CN107851906A - 天线设备 - Google Patents

Abstract

一种天线设备，包括：天线单元；无线电单元，其处理由所述天线单元发射或者接收的无线电信号；以及散热单元，其被安装在所述无线电单元上并且使所述无线电单元的热量在外部耗散。所述天线单元被布置在相对于所述无线电单元的、与所述散热单元相同的一侧。

Description

天线设备

技术领域

本发明涉及在例如无线电通信***的基站设备中使用的天线设备。

本申请要求于2015年8月25日提交的日本专利申请号2015-166201的优先权的权利，其公开内容整体通过引用并入本文。

背景技术

作为诸如移动电话的、在无线电通信***的基站设备中使用的天线设备，存在其中天线元件和处理由天线元件发射或者接收的无线电信号的无线电单元彼此集成的天线设备(例如，参见专利文献1)。

在专利文献1中所公开的天线设备中，天线单元(平面天线和天线罩)被安装在无线电单元(收发器单元)的上侧。在无线电单元的下侧，使无线电单元的热量在外部耗散的散热单元(热耗散翅片)被安装。

引文列表

[专利文献]

专利文献1：日本未审查专利公开号2003-158465

发明内容

本公开的天线设备包括：天线单元；无线电单元，其处理由天线单元发射或者接收的无线电信号；以及散热单元，其被安装在无线电单元上并且使无线电单元的热量在外部耗散，其中，天线单元被布置在与散热单元相对于无线电单元相同的一侧。

附图说明

[图1]图1是示出包括根据本发明的第一实施例的天线设备的小基站设备的示意图。

[图2]图2是天线设备的功能块图。

[图3]图3是天线设备的透视图。

[图4](a)是从前侧看的天线设备的正面图，并且(b)是天线设备的侧视图。

[图5]图5示出了附接构件的变型，其中，(a)是平面图并且(b)是从后侧看的正面图。

[图6]图6是天线单元的分解透视图。

[图7]图7是从前侧看的天线单元的变型的正面图。

[图8]图8是天线设备的剖视图。

[图9]图9示出了根据本发明的第二实施例的天线设备，其中，(a)是从前侧看的正面图并且(b)是侧视图。

具体实施方式

[待由本公开解决的问题]

在被用于移动电话等的无线电通信***中，近年已经看到归因于智能电话等的扩散的急剧增加的通信业务量。为了解决通信量拥挤，已经有效地引入小型小区。因此，作为使用在对应于小型小区的小基站设备中的天线设备，需要在大小和重量方面小的天线设备。

然而，专利文献1中所公开的天线设备具有以下问题：其在无线电单元的上侧和下侧中的每一个处需要空间用于相应地布置天线单元和散热单元，并且因此不能实现整体设备的微型化。

鉴于前述内容，本发明的目标是提供实现包括天线单元和散热单元的天线设备的微型化的新颖技术。

[本公开的效果]

本公开可以使包括天线单元和散热单元的天线设备微型化。

[本发明的实施例的描述]

首先，将列出并且描述本发明的实施例的内容。

(1)根据本发明的实施例的天线设备包括：天线单元；无线电单元，其处理由天线单元发射或者接收的无线电信号；以及散热单元，其被安装在无线电单元上并且使无线电单元的热量在外部耗散，其中，天线单元被布置在与散热单元相对于无线电单元相同的一侧。

在天线设备中，天线单元被布置在与散热单元相对于无线电单元相同的一侧。因此，可以无需常规地被用于将天线单元布置在与散热单元相对于无线电单元相反的一侧的空间。因此，实现包括天线单元和散热单元的天线设备的微型化。

(2)在天线设备中，散热单元优选地包括多个热耗散翅片，并且从相同的一侧看，天线单元优选地被布置在用于多个热耗散翅片的布置区域内部。

在这种情况下，天线单元被布置在用于多个热耗散翅片的布置区域内部。因此，可以无需用于将天线单元布置在布置区域外部的空间。

(3)在天线设备中，散热单元优选地可以包括多个热耗散翅片，并且从相同的一侧看，天线单元可以被布置在用于多个热耗散翅片的布置区域外部。

在这种情况下，天线单元被布置在用于多个热耗散翅片的布置区域外部。因此，热耗散翅片变得较不易于影响天线单元的天线特性。

(4)在天线设备中，天线单元优选地包括天线元件以及壁部，从相同的一侧看，该壁部围绕天线元件。

在这种情况下，天线元件被壁部围绕。因此，散热单元变得较不易于影响天线单元的天线特性。

(5)在天线设备中，散热单元优选地包括接线用孔，其用于***从无线电单元向天线单元供电的电源线。

在这种情况下，将电源线***散热单元的接线用孔中，促进从无线电单元到天线单元的电源线的接线工作。

(6)在天线设备中，无线电单元优选地包括壳体和多个信号处理模块，其被容纳在壳体中，用于处理无线电信号，并且多个信号处理模块的至少一部分被更密集地布置在壳体中的相同的一侧。

