置调节模组100做弧形运动的过程中,保持每个辐射单元410的中心对应于介质透镜300的球心设置。本申请所述的“对应于”是指辐射单元410的中心轴线过介质透镜300的球心。辐射单元410为轴对称结构,介质透镜300是球体或等效介质球体,当每个辐射单元410的中心对应于介质透镜300的中心设置时,以便于介质透镜300将每个辐射单元410发射的电磁波在360度方向上皆朝向对应辐射单元410的球心收敛,形成的波束更为可控,介质透镜300的利用率最大。
以下结合附图对于本申请实施例提供的天线模组400进行具体的举例说明。
请参阅图10至图12,所述辐射单元410的数量为多个。多个所述辐射单元410包括间隔设置的第一辐射单元410a及第二辐射单元410b。所述第一辐射单元410a所支持的频段小于所述第二辐射单元410b所支持的频段。例如,第一辐射单元410a所支持的频段为LB频段,第二辐射单元410b所支持的频段为MB频段。例如,第一辐射单元410a所支持的频段为LB频段,第二辐射单元410b所支持的频段为HB频段。例如,第一辐射单元410a所支持的频段为MB频段,第二辐射单元410b所支持的频段为HB频段。LB频段为690-960MHz。MB频段为1400-2700MHz。HB频段为3300-4200MHz。
可选的,请参阅图10至图12,所述天线模组400还包括反射板420。所述辐射单元410的数量为多个。所述反射板420包括互连为一体的多个反射部421。每个所述反射部421对应一个所述辐射单元410。每个辐射单元410固定于一个反射部421上。反射板420将多个辐射单元410连接为一体结构。反射板420包括但不限于为金属材质。反射板420设于辐射单元410背离辐射面的一侧,用于抑制天线的后向辐射并利用反射波束提高天线增益。所述反射板420还能够结合介质透镜300一起调节辐射方向图、波束宽度及增益。
所述第二辐射单元410b的数量为至少一个。可选的,第一辐射单元410a的数量为一个,第二辐射单元410b的数量为一个。再可选的,第一辐射单元410a的数量为一个,第二辐射单元410b的数量为两个。
第一辐射单元410a及第二辐射单元410b通过同一介质透镜300进行波束赋形,且第一辐射单元410a及第二辐射单元410b皆在位置调节模组100的作用下做弧形运动,以一并调节第一辐射单元410a和第二辐射单元410b在水平面上的辐射范围。
可选的,多个所述辐射单元410还可以包括第三辐射单元410,第三辐射单元410所支持的频段包括HB频段。以实现LB天线、MB天线及HB天线皆可以通过同一介质透镜300进行波束赋形,并覆盖目标区域。
本申请对于多个辐射单元410的排列不做具体的限定。
可选的,请参阅图10至图12,所述第一辐射单元410a与所述第二辐射单元410b在所述第一方向上错开设置,以减少第二辐射单元410b与第一辐射单元410a的信号干扰。
举例而言,所述第二辐射单元410b的数量为两个。两个所述第二辐射单元410b沿第一方向间隔设置。可选的,第一辐射单元410a可相对于第二辐射单元410b更加远离地面。
本实施方式中,所述位置调节模组100设于两个所述第二辐射单元410b之间。所述第一辐射单元410a与所述位置调节模组100的一部分沿第二方向设置。所述第二方向与所述第一方向垂直。其中,位置调节模组100为Z向堆叠结构,在XOY平面上占据的空间极小,故将位置调节模组100设于两个所述第二辐射单元410b之间,占据的空间小,且使位置调节模组100带动天线模组400运动时平稳性更好。
进一步地,请参阅图6及图9,第一承载板341背离第二承载板342的一侧设有第一支撑件345,第二承载板342背离第一承载板341的一侧设有第二支撑件346,第一支撑件345与第二支撑件346分别用于固定反射板420。
请参阅图10至图12,反射板420的底边设有安装缺口422。安装缺口422设于两个反射部421之间。可选的,弧形齿条支架34的一部分设于反射板420的安装缺口422并固定于反射板420,弧形齿条支架34的另一部分伸出反射板420。
