CN209691963U - 一种大规模mimo阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种大规模MIMO阵列天线，包括至少一个MIMO天线模块和天线罩，MIMO天线模块和天线罩的形状相适配，MIMO天线模块包括多个辐射单元、支撑架、功分网络模块、校准网络模块和射频连接器，辐射单元阵列布置在功分网络模块上，辐射单元以至少两个一组的形式组成子阵单元，功分网络模块和校准网络模块固定在支撑架上，功分网络模块的一端与子阵单元电连接，另一端与校准网络模块的一端电连接，校准网络模块的另一端与射频连接器电连接，射频连接器与射频设备TR组件连接。本实用新型取消了传统天线设计中的反射板，精简了结构组成，降低了天线厚度。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种大规模MIMO阵列天线。
背景技术
随着第五代移动通信技术(5th-generation，5G)的发展，大规模MIMO天线应用逐渐普及。目前现有的5G天线通常是以天线模块形式内置于射频设备中，与射频设备整体封装，由于设备尺寸和重量直接涉及到宏站塔天面资源的利用效率，设备小型化及轻量化设计具有明显优势。在现有技术中，MIMO天线沿用了传统基站天线的结构设计，天线主要组成部件包含：辐射单元110、反射板100、功分网络模块130、校准网络模块140、调试部件170、射频连接器150、天线罩等，如图1所示，该设计模式已经非常成熟，但在现有技术条件下天线尺寸及重量下降空间有限，已满足不了射频端提出的新需求。此背景下，亟需研究一种新的MIMO天线结构型式。
实用新型内容
为了解决现有技术条件下天线尺寸及重量下降空间有限的技术问题，本实用新型提出了一种大规模MIMO阵列天线。
一种大规模MIMO阵列天线，包括至少一个MIMO天线模块和天线罩，所述MIMO天线模块和所述天线罩的形状相适配，所述MIMO天线模块包括多个辐射单元、支撑架、功分网络模块、校准网络模块和射频连接器，所述辐射单元阵列布置在所述功分网络模块上，所述辐射单元以至少两个一组的形式组成子阵单元，所述功分网络模块和所述校准网络模块固定在所述支撑架上，所述功分网络模块的一端与所述子阵单元电连接，另一端与所述校准网络模块的一端电连接，所述校准网络模块的另一端与所述射频连接器电连接，所述射频连接器与射频设备TR组件连接。
较佳的，所述辐射单元阵列布置在所述功分网络模块的上层，所述支撑架与所述辐射单元处于同一高度层，所述支撑架结构形状匹配所述辐射单元阵列形式，所述功分网络模块和所述校准网络模块依次布置在所述支撑架的下层。
较佳的，所述功分网络模块为整块结构，所述校准网络模块为整块结构；或者，所述功分网络模块为整块结构，所述校准网络模块为分块结构；或者，所述功分网络模块为分块结构，所述校准网络模块为整块结构；或者，所述功分网络模块和所述校准网络模块集成为一个零部件。
较佳的，所述支撑架、功分网络模块和所述校准网络模块上均设置有对应固定孔，三者之间通过紧固件连接固定。
较佳的，所述支撑架顶部匹配所述辐射单元阵列形式设置有凸起结构，所述天线罩同样匹配所述辐射单元阵列形式设置凸起筋条，所述凸起结构和所述凸起筋条对应设置，保证所述辐射单元上表面与所述天线罩内表面距离均匀一致。
较佳的，所述功分网络模块或者所述校准网络模块双面设置反射铜层。
较佳的，所述支撑架采用模具成型，为塑料注塑成型或者金属压铸成型或者钣金冲压成型。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)取消了天线独立结构部件“反射板”，减小了天线厚度尺寸，同时减轻了重量，降低了成本。
(2)功分网络模块和校准网络模块组合结构形式多变，尤其在分块状态下，具有非常明显的成本优势。
(3)天线调试部件一体式设计，并作为支撑架替代反射板加强天线整体强度。支撑架既可以提供辐射单元的反射边界，又可以根据调试需求局部设计成各种形状，还可以方便的增加镶嵌件，满足更复杂的调试需求，提高了天线电气设计灵活性。
(4)支撑架可与天线罩内部筋条配合设计，形成良好装配效果，有效保证天线辐射单元与天线罩内壁距离一致性，可提升MIMO天线指标稳定性。
(5)支撑架可采用多种生产工艺设计，例如塑料注塑成型，金属压铸成型，钣金冲压成型，成型后可结合各种表面处理工艺达成不同设计目的。消除了传统反射板及天线调试部件金属成型工艺的限制，工艺选择灵活，结构设计更灵活，更容易达成设计降成本。
(6)反射板作为天线PIM指标的重要隐患来源取消后，对天线PIM指标提升具有显著效果。一体式支撑架使得装配点大量减少，提升了MIMO天线的可生产性与可靠性。
(7)天线零部件数量减少，各部件完全模块化设计，积木式装配，提升了产品装配效率。
附图说明
图1为现有技术的MIMO天线架构型式；
图2为本实用新型一实施例的大规模MIMO阵列天线的分解示意图；
图3为本实用新型一实施例的大规模MIMO阵列天线中的天线模块的结构示意图；
图4为本实用新型一实施例的大规模MIMO阵列天线中的天线模块的层级架构示意图；
图5为本实用新型一实施例的大规模MIMO阵列天线中的天线模块的爆炸示意图；
图6为本实用新型一实施例的天线模块的支撑架结构示意图。
图中，100-反射板；110-辐射单元；120-支撑架；121-隔离调试筋；122-固定孔；123-凸起结构；124-反射边界；130-功分网络模块；140-校准网络模块；150-射频连接器；160-天线罩；170-调试部件。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。
请综合参考图1至图6，一种大规模MIMO阵列天线，包括至少一个MIMO天线模块和天线罩160，MIMO天线模块和天线罩160的形状相适配，MIMO天线模块包括多个辐射单元110、支撑架120、功分网络模块130、校准网络模块140和射频连接器150，辐射单元110阵列布置在功分网络模块130上，辐射单元110以至少两个一组的形式组成子阵单元，功分网络模块130和校准网络模块140固定在支撑架120上，功分网络模块130具有双向馈电点设置，功分网络模块130的一端与子阵单元电连接，另一端与校准网络模块140的一端电连接，校准网络模块140的另一端与射频连接器150电连接，校准网络模块140同样具有双向馈电点相连，射频连接器150与射频设备TR组件连接，串通馈源链路。
