CN211530193U - 天线阵列和基站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及通讯技术领域,尤其涉及一种天线阵列和基站。所述天线阵列包括金属基座、若干馈电板、至少一个校准板、多个振子阵和射频连接器;所述金属基座包括底壁、立于所述底壁的若干侧壁以及由所述底壁和所述侧壁围成的若干个阵列设置的收容腔,在每个所述收容腔内,所述底壁朝向所述收容腔的一侧设有与所述收容腔连通的凹腔;每个所述收容腔内收容有一个所述馈电板和一个固定于所述馈电板的所述振子阵,且所述馈电板盖设于所述凹腔。本实用新型同时提供一种包括上述天线阵列的基站。本实用新型的天线阵列和基站结构优化设计、成本低、结构简单易大规模生产,同时具有优秀的同极化隔离度和异极化隔离度,优化了天线阵列互耦严重的问题。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及通讯技术领域,尤其涉及一种天线阵列和基站。
【背景技术】
工信部为我国5G技术研发试验规划了以下频段:2.515-2.675GHz频段、3.3-3.6GHz频段、4.8-5.0GHz频段、24.75-27.5GHz频段、37-42.5GHz频段。充分体现了我国大力支持5G国际标准和技术验证、加速推进5G产业发展的决心。而大规模天线技术(MassiveMIMO)无疑是5G系统中的最关键的技术之一。
采用大规模天线,可以显著增加频谱效率,但现有的大规模天线常采用半波振子和贴片振子作为辐射单元,这些形式的大规模天线很难在紧凑空间中实现很好的隔离度。
因此,有必要提供一种结构优化的天线阵列以解决上述问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种结构优化设计、成本低、结构简单易大规模生产的天线阵列,满足Massive MIMO的组阵需求,同时具有优秀的同极化隔离度和异极化隔离度,优化了天线阵列互耦严重的问题。
本实用新型的技术方案如下:
本实用新型提供了一种天线阵列,所述天线阵列包括金属基座、若干馈电板、至少一个校准板、多个振子阵和射频连接器;所述金属基座包括底壁、立于所述底壁的若干侧壁以及由所述底壁和所述侧壁围成的若干个阵列设置的收容腔,在每个所述收容腔内,所述底壁朝向所述收容腔的一侧设有与所述收容腔连通的凹腔;每个所述收容腔内收容有一个所述馈电板和一个固定于所述馈电板的所述振子阵,且所述馈电板盖设于所述凹腔;所述校准板固定于所述底壁与所述收容腔相背的一侧;所述射频连接器焊接在所述校准板远离所述金属基座的一面上;所述金属基座一体成型。
优选地,每个所述振子阵包括若干振子单元,所述底壁朝向每个所述收容腔的一侧设有若干个所述凹腔,每个所述凹腔间隔设置,且每个所述凹腔对应一个所述振子单元在所述金属基座上的正投影。
优选地,所述馈电板在各个所述凹腔的周围与所述金属基座电连接。
优选地,每个所述振子单元包括与所述馈电板间隔设置的辐射片和塑料连接件;所述辐射片通过所述塑料连接件固定在所述馈电板上。
优选地,每个所述馈电板上设有两个馈电位、自所述馈电位向各所述振子单元延伸的功分线路以及与所述功分线路连接的若干组耦合缝隙,每组所述耦合缝隙包括互相垂直的第一缝隙和第二缝隙,每组所述耦合缝隙对应一个所述振子单元的所述辐射片在所述馈电板上的正投影,所述馈电位与所述射频连接器电连接,所述耦合缝隙与所述辐射片耦合。
优选地,每一所述收容腔的两相邻凹腔之间的底壁上设有馈电孔,所述天线阵列还包括设置于所述馈电孔内的探针,所述探针一端连接所述馈电板上的所述馈电位,另一端连接至所述校准板并与所述射频连接器电连接。
优选地,每个所述振子阵包括沿第一方向排布的多个振子单元,所述振子阵分别沿第一方向和第二方向阵列排布,所述第一方向和所述第二方向正交,在所述天线阵列中,在第二方向上任意相邻的两个振子单元的间距介于0.4-0.8个工作波长,在第一方向上任意相邻的两个振子单元的间距介于0.5-1.2个工作波长。
优选地,每个所述收容腔由两组相对的所述侧壁围设而成,每个所述振子组中任意相邻的两个振子单元间设有隔离条,所述隔离条与所述侧壁连接。
优选地,在所述第一方向上,任意相邻的两个所述收容腔之间设有间隔区,所述校准板在所述间隔区与所述金属基座的所述底壁固定连接。
本实用新型还提供一种基站,所述基站包括上述的天线阵列。
本实用新型提供的天线阵列,结构优化设计,成本低,结构简单易大规模生产,满足Massive MIMO的组阵需求,同时具有优秀的同极化隔离度和异极化隔离度,优化了天线阵列互耦严重的问题。
