CN211063000U - 一种射频毫米波天线及毫米波天线阵面 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种射频毫米波天线及毫米波天线阵面，解决现有天线或天线阵列存在天线体积大、质量重、不可任意集成以及稳定性不高的问题。该射频毫米波天线包括外壳体、插针、绝缘子、绝缘介质、保护套和衬套；外壳体内沿轴向设置有相连通的腰形孔和安装孔，且外壳体的侧壁上设置有与腰形孔贯通的径向通孔；插针为弯折结构，包括相连接的折弯段和水平段，折弯段固定设置在外壳体的径向通孔内，水平段依次穿过腰形孔、设置在安装孔内的绝缘介质、衬套，且水平段的末端伸出外壳体的端面；衬套与插针之间的间隙形成空气绝缘层；保护套设置外壳体的一端，且插针伸出外壳体的部分位于保护套内；绝缘子设置在外壳体的另一端，用于对插针进行绝缘处理。

Description

一种射频毫米波天线及毫米波天线阵面

技术领域

本实用新型涉及天线，具体涉及一种射频毫米波天线及毫米波天线阵面，该射频毫米波天线为可任意集成毫米波天线阵面的小型化宽频带天线。

背景技术

随着无线通信技术的发展，无线网络带动了无线数据业务的迅速增长，到2020年时，数据业务将增长500～1000倍，给无线接入网络带来了巨大挑战，因此，要求通信***能够提供更加高效的带宽资源，大幅度提升频谱效率。

大规模天线阵面被认为是未来最具有潜力的传输技术之一，天线阵面在通信、雷达、导航、微波着陆、干扰和抗干扰等领域中被广泛应用。天线阵面内部安装有天线、馈线、T/R、电源和冷却等设备，是***结构设计中较为复杂的部分。在设计时，除满足刚度和强度外，还需要考虑大量电子设备的布局空间、安装、走线、冷却等要求。随着天线阵面内集成电子设备日益密集，天线数目的增多，天线小型化、集成化、灵活性成为***发展的需求。因此天线阵面内的天线面临着微型化、宽频带、灵活性、可任意集成的挑战。

毫米波波段作为较新的频谱资源，在无线通信***具有广泛的应用前景，毫米波射频同轴连接器是工作频率在30GHz以上的精密连接器，具有传输信号质量高、抗干扰能力强、频带宽、窄波束等特点。但是，现有的毫米波天线或毫米波天线阵列中，天线体积较大、质量较重，导致无法满足天线阵面设计要求，也不可任意集成阵面，且天线多直接外漏，在强风恶劣环境下易受到损坏，稳定性不高，无法在通信、雷达等应用领域中项目环境中得到充分使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有天线或天线阵列存在天线体积大、质量重、不可任意集成以及稳定性不高的问题，提供一种射频毫米波天线及毫米波天线阵面。该射频毫米波天线是一种通用性好、实用性强、可任意集成毫米波天线阵面的小型化宽频带天线。

为实现以上实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种射频毫米波天线，包括外壳体、插针、绝缘子、绝缘介质、保护套和衬套；所述外壳体内沿轴向设置有相连通的腰形孔和安装孔，且外壳体的侧壁上设置有与腰形孔贯通的径向通孔；所述插针为弯折结构，包括相连接的折弯段和水平段，所述折弯段固定设置在外壳体的径向通孔内，水平段依次穿过腰形孔、设置在安装孔内的绝缘介质、衬套，且水平段的末端伸出外壳体的端面；所述衬套与插针之间的间隙形成空气绝缘层；所述保护套设置外壳体的一端，且插针伸出外壳体的部分位于保护套内；所述绝缘子设置在外壳体的另一端，用于对插针进行绝缘处理。

进一步地，所述外壳体内沿轴向还设置有与腰形孔连通的绝缘孔，所述绝缘子包括相连接的绝缘体和绝缘柱，所述绝缘体设置在绝缘孔内，所述绝缘柱设置在腰形孔内，且绝缘柱的形状与腰形孔相匹配，所述绝缘柱的侧面设置有插针穿过的凹槽。

进一步地，所述保护套通过螺纹套装在外壳体的一端，且其内表面设置有对衬套轴向限位的环形限位凸台，同时，该结构使得保护套为“碗状口”结构，使得射频毫米波天线获得盲插效果，实现连接器的插合定位，同时起到防误插，保护接触件不被破坏。

进一步地，所述保护套的外周面上设置有四个沿周向均布的拆卸槽，用于对保护套进行快速拆卸。

进一步地，所述插针的折弯段焊接固定在外壳体的径向通孔内。

进一步地，所述绝缘介质为陶瓷填充的热固高分子聚合物。

进一步地，所述绝缘子为聚四氟乙烯。

同时，本实用新型还提供了一种毫米波天线阵面，包括多个上述射频毫米波天线，多个射频毫米波天线呈线性排列，构成线性阵面。

本实用新型还提供了一种毫米波天线阵面，包括多个上述射频毫米波天线，多个射频毫米波天线呈二维线性排列，构成平面矩形阵面。

本实用新型还提供了一种毫米波天线阵面，包括多个上述射频毫米波天线，多个射频毫米波天线呈圆周阵列构成环形天线单元，多个环形天线单元由内向外依次排布构成圆形阵面。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1.本实用新型提供的射频毫米波天线结构紧凑、体积小、轴向外圆尺寸可小于4.9mm，此结构节约安装空间，适合高密度安装，相比传统的天线，在集成阵面上使用占有绝佳的优势。

