天线、天线模组及基站的制作方法

文档序号:33932096发布日期:2023-04-22 12:13阅读:17来源:国知局
天线、天线模组及基站的制作方法

本技术涉及通信领域,特别涉及一种天线、天线模组及基站。


背景技术:

1、随着无线通信技术的快速发展,对通信系统容量需求越来越大,mimo技术(多入多出技术)和波束赋形阵列天线应运而生。天线是无线通信系统的重要组成部件,其性能的优劣直接关系到整个通信系统。传统基站阵列天线为实现特定的馈电相位,不同馈电单元需要额外的馈电绕线补偿,从而引入额外的插损和设计复杂度。


技术实现思路

1、本技术提供一种天线、天线模组及基站,通过设计不同馈电单元之间的结构差异,可实现减短馈电绕线,从而可以降低天线、天线模组及基站的线长损耗,降低绕线复杂度。

2、第一方面,本技术提供一种天线,所述天线包括第一馈电单元和第二馈电单元,所述第一馈电单元包括第一巴伦、第一馈线和第一辐射单元,所述第一巴伦包括第一馈电结构;所述第二馈电单元包括第二巴伦、第二馈线和第二辐射单元,所述第二巴伦包括第二馈电结构;所述第一馈电结构包括电连接的第一馈电段和第一耦合段,所述第一馈电段与所述第一馈线电连接,所述第一耦合段与所述第一辐射单元耦合连接,所述第一耦合段位于所述第一馈电段的沿第一方向的一侧;所述第二馈电结构包括电连接的第二馈电段和第二耦合段,所述第二馈电段与所述第二馈线电连接,所述第二耦合段与所述第二辐射单元耦合连接,所述第二耦合段位于所述第二馈电段的沿第二方向的一侧,所述第一方向和所述第二方向相反,所述第二馈线的长度小于所述第一馈线的长度,以使所述第一辐射单元和所述第二辐射单元能够辐射等幅同相的信号。

3、所述第一耦合段与所述第一辐射单元不直接连接,所述第一耦合段与所述第一辐射单元之间通过耦合完成信号的传输,所述第二耦合段与所述第二辐射单元不直接连接,所述第二耦合段与所述第二辐射单元之间通过耦合完成信号的传输;馈电点为信号输入或输出的位置,所述第一馈线一端与所述第一馈电段远离所述第一辐射单元的一端连接,所述第一馈线的另一端与所述馈电点连接;所述第二馈线一端与所述第二馈电段远离所述第二辐射单元的一端连接,所述第二馈线的另一端与所述馈电点连接。所述第一馈线的长度是指所述馈电点与所述第一馈电段之间的走线长度,所述第二馈线的长度是指所述馈电点与所述第二馈电段之间的走线长度。

4、通过所述第一馈电单元和所述第二馈电单元的结构差异设置,可使从所述第一辐射单元辐射的信号和从所述第二辐射单元辐射的信号的相位不同,将所述第二馈线的长度小于所述第一馈线的长度,使得进入所述第一馈电结构和所述第二馈电结构的信号的相位不同,两者相互补偿,使得所述天线能够辐射等幅同相的信号,并且可在设计所述第二馈线走线时节省绕线,使天线结构更简单,并降低插损。

5、在一实施方式中,所述第一馈电段和所述第一耦合段通过第一连接段连接,所述第一连接段位于所述第一馈电段和所述第一耦合段远离所述第一馈线的一侧,所述第一馈电段、所述第一连接段和所述第一耦合段呈“n”字形连接。在一实施方式中,所述第一馈电段的长度和所述第一耦合段的长度等长或不等长。在一实施方式中,所述第一馈电段平行于或大致平行于所述第一耦合段。所述第一馈电段、所述第一连接段和所述第一耦合段的具体结构可根据实际需要来设置。在一实施方式中,所述第一馈电段、所述第一连接段和所述第一耦合段均为直线段。在一实施方式中,所述第一馈电段、所述第一连接段和所述第一耦合段中部分为直线段,部分为弧形段。为了制备工艺简单,在一实施方式中,所述第一馈电段平行于所述第一耦合段,且所述第一连接段垂直于所述第一馈电段和所述第一耦合段。