在其他实施方式中,第一辐射单元410a可相对于第二辐射单元410b更加靠近地面。
位置调节模组100至少一部分设于反射板420在Z轴的正投影覆盖范围内,如此,天线模组400及位置调节模组100在XOY平面占据的空间小,整个透镜天线组件1000的尺寸也较小。
可选的,位置调节模组100可设于反射板420背离所述辐射单元410的一侧。反射板420在Z轴的正投影完全覆盖位置调节模组100。相较于未设置位置调节模组100的透镜天线组件1000而言,设置位置调节模组100之后,并未增加透镜天线组件1000在XOY平面的空间,同时,位置调节模组100也不会占据反射板420的面积,更不会影响辐射单元410的排布。
由于介质透镜300的外表面为曲面,而每个辐射单元410的中心对应于介质透镜300的中心设置。可选的,每个辐射单元410的辐射面与其对应的反射部421之间平行。相邻的两个反射部421之间相对弯折,以实现每个辐射单元410的中心轴对应于或经过介质透镜300的中心。
具体的,请参阅图10至图12,沿第一方向排列的相邻两个所述反射部421之间相对弯折。沿第二方向排列的相邻两个所述反射部421之间相对弯折。所述第一方向与所述第二方向垂直。
可选的,请一并参阅图2-图3、图10至图12,介质透镜300为球体。第二辐射单元410b的中心轴线位于介质透镜300的赤道面上,则第二辐射单元410b的反射部421与介质透镜300的赤道面垂直。
请一并参阅图2-图3、图10至图12,若第一辐射单元410a位于第二辐射单元410b背离地面的一侧,则第二辐射单元410b的反射部421的反射面与介质透镜300的赤道面之间的角度为锐角,进而第二辐射单元410b的反射部421与第一辐射单元410a的反射部421之间相对弯折。
若第一辐射单元410a位于第二辐射单元410b靠近地面的一侧,则第二辐射单元410b的反射部421的反射面与介质透镜300的赤道面之间的角度为钝角,进而第二辐射单元410b的反射部421与第一辐射单元410a的反射部421之间相对弯折。
请一并参阅图2-图3、图10至图12,第二辐射单元410b为两个。其中,第一个第二辐射单元410b的反射部421与第二个辐射单元410的反射部421之间也相对弯折,使两个第二辐射单元410b的中心轴线皆经过球形。
请一并参阅图10至图12,所述反射部421的至少一个边缘设有朝向反射部421的反射面弯折的内折边423,所述内折边423至少用于调谐波束。当然,反射部421的反射面上也可以设有与内折边423相似的金属片,该金属片用于调谐波束宽度和增益。
反射部421的长、宽以及内折边423的尺寸与介质透镜300相配合,以优化辐射方向图、增益、波宽。
可选的,每个辐射单元410所对应的反射部421沿X轴方向的尺寸约为该辐射单元410所支持的频段的1个波长,如此,该辐射单元410经介质透镜300进行波束赋形之后形成的波束在水平面上覆盖的弧形角度约为65°。透镜天线组件1000应用于基站天线时,一个基站设置3个上述的辐射单元410,以在水平面上辐射三个方面,以覆盖一个圆形目标区域。每个辐射单元410所对应的反射部421沿X轴方向的尺寸大于辐射单元410在Y轴方向的尺寸。
请一并参阅图10至图12,所述天线模组400还包括支撑件430。支撑件430支撑于辐射单元410与反射板420之间。可选的,支撑件430可为绝缘材质,主要起到支撑作用。
所述天线模组400还包括信号源(未图示)及馈线。
所述信号源包括但不限于为射频收发芯片等。一般地,信号源设于电路板上,信号源通过馈线直接电连接辐射单元410或与辐射单元410相耦合。
请一并参阅图13及图14,所述辐射单元410包括第一辐射振子对411和第二辐射振子对412。
