CN214254725U - 一种新型5g天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型5G天线，通过将天线主体、功分器结构、辐射单元、引向片结构和校准网络板结构集成设置在传统射灯天线的外罩内，仅留下接头电缆，馈电点均为探针馈电，只需在PCB焊接点焊接内芯即可，无外导体焊接，大大减少装配焊接的工时，引入人工误差少，同时提高生产一致性，提高成品通过率；从辐射单元到馈电网络再到校准网络均为PCB方式，装配更加容易，基本可以省去部件焊接的工时；辐射单元相对常规辐射单元性能相差不大，但是剖面高度极大降低，使得天线整体更集成化和小型化，天线整体成本也相对较低，基本不用调试，降低成品装配调试用时。

Description

一种新型5G天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及的是一种新型5G天线。

背景技术

天线是移动通信基站天馈系统的重要组成部分。由于居民居住环境的高低远近不一样，移动通信运营商建站时对网络覆盖时会使用到小微站天线进行网络优化。但是，当前已有的3.5G智能天线以大基站为主，小基站天线极少；且现有的3.5G智能天线一般采用对称振子常规电缆馈电，导致天线的装配焊接工时较长，生产一致性较差，严重影响天线成品的通过率，增加了天线的生产成本。

因此，现有技术还有待改进。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型5G天线，旨在解决现有的智能天线集成化和小型化程度低的问题。

本实用新型的技术方案如下：一种新型5G天线，其中，包括：

天线外罩，用于对5G天线进行支撑和保护；

天线主体，安装在天线外罩内；

所述天线主体包括：

辐射单元，通过天线主体向外辐射形成大张角波束；

功分器结构，用于给辐射单元分配合适的功率；

引向片结构，作为贴片振子的寄生单元，安装于辐射单元的辐射面上方，用于调整辐射单元的方向图；

校准网络板结构，用于为5G天线的各输出口提供校准信息；

所述功分器结构与辐射单元之间通过探针连接，功分器结构和校准网络板结构之间通过探针连接；辐射单元安装在功分器结构的一个侧面上，校准网络板结构安装在功分器结构与辐射单元相对的一个侧面上。

所述的新型5G天线，其中，所述天线外罩采用射灯天线外罩，在天线外罩内设置有支撑架，所述天线主体安装在支撑架上。

所述的新型5G天线，其中，所述功分器结构包括功分器腔体、设置在功分器腔体内的至少一个第一功分器结构和设置在功分器腔体内的至少一个第二功分器结构，第一功分器结构和第二功分器结构由上到下互相间隔设置；所述第一功分器结构包括第一功分器PCB，在第一功分器PCB上设置有第一主馈探针馈电点和第一振子探针馈电点；所述第二功分器结构包括第二功分器PCB，在第二功分器PCB上设置有第二主馈探针馈电点和第二振子探针馈电点；所述辐射单元安装在功分器腔体的一个侧面上，在功分器腔体安装有辐射单元的侧面上开设有第一贯穿孔，所述第一振子探针馈电点穿过第一贯穿孔与辐射单元电连接，第二振子探针馈电点穿过第一贯穿孔与辐射单元电连接；所述校准网络板结构安装在功分器腔体的另一个相对侧面上，在功分器腔体安装有校准网络板结构的侧面上开设有第二贯穿孔，所述第一主馈探针馈电点穿过第二贯穿孔与校准网络板结构电连接，第二主馈探针馈电点穿过第二贯穿孔与校准网络板结构电连接。

所述的新型5G天线，其中，所述第一功分器结构和第二功分器结构均采用带状线功分器。

所述的新型5G天线，其中，所述功分器腔体采用整块铝型材一体成型形成馈电腔体，所述贴片振子模块通过功分器腔体的腔体反射向外辐射形成大张角波束。

所述的新型5G天线，其中，所述辐射单元包括安装在功分器腔体一个侧面上的贴片振子PCB，在贴片振子PCB上由上到下依次设置有多行贴片振子组，所述贴片振子组的行数等于第一功分器结构和第二功分器结构的个数之和，每行贴片振子组与一个第一功分器结构或与一个第二功分器结构电连接，每行贴片振子组包括多个贴片振子，上下相邻两行的贴片振子之间互相错位设置，在贴片振子PCB 上设置有第三振子探针馈电点，所述贴片振子通过第三振子探针馈电点与功分器结构形成电连接。