6、在一实施方式中,所述第二馈电段和所述第二耦合段通过第二连接段连接,所述第二连接段位于所述第二馈电段和所述第二耦合段远离所述第二馈线的一侧,所述第二馈电段、所述第二连接段和所述第二耦合段呈“n”字形连接。在一实施方式中,所述第二馈电段的长度与所述第二耦合段的长度等长或不等长。在一实施方式中,所述第二馈电段平行或大致平行于所述第二耦合段。所述第二馈电段、所述第二连接段和所述第二耦合段的具体结构可根据实际需要来设置。在一实施方式中,所述第二馈电段、所述第二连接段和所述第二耦合段均为直线段。在一实施方式中,所述第二馈电段、所述第二连接段和所述第二耦合段中部分为直线段,部分为弧形段。为了制备工艺简单,在一实施方式中,所述第二馈电段平行于所述第二耦合段,且所述第二连接段垂直于所述第二馈电段和所述第二耦合段。

7、在一种可能的实现方式中,所述第一巴伦还包括第一导电单元,所述第一导电单元包括并列设置的第一导电子单元、第二导电子单元,所述第一辐射单元包括第一振子臂和第二振子臂,所述第一导电子单元、所述第二导电子单元分别与所述第一振子臂和所述第二振子臂电连接,所述第一馈电段与所述第一导电子单元耦合连接,所述第一耦合段与所述第二导电子单元耦合连接,以使所述第一耦合段间接与所述第二振子臂耦合连接,所述第一馈电段还与所述第一振子臂耦合连接。

8、在一实施方式中,所述第一馈电段固定在所述第一导电子单元中并与所述第一导电子单元绝缘连接,所述第一耦合段固定在所述第二导电子单元中并与所述第二导电子单元绝缘连接,其中固定的方式包括镶嵌、卡接、粘结剂粘结、螺接等。在一实施方式中,所述第一馈电段与所述第一导电子单元不直接接触,所述第一耦合段与所述第二导电子单元不直接接触。在一实施方式中,所述第一导电子单元为内部中空结构,所述第一馈电段位于所述第一导电子单元内部且与所述第一导电子单元的内壁间隔设置;所述第二导电子单元为内部中空结构,所述第一耦合段位于所述第二导电子单元内部且与所述第二导电子单元的内壁间隔设置。在一实施方式中,所述第一振子臂和所述第一导电子单元与所述第二振子臂和所述第二导电子单元镜面对称。在一实施方式中,所述第一馈电段平行于所述第一导电子单元,所述第一耦合段平行于所述第二导电子单元。

9、在一种可能的实现方式中,所述第二巴伦还包括第二导电单元,所述第二导电单元包括并列设置的第三导电子单元、第四导电子单元,所述第二辐射单元包括第三振子臂和第四振子臂,所述第三导电子单元、所述第四导电子单元分别与所述第三振子臂和所述第四振子臂电连接,所述第二馈电段与所述第四导电子单元耦合连接,所述第二耦合段与所述第三导电子单元耦合连接,以使所述第二耦合段间接与所述第三振子臂耦合连接。

10、在一实施方式中,所述第二馈电段固定在所述第四导电子单元中并与所述第四导电子单元绝缘连接,所述第二耦合段固定在所述第三导电子单元中并与所述第三导电子单元绝缘连接,其中固定的方式包括镶嵌、卡接、粘结剂粘结、螺接等。在一实施方式中,所述第二馈电段与所述第四导电子单元不直接接触,所述第二耦合段与所述第三导电子单元不直接接触。在一实施方式中,所述第四导电子单元为内部中空结构,所述第二馈电段位于所述第四导电子单元内部且与所述第四导电子单元的内壁间隔设置;所述第三导电子单元为内部中空结构,所述第二耦合段位于所述第三导电子单元内部且与所述第三导电子单元的内壁间隔设置。在一实施方式中,所述第四振子臂和所述第四导电子单元与所述第三振子臂和所述第三导电子单元镜面对称。在一实施方式中,所述第二馈电段平行于所述第四导电子单元,所述第二耦合段平行于所述第三导电子单元。

11、在一种可能的实现方式中,所述第一导电子单元与所述第一振子臂成夹角设置,且所述第二导电子单元与所述第二振子臂成夹角设置,且所述第三导电子单元与所述第三振子臂成夹角设置,且所述第四导电子单元与所述第四振子臂成夹角设置。

