5G室分系统双频四流小型化全向天线的制作方法

5g室分系统双频四流小型化全向天线
技术领域
1.本实用新型涉及天线的技术领域，尤其是涉及一种5g室分系统双频四流小型化全向天线。


背景技术：

2.在中国5g移动通信网络室分系统的建设中，运营商针对不同的应用场景，采取了2种无线网络部署策略。其中，对于高速大容量数据的应用场景，采用5g小基站构建数字室分系统；对于普通应用场景，采用传统室分系统。鉴于巨大的存量室分系统，运营商迫切需求通过改造升级原有的网络实现5g室内覆盖。而现有的信号传输变频技术，可以在单路室分系统中实现双流信号传输，实现5g网络mimo(multiple input multiple output，多输入多输出)覆盖。但是为了提升网络容量和速率，需要采用中频和高频四流传输技术，这就要求室分全向天线具有独立的四流辐射性能，同时要求该天线满足小型化的应用要求。
3.然而，现有室分系统应用的全向天线，主要是单极化(单流)或双极化(双流)工作模式，不能满足室分系统独立四流的应用要求。为了满足独立四流的应用要求，现有的全向天线采用外置合路器的方案(如图1所示)，但该方案增加了系统连接的复杂度，增加了建设工程量，性价比较低，因此运营商对该方案并不认可。
4.综上，现有天线应用于独立四流传输时，需外置合路器，导致系统连接复杂、建设工程量大。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种5g室分系统双频四流小型化全向天线，以缓解现有天线应用于独立四流传输时，需外置合路器，导致系统连接复杂、建设工程量大的技术问题。
6.本实用新型提供了一种5g室分系统双频四流小型化全向天线，包括：第一双极化天线、位于所述第一双极化天线水平侧方的第二双极化天线和天线罩；
7.所述第一双极化天线中，水平极化振子位于垂直极化振子的上方，且所述水平极化振子内的多个水平偶极子排布为水平极化矩形阵列；
8.所述第二双极化天线与所述第一双极化天线水平共轴；
9.所述第一双极化天线和所述第二双极化天线位于所述天线罩内。
10.进一步的，所述第一双极化天线还包括：支架，所述水平极化振子为中频水平极化振子，所述垂直极化振子为低中频垂直极化振子，所述第二双极化天线包括：高频垂直极化振子和高频水平极化振子；
11.所述中频水平极化振子的两端与所述支架的一端连接，所述支架的另一端与所述低中频垂直极化振子的两侧连接，且所述中频水平极化振子位于所述低中频垂直极化振子的上方；
12.所述高频垂直极化振子位于所述高频水平极化振子的上方，且所述高频垂直极化
振子与所述高频水平极化振子的中心垂直连接。
13.进一步的，还包括：与极化振子数量相同的射频连接线和与射频连接线数量相同的smb连接器；
14.所述射频连接线的一端与其对应的极化振子连接，另一端与其对应的所述smb连接器连接，其中，所述射频连接线位于所述天线罩内，所述smb连接器位于所述天线罩的外侧。
15.进一步的，所述低中频垂直极化振子与其对应的所述射频连接线之间采用侧出线的出线方式。
16.进一步的，所述低中频垂直极化振子为铝合金圆锥体结构。
17.进一步的，所述第一双极化天线还包括：金属反射板和焊接板；
18.所述金属反射板位于所述低中频垂直极化振子的下方，且所述低中频垂直极化振子与所述金属反射板的中心垂直连接；
19.所述焊接板位于所述金属反射板的下方，并通过金属铆钉穿过所述金属反射板与所述低中频垂直极化振子连接，所述焊接板还与所述低中频垂直极化振子对应的射频连接线连接。
20.进一步的，所述金属反射板的结构为铝合金圆盘两侧下折弯的结构。
21.进一步的，所述第一双极化天线还包括：塑胶垫；
22.所述塑胶垫位于所述金属铆钉的周围。
23.进一步的，所述中频水平极化振子、所述高频垂直极化振子和所述高频水平极化振子为环氧板pcb。
24.进一步的，多个所述水平偶极子的数量为4。