所述的新型5G天线，其中，所述引向片结构包括通过支撑柱与辐射单元一体连接的引向片PCB和设置在引向片PCB 上的引向单元，所述引向单元与贴片振子的数量一致且一一对应，每个引向单元位于一个贴片振子的辐射面上方，对一个贴片振子的方向图进行调整。

所述的新型5G天线，其中，所述贴片振子PCB是采用单面FR4 板，贴片振子PCB通过塑料铆钉安装在功分器腔体一个侧面上。

所述的新型5G天线，其中，所述校准网络板结构包括安装在功分器腔体的另一个相对侧面上的校准网络板、设置在校准网络板上的馈电探针、与外界实现电连接的电缆接头，所述校准网络板通过馈电探针与功分器结构形成电连接。

所述的新型5G天线，其中，所述校准网络板通过塑料铆钉安装在功分器腔体与辐射单元相对的一个侧面上。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过提供一种新型5G天线，通过将天线主体、功分器结构、辐射单元、引向片结构和校准网络板结构集成设置在传统射灯天线的外罩内，仅留下接头电缆，馈电点均为探针馈电，只需在PCB焊接点焊接内芯即可，无外导体焊接，大大减少装配焊接的工时，引入人工误差少，同时提高生产一致性，提高成品通过率；从辐射单元到馈电网络再到校准网络均为PCB方式，装配更加容易，基本可以省去部件焊接的工时；辐射单元相对常规辐射单元性能相差不大，但是剖面高度极大降低，使得天线整体更集成化和小型化，天线整体成本也相对较低，基本不用调试，降低成品装配调试用时。

附图说明

图1是本实用新型中新型5G天线的结构图。

图2是本实用新型中天线主体的主视图。

图3是本实用新型中天线主体的后视图。

图4是本实用新型中侧面剖视图。

图5是本实用新型中贴片振子结构图。

图6是本实用新型中贴片振子的仿真方向图。

图7是本实用新型中第二功分器组单元阵列结构图。

图8是本实用新型中第二功分器组单元阵列的水平面方向图。

图9是本实用新型中第二功分器组单元阵列的垂直面方向图。

图10是本实用新型中第一功分器组单元阵列结构图。

图11是本实用新型中第一功分器组单元阵列的水平面方向图。

图12是本实用新型中第一功分器组单元阵列的垂直面方向图。

图13是本实用新型中校准网络板结构图。

图14是本实用新型中校准网络板校准口至各输出口的耦合度仿真图。

图15是本实用新型中校准网络板校准口及各输出口的电压驻波比仿真图。

图16是本实用新型中校准网络板各输出口之间的隔离度仿真图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1至图4所示，一种新型5G天线，包括：

天线外罩1，用于对5G天线进行支撑和保护；

天线主体，安装在天线外罩内；

所述天线主体包括：

辐射单元，通过天线主体向外辐射形成大张角波束；

功分器结构，用于给辐射单元分配合适的功率；

引向片结构，作为贴片振子的寄生单元，安装于辐射单元的辐射面上方，用于调整辐射单元的方向图；

校准网络板结构，用于为5G天线的各输出口提供校准信息；

所述功分器结构与辐射单元之间通过探针连接，功分器结构和校准网络板结构之间通过探针连接；辐射单元安装在功分器结构的一个侧面上，校准网络板结构安装在功分器结构另一个相对侧面上。