12、在一实施方式中,所述第一导电子单元垂直所述第一振子臂,且所述第二导电子单元垂直所述第二振子臂,此时所述第一振子臂和所述第二振子臂在同一条直线上,信号在所述第一振子臂和所述第二振子臂中的传输方向相同。在一实施方式中,所述第一导电子单元与所述第一振子臂成锐角设置,且所述第二导电子单元与所述第二振子臂成锐角设置,所述第一导电子单元和所述第一振子臂的夹角度数与所述第二导电子单元和所述第二振子臂的夹角度数相等,在所述第一振子臂传输的信号包括沿第一方向的分量和沿第五方向的分量,在所述第二振子臂传输的信号包括沿第一方向的分量和沿第六方向的分量,第五方向与第六方向相反,在所述第一振子臂传输的沿第五方向的分量的信号与在所述第二振子臂传输的沿第六方向的分量的信号相互抵消,信号沿第一方向的分量在所述第一振子臂和所述第二振子臂中辐射出去。在一实施方式中,所述第一振子臂、所述第二振子臂可以为条状或扁平状,当所述第一振子臂、所述第二振子臂为扁平状时,所述第一导电子单元与所述第一振子臂成夹角设置是指所述第一导电子单元与所述第一振子臂所在平面成夹角设置,所述第二导电子单元与所述第二振子臂成夹角设置是指所述第二导电子单元与所述第二振子臂所在平面成夹角设置。

13、在一实施方式中,所述第四导电子单元垂直所述第四振子臂,且所述第三导电子单元垂直所述第三振子臂,此时所述第四振子臂和所述第三振子臂在同一条直线上,信号在所述第四振子臂和所述第三振子臂中的传输方向相同。在一实施方式中,所述第四导电子单元与所述第四振子臂成锐角设置,且所述第三导电子单元与所述第三振子臂成锐角设置,所述第四导电子单元和所述第四振子臂的夹角度数与所述第三导电子单元和所述第三振子臂的夹角度数相等,在所述第四振子臂传输的信号包括沿第一方向的分量和沿第五方向的分量,在所述第三振子臂传输的信号包括沿第一方向的分量和沿第六方向的分量,在所述第四振子臂传输的沿第五方向的分量的信号与在所述第三振子臂传输的沿第六方向的分量的信号相互抵消,信号沿第一方向的分量在所述第四振子臂和所述第三振子臂中辐射出去。在一实施方式中,所述第四振子臂、所述第三振子臂可以为条状或扁平状,当所述第四振子臂、所述第三振子臂为扁平状时,所述第四导电子单元与所述第四振子臂成夹角设置是指所述第四导电子单元与所述第四振子臂所在平面成夹角设置,所述第三导电子单元与所述第三振子臂成夹角设置是指所述第三导电子单元与所述第三振子臂所在平面成夹角设置。

14、在一种可能的实现方式中,所述第一振子臂和所述第三振子臂平行设置,且所述第二振子臂和所述第四振子臂平行设置。在一实施方式中,所述第一振子臂、所述第三振子臂、所述第二振子臂、所述第四振子臂均在同一直线上。

15、在一种可能的实现方式中,所述第二馈线的长度比所述第一馈线的长度短半个波长的线长。在一实施方式中,信号的波形为正弦曲线。由于所述第二馈线的长度比所述第一馈线的长度短半个波长的线长,信号进入所述第二馈电结构的信号传输方向与进入所述第一馈电结构的信号传输方向相反,由于所述第二馈电结构与所述第一馈电结构的结构不同,与所述第一馈电单元相比,所述第二馈电单元辐射信号时方向发生了改变,这次改变使得所述第二辐射单元与所述第一辐射单元辐射出的信号方向相同,即使所述第二馈电单元与所述第一馈电单元能够辐射等幅同相的信号。通过所述第一馈电单元与所述第二馈电单元的联合设计,可实现减短所述第二馈电单元的半个波长的馈电绕线,从而可以降低半波长的线长损耗,降低绕线复杂度。

16、在一种可能的实现方式中,所述天线包括两个所述第一馈电单元和两个所述第二馈电单元,所述第一馈线包括相连接的第三馈线和第四馈线,所述第二馈线包括相连接的第五馈线和第六馈线,所述第三馈线一端与两个所述第一馈电单元相连,所述第三馈线的另一端与所述第四馈线相连,所述第五馈线一端与两个所述第二馈电单元相连,所述第五馈线的另一端与所述第六馈线相连,所述第三馈线与所述第五馈线等长,所述第六馈线的长度小于所述第四馈线的长度。在走线时节省所述第六馈线的绕线,从而降低插损。

