CN109075430A - 经由激光直接结构化和其它选择性金属化技术形成的用于基站天线的单片式辐射元件和馈电板组件 - Google Patents
经由激光直接结构化和其它选择性金属化技术形成的用于基站天线的单片式辐射元件和馈电板组件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109075430A CN109075430A CN201780027952.4A CN201780027952A CN109075430A CN 109075430 A CN109075430 A CN 109075430A CN 201780027952 A CN201780027952 A CN 201780027952A CN 109075430 A CN109075430 A CN 109075430A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- feeder panel
- chip
- radiating element
- transmission line
- dipole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
- H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/062—Two dimensional planar arrays using dipole aerials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
- H01Q21/26—Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
- H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
一种制造用于基站天线的单片式馈电板组件的方法,该方法包括:注塑模制包括馈电板部分和至少一个辐射元件部分的整体框架,然后选择性地在整体框架上沉积金属,以在整体框架上形成射频传输线和辐射器,以提供单片式馈电板组件。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年5月6日提交的美国临时专利申请序列No.62/332,509的优先权,其全部内容并入本文,如同其整体被阐述一样。
技术领域
本发明一般而言涉及无线电通信,并且更具体而言,涉及用于蜂窝通信***的基站天线。
背景技术
蜂窝通信***在本领域中是众所周知的。在蜂窝通信***中,地理区域被划分为称为“小区”的一系列区域,并且每个小区由基站服务。基站可以包括一个或多个基站天线,这一个或多个天线被配置为提供与在地理上位于由基站服务的小区内的移动订户的双向射频(“RF”)通信。在许多情况下,每个基站向多个“扇区”提供服务,并且多个天线中的每个天线将为扇区中的相应一个扇区提供覆盖。
基站天线通常被实现为相控阵天线。在一个典型的实现中,基站天线将包括5到20个之间的“辐射元件”,这些辐射元件以垂直朝向的线性阵列布置。各个辐射元件可以包括例如偶极子或贴片辐射天线元件。每个辐射元件可以被设计为在方位平面(azimuthplane)中具有与基站天线被设计用于服务的“扇区”所对向的角度对应的波束宽度。例如,在包括三个基站天线的基站中,每个基站天线服务于方位平面中的120度扇区,线性阵列中的每个辐射元件可以在方位平面中具有大约60-65度的半功率波束宽度,以在方位平面中提供120度覆盖(或稍微更多)。通常,仰角平面(elevation plane)中的各个辐射元件的波束宽度将超过期望的仰角波束宽度(期望的仰角波束宽度常常在8-20度范围内)。通过提供全都接收相同射频(RF)信号的多个(例如,5-20个)辐射元件,并通过向馈送到每个辐射元件的RF信号的子分量提供相位锥度,即使各个辐射元件的仰角波束宽度超过期望的仰角波束宽度,线性阵列的仰角波束宽度也可以减小到期望的范围内。在一些情况下,可以提供辐射元件的二维阵列,其允许在方位平面和仰角平面二者中收缩天线波束的波束宽度。
附图说明
图1A-图1B分别是根据本发明实施例的基站天线的正视图和侧视图。
图2A是包括在图1A-图1B的基站天线中的、根据本发明实施例的单片式馈电板组件的透视图。
图2B是可以代替图2A的单片式馈电板组件使用的、根据本发明其它实施例的单片式馈电板组件的透视图。
图2C是图2B的单片式馈电板组件的侧透视图。
图3是包括在图2A的馈电板组件中的导电通孔的横截面视图。
图4A是根据本发明其它实施例的馈电板组件的正视图。
图4B是图4A的馈电板组件的侧视图。
图5A是根据本发明实施例的单片式辐射元件的顶部透视图。
图5B是图5A的单片式辐射元件的侧透视图。
具体实施方式
根据本发明的实施例,提供了用于基站天线的辐射元件和馈电板组件,它们通过在注塑模制的塑料框架上选择性地沉积导电迹线和其它导电特征件而形成。这些辐射元件和馈电板组件可以被形成为单片式单元,从而减少包括在基站天线中的不同部分的数量。使用这种单片式辐射元件或馈电板组件可以显著减少天线组装中所需的焊点数量,由此减少组装时间和成本。而且,由于不良焊点可能是无源互调(PIM)失真的来源,因此焊点的减少也可以减少每个天线上所需的PIM失真测试量,并实现更好性能的天线。在一些实施例中,导向器(director)和导向器支撑可以被形成为单片式结构的一部分,从而进一步减少天线的部分的数量和组装时间。
