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CN107210541A - 移动基站天线 - Google Patents

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CN107210541A
CN107210541A CN201580060687.0A CN201580060687A CN107210541A CN 107210541 A CN107210541 A CN 107210541A CN 201580060687 A CN201580060687 A CN 201580060687A CN 107210541 A CN107210541 A CN 107210541A
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Abstract

移动通信基站天线包括：反射板；安装在所述反射板上的第一贴片型辐射元件；布置以层叠在第一辐射元件上的第二偶极子型辐射元件；以及馈电器电路板，安装在与其上安装第一辐射元件和第二辐射元件的反射板表面相同的表面上，并且其上形成导电图案以馈电功率信号至第一辐射。

Description

移动基站天线
技术领域
本发明涉及用于移动通信系统的移动通信基站天线，更具体地涉及适于在具有双频段双偏振结构的天线中使用的移动通信基站天线。
背景技术
基站天线包括在移动通信系统中使用的中继器，其可以具有各种形状和结构，并且通常具有这样的结构，其中多个辐射元件适当地设置在至少一个在纵向方向上直立的反射板上。
最近，为了满足基站天线的小型化和减重的需求，已经进行了各种研究。其中，在双频双极化天线的情况下，例如700/800MHZ低频带的第一辐射元件，例如天线具有第二辐射元件的叠层结构，第二辐射元件为正在开发下一代无线服务(AWS，高级无线服务)频带或2GHz频段的高频带。
这种天线可具有层叠结构的第一和第二辐射元件，其中例如，贴片型或偶极子型第二辐射元件设置在贴片型第一辐射元件上，该结构的第一和第二辐射元件具有这样的结构，其中多个辐射元件间隔布置在反射板上以满足第一频带的辐射元件布置。
另外，第二辐射元件被附加地设置在多个安装叠层结构的第一和第二辐射元件之间的反射板上，以满足第二频带的辐射元件布置。使用这种布置，可以得到天线增益同时满足整体的小型化。
图1是常规双频段双偏振移动通信基站天线的俯视图，并且图2是沿着图1的线A-A'的剖视图。参照图1和图2，具有其中第二辐射元件层叠在第一辐射元件上的结构的天线包括第一频带(例如700/800MHz频带)的贴片型第一辐射元件(第一天线元件)(11,12)，在反射板(1)的上部表面上以规则的间隔排列。另外，第二频带(例如AWS频带)的偶极子型第二辐射元件21、22、23、24层叠至第一辐射元件11、12，并直接安装到元件11和12之间的反射板1的上部表面上。
第一辐射元件11和12均由上部贴片板11-2和12-2以及下部贴片板11-1和12-1组成。下部贴片板11-1和12-1连接电路板111，其上电源导线分布图附接反射板1的背面，通过穿过反射板1的馈电电缆112形成。第二辐射元件21和22层叠在第一辐射元件11和12上，并连接反射板1的上部和下部贴片板11和12、以及相应第一辐射元件11和12通过穿过馈电器11-1和11-2的馈电电缆212连接馈电器视图。
另外，基站天线包括反射板(1)，其中辐射元件安装，并配置了管状的天线罩(未示出)，以完全覆盖各种用于处理其中的传输/接收信号的信号处理装置，以及分别用于密封管状天线罩202的上部和下部开口的上部帽和下部帽(未示出)。