在这种情况下，在模块的部件之间连接的电缆连同模块被布置在散热器侧。因此，与其中模块的部件分离地被布置在散热器侧和相对侧的情况相比较，电缆能够在长度方面减少。因此，电缆变得较不易于在盖闭合时由壳体的盖夹住。

(7)在天线设备中，散热单元包括多个热耗散翅片，并且至少一部分信号处理模块被布置在壳体中的与多个热耗散翅片相对应的位置处。

在这种情况下，天线单元被布置在与散热单元相对于无线电单元相同的一侧，热耗散翅片使热量从模块的部件在外部高效地耗散。

[本发明的实施例的细节]

在下文中，将参考附图给出本发明的实施例的描述。

[总体结构]

图1是示出包括根据本发明的第一实施例的天线设备的小基站设备的示意图。在小基站设备1中，天线设备3被连接到包括基带处理单元2a的基站设备主体2。天线设备3与基站设备主体2隔开地安装在室外或者室内。基站设备主体2和天线设备3利用例如光纤7彼此连接。用作天线设备控制单元的基带处理单元2a执行数字区域中的基带信号处理，并且还控制天线设备3。

图2是天线设备3的功能块图。天线设备3包括：多个(在本文中，四个)天线单元，其各自包括天线元件12；以及无线电单元(远程无线电头端；RRH)5，其处理由天线单元4接收或者发射的无线电信号。

无线电单元5通过在其中封装多个信号处理模块21的壳体20(参见图3)而被结构化。在本实施例中，作为多个信号处理模块21，无线电信号处理单元22、无线电单元主体23、过滤器24和电源控制单元(电源电路)25被容纳在壳体20中。无线电信号处理单元22、无线电单元主体23和过滤器24设置在被布置在壳体20内部的衬底26(参见图8)上。

无线电信号处理单元22处理经由光纤7等与基站设备主体2交换的传输/接收数据(数字数据)。无线电信号处理单元22各自包括用于将模拟接收信号转换为接收数字信号的AD转换器和解调器(未示出)，以及用于将传输数字信号转换为模拟传输信号的DA转换器和调制器(未示出)。

无线电单元主体23各自包括放大器(未示出)等，并且分别经由过滤器24连接到天线元件12。无线电单元主体23和无线电信号处理单元22连接到电源控制单元25。

电源控制单元25将外部供电电源电压转换为预定电压，并且向无线电信号处理单元22和无线电单元主体23供应预定电压的电力。电源控制单元25被供应有来自外部电源的电力。

[天线设备]

图3是天线设备3的透视图。天线设备3还包括被安装在无线电单元5的前侧的散热单元6。散热单元6使无线电单元5的热量在外部耗散，并且包括基板31和由例如铝一体形成的多个热耗散翅片32。

基板31可移除地附接到在无线电单元5的前侧打开的盒状壳体20，以便闭合开口。因此，根据本实施例的基板31具有作为闭合壳体20的开口的盖的功能。注意，闭合壳体20的开口的盖可以被设置为与基板31分离的构件。

多个热耗散翅片32在基板31的前表面31a处在上下方向上的整个长度上延伸，并且在左右方向上以预定间隔布置。

图4中的(a)是从前侧看的天线设备的正面图，并且(b)是天线设备3的侧视图。在图3和图4(a)中，上下一对附接构件8被固定到无线电单元5的壳体20的右和左相对侧壁中的每一个的外表面。根据本实施例的附接构件8将壳体20固定到诸如办公楼的建筑物的壁表面侧，并且各自包括固定到壳体20的右和左相对侧壁中的一个的外表面的固定部件41，以及在固定部件41的左右方向上向外突出的附接构件42。在附接部件42处，用于***在建筑的壁表面侧处所形成的螺丝孔(未示出)处紧固的螺丝(未示出)的***孔42a被形成为在厚度方向上穿透。

图5示出了附接构件8的变型，其中，(a)是平面图并且(b)是从后侧看的正面图。根据变型的附接构件8将无线电单元5的壳体20固定到圆柱形支柱P，并且包括U形带部件43和一对固定部件44，该一对固定部件44在从右到左的方向上从带部件43的右和左相对端向外延伸。在附接部件44处，用于***在壳体20的后表面处所形成的螺丝孔(未示出)处紧固的螺丝45(未示出)的***孔44a被形成为在厚度方向上穿透。

[天线单元]

在图3和图4(a)中，多个天线单元4被布置在相对于无线电单元5的前侧，散热单元6在该侧被布置。进一步地，从天线设备3的前侧看，多个天线单元4被布置在多个热耗散翅片32的布置区域T的内部。

