一種雙層結構的密集陣列天線的制作方法

本發明涉及一種用于移動通信領域的設備，具體的是一種雙層結構的密集陣列天線。

背景技術：

隨著我國移動通信行業的不斷發展，關于第五代移動通信系統(5g)的研究已展開。5g移動通信系統需要更大的通信容量和更高的無線頻譜效率，對基站天線的要求，就需要支持3d波束賦型以及更強大的mimo功能。

對于提高移動通訊容量，常規做法是使用極化分集技術的基站多端口天線，可減少多徑衰落提高鏈路穩定性，而使用多端口mimo技術可進一步提升移動通訊容量。但進入5g通訊時代，大數據流量、高速率、低時延等技術要求已成為常態，傳統的雙極化多端口基站天線已無法適應技術發展演進的要求。

密集陣列mimo天線作為5g移動通訊最重要的核心技術之一，可成倍提升頻譜資源效率，形成動態有針對性地網絡覆蓋。同時，5g密集陣列天線具有3d波束賦型能力，在水平與垂直兩個緯度可實現深度覆蓋，因而能大幅提升系統容量和無線頻譜效率。但是，目前尚未有效果理想的密集陣列mimo天線出現。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種雙層結構的密集陣列天線，支持實現多方向的波束賦型。

為實現該目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙層結構的密集陣列天線，包括天線罩1、pcb輻射元2、反射板3、耦合校準網絡pcb板4、盲插接頭pcb板5、底封板6以及n型校準接頭7，

底層為盲插接頭層，包括盲插接頭pcb板5，盲插接頭pcb板5上設有直插式焊接的盲插射頻接頭8；盲插接頭pcb板5通過第二塑料絕緣支柱10與底封板6進行連接固定，盲插接頭pcb板5設置在底封板6上方；

上層為耦合校準網絡層，包括耦合校準網絡pcb板4、pcb輻射元2以及反射板3，pcb輻射元2通過金屬螺釘與反射板3連接固定，耦合校準網絡pcb板4通過尼龍鉚釘與反射板3連接固定，反射板3通過第一塑料絕緣支柱9與底封板6連接固定，反射板3設置在底封板6上方；

底封板6通過金屬螺釘與天線罩1連接固定，n型校準接頭7固定在天線罩1上，n型校準接頭7在天線罩內部通過電纜與耦合校準網絡pcb板4焊接在一起；耦合校準網絡pcb板4通過電纜與盲插接頭pcb板5進行焊接連接形成雙層結構的完整饋電網絡，將輸出信號通過盲插射頻接頭8輸出到外部設備。

而且，pcb輻射元2設置在反射板3上面，耦合校準網絡pcb板4設置在反射板3背面。

而且，天線罩1采用半罩形式。

而且，密集陣列天線的pcb輻射元2的縱向間距為對應中心頻率的0.6～1個波長。

而且，密集陣列天線的pcb輻射元2的橫向間距為對應中心頻率的1/2波長。

而且，密集陣列天線的pcb輻射元2在縱橫方向均呈平行排列布局。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明提出的一種雙層結構的密集陣列天線，底層為盲插接頭層(與auu等設備進行盲插連接)，上層為耦合校準網絡層(包括耦合校準網絡pcb及天線輻射元等部件)，具有3d波束賦型能力，可實現多方向性波束賦型，成倍提升頻譜資源效率，大幅提升移動通訊容量，達到最優化系統性能的目的。本發明技術方案將用于5g移動通訊系統，可幫助運營商最大限度利用已有站址和頻譜資源，具有重要的市場價值。

附圖說明

圖1本發明實施例的密集陣列天線整體分層結構圖；

圖2本發明實施例的密集陣列天線的pcb輻射元結構圖；

圖3本發明實施例的密集陣列天線的耦合校準網絡pcb板結構圖；

圖4本發明實施例的密集陣列天線的盲插接頭pcb板底面示意圖。

圖5本發明實施例的密集陣列天線的盲插接頭pcb板頂面示意圖。

圖6本發明實施例的密集陣列天線的雙層結構實施的局部詳細結構圖。

圖中部件列表如下：

1、天線罩

2、pcb輻射元

3、反射板

4、耦合校準網絡pcb板

5、盲插接頭pcb板

6、底封板

7、n型校準接頭

8、盲插射頻接頭

9、第一塑料絕緣支柱

10、第二塑料絕緣支柱

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行更加詳細的描述。

本發明提出用于5g移動通訊系統的雙層結構的密集陣列天線，其中圖1為密集陣列天線整體分層結構圖，圖2為密集陣列天線的pcb輻射元結構圖，圖3為密集陣列天線的耦合校準網絡pcb板結構圖，圖4為密集陣列天線的盲插接頭pcb板結構圖,圖5為密集陣列天線的雙層結構實施的局部詳細結構圖。