【附图说明】
图1为本实用新型实施例提供的天线阵列的立体结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的天线阵列的爆炸结构示意图;
图3为图1中部位Y的局部放大的结构示意图;
图4为图2中部位Z的局部放大的结构示意图;
图5为图1中局部沿A-A的剖视结构示意图;
图6为图1中局部沿B-B的正面局部示意图;
图7为图1中的正面八分之一局部的放大示意图;
图8为图7中单个馈电板的正面示意图;
图9为本实用新型实施例提供的天线阵列的背面示意图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是,在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
请一并参照图1、图2、图3、图4和图5,本实用新型提供了一种天线阵列100,所述天线阵列100包括金属基座10、若干馈电板20、至少一个校准板30、多个振子阵40和射频连接器50,所述金属基座10包括底壁111、立于所述底壁111的若干侧壁112以及由所述底壁111和所述侧壁112围成的若干个阵列设置的收容腔101,在每个所述收容腔101内,所述底壁111朝向所述收容腔101的一侧设有与所述收容腔101连通的凹腔113;每个所述收容腔101内收容有一个所述馈电板20和一个固定于所述馈电板的所述振子阵40,且所述馈电板20盖设于所述凹腔113;所述校准板30固定于所述底壁111与所述收容腔101相背的一侧;所述射频连接器50焊接在所述校准板30远离所述金属基座10的一面上;所述金属基座10一体成型。
每个所述振子阵40包括若干振子单元,所述底壁111朝向每个所述收容腔101的一侧设有若干个所述凹腔113,每个所述凹腔113间隔设置,且每个所述凹腔113对应一个所述振子单元在所述金属基座上的正投影。
所述馈电板20在各个所述凹腔113的周围与所述金属基座10电连接。具体的,馈电板20与所述金属基座10可以通过金属连接件115固定,这样既固定了馈电板20,也实现了馈电板20接地。相应的,所述金属基座10上设置有多个固定孔114用于所述金属连接件115固定。所述金属连接件115可以为螺丝。
每个所述振子单元包括与所述馈电板20间隔设置的辐射片410和塑料连接件420;所述辐射片410通过所述塑料连接件420固定在所述馈电板20上。位于同一馈电板20上的相邻两个振子单元之间间隔设置第一组隔离片431和第二组隔离片432,所述隔离片与所述侧壁112连接,第一组隔离片431和第二组隔离片432之间形成隔离带433。每个所述收容腔101由两组相对的所述侧壁112围设而成。
请结合参照图5和图6,每个所述振子阵包括沿第一方向排布的多个振子单元,所述振子阵分别沿第一方向和第二方向阵列排布,所述第一方向和所述第二方向正交,在所述天线阵列中,在第二方向上任意相邻的两个振子单元的间距介于0.4-0.8个工作波长,在第一方向上任意相邻的两个振子单元的间距介于0.5-1.2个工作波长。在所述第一方向上,任意相邻的两个所述收容腔101之间设有间隔区105,所述校准板30在所述间隔区105与所述金属基座10的所述底壁固定连接。具体的,校准板30与金属基座10可以通过金属连接件109固定,这样既固定了校准板30也实现了校准板30接地。相应的,所述金属基座10在所述间隔区105的底壁上设有多个固定孔107用于所述金属连接件109固定连接。所述金属连接件109可以为螺丝。
请结合参照图7和图8所示,每个所述馈电板20上设有两个馈电位201和202、自所述馈电位201和202向各所述振子单元延伸的功分线路203以及与所述功分线路203连接的若干组耦合缝隙204,每组所述耦合缝隙204包括互相垂直的第一缝隙205和第二缝隙206,每组所述耦合缝隙204对应一个所述振子单元的所述辐射片410在所述馈电板20上的正投影,所述馈电位201和202与所述射频连接器50电连接,所述耦合缝隙与所述辐射片耦合并使所述辐射片形成±45°双极化。
请再次结合参照图4和图5,每一所述收容腔101的两相邻凹腔之间的底壁上设有馈电孔601,所述天线阵列还包括设置于所述馈电孔601内的探针60,所述探针60一端连接所述馈电板上的所述馈电位,另一端连接至所述校准板30。所述探针包括铜芯和包裹在所述铜芯外的聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,PTFE),所述探针60穿过所述金属基座10后,所述探针60的一端铜芯与所述校准板30连接,另一端铜芯与所述馈电板20的馈电位置电连接。