特别地，多个天线单元4分别被布置在布置区域T中的四个位置处——即，右上部分、右下部分、左上部分和左下部分，各自位于由部分地移除热耗散翅片32而形成的空间中。

图6是天线单元4的分解透视图。在图6和图4(a)中，天线单元4包括多个(在本文中，四个)衬底11、设置在衬底11中的每一个处的天线元件12、围绕多个衬底11的多个壁部13、以及从前侧覆盖多个衬底11(天线元件12)的天线罩14。

多个衬底11由支撑构件9(参见图8)支撑以便相对于散热单元6的基板31的前表面31a垂直地竖起。进一步地，从天线单元4的前侧看，多个衬底11以十字形被布置。即，多个衬底11由在上下方向上布置的一对衬底11A、11B和在左右方向上布置的一对衬底11C、11D构成。

在衬底11中的每一个上，形成由例如金属箔制成的天线元件12。衬底11A、11B的天线元件12将用于垂直极化的双极天线元件结构化，并且各自包括在前后方向上延伸的第一元件部件12a，以及从第一元件部件12a的前端在上下方向上向外折叠的第二元件部件12b。

衬底11C、11D的天线元件12将用于水平极化的双极天线元件结构化，并且各自包括在前后方向上延伸的第一元件部件12a，以及从第一元件部件12a的前端在左右方向上向外折叠的第二元件部件12b。

注意，虽然根据本实施例的多个衬底11以十字形被布置，但是其可以以X形被布置，例如在图7中所示。进一步地，虽然根据本实施例的天线元件12由用于垂直极化的天线元件和用于水平极化的天线元件构成，但其可以是用于垂直极化和水平极化中的一个的天线元件。更进一步地，天线元件12的数目不限于四个，并且可以是例如一个、两个或八个。更进一步地，天线元件12可以是除偶极天线元件外的类型的天线元件。

在图6和图4(a)中，多个壁部13由通过诸如铝的金属制成的平板构件形成，并且被固定以便相对于散热单元6的基板31的前表面31a垂直地竖起。壁部13的前端期望地比热耗散翅片32更向前地突出(参见图4(b))。进一步地，从天线单元4的前侧看，多个壁部13以四边形而被布置，以便围绕多个衬底11。

即，多个壁部13包括在如从天线单元4的前侧看的左右方向上延伸并且在上下方向上以预定间隔布置的一对壁部13A、13B，以及在上下方向上延伸并且在左右方向上以预定间隔布置的一对壁部13C、13D。注意，多个壁部13A至13D的至少一部分可以与散热单元6集成。

天线罩14被形成为盒状盖(参见图8)，并且可移除地附接到具有在壁部13的前端表面上紧靠的开口端(后端表面)的壁部13。因此，多个衬底11和天线元件12通过多个壁部13和天线罩14而防水。

图8是天线设备3的剖视图。无线电单元5的多个信号处理模块21被更密集地布置在壳体20中的前侧，即散热单元6侧。特别地，多个信号处理模块21设置在被固定到散热单元6的基板31的后表面31b的衬底26上。衬底26被固定到在不对应于天线单元4的位置处——即，在对应于多个热耗散翅片32的位置处——的后表面31b。因此，多个信号处理模块21被布置在对应于多个热耗散翅片32的位置处。注意，在本实施例中，虽然全部多个信号处理模块21被更密集地布置在散热单元6侧，但是信号处理模块21(例如，散发大量热量的信号处理模块21)的至少一部分应该被布置在散热单元6侧。

在衬底26上，设置电源连接器27。向天线单元4的天线元件12供电的电源线28的一端连接到电源连接器27。对于散热单元6的基板31，用于***电源线28的接线用孔31c被形成在对应于天线单元4的位置处，以便在基板31的厚度方向上穿透。因此，电源线28的另一端被***接线用孔31c中并且被连接到天线元件12。使接线用孔31c的***防水以便防止水进入壳体20内部。

[效果]

如上文已经描述的，在根据本实施例的天线设备3中，天线单元4被布置在与散热单元6相对于无线电单元5相同的一侧。因此，可以无需常规地被用于将天线单元4布置在与散热单元6相对于无线电单元5相反的一侧的空间。因此，实现包括天线单元4和散热单元6的天线设备3的微型化。

进一步地，从天线设备3的前侧看，天线单元4被布置在用于多个热耗散翅片32的布置区域T内部。因此，可以无需位于布置区域T外部的用于布置天线单元4的空间。

更进一步地，天线单元4中的每一个的天线元件12由壁部13围绕。因此，散热单元6变得较不易于影响天线单元4的天线特性。

更进一步地，散热单元6包括用于***从无线电单元向天线单元供电的电源线28的接线使用孔31c。因此，将电源线28***接线使用孔31c有助于从无线电单元5到天线单元4的电源线28的接线工作。