图3是示出图1的第一辐射元件的馈电结构的图。图3(a)是俯视图和图3(b)是后视图。在图3中，为了方便说明，第一辐射元件之一是下部贴片板11-1和形成有馈电导线分布图的电路板111。如图1至图3所示，第一发射元件11的下部贴片板11-1通过穿过反射板1的馈电电缆112与反射体1的背面连接，并连接到基板111。即，第一发射元件的电源导线分布图以打印方式形成在电路板111上，电路板111中的电源点a至d和下部贴片板11-1的电源点。点a至d通过馈电电缆112连接。
同时，例如，与馈电点a相比，与馈电点对角的c馈电点处的传输信号被延迟180度。类似地，在d馈电点处相对于b馈电点对角地布置的发送信号，馈电线分布图形成在电路板111上，使得相位延迟为180度。结果，在a、c馈电点和第一辐射元件的下部贴片板11-1中的b和d馈电点发生彼此正交的双极化波。
提供第一辐射元件的上部贴片板11-2用于优化辐射特性，并且由诸如图2中的130之类的塑料材料130的支撑件支撑，以便与下部贴片板11-1绝缘。
作为与具有上述结构的基站天线相关的技术，公开于在韩国专利申请No.10-2009-0110696(名称为：安装在不同平面上的辐射元件的安装方法和使用其的天线，YeonChan Moon等人，2009年11月17日提交)
然而，如上述专利申请No.10-2009-0110696中所公开的，其中偶极子型第二辐射元件21层叠在贴片型第一辐射元件11上的结构具有相对复杂的结构。另外还需要用于支撑和固定辐射元件11和第二辐射元件21的附加附件。在这种情况下，在反射板1的背面设置用于馈电贴片型第一辐射元件11的电路板111，并且第二辐射元件21叠加在第一辐射元件11上。由于元件21的馈电线(例如馈电电缆)必须再次通过电路板111安装，将馈电线安装在反射板1的背面所需的空间相对较大，另外，各种安装空间可以限制包括设置在反射板1的背面上的移相器的信号处理装置。结果，存在整个基站天线的尺寸增加的问题。
技术问题
因此，本发明的目的是提供一种用于在贴片型辐射元件上放置偶极子型辐射元件的更简单的结构，特别是提供一种移动通信基站天线。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一些实施方案，提供移动通信基站天线，包括：反射板；安装在所述反射板上的贴片型第一辐射元件；安装以层叠在所述第一辐射元件上的第二偶极子型辐射元件；以及电源电路板，安装在与其上安装第一辐射元件和第二辐射元件的反射板表面相同的表面上，第二辐射元件安装在反射板上，并且具有电源导线分布图以供应电源信号至所述第一辐射元件。
如上所述，根据本发明实施方案所述的移动通信基站天线具有非常简单的结构，可以将贴片型辐射元件中的偶极子型辐射元件进行叠层，提高功率馈电电结构，从而可以优化整个天线的结构。
附图简述
图1是常规双频段双偏振移动通信基站天线的例子的俯视图。
图2是沿着线A-A'的剖视图。
图3是示出图1的第一辐射元件的馈电结构的俯视图和后视图。
图4是根据本发明的第一实施方案的双频段双偏振移动通信基站天线的透视图。
图5是图4的侧视图。
图6是示意性示出图4的第一辐射元件的馈电方法的图。
图7是图4中第一辐射元件和第二辐射元件之间耦合方法的第一示例性结构。
图8是图4中第一辐射元件和第二辐射元件之间耦合方法的第二示例性结构。
图9是根据本发明的第二实施方案的双频段双偏振移动通信基站天线的透视图。
图10是图9的侧视图。
图11是图9的信号耦合的电路板的详细结构图。
发明详述
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方案。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。这对于本领域普通技术人员将是显而易见的。在附图中，可能的相同的部件给予相同的附图标记。
