CN101015090A - 包括连接器组件的天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包括连接器组件的天线。所述天线(1)包括含有同轴线(10)的壳体，其中每个同轴线包括作为外导体(4)的壁和中心线(2)，同轴线与反射器(3)平行，具有和所述同轴线(10)相连的连接器(8)，所述连接器还和天线馈电器电缆相连，并且机械地连附于所述天线。本发明的特征在于，同轴连接器(8)和单独的同轴电缆(7)的第一端相连，单独的同轴电缆(7)的第二端和天线同轴线(10)相连。
Description
技术领域
本发明涉及天线连接器组件，尤其涉及在通信天线中使用的天线连接器组件。
背景技术
一种典型的通信天线由若干个辐射元件、馈电网络和反射器构成。馈电网络的用途是对所有辐射元件分配来自单个连接器的信号。馈电网络通常由受控的阻抗传输线构成。天线需要和一个预定值进行阻抗匹配，该预定值通常是50欧姆或75欧姆，否则馈电天线的功率将反射回到它的源而不被辐射元件辐射，结果具有低的效率。
在发送的情况下，信号需要在辐射元件之间分离，而在接收的情况下，则需要由辐射元件组合信号，见图1。这通常由同一个网络来实现，该网络是可逆的。如果分离器/组合器只由50线之间的一个接合处构成，则不能维持阻抗匹配，因而普通的端口将是25欧姆而不是50欧姆。因而分离器/组合器通常也提供在所有3个端口给出50欧姆阻抗的阻抗变换电路。
天线包括和反射器平行的并具有通常置于天线的底部的连接器的同轴线，连接器指向和反射器平行的方向。连接器通常连附于和反射器垂直的底板上。中心导体和在天线底板处的同轴连接器内的中心销相连。这个连接器用于连接馈电器。
为了在较高频率下获得蜂窝覆盖，需要具有较高增益而不过分减小孔径的天线。这种天线可以利用以空气为电介质的大的同轴线来实现。
一些制造者使用具有方形截面的管作为外导体以及圆形的中心导体作为内导体的同轴线，见图2。这种线的阻抗取决于外导体和内导体之间的比以及使用的介电材料的类型。
使用例如由聚四氟乙烯(PTFE)制成的小的介电支撑装置，内导体被悬在方形管中。这些介电支撑装置被做得尽可能小，以便维持线的阻抗。通过对中心导体进行机加工，或者借助于其它方法例如增加介电支撑的尺寸并优化其位置来获得所需的阻抗变换。
还必须把天线内的损失保持最小，以获得高的系统接收灵敏度和传输效率。天线内的损失主要是由于阻抗不匹配或者天线馈电网络中的损失而产生的。
天线对于不同种类的干扰是敏感的，如上所述。必须避免的另一种通常的干扰是天线中的互调干扰。天线包括不同的元件，所有这些元件都必须是无互调元件。
一个问题是把同轴线的中心导体连接到天线连接器上。用于将馈电器电缆连接到天线馈电网络的连接器通常被置于天线的底部，并通常被连附于垂直于天线内部的同轴线的底板上。中心销位于连接器内，其要和天线的最终线的同轴线中的中心导体相连。同轴连接器的外部信号通路一般和由导电材料例如金属制成的端部底板相连。于是外部电流必须经过端部底板流到馈电电路同轴线的外导体。对于在端部底板和同轴连接器以及天线馈电器外导体二者之间的连接，必须满足两个要求。其一是必须保持阻抗匹配，第二是端部底板和反射器之间的接合处当天线处于高功率时必须不产生互调。
这两个要求需要在端部底板和反射器之间的一致的电连接。即使获得了正确的阻抗匹配，不良的电连接也可以产生互调。
另一个问题是，如果连接器使用中心销连接中心导体，如上所述，则由于机械约束，通常没有标准的连接器可用，因而必须使用定制的产品。这种非标准的连接器比标准的连接器贵得多，并且比标准连接器具有较长的交货时间。