2.本实用新型提供的射频毫米波天线具有较宽的频带宽，使用的频率可达40GHz，相比传统的天线，带宽大大提高。

3.本实用新型提供的射频毫米波天线体积较小，具有较高的集成度，可以任意集成阵面，且成本与现有的水平相当，技术成熟度较高。

4.现有天线多直接外漏，在强风恶劣环境下易受到损坏，稳定性不高，本实用新型提供的射频毫米波天线的绝缘介质采用陶瓷填充的热固高分子聚合物，具有较高的可靠性和稳定性，可抵抗蠕变流动和冷流动。

5.本实用新型提供的射频毫米波天线的保护套采用“碗状口”设计来导入连接，获得盲插效果，实现连接器的插合定位，同时起到防误插，保护接触件不被破坏的作用，相比普通的天线结构，此结构更适合于集成化使用环境。

附图说明

图1为本实用新型射频毫米波天线的剖视图；

图2为本实用新型射频毫米波天线的外壳体剖视图；

图3为本实用新型射频毫米波天线的外壳体侧视图；

图4为本实用新型射频毫米波天线的绝缘子剖视图；

图5为本实用新型射频毫米波天线的绝缘子侧视图；

图6为本实用新型射频毫米波天线的保护套剖视图；

图7为本实用新型射频毫米波天线的保护套侧视图；

图8为本实用新型毫米波天线阵面示意图一；

图9为本实用新型毫米波天线阵面示意图二；

图10为本实用新型毫米波天线阵面示意图三。

附图标记：1-外壳体，2-插针，3-绝缘子，4-绝缘介质，5-保护套，6-衬套，7-射频毫米波天线，11-腰形孔，12-安装孔，13-径向通孔，14-绝缘孔，21-折弯段，22-水平段，31-绝缘体，32-绝缘柱，33-凹槽，51-环形限位凸台，52-拆卸槽。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细说明。

如图1至图7所示，本实用新型提供的射频毫米波天线包括外壳体1、插针2、绝缘子3、绝缘介质4、保护套5和衬套6。外壳体1内沿轴向设置有相连通的腰形孔11和安装孔12，且外壳体1的侧壁上设置有与腰形孔11贯通的径向通孔13；插针2为弯折结构，包括相连接的折弯段21和水平段22，折弯段21固定设置在外壳体1的径向通孔13内，水平段22依次穿过腰形孔11、设置在安装孔12内的绝缘介质4、衬套6，且水平段22的末端伸出外壳体1的端面。衬套6与插针2之间的间隙形成空气绝缘层。具体的，插针2的折弯段21焊接固定在外壳体1的径向通孔13内。

保护套5设置外壳体1的一端，且插针2伸出外壳体1的部分位于保护套5内。具体的，保护套5通过螺纹套装在外壳体1的一端，且其内表面设置有对衬套6轴向限位的环形限位凸台51。同时，该结构使得保护套为“碗状口”结构，使得射频毫米波天线获得盲插效果，实现连接器的插合定位，同时起到防误插，保护接触件不被破坏的效果。保护套5的外周面上设置有四个沿周向均布的拆卸槽52，用于对保护套5进行快速拆卸。

绝缘子3设置在外壳体1的另一端，用于对插针2进行绝缘处理。具体的，外壳体1内沿轴向还设置有与腰形孔11连通的绝缘孔14，绝缘子3包括相连接的绝缘体31和绝缘柱32，绝缘体31设置在绝缘孔14内，绝缘柱32设置在腰形孔11内，且绝缘柱32的形状与腰形孔11相匹配，绝缘柱32的侧面设置有插针2穿过的凹槽33。

本实用新型提供的射频毫米波天线的绝缘介质4采用陶瓷填充的热固高分子聚合物，具有较高的可靠性和稳定性，可抵抗蠕变流动和冷流动，绝缘子3为聚四氟乙烯，起电隔离作用，防止内外导通。

插针2采用的是连接器SWMP标准头部尺寸，插针2采用弯式结构，尾部与外壳体1进行焊接；绝缘子3和绝缘介质4是用于固定插针2，并起电隔离作用，防止内外导通；衬套6与插针2形成空气介质段，提高了使用带宽；外壳体1用来固定绝缘子3和绝缘介质4，保护套5用来固定衬套6，并与外壳体1进行连接，实现连接器的插合定位，起到防误插、防盲插的作用，保护接触件不被破坏。