在一些实施例中,激光直接结构化(structuring)可以用于选择性地金属化注塑模制的框架,以形成辐射元件和馈电板组件。选择性沉积的金属可以使用表现出良好PIM失真性能的金属材料。金属化几何结构可以被构造为在注塑模制的塑料树脂上形成表现出期望电性能(诸如低回波损耗值、高功率处理能力、低PIM失真、低***损耗等)的传输线和其它结构。
在其它实施例中,可以使用除激光直接结构化之外的选择性金属化技术(诸如例如真空金属化、无电金属镀或微观集成处理技术(MIPTEC)),以形成用于与基站天线一起使用的单片式辐射元件和馈电板组件。
现在将参考图1A-图5B更详细地描述本发明的实施例。
首先参考图1A-图1B,示出了根据本发明实施例的基站天线100。特别地,图1A是基站天线100的正视图,以及图1B是基站天线100的侧视图。如图1A-图1B中所示,基站天线100是具有大致矩形形状的细长结构。天线100可以被安装成以垂直朝向使用,使得天线的纵轴大致垂直于地面延伸。天线100通常安装在提供环境保护的保护天线罩(未示出)内。
天线100包括接地平面结构110和多个辐射元件220、320。天线的各种机械和电子部件(未示出)可以安装在接地平面结构110的后面(即,与辐射元件220、320相对)。这些电子和机械部件尤其可以包括连接器、线缆、移相器、远程电子倾斜(remote electronictilt,“RET”)单元、机械链接器、双工器等。接地平面结构110可以包括反射器112,并且辐射元件220、320可以被安装成从反射器112向前延伸。反射器112可以包括金属表面,该金属表面将由辐射元件220、320朝着天线100的后部发射的射频(RF)能量重定向成沿着向前的方向回去。反射器112还可以用作辐射元件220、320的接地平面。
辐射元件220、320可以分类为高频带辐射元件220和低频带辐射元件320。高频带辐射元件220安装在第一垂直朝向和第二垂直朝向的列中(要注意的是,当安装时,天线100将从图1A-图1B中所示的朝向沿逆时针方向旋转90度),以形成高频带辐射元件220的第一线性阵列120和第二线性阵列130。低频带辐射元件320可以安装在第三垂直朝向的列中,以形成在第一线性阵列120和第二线性阵列130之间延伸的第三线性阵列140。低频带辐射元件320可以被配置为发送和接收在第一频带(例如,694-960MHz频带或其一部分)中的信号。高频带辐射元件220可以被配置为发送和接收在第二频带(例如,1.695-2.690GHz频带或其一部分)中的信号。高频带辐射元件220的第一线性阵列120和第二线性阵列130可以被配置为形成两个分离的天线波束,或者可以被配置为形成单个天线波束,这取决于在天线100中设置的馈电结构(未示出)。
如从图1A中可以最佳地看出,高频带辐射元件220可以被分组为两个或三个辐射元件的组。当辐射元件以这种方式分组时,称为馈电板的单个印刷电路板结构(上面包括RF传输线)通常用于在辐射元件和位于天线的接地平面结构后面的电路***之间传递RF信号。这种馈电板及其相关联辐射元件的组合常常被称为“馈电板组件”。
根据本发明实施例的天线100可以包括高频带馈电板组件200,其通过在注塑模制的塑料框架上选择性地沉积金属而形成为完全单片式结构。图2A是用于实现基站天线100中的高频带馈电板组件的、根据本发明实施例的单片式馈电板组件200的透视图。图2B和图2C例示了可以代替高频带馈电板组件200使用的替代单片式馈电板组件200'。除了馈电板组件200'不包括在馈电板组件200中的每个辐射元件220中包括的导向器278和导向器支撑部分260之外,图2B-图2C的馈电板组件200'可以与图2A的馈电板组件200完全相同。
如图2A中所示,馈电板组件200包括馈电板210和一对辐射元件220-1、220-2,它们一起形成为单个单片式元件。在本文中,当设置结构的多个实例时,这些结构可以通过它们的完全附图标记(例如,辐射元件220-2)被单独地引用,并且通过它们的附图标记的第一(共同)部分(例如,辐射元件220)被共同引用。包括单片式馈电板组件200的馈电板210和辐射元件220-1、220-2可以使用注塑模制的塑料框架230形成,该塑料框架230具有选择性地沉积在上面的金属图案270。框架230可以包括大致平面的馈电板部分240以及从馈电板部分240向上延伸的第一辐射元件部分250-1和第二辐射元件部分250-2。馈电板部分240可以安装在反射器112上,或者在反射器112的前侧或者在反射器112的后侧,并且可以与反射器表面共面。框架230的辐射元件部分250-1、250-2可以包括杆部分252-1、252-2(在图2A中几乎不可见,但是完全相同的杆部分252-1、252-2在图2B和图2C中示出)和偶极子部分254-1、254-2。杆部分252可以大致垂直于馈电板部分240延伸。杆部分252可以将相应的偶极子部分254定位在反射器112上方期望距离处(参见图1A-图1B)。例如,杆部分252可以将相应的偶极子部分254定位在反射器112上方与高频带辐射元件220的操作频带的中心频率对应的波长的大约四分之一的距离处。偶极子部分254在一些实施例中可以是大致平面的。偶极子部分254可以包括四个径向延伸的臂256,这些臂提供用于形成交叉偶极子辐射元件的表面。
框架230还包括从每个相应的辐射元件部分250-1、250-2向上延伸的导向器支撑部分260-1、260-2。导向器支撑部分260可以包括所示的多个腿262,尽管在其它实施例中,每个导向器支撑部分260可以包括单个腿262。每个导向器支撑部分260包括安装在腿262的远端的平面部分264。可以经由选择性金属化在每个平面部分264上形成导向器278,这将在下面更详细地讨论。