可选的,请参阅图13及图14,所述第一辐射振子对411包括呈对角镜像且间隔设置的第一辐射振子411a、第二辐射振子411b。第一辐射振子411a、第二辐射振子411b形成对称偶极子。所述信号源用于激励所述第一辐射振子对411上形成所述辐射单元410所支持频段的1/2波长谐振模式。
其中,第一辐射振子411a与第二辐射振子411b的排列方向为﹢45°方向。﹢45°方向与Y轴方向之间为45°夹角。﹢45°方向与X轴方向之间为45°夹角。第一辐射振子411a与第二辐射振子411b在﹢45°方向上的等效电长度接近于所述辐射单元410所支持频段的中心频点的1/2波长。第一辐射振子411a与第二辐射振子411b上的谐振电流为﹢45°方向极化电流。
可选的,请参阅图13及图14,所述第二辐射振子对412包括呈对角镜像且间隔设置的第三辐射振子412a、第四辐射振子412b。第三辐射振子412a、第四辐射振子412b形成对称偶极子。所述信号源用于激励所述第二辐射振子对412上形成所述辐射单元410所支持频段的1/2谐振模式。
其中,第三辐射振子412a与第四辐射振子412b的排列方向为-45°方向。-45°方向与Y轴方向之间为45°夹角。-45°方向与X轴方向之间为45°夹角。第三辐射振子412a与第四辐射振子412b在-45°方向上的等效电长度接近于所述辐射单元410所支持频段的中心频点的1/2波长。第三辐射振子412a与第四辐射振子412b上的谐振电流为-45°方向极化电流。
所述第一辐射振子对411与所述第二辐射振子对412形成正交极化天线。具体的,所述第一辐射振子对411与所述第二辐射振子对412形成±45°正交极化天线。如此,所述第一辐射振子对411所辐射的信号与所述第二辐射振子对412所辐射的信号相互不干涉,可以有两路接收分集,或者用于MIMO(多输入多输出)通道,提高信道容量、提升信号稳定度。
进一步地,每个辐射振子占据一个象限。4个辐射振子排布一周。每个辐射振子上沿-45°方向或+45°方向的电长度接近辐射单元410所支持频段的1/4波长。
请参阅图13及图14,以第一辐射振子411a为例,第一辐射振子411a包括互连为一体的沿Y轴方向的第一延伸条471、沿X轴方向的第二延伸条472、第三延伸条473。第一延伸条471的一端、第二延伸条472的一端相连为一体。第三延伸条473连接于第一延伸条471的另一端和第二延伸条472的另一端。
第三延伸条473可呈弧形或弯折形。
可选的,请参阅图13及图14,第一辐射单元410a中的辐射振子的第三延伸条473呈弧形,即辐射振子的外轮廓呈扇形。第二辐射单元410b中的辐射振子的第三延伸条473为呈90度弯折的形状,即辐射振子的外轮廓呈正方形、矩形。
第一延伸条471、第二延伸条472、第三延伸条473包围形成镂空区域,以减少第一辐射振子411a的重量和减少材质。
进一步地,请参阅图13及图14,第一辐射振子411a中还包括第一连接条474。第一连接条474设于镂空区域,可增加第一辐射振子411a结构强度,或调节辐射单元410所支持的频段大小。
可选的,第一辐射单元410a中的第一连接条474的延伸轨迹与第一延伸条471、第二延伸条472、第三延伸条473的延伸轨迹平行。
可选的,第二辐射单元410b中的第一连接条474的一端与第一延伸条471的一端、第二延伸条472的一端相连为一体,第一连接条474的另一端连接与第三延伸条473的弯折处。
进一步地,请参阅图11、图12、图13及图14,第一辐射振子411a还包括导电柱475。导电柱475的一端设于辐射振子上(例如位于-45°方向或+45°方向上),导电柱475的另一端朝向反射板420延伸并与反射板420间隔设置。其中,辐射振子沿-45°方向或+45°方向的电长度以及导电柱475的电长度之和接近辐射单元410所支持频段的1/4波长。导电柱475的设置可以减小第一辐射振子411a在XOY平面上的面积。
可选的,第一辐射单元410a中每个辐射振子的结构相同。第二辐射单元410b中每个辐射振子的结构相同。
