高性能的移动通信用天线装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高性能的移动通信用天线装置，更详细而言，公开一种能够大幅改善信噪比来大幅减少5G通信用中继站和基站的数量的高性能的移动通信用天线装置。所公开的天线装置包括：分离的接收天线部和发送天线部，接收天线部的水平辐射图案具有与发送天线部相同的波束宽度，接收天线部的接收辐射元件的个数多于发送天线部的发送辐射元件的个数；第1高增益低噪声放大器，连接于接收天线部的输出端；移相器，连接于发送天线部的输入端；接收天线部和发送天线部的双工器，分别连接于低噪声放大器和移相器；及带通滤波器，连接于各个所述接收天线部和发送天线部的双工器。述接收天线部和发送天线部的双工器。述接收天线部和发送天线部的双工器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高性能的移动通信用天线装置


本专利技术涉及一种移动通信网的基站或中继器的收发天线装置，更详细而言，涉及一种能够大幅改善信噪比而增加发送信号和接收信号的到达距离来大幅减少5G通信用基站的数量的高性能的移动通信用天线装置。

技术介绍

近年来，快速地构建5G通信网，与4G、3G、2G频率相比，5G频率的频带上升了2至3倍左右，随着通信网的频率变高，能够确保宽的通信频带而进行高速数据通信，但是，由于使用比4G、3G及2G的收发频率高频带的收发频率而发送信号和接收信号的空间辐射损耗增加，从基站及中继器收发信号的距离急剧减小，因此存在与现有的LTE通信网相比，需将基站及中继器的数量增加10倍以上的问题点。