框架230可以包括单片式结构,单片式结构可以例如通过注塑模制塑料树脂而形成。杆部分252的顶部部分和底部部分可以比其中心部分厚,并且可以沿着弯曲表面汇合到馈电板部分240和偶极子部分250中(这可以在图2B-图2C的替代馈电板组件200'中最好地看到)。金属可以沉积在这些弯曲表面上,以提供可以在每个偶极子部分254上的金属化与馈电板部分240上的金属化之间运送RF信号的可靠传输路径。
框架230可以包括例如具有合适介电特性的塑料框架。优选地,塑料重量轻、成本低、易于注塑模制、并且在宽的温度范围内维持其电特性。
金属图案270可以选择性地沉积在框架230上,以完成馈电板组件200。金属图案270可以包括例如输入焊盘(pad)272(参见图2B)、RF传输线274、偶极子辐射器276(参见图2C)、导向器278和接地通孔279。输入焊盘272可以是馈电板部分240上适于接收外部RF传输线的金属化焊盘或其它结构,该RF传输线将RF信号传送到馈电板组件200和从馈电板组件200运送RF信号。外部RF传输线可以包括例如同轴线缆。输入焊盘272可以包括例如第一输入焊盘272-1和第二输入焊盘272-2。在一些实施例中,同轴线缆的中心导体可以焊接到第一输入焊盘272-1,并且同轴线缆的外导体可以焊接到第二输入焊盘272-2。第一输入焊盘272-1可以例如在馈电板210的顶表面上(参见图2B),并且第二输入焊盘272-2可以是馈电板210的底表面上的外部接地区域的一部分(参图2C)。可以提供多于一组输入焊盘272。例如,如果辐射元件220包括交叉偶极子辐射元件220,那么通常将提供两组输入焊盘272,其中第一组输入焊盘272用于向馈电板组件200和从馈电板组件200运送具有+45度极化的信号,并且第二组输入焊盘272用于向馈电板组件200和从馈电板组件200运送具有-45度极化的信号。在一些实施例中,每条RF传输线274可以包括分路器/组合器,其将被馈送到馈电板组件200的RF信号划分成为两个子分量,并向每个辐射元件220提供子分量。同样地,分路器/组合器将在两个辐射元件220处接收的信号组合成单个复合信号。在一些实施例中,分路器/组合器可以被实现为在框架230上形成的分支金属迹线。
偶极子辐射器276可以通过在框架230的偶极子部分254上选择性地沉积金属来形成。金属可以沉积在所有四个径向延伸的臂256上,以在每个偶极子部分254上形成交叉偶极子辐射器276。沉积在在臂256-1、256-2上的金属形成发送和接收具有+45度极化的信号的第一偶极子,而沉积在臂256-3、256-4上的金属形成发送和接收具有-45度极化的信号的第二偶极子。在所绘出的实施例中,偶极子辐射器276选择性地沉积在框架230的偶极子部分254的底表面上,如图2C中所示。在其它实施例中,偶极子辐射器276可以沉积在偶极子部分254的顶表面上。在这种实施例中,可以通过偶极子部分254形成导电通孔,以将偶极子辐射器276电连接到相应的RF传输线274。导向器278可以同样通过在导向器支撑部分260的平面部分264上选择性地沉积金属来形成。如本领域技术人员所知,导向器是寄生金属元件,其安装在辐射元件上方预选距离处,用于例如改进偶极子天线的阻抗匹配。如图所示,在一些实施例中,导向器278可以是平面的。但是,将认识到的是,在一些实施例中可以使用三维导向器278,在这种情况下,平面上搁架264可以用适当形状的三维结构代替。在所绘出的实施例中,导向器278以“双箭头”形状形成。这个形状可以帮助使天线100的天线罩对高频带辐射元件220透明,并且还可以改进偶极子阻抗匹配。
虽然导向器支撑部分260和导向器278被形成为单片式馈电板组件200的一部分,但是将认识到的是,在其它实施例中,可以仅导向器支撑部分260是单片式馈电板组件200的一部分。这可以允许若干不同尺寸的、分别制造的导向器中的一个安装在导向器支撑部分260上,以便调谐各个辐射元件和/或天线的性能。在这种实施例中,每个导向器支撑部分260的顶部可以例如包括在组装过程中可以安装单独的导向器的夹子。此外,如图2B和图2C中所示,在一些实施例中,可以完全省略导向器支撑部分260和导向器278。
RF传输线274可以沿着框架230的馈电板部分240延伸到杆部分252上,并且从杆部分252延伸到偶极子部分254上(参见图2B和图2C)。因此,RF传输线274可以提供从每对输入焊盘272到偶极子辐射器276的RF通信路径。接地通孔279可以延伸通过框架230的馈电板部分240。接地通孔279可以将每个杆部分252上的接地平面连接到馈电板部分240的底表面上的接地平面。
可以通过在框架230上选择性地沉积金属形成其它电路元件,诸如例如电感器(例如,曲折的传输线区段)和/或电容器(例如,通过在框架230的薄区段的相对侧上形成金属板而实现的板电容器)。可以提供这些电路元件,用于阻抗匹配或其它目的。开路短截线(stub)可以通过从RF传输线274延伸的选择性金属化来形成。这些开路短截线可以例如帮助减少低频带辐射元件320与高频带辐射元件220之间的耦合。
在一些实施例中,可以使用激光直接结构化将金属选择性地沉积在框架230上。利用激光直接结构化,用于形成框架230的热塑性材料可以掺杂有金属-塑料添加剂材料,可以借助于激光来激活金属-塑料添加剂材料。框架230中要沉积金属的部分可以用激光处理,激光在框架230的表面上产生微尺度粗糙。来自这些粗糙区域中存在的金属-塑料添加剂材料的金属颗粒用作后续金属化的种子层。金属化可以包括无电金属浴(electrolessmetal bath)(例如,铜浴),其中铜沉积在由激光处理的粗糙区域上。然后可以在初始金属层上形成相继的金属层,诸如铜、镍、金等,以形成金属图案270。