在某些具体实施例中，所述天线外罩1采用一般的具有保护、支撑、美化等功能的射灯天线外罩，在天线外罩1内设置有支撑架，所述天线主体2安装在支撑架上。

在某些具体实施例中，所述功分器结构包括功分器腔体32、设置在功分器腔体32内的至少一个第一功分器结构和设置在功分器腔体32内的至少一个第二功分器结构，第一功分器结构和第二功分器结构由上到下互相间隔设置（即第一功分器结构—第二功分器结构—第一功分器结构—第二功分器结构......隔开设置）；所述第一功分器结构包括第一功分器PCB 31，在第一功分器PCB 31上设置有第一主馈探针馈电点31-1和第一振子探针馈电点；所述第二功分器结构包括第二功分器PCB 33，在第二功分器PCB 33上设置有第二主馈探针馈电点33-1和第二振子探针馈电点；所述辐射单元安装在功分器腔体32的一个侧面上，在功分器腔体32安装有辐射单元的侧面上开设有第一贯穿孔，所述第一振子探针馈电点穿过第一贯穿孔与辐射单元电连接，第二振子探针馈电点穿过第一贯穿孔与辐射单元电连接；所述校准网络板结构安装在功分器腔体32的另一个相对侧面上，在功分器腔体32安装有校准网络板结构的侧面上开设有第二贯穿孔，所述第一主馈探针馈电点31-1穿过第二贯穿孔与校准网络板结构电连接，第二主馈探针馈电点33-1穿过第二贯穿孔与校准网络板结构电连接。

在某些具体实施例中，所述第一功分器结构和第二功分器结构分别为两种不同结构的功分器，第一功分器结构和第二功分器结构均采用一分五结构，第一功分器结构和第二功分器结构均采用带状线形式，通过振子探针馈电点直接给辐射单元馈电。

本技术方案中，通过采用不同结构的第一功分器结构和第二功分器结构，使得所述第一主馈探针馈电点31-1和第二主馈探针馈电点33-1位于同一直线上，方便与校准网络板结构电连接。

在某些具体实施例中，所述功分器腔体32采用一整块铝型材围成馈电腔体，所述功分器腔体32同时起到反射板的作用，同时也作为辐射振子的“地”，辐射单元通过功分器腔体32的腔体反射向外辐射形成大张角波束。

在某些具体实施例中，在功分器腔体32的侧壁上开设有用于安装天线主体2的腔体安装点21。

在某些具体实施例中，所述辐射单元包括安装在功分器腔体32一个侧面上的贴片振子PCB 41，在贴片振子PCB 41上由上到下依次设置有多行贴片振子组，所述贴片振子组的行数等于第一功分器结构和第二功分器结构的个数之和，每行贴片振子组与一个第一功分器结构或与一个第二功分器结构电连接，每行贴片振子组包括多个贴片振子42，上下相邻两行的贴片振子42之间互相错位设置，在贴片振子PCB 41上设置有第三振子探针馈电点41-1，所述贴片振子42通过第三振子探针馈电点41-1与功分器结构形成电连接；通过将上下相邻两行的贴片振子42互相错位设置，可以减少振子之间的干扰和负面耦合，减轻水平面方向图畸变，保证波束宽度符合设定指标。

在某些具体实施例中，所述引向片结构包括通过支撑柱63与辐射单元一体连接的引向片PCB 61和设置在引向片PCB 61上的引向单元62，所述引向单元62与贴片振子42的数量一致且一一对应，每个引向单元62位于一个贴片振子42的辐射面上方，用于对一个贴片振子42的方向图进行调整。

其中，所述引向单元62为辐射单元寄生结构，用于拓宽频带、调整辐射单元方向图中的3dB波束宽度，使其变窄，同时在工作频率内更加收敛。所述引向片PCB 61位于贴片振子PCB 41正上方5.5mm，通过塑料支撑柱63支撑，这个高度是经过多次优化得到，也方便与辐射单元匹配。

在某些具体实施例中，所述贴片振子PCB 41是一块单面FR-4 PCB（FR-4为PCB的材料，即环氧树脂板），贴片振子PCB 41通过塑料铆钉安装在功分器腔体32的一个侧面上。

在某些具体实施例中，如图5和图6所示，所述贴片振子42的整体尺寸是70mmx75mm，贴片振子PCB 41的介电常数4.4，贴片振子PCB 41的板材厚度1mm，引向单元62的直径为32.8mm,位于贴片振子42正上方5.5mm高处；贴片振子42的电压驻波比小于1.1，隔离度≥28dB，半功率波束宽度65°±2，轴向交叉极化比≥17dB。

其中，所述第一功分器PCB 31和第二功分器PCB 33的介质为3.0，第一功分器PCB31和第二功分器PCB 33的板材厚度1mm，第一功分器PCB 31和第二功分器PCB 33位于功分器腔体32正中间，第一功分器PCB 31和第二功分器PCB 33上所有馈电点均为探针馈电，馈电点正上方开D形孔方便焊接。

