CN104919648B - 标准天线接口 - Google Patents

Abstract

一种模块化无线通信站，包括标准天线接口(10)、无线通信天线(22)和远程无线电头(20)。标准接口包括用于无线通信天线的天线底座(12，14，16)和至少一个无线电头底座。无线电头底座包括至少一个线性引导支撑件结构(26)。无线通信天线包括被配置为啮合天线底座的支架和至少一个RF互连模块，无线通信天线安装在天线底座上。(一个或多个)远程无线电头包括被配置为啮合标准接口的线性引导支撑件结构的低摩擦车和被配置为啮合天线的RF互连模块的RF连接器。远程无线电头可以滑动成与天线啮合并锁定到位。

Description

标准天线接口

技术领域

本发明一般而言涉及无线通信。更具体而言，本发明涉及无线基 站天线和无线电装置部署中的改进。

背景技术

安装在塔顶部的无线电网络***的传统安装由远程无线电头 (remote radiohead，RRH)和分立的天线组成。这些部件安装在分 开的位置中并且利用跨接电缆线缆式连接在一起，以便在它们之间传 递射频(RF)信号。这种安装降低无线电网络的性能、造成复杂且 耗时的安装，并且引入安装错误的机会。本发明创建公共的安装接口 或外壳，这种接口或外壳将使天线和远程无线电头的安装标准化并简 单化。

当前的安装需要多根跨接电缆和多个安装工具包/硬件。这涉及 到更长的安装时间(每个站点大约12-15小时)。跨接电缆带来RF 损耗和无源互调产物(PassiveIntermodulation，PIM)的性能问题。 这些问题降低了网络性能，并且给网络运营商添加了要克服的显著成 本。跨接电缆还需要更防风雨，以及附加的资金开支和运营开支。

由于不存在公共的结构或安装方法来安装RRH和天线，因此需 要安装队来定义安装方法。这会导致安装错误、硬件缺失、电缆长度 错误和硬件安装不适当。

一旦天线和RRH被安装在塔顶，它就严格地依赖安装者把部件 正确地成缆并连接到一起。安装者将需要示意图或布线图来理解应当 如何进行这种连接。这引入了在错误的位置安装电缆、不正确地把连 接器组装到跨接电缆或者不正确地啮合它们的可能性。

解决当前***的限制的尝试通常涉及把RRH的无线电模块与天 线集成到单个外壳中(集成或有源天线)。集成天线不向网络运营商 提供选择来自不同供应商的不同RRH或天线的灵活性。无线电网络 运营商局限于有源或集成天线的供应商以及那种***的性能和价格。 集成天线方法还限制运营商充分利用天线产品或RRH单元的供应商 多样性的能力。它还限制新波束宽度天线以及多波束天线的可用性。 运营商还面临昂贵的组合单元的库存不足的挑战。

天线是无源部件并且比远程无线电头具有天生更低的故障率。典 型的天线返回率是每年小于0.1％，而RRH返回率通常在3％至5％ 的范围内。因此，在塔上单个单元中集成天线和RRH将需要以与 RRH相同的速率更换天线，这增加了运营开支。

此外，由于非标准安装配置以及多个跨接电缆的使用，当前的安 装明显没有吸引力。这种安装看上去并不是经过深思熟虑的解决方案。

发明内容

根据本发明一个例子的模块化无线通信站包括标准天线接口、无 线通信天线和远程无线电头。标准接口包括用于无线通信天线的天线 底座和至少一个无线电头底座。无线电头底座包括至少一个线性引导 支撑件结构，以方便RF连接器接口对齐和啮合。

无线通信天线包括被配置为啮合天线底座的支架和至少一个RF 互连模块，无线通信天线安装在天线底座上。(一个或多个)远程无 线电头包括被配置为啮合标准接口的线性引导支撑件结构的低摩擦车 和被配置为啮合天线的RF互连模块的RF连接器。远程无线电头可 以滑动成与天线啮合并被锁定到位。

模块化无线通信站还可以包括至少一个双工器，该双工器具有被 配置为啮合标准接口的线性引导支撑件结构的低摩擦车、被配置为啮 合天线的RF互连模块的RF连接器以及第二RF互连模块，其中双 工器滑动成与天线啮合，并且其中远程无线电头滑动成与双工器啮合。