图4是根据本发明的第一实施方案的双频段双偏振移动通信基站天线的俯视图。图5是图4的侧视图。在图4和图5中，仅示出了根据该例子在贴片型第一辐射元件14上层叠了偶极子型第二辐射元件13的一个结构。同时，另外，偶极子型辐射元件(未示出)可直接安装在辐射元件的层叠结构之间的反射板1上。
图4和5是根据本发明第一实施方案的基站天线，包括：反射板1；设置在反射板1上的贴片型第一辐射元件14；布置以层叠在第一辐射元件14上的偶极子型第二辐射元件13；以及用于支撑第一辐射元件14和第二辐射元件13的巴伦支撑件134和144。
贴片型第一辐射元件14被设计成具有用于在基站天线的传输频带中产生与第一频带相对应的频带的射频的预定尺寸，贴片板140形成为板状；和多个第一馈电线142，用于在贴片板140的下部向贴片板140提供馈电信号。第一馈电线142可以具有用于耦合四个或更多个馈电信号的带线结构，其整体布置为X-状以耦合的方式将馈电信号提供给贴片板140。形成多个第一馈电线142的信号耦合带线连接到贴片板140，以便以耦合的方式将馈电线提供给贴片板140，从而在反射板1上保持相对较高的位置以具有适当的间隔距离。同时，为了支持和固定用于多个信号耦合的带线的安装状态，另外提供了诸如特氟隆等合成材料形成的合适类型的支撑件142。
偶极子型第二辐射元件13包括具有预定结构的多个辐射臂130，用于产生与第二频带相对应的频带的射频，例如基站天线的传输频带。偶极子型第二辐射元件13的辐射臂130的结构可以通过采用应用于常规偶极子型天线的各种辐射臂结构来构造。
巴伦支撑件134和144包括：下部巴伦支撑件144用于支撑贴片型第一辐射元件14，以及上部巴伦支撑件134用于支撑偶极子型第二辐射元件13，如图所示。同时，可以通过第二馈电线132以与偶极子型辐射元件的馈电方法相同的方式提供馈电第二辐射元件13的馈电信号。第二馈电线132是典型的类似于偶极子型辐射元件馈电系统，它可以由馈电电缆结构或用于信号耦合的带线结构构成。第二馈电线132可以延伸到反射板的后表面，通过形成在反射板1(和第一辐射元件14)中的通孔可以在图1中由a指示的点处连接到馈电电缆。
在上述结构中，每个信号耦合的四条线，以耦合方式向贴片型的第一辐射元件14提供馈电信号。馈电电路通过电路板16形成以接收馈电信号，该馈电路径也可以实现为带线。
同时，根据本发明的特征，馈电电路板16固定在其上安装辐射元件的反射板1的前表面上的适当区域，而不是在反射板1的背面上。馈电器电路板16可以通过施加螺钉紧固结构或诸如焊接的方法固定地安装在反射板1上。通常，反射板1的前表面在用于安装辐射元件的空间之间具有相对较大的空间。因此，在确保用于安装馈电电路板16的空间方面没有困难，这是不需要的。
图6是示出图4的第一辐射元件的馈电方法的示意图。参考图6，描述在馈电器电路板16中形成馈电导线分布图的方法。分别用双向极化波的X状方式分别设置信号耦合的四个带线之间的对角方向的四带线。
因此，在馈电器电路板16上，形成馈电图案，以便在用于配对信号耦合的带线之间分配馈送电信号。同时，在馈电电路板16上以适当的长度和图案形成馈电图案，使得信号具有相位差彼此180度。类似地，馈电电路板16的馈电图案形成为使得在另一对信号耦合对的带线之间传输的馈电信号也具有180度的相位差。
图7是图4中第一辐射元件和第二辐射元件之间耦合方法的第一示例性结构。参照图7，巴伦支撑件134和144用于支撑和联接第一辐射元件14和第二辐射元件13，其可以整体地形成为整体的单一结构。第一辐射元件14形成在其中心，通孔对应巴伦支撑件134和144的端面，其可以与巴伦支撑件134和144一体地形成。同时如图所示，第二辐射元件13可以固定到巴伦支撑件134并通过螺钉等进行操作。在图7的示例中，示出了附加支撑结构202用于将第二辐射元件13保持在适当位置的固定位置，并且第二辐射元件13弯曲或可以固定到支持134和144。当第一辐射元件14和第二辐射元件13层叠时该结构非常便捷。
图8是第一辐射元件和第二辐射元件之间耦合方法的第二示例性结构。在图8中，用于支撑和联接第一辐射元件14和第二辐射元件13的巴伦支撑件134和144与上部巴伦支撑件134和下部巴伦支撑件144分开形成。下部巴伦支撑件144可以固定地支撑第一辐射元件14，并且上部巴伦支撑件134可以固定地安装在第一辐射元件14上。同时，上部巴伦支撑件134可以固定地安装在第一辐射元件。在图8的例子中，示出附加的支撑结构204用于牢固地支撑第一辐射元件14上的上部巴伦支撑件134。
如上所述，根据本发明第一实施方案所述的基站天线的结构为图4至8所示的结构，其中偶极子型第二辐射元件13层叠在贴片型第一辐射元件14上。例如，第一辐射元件14和第二辐射元件13可以通过使用具有相对简单的结构，并整体形成的巴伦支撑件144和134来简单地支撑和固定。
在该情况中，由于在反射板1的正面设置有用于馈送贴片型第一辐射元件13的馈电电路板16，所以可以产生空间。这使得可以进一步优化整体天线尺寸并且确保安装各种信号处理设备的空间，例如设置在反射板1的后表面上的移相器。
图9是根据本发明的第二实施方案的双频段双偏振移动通信基站天线的透视图，图10是图9的侧视图，并且图11是图9的信号耦合电路板的详细结构图。根据本发明第二实施方案所述的基站天线包括反射板1、反射板2和反射板3，类似于附图中所述第一实施方案的结构。贴片型第一辐射元件14设置在反射板1上；并且偶极子型第二辐射元件13安装层叠在第一辐射元件14上。同时，第二辐射元件13可具有巴伦支撑件136支撑的结构，类似于第一实施方案的结构，并且根据第二实施方案所述的第一辐射元件14可具有这样的结构并且被电路板344(344-1,344-2)支撑。
即，产生贴片型的第一辐射元件14的相应频带的射频的贴片板140以直立的方式耦合以形成信号耦合电路板(未示出)。如图11中更详细所示，信号耦合电路板344包括直立矩形的两个电路板，即，第一信号耦合电路板344-1，电路板344-2可被配置为耦合到彼此保持相互直立的形状。同时，第一和第二信号耦合电路板344-1和344-2设置有形成为在中心点处彼此对应的侧表面彼此接合的凹槽结构，可以更牢固地保持。
除了该结构，信号耦合电路板344可以通过组合四个分别制造的电路板形成。例如，矩形形状的四个电路板可以固定成在直立状态下相互固定在一个基准点，使得整个平面形状具有X状。
用于信号耦合的电路板344具有多个信号耦合线图案342，以耦合方式在对应X状的各端的电路板上提供馈电信号至贴片板140。为了通过用于信号耦合的线图案以耦合的方式将馈电板提供给贴片板140，信号耦合线140被形成为具有与贴片板140适当的距离。用于信号耦合的图案342的形状和电路板344的尺寸被适当地设计。同时，可以附加地提供由诸如特氟隆的合成材料形成的合适类型的支持(未示出)，以支持和固定用于信号耦合的电路板344的状态。
另一方面，偶极子型第二辐射元件13可以包括产生相应频带的射频的多个辐射臂130，类似于常规结构。巴伦支撑件136也可以具有类似的结构，并且可以固定地安装在贴片上第一辐射元件的板140。同时，巴伦支撑件136可以通过旋拧等固定地安装在第一辐射元件14上。
同时，馈电电信号为馈电第二辐射元件13可以通过单独的馈电线142提供，如偶极子型辐射元件馈电方法中的情况。同时，如图9至11，除信号耦合电路板344上的信号耦合线图案342之外，信号耦合电路板344的第二辐射元件13、馈电线142连接到用于信号的信号传输线图案342，并且可以被配置为通过线路图案346接收馈送电信号。