在一种可选的实施方式中,请参阅图13及图14,所述馈线(未图示)包括但不限于为同轴线。天线模组400还包括第一馈电片450及第二馈电片460。所述第一馈电片450电连接所述第一辐射振子411a与所述第二辐射振子411b之间。所述第二馈电片460电连接所述第三辐射振子412a与所述第四辐射振子412b之间。
馈线的外导体与所述第二辐射振子411b焊接,馈线的内导体贯穿所述第二辐射振子411b且与并焊接所述第一馈电片450的一端,馈线的内导体与所述第二辐射振子411b绝缘设置。第一馈电片450的另一端电连接所述第一辐射振子411a的馈电点。此外,信号源与第一辐射振子411a的馈电点之间设有第一辐射单元410a所支持频段的1/4波长的巴伦线,以实现阻抗匹配。
第二辐射单元410b的结构与第一辐射单元410a的结构大致相同。第二辐射单元410b的馈电方式与第一辐射单元410a的馈电方式相同或者不同。
再可选的,请参阅图15,第一辐射单元410a、第二辐射单元410b可以为透波振子,以减少第一辐射单元410a、第二辐射单元410b之间的相对影响。以第一辐射单元410a为低频天线,第二辐射单元410b为中频天线为例。以第一辐射单元410a为例对透波振子结构进行举例说明。
请参阅图16,第一辐射单元410a的一个辐射振子设于PCB板的第一面。第一辐射单元410a的一个辐射振子包括环形枝节413及与环形枝节413互连为一体的多个透波枝节414。其中,环形枝节413对角方向上的电长度接近于或为第一辐射单元410a所支持频段的中心频点的1/4波长。环形枝节413为弧形环。每个第一辐射单元410a包括四个透波枝节414,这四个透波枝节414分别与环形枝节413的四个边互连为一体,以将环形枝节413每个边上的中频感应电流相抵消。
请参阅图16,透波枝节414包括依次连接的第一弯折延伸枝节414a、中间连接枝节414b及第二弯折延伸枝节414c。中间连接枝节414b与环形枝节413的一个边互连为一体。第一弯折延伸枝节414a与第二弯折延伸枝节414c相对且间隔设置,且第一弯折延伸枝节414a朝向第二弯折延伸枝节414c弯折。第二弯折延伸枝节414c朝向第一弯折延伸枝节414a弯折。可选的,第一弯折延伸枝节414a与第二弯折延伸枝节414c皆呈L型。
透波枝节414的有效电长度为第二辐射单元410b所支持频段的中心频点的1/4波长。透波枝节414等效为LC谐振电路,以抵消第二辐射单元410b在第一辐射单元410a上产生的感应电流,避免第一辐射单元410a上的中频感应电流二次辐射对第二辐射单元410b的影响。
请参阅图17,PCB板的第二面设有金属参考地层415,金属参考地层415在Z轴方向的正投影与四个辐射振子在Z轴方向的正投影间隔设置。
第二辐射单元410b的数量为两个。两个第二辐射单元410b可分别设于第一辐射单元410a的中心位置的两侧,且每个第二辐射单元410b皆设于第一辐射单元410a下方,以减小第一辐射单元410a、第二辐射单元410b在XOY平面占据的面积。
可选的,第二辐射单元410b可与第一辐射单元410a设于同一水平面。再可选的,第二辐射单元410b的一部分可对应设于第一辐射单元410a的下半部分。第二辐射单元410b的一部分设于第一辐射单元410a的下半部分旁。
第二辐射单元410b的一个辐射振子的形状包括但不限于环形。例如,圆环、矩形环、椭圆环等。其中,第二辐射单元410b的一个辐射振子在对角方向上的电长度接近于或为第二辐射单元410b所支持频段的中心频点的1/4波长。
第一辐射单元410a包括四个辐射振子。四个辐射振子形成±45°正交极化天线。
可选的,第一辐射单元410a中每个辐射振子的结构相同。第二辐射单元410b中每个辐射振子的结构相同。