25.在本实用新型实施例中，提供了一种5g室分系统双频四流小型化全向天线，包括：第一双极化天线、位于第一双极化天线水平侧方的第二双极化天线和天线罩；第一双极化天线中，水平极化振子位于垂直极化振子的上方，且水平极化振子内的多个水平偶极子排布为水平极化矩形阵列；第二双极化天线与第一双极化天线水平共轴；第一双极化天线和第二双极化天线位于天线罩内。通过上述描述可知，本实用新型的5g室分系统双频四流小型化全向天线，通过将两个独立的双极化天线集成在一个天线罩内，实现了独立四流传输的性能，提升了天线的网络容量和速率。同时，本实用新型的两个独立双极化天线采用水平共轴的设计方案，通过水平振子上置及水平振子内的多个水平偶极子布局为水平极化矩形阵列的设计方案，减小了集成后的天线总体尺寸，满足了室分系统对天线小型化的应用要求，有效缓解了现有天线应用于独立四流传输时，需外置合路器，导致系统连接复杂、建设工程量大的技术问题。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例提供的一种传统双极化全向天线外置合路器的结构示意
图；
28.图2为本实用新型实施例提供的一种5g室分系统双频四流小型化全向天线的第一种结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例提供的一种水平共轴设计方案的示意图；
30.图4为本实用新型实施例提供的一种传统双极化全向天线的结构示意图；
31.图5为本实用新型实施例提供的一种传统水平极化振子的结构示意图；
32.图6为本实用新型实施例提供的一种水平极化振子的结构示意图；
33.图7为本实用新型实施例提供的一种5g室分系统双频四流小型化全向天线的第二种结构示意图；
34.图8为本实用新型实施例提供的一种5g室分系统双频四流小型化全向天线的第三种结构示意图；
35.图9为本实用新型实施例提供的一种第一双极化天线的结构示意图。
36.图标：11-第一双极化天线；12-第二双极化天线；13-天线罩；14-射频连接线；15-smb连接器；16-塑胶垫；111-支架；112-中频水平极化振子；113-低中频垂直极化振子；114-金属反射板；115-焊接板；121-高频垂直极化振子；122-高频水平极化振子。
具体实施方式
37.为使本实用新型实施例的目的、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技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
38.为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种5g室分系统双频四流小型化全向天线进行详细介绍。
39.图2是本实用新型实施例的一种5g室分系统双频四流小型化全向天线的第一种结构示意图，如图2所示，该5g室分系统双频四流小型化全向天线，包括：第一双极化天线11、位于第一双极化天线11水平侧方的第二双极化天线12和天线罩13；第一双极化天线11中，水平极化振子位于垂直极化振子的上方，且水平极化振子内的多个水平偶极子排布为水平极化矩形阵列；第二双极化天线12与第一双极化天线11水平共轴；第一双极化天线11和第二双极化天线12位于天线罩13内。
40.具体的，现有室分系统应用的全向天线，主要是单极化(单流)或双极化(双流)工作模式，不能满足室分系统独立四流的应用要求。为了满足室分系统独立四流的应用要求，现有的全向天线采用外置合路器的方案，如图1所示，该方案天线罩内的双极化天线由超宽频垂直极化振子以及与其垂直连接的超宽频水平极化振子组成，天线罩外具有两个连接器，且由上述连接器分别连接一个两端口的合路器，从而实现由初始的双流信号传输拓展到四流信号传输。但是，此种外置合路器的方案，增加了系统连接的复杂度、增加了建设工程量、性价比低，导致运营商不认可此种技术方案。
41.在本实用新型实施例中，参考图3，通过将两个双极化天线以水平共轴的设计方案集成在一个天线罩内，实现四流信号的独立传输，满足了室分系统独立四流的应用要求，并且使得集成后的5g室分系统双频四流小型化全向天线的工作频率覆盖中国电信、中国联通