解决不良的电连接的一种方法是把端部底板铜焊在反射器上。使用导电的底板作为连接器的支撑，并且其还被用作同轴外导体，这引入两个可能产生互调的电界面。一个界面在连接器和底板之间，第二个界面在底板和天线同轴线外导体之间。这种解决办法的缺点是，其是一种成本很高的处理，并且难于保持能够确保低互调或无互调的一致的制造质量。这也不能解决在连接器和底板之间的连接的问题。这种连接还可能遭受机械应力，其会增加互调的危险。
现今大部分天线使用具有聚合物电介质例如PTFE的同轴电缆，并且避免了上述的问题。不过，利用这个解决方案带来的问题是，线路引入很大的损失，这减少了天线的增益。
发明内容
因而，本发明涉及一种天线，包括含有同轴线的壳体，其中每个同轴线包括作为外导体的壁和中心线，同轴线与反射器平行，具有一个和所述同轴线相连的连接器，所述连接器还和天线馈电器电缆相连，并且机械地连接到所述天线上，其特征在于，同轴连接器和单独的同轴电缆的第一端相连，单独的同轴电缆的第二端和天线同轴线相连。
附图说明
下面部分地结合本发明的非限制的实施例以及附图更详细地说明本发明，其中：
图1表示天线馈电网络的原理图；
图2a表示本发明的同轴线，在横截面图中具有细长的开口；
图2b以纵截面表示本发明的同轴线；
图3表示和外导体以及内导体相连的单独的同轴电缆的示意图。
具体实施方式
图1表示一种典型的天线，其中较粗的线表示传输线，也称为馈电线。这些馈电线通常使用同轴线10来实现。每个同轴线10包括中心内导体2和外围的外导体4，在其间具有某种介电支撑装置12，见图2。介电支撑装置12中的材料优选地是聚合物例如PTFE。
图3的一部分表示天线1，天线1包括具有至少一个同轴线10的壳体，其中每个同轴线包括作为外导体4的壁和被置于外导体4中作为内导体的中心导体2，如上所述。同轴线10和反射器3平行，具有与同轴线相连的连接器，并且所述连接器机械地连附于天线，垂直于反射器3的底板6被连附于同一个反射器3上。连接器8和天线1中的中心导体2相连。端部底板6用于机械地保持连接器8在适当的位置上。反射器3和中心导体2之间的壁二者作为外导体4。连接器8和天线1中的同轴线10相连。连接器8延伸到端部底板6的外部。
按照本发明，同轴连接器8被连接到单独的同轴电缆7的第一端。使用连接件9，通过把单独的同轴电缆7的中心线(未示出)连接到同轴线10的中心导体2，并通过把单独的同轴电缆7的外导体连接到同轴线10的外导体4，单独的同轴电缆7的第二端被连接到同轴线10，其中单独的同轴电缆7的第二端、中心导体2的一端以及连接件9构成一个接合处，其被完整地示于图3。
和连接器8相连的单独的同轴电缆7具有一个弓形部分，并以基本上垂直的方式被连接到外导体4和中心导体2。由于单独的同轴电缆7具有一个弓形部分，并以垂直方式连接到中心导体2，便可以消除由于热现象例如长度扩张而施加于单独的同轴电缆7的中心线的连接上的应力。其原因是，连接处的焊缝将垂直于由于热膨胀而出现的力的可能的牵拉方向。单独的同轴电缆7的一部分平行于天线同轴线10。
优选地，使用标准的同轴连接器8和用于连接中心导体2的短的单独的同轴电缆7。
电缆的损失和电缆的长度成正比。在仍然保持用于吸收热膨胀的同时，同轴电缆7的长度应当尽可能短，以便使得损失最小。优选地，单独的同轴电缆7在0到50厘米之间，更优选地为5到15厘米，最优选地为大约10厘米。
通过使用单独的同轴电缆7，不再需要使用端部底板6用于连接器8和空气绝缘的同轴线10之间的电连接。端部底板6便可以由在机械上合适的导电材料制成，并且还可以由廉价的非导电材料例如聚合物材料制成。现在对端部底板材料的性能的要求完全是机械的。
连接器8可以被紧固在天线1任何部分和任何位置上，不过优选地被机械地紧固到端部底板6上。
同轴电缆7及其中心线被固定在天线1内部的金属部分内。
