CN2658954Y - 用来连接天线结构的至少两个相互错开设置的辐射器装置的连接装置 - Google Patents
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Abstract
用来建立两个相互错开设置的辐射结构(5)的导电连接的改进的连接装置，具有以下特征：连接装置(19)包括一构成外导体(19＂)的壳体结构(19′)；壳体结构具有一底面(19a)、带有两个相互面对面的纵侧壁(19b)和两个在端面处的相互面对面设置的横侧壁(19c)的环围侧壁；在由环围侧壁构成的安装空腔(27)内设有一内导体支架(29)；有一内导体(33)装在内导体支架(29)内；以及，内导体(33)相对于壳体结构和/或内导体支架(29)电隔离和/或绝缘。
Description
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的用来连接天线结构的至少两上相互错开设置的辐射器装置的连接装置。
特别是用于移动无线电通讯装置的基站的天线阵列通常包括一垂直布置的反射结构，其中设有许多沿垂直方向重叠地错开设置的辐射器装置。这里涉及单极化的辐射结构或通常涉及双极化的辐射结构，它们以相互错开90°的极性发出射线。
其次可以是以单频带或多频带接收射线的天线结构，为此设有与相应频带相匹配的辐射结构。在这方面参照例如按DE19823749A1的已公开的天线结构。
最后在特别是用于移动无线电通讯技术的天线结构时有时还希望能够调整或预选一定的辐射角度。为了改变所谓的下斜角例如可以采用移相结构，如按WO01/13459A1所知。通过调整移相元件造成传播时间的改变，从而产生相位移，由此可以调整下降角。
但是如上所述，也存在这样的情况，在这种情况下各一对相互重叠设置的辐射器装置应该以虽然是可预选的，但是预先确定地调整好的下斜角运行。也可以例如通过由所述WO01/13459A1已知的移相结构不仅分别供给一单独的而且例如一对相邻的垂直地相互重叠设置的辐射器，这时这对辐射器以相互相对地固定调整好的相位，从而以一固定压印好的在这两个辐射器元件之间相对作用的下斜角运行。如果还通过所述的移相器例如控制这种类型的具有不同相位角的辐射器对，那么可以调到一大的或稍大的下斜角，但是这里始终保持相对的相位错移，从而预先固定调整好一相互不同的下降角。这可以通过这样的方法实现，即通向辐射器对的一个辐射器的同轴电缆做得比通向辐射器对的另一个辐射器的同轴电缆略长，由此通过传播时间的变化产生所希望的相对相位偏移。
此外这种类型的可用不同相位供给的辐射结构对的连接可用带状导体技术(Streifenleitungstechnik)实现。
其中还常常应该进行一定的变换，为此需要一阻抗变换装置。这种阻抗变换装置同样也可以借助于带状导线技术或在采用印刷电路板或同轴电缆解决方案的情况下实现。如果通过同轴电缆供电，那么例如可以通过采用两个相互串联的具有不同内导体直径的同轴电缆段实现所希望的阻抗变换。
在采用冲制的偶极子辐射器比较简单地构建的天线结构中，将电功率分配到两个相互错开地设置在反射板前的例如偶极子辐射器形式的辐射器上也可以通过一长的冲制的传输导线来实现，此传输导线具有一中间导线段，它例如具有较窄的宽度。由此可以进行变换和阻抗转换。这样通过预选待连接的亦即待焊接的同轴电缆内导体的馈入点可以对于两个辐射结构的可预选的相位偏移，从而还有可预选的下降角进行固定和永久的调定。由EP0826250B1已知上述的实现(方法)。
而本发明的目的是，提供用于至少各一对相互错开设置的辐射器装置的改进的供电和连接装置，它可广泛用于各种天线类型，其中对于外界影响例如杂散场应该尽可能不敏感。
按照本发明这个目的根据在权利要求1中所述特征来实现。本发明优良的结构在从属权利要求中给出。