其中，如图7所示，所述第二功分器结构和一行贴片振子组（本实施例中，每行贴片振子组有5个贴片振子42）通过探针馈电构成第二功分器组单元阵列，第二功分器组单元阵列的驻波比小于1.3，两个极化间隔离度≥25dB，5个贴片振子42的功分比为1：1：1.5：1：1，相位差±8°，在带宽内频点收敛，水平面半功率波束宽度为80°±2（如图8所示），垂直面半功率波束宽度为13°±1（如图9所示），轴向交叉极化比为18dB，增益为14.8dBi。

其中，如图10所示，所述第一功分器结构和一行贴片振子组（本实施例中，每行贴片振子组有5个贴片振子42）通过探针馈电构成第一功分器组单元阵列，第一功分器组单元阵列的驻波比小于1.3，两个极化间隔离度≥25dB，5个贴片振子42的功分比为1：1：1.5：1：1，相位差±12°，第二功分器组单元阵列方向图收敛性稍差，水平面半功率波束宽度为80°±4（如图11所示），垂直面半功率波束宽度为13°±3（如图12所示），轴向交叉极化比为24dB，增益为14.7dBi。

在某些具体实施例中，如图13所示，所述校准网络板结构包括安装在功分器腔体32的另一个相对侧面上的校准网络板51、设置在校准网络板51上的馈电探针52、与外界实现电连接的电缆接头53，所述校准网络板51通过馈电探针52与功分器结构形成电连接。

在某些具体实施例中，所述校准网络板51通过塑料铆钉安装在功分器腔体32的另一个相对侧面上。

其中，如图14至图16所示，校准网络板51是智能天线的重要组成部分，对校准网络的耦合度和幅度，相位最大偏差要求较高，此校准网络耦合度幅值为-24.8～-25.8dB,符合技术要求，校准口及各输出端口的电压驻波比≤1.2，所有输出端口隔离度均≥30dB。

其中，校准网络板51是用于查看智能天线各输出端口之间的幅度相位关系，尤其重要。本技术方案中，校准网络板51采用一分八功分器结构，加上耦合电路部分，图中电路周围布满接地孔位是为了保证幅相更加收敛和稳定；贴片电阻B是100欧姆的电阻，用于提高端口间隔离度；贴片电阻A是50欧姆电阻，用于在电路末端接地形成回路。

本新型5G天线可以实现的性能指标如表1所示：

表1 5G天线的性能指标

工作频段（MHz）	3400-3600
		增 益(dBi)	≥14
极化方式（°）	±45°
		隔 离 度 *（dB）	≥25
水平面半功率波束宽度（°）	80±5
		垂直面半功率波束宽 度（°）	13±3
前 后 比(dB)	≥20
		交叉极化比（dB,轴向）	≥17

本新型5G天线相对于现有的智能天线，具体以下优点：

（1）天线主体（辐射体）体积更小，剖面高度更低：天线主体2、功分器结构、辐射单元和引向片结构安装好后，从天线主体2其中一个外侧面到天线主体2与其中一个外侧面相对的一个外侧面方向上的剖面高度减小为18.46mm，而现有对称振子的智能天线一般高度是35mm左右。

（2）整个5G天线的馈电网络不需要电缆，减少布线、焊接的时间：本5G天线除了接头电缆外，没有其他电缆，而现有智能天线的整个馈电网络一般都是同轴电缆连接，导致电缆损耗的增加。

（3）整个的生产一致性好，人工操作及焊接点少：本5G天线的馈电点均为探针馈电，只需在PCB焊接点焊接内芯即可，无外导体焊接，引入人工误差少，生产一致性较好。

（4）生产时间和装配成本较低：从辐射单元到馈电网络再到校准网络均为PCB方式，装配更加容易，基本可以省去部件焊接的工时。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

附图标号

天线外罩1；腔体安装点21；第一功分器PCB 31；第一主馈探针馈电点31-1；功分器腔体32；第二功分器PCB 33；第二主馈探针馈电点33-1；贴片振子PCB 41；第三振子探针馈电点41-1；贴片振子42；校准网络板51；馈电探针52；电缆接头53；引向片PCB 61；引向单元62；支撑柱63。