可选的,请参阅图18,馈线480设于支撑件430上。馈线480包括但不限于为单极子形式的巴伦馈线480,单极子形式的巴伦馈线480一端电连接射频信号,另一端为自由端。其中,巴伦馈线480的电长度与第一辐射单元410a所支持的频段的1/4波长之差大于预设值,该预设值的设置以将巴伦馈线480的谐振点移到第二辐射单元410b所支持的频段(例如中频)的带外,以避免第二辐射单元410b上的低频信号二次辐射对应第一辐射单元410a的影响。例如,巴伦馈线480的电长度为第二辐射单元410b所支持的频段的1/4波长,其中,巴伦馈线480可用于阻抗匹配及避免第一辐射单元410a与第二辐射单元410b之间的信号干扰。
巴伦馈线480设于PCB支撑板上,PCB支撑板支撑于第二辐射单元410b与反射板之间。PCB支撑板的一面设有巴伦馈线480,PCB支撑板的另一面为金属面490,该金属面作为巴伦馈线480的地板。
其中,巴伦(Balun)用于由单端传输(如同轴线、微带线等)变换为差分传输(如半波振子天线等)之间的变换,又称为平衡-不平衡变换器(Balance-Unbalance)。巴伦包括但不限于为微带型巴伦等。
巴伦馈线480的形状包括但不限于为弯折状。例如,巴伦馈线480的一端为馈电端口,馈电端口通过同轴线电连接信号源。巴伦馈线480从馈电端口先沿Z轴方向朝向第二辐射单元410b延伸,再折返后沿Z轴方向朝向反射板一侧延伸。巴伦馈线480可为宽度均匀的微带线,也可以为宽度变化的微带线,以实现阻抗匹配。巴伦馈线480远离馈电端口的一侧通过耦合馈电至辐射振子对中的一个,辐射振子对中的另一个与巴伦馈线480的地板电连接(例如通过PCB支撑板插接于),以形成回路。
请参阅图18,第一辐射单元410a包括四个辐射振子。一组巴伦馈线480用于对一对辐射振子对进行馈电。第一辐射单元410a通过一对交叉设置且设有巴伦馈线480的PCB支撑板馈电。
第二辐射单元410b的馈电方式与第一辐射单元410a的馈电方式相同或者不同。
以上在PCB支撑板上设置巴伦馈线480的方式也可以应用于第一辐射单元410a的馈电线。
本申请不限于位置调节模组100带动天线模组400绕介质透镜300的旋转角度。举例而言,天线模组400绕介质透镜300的旋转角度包括但不限于为介质透镜300的赤道面之上45°范围内,以及介质透镜300的赤道面之下45°范围内。
举例而言,请参阅图2,在初始位置,第二辐射单元410b的中心轴位于介质透镜300的赤道面上。第一辐射单元410a的中心轴过介质透镜300的球心,且第一辐射单元410a的中心轴与介质透镜300的赤道面为10°。
请参阅图3,在最终位置时,第二辐射单元410b的中心轴与介质透镜300的赤道面为15°。第一辐射单元410a的中心轴过介质透镜300的球心,且第一辐射单元410a的中心轴与介质透镜300的赤道面为25°,以实现第一辐射单元410a辐射的LB信号的波束下倾,以及第二辐射单元410b辐射的MB信号的波束下倾,且LB信号与MH信号隔离度较好。
可选的,透镜天线组件1000还可以为阵列透镜天线,阵列透镜天线包括多个阵列单元。每个阵列单元包括一个前述任意一种实施方式所述的天线模组400、一个前述任意一种实施方式所述的位置调节模组100及一个前述任意一种实施方式所述的介质透镜300。其中,多个阵列单元的相位可相同或不同。通过设置位置调节模组100,使多个阵列单元中的天线模组400与介质透镜300的相对位置不同,以实现多个阵列单元的相位不同,进而实现波束在垂直面内进行扫描等。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种透镜天线组件,其特征在于,包括:
介质透镜,所述介质透镜用于波束赋形;
天线模组,所述天线模组与所述介质透镜相对设置,所述天线模组用于朝向所述介质透镜输入馈源信号;及
位置调节模组,所述位置调节模组包括固定座、传动件及过渡传动机构,所述固定座与所述介质透镜相对固定且间隔设置,所述传动件设于所述固定座上,所述传动件用于相对于所述固定座做螺旋运动,所述过渡传动机构的一端连接所述传动件并随着所述传动件的旋转做直线运动,所述过渡传动机构用于将直线运动转换为弧形运动,所述过渡传动机构的另一端连接所述天线模组,带动所述天线模组围绕所述介质透镜做弧形运动,以改变所述透镜天线组件的波束覆盖范围。