在一些实施例中,金属层可以不包括通常在激光直接结构化过程中使用的任何镍(或其它铁磁材料)。铁磁金属的使用可能引起PIM失真,由于高RF功率水平,PIM失真可能是基站天线应用中的重要问题。
在一些实施例中,激光直接结构化可以用于形成延伸通过框架230的导电连接。例如,来自移相器、双工器等的线缆可连接到位于馈电板部分240的底侧上的输入焊盘272,以避免将线缆路由通过反射器112到达反射器112的顶表面上。RF信号可以经由该线缆被传送到馈电板组件200和从馈电板组件200传送。为了在辐射元件220和线缆之间传递信号,可能有必要形成通过框架230的导电通孔或其它导电路径。如图3中所示,这可以通过例如在馈电板部分240的上表面中形成第一截头(truncated)锥形开口410(锥形的大端位于上表面)并且在馈电板部分240的下表面中在第一锥形开口410正下方形成第二截头锥形开口420(再次,锥形的大端位于下表面)来实现。这两个截头锥形部分410、420一起可以形成通过框架230的馈电板部分240的大致沙漏形通孔400。而且,通过使用截头锥形开口400,可以容易地使用激光照射开口的内表面,以允许开口内部的金属化。
虽然激光直接结构化是可以用于形成根据本发明实施例的单片式辐射元件和馈电板组件的一种技术,但是可以使用用于选择性地金属化三维塑料框架的不同技术,诸如真空金属化、电镀、微观集成处理技术等。
虽然图2A-图2C中描绘的馈电板组件200、200'各自包括两个辐射元件220,但是将认识到的是,可以包括其它数量的辐射元件。例如,如图1A中所示,天线100上的一些高频带馈电板组件包括安装在馈电板上的三个辐射元件220。这些馈电板组件也可以使用用于在本文所述的三维框架上选择性地沉积金属的各种技术来实现。
用于低频带辐射元件320的馈电板组件300也可以通过注塑模制的塑料框架的选择性金属化来形成。但是,对于馈电板组件300,每个低频带辐射元件320的仅一部分以这种方式形成,如将参考图4A-图4B更详细地讨论的那样。
特别地,图4A是馈电板组件300的正视图。图4B是图4A的馈电板组件300的侧视图。馈电板组件300包括馈电板310和一对辐射元件320-1、320-2。馈电板310和每个辐射元件320的下部可以使用注塑模制的框架330形成,注塑模制的框架330具有选择性地沉积在上面的金属图案370。框架330可以包括大致平面的馈电板部分340以及从馈电板部分340向上延伸的第一杆部分350-1和第二杆部分350-2。杆部分350可以将分离的偶极子辐射器360(下面描述)定位在反射器112上方期望距离处。
框架330可以包括单片式塑料框架,可以例如通过注塑模制来形成单片式塑料框架。杆部分350的底部部分可以比其中心部分和上部部分厚,并且可以沿着弯曲表面汇合到馈电板部分340中。金属可以沉积在这些弯曲表面上,以提供可以在杆部分350与相应的馈电板部分340之间传送RF信号的可靠传输路径。
金属图案370可以选择性地沉积在框架330上,以完成馈电板组件300。金属图案370可以包括例如输入焊盘(不可见)和RF传输线374。输入焊盘可以是馈电板部分320上适于接收外部RF传输线(例如,同轴线缆)的金属化焊盘或其它结构,外部RF传输线将RF信号传送到馈电板组件300和从馈电板组件300传送RF信号。输入焊盘可以与以上讨论的输入焊盘272类似或完全相同,因此将省略对其的进一步描述。
交叉偶极子辐射器360可以安装在相应的杆350上。可以为每个辐射元件320提供支撑相应的交叉偶极子辐射器360的偶极子支撑362。在所描绘的实施例中,偶极子支撑362包括分离的结构。但是,还将认识到的是,在其它实施例中,偶极子支撑362可以被形成为框架330的一部分。
每个偶极子辐射器360可以例如包括四个偶极子臂364,每个偶极子臂364的长度在3/8到1/2波长之间,其中“波长”是指大约在低频带的频率范围中间的波长。四个偶极子辐射器360布置成十字形。四个偶极子臂364中的两个一起形成发送和接收具有第一极化(例如,+45度极化)的信号的第一辐射器,而其余两个偶极子臂364一起形成发送和接收具有正交的第二极化(例如,-45度极化)的信号的第二辐射器。每个偶极子臂364可以包括上面安装有一系列同轴扼流圈(choke)的细长中心导体。每个同轴扼流圈可以包括中空金属管,该中空金属管具有开口端和闭合端,闭合端接地到中心导体。同轴扼流圈用于在高频带中产生四分之一波长,这可以使低频带辐射元件320对于高频带中的传输基本上不可见。
RF传输线374可以沿着框架330的馈电板部分340延伸到杆部分350上。在每个杆部分350的顶部,交叉偶极子辐射器360连接到杆部分350。杆部分350可以在每个交叉偶极子辐射器360连接到杆部分350的位置处包括输出焊盘,以在杆部分350与交叉偶极子辐射器360之间提供RF传输路径。RF传输线374可以端接到这些输出焊盘中。曲折的传输线区段形式的电感器也可以在每个杆部分350的安装有交叉偶极子辐射器360的部分处设置,与作为每个交叉偶极子辐射器360的一部分实现的同轴电容器相结合,形成将传输线374阻抗匹配到交叉偶极子辐射器360的串联电感器-电容器电路。
虽然在上述示例中偶极子辐射器360被实现为安装在框架330上的分离部件,但是将认识到的是,在其他实施例中,偶极子辐射器可以按照类似于馈电板组件200的方式被实现为单片式馈电板组件300的一部分。
可以使用激光直接结构化、真空金属化、电镀、微观集成处理技术等将金属选择性地沉积在框架330上。