按本发明的连接装置使得可以与各一对相互错开设置的辐射器装置直接连接，并且这可以用费用低廉的实施形式实现。其中两个辐射器元件例如两个偶极子结构形式的辐射器元件可以在考虑阻抗、功率和/或相位匹配的情况下连接。电气性能优先仅仅通过外导体的改变(特别是横截面的改变)和/或仅仅通过电介质的改变(特别是横截面改变)实现。这开辟了这样的可能性，即，采用没有直径突变的内导体，这证明是特别经济的。按本发明的连接装置可以与使用的反射器或反射器类型无关地应用。尤其是如果按本发明的方案用铸造技术实现，则会是有利的。这也有利于经济的解决方案。尤其是按本发明的连接模块对于外界影响特别是杂散场是不敏感的。它可以不依赖于反射器类型使用。这里它提供了一种与各个辐射器特别是偶极子辐射器的直接连接。
最后作为特别的优点必须强调，该连接装置是做成一体的，而且具有一个最终可整体操作的带有一体的内导体的外导体壳体。尤其是由此也避免了互调问题(Intermodulationsprobleme)，互调问题在现有技术中作为缺陷是经常出现的，并且很难把握。
在一种特别优选的实施形式中，整个外导体结构用铸造技术实现，其中内导体技术通过装入一最好设计得无直径突变的内导体或内导线进行。通过采用相应的塑料支架，也就是普通的不导电元件，装入的内导体与外导体结构电隔离。
在一优选设置在连接装置中部区域内的连接部位上可以通过同轴电缆进行供电。
按本发明的结构可以优选作为双结构实现，最好对称于一沿纵向分布的垂直对称平面，而且具有两个最好在中心面对面的连接部位，尤其是用于两个同轴电缆的连接部位。由此可以给两对辐射结构供电，它们例如作为双极化辐射结构起作用，并从那里出发对于两个极性中的每一个通过一单独的内导体进行相应的供电。外导体结构是为两个内导体而设的，其中两个内导体最好通过一纵向分布的与外导体结构导电连接的垂直筋相互屏蔽。
在一种特别优选的实施形式中，本发明的连接装置设置成可独立操作的、任意使用以及可装在反射器上的构件。在另一种可供选择的实施形式中，外导体结构也可以制成原本作为反射结构一部分的一体的功能部分，尤其是在反射器的背向辐射结构的一侧上。在这种类型的实施形式中，只须在连接装置的构成反射器一个功能部分的外导体结构中再加入一个内导体结构，并且这样构成的功能部分通过装上一盖板封闭。
因为在按本发明的方案中不管内导体还是外导体壳体最终都做成一体的并可整体地操作，也不出现互调问题，这特别是在移动无线电通讯技术中有重要的意义。
本发明其他的优点、细节和特征由下面借助于附图表示的实施例得到。其中具体表示：
图1：一带一反射器和八个相互重叠设置的按十字偶极子的类型制作的辐射器装置的天线结构的示意俯视图；
图2：一用来在采用各一个按本发明的用于一对辐射结构的连接装置的情况下借助于一双相位偏移装置调整不同的下斜角的示意图；
图3：一带有两个错开设置的通过本发明的连接装置供电的反射器的示意垂直剖视图；
图4：按本发明的连接装置连同装在上面的盖板的示意透视图；
图5：相应于图4的卸下盖板后的视图；
图6：沿图4中的V-V线的横剖视图；
图7：沿图4中的VI-VI线的另一个横剖视图；
图8：来自图5的关于同轴供电电缆在连接装置上的接头的局部放大图；
图9：带一与反射器连成一体的连接部分的反射器的略有改变的简要底视透视图；
图10：按图9的实施例的相应横剖视。
图1中表示一带一反射器3的天线结构1的示意图，而且在所示实施例中具有八个垂直方向错开地重叠设置的辐射结构5。在所示实施例中辐射结构5由双极化的辐射结构例如以十字形辐射结构的形式组成。但是此外也可以采用其他偶极子辐射结构，例如以根据公开文献WO00/39894A1的正方形偶极子，所谓的矢量偶极子的形式，或者例如以早就公知的斑点辐射器(Patchstrahler)的形式。在这方面参照技术人员熟知的、可以用于类似应用目的的辐射结构。