5g移动通信网络，具体的工作频率包括：低频频段：中国电信、中国联通820mhz-960mhz频段；中频频段：中国电信、中国联通2.1g深耕项目2110mhz-2170mhz频段；高频频段：中国电信、中国联通3.5g深耕项目3400mhz-3600mhz频段。其中，第一双极化天线11为低中频双极化天线，第二双极化天线12为高频双极化天线。但由于低中频双极化天线尺寸较大，易造成集成后的天线总体尺寸偏大，因此，低中频双极化天线的小型化设计成为了该5g室分系统双频四流小型化全向天线设计中的关键部分。
42.在传统的双极化全向天线设计方案中，通常采用水平极化下置的方案，参考图4，传统的双极化全向天线采用铝合金圆锥体结构的超宽频垂直极化振子，且该超宽频垂直极化振子位于中频水平极化振子的上方，并与中频水平极化振子的中心垂直连接。其中，传统的双极化全向天线的中频水平极化振子为pcb偶极子圆环阵的结构，参考图5，多个水平偶极子布局为圆环形阵列。但为了确保水平极化振子的辐射方向图性能，在结构设计上，水平极化振子需要避开铝合金圆锥体结构的超宽频垂直极化振子的遮挡干扰，因此，圆环形阵列的直径要大于圆椎体直径的2倍以上。但该圆环形阵列的直径又直接决定了天线尺寸大小，所以传统的双极化全向天线设计方案不能满足天线小型化的要求。
43.参考图2，为了解决低中频双极化天线尺寸较大的问题，在空间位置上，第一双极化天线11采用水平极化振子上置的方案，将水平极化振子放置于垂直极化振子的上方，从而避免垂直极化振子对水平极化振子的遮挡干扰，并且如图6所示，水平极化振子结构内的多个水平偶极子排布为水平极化矩形阵列，从而实现水平极化振子的小型化。除此以外，上述天线还包括天线罩13，其中，天线罩13采用塑胶材质制成，在空间位置上，第一双极化天线11和第二双极化天线12均位于天线罩13内。
44.在本实用新型实施例中，提供了一种5g室分系统双频四流小型化全向天线，包括：第一双极化天线11、位于第一双极化天线11水平侧方的第二双极化天线12和天线罩13；第一双极化天线11中，水平极化振子位于垂直极化振子的上方，且水平极化振子内的多个水平偶极子排布为水平极化矩形阵列；第二双极化天线12与第一双极化天线11水平共轴；第一双极化天线11和第二双极化天线12位于天线罩13内。通过上述描述可知，本实用新型的5g室分系统双频四流小型化全向天线，通过将两个独立的双极化天线集成在一个天线罩内，实现了独立四流传输的性能，提升了天线的网络容量和速率。同时，本实用新型的两个独立双极化天线采用水平共轴的设计方案，通过水平振子上置及水平振子内的多个水平偶极子布局为水平极化矩形阵列的设计方案，减小了集成后的天线总体尺寸，满足了室分系统对天线小型化的应用要求，有效缓解了现有天线应用于独立四流传输时，需外置合路器，导致系统连接复杂、建设工程量大的技术问题。
45.上述内容对本实用新型的5g室分系统双频四流小型化全向天线的结构进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。
46.在本实用新型的一个可选实施例中，第一双极化天线11还包括：支架111，水平极化振子为中频水平极化振子112，垂直极化振子为低中频垂直极化振子113，第二双极化天线12包括：高频垂直极化振子121和高频水平极化振子122；
47.中频水平极化振子112的两端与支架111的一端连接，支架111的另一端与低中频垂直极化振子113的两侧连接，且中频水平极化振子112位于低中频垂直极化振子113的上方；
48.高频垂直极化振子121位于高频水平极化振子122的上方，且高频垂直极化振子121与高频水平极化振子122的中心垂直连接。
49.另外，低中频垂直极化振子113为金属反射板114的尺寸越大，低中频垂直极化振子113。
50.另外，中频水平极化振子112、高频垂直极化振子121和高频水平极化振子122为环氧板pcb。
51.具体的，参考图7，第一双极化天线11包括：支架111、中频水平极化振子112和低中频垂直极化振子113，其中，支架111为塑胶材质，中频水平极化振子112的材质为环氧板pcb，低中频垂直极化振子113为铝合金圆锥体结构。在空间位置上，中频水平极化振子112位于支架111的上方，且中频水平极化振子112的两端与支架111的一端通过螺钉紧固件连接。低中频垂直极化振子113位于支架111的下方，且支架111的另一端与低中频垂直极化振子113的两侧通过螺钉紧固件连接。