还将认识到的是,在一些实施例中,整个馈电板组件不需要被形成为单个单片式单元。例如,如图5A和图5B中所示,在一些实施例中,每个辐射元件220可以被实现为单个单片式单元。然后可以将辐射元件220焊接到馈电板,或者可以将同轴线缆直接焊接到每个这样的辐射元件。在图5A-图5B的实施例中,杆部分252的底表面没有加宽,这可以通过将杆部分252***通过在分离的馈电板(未示出)中的槽并将杆部分252焊接到分离的馈电板来促进安装杆部分252,以便将辐射元件220机械地安装和电连接到分离的馈电板。
塑料框架可以被设计成改进和/或优化馈电板组件的各种电参数,诸如回波损耗、***损耗、RF功率处理和PIM失真。还必须仔细考虑影响天线波束图案的塑料框架的特性。在一些实施例中,塑料框架的上面包括RF传输线的部分可以具有相对恒定的厚度,以提供良好的阻抗匹配和一致的电性能。
在一些实施例中,塑料框架230、330可以包括被选择性地金属化的三维形状,以减少天线100的各种元件之间的交叉耦合。例如,可以形成隔离结构,以从被选择性地金属化的馈电板部分240、340向上延伸,从而减少辐射元件220、320与天线上的各种其它元件(例如,其它线性阵列的辐射元件)之间的耦合。
与用于基站天线的常规辐射元件和馈电板组件相比,根据本发明实施例的单片式辐射元件和馈电板组件可以具有各种优点。例如,根据本发明实施例的辐射元件和馈电板组件能够显著减少基站天线中包括的部件的总数,从而减少组装时间和天线的总成本。此外,本文公开的单片式结构能够显著减少构造天线所需的焊接操作的数量,这再次减少组装时间和成本,减少必要的PIM失真测试的量,并且可以实现天线的PIM失真性能的改进。根据本发明实施例的馈电板组件还可以表现出改进的可靠性。
以上已经参考附图描述了本发明的实施例,在附图中示出了本发明的实施例。但是,本发明能够以许多不同的形式来体现,并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。相反,提供这些实施例是为了使本公开透彻和完整,并将本发明的范围完全传达给本领域的技术人员。相似的附图标记通篇指代相似的元件。
应该理解的是,虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件,而不偏离本发明的范围。如本文所使用的,术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任何和所有组合。
应该理解的是,当元件被称为“在”另一元件“上”时,其可以直接在另一个元件上,或者也可以存在中间元件。作为对照,当元件被称为“直接在”另一个元件“上”时,不存在中间元件。还将理解的是,当元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时,它可以直接连接或耦合到另一个元件,或者可以存在中间元件。作为对照,当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时,不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其它词语应该以类似的方式进行解释(即,“在...之间”相对于“直接在...之间”、“相邻”相对于“直接相邻”等)。
诸如“在...下方”或“在...上方”或“上”或“下”或“水平”或“垂直”的相对术语可以在本文中用于描述一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的如图所示的关系。应该理解的是,除了图中描绘的朝向之外,这些术语旨在包含设备的不同朝向。
本文使用的术语仅出于描述特定实施例的目的,而不旨在限制本发明。如本文所使用的,除非上下文另外清楚地指示,否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。还将理解的是,当在本文使用时,术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其它特征、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。
以上公开的所有实施例的方面和元素能够以任何方式进行组合和/或与其它实施例的方面或元素进行组合,以提供多个附加的实施例。
Claims (26)
1.一种制造用于基站天线的单片式馈电板组件的方法,该方法包括:
注塑模制整体框架,该整体框架包括馈电板部分和辐射元件部分;
在整体框架上选择性地沉积金属以在整体框架上形成射频RF传输线和偶极子辐射器,以形成单片式馈电板组件。
2.如权利要求1所述的方法,其中在整体框架上选择性地沉积金属以在整体框架上形成RF传输线和偶极子辐射器以形成单片式馈电板组件包括:经由激光直接结构化在整体框架上选择性地形成RF传输线和偶极子辐射器。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中所述辐射元件部分是第一辐射元件部分,并且其中整体框架包括第二辐射元件部分,第一辐射元件部分和第二辐射元件部分从馈电板部分的顶表面向上延伸。
4.如权利要求1所述的方法,其中辐射元件部分包括从馈电板部分向上延伸的杆部分,以及通过该杆部分安装在馈电板部分上方的偶极子部分,
其中所述RF传输线中的第一RF传输线沿着杆部分的底部部分延伸,该杆部分的底部部分沿着第一弯曲表面汇合到馈电板部分中。
5.如权利要求4所述的方法,其中所述RF传输线中的第一RF传输线还沿着杆部分的顶部部分延伸,该杆部分的顶部部分沿着第二弯曲表面汇合到偶极子部分中。