技术实现思路

(专利技术所要解决的问题)本专利技术的技术课题在于提供一种在将发送天线部和接收天线部分离之后，大幅增加接收天线部的辐射元件，仅使用一组的低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)大幅改善信噪比，并且，通过在发送天线部与接收天线部之间贴附多层屏蔽膜而减少由发送信号引起的接收天线部的干扰，与现有的天线相比，将信号的收发距离增加约3倍至5倍，从而能够将基站设置场所减少至1/10以下的高性能的移动通信用天线装置。本专利技术的另一目的在于提供一种具备多个低噪声放大器和开关部，在任意的低噪声放大器受损的情况下，能够远程调节所述开关部而驱动为使其他低噪声放大器自动工作的高性能的移动通信用天线装置。
[0006]本专利技术的又一目的在于提供一种并联地具备以时分双工通信(Time Division Duplex，TDD)方式在一个频率执行发送和接收的5G用天线和以频分双工通信(Frequency Division Duplex，FDD)方式在各不相同的频率执行发送和接收的4G、3G、2G用天线而能够同时收发不同频带的5G、4G、3G、2G信号的天线装置。本专利技术的又一目的在于提供一种分别使用用于向终端侧送出电力的低增益发送天线和用于接收终端的低信号的高增益天线，并且由于在发送和接收中使用相同频率的TDD方式中无法使用双工器而使用高输出发送信号干扰消除器将收发分离的高性能的移动通信用天线装置。(解决问题所采用的措施)为了实现如上所述的目的，本专利技术的天线装置将天线分离为5G用接收天线部和5G用发送天线部，所述接收天线部具备比发送天线部的发送辐射元件(T
n
)多的接收辐射元件(R
m
)，能够任意地调节各个接收天线部及发送天线部中所包括的接收辐射元件(R
m
)及发送辐射元件(T
n
)的个数来调整发送天线部和接收天线部的增益。换言之，由于应接收从移动台(mobile station)发信的信号的接收天线部应接收从移动台发送的输出低的信号，因此
具备多个接收辐射元件(R
m
)，应向移动台发送信号的发送天线部连接于外部电源且应发送信号增益大的信号，因此具备比接收天线部的接收辐射元件少的个数的发送辐射元件(T
n
)，从而能够将接收天线部与发送天线部的干扰最小化。这是本专利技术的天线与将从一个辐射元件接收的信号进行频分而向一个辐射元件发送的现有的天线的不同之处。并且，包括多个5G带通滤波器(band
‑
pass filter，BPF)和允许任意的通信运营商使用的频带通过滤波器，以便在每个频带处接收信号不受发送天线部的干扰，且其他频带的发送信号不受接收天线部的干扰。在又一实施例中，为了进一步减少所述接收天线部与发送天线部的干扰，可以设置多层的屏蔽膜(例如，发送信号和接收信号波长的约1/4高度)。借助所述屏蔽膜，能够减少在发送天线部产生的PIM(Passive Intermodulation：无源互调)所引起的接收噪声。基于用于实现如上所述的目的的本专利技术的另一实施例的天线的特征在于，包括：发送天线，用于将下行链路信号送出到终端设备侧；接收天线，用于从终端设备接收上行链路信号；及发送信号干扰消除器，与基站收发装置连接，用于向所述发送天线侧无损耗地传递发送信号，向所述接收天线侧使其衰减而将相同频带的发送信号在接收侧消除干扰，并且将所述接收天线的接收信号无损耗地传递到所述基站收发装置。所述移动通信用天线装置还可以包括天线干扰消除器，所述天线干扰消除器为了在辐射发送天线的输出时在接收天线侧消除干扰而在发送天线与接收天线的周边以高度为约1/4波长的扼流型屏蔽有2～3层发送输出干扰消除器，并且，在发送天线的周边贴附有贴附了电波吸收体的屏蔽金属板。并且，所述发送信号干扰消除器如下进行处理：在下行链路上，将发送信号输入到隔离器(I)的端子1之后，将端子2的无损耗输出连接于发送天线而进行电波辐射，并且将端子3的
‑
20dB以下的输出分别连接于第1至第3循环器(C2、C3、C4)而使其各减少
‑
20dB以上，在上行链路上，将接收天线的LNA的输出无损耗地传递到第3循环器(C4)的端子3、第2循环器(C3)的端子3、第1循环器(C2)的端子3、隔离器(I)的端子3而使得上行链路不受下行链路的高输出发送信号的影响。(专利技术的效果)如以上所说明，基于本专利技术的天线装置提供能够将天线的收发干扰最小化而使信号的收发距离比现有的通信用天线增加约3倍至5倍的天线装置，因此飞跃性地减少用于5G通信的基站及中继器的设置个数来减少设备费用，从而能够降低服务成本。并且，可提供能够容易远程切换在天线装置中容易受损的低噪声放大器的天线装置。并且，可提供能够由一个天线同时收发不同频带的5G、4G、3G、2G通信用信号的天线装置。而且，根据本专利技术的另一实施例，具有如下效果：接收天线使综合增益成为60dB以上而使得能够在1000m以上的距离处由基站天线接收在1000m的远距离处辐射的终端设备的小输出信号，并且为了减少1000m以上距离的其他区域服务的干扰而将发送天线的输出设为低输出，因此与目前以200m间隔设置5G服务用基站及中继站的情况相比，以500m～1000m间隔稀疏地进行设置而将基站设施费用减少1/10以上，从而能够降低基站设施费用，且能够大幅减少中继链接的光传输费用。
附图说明
