CN209948056U

CN209948056U - 天线滤波器单元、以及无线电单元

Info

Publication number: CN209948056U
Application number: CN201921286701.0U
Authority: CN
Inventors: 张雪源; 宋娟迪; 刘宁民; 李建兰; 李俊明; 孙磊
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2029-08-09
Also published as: WO2021027730A1; US20220294108A1; EP4010944A4; EP4010944A1

Abstract

本实用新型的实施例提供天线滤波器单元、以及无线电单元。天线滤波器单元包括：辐射单元，以及与辐射单元耦接的腔体滤波器。辐射单元设置在腔体滤波器的腔体的壁的外侧。壁的至少一部分还被设置为辐射单元的反射板。无线电单元，包括上述天线滤波器单元，以及无线电电路板。根据本实用新型的实施例提供的天线滤波器单元、以及无线电单元，减少了无线电***中的元件的数量、体积，可以提高集成化的程度，减少重量以及安装空间，并且可以降低成本。

Description

天线滤波器单元、以及无线电单元

技术领域

本实用新型涉及无线电通信技术，尤其涉及天线滤波器单元、以及无线电单元。

背景技术

在现代通信***中，不仅仅是终端设备，也期望通信网络中的节点设备能够减小体积和重量。

例如，作为移动通信***的重要组成部分的基站(BS)，通常由基带单元(BU)、无线电单元(RU)和天线单元(AU)组成。在常见的基站解决方案中，无线电单元(例如，远程无线电单元(RRU))和天线单元是两个分离的独立单元，并且都悬挂在高层建筑(例如屋顶、通信塔等)上。考虑到安装、固定、占用空间等因素，体积小、重量轻一直是各种基站(例如，传统基站、街道宏基站、微基站、小基站(small cell)和先进天线***(AAS)基站)的设计的一个重要发展方向。

为了实现上述体积小、重量轻的目标，无线电***中的各种单元的尺寸被尽可能的缩小，然而，从性能角度看，体积大小总是与无源交调(PIM)、功率、热量有关。研究如何在有限尺寸下获得更好的性能，以及如何在最小尺寸下保证足够的性能，变得越来越重要。

仅仅减小各种单元的尺寸将难以满足无线电***整体小型化的需求。

实用新型内容

本实用新型提供天线滤波器单元、以及无线电单元。

根据本实用新型的第一个方面，提供一种天线滤波器单元，包括：辐射单元，以及与辐射单元耦接的腔体滤波器。辐射单元设置在腔体滤波器的腔体的壁的外侧。壁的至少一部分还被设置为辐射单元的反射板。

在本实用新型的实施例中，天线滤波器单元还包括：隔离条，设置在壁的至少一部分上，并且位于辐射单元的多个辐射元件之间。

在本实用新型的实施例中，隔离条包括压铸成型的凸起结构。

在本实用新型的实施例中，辐射单元经由针连接器与腔体滤波器耦接。

在本实用新型的实施例中，针连接器与腔体滤波器的腔体中的谐振柱耦接。

在本实用新型的实施例中，针连接器被配置为电感耦接到谐振柱。

在本实用新型的实施例中，针连接器被配置为电容耦接到谐振柱。

在本实用新型的实施例中，针连接器包括垂直于壁的至少一部分设置的金属针。

在本实用新型的实施例中，天线滤波器单元还包括馈电网络。辐射单元通过馈电网络与针连接器耦接。

根据本实用新型的第二个方面，提供一种无线电单元，包括：根据上述任一项的天线滤波器单元，以及无线电电路板。

根据本实用新型的实施例提供的天线滤波器单元、以及无线电单元，减少了无线电***中的元件的数量、体积，可以提高集成化的程度，减少重量以及安装空间，并且可以降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制，其中：

图1是本实用新型的实施例提供的一种天线滤波器单元的分解示意图；

图2是图1中的天线滤波器单元的上部视图；

图3是图1中的天线滤波器单元的底部视图；

图4是本实用新型的实施例中使用针连接器4进行连接的一个示意图；

图5是本实用新型的实施例中使用针连接器4进行连接的另一个示意图；

图6是本实用新型的实施例提供的一种天线滤波器单元的分解示意图；

图7是图6中的天线滤波器单元的上部视图；

图8是图6中的天线滤波器单元的底部视图；

图9是本实用新型的实施例提供的一种天线滤波器单元的分解示意图；

图10是图9中的天线滤波器单元的上部视图；

图11是图9中的天线滤波器单元的底部视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的实施例的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，也都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型的实施例提供的一种天线滤波器单元的分解示意图。图2是图1中的天线滤波器单元的上部视图。图3是图1中的天线滤波器单元的底部视图。