在另一个例子中，标准天线接口包括用于接纳通信天线的安装支 架的天线底座、用于能塔式安装的设备的底座，以及把通信天线耦合 到能塔式安装的设备的RF互连模块。RF互连模块可以包括电容式 耦合。能塔式安装的设备可以包括远程无线电头、双工器、滤波器或 者其它能塔式安装的设备。此外，可以容纳这种能塔式安装的设备的 多个项，诸如双工器和两个或更多个远程无线电头。

RF互连模块可以集成到通信天线中，并且能塔式安装的设备还 包括用于啮合RF互连模块的RF连接器。作为替代，标准天线接口 还包括框架，并且RF互连模块位于标准天线接口的框架上。在这个 例子中，能塔式安装的设备和通信天线都还包括用于啮合RF互连模 块的RF连接器。

用于能塔式安装的设备的底座可以包括线性引导支撑件结构，并 且能塔式安装的设备还可以包括被配置为啮合线性引导支撑件结构的 小车。作为替代，用于能塔式安装的设备的底座可以包括轴向引导支 撑件结构，诸如安装销，并且能塔式安装的设备包括被配置为啮合该 轴向引导支撑件结构并在其上旋转的支架。此外，线性引导支撑件结 构和轴向引导支撑件结构可以组合使用。例如，可以利用轴向引导支 撑件结构和对应的支架安装天线，并且可以利用线性引导支撑件和低 摩擦车安装能塔式安装的设备。

附图说明

图1是本发明第一个例子的透视图。

图2是根据本发明第一个例子的另一方面的侧视图。

图3是适于在本发明第一个例子中使用的远程无线电头的端视图。

图4是适于在本发明第一个例子中使用的远程无线电头的侧视图。

图5是适于在本发明第一个例子中使用的远程无线电头连接器的 透视图。

图6是适于在本发明第一个例子中使用的天线连接器的透视图。

图7a和7b是示出可以结合本发明第一个例子使用的连接器的某 些细节的透视图。

图8是适于在本发明第一个例子中使用的双工连接器的透视图。

图9a和9b是根据本发明第二个例子的标准天线接口的透视图。

图10a和10b是第二个例子的标准天线接口的侧视图。

图11是本发明第三个例子的透视图。

图12是根据本发明第三个例子的标准天线接口的透视图。

图13是具有附加部件的本发明第三个例子的透视图。

图14是具有附加部件的本发明第三个例子的透视图。

图15a-15c示出了来自本发明第二个和第三个例子的特征的组合。

具体实施方式

本文描述标准天线接口，以克服传统RRH和天线塔顶安装的限 制。本发明创建标准天线接口，这种标准天线接口提供减少的安装时 间、防止安装者直接触摸RF电气路径/与RF电气路径对接、创建无 PIM的接口，并且允许网络运营商有选择任何品牌的天线或RRH来 安装的灵活性。这种解决方案还使得能够库存分立的天线和RRH， 从而降低存货成本。此外，更高故障率的RRH可以独立于更可靠的 无源天线而被更换。

标准天线接口包括标准接口结构，包括天线安装支架和RRH安 装结构，以及RF互连模块。标准接口结构充当天线和RRH二者的 安装介质。天线和RRH都安装到它们各自的通用安装结构。一种安 装结构将接纳天线以及可选地接纳所有必需的互连，而其它支架或安装结构将接纳RRH以及可选地接纳必需的互连。在其中标准接口结 构不包括RF互连的实施例中，这种RF互连是在天线和RRH之间 直接进行的。每个实体将直接安装到标准接口结构，并且可以彼此独 立地被移除。优选地，标准天线接口允许来自不同制造商的天线和无 线电装置现场耦合到一起，而无需添加跨接电缆和/或欧姆连接。

参考图1和2，公开了标准天线接口10的第一个例子。在这个 例子中，上部塔底座12、中间塔底座14和下部塔底座16被安装在 安装杆18上。上部塔底座12、中间塔底座14和下部塔底座16被配 置为与多个远程无线电头20以及天线22机械对接。优选地，上部塔 底座12、中间塔底座14和下部塔底座16被配置为与放在远程无线 电头20和天线22之间的双工器24机械对接。