6.如权利要求5所述的方法,其中杆部分的顶部部分和底部部分比杆部分的中心部分厚。
7.如权利要求4-6中任一项所述的方法,其中偶极子辐射器形成在偶极子部分的暴露的底表面上。
8.如权利要求4-6中任一项所述的方法,其中偶极子辐射器形成在偶极子部分的暴露的顶表面上,并且导电通孔将偶极子辐射器电连接到所述RF传输线中相应的RF传输线。
9.如权利要求8所述的方法,其中导电通孔各自具有沙漏形状并且使用激光直接结构化进行金属化。
10.如权利要求4-9中任一项所述的方法,其中整体框架还包括在偶极子部分上方延伸的导向器支撑部分。
11.如权利要求10所述的方法,还包括使用激光直接结构化在导向器支撑上形成的导向器。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中整体框架包括掺杂有金属-塑料添加剂的热塑性材料。
13.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中馈电板部分包括从馈电板部分向上延伸的金属化隔离结构。
14.一种用于基站天线的单片式、选择性金属化的馈电板组件,包括:
单片式框架,包括馈电板部分和辐射元件部分;以及
直接在单片式框架上形成的射频RF传输线和偶极子辐射器。
15.如权利要求14所述的单片式、选择性金属化的馈电板组件,
其中辐射元件部分包括从馈电板部分向上延伸的杆部分,以及通过杆部分安装在馈电板部分上方的偶极子部分,
其中所述RF传输线中的第一RF传输线在杆部分的底部部分上在馈电板部分与杆部分之间延伸,该杆部分的底部部分沿着第一弯曲表面汇合到馈电板部分中。
16.如权利要求15所述的单片式、选择性金属化的馈电板组件,其中所述RF传输线中的第一RF传输线还在杆部分的顶部部分上在杆部分与偶极子部分之间延伸,该杆部分的顶部部分沿着第二弯曲表面汇合到偶极子部分中。
17.如权利要求14所述的单片式、选择性金属化的馈电板组件,其中杆部分的顶部部分和杆部分的底部部分比杆部分的中心部分厚。
18.如权利要求14-17中任一项所述的单片式、选择性金属化的馈电板组件,其中偶极子辐射器形成在偶极子部分的底表面上。
19.如权利要求14-17中任一项所述的单片式、选择性金属化的馈电板组件,其中偶极子辐射器形成在偶极子部分的顶表面上,并且导电通孔将偶极子辐射器电连接到所述RF传输线中相应的RF传输线。
20.如权利要求19所述的单片式、选择性金属化的馈电板组件,其中单片式框架还包括在偶极子部分上方延伸的导向器支撑部分。
21.如权利要求19所述的单片式、选择性金属化的馈电板组件,其中单片式框架包括掺杂有金属-塑料添加剂的热塑性材料。
22.如权利要求14所述的单片式,选择性金属化的馈电板组件,其中单片式框架的馈电板部分包括从馈电板部分向上延伸的金属化隔离结构。
23.一种用于基站天线的单片式辐射元件,包括:
单片式框架,包括杆部分和偶极子部分;以及
在单片式框架上整体形成的射频RF传输线和偶极子辐射器,
其中RF传输线沿着杆部分的沿着弯曲表面汇合到偶极子部分中的一部分在杆部分与偶极子部分之间延伸。
24.如权利要求23所述的单片式辐射元件,其中偶极子辐射器位于偶极子部分的顶表面上,并且导电通孔将偶极子辐射器电连接到所述RF传输线中相应的RF传输线。
25.如权利要求23或24所述的单片式辐射元件,其中单片式框架还包括在偶极子部分上方延伸的导向器支撑部分。
26.如权利要求23-25中任一项所述的单片式辐射元件,其中单片式框架包括掺杂有金属-塑料添加剂的热塑性材料。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662332509P | 2016-05-06 | 2016-05-06 | |
US62/332,509 | 2016-05-06 | ||
PCT/US2017/031008 WO2017192819A1 (en) | 2016-05-06 | 2017-05-04 | Monolithic radiating elements and feedboard assemblies for base station antennas formed via laser direct structuring and other selective metallization techniques |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109075430A true CN109075430A (zh) | 2018-12-21 |
CN109075430B CN109075430B (zh) | 2022-07-15 |
Family
ID=60203744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780027952.4A Active CN109075430B (zh) | 2016-05-06 | 2017-05-04 | 用于基站天线的单片式辐射元件和馈电板组件 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11069959B1 (zh) |
CN (1) | CN109075430B (zh) |