52.第二双极化天线12包括：高频垂直极化振子121和高频水平极化振子122，其中，高频垂直极化振子121和高频水平极化振子122的材质均为环氧板pcb，并且在空间位置上，高频垂直极化振子121垂直于高频水平极化振子122中心位置的正上方，且高频垂直极化振子121与高频水平极化振子122的中心垂直连接。
53.在本实用新型的一个可选实施例中，还包括：与极化振子数量相同的射频连接线14和与射频连接线14数量相同的smb连接器15；
54.射频连接线14的一端与其对应的极化振子连接，另一端与其对应的smb连接器15连接，其中，射频连接线14位于天线罩13内，smb连接器15位于天线罩13的外侧。
55.另外，低中频垂直极化振子113与其对应的射频连接线14之间采用侧出线的出线方式。
56.具体的，参考图8，该5g室分系统双频四流小型化全向天线还包括：射频连接线14和smb连接器15，其中二者的数量均与极化振子数量相同。其中，射频连接线14位于天线罩13的内部，且射频连接线14的一端与其对应的极化振子焊接，另一端与其对应的位于天线罩13外侧的smb连接器15连接，从而建立第一双极化天线11和第二双极化天线12与天线罩13的连接。值得注意的是，低中频垂直极化振子113与其对应的射频连接线14的芯线焊接时，存在因虚焊或受外力作用而导致射频连接线14的芯线与低中频垂直极化振子113断开的可靠性问题，因此，本实施例中低中频垂直极化振子113与其对应的射频连接线14之间采用侧出线的出线方式，从而解决焊接可靠性的问题。
57.在本实用新型的一个可选实施例中，第一双极化天线11还包括：金属反射板114和焊接板115；
58.金属反射板114位于低中频垂直极化振子113的下方，且低中频垂直极化振子113与金属反射板114的中心垂直连接；
59.焊接板115位于金属反射板114的下方，并通过金属铆钉穿过金属反射板114与低中频垂直极化振子113连接，焊接板115还与低中频垂直极化振子113对应的射频连接线14连接。
60.具体的，参考图9，为确保低中频垂直极化振子113的辐射方向图特性，需要在低中频垂直极化振子113的下方放置金属反射板114，且低中频垂直极化振子113与金属反射板
114的中心位置垂直连接。同时，为了实现低中频垂直极化振子113与其对应的射频连接线14之间侧出线的出线方式，第一双极化天线11还包括焊接板115。其中，焊接板115为pcb板，位于金属反射板114的下方，并通过铜铆钉穿过金属反射板114与低中频垂直极化振子113连接。除此以外，焊接板115还与低中频垂直极化振子113对应的射频连接线14焊接，从而实现上述低中频垂直极化振子113与其对应的射频连接线14的连接。
61.在本实用新型的一个可选实施例中，金属反射板114的结构为铝合金圆盘两侧下折弯的结构。
62.具体的，金属反射板114的尺寸会影响低中频垂直极化振子113的辐射方向图性能，且金属反射板114的尺寸越大，低中频垂直极化振子113的辐射方向图性能越优。但考虑到天线小型化的设计要求，为了缩小天线尺寸，金属反射板114采用铝合金圆盘两侧下折弯的设计方案，从而在缩小金属反射板114的铝合金圆盘尺寸的情况下，有效增大了铝合金圆盘的反射面积，改善了天线的低频辐射性能。
63.在本实用新型的一个可选实施例中，第一双极化天线11还包括：塑胶垫16；
64.塑胶垫16位于金属铆钉的周围。
65.具体的，参考图9，塑胶垫16位于铜铆钉的周围，其中，上述铜铆钉为焊接板115连接低中频垂直极化振子113的铝合金圆椎体时所用的铜铆钉。通过塑胶垫16包裹上述铜铆钉，可以有效隔离金属反射板114与铝合金圆椎体结构的低中频垂直极化振子113。
66.在本实用新型的一个可选实施例中，多个水平偶极子的数量为4。
67.另外，在本实用新型实施例的描述中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
68.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
69.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。