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1. WO2020113925 - FILTER INTEGRATED BASE STATION ANTENNA

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

1   2   3  

说明书

发明名称 : 滤波集成式基站天线

技术领域

[0001]
本发明涉及无线通信技术领域,特别涉及一种滤波集成式基站天线。

背景技术

[0002]
在无线通信和雷达系统中,信息的发射和接受均依赖于天线。随着通信系统的高速发展进入到5G时代,部件的小型化成为通信设备发展的关键。传统的天线包括天线部分(辐射单元)、射频滤波器部分及有源电路部分。其中,现有的及基站天线与射频滤波器都是单独作为一个模块,并通常采用同轴连接器或射频连接头将两者相连。
[0003]
天线部分与射频滤波器的连接方式,会增加至少两个同轴连接器或射频连接头作为连接配件。而5G MIMO天线一般集成有多个射频通道,且每个通道均需对应一套射频滤波器。以具有64通道的天线为例,如果各部件继续沿用传统连接方式,则需要增加至少128个同轴连接器或射频连接头,这将大大增加了基站天线的体积、重量和成本。因此,现有的基站天线不利于5G通信系统的小型化。
[0004]
发明内容
[0005]
基于此,有必要针对现有基站天线不利于5G通信系统小型化的问题,提供一种滤波集成式基站天线。
[0006]
一种滤波集成式基站天线,包括:
[0007]
校准网络结构,包括形成有多个信号通道的校准网络电路,所述校准网络 结构的表面形成有分别与所述多个信号通道电连接的第一引脚;及
[0008]
与所述多个信号通道一一对应的多个滤波器结构,每个滤波器结构具有滤波电路及形成于所述滤波器结构表面并与所述滤波电路电连接的第二引脚;
[0009]
其中,所述多个滤波器结构均贴设于所述校准网络结构的表面,并使每个所述滤波器结构的所述第二引脚与对应的所述信号通道的所述第一引脚贴合且电连接。
[0010]
在其中一个实施例中,所述校准网络结构还包括包覆于所述校准网络电路外表面的金属壁,所述金属壁上开设有第一环形沟槽,以在所述第一环形沟槽的范围内形成所述第一引脚。
[0011]
在其中一个实施例中,所述校准网络结构的表面位于所述第一环形沟槽的范围内形成有金属化盲孔,以将所述第一引脚与对应的所述信号通道电连接。
[0012]
在其中一个实施例中,所述滤波器结构包括多个层叠设置并相互耦合的滤波器,所述第二引脚位于所述多个滤波器中任一个的表面。
[0013]
在其中一个实施例中,所述滤波器结构包括层叠设置并相互耦合的介质波导滤波器及低通滤波器,所述第二引脚位于所述低通滤波器的表面并与低通滤波电路电连接。
[0014]
在其中一个实施例中,所述低通滤波器包括包覆于所述低通滤波电路外表面的金属层,所述金属层上开设有第二环形沟槽,以在所述第二环形沟槽的范围内形成所述第二引脚。
[0015]
在其中一个实施例中,所述低通滤波器为带状线结构。
[0016]
在其中一个实施例中,所述第一引脚及所述第二引脚均为圆形金属片结构。
[0017]
在其中一个实施例中,每个所述滤波器结构的所述第二引脚与对应的所述信号通道的所述第一引脚通过表贴焊接实现电连接。
[0018]
在其中一个实施例中,还包括多个辐射单元,所述多个辐射单元分别与所述多个信号通道一一对应地电连接。
[0019]
上述滤波集成式基站天线,校准网络结构与多个滤波器结构实现一体化集成,且多个滤波器结构均贴设于校准网络结构的表面,故滤波集成式基站天线的结构更紧凑。此外,通过第一引脚与第二引脚贴合,便可使多个滤波器结构分别与对应的信号通道实现电连接,故无需额外采用同轴连接器或射频连接头等连接元件便可使校准网络结构与滤波器结构之间实现信号传导。因此,上述滤波集成式基站天线的结构得到简化,体积和重量也显著减小,从而便于5G通信系统的小型化设计。

附图说明

[0020]
图1为本发明较佳实施例中滤波集成式基站天线的结构示意图;
[0021]
图2为图1所示滤波集成式基站天线中校准网络结构的示意图;
[0022]
图3为图1所示滤波集成式基站天线中低通滤波器的示意图。