2.如权利要求1所述的透镜天线组件,其特征在于,所述过渡传动机构包括条形齿,所述条形齿的延伸方向与所述传动件的延伸方向相同,所述条形齿连接所述传动件,且所述条形齿在所述传动件旋转时沿所述传动件延伸的方向做直线运动。
3.如权利要求2所述的透镜天线组件,其特征在于,所述过渡传动机构还包括条形齿支架及传动螺母,所述条形齿支架的支架脚固定于所述固定座,并与所述固定座之间形成收容空间,所述传动件设于所述收容空间内;
所述条形齿设于所述条形齿支架背离所述固定座的一侧,所述条形齿与所述条形齿支架滑动连接;
所述传动螺母套设于所述传动件的外围并与所述传动件螺纹连接,所述传动螺母还固定连接所述条形齿贯穿所述条形齿支架的凸出部。
4.如权利要求3所述的透镜天线组件,其特征在于,所述过渡传动机构还包括弧形齿条支架、传动齿轮及弧形齿条,所述弧形齿条支架固定连接所述天线模组,所述弧形齿条支架包括互连为一体的第一承载板、第二承载板及连接于所述第一承载板与所述第二承载板之间的承载部,所述第一承载板上设有第一弧形槽,所述第二承载板上设有第二弧形槽,所述传动齿轮的转轴两端分别设于所述第一弧形槽内、所述第二弧形槽内,所述传动齿轮的转轴与所述固定座相对固定,所述承载部朝向所述传动齿轮的一侧设有所述弧形齿条,所述传动齿轮的一侧与所述条形齿啮合连接,所述传动齿轮的另一端与所述弧形齿条啮合连接。
5.如权利要求1-4任意一项所述的透镜天线组件,其特征在于,所述天线模组包括至少一个辐射单元,所述介质透镜的外表面的至少部分为曲面,每个所述辐射单元的中心对应于所述介质透镜的中心设置。
6.如权利要求5所述的透镜天线组件,其特征在于,所述天线模组还包括反射板,所述辐射单元的数量为多个,所述反射板包括多个反射部,每个所述反射部对应一个所述辐射单元,沿第一方向排列的相邻两个所述反射部之间相对弯折,沿第二方向排列的相邻两个所述反射部之间相对弯折,所述反射部的边缘设有内折边,所述内折边至少用于调谐波束,所述第一方向与所述第二方向垂直。
7.如权利要求5所述的透镜天线组件,其特征在于,所述辐射单元的数量为多个,多个所述辐射单元包括间隔设置的第一辐射单元及第二辐射单元,所述第二辐射单元的数量为至少一个,所述第一辐射单元所支持的频段小于所述第二辐射单元所支持的频段。
8.如权利要求7所述的透镜天线组件,其特征在于,所述第二辐射单元的数量为两个,两个所述第二辐射单元沿第一方向间隔设置,所述位置调节模组设于两个所述第二辐射单元之间,所述第一辐射单元与所述第二辐射单元在所述第一方向上错开设置,所述第一辐射单元与所述位置调节模组的一部分沿第二方向设置,所述第二方向与所述第一方向垂直。
9.如权利要求7所述的透镜天线组件,其特征在于,所述第一辐射单元与所述第二辐射单元沿所述第一方向并列设置。
10.如权利要求5所述的透镜天线组件,其特征在于,所述天线模组还包括信号源、第一馈电片、第二馈电片及巴伦支撑件,所述巴伦支撑件一端电连接所述信号源,所述巴伦支撑件另一端电连接所述第一馈电片和所述第二馈电片,所述辐射单元包括第一辐射振子对和第二辐射振子对;
所述第一辐射振子对包括呈对角镜像设置的第一辐射振子、第二辐射振子,所述第一馈电片电连接所述第一辐射振子与所述第二辐射振子之间,所述信号源用于激励所述第一辐射振子对上形成所述辐射单元所支持频段的1/2波长谐振模式;
所述第二辐射振子对包括呈对角镜像设置的第三辐射振子、第四辐射振子,所述第二馈电片电连接所述第三辐射振子与所述第四辐射振子之间,所述信号源用于激励所述第二辐射振子对上形成所述辐射单元所支持频段的1/2谐振模式,所述第一辐射振子对与所述第二辐射振子对形成正交极化天线。
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