如图1至图3所示，天线滤波器单元(antenna filter unit，AFU)1可以包括：辐射单元201，以及与辐射单元耦接的腔体滤波器3。辐射单元201设置在腔体滤波器3的腔体301的壁的外侧。壁的至少一部分还被设置为辐射单元201的反射板202。例如，该壁的至少一部分提供了金属的平面，而辐射单元201被支撑在该壁的至少一部分上。该壁的至少一部分(即，反射板202)可以直接用于反射辐射单元201产生的辐射信号，而不需要再设置其它单独的金属板。

辐射单元201、反射板202可以被标记为天线单元2。这样的天线单元2可以如同任意传统天线单元同样地运行。

天线滤波器单元1(或者说天线单元2)还可以包括：馈电网络203。辐射单元201中的多个辐射元件2011与馈电网络203电耦接，实现电信号的传输，使得需要发送出去的信号从馈电网络203传输到辐射元件2011，而接收到的信号从辐射元件2011传输到馈电网络203。

应当理解，术语“耦接”意在描述直接或者间接的电连接，其允许电信号的传输。

此外，腔体滤波器3可以包括：腔体301、以及位于所述腔体中的谐振柱(图1中未示出)。腔体301的结构(包括内部的谐振柱)可以对于不期望的信号进行滤波。腔体301可以通过连接器电耦接到天线单元2的馈电网络203，同时还可以通过其它连接器电耦接到具有功放，收发信机等功能的电路板(无线电电路板)。应当理解，这样的无线电电路板可以是单独于上述的天线滤波器单元1提供，通过电缆等电耦接到腔体滤波器3，也可以与腔体滤波器3组合在同一无线电单元中。这样的无线电单元将可以完全替代通常所述的远程无线电单元(RRU)等。与传统的远程无线电单元(RRU)相同地，这样的无线电单元中的电路板可以再通过光纤、电缆等与基站中的基带单元耦接。

作为比较用的示例，在提高无线电******集成化程度时，考虑了减小***中单个元件的尺寸，和/或提高无线电组件的集成化程度。例如，可以将无线电单元(例如，例如远程无线电单元RRU)、天线单元(AU)在无线电组件中集中配置和安装，以有效利用空间，以使得结构紧凑。然而，考虑到电气性能等因素，分别形成的无线电单元、天线单元等的尺寸可能遇到无法进一步减少的瓶颈，仅仅通过安装方式的改进也无法进一步减少占用的空间。

而如图1所示，在本实用新型的实施例中，天线单元2的反射板202可以是腔体滤波器3的腔体301的一部分。例如，反射板202可以是腔体301的任意一侧的壁的整体，或者是该壁的一部分。

如此，通过天线单元2、腔体滤波器3的部分结构的复用，可以进一步减少了无线电***中的元件的数量、体积，可以提高集成化的程度，减少重量以及安装空间，并且可以降低成本。

应当理解，图1所述的天线滤波器单元1中，对于具体制作和安装的方式不做限定。

例如，腔体滤波器3可以作为完整的产品整体提供，其在制作过程中已经包括了一侧的壁的至少一部分作为天线组件2的反射板202。例如，该壁的至少一部分是平面并且是金属的，以用于反射天线组件2中的辐射单元201产生的辐射信号。在安装过程中，仅仅需要进一步组合天线组件2的辐射单元201、馈电网络203等，以使得天线单元2、腔体滤波器3都可以按照设计要求进行工作。此外，上述天线组件2的辐射单元201、馈电网络203也可以是预先组合/制作的部件(例如，均设置在图1中所示的天线板205上)，以进一步有利于集成和安装。因此，通过将辐射元件2011、馈电网络203设置在天线板205上，可以简单地组装到腔体301的壁(反射板202)上。作为一个示例，天线板205可以是印刷电路板(PCB)等，以有利于制作贴片形式的辐射元件2011，以及包括多条印刷电路线的馈电网络203。

此外，也可以是包括辐射单元201、反射板202、馈电网络203的天线单元2作为完整的产品整体提供。然后在安装过程中，将反射板202与腔体滤波器3的其余部分进行组合，以使得天线单元2、腔体滤波器3都可以按照设计要求进行工作。例如，反射板202可以作为腔体滤波器3的腔体301可拆卸的底板，与腔体301的其余的壁组成的框架组合和安装，形成密闭的腔体301。

在本实用新型的实施例中，辐射单元201可以包括任意类型的辐射元件2011(也可以称为振子)，例如，在结构上可以是贴片形式或者通过钣金、压铸等得到的各种平面或者立体形状，材料可以是金属或者至少包括部分塑料等。