本实施例中，大规模MIMO阵列天线取消了传统天线设计中的反射板100，如图1所示，精简了结构组成，降低了天线厚度。
如图2所示，大规模MIMO阵列天线包括两个MIMO天线模块和一个天线罩160。
如图3所示，每个子阵单元具有2个馈电点；每个子阵单元包括2～3个辐射单元110，每个辐射单元110具有2或4个馈电点。
如图4所示，辐射单元110阵列布置在功分网络模块130的上层，支撑架120与辐射单元110处于同一高度层，支撑架120结构形状匹配辐射单元110阵列形式，功分网络模块130和校准网络模块140依次布置在支撑架120的下层。功分网络模块130和校准网络模块140通过铆接、螺钉或者焊接固定在支撑架120上。
功分网络模块130和校准网络模块140的结构包括四种情形，第一种情形是：功分网络模块130为整块结构，校准网络模块140也为整块结构，两者层压设置；第二种情形是：功分网络模块130是整块结构，校准网络模块140为分块结构，两者层压设置，如图2、3和5所示；第三种情形是：功分网络模块130为分块结构，校准网络模块140为整块结构，两者层压设置；第四种情形是：功分网络模块130和校准网络模块140集成为一个零部件，具体表现为功分网络模块130和校准网络模块140共用一块多层(4～8)PCB板。
如图6所示，支撑架120包括隔离调试筋121、固定孔122、凸起结构123和反射边界124。反射边界124围成支撑架120的外围边框。隔离调试筋121将支撑架120分成多个小方格，每个小方格对应安装一个辐射单元110。凸起结构123设置在隔离调试筋121的交叉结合处，用于支撑连接天线罩160。天线罩160上设有凸起筋条，凸起结构和凸起筋条对应设置，保证辐射单元110上表面与天线罩160内表面距离均匀一致。支撑架120、功分网络模块130和校准网络模块140上均设置有对应固定孔122，三者之间通过紧固件连接固定。
作为一种实施例，功分网络模块130或者校准网络模块140双面设置反射铜层。本实施例中，由于取消了独立的反射板100，由支撑架120结合功分网络模块130、校准网络模块140共同形成辐射单元110的反射边界124，如此能显著提高大规模MIMO阵列天线的结构紧凑性，优化天线反射边界124设计，尤其提高了天线隔离度的设计灵活性。
作为一种实施例，支撑架120采用模具成型，为塑料注塑成型或者金属压铸成型或者钣金冲压成型，以满足不同设计需求，设计灵活性大大提高。同时简化了天线模块的结构组成，提升了天线可生产性，减轻了重量，降低了成本。天线与射频设备之间也便于组装，拆卸和维护。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种大规模MIMO阵列天线，其特征在于，包括至少一个MIMO天线模块和天线罩，所述MIMO天线模块和所述天线罩的形状相适配，所述MIMO天线模块包括多个辐射单元、支撑架、功分网络模块、校准网络模块和射频连接器，所述辐射单元阵列布置在所述功分网络模块上，所述辐射单元以至少两个一组的形式组成子阵单元，所述功分网络模块和所述校准网络模块固定在所述支撑架上，所述功分网络模块的一端与所述子阵单元电连接，另一端与所述校准网络模块的一端电连接，所述校准网络模块的另一端与所述射频连接器电连接，所述射频连接器与射频设备TR组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述辐射单元阵列布置在所述功分网络模块的上层，所述支撑架与所述辐射单元处于同一高度层，所述支撑架结构形状匹配所述辐射单元阵列形式，所述功分网络模块和所述校准网络模块依次布置在所述支撑架的下层。
3.根据权利要求2所述的一种大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述功分网络模块为整块结构，所述校准网络模块为整块结构；或者，所述功分网络模块为整块结构，所述校准网络模块为分块结构；或者，所述功分网络模块为分块结构，所述校准网络模块为整块结构；或者，所述功分网络模块和所述校准网络模块集成为一个零部件。
4.根据权利要求1所述的一种大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述支撑架、功分网络模块和所述校准网络模块上均设置有对应固定孔，三者之间通过紧固件连接固定。
5.根据权利要求1所述的一种大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述支撑架顶部匹配所述辐射单元阵列形式设置有凸起结构，所述天线罩同样匹配所述辐射单元阵列形式设置凸起筋条，所述凸起结构和所述凸起筋条对应设置，保证所述辐射单元上表面与所述天线罩内表面距离均匀一致。
6.根据权利要求1所述的一种大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述功分网络模块或者所述校准网络模块双面设置反射铜层。
7.根据权利要求1所述的一种大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述支撑架采用模具成型，为塑料注塑成型或者金属压铸成型或者钣金冲压成型。
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| CN110112575A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-09 | 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 | 一种大规模mimo阵列天线 |
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