本發明通過設計耦合校準網絡的電氣特性，實現對每對輻射元的幅度相位進行精確控制，進而實現了一種雙層結構的密集陣列天線。

參見圖1，在本發明所述的密集陣列天線主要結構包括天線罩1、pcb輻射元2、反射板3、耦合校準網絡pcb板4、盲插接頭pcb板5、底封板6以及n型校準接頭7。本發明用電纜對耦合校準網絡pcb板4和盲插接頭pcb板5進行焊接連接而形成一個雙層結構的完整饋電網絡，具體實施時焊接位置可根據校準網絡pcb板4、盲插接頭pcb板5的實際設計確定。具體結構為：底層為盲插接頭層，包括盲插接頭pcb板5以及其上直插式焊接的盲插射頻接頭8，盲插接頭pcb板5通過第二塑料絕緣支柱10與底封板6進行連接固定，盲插接頭pcb板5設置在底封板6上方。參見圖4和圖5，盲插射頻接頭8焊接在盲插接頭pcb板5底面，安裝后盲插射頻接頭8穿過底封板6，連接外部對插設備。上層為耦合校準網絡層，包括耦合校準網絡pcb板4、pcb輻射元2以及反射板3等部件，參見圖2，pcb輻射元2通過金屬螺釘與反射板3連接固定，參見圖3，耦合校準網絡pcb板4通過尼龍鉚釘與反射板3連接固定，pcb輻射元2設置在反射板3上面，耦合校準網絡pcb板4設置在反射板3背面；反射板3通過第一塑料絕緣支柱9與底封板6連接固定，反射板3設置在底封板6上方。可以設置第一塑料絕緣支柱9比第二塑料絕緣支柱10長，這樣可以簡單地使反射板3處于上層，盲插接頭pcb板5處于下層。參見圖6，最后底封板6用金屬螺釘與天線罩1進行連接固定，n型校準接頭7固定在天線罩1上，其在天線罩內部通過電纜與耦合校準網絡pcb板4焊接在一起。

進一步地，天線罩1的形式為半罩形式，覆蓋在底封板6上即可。

在本發明所述的密集陣列天線中，pcb輻射元2為具有+45°和-45°的雙極化單元。

在本發明所述的密集陣列天線中，設天線輻射元數量為4n個，盲插射頻接頭數量為4n+1個，以便提供一個校準接頭。優選實施例中，盲插接頭pcb板5上直插式焊接有33個盲插射頻接頭8。

在本優選實施例中，密集陣列天線的pcb輻射元2的縱向間距為對應中心頻率的0.6～1波長(即0.6～1λ)。

在本優選實施例中，密集陣列天線的pcb輻射元2的橫向間距為對應中心頻率的1/2波長(即1/2λ)。

在本優選實施例中，密集陣列天線的pcb輻射元2在縱橫方向均呈平行排列布局。

在本優選實施例中，耦合校準網絡pcb板4通過耦合微帶線實現對板上32個pcb輻射元2的耦合信號的合路，進而實現對32個天線輻射元的幅度相位控制。

在本優選實施例中，耦合校準網絡pcb板4由微帶線實現等幅度等相位地將功率分配與耦合單元的能量耦合到n型校準接頭7。

在本優選實施例中，耦合校準網絡pcb板4通過電纜與盲插接頭pcb板5進行焊接連接，將輸出信號通過盲插射頻接頭8輸出到外部設備。具體實施時，盲插射頻接頭8的位置可根據外部對插設備設置。

通過這樣的設計，最終實現了通過n型校準接頭7來達到對每個輻射單元幅度和相位的控制，具體實施時，通過給與不同的單元組合方式和幅度相位激勵，達到實現3d波束賦型能力，可以實現多方向性波束賦型，成倍提升頻譜資源效率，大幅度提升無線通信系統容量，達到最優系統性能。

以上所述的實施例僅表達了本發明的某種實施方式，其描述較為具體和詳細，對于本領域的普通技術人員來說，通讀本說明書后，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。