天线布置、辐射元件及制造辐射元件的方法技术

本发明专利技术提供一种天线布置(1)，所述天线布置(1)包括天线馈送网络(2)、导电反射器(4)及布置在所述反射器上的至少一个辐射元件(6)。所述辐射元件(6)具有由第一金属材料制成的第一部分及设置在所述辐射元件(6)的下部部分(6f)中以将所述辐射元件(6)连接到所述反射器(4)的第二部分(7)；其中所述第二部分(7)由与所述第一金属材料不同的第二金属材料制成。还提供一种辐射元件(6)及一种制造所述辐射元件(6)的方法。(6)的方法。(6)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天线布置、辐射元件及制造辐射元件的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于移动通信的天线布置，所述天线布置包括天线馈送网络、导电反射器及布置在反射器上的至少一个辐射元件。本专利技术还涉及辐射元件及制造所述辐射元件的方法。

技术介绍

[0002]多辐射器天线经常用于例如蜂窝网络中。此类多辐射器天线包括若干个辐射天线元件、天线馈送网络及导电反射器，所述若干个辐射天线元件例如包括用于发送或接收信号的偶极。当天线正在传输时，天线馈送网络将信号从共同的同轴连接器分发到辐射器；且当天线正在接收时，将来自辐射器的信号组合并馈送到同轴连接器。图1中展示此馈送网络2的可能实施方案。
[0003]在此网络中，如果分路器/组合器仅由3条不同的50ohm线之间的一个结组成，那么将不能维持阻抗匹配，且每一端口的阻抗将是25ohm而非50ohm。因此，分路器/组合器通常还包含在所有端口维持50ohm阻抗的阻抗变换电路。
[0004]所属领域的技术人员将了解，馈送网络是完全可逆的，在这一意义上来说可以相同的方式对待传输与接收且将说明简化，下文仅描述传输情形。
[0005]天线馈送网络可包括多个平行的基本上充气同轴线，每一同轴线包括被外导体至少部分地环绕的中心内导体，中心内导体与外导体之间具有绝缘空气。同轴线与反射器彼此可形成为一体。可经由相邻同轴线的内导体之间的交叉连接进行所述分离。为保留特性阻抗，连接到交叉元件的线包含阻抗匹配结构。基本上充气同轴线可设置有介电元件以提供相移布置。通过移动位于同轴线的内导体与外导体之间的介电元件来达成相移。如果以外导体将被更多地填充介电材料的方式移动介电元件，那么相移将增大。WO2009/041896揭示一种设置有使用此可移动介电元件的可调整差分相移器的天线布置。
[0006]天线的辐射元件通常包括偶极以及平衡-不平衡变换器部分。偶极通常可由两个辐射部分组成，所述两个辐射部分具有在操作频率下的波长的大约四分之一的电长度且本质上在与天线反射器平行的平面中延伸，且位于与操作频率下的波长的四分之一大约相等的距离处。偶极的辐射部分被反相地馈送。可通过将偶极放置在导电反射器平面上方来将来自偶极的辐射集中在一个方向上，所述偶极放置在反射器上方在操作频率下的波长的大约四分之一的高度处。
[0007]使用平衡-不平衡变换器(还被称为balun)来反相地馈送偶极的辐射部分。在辐射元件中，将平衡-不平衡变换器也用作偶极的两个辐射部分的机械支撑通常是方便的。平衡-不平衡变换器通常还用作阻抗匹配元件。
[0008]在电信天线中，通常可将两个偶极组合以辐射两种不同极化的信号。这些极化通常需要是正交的，且因此两个偶极与反射器本质上平行的同一平面中但在彼此垂直的方向上延伸。在此实施方案中，每一偶极均需要一个平衡-不平衡变换器，但可组合成一个机械部分。
[0009]平衡-不平衡变换器包含内导体及外导体。外导体用作偶极的机械支撑。平衡-不平衡变换器的顶侧连接到形成所述偶极的辐射部分，其中偶极的辐射部分中的一者连接到平衡-不平衡变换器的外导体或平衡-不平衡变换器主体，且偶极的另一辐射部分连接到平衡-不平衡变换器的内导体。在辐射元件的底侧处，平衡-不平衡变换器内导体连接到馈送网络内导体，且平衡-不平衡变换器外导体或平衡-不平衡变换器主体连接到天线反射器及馈送网络外导体。
[0010]在现有技术文件WO2017/048181 A1中，展示可如何将平衡-不平衡变换器内导体电容性连接到馈送网络的内导体。还可流电地连接平衡-不平衡变换器内导体。
[0011]馈送网络可被实施为具有充气同轴线，在所述充气同轴线中可如现有技术文件WO2005/060049 A1中所描述地使用同轴线外导体(其是例如现有技术文件WO2005/101566 A1中所展示的反射器的集成部分)或者柔性或半柔性缆线或使用其它技术(例如，带线或微带线)。第一类型的馈送网络与使用例如柔性或半柔性缆线的馈送网络之间的主要差异在于在后者的情形中，同轴线外导体通常焊接直接到平衡-不平衡变换器的外导体。
[0012]在另一可能实施方案中，形成馈送网络的充气同轴线不是反射器的集成部分。
[0013]在又一实施方案中，馈送网络是使用柔性或半柔性同轴线，或充气同轴线与柔性或半柔性同轴线的组合构建。
[0014]可使用拧紧构件(例如螺钉或任何适合的紧固件(例如螺栓))将辐射元件机械地固定到反射器。所述螺钉将辐射元件的底部(也是平衡-不平衡变换器的底侧)压靠在反射器(也用作馈送网络外导体)上。因此，可在平衡-不平衡变换器外导体的底侧与反射器且同时与馈送网络外导体之间建立流电连接。