17、在一种可能的实现方式中,所述天线包括第一馈电组、第二馈电组和第三馈电组,所述第一馈电组、所述第二馈电组和所述第三馈电组均包括所述第一馈电单元和所述第二馈电单元,所述第一馈电组、所述第二馈电组和所述第三馈电组中的所述第二馈线的长度均小于所述第一馈线的长度。在一实施方式中,所述第一馈电组、所述第二馈电组和所述第三馈电组中的所述第二馈线的长度比所述第一馈线的长度小半个波长的线长。在一实施方式中,所述天线还包括更多个馈电组,馈电组的个数可根据实际需要来设置,每个馈电组均包括所述第一馈电单元和所述第二馈电单元,每个馈电组中的所述第二馈线的长度均小于所述第一馈线的长度。

18、在一种可能的实现方式中,所述天线包括依次间隔设置的两个所述第一馈电单元、两个所述第二馈电单元和两个所述第一馈电单元,两个相邻的所述第二馈电单元组成第四馈电组,其中两个相邻的所述第一馈电单元组成第五馈电组,另外两个相邻的所述第一馈电单元组成第六馈电组,所述第五馈电组和第六馈电组中的所述第三馈线与所述第四馈电组中的所述第五馈线等长,所述第四馈电组中的所述第六馈线的长度小于所述第五馈电组和所述第六馈电组中的所述第四馈线的长度。在一实施方式中,所述第四馈电组中的所述第六馈线的长度比所述第五馈电组和所述第六馈电组中的所述第四馈线的长度小半个波长的线长。在一实施方式中,所述天线还包括更多个馈电组,部分馈电组包括两个所述第一馈电单元,另一部分馈电组包括两个所述第二馈电单元,包括两个所述第二馈电单元的馈电组中的所述第六馈线的长度均小于包括两个所述第一馈电单元的馈电组中的所述第四馈线的长度。

19、在一种可能的实现方式中,所述第一巴伦包括两个呈“x”形相交的所述第一馈电结构,所述第二巴伦包括两个呈“x”形相交的所述第二馈电结构,两个所述第一馈电结构的其中一个所述第一馈电结构的所述第一耦合段位于所述第一馈电段的沿第一方向的一侧,两个所述第一馈电结构的另一个所述第一馈电结构的所述第一耦合段位于所述第一馈电段的沿第三方向的一侧,两个所述第二馈电结构的其中一个所述第二馈电结构的所述第二耦合段位于所述第二馈电段的沿第二方向的一侧,两个所述第二馈电结构的另一个所述第二馈电结构的所述第二耦合段位于所述第二馈电段的沿第四方向的一侧,所述第三方向和所述第四方向相反。所述第二馈线的长度小于所述第一馈线的长度,以使所述第一辐射单元和所述第二辐射单元能够辐射等幅同相的信号。所述第二馈线在走线时节省绕线,从而降低插损。

20、第二方面,本技术提供一种天线模组,所述天线模组包括反射板和如上任意一项所述的天线,所述天线与所述反射板固定连接。所述反射板把信号反射聚集在接收点上,不但可增强所述天线的辐射能力以及接收信号灵敏度,还可起到阻挡、屏蔽来自所述反射板远离所述天线一侧的其它电波对接收信号的干扰作用。在一实施方式中,天所述线模组还包括天线罩,所述天线罩与所述反射板构成收容空间,所述天线位于收容空间内。在一实施方式中,所述天线罩罩设所述反射板和所述天线。

21、第三方面,本技术提供一种基站,所述基站包括如上所述的天线模组。在一实施方式中,所述基站还包括射频拉远单元和射频处理单元,所述射频拉远单元通过所述射频处理单元与所述天线模组连接;所述天线模组将接收到的无线信号传输给所述射频处理单元,或者将所述射频处理单元的发射信号转换为电磁波,发送出去。所述射频处理单元对所述天线模组接收到的无线信号进行选频、放大、下变频处理,并将其转换成中频信号或基带信号发送给所述射频拉远单元,或者,用于将所述射频拉远单元发送的基带信号或中频信号经过上变频、放大,通过所述天线模组发送出去。所述射频拉远单元用于对所述射频处理单元发送的中频信号或基带信号进行处理。

22、本技术中,通过设计不同馈电单元之间的结构差异,使两个馈电单元之间存在相位差,缩短其中一个馈电单元的馈电绕线,使得进入两个馈电单元的信号的相位不同,两次相位差异相互补偿,使得天线、天线模组及基站能够辐射等幅同相的信号的同时,节省绕线,降低绕线复杂度并降低插损。

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