辐射结构5的极化可分别通过例如一电网按图2供电，它对于每个极性包括一供电输入端7，并在所示实施例中包括一双相位偏移组件9，如基本上由WO 01/13459A1所知。在这方面参照这份公开文献以及在这份文献中讨论的现有技术，并用作本专利申请的内容。
这里供电输入端7通过一指针形的调整元件11与搭接两个带状导体段13和15的相位偏移组件9连接。根据调整元件11调整位置的不同，这里供给的电能通过在带状导线段13、15内的不同传播时间以不同的相位角输送给由它供电的辐射器，其中，在所示实施例中相位偏移组件9的四个输出端17分别通过一后面还要具体说明的本发明的连接装置19与属于一个极性的辐射器5′连接。
对于用于第二个极性的辐射器5″设有相应的线路(图2中未画出)，其中用于第二个极性的辐射器在图2中仅仅用虚线表示。
下面介绍连接装置19，通过它分别给一对相邻设置的辐射器5′和5″供电。
在按图3的横剖视图中，示出了两条对称线表示的两个相互邻接地设置的辐射结构5的底座部分5a，它们装在反射器3的正面上，而在对面，也就是反射器3的背面上安装一后面还要详细说明的连接装置19，以给这两个相邻的辐射结构5供电。
所述连接装置19做成可一体操作的连接模块，尤其是用铸造技术，例如铸铝工艺。所有合适的相应地处理过的材料都在考虑之列。此外连接装置19包括一壳体或一带一底面19a和一横向的、在所示实施例中至少基本上垂直于底面延伸的环围侧壁段的支承装置19′，所述侧壁段分成纵侧壁19b和设置在端面处的横侧壁19c。底面19a连同侧壁段19b和19c构成外导体19″。
因为所述实施例用来给两对辐射结构供电，也就是用于一个极性的一对辐射器5′和用于与它垂直的第二个极性的第二对辐射器5″供电，所述连接模块19配备一中心纵筋19d(在所示实施例中一垂直于底面19a分布的中心对称平面穿过此纵筋)，它同样是外导体19″的一部分。
在环围侧壁段19b和19c以及中心纵筋19d上可以装上一盖板19e，以便使整个结构对外封闭，在必要时对外屏蔽。在图4中所装的盖板19e可以由不导电的，例如塑料材料组成。在希望起附加的屏蔽作用时，这个盖板也可以由金属制成，盖板不必非得由压铸件组成，而且也可以由倒棱的金属件制成。盖板最好装在侧连接板19f上，它们接在一斜坡或凸缘19g上，其中在最终的安装位置上夹紧部分从后面围住或卡住凸缘19g。
如特别以横截面表示的图6和7所示，通过所述结构得到一带有两个细长安装空腔27的外导体结构，在安装空腔内分别加入一不导电的内导体支架29。它优选由起电介质作用的塑料组成。支架可以这样地加入，即，使它可以持久地固定镶在安装空腔27内。不过即使对于松动地镶入的情况，它最终通过装上所述盖板19e便固定在规定位置上。
内导体支架29在横截面内具有叉形侧筋29a，它们略微发散地向外，亦即向上伸出。由此在横截面内造成略带V形的槽或略带V形的安装缝或安装空腔29b，在该区域内与槽底相邻处可以具有侧壁段，它们相互平行分布，或者甚至也朝槽底方向略微发散地布置，使得在电缆状内导体33压入直至槽底后内导体便被固定，以防止从槽形安装空腔29b中意外掉出。
此外由实施例还可以看到，优选由塑料组成的盖板结构19e在盖板内侧上设有一对向下伸出的筋片19e′，它们在盖板的安装状态下嵌入槽形安装空腔29b，并设计成这样，使得在装上盖板的情况下此筋片将放入槽形安装空腔29b内的内导体33固定和不可遗失地保持在该槽形安装空腔29b内。为此筋片19e′在横截面内略微楔形并拢，并在其前端上具有一削平的和在有些情况下甚至略微中凹的贴合段，它在安装状态下贴合在内导体33上。