本实用新型提供的射频毫米波天线结构紧凑、体积较小、轴向外圆尺寸小于4.9mm，此结构节约安装空间，适合高密度安装。相比传统的天线，在集成阵面上使用占有绝佳的优势。

本实用新型提供的射频毫米波天线采用了空气与绝缘介质混合的结构，空气介质层的损耗较小，相对介电常数较低，可以很好的拓宽工作频带，降低天线对介质材料的要求，而且使用空气介质更方便于调试。此毫米波天线使用的频率可达40GHz，相比传统的天线，带宽大大提高。

本实用新型提供的射频毫米波天线中，保护套采用“碗状口”设计来导入连接，获得盲插效果，实现连接器的插合定位，同时起到防误插、防盲插的作用，保护接触件不被破坏。相比普通的天线结构，此结构更适合于集成化使用环境。

本实用新型提供的射频毫米波天线体积较小又可任意集成，如果按直线排列，就构成直线阵面，如果排列在一个平面内，就为平面阵。平面阵又分为矩形平面阵、圆形平面阵等；还可以排列在飞行体表面以形成共形阵。无论上述哪一种阵面，此天线都可以任意集成毫米波天线阵面，当然此天线不仅仅局限于上述几种天线阵面形式。且成本与现有的水平相当，技术成熟度较高。

如图8所示，本实用新型提供一种毫米波天线阵面，毫米波天线阵面包括多个上述射频毫米波天线7，多个射频毫米波天线7呈线性排列，构成线性阵面。

如图9所示，本实用新型提供一种毫米波天线阵面，毫米波天线阵面包括多个上述射频毫米波天线7，多个射频毫米波天线7呈二维线性排列，构成平面矩形阵面。

如图10所示，本实用新型提供一种毫米波天线阵面，毫米波天线阵面包括多个上述射频毫米波天线7，多个射频毫米波天线7呈圆周阵列构成环形天线单元，多个环形天线单元由内向外依次排布构成圆形阵面。

Claims (10)

1.一种射频毫米波天线，其特征在于：包括外壳体(1)、插针(2)、绝缘子(3)、绝缘介质(4)、保护套(5)和衬套(6)；

所述外壳体(1)内沿轴向设置有相连通的腰形孔(11)和安装孔(12)，且外壳体(1)的侧壁上设置有与腰形孔(11)贯通的径向通孔(13)；

所述插针(2)为弯折结构，包括相连接的折弯段(21)和水平段(22)，所述折弯段(21)固定设置在外壳体(1)的径向通孔(13)内，所述水平段(22)依次穿过腰形孔(11)、设置在安装孔(12)内的绝缘介质(4)、衬套(6)，且水平段(22)的末端伸出外壳体(1)的端面；所述衬套(6)与插针(2)之间的间隙形成空气绝缘层；

所述保护套(5)设置外壳体(1)的一端，且插针(2)伸出外壳体(1)的部分位于保护套(5)内；

所述绝缘子(3)设置在外壳体(1)的另一端，用于对插针(2)进行绝缘处理。

2.根据权利要求1所述的射频毫米波天线，其特征在于：所述外壳体(1)内沿轴向还设置有与腰形孔(11)连通的绝缘孔(14)，所述绝缘子(3)包括相连接的绝缘体(31)和绝缘柱(32)，所述绝缘体(31)设置在绝缘孔(14)内，所述绝缘柱(32)设置在腰形孔(11)内，且绝缘柱(32)的形状与腰形孔(11)相匹配，所述绝缘柱(32)的侧面设置有插针(2)穿过的凹槽(33)。

3.根据权利要求2所述的射频毫米波天线，其特征在于：所述保护套(5)通过螺纹套装在外壳体(1)的一端，且其内表面设置有对衬套(6)轴向限位的环形限位凸台(51)。

4.根据权利要求3所述的射频毫米波天线，其特征在于：所述保护套(5)的外周面上设置有四个沿周向均布的拆卸槽(52)，用于对保护套(5)进行快速拆卸。

5.根据权利要求1至4任一所述的射频毫米波天线，其特征在于：所述插针(2)的折弯段(21)焊接固定在外壳体(1)的径向通孔(13)内。

6.根据权利要求5所述的射频毫米波天线，其特征在于：所述绝缘介质(4)为陶瓷填充的热固高分子聚合物。

7.根据权利要求6所述的射频毫米波天线，其特征在于：所述绝缘子(3)为聚四氟乙烯。

8.一种毫米波天线阵面，其特征在于：包括多个权利要求1至7任一所述的射频毫米波天线(7)，多个射频毫米波天线(7)呈线性排列，构成线性阵面。

9.一种毫米波天线阵面，其特征在于：包括多个权利要求1至7任一所述的射频毫米波天线(7)，多个射频毫米波天线(7)呈二维线性排列，构成平面矩形阵面。

10.一种毫米波天线阵面，其特征在于：包括多个权利要求1至7任一所述的射频毫米波天线(7)，多个射频毫米波天线(7)呈圆周阵列构成环形天线单元，多个环形天线单元由内向外依次排布构成圆形阵面。

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