图1和2中所示出的例子允许安装多达四个远程无线电头20。 在备选例子中(未示出)，当期望一个或两个远程无线电头20时， 中间塔底座14可以被略去。

上部塔底座12和下部塔底座16每个都包括线性引导支撑件26。 在所示出的例子中，线性引导支撑件26包括被配置为接纳滚轮小车 的轨道。但是，备选的轨道和低摩擦车滑动结构在本发明的范围内并 且可以被取代。在这个例子中，上部塔底座12包括天线底座28。附 加的天线底座29被包括在安装杆18上。天线22包括支架30，支架 30包括啮合天线底座28和天线底座29的槽。中间塔底座14包括两 个线性引导支撑件26。线性引导支撑件26位于安装杆18上与天线 22相对的侧上并且远离天线22延伸。

作为替代，下部塔底座16在结构上可以与上部塔底座12相同， 但是在安装时被颠倒。在这个例子中，上部塔底座12和下部塔底座 16每个都包括天线底座28。

参考图3和图4，远程无线电头20包括上部低摩擦车32和下部 低摩擦车34。上部低摩擦车32和下部低摩擦车34每个啮合各自的 线性引导支撑件26。例如，当远程无线电头20被安装在标准接口上 的下部位置时，上部低摩擦车32啮合中间塔底座14的线性引导支撑件26，并且下部低摩擦车34啮合下部塔底座16的线性引导支撑件 26。在所示出的例子中，上部低摩擦车32和下部低摩擦车34每个都 包括带轮子的小车。但是，备选的不带轮子的低摩擦车也被考虑了并 且可以取代带轮子的小车。

每个远程无线电头20包括RRH连接器40。天线22包括多个被 设计为啮合各自的配对RRH连接器的集成的RF互连模块44。作为 替代，RF互连模块44可以位于标准天线接口10之上，并且天线22 可以具有连接器。

一旦上部低摩擦车32和下部低摩擦车34在它们各自的线性引导 支撑件26中啮合，远程无线电头20就可以滑动成与天线22啮合。 具体而言，RRH连接器40与其各自的RF互连模块44配对。远程 无线电头20可以直接与天线配对，或者可选地，双工器24可以被包 括在两个远程无线电头20与天线22之间。远程无线电头20可以利 用锁35锁定到位。

当使用双工器24时，双工器24将包括两组面向远程无线电头 20的RF互连模块44。双工器24还包括面向天线22的一个RRH连 接器40。天线22可以被配置为具有面向双工器24的单个RF互连 模块44。双工器24包括一对上部低摩擦车32和一对下部低摩擦车 34。除了远程无线电头20和双工器24，附加类型的能塔式安装的设 备，诸如滤波器，也可以被标准天线接口10容纳。

组件可以包括少至一个天线和一个远程无线电头20。但是，如 图中所示出的，每个线性引导支撑件26可以包括接纳两个远程无线 电头20的两个通道，并且对于每个天线22可以存在多于一对线性引 导支撑件26。在所示出的例子中，可以存在耦合到天线22的四个远 程无线电头20。

图1-4的例子使得RF连接器能够直通线性啮合。这允许采用能 够盲配对的电容耦合RF连接器的改进设计。这种长啮合的例子在图 5和6中示出。

如图5和6中所示出的，RF互连模块44和RRH连接器40可 以包括同轴构造的盲配对连接器。在一个例子中，RF互连模块44 可以包括具有大体上圆柱形支柱60的中心导体延伸和外部导体延伸 62。圆柱形支柱60可以被诸如由聚合物收缩套管形成的电介质层的 电介质层覆盖。RRH连接器40可以包括适于接纳RF互连模块44 的圆柱形支柱60的中心导体延伸64以及被配置为适配在外部导体延 伸62中的外部导体延伸66。电介质层覆盖在外部导体延伸66上。 电介质层防止导体延伸之间形成欧姆连接，并且确保耦合是电容式的， 从而降低无源互调(PIM)的可能性。

RF互连模块44可以包括浮动板，以改进电容式盲配对连接器 的对齐。参考图7a和7b，示出了包括浮动板70的互连模块44的部 分。浮动板70可以在每个开口中接纳盲配对的同轴连接器；在图7a 和7b中示出了被标示为72的四个这种互连。浮动板70通常被安装 到包括开口的刚性结构，诸如天线的背面，其中刚性结构中的开口与 浮动板70中的开口对齐。刚性结构中的开口足够大，使得它们不干 扰与主体面板78垂直的指状物76的屈曲。其中浮动板可以与能够盲 配对的连接器一起采用的示例性环境在Van Swearingen等人的美国 专利公开No.2013/0065415中讨论，该专利的公开内容通过引用被整 体并入本文。

如参考图7a和7b可以理解的，当连接器80***浮动板70时， 指状物可以屈曲，以帮助补偿连接器80相对于其配对连接器82的任 何失准。由于连接器80、82及其部件的尺寸的微小容限差，这种失 准并不罕见。

虽然滚动的直通啮合是有利的，但是另一个例子采用绕轴转动的 轴向引导啮合。参考图9a、9b、10a和10b，标准天线接口110远离 杆或壁安装，并且在杆的一侧上容纳天线122和远程无线电头120。 在这个例子中，标准天线接口110是利用成型板材金属构造的。但是， 标准天线接口110也可以由金属矩形管道构造。如在以上例子中， RF互连模块144被集成到天线122中(图10a)。

参考图10a和10b，远程无线电头可以被连接到标准天线接口 110。远程无线电头120包括安装钩形安装支架127和槽形安装支架 128。标准天线接口110包括销129，销129包括轴向引导支撑件结 构。钩形安装支架127和槽形安装支架128啮合标准天线接口的销129(图9a)，并且允许远程无线电头120旋转成啮合(图9b)。在 另一个例子中，标准天线接口110可以被配置为接纳两个或更多个远 程无线电头120。天线122也具有啮合销129并且允许天线122以类 似方式旋转成啮合的钩形安装支架127(未示出)和槽形安装支架 128。

远程无线电头120可以安装到标准天线接口110和/或从其移除， 而无需移动天线122(10a)。类似地，天线122可以安装到标准天 线接口110和/或从其移除，而无需移动远程无线电头120(10b)。 在另一个例子中，钩形安装支架127和槽形安装支架128可以用单片式安装支架代替。线性引导支撑件结构和轴向引导支撑件结构也可以 组合使用。例如，天线可以利用诸如销129和对应的钩形安装支架 127的轴向引导支撑件结构安装，并且能塔式安装的设备可以利用线 性引导支撑件26和低摩擦车32、34安装。

参考图11和12，示出了附加例子的透视图。在这个例子中，标 准天线接口210容纳天线222和多达四个RRH远程无线电头220。 在这个例子中，标准天线接口210被安装到杆。标准天线接口210包 括横梁构件212、214和216，以及垂直构件217。

参考图12，标准天线接口210包括用于天线222的安装点228 和RF互连模块244。参考图13，天线222被安装到标准天线接口 210。用于接纳远程无线电头220的安装支架229也安装在标准天线 接口210上的上部位置。浮动板270可以被包括在安装支架229上。 此外，可选的双工器224安装在标准天线接口210上。图14继续图 13的例子，其中包括被安装在双工器224上的安装支架229。以与它 们将被直接安装在标准天线接口210上相同的方式，远程无线电头 220可以安装在双工器224上。安装支架229包括RF互连模块244， 其中RF互连模块244与天线连接器242和远程无线电头(未示出) 上的连接器对接。

双工器224在下部安装支架上的安装仅仅是一个例子；双工器 224可以安装在上部安装支架、下部安装支架、两个安装支架上，或 者完全被略去。这种可选地包括双工器的灵活性是这个例子的优点。

为了快速和稳健的部件对接，RF互连模块244包括在盲配对方 法中提供7/16DIN类型RF性能的盲配对RF连接器***。RF互连 模块244可以包括电容式耦合的接口和/或连接器，诸如在于2012年 11月9日提交的美国专利申请No.13/672,965、13/673,084和 13/673,373中所描述的，这些申请的公开内容通过引用方式被并入。

参考图15，示出了包括RF互连模块344的标准天线接口310的 例子。远程无线电头320的RRH连接器340啮合RF互连模块344 的一侧，并且天线322的天线连接器350啮合RF互连模块344的另 一侧。

本发明不限于远程无线电头和天线。通用安装支架也可以被用来 安装能塔式安装的设备的附加项。

在另一个例子中，标准接口结构直接安装到杆，并且允许RRH 和天线跨在杆上。标准接口结构包括RF互连模块，在RRH和天线 被啮合时，该模块被移动到侧面，使得它避开杆。RRH和天线直接 安装到标准接口结构，并且每个都可以被独立地移除。