请再次结合参照图1和图6,具体在本实施例中,提供的所述天线阵列为64T/R天线阵列,工作在2.5-2.7GHz,参考尺寸是938×450mm。所述天线阵列100由32个1×3振子阵,共96个相同振子单元组成,分为8列12排,所述振子第一方向间距L为0.7个工作波长,第二方向间距W介于0.5个工作波长。
请一并参照图5和图9,所述校准板30为两片,独立设置为第一校准板31和第二校准板32,分别通过金属连接件将所述两片校准板固定在所述金属基座10上,或者通过塑料连接件和金属连接件固定在所述金属基座10上,所述金属连接件还用于所述校准板30和所述金属基座10的电性接地。射频连接器50与校准板30焊接,具体在本实施例中,共有64个射频连接器50,其中32个射频连接器50焊接在第一校准板31,32个射频连接器50焊接在第二校准板32。
本实用新型还提供一种基站,所述基站包括上述的天线阵列。
本实用新型提供的天线阵列可根据实际应用场景,应用在以下但不限于工信部定义的5G频段2.515-2.675GHz、3.3-3.8GHz、4.4-5.0GHz。所述振子阵可以采用1×2、1×3或1×4等多种形式,并实现正交极化,覆盖到16T/R、32T/R和64T/R,所实施的技术方案与本实施例类似,在此不再赘述。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种天线阵列,其特征在于,所述天线阵列包括金属基座、若干馈电板、至少一个校准板、多个振子阵和射频连接器;所述金属基座包括底壁、立于所述底壁的若干侧壁以及由所述底壁和所述侧壁围成的若干个阵列设置的收容腔,在每个所述收容腔内,所述底壁朝向所述收容腔的一侧设有与所述收容腔连通的凹腔;每个所述收容腔内收容有一个所述馈电板和一个固定于所述馈电板的所述振子阵,且所述馈电板盖设于所述凹腔;所述校准板固定于所述底壁与所述收容腔相背的一侧;所述射频连接器焊接在所述校准板远离所述金属基座的一面上;所述金属基座一体成型。
2.根据权利要求1所述的天线阵列,其特征在于,每个所述振子阵包括若干振子单元,所述底壁朝向每个所述收容腔的一侧设有若干个所述凹腔,每个所述凹腔间隔设置,且每个所述凹腔对应一个所述振子单元在所述金属基座上的正投影。
3.根据权利要求2所述的天线阵列,其特征在于,所述馈电板在各个所述凹腔的周围与所述金属基座电连接。
4.根据权利要求2所述的天线阵列,其特征在于,每个所述振子单元包括与所述馈电板间隔设置的辐射片和塑料连接件;所述辐射片通过所述塑料连接件固定在所述馈电板上。
5.根据权利要求4所述的天线阵列,其特征在于,每个所述馈电板上设有两个馈电位、自所述馈电位向各所述振子单元延伸的功分线路以及与所述功分线路连接的若干组耦合缝隙,每组所述耦合缝隙包括互相垂直的第一缝隙和第二缝隙,每组所述耦合缝隙对应一个所述振子单元的所述辐射片在所述馈电板上的正投影,所述馈电位与所述射频连接器电连接,所述耦合缝隙与所述辐射片耦合。
6.根据权利要求5所述的天线阵列,其特征在于,每一所述收容腔的两相邻凹腔之间的底壁上设有馈电孔,所述天线阵列还包括设置于所述馈电孔内的探针,所述探针一端连接所述馈电板上的所述馈电位,另一端连接至所述校准板并与所述射频连接器电连接。
7.根据权利要求1所述的天线阵列,其特征在于,每个所述振子阵包括沿第一方向排布的多个振子单元,所述振子阵分别沿第一方向和第二方向阵列排布,所述第一方向和所述第二方向正交,在所述天线阵列中,在第二方向上任意相邻的两个振子单元的间距介于0.4-0.8个工作波长,在第一方向上任意相邻的两个振子单元的间距介于0.5-1.2个工作波长。
8.根据权利要求1所述的天线阵列,其特征在于,每个所述收容腔由两组相对的所述侧壁围设而成,每个所述振子阵中任意相邻的两个振子单元间设有隔离片,所述隔离片与所述侧壁连接。
9.根据权利要求7所述的天线阵列,其特征在于,在所述第一方向上,任意相邻的两个所述收容腔之间设有间隔区,所述校准板在所述间隔区与所述金属基座的所述底壁固定连接。
10.一种基站,其特征在于:所述基站包括如权利要求1-9任一项所述的天线阵列。
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