具体实施方式

[0023]
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0024]
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂 直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0025]
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0026]
请参阅图1,本发明较佳实施例中的滤波集成式基站天线100包括校准网络结构110及滤波器结构120。
[0027]
请一并参阅图2,校准网络结构110包括校准网络电路(图未示),用于对滤波集成式基站天线100的各路信号实现校准。校准网络结构110一般集成于天线系统的前端,且由于上述滤波集成式基站天线100一般为应用于5G通信系统的MASSIVE MIMO天线。因此,校准网络电路形成有多个信号通道(图未示)。校准网络结构110中的每一个信号通道分别对应滤波集成式基站天线100中的一个天线通道。
[0028]
具体在在本实施例中,滤波集成式基站天线100还包括多个辐射单元(图未示),多个辐射单元分别与多个信号通道一一对应地电连接。
[0029]
多个辐射单元用于实现滤波集成式基站天线100多输入及多输出,且每个辐射单元均可单独进行低频或高频信号的辐射及接收。多个辐射单元一般通过焊接、卡接等方式安装于反射板(图未示)上。其中,每个辐射单元与校准网络结构110中对应的信号通道构成一个天线通道。
[0030]
其中,校准网络电路可以是带状线、微带线或PCB电路板结构。具体在本实施例中,校准网络结构110还包括包覆于校准网络电路外表面的金属壁111。金属壁111可通过镀膜方式包覆于校准网络电路的外表面,起到屏蔽罩的作用。
[0031]
此外,校准网络结构110的表面形成有分别与多个信号通道电连接的第一 引脚113。第一引脚113具有多个,且每个信号通道分别通过至少一个对应的第一引脚113被引出至校准网络结构110的表面。第一引脚113可位于校准网络结构110表面的任意位置,可以呈圆形、方形或不规则形状等。
[0032]
第一引脚113需与金属壁111相绝缘。在本实施例中,金属壁111上开设有第一环形沟槽1112,以在第一环形沟槽1112的范围内形成第一引脚113。第一环形沟槽1112将金属壁111与第一引脚113隔离。
[0033]
具体的,可通过对金属壁111进行环形的蚀刻而得到第一环形沟槽1112及第一引脚113,并同时实现第一引脚113与金属壁111的绝缘。而且,最终得到的第一引脚113与金属壁111的其他区域平齐,避免突出于校准网络结构110的表面。因此,制作第一引脚113的工艺简单且无需引入其他元件,从而有利于校准网络结构110的小型化设计。
[0034]
进一步的,在本实施例中,校准网络结构110的表面位于第一环形沟槽1112的范围内形成有金属化盲孔115,以将第一引脚113与对应的信号通道电连接。
[0035]
具体的,通过在校准网络结构110的表面钻孔,再填充液态金属并固化,便可形成连接第一引脚113与对应的信号通道的金属化盲孔115。因此,无需再额外设置引线,故进一步利于校准网络结构110的小型化。
[0036]
请一并参阅图3,滤波器结构120为多个,且多个滤波器结构120与多个信号通道一一对应。滤波器结构120可实现选频、低通滤波、高通滤波、带通滤波等功能。具体在本实施例中,滤波器结构120包括多个层叠设置并相互耦合的滤波器。每个滤波器可各自实现选频、低通、高通或带通等功能,从而使得滤波器结构120具备各种功能的组合。
[0037]
其中,每个滤波器结构120具有滤波电路(图未示)及形成于滤波器结构120表面并与滤波电路电连接的第二引脚121。第二引脚121可位于滤波器结构 120表面的任意位置,可以呈圆形、方形或不规则形状等。具体在本实施例中,第二引脚位121于多个滤波器中任一个的表面,并与该滤波器的滤波电路电连接。其中,第一引脚121可通过第一引脚113与信号通道实现电连接的方式与对应的滤波电路实现电连接。
[0038]
进一步的,在本实施例中,滤波器结构120包括层叠设置并相互耦合的介质波导滤波器123及低通滤波器125,第二引脚121位于低通滤波器125的表面并与低通滤波电路(图未示)电连接。
[0039]
介质波导滤波器123实现信号的选频功能,低通滤波器125实现介质波导滤波器123带外的宽频抑制功能。介质波导滤波器123一般选用具有较高相对介电常数的陶瓷介质材料制作。因此,滤波器结构120可消除远端的干扰,且具备小型化和轻量化的优势。本实施例中的低通滤波器125选用带状线结构。
[0040]
进一步的,在本实施例中,低通滤波器125包括包覆于低通滤波电路(图未示)外表面的金属层1251。金属层1251上开设有第二环形沟槽1252,以在第二环形沟槽1252的范围内形成第二引脚121。
[0041]
同理,第二引脚121需与金属层1251绝缘,而第二环形沟槽1252起到将金属层1251与第二引脚121隔离的作用。具体的,可通过对金属层1251进行环形的蚀刻而得到第二环形沟槽1252及第二引脚121,并同时实现第二引脚121需金属层1251的绝缘。而且,最终得到的第二引脚121与金属层1251的其他区域平齐,避免突出于低通滤波器125的表面。因此,制作第二引脚121的工艺简单且无需引入其他元件,从而有利于滤波器结构120的小型化设计。
[0042]
多个滤波器结构120分别与校准网络结构110中的多个信号通道实现电连接。因此,通信基站中的信号收发装置发出的电信号可经过滤波处理后传导至校准网络110中,并最终由多个信号通道分别耦合至多个天线通道的辐射单元, 从而实现电磁波信号的发射。
[0043]
其中,多个滤波器结构120均贴设于校准网络结构110的表面,并使每个滤波器结构120的第二引脚121与对应的信号通道的第一引脚113贴合且电连接。
[0044]
由于多个滤波器结构120与校准网络结构110的表面贴合,可使滤波器结构120与校准网络结构110之间配合更紧凑。此外,通过第一引脚113与第二引脚贴合121,便可实现多个滤波器结构120分别与对应的信号通道实现电连接,故无需额外采用同轴连接器或射频连接头等连接元件,便可使校准网络结构110与滤波器结构120之间实现信号传导,从而可也减小滤波集成式基站天线100的体积及重量并降低成本。
[0045]
而且,通过将滤波器结构120与校准网络结构110直接连接可减少整机损耗,提高了整机的一致性。
[0046]
如图2及图3所示,每个信号通道对应两个相互隔离的第一引脚113,每个滤波器结构120具有两个相互隔离的第二引脚121。贴合时,两个第一引脚113与两个第二引脚121分别对接,分别相当于同轴接头的内导体及外导体。需要指出的是在,两个第一引脚113及两个第二引脚121的功能可分别集中于一个个第一引脚113及一个第二引脚121中。
[0047]
在本实施例中,每个滤波器结构120的第二引脚121与对应的信号通道的第一引脚113通过表贴焊接实现电连接。通过表贴焊接,可使滤波器结构120与校准网络结构110之间配合紧凑,且具有体积小、耐振动、抗冲击等优势,进而使得批量一致性高可批量装配,以减少工时提高效率。
[0048]
在本实施例中,第一引脚113及第二引脚121均为圆形金属片结构。具体的,片状结构可使得第一引脚113与第二引脚121之间贴合时为面接触,接触 面积大,从而有助于提升电连接的可靠性。此外,圆形结构有利于将第一引脚113与对应的第二引脚121对齐,无需精确地调整角度,进一步提高装配效率。
[0049]
上述滤波集成式基站天线100,校准网络结构110与多个滤波器结构120实现一体化集成,且多个滤波器结构120均贴设于校准网络结构110的表面,故滤波集成式基站天线100的结构更紧凑。此外,通过第一引脚113与第二引脚121贴合,便可使多个滤波器结构120分别与对应的信号通道实现电连接,故无需额外采用同轴连接器或射频连接头等连接元件便可使校准网络结构110与滤波器结构120之间实现信号传导。因此,上述滤波集成式基站天线100的结构得到简化,体积和重量也显著减小,从而便于5G通信系统的小型化设计。
[0050]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0051]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求书