更进一步地，无线电单元5的多个信号处理单元21被更密集地布置在壳体20中的散热单元6侧。因此，在信号处理模块21之间连接的电缆(未示出)还连同多个信号处理模块21被布置在散热单元6侧。因此，与其中多个信号处理模块21被分离地布置在散热单元6上和相对侧的情况相比较，信号处理模块21之间的电缆能够在长度方面减少。

更进一步地，如在本实施例中，在其中电源线28被***散热单元6的接线用孔31c中的情况下，电源线28还能够在长度方面减少。该配置防止归因于电源线28的无线电信号的衰减，并且当盖闭合时防止电源线或者电缆由壳体20的盖(在本实施例中，散热单元6)夹住。

更进一步地，多个信号处理模块21被布置在壳体20中的与多个热耗散翅片32相对应的位置处。因此，尽管天线单元4被布置在与散热单元6相对于无线电单元5相同的一侧，但是热耗散翅片32使热量从多个信号处理模块21在外部耗散。

[第二实施例]

图9示出了根据本发明的第二实施例的天线设备3，其中，(a)是从前侧看的正面图并且(b)是侧视图。根据本实施例的天线设备3与第一实施例不同之处在于散热单元6的热耗散翅片32被形成的位置以及天线单元4被布置的位置。

根据本实施例的多个热耗散翅片32在基板31的前表面31a上从上端延伸到略低于基板31的中心的位置。在用于多个热耗散翅片32的布置区域T外部——即，从天线设备3的前侧看，在基板31的前表面31a中的下侧，在左右方向上以预定间隔布置两个根据本实施例的天线单元4。注意，在第二实施例中未描述的那些构成要素与在第一实施例中的那些构成要素类似。

如上文已经描述的，从天线设备3的前端看，在根据第二实施例的天线设备3中，天线单元4被布置在用于多个热耗散翅片32的布置区域T外部。因此，热耗散翅片32变得较不易于实现天线单元4的天线特性。

[其它]

注意，本文所公开的实施例应该在其全部方面上被解释为说明性而非限制性的。应预期到本发明的范围不由说明书的含义而是由权利要求的范围示出，并且包括等于权利要求的范围的含义和范围内的全部修改。

附图标记列表

1：小基站设备

2：基站设备主体

2A：基带处理单元

3：天线设备

4：天线单元

5：无线电单元(RRH)

6：散热单元

7：光纤

8：附接构件

9：支撑构件

11、11A至11D：衬底

12：天线元件

12a：第一元件部件

12B：第二元件部件

13、13A至13D：壁部

14：天线罩

20：壳体

21：信号处理模块

22：无线电信号处理单元

23：无线电单元主体

24：过滤器

25：电源控制单元

26：衬底

27：电源连接器

28：电源线

31：基板

31A：前表面

31B：后表面

31C：接线用孔

32：热耗散翅片

41：固定部件

42：附接部件

42A：***孔

43：频带部件

44：固定部件

44A：***孔

45：螺丝

P：支柱

T：布置区域

Claims (7)

1.一种天线设备，包括：

天线单元；

无线电单元，所述无线电单元处理由所述天线单元发射或者接收的无线电信号；以及

散热单元，所述散热单元被安装在所述无线电单元上并且使所述无线电单元的热量在外部耗散，

其中，

所述天线单元被布置在相对于所述无线电单元的、与所述散热单元相同的一侧。

2.根据权利要求1所述的天线设备，其中，

所述散热单元包括多个热耗散翅片，并且

从所述相同的一侧看，所述天线单元被布置在用于所述多个热耗散翅片的布置区域的内部。

3.根据权利要求1所述的天线设备，其中，

所述散热单元包括多个热耗散翅片，并且

从所述相同的一侧看，所述天线单元被布置在用于所述多个热耗散翅片的布置区域的外部。

4.根据权利要求2所述的天线设备，其中，

所述天线单元包括天线元件以及壁部，从所述相同的一侧看，所述壁部围绕所述天线元件。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的天线设备，其中，

所述散热单元包括接线用孔，所述接线用孔用于***从所述无线电单元向所述天线单元供电的电源线。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的天线设备，其中，

所述无线电单元包括壳体和多个信号处理模块，所述多个信号处理模块被容纳在所述壳体中以用于处理所述无线电信号，并且

所述多个信号处理模块的至少一部分被更密集地布置在所述壳体中的所述相同的一侧上。

7.根据权利要求6所述的天线设备，其中，

所述散热单元包括多个热耗散翅片，并且

所述至少一部分的所述信号处理模块被布置在所述壳体内部的与所述多个热耗散翅片相对应的位置处。