参见图1至图3，在本实用新型的实施例中，天线滤波器单元1还可以进一步包括：隔离条204。隔离条204可以设置在所述壁的至少一部分(反射板202)上，并且位于所述辐射单元201的多个辐射元件2011之间。隔离条204在需要减少不同的辐射元件2011之间的互耦效应的情况下设置，尤其适用于阵列天线(例如，多输入多输出(MIMO)天线)。作为非限制性的示例，图1至图3中示出了使用隔离条204隔离两列辐射元件2011的情况。

应当理解，辐射元件2011的数量、尺寸和排列方式都是可以根据应用环境和需求进行调整的，没有限制。例如，图1至图3示出了4*2的布置方式，可以有利地应用于小基站(small cell)等情况。

在本实用新型的实施例中，隔离条204可以包括设置在反射板202上的压铸过程中形成的凸起结构。例如，隔离条204可以与腔体301同时通过压铸成型。也就是说，在本实用新型的实施例中，传统情况下分别制作的腔体、反射板、隔离条将在同一压铸过程中实现。

例如，参见图1，在本实用新型的实施例中，腔体301可以是与侧壁、以及腔体中的谐振柱同时压铸而成的底板，这也有利于反射板202，隔离条204的成型。由于压铸后存在开口部分，使用盖板302覆盖该开口，并且通过盖板设置连接器5，以将腔体滤波器3电耦接到其它的电路板。盖板302上无需成为平面，还可以设置紧固螺钉、调谐螺钉等其它多种部件。

在作为比较例的传统的解决方案中，腔体301、反射板202和隔离条204是三个分开的部分，需要用大量的金属螺钉和塑料螺钉等进行组装在一起。而根据本实用新型的实施例，腔体301的至少一部分与反射板202复用，而隔离条204可以直接设置在反射板202上，这不仅仅减少了部件数量和体积，还减少了大量连接、固定用的金属螺钉和塑料螺钉等。

在本实用新型的实施例中，辐射单元201可以经由针连接器4与腔体滤波器3耦接。具体而言，辐射单元201可以经由馈电网络203以及针连接器4与腔体滤波器3的腔体301中的谐振柱耦接。

在作为对比示例的传统方式中，两件或三件式的无线电/射频连接器(例如同轴接头和线缆)用于连接天线单元2和腔体滤波器3，连接器的接头的布置和线缆通常会占据不小的组装空间。

而本实用新型的实施例中，参见图1，反射板202与腔体301的部分结构复用的情况下，天线单元2整体与腔体滤波器3紧靠，形成背靠背层叠的结构。使用针连接器4可以形成直接插接的连接方式，减少额外的线缆的使用。尤其是可以设置基本上垂直于反射板202的针连接器4，在图1中的上下方向上进行***和定位，进一步简化了***结构和安装过程。因此，传统的两件或三件式的无线电/射频连接器(例如同轴接头和线缆)可以被去除，这将在很大程度上提高集成度。

此外，针连接器4的具体实现方式没有限制，例如，可以简单地使用金属针，通过焊接、***等方式将两端分别固定在天线单元2和腔体滤波器3的预定位置。或者，也可以使用市面上可见或者可定制的任何针(PIN)连接器，弹簧式针(PO-GO-PIN)连接器等。

应当理解，这样的针连接器4还可以应用于腔体301与上述的其它无线电电路板之间的连接，即连接器5的结构可以与针连接器4相同。

图4是本实用新型的实施例中使用针连接器4进行连接的一个示意图。

如图4所示，根据本实用新型的实施例，针连接器4中的金属针401与腔体滤波器3组合在一起，并且固定到天线单元2。金属针401可以通过导体305(例如，金属线、金属片等)直接连接到腔体301中的谐振柱303，这有利于实现它们之间所需要的电感耦接，和/或所需要的端口匹配电阻等。此外，图4中还示出了调谐螺钉304。

金属针401可以垂直于壁的至少一部分(反射板202)。应当理解，金属针401在具体实现时，根据加工或者固定的需要，可以具有各种弯曲部分等，仅仅需要在整体结构上垂直于上述反射板202即可。

金属针401固定到腔体滤波器3和天线单元2的具体方式和顺序不做限定。例如，金属针401可以首先固定到腔体滤波器3，并且与导体305固定连接。然后，天线板205等被装配到腔体滤波器3上，金属针401可以在此时***、并且被焊接到馈电网络203连接的导电焊盘。

此外，针连接器4还可以包括对于金属针401进行固定/绝缘的非金属支撑件(未图示)等。

图5是本实用新型的实施例中使用针连接器4进行连接的另一个示意图。

如图5所示，根据本实用新型的实施例，针连接器4中的金属针401固定到天线单元2，并且***到腔体滤波器3中。金属针401与腔体301中的谐振柱303等并没有直接的电连接，这有利于实现它们之间所需要的电容耦接。