Claims (10)

1.一种新型5G天线，其特征在于，包括：

天线外罩，用于对5G天线进行支撑和保护；

天线主体，安装在天线外罩内；

所述天线主体包括：

辐射单元，通过天线主体向外辐射形成大张角波束；

功分器结构，用于给辐射单元分配合适的功率；

引向片结构，作为贴片振子的寄生单元，安装于辐射单元的辐射面上方，用于调整辐射单元的方向图；

校准网络板结构，用于为5G天线的各输出口提供校准信息；

所述功分器结构与辐射单元之间通过探针连接，功分器结构和校准网络板结构之间通过探针连接；辐射单元安装在功分器结构的一个侧面上，校准网络板结构安装在功分器结构与辐射单元相对的一个侧面上。

2.根据权利要求1所述的新型5G天线，其特征在于，所述天线外罩采用射灯天线外罩，在天线外罩内设置有支撑架，所述天线主体安装在支撑架上。

3.根据权利要求1所述的新型5G天线，其特征在于，所述功分器结构包括功分器腔体、设置在功分器腔体内的至少一个第一功分器结构和设置在功分器腔体内的至少一个第二功分器结构，第一功分器结构和第二功分器结构由上到下互相间隔设置；所述第一功分器结构包括第一功分器PCB，在第一功分器PCB上设置有第一主馈探针馈电点和第一振子探针馈电点；所述第二功分器结构包括第二功分器PCB，在第二功分器PCB上设置有第二主馈探针馈电点和第二振子探针馈电点；所述辐射单元安装在功分器腔体的一个侧面上，在功分器腔体安装有辐射单元的侧面上开设有第一贯穿孔，所述第一振子探针馈电点穿过第一贯穿孔与辐射单元电连接，第二振子探针馈电点穿过第一贯穿孔与辐射单元电连接；所述校准网络板结构安装在功分器腔体的另一个相对侧面上，在功分器腔体安装有校准网络板结构的侧面上开设有第二贯穿孔，所述第一主馈探针馈电点穿过第二贯穿孔与校准网络板结构电连接，第二主馈探针馈电点穿过第二贯穿孔与校准网络板结构电连接。

4.根据权利要求3所述的新型5G天线，其特征在于，所述第一功分器结构和第二功分器结构均采用带状线功分器。

5.根据权利要求3所述的新型5G天线，其特征在于，所述功分器腔体采用整块铝型材一体成型形成馈电腔体，所述贴片振子模块通过功分器腔体的腔体反射向外辐射形成大张角波束。

6.根据权利要求3至5任一所述的新型5G天线，其特征在于，所述辐射单元包括安装在功分器腔体一个侧面上的贴片振子PCB，在贴片振子PCB上由上到下依次设置有多行贴片振子组，所述贴片振子组的行数等于第一功分器结构和第二功分器结构的个数之和，每行贴片振子组与一个第一功分器结构或与一个第二功分器结构电连接，每行贴片振子组包括多个贴片振子，上下相邻两行的贴片振子之间互相错位设置，在贴片振子PCB 上设置有第三振子探针馈电点，所述贴片振子通过第三振子探针馈电点与功分器结构形成电连接。

7.根据权利要求6所述的新型5G天线，其特征在于，所述引向片结构包括通过支撑柱与辐射单元一体连接的引向片PCB和设置在引向片PCB 上的引向单元，所述引向单元与贴片振子的数量一致且一一对应，每个引向单元位于一个贴片振子的辐射面上方，对一个贴片振子的方向图进行调整。

8.根据权利要求6所述的新型5G天线，其特征在于，所述贴片振子PCB是采用单面FR4板，贴片振子PCB通过塑料铆钉安装在功分器腔体一个侧面上。

9.根据权利要求3所述的新型5G天线，其特征在于，所述校准网络板结构包括安装在功分器腔体的另一个相对侧面上的校准网络板、设置在校准网络板上的馈电探针、与外界实现电连接的电缆接头，所述校准网络板通过馈电探针与功分器结构形成电连接。

10.根据权利要求9所述的新型5G天线，其特征在于，所述校准网络板通过塑料铆钉安装在功分器腔体与辐射单元相对的一个侧面上。

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