[权利要求 1]
一种滤波集成式基站天线,其特征在于,包括: 校准网络结构,包括形成有多个信号通道的校准网络电路,所述校准网络结构的表面形成有分别与所述多个信号通道电连接的第一引脚;及 与所述多个信号通道一一对应的多个滤波器结构,每个滤波器结构具有滤波电路及形成于所述滤波器结构表面并与所述滤波电路电连接的第二引脚; 其中,所述多个滤波器结构均贴设于所述校准网络结构的表面,并使每个所述滤波器结构的所述第二引脚与对应的所述信号通道的所述第一引脚贴合且电连接。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的滤波集成式基站天线,其特征在于,所述校准网络结构还包括包覆于所述校准网络电路外表面的金属壁,所述金属壁上开设有第一环形沟槽,以在所述第一环形沟槽的范围内形成所述第一引脚。
[权利要求 3]
根据权利要求2所述的滤波集成式基站天线,其特征在于,所述校准网络结构的表面位于所述第一环形沟槽的范围内形成有金属化盲孔,以将所述第一引脚与对应的所述信号通道电连接。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的滤波集成式基站天线,其特征在于,所述滤波器结构包括多个层叠设置并相互耦合的滤波器,所述第二引脚位于所述多个滤波器中任一个的表面。
[权利要求 5]
根据权利要求4所述的滤波集成式基站天线,其特征在于,所述滤波器结构包括层叠设置并相互耦合的介质波导滤波器及低通滤波器,所述第二引脚位于所述低通滤波器的表面并与低通滤波电路电连接。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的滤波集成式基站天线,其特征在于,所述低通滤波器包括包覆于所述低通滤波电路外表面的金属层,所述金属层上开设有第二 环形沟槽,以在所述第二环形沟槽的范围内形成所述第二引脚。
[权利要求 7]
根据权利要求5所述的滤波集成式基站天线,其特征在于,所述低通滤波器为带状线结构。
[权利要求 8]
根据权利要求1所述的滤波集成式基站天线,其特征在于,所述第一引脚及所述第二引脚均为圆形金属片结构。
[权利要求 9]
根据权利要求1所述的滤波集成式基站天线,其特征在于,每个所述滤波器结构的所述第二引脚与对应的所述信号通道的所述第一引脚通过表贴焊接实现电连接。
[权利要求 10]
根据权利要求1所述的滤波集成式基站天线,其特征在于,还包括多个辐射单元,所述多个辐射单元分别与所述多个信号通道一一对应地电连接。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]