金属针401固定到腔体滤波器3和天线单元2的具体方式和顺序不做限定。举例而言，金属针401可以焊接到馈电网络203连接的导电焊盘。然后在将天线单元2装配到腔体滤波器3的过程中，***到腔体滤波器3的相应插座306。在金属针401和插座306之间也可以设置非金属支撑件(未图示)。

应当理解，图4，图5仅仅示意地示出了实现连接的各个主要部分，不应该被理解为对于各个部件的数量、布局等的限定。

图6是本实用新型的实施例提供的一种天线滤波器单元的分解示意图。图7是图6中的天线滤波器单元的上部视图。图8是图6中的天线滤波器单元的底部视图。

图6至图8中主要示出了以8*2的方式布置辐射元件2011，可以应用于传统基站(LBS)。

图9是本实用新型的实施例提供的一种天线滤波器单元的分解示意图。图10是图9中的天线滤波器单元的上部视图。图11是图9中的天线滤波器单元的底部视图。

图9至图11中主要示出了以8*8的方式布置辐射元件2011，可以应用于AAS(高级天线***)基站等。

应当理解，图1-3、6-11中均为示例，而不是对于辐射元件2011布置方式的限定。本实用新型的实施例可以应用于各种通信***(例如，包括但不限于3G，4G，5G等)的各种基站形式中。

因此，在本实用新型的实施例中，提供了一种天线滤波器单元(antenna filterunit，AFU)，通过反射板202和腔体滤波器3的至少一部分的复用，减少了无线电***中的元件的数量、体积，可以提高集成化的程度，减少重量以及安装空间，并且可以降低成本。

进一步地，隔离条204等可以与腔体滤波器3等一体地压铸成型，传统方案中单独的反射板和单独的隔离条都不再需要，可以进一步减少了所需要的安装空间和安装工序等。

进一步地，针连接器4的设置可以避免传统的无线电/射频连接器的使用，这可以进一步减少了所需要的安装空间和安装工序等，并且能够避免连接器接头、线缆等导致的信号损失、畸变等，提高电气性能。

也就是说，在本实用新型的实施例的应用中，可以首先将传统的天线单元(AU)集成到远程无线电单元(RRU)中，然后将天线单元(AU)与远程无线电单元(RRU)中的腔体滤波器单元(FU)集成为天线滤波器单元(AFU)。该方案适用于传统基站(LBS)、小基站\街道宏基站、高级天线***(AAS)基站等。尤其适用于由于高功率、低PIM和高***损耗要求而在远程无线电单元(RRU)中只能使用腔体滤波器的情况。

因此，本实用新型的实施例首先可以进一步压缩无线电***所需要的安装空间，然后还可以缩减安装工序，大量减少金属螺钉、塑料螺钉、无线电/射频连接器的使用。无线电***不仅在体积上受益，而且在成本\重量\生产效率上也受益。而且，由于整体结构比传统的解决方案简单，生产效率特别是装配效率将被很大地提高。从材料成本的角度来看，至少节省了一个反射板和多个连接器。从性能角度看，在相同的性能下可以实现更小的尺寸，而如果保持相同的尺寸，则可以获得更好的性能。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种天线滤波器单元，其特征在于，包括：辐射单元，以及与所述辐射单元耦接的腔体滤波器；

其中，所述辐射单元设置在所述腔体滤波器的腔体的壁的外侧；并且

其中，所述壁的至少一部分还被设置为所述辐射单元的反射板。

2.根据权利要求1所述的天线滤波器单元，其特征在于，还包括：隔离条，设置在所述壁的所述至少一部分上，并且位于所述辐射单元的多个辐射元件之间。

3.根据权利要求2所述的天线滤波器单元，其特征在于，所述隔离条包括压铸成型的凸起结构。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线滤波器单元，其特征在于，所述辐射单元经由针连接器与所述腔体滤波器耦接。

5.根据权利要求4所述的天线滤波器单元，其特征在于，所述针连接器与所述腔体滤波器的所述腔体中的谐振柱耦接。

6.根据权利要求5所述的天线滤波器单元，其特征在于，所述针连接器被配置为电感耦接到所述谐振柱。

7.根据权利要求5所述的天线滤波器单元，其特征在于，所述针连接器被配置为电容耦接到所述谐振柱。

8.根据权利要求4所述的天线滤波器单元，其特征在于，所述针连接器包括垂直于所述壁的所述至少一部分设置的金属针。

9.根据权利要求4所述的天线滤波器单元，其特征在于，还包括馈电网络；其中，所述辐射单元通过所述馈电网络与所述针连接器耦接。

10.一种无线电单元，其特征在于，包括：根据权利要求1至9中任一项所述的天线滤波器单元，以及无线电电路板。