WO (1) | WO2017192819A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111585006A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-25 | 武汉虹信通信技术有限责任公司 | 辐射单元及阵列天线 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108242596B (zh) * | 2017-12-21 | 2024-04-16 | 摩比天线技术(深圳)有限公司 | 天线单元及基站天线 |
WO2020163205A1 (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-13 | Commscope Technologies Llc | Base station antennas and phase shifter assemblies adapted for mitigating internal passive intermodulation |
CN111755806A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 康普技术有限责任公司 | 用于天线的辐射器和基站天线 |
CN110600891A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-12-20 | 广东博纬通信科技有限公司 | 一种5g阵列天线 |
IT202100031961A1 (it) * | 2021-12-21 | 2023-06-21 | Commscope Technologies Llc | Antenne per stazioni base con elementi radianti forniti da un substrato non metallico con superfici metalliche |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020163477A1 (en) * | 2001-05-03 | 2002-11-07 | Radiovector U.S.A. Llc | Single piece element for a dual polarized antenna |
CN1825704A (zh) * | 2006-03-06 | 2006-08-30 | 浙江大学 | 角反射平面印制板偶极子天线 |
CN102800965A (zh) * | 2012-07-23 | 2012-11-28 | 电子科技大学 | 一种宽带宽波束双极化偶极子天线 |
EP2950385A1 (en) * | 2014-05-28 | 2015-12-02 | Alcatel Lucent | Multiband antenna |
CN204885425U (zh) * | 2015-06-29 | 2015-12-16 | 广东通宇通讯股份有限公司 | 新型基站天线元件 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6924776B2 (en) | 2003-07-03 | 2005-08-02 | Andrew Corporation | Wideband dual polarized base station antenna offering optimized horizontal beam radiation patterns and variable vertical beam tilt |
US7046199B2 (en) | 2003-02-13 | 2006-05-16 | Skycross, Inc. | Monolithic low profile omni-directional surface-mount antenna |
WO2011026034A2 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Andrew Llc | Modular type cellular antenna assembly |
US9112276B2 (en) * | 2012-03-21 | 2015-08-18 | Ethertronics, Inc. | Wideband antenna with low passive intermodulation attributes |
WO2017165512A1 (en) | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Commscope Technologies Llc | Modular base station antennas |
-
2017
- 2017-05-04 US US16/093,469 patent/US11069959B1/en active Active
- 2017-05-04 CN CN201780027952.4A patent/CN109075430B/zh active Active
- 2017-05-04 WO PCT/US2017/031008 patent/WO2017192819A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020163477A1 (en) * | 2001-05-03 | 2002-11-07 | Radiovector U.S.A. Llc | Single piece element for a dual polarized antenna |