在所示实施例中，在两个相互背对背的纵侧面19d上最好在中部区域设有两个连接部位35，例如可以从所述辐射结构或偶极子结构引出两根同轴电缆37通向连接部位。外导体与连接装置或连接模块19的导电壳体导电接通，而内导体与它分开地通过一导电的横向连接线39与至少在这一段内裸露的内导体33最好通过钎焊电连接。在所示实施例中，内导体33在整个长度上不设电缆绝缘层，因为按照本实施例内导体33放在一起绝缘作用的由塑料组成的内导体支架29内。在本实施例内变换或阻抗匹配不通过内导体33的横截面变化形成(这比较费事)，而是通过构成连接装置外导体的相互背对背的纵侧壁19b的外形尺寸或横截面尺寸的不同造型实现。此外，这里离底面19a的距离也很重要，因为通过改变离底面19a的距离同样有利于或可以有利于变换或阻抗匹配。
在所示实施例中，特别是由图4可以看到，用于由同轴电缆37供电的导电连接部位35相对于连接模块37的纵向不是设置在正中间，而是中间略微偏外，使得例如从连接部位35到相对的端面一侧的连接部位的供电路程(也就是在连接模块的相互背对背的端面上的连接部位)长度是不同的，由此对于相邻的辐射器预先确定了通过整个几何布局预先选择的所希望的相位偏移，从而确定了一定的下降角度。与所示实施例不同，供电也可以在正中心进行，如果两个通过本发明的连接装置供电的相互邻接地设置的辐射结构需要以相同的相位供电的话。
图8中表示两个连接部位35之一的局部放大图。由此可以看出，例如外导体设有一装在它上面的能导电的外导体头43，它装在连接部位35上的相应的缺口45内，并由此与连接装置的做成一种壳体形式的外导体导电连接。与此电隔离地同轴电缆的内导体通过一在纵侧壁19b上的孔通向各配设的内导体33并与它导电连接。如上所述，连接装置设计成带两个内导体33的双重连接装置，以便通过它给两个相互错开设置的辐射器的两个相互垂直设置的极性供电。这里连接装置最好设计得相对于一垂直中心平面47是对称的(图6)。然后将这样构成的连接装置例如固定在反射器3背面上的适当部位处，例如焊接、钎焊或借助于螺钉或其他固定装置安装。但是与此不同，所述连接装置也可以仅仅与两个偶极子，也就是辐射器或天线元件连接，而不与反射器连接。换言之连接部分也可以这样安装，即，它根本不和反射器接触，如在按图3的横剖视图中所见。
由图9以对反射体3背面的局部示意透视图以及在图10中用垂直于反射体3纵向的示意横剖视表示，本发明的连接装置，即本发明的连接模块19不仅做成可单独操作的构件，而且还可以做成集成于反射器结构内的功能部分，其中连接模块19的底面19a由反射器3本身的材料构成。换言之所述用作外导体的纵侧壁19b、横侧壁19c以及所设的中心纵筋19d构成整个反射器结构的整体的一部分。
由附图，例如图3、图4或图5可见，所述连接装置19或连接部分借助于两个螺钉51固定，例如借助于螺钉51与辐射器元件或偶极子直接连接，亦即特别是与辐射器装置所属的底座部分连接。其中偶极子的两个极最好用一个螺钉与连接部分即与连接装置机械连接并导电接通。换言之通过它建立与连接装置19的外导体的连接。连接装置19相应的支承区53位于这里，此支承区沿偶极子装置的固定面或底座5a方向向下突出于本身的底面19a。换句话说，在这种类型的实施形式中连接装置19的底面19a不贴合在反射器3上，并且不与它接触。
与所述实施例不同，所述连接模块19当然也可以用来给一对仅仅单极化的辐射结构供电。这样连接模块19便仅仅具有环形外壁19b、19c，而没有中心纵筋19d。在这样形成的安装空腔27内，仅仅铺放一个内导体33，同时仅仅采用一个相应的内导体支架。
Claims (21)
1.用来建立两个相互错开放置的辐射结构(5)的导电连接的连接装置，具有一内导体及一外导体连接，尤其是到两个错开设置的辐射结构(5)具有不同的导线长度，以产生不同的相位，从而产生可预选的下斜角和/或尤其是产生对于至少两个连接的辐射结构(5)的一体的阻抗和/或功率匹配，其特征为：具有以下进一步的特征：
—此连接装置(19)包括一壳体结构(19′)，所述壳体结构构成一外导体(19″)，