形成信号传输线图案346的下部端的电路板的部分可以具有通过形成在反射板1的相应部分中的通孔延伸到反射板1的背面的形状，例如馈电电缆。类似地，例如，形成有信号传输线图案346的上部端的电路板的部分通过形成在第一辐射元件14的对应部分中的通孔连接到第一辐射元件(未示出)，并且可以连接到反射板1的背面的馈电电缆。
除了能够支持使用信号传输电路板344的第一辐射元件14以及包含第一辐射元件14的第二辐射元件13之外，还可以看到该结构能够传送馈送电信号。该结构实现第一辐射元件14的支撑结构，也可以简化第一和第二辐射元件14和13的复杂馈电结构。
在上述结构中，信号耦合电路板344中的四个信号耦合线图342中的每一个，其以耦合方式提供馈电信号至贴片式第一辐射元件14，如同第一实施方案中的结构，通过根据本发明的特征，馈电路径形成以通过馈电电路板16接收馈电电信号，其上形成馈电电线分布图。该馈电路径同样可以实现为带线。另外，电源电路板16中的四个信号耦合线图案342中的每一个的电力馈送方法以与第一实施方案的结构相同的方式实现。
如上所述，可以构造根据本发明实施方案所述的移动通信基站天线。虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于此。
例如，虽然在上述说明书中描述了第二发射元件的示例性结构，但是在本发明的结构中可以采用任何常规类型的第二辐射元件的结构，而基本上不改变设计。
在上述说明书中，将第二发射元件的馈电线描述为设置在反射板的后表面上。或者，第二发射元件的馈电线可以设置在反射板的前表面上。
此外，除了上述各种结构之外，特别是在第二实施方案的结构中，可以提供用于更稳定地固定和支撑第一辐射元件的贴片板的附加支撑结构。

Claims (7)

1.移动通信基站天线，包括：
反射板；
安装在所述反射板上的贴片型第一辐射元件；
安装以层叠在所述第一辐射元件上的第二偶极子型辐射元件；以及
电源电路板，设置在所述反射板的一侧上、并且设置在与其上设置所述第一辐射元件和所述第二辐射元件的表面相同的表面上，以及具有电源导线分布图以供应电源信号至所述第一辐射元件。
2.权利要求1所述的移动通信基站天线，其中所述第一辐射元件包括：
贴片板，形成为具有预定尺寸的板状以产生预定频带的射频；以及
由用于信号耦合的带线形成的馈电线，其以固定的间隔布置并在所述贴片板的底部整体上以X状整体布置，并且以耦合方式分别向上述贴片板提供馈电信号；
其中所述电源电路板分别提供功率馈电信号至多个信号耦合带线。
3.权利要求2所述的移动通信基站天线，其中
巴伦支撑件用于支撑所述第一辐射元件和所述第二辐射元件；
其中所述巴伦支撑件整体形成为一体。
4.权利要求1所述的移动通信基站天线，其中所述第一辐射元件
贴片板设计为预定尺寸，以用于产生频带的射频并形成为金属矩形板状；以及
用于信号耦合的电路板，其以直立方式耦合并且具有安装为X状的整体平面形状以支撑所述贴片板；
用于信号耦合的多个线图案印刷在所述贴片板上的与信号耦合的电路板中的X状态图案的各个端部相对应的部分处，均以耦合方式提供馈送电信号；
其中所述馈电电路板分别向多个信号耦合线图案提供馈电信号。
5.权利要求4所述的移动通信基站天线，其中用于传输馈电信号至所述第二辐射元件的信号传输线图案印刷在信号耦合电路板上。
6.权利要求2或3所述的移动通信基站天线，其中
所述电源信号在电源电路板上成对分布，并且在用于信号耦合的带线之间传输的电源信号彼此相位相差180度，以及电源图案形成在所述天线上。
7.权利要求4或5所述的移动通信基站天线，其中
所述电源信号在电源电路板上成对分布，并且在用于信号耦合的信号图案线之间传输的电源信号彼此相位相差180度，以及电源图案形成在所述天线上。
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