在一个实施例中，使用连接件9把单独的同轴电缆7的外导体连附和连接于外壁上，即外导体4上。连接件9由两部分构成，第一部分被焊接到同轴电缆7的外导体上，并且具有螺纹，第二部分是螺母。在外导体4的壁内，具有尺寸足以容纳连接件9的第一部分的切口。通过拧紧连接件9的第二部分把连接件连附和电连接于外壁4上。
在另一个实施例中，如上所述，同轴电缆7是直的，并且和同轴电缆10以及反射器3平行。
在另一个实施例中，同轴电缆7和同轴线10平行，但是包括用于允许热膨胀的两个弯曲部分。
在中心导体2内切割垂直于纵向的槽13，用于把单独的同轴电缆7的中心线定位在槽13内。被定位在槽13内的单独的同轴电缆7的中心线优选地被焊接到中心导体2上。
由于单独的同轴电缆7在连接点垂直于中心导体2，电流将以非最佳的路径行进，并且难于获得良好的阻抗匹配。因此，可以使用用于盖住接合处的导电盖来解决这个问题。该导电盖可以和外导体4呈电接触，或者可以和外导体4绝缘，并由此使用和外导体4的电容耦合。该导电盖使得电流能够沿着不平行于同轴线的方向行进，因而改善接合处的阻抗匹配。
上面说明了天线连接器组件的实施例。不过，本发明可用于其中可以借助于按照本发明的无互调连接补偿天线连接器组件的任何结构的天线连接器组件中。
因而，本发明不应当被认为限于任何特定的实施例，而是在权利要求的范围内可被改变。
Claims (12)
1.一种天线(1)，包括含有同轴线(10)的壳体，其中每个同轴线(10)包括作为外导体(4)的壁和中心导体(2)，同轴线与反射器(3)平行，具有一个和所述同轴线(10)相连的连接器(8)，所述连接器还和天线馈电器电缆相连，并且机械地连附于所述天线，其特征在于，同轴连接器(8)和单独的同轴电缆(7)的第一端相连，单独的同轴电缆(7)的第二端和天线同轴线(10)相连。
2.如权利要求1所述的天线(1)，其特征在于，所述单独的同轴电缆(7)具有弓形部分，并以基本上垂直的方式连接到天线同轴线(10)和其中心导体(2)。
3.如权利要求1所述的天线(1)，其特征在于，所述单独的同轴电缆(7)和天线同轴线(10)平行。
4.如权利要求1、2或3所述的天线(1)，其特征在于，所述单独的同轴电缆(7)，其中心线和同轴线(10)及其中心导体(2)之间的连接在天线的内部。
5.如权利要求1、2、3或4所述的天线(1)，其特征在于，所述单独的同轴电缆(7)的长度在0-50厘米之间，优选地为5-15厘米。
6.如前面任何一个权利要求所述的天线(1)，其特征在于，连接器(8)被紧固到天线(1)的壳体上。
7.如权利要求1-6中任何一个所述的天线(1)，其特征在于，连接器(8)被紧固到天线(1)的底板(6)上。
8.如前面任何一个权利要求所述的天线(1)，其特征在于，所述单独的同轴电缆(7)的外导体被固定在天线(1)内部的金属部分并和所述金属部分相连。
9.如前面任何一个权利要求所述的天线(1)，其特征在于，所述单独的同轴电缆(7)的外导体被固定在天线(1)内部的同轴线(10)的外导体(4)的壁内的切口内并和所述切口电气相连。
10.如前面任何一个权利要求所述的天线(1)，其特征在于，导电盖被置于由单独的同轴电缆(7)和天线同轴线(10)形成的接合处的上方。
11.如权利要求10所述的天线(1)，其特征在于，所述导电盖和同轴线(10)的外导体(4)电接触。
12.如权利要求10或11所述的天线(1)，其特征在于，所述导电盖和同轴线(10)的外导体(4)电气绝缘。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111207 Termination date: 20210629 |