图1是具备低噪声放大器更换用开闭机构的本专利技术的天线主体的立体图。图2是本专利技术的天线的整体结构图，(a)表示5G用收发分离型的单独天线，(b)表示5G、4G、3G、2G信号用收发分离型的复合天线。图3是本专利技术的天线的后视图，表示每个辐射体的代替同轴电缆的带状线(strip line)或微带线(micro strip line))的分配供电图。图4是5G用接收天线部的分配供电线用带状线，(a)表示8分配配线的带状线，(b)表示各个带状线的剖视图，(c)表示各个微带线的剖视图。图5是作为接收信号和发送信号合成器的双工器的结构图及侧视图，(a)表示5G用合成双工器，(b)表示作为4G、3G或2G用收发合成器的双工器的俯视图及侧视图。图6是将5G用天线与4G、3G、2G用天线复合地贴附于单一反射板而合成分配的输入输出端子连接于接收低噪声放大器、收发双工器的结构图。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5G移动通信基站及中继器用天线装置，其包括：接收天线部(210)；发送天线部(220)，与所述接收天线部(210)分离；第1低噪声放大器(217
‑
1)，连接于所述接收天线部(210)的输出端；移相器(221、222)，连接于所述发送天线部(220)的输入端；作为干扰消除合成器的发送信号消除装置(231、232)，分别连接于所述第1低噪声放大器(217
‑
1)和所述移相器(221、222)；及可使用频带的带通滤波器(233、234)，连接于各个发送信号消除装置(231、232)，所述接收天线部(210)包括多个接收辐射元件(Rm)，所述发送天线部(220)包括多个发送辐射元件(Tn)，所述天线装置还包括第2低噪声放大器(217
‑
2)、开关部(217
‑
3)及电源控制面板(240)，在所述第1低噪声放大器(217
‑
1)被破损的情况下，通过所述开关部(217
‑
3)将所述第1低噪声放大器(217
‑
1)切换为所述第2低噪声放大器(217
‑
2)，所述电源控制面板(240)向操作室通知所述第1低噪声放大器(217
‑
1)的破损与否。2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述接收天线部(210)的接收辐射元件(R
m
)的个数比发送天线部(220)的发送辐射元件(T
n
)的个数多出2倍至3倍。3.根据权利要求1所述的天线装置，其中，为了减少所述接收天线部(210)与所述发送天线部(220)的干扰，在所述发送天线部或接收天线部的周边设置有金属屏蔽膜(223)。4.根据权利要求3所述的天线装置，其中，所述金属屏蔽膜(223)为发送信号的频带波长的1/4高度的多层。5.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述接收天线部(210)的水平方向的波束宽度具有与所述发送天线部(220)的水平方向的波束宽度相同的波束宽度。6.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述接收辐射元件(R
m
)由带状线或微带线PCB板供电。7.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线装置还包括4G、3G及2G通信用天线(300、400)。8.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线装置还包括第2低噪声放大器(217
‑
2)、开关(217
‑
3)部及电源控制面板(240)，在所述低噪声放大器(217)被破损的情况下，通过所述开关部(217
‑
3)将所述第1低噪声放大器(217
‑
1)切换为第2低噪声放大器(217
‑
2)，所述电源控制面板(240)向操作室通知所述第1低噪声放大器(217
‑
1)的破损与否。9.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线装置的天线外部罩(130)在其背面包括低噪声放大器更换罩(140)，所述低噪声放大器更换罩(140)用于在所述第1及第2低噪声放大器(217
‑
1、217
‑
2)被破损时手动开
闭而更换所述第1及第2低噪声放大器(217
‑
1、217
‑
2)。10.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述5G用天线的接收天线部和发送天线部的发送信号消除装置(231、232)还使用循环器或隔离器来消除发送信号与接收信号之间的干扰。11.根据权利要求7所述的天线装置，其中，所述5G用发送天线部(220)、所述2G、3G及4G通信用天线(300、400)执行电波束倾斜，所述5G用接收天线部(210)执行机械波束倾斜。12.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述电源控制面板(240)为了与外部连接而连接于控制电缆端子(241)，所述控制电缆端子(241)利用远程控制器连接器(242)连接于位于远程的远程控制器盒(243)，在所述控制电缆端子(241)上还贴附有避雷器，以防止沿着电缆进入的雷击。13.根据权利要求1所述的天...

【专利技术属性】
技术研发人员：李燉信，
申请(专利权)人：高增益天线株式会社，
类型：发明
国别省市：