—所述壳体结构具有一底面(19a)、带有两个相互面对面的纵侧壁(19b)和尤其是两个在端面一侧的相互面对面设置的横侧壁(19c)的环围侧壁，
—在由环围侧壁构成的安装空腔(27)内设有一内导体支架(29)，
—有一内导体(33)装在所述内导体支架(29)内，和
—所述内导体(33)相对于壳体结构和/或内导体支架(29)电隔离和/或绝缘。
2.按权利要求1的连接装置，其特征为：所述内导体支架(29)由非导体材料尤其是塑料组成。
3.按权利要求1或2的连接装置，其特征为：所述内导体(33)由导线组成。
4.按权利要求1至3之任一项的连接装置，其特征为：所述内导体(33)由非绝缘导线组成。
5.按权利要求1至4之任一项的连接装置，其特征为：阻抗和/或功率匹配可通过壳体(19)或外导体(19″)的结构，特别是通过其造型和壁厚的设计预先确定。
6.按权利要求1至5之任一项的连接装置，其特征为：阻抗和/或功率匹配可通过内导体支架(29)的结构预选。
7.按权利要求1至6之任一项的连接装置，其特征为：阻抗和/或功率匹配可通过采用一电介质预选。
8.按权利要求1至6之任一项的连接装置，其特征为：此装置做成双模块，也就是采用两个内导体(33)相互侧向错开设置的情况，内导体最好通过一设置在两个内导体(33)之间的导电的中心纵筋(19d)相互隔开。
9.按权利要求8的连接装置，其特征为：所述中心纵筋(19d)是连接装置(19)壳体(19′)的一部分，并做成导电的。
10.按权利要求1至9之任一项的连接装置，其特征为：连接装置(19)的壳体(19′)在采用导电金属的情况下是能导电的。
11.按权利要求1至9之任一项的连接装置，其特征为：壳体(19′)由非导体材料组成，并至少设有一个导电表面。
12.按权利要求1至11之任一项的连接装置，其特征为：壳体形的连接装置(19)可通过一盖板(19e)封闭。
13.按权利要求12的连接装置，其特征为：所述盖板(19e)由塑料组成。
14.按权利要求1至13之任一项的连接装置，其特征为：所述内导体支架(29)具有一尤其是槽形的安装空腔(29b)，以安装和固定内导体(33)。
15.按权利要求12至14之任一项的连接装置，其特征为：所述盖板(19e)在其内侧上具有一尤其是突起的横挡或突起的筋片(19′e)形式的或者间隔距离的凸台形式的突起结构，在盖板(19e)的装配状态下它或它们嵌入到里面装有内导体(33)的槽形安装空腔(19b)中。
16.按权利要求1至15之任一项的连接装置，其特征为：此连接装置(19)由一可统一操作的做成壳体形的连接模块(19′)组成。
17.按权利要求1至15之任一项的连接装置，其特征为：此连接装置(19)作为一体的功能部分与反射器(3)这样地连接和/或制造成一体，即，连接装置的底面(19a)是反射器(3)的一部分，并且侧壁(19b、19c)和尤其是设置的中心纵筋(19d)与反射器(3)固定连接成一体。
18.按权利要求1至17之任一项的连接装置，其特征为：此连接装置(19)用成型工艺尤其是压铸或注塑或冲压或变形方法制成为反射器的整体组成部分。
19.按权利要求1至18之任一项的连接装置，其特征为：此连接装置(19)通过至少两个螺钉(51)要么是与反射器(3)固定要么特别是与辐射器装置或偶极子装置尤其是其底座(5a)固定。
20.按权利要求18的连接装置，其特征为：此连接装置(19)设置在离反射器(3)至少是很小的距离处，并以突起部分(53)贴合在辐射器元件或偶极子元件尤其是其底座区域上，并固定在其上，所述底座区外露在反射装置(3)上相应的孔内。
21.按权利要求1至18之任一项的连接装置，其特征为：此连接装置(19)是直接贴合在反射器(3)上安装的。
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