[0015]通信天线的关键参数是应产生尽可能小的无源互调(PIM)。PIM是所属领域的技术人员众所周知的现象。PIM通常是使用各自为20W(+43dBm)的两个音调来测量。行业中常用的要求是PIM应低于-110dBm。
[0016]当通过天线馈送网络将两个强射频(RF)信号发送到辐射元件时，无论何时其遇到非线性，均会在是所述两个输入信号的倍数的和或差的频率下产生“新”信号。这些“新”信号被称为互调产物，且如果不存在有源组件(例如晶体管)负责产生这些互调产物，那么其被称为无源互调产物，且通常被称为PIM。这些互调产物可能在用于接收的频率下存在，且在此情形中，其将掩蔽弱的所接收信号，且因此降低无线电系统的灵敏度。灵敏度变低导致覆盖率变小或数据吞吐量变低。几乎不可能生产出不会产生PIM的无源网络或组件，因此目标是在进行设计时，例如天线具有极可能低的PIM，以不会降低电信系统的性能。
[0017]两个金属部分之间的不良连接经常导致馈送网络或无源组件的非线性，在此意义上来说阻抗将根据RF电压或电流量值而变化。当将两个导体按压在一起以形成流电接触时可看到此现象。连接表面或在一个或两个连接表面上的氧化物层的粗糙性将被视为非线性且可产生PIM。减小PIM的一种方式是增大接触表面压力以使表面变平或打破氧化物层。经常通过螺钉接头且通过使用高力矩拧紧螺钉来获得施加到表面的压力。可使用压力经常受螺纹强度限制。提高接触表面压力的一种方式是尽可能减小接触面积，因此在不增大螺钉施加的力的情况下增大接触压力。
[0018]在天线有效寿命期间(通常5到10年)维持足够的接触压力是重要的，否则PIM性能将降级。当通过螺钉施加压力时，反射器中的材料及辐射元件中的材料经受变形。变形可为
弹性的，例如材料将力图恢复其先前形状，且因此维持接触压力。变形可为塑性的，例如材料将适应由于压力所致的形状。如果塑性变形仅在拧紧螺钉时才发生，那么此塑性变形将仅用于使粗糙平坦或打破氧化物层，且将提高PIM性能；但如果塑性变形是时间相依性的，且在已拧紧螺钉之后继续发展，那么由螺钉施加的压力将减小，且PIM可增大。此时间相依塑性变形被称为蠕变；蠕变被定义为在给定的负荷下发生的时间相依应变。
[0019]金属的蠕变通常与金属的熔融温度与操作温度之间的温度差有关。在此温度差较低情况下的蠕变将通常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种天线布置(1)，其包括：天线馈送网络(2)；导电反射器(4)；及至少一个辐射元件(6)，其布置在所述反射器(4)上，所述辐射元件(6)具有第一部分，所述第一部分包括形成偶极的辐射部分(6a到6d)且包括平衡-不平衡变换器部分(6e)；所述第一部分由第一金属材料制成；其特征在于所述辐射元件(6)进一步包括第二部分(7)，所述第二部分(7)由与所述第一金属材料不同的第二金属材料制成，所述第二部分(7)设置在所述辐射元件(6)的下部部分(6f)中以将所述辐射元件(6)连接到所述反射器(4)。2.根据权利要求1所述的天线布置(1)，其中所述第二金属材料具有比所述第一金属材料小的蠕变。3.根据权利要求1或权利要求2所述的天线布置，其中所述第二部分(7)被制成为所述平衡-不平衡变换器部分(6e)的底部部分(6f)中的插入元件(7)。4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的天线布置，其中所述第一金属材料具有比所述第二金属材料低的熔融温度。5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的天线布置(1)，其中所述第一金属材料是基于锌的材料，且所述第二金属材料是基于铝的材料或基于黄铜的材料。6.根据权利要求3所述的天线布置(1)，其中所述插入元件(7)流电地连接到所述平衡-不平衡变换器部分(6e)的所述底部部分，或电容性连接到所述平衡-不平衡变换器部分(6e)的所述底部部分。7.根据权利要求3或权利要求6所述的天线布置(1)，其中使用穿过所述插入元件(7)的孔的拧紧构件(3)将所述辐射元件(6)附接到所述反射器(4)。8.根据权利要求3或权利要求6或权利要求7中任一权利要求所述的天线布置(1)，其中所述插入元件(7)包含至少一个凹槽(8)及/或至少一个突出部。9.根据权利要求7所述的天线布置(1)，其进一步包括包含中心孔的基于金属的垫圈(9)，所述垫圈(9)放置在所述插入元件与所述反射器(4)之间，以允许将所述辐射元件(6)固持到所述反射器(4)的螺钉穿过所述插入元件(7)的所述孔及所述垫圈(9)的所述孔。10.根据权利要求9所述的天线布置(1)，其中所述基于金属的垫圈(9)由比所述反射器(4)的所述金属材料硬的金属材料制成。11.根据权利要求9所述的天线布置(1)，其中所述基于金属的垫圈(9)由比所述辐射元件(6)的所述第二金属材料硬的金属材料制成。12.一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹，
申请(专利权)人：塞尔马克斯技术股份公司，
类型：发明
国别省市：