在另一个例子中，代替安装到杆，标准天线接口可以在塔安装中 代替杆。在这个例子中，该结构可以包括在两端都具有延伸的管式管 道的矩形管道或圆形管道。当天线和RRH被安装时，RF互连配合 中心结构内部，并且被隐藏在该结构中。

在另一个例子中，通过RF过滤和/或放大，附加的功能被添加 到标准天线接口。附加的模块，诸如塔安装放大器(TMA)或RF 滤波器，可以在标准接口结构中被添加。这些模块将在一侧或两侧上 都包含RF互连模块，从而使它能够直接连接到天线或RRH。这些 模块可以是可移除的分立实体，或者被永久性地嵌入标准接口外壳中。

Claims (17)

1.一种模块化无线通信站，包括：

a.标准天线接口，具有用于无线通信天线的天线底座和至少一个无线电头底座，每个无线电头底座具有远离所述天线底座延伸的至少一个伸长的线性引导支撑件结构；

b.无线通信天线，具有被配置为啮合所述天线底座的支架和至少一个RF互连模块，所述无线通信天线安装在所述天线底座上；

c.至少一个远程无线电头，具有被配置为啮合所述标准天线接口的伸长的线性引导支撑件结构的低摩擦车和被配置为啮合所述天线的RF互连模块的RF连接器。

2.如权利要求1所述的模块化无线通信站，其中所述远程无线电头滑动成与所述天线啮合并锁定到位。

3.如权利要求1所述的模块化无线通信站，还包括至少一个双工器，该双工器具有被配置为啮合所述标准天线接口的伸长的线性引导支撑件结构的低摩擦车、被配置为啮合所述天线的RF互连模块的RF连接器以及第二RF互连模块，其中所述双工器滑动成与所述天线啮合，并且其中多个远程无线电头滑动成与所述双工器啮合。

4.如权利要求1所述的模块化无线通信站，其中所述至少一个远程无线电头包括多个远程无线电头。

5.如权利要求1所述的模块化无线通信站，其中所述RF互连模块和RF连接器包括电容式耦合。

6.如权利要求1所述的模块化无线通信站，其中所述伸长的线性引导支撑件包括轨道，并且所述低摩擦车包括带轮子的小车。

7.如权利要求1所述的模块化无线通信站，其中所述天线底座包括轴向引导支撑件结构，并且所述天线的支架包括啮合所述轴向引导支撑件结构并在其上旋转的钩子。

8.如权利要求1所述的模块化无线通信站，还包括安装杆，其中所述天线底座部署在所述安装杆的第一侧，并且所述至少一个无线电头底座部署在所述安装杆的第二侧。

9.如权利要求8所述的模块化无线通信站，其中所述安装杆的第一侧与所述安装杆的第二侧彼此相对。

10.如权利要求9所述的模块化无线通信站，其中，当所述无线通信天线和所述远程无线电头与所述标准天线接口啮合时，这三者全都位于同一平面中。

11.一种标准天线接口，包括：

a.天线底座，用于接纳通信天线的安装支架；

b.底座，用于能塔式安装的设备；

c.RF互连模块，其把通信天线耦合到能塔式安装的设备，其中所述RF互连模块包括盲配对的电容式耦合。

12.如权利要求11所述的标准天线接口，其中所述RF互连模块被集成到所述通信天线中，并且所述能塔式安装的设备还包括用于啮合所述RF互连模块的RF连接器。

13.如权利要求11所述的标准天线接口，还包括框架，其中所述RF互连模块位于所述标准天线接口的框架上，所述能塔式安装的设备还包括用于啮合所述RF互连模块的第一RF连接器，并且所述通信天线还包括用于啮合所述RF互连模块的第二RF连接器。

14.如权利要求11所述的标准天线接口，其中用于能塔式安装的设备的底座包括线性引导支撑件结构，并且所述能塔式安装的设备还包括被配置为啮合所述线性引导支撑件结构的小车。

15.如权利要求11所述的标准天线接口，其中用于能塔式安装的设备的底座还包括轴向引导支撑件结构，并且所述能塔式安装的设备还包括被配置为啮合所述轴向引导支撑件结构并在其上旋转的支架。

16.如权利要求11所述的标准天线接口，其中所述能塔式安装的设备还包括远程无线电头。

17.如权利要求11所述的标准天线接口，其中所述能塔式安装设备还包括多个远程无线电头。