CN1825704A (zh) * | 2006-03-06 | 2006-08-30 | 浙江大学 | 角反射平面印制板偶极子天线 |
CN102800965A (zh) * | 2012-07-23 | 2012-11-28 | 电子科技大学 | 一种宽带宽波束双极化偶极子天线 |
EP2950385A1 (en) * | 2014-05-28 | 2015-12-02 | Alcatel Lucent | Multiband antenna |
CN204885425U (zh) * | 2015-06-29 | 2015-12-16 | 广东通宇通讯股份有限公司 | 新型基站天线元件 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111585006A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-25 | 武汉虹信通信技术有限责任公司 | 辐射单元及阵列天线 |
CN111585006B (zh) * | 2020-05-08 | 2022-04-15 | 武汉虹信科技发展有限责任公司 | 辐射单元及阵列天线 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109075430B (zh) | 2022-07-15 |
US11069959B1 (en) | 2021-07-20 |
US20210218132A1 (en) | 2021-07-15 |
WO2017192819A1 (en) | 2017-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109075430A (zh) | 经由激光直接结构化和其它选择性金属化技术形成的用于基站天线的单片式辐射元件和馈电板组件 | |
US10511101B2 (en) | Wireless communication module | |
US9112270B2 (en) | Planar array feed for satellite communications | |
US9112262B2 (en) | Planar array feed for satellite communications | |
CN108352599B (zh) | 适用于基站天线的天线元件 | |
US4916457A (en) | Printed-circuit crossed-slot antenna | |
US20210344122A1 (en) | Base station antennas having radiating elements formed on flexible substrates and/or offset cross-dipole radiating elements | |
US9461367B2 (en) | Creating low cost multi-band and multi-feed passive array feed antennas and low-noise block feeds | |
US6452549B1 (en) | Stacked, multi-band look-through antenna | |
KR102172187B1 (ko) | 이동통신 서비스용 옴니 안테나 | |
CN104600422A (zh) | 一种双极化共轴八木天线*** | |
US11695197B2 (en) | Radiating element, antenna assembly and base station antenna | |
JP2016129320A (ja) | アンテナ装置 | |
EP2664027B1 (en) | Dual antenna structure having circular polarisation characteristics | |
KR101792422B1 (ko) | 원형편파 특성을 유지함과 동시에 이중 주파수대역비를 조정할 수 있는 마이크로스트립 안테나 구조 | |
KR101252244B1 (ko) | 다중 안테나 | |
US20170104265A1 (en) | Ground phase manipulation in a beam forming antenna | |
KR101798628B1 (ko) | 기지국용 배열 안테나 | |
KR101675790B1 (ko) | 쿼시 야기 안테나 및 이를 이용한 넓은 방향의 원형 편파 발생 안테나 | |
US10389015B1 (en) | Dual polarization antenna | |
KR102290591B1 (ko) | 밀리미터파 대역 무선 통신을 위한 스위치 빔포밍 안테나 장치 | |
CN211879607U (zh) | 多频带天线、辐射元件组件和寄生元件组件 | |
Kim et al. | Low profile multi-slot loaded antenna with enhanced gain-to-volume ratio and efficiency | |
JPH04170803A (ja) | 平面アンテナ | |
KR102564060B1 (ko) | 간소화된 급전 구조를 가지는 기지국 안테나 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |