大规模阵列天线及其天线模块和天线单元制造技术

本实用新型专利技术提供了一种天线单元，包括：辐射单元、一体成型的非金属基体及金属反射板，所述非金属基体包括基体底板和隔板，所述辐射单元和所述隔板分别设于所述基体底板的顶部，所述基体底板的顶面设有第一金属层，所述第一金属层至少部分用于形成馈电网络电路层，所述隔板的至少一个侧面设有使所述隔板能作为辐射边界的第二金属层，所述金属反射板设于所述基体底板的底面。该天线单元在实现轻量化高度集成的同时，还具有较好的结构强度和一致性，有利于提升天线的电气性能。本实用新型专利技术还提供了一种包括上述天线单元的天线模块及大规模阵列天线。

Large-scale array antenna and its antenna modules and antenna elements

The utility model provides an antenna unit, which comprises a radiation unit, an integrally formed non-metallic matrix and a metal reflecting plate. The non-metallic matrix comprises a base plate and a baffle. The radiation unit and the baffle are respectively arranged on the top of the base plate. The top surface of the base plate is provided with a first metal layer, and the first metal layer is at least partially used to form a feed. The network circuit layer is provided with at least one side of the separator with a second metal layer enabling the separator to act as a radiation boundary, and the metal reflecting plate is arranged on the bottom of the base plate. The antenna element has good structural strength and consistency, while realizing lightweight and high integration, which is conducive to improving the electrical performance of the antenna. The utility model also provides an antenna module including the antenna unit and a large-scale array antenna.

【技术实现步骤摘要】
大规模阵列天线及其天线模块和天线单元
本技术涉及移动通信
，涉及一种大规模阵列天线及其天线模块和天线单元。
技术介绍
随着移动通信技术和应用的迅猛发展，关于第五代移动通信技术(外文缩写为5G)已进入试商用阶段。目前，现有技术提出的5G天线方案，其天线单元通常包括金属基体底板和设于金属基体底板上的金属隔板。其中，金属基体底板常采用金属压铸或钣金工艺成型，隔板通常采用金属压铸、铝型材拉挤或钣金工艺成型，以满足基于5G大规模密集高频阵列的天线对布局空间多样的需求，然而在工程实践中这样的结构具有以下弊端：一是天线单元较重，从而导致天线整机系统难以实现轻量化设计；二是5G大规模密集高频阵列的基体底板尺寸往往较大，在金属基体底板一体成型的过程中，为了提高产品的一致性，金属基体底板的厚度往往需增厚，由此将进一步加重天线单元重量；三是金属隔离件只能通过螺钉固定于金属基体底板上或者采用焊接/金属压铸工艺与金属基体底板固定连接，一方面在5G高频段应用的背景下，采用螺钉固定的方式难以满足5G高频段天线对辐射边界缝隙的要求，另一方面无论上述三种中的任意一种连接方式，都存在5G天线的插损较高、互调隐患增多、一致性较差以及装配复杂的问题。此外，现有技术提出的5G天线方案，其馈电网络多采用PCB形式，馈电网络通常采用螺钉固定连接与基体底板上，辐射单元通常采用金属压铸、钣金或PCB振子，辐射单元与馈电网络之间通常直接焊接或通过同轴电缆焊接连接，不仅装配复杂，生产成本较高，还会具有较多焊点，同样难以满足低插损、低互调和高一致性的指标要求。由此可见，现有技术提出的5G天线方案仍存在较多技术问题，面对5G产业全球进程的加快，如何实现天线轻量化，同时简化天线结构，提升天线性能指标，已变得日益迫切。
技术实现思路
基于此，本技术提供了一种大规模阵列天线及其天线模块和天线单元，旨在实现天线的轻量化，同时确保结构强度和电气性能较好，简化天线结构，提升天线性能。为了解决上述技术问题，本技术的天线单元采用的技术方案是：一种天线单元，包括：辐射单元、一体成型的非金属基体及金属反射板，所述非金属基体包括基体底板和隔板，所述辐射单元和所述隔板分别设于所述基体底板的顶部，所述基体底板的顶面设有第一金属层，所述第一金属层至少部分用于形成馈电网络电路层，所述隔板的至少一个侧面设有使所述隔板能作为辐射边界的第二金属层，所述金属反射板设于所述基体底板的底面。进一步的，所述非金属基体与所述金属反射板通过注塑工艺一体成型并相互固定连接在一起；或者，所述基体底板通过热熔工艺与所述金属反射板固定连接在一起。进一步的，所述天线单元还包括第一馈电柱和第二馈电柱，所述第一馈电柱设于所述基体底板的顶面，所述第一馈电柱用于支承所述辐射单元并电性连接所述辐射单元和所述馈电网络电路层，所述第二馈电柱设于所述基体底板的底面并用于电性连接设于所述金属反射板底部的校准网络，所述第一馈电柱和所述第二馈电柱与所述非金属基体通过一体成型工艺形成一个整体。进一步的，所述第一馈电柱和/或所述第二馈电柱包括非金属柱及设于所述非金属柱外表面的第三金属层，所述辐射单元和所述馈电网络电路层之间通过所述第三金属层电性连接，所述非金属柱与所述非金属基体一体注塑成型；或者，所述第一馈电柱和/或所述第二馈电柱为金属柱，所述非金属基体与所述金属柱通过注塑工艺一体成型并相互固定连接在一起。进一步的，所述第二馈电柱包括用于与所述校准网络的电路层电性连接的第一柱体以及用于与校准网络的地层接地连接的第二柱体，所述第一柱体与所述第二柱体间隔设置。进一步的，所述辐射单元上设有定位孔，所述第一馈电柱的顶部设有尺寸小于所述第一馈电柱并能与所述定位孔配合的定位柱。进一步的，所述金属反射板上设有固定孔，所述基体底板的底面设有能与所述固定孔配合的固定柱。进一步的，所述金属反射板的厚度为0.3～2mm，所述基体底板的厚度为0.5～2mm。进一步的，所述辐射单元包括非金属基板及设于所述非金属基板表面的第四金属层，所述辐射单元通过所述第四金属层与所述第一馈电柱电性连接。进一步的，所述辐射单元由金属材料或PCB板制成。进一步的，所述辐射单元至少有两个；所述馈电网络电路层包括功分电路，至少两个所述辐射单元之间通过所述功分电路连接从而组成一个子阵。本技术提供的天线模块所采用的技术方案是：一种天线模块，包括多个上述天线单元，多个所述天线单元的所述非金属基体和所述金属反射板均一体成型，多个所述天线单元呈阵列分布。本技术提供的大规模阵列天线所采用的技术方案是：一种大规模阵列天线，包括上述天线模块。基于上述技术方案，本技术的大规模阵列天线及其天线模块和天线单元，相对于现有技术至少具有以下有益效果：本技术通过采用基体底板和隔板一体成型的非金属基体以及一体成型的金属反射板，可以实现馈电网络与反射部件的集成，有利于天线的小型化发展；相对于传统的完全采用金属作为反射板和辐射边界而言，有利于减轻天线的重量，并简化加工制作及装配流程，整体结构简单紧凑，产品一致性好，有利于达到5G高频段天线对产品精度的高标准、降低插损、减少互调隐患，使天线整机系统的电气性能得到明显提升；相对于完全采用非金属作为基体形成反射板而言，可减少非金属的用料以及在非金属基体底面设置金属层的工序，降低成本，并确保整体结构强度较好，提升天线整机的结构可靠性和稳定性，同时由于金属反射板设于基体底板的底面，几乎不会对产品的一致性造成影响。附图说明图1为本技术实施例提供的一种天线单元的正视分解结构示意图；图2为图1所示天线单元的背视分解结构示意图；图3为图1所示天线单元的侧视示意图；图4为应用图1所示天线单元的天线模块的局部结构示意图；图5为应用图1所示天线单元的天线模块的正视分解结构示意图；图6为图5所示大规模阵列天线的轴测视图；图7为图5所示天线模块的背视分解结构示意图；图8为图7所示天线模块的轴测视图。附图标记说明：100-辐射单元；101-定位孔；200-非金属基体；210-基体底板；211-固定柱；220-隔板；310-第一馈电柱；311-定位柱；320-第二馈电柱；320a-第一柱体；320b-第二柱体；400-金属反射板；401-固定孔；402-通孔；500-馈电网络电路层；600-校准网络；601-第一焊盘；602-第二焊盘。具体实施方式为了使本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。还需要说明的是，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线单元，其特征在于，包括：辐射单元、一体成型的非金属基体及金属反射板，所述非金属基体包括基体底板和隔板，所述辐射单元和所述隔板分别设于所述基体底板的顶部，所述基体底板的顶面设有第一金属层，所述第一金属层至少部分用于形成馈电网络电路层，所述隔板的至少一个侧面设有使所述隔板能作为辐射边界的第二金属层，所述金属反射板设于所述基体底板的底面。

【技术特征摘要】
1.一种天线单元，其特征在于，包括：辐射单元、一体成型的非金属基体及金属反射板，所述非金属基体包括基体底板和隔板，所述辐射单元和所述隔板分别设于所述基体底板的顶部，所述基体底板的顶面设有第一金属层，所述第一金属层至少部分用于形成馈电网络电路层，所述隔板的至少一个侧面设有使所述隔板能作为辐射边界的第二金属层，所述金属反射板设于所述基体底板的底面。2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述非金属基体与所述金属反射板通过注塑工艺一体成型并相互固定连接在一起；或者，所述基体底板通过热熔工艺与所述金属反射板固定连接在一起。3.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括第一馈电柱和第二馈电柱，所述第一馈电柱设于所述基体底板的顶面，所述第一馈电柱用于支承所述辐射单元并电性连接所述辐射单元和所述馈电网络电路层，所述第二馈电柱设于所述基体底板的底面并用于电性连接设于所述金属反射板底部的校准网络，所述第一馈电柱和所述第二馈电柱与所述非金属基体通过一体成型工艺形成一个整体。4.根据权利要求3所述的天线单元，其特征在于，所述第一馈电柱和/或所述第二馈电柱包括非金属柱及设于所述非金属柱外表面的第三金属层，所述辐射单元和所述馈电网络电路层之间通过所述第三金属层电性连接，所述非金属柱与所述非金属基体一体注塑成型；或者，所述第一馈电柱和/或所述第二馈电柱为金属柱，所述非金属基体与所述金属柱通过注塑工艺一体成型并相互固定连接在一起。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：段红彬，李明超，潘荫杰，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，京信通信技术广州有限公司，京信通信系统广州有限公司，天津京信通信系统有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44