具有盲配型互连器的集成式天线单元的制作方法

本申请要求于2015年5月27日提交的、名称为具有盲配型互联器的集成式天线单元的美国临时申请No.62/166,931的优先权。

技术领域

本发明涉及具有盲配型互连器的集成式天线单元。互连器为具有高度机械柔性以允许两个电子单元比如天线和相关联的射频拉远单元的配合的RF连接系统。

背景技术：

射频拉远单元(RRU)安装在天线后面或天线内的集成式天线单元(IAU)在移动运营商中日益普及。这样的方法得到了富有美感的天线，所述天线不具有将射频拉远单元联接至天线端口的外部跨接线缆，从而不仅减少了安装时间而且提高了系统的增益。然而，射频拉远单元是频带特定的，由此，频带的任何改变都需要移动运营商将新的天线增加到塔上或用新的天线替代现有天线。

因此，存在对可以容易地更改——比如通过换掉射频拉远单元——并且减少安装和维护时间的集成式天线的需要。

技术实现要素：

因此，本发明提供了一种天线单元，其包括天线、至少一个射频单元以及互连器，互连器包括第一配合连接器和第二配合连接器。第一配合连接器构造成电气地和机械地联接至天线，并且第二连接器构造成电气地和机械地联接至所述至少一个射频单元。第一连接器具有导入式几何结构，并且具有用于第一配合连接器和第二配合连接器的盲配的径向浮动和轴向浮动。

本发明还可以提供一种天线单元，其包括天线、多个射频单元以及多个互连器，所述多个互连器各自包括配合的插头连接器和插座连接器。插头连接器中的每个插头连接器构造成电气地和机械地联接至天线，并且插座连接器中的每个插座连接器构造成电气地和机械地联接至所述多个射频单元中的一者。插头连接器中的每个插头连接器包括支承接触件的壳体、具有导入式几何结构的套管以及用于将插头连接器安装至天线的安装本体。导入式几何结构以及插头连接器的径向浮动和轴向浮动便于插头连接器和插座连接器的盲配。

通过下面结合附图公开本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的其他目的、优点和主要特征将变得明显。

附图说明

通过参考下面结合附图做出的详细说明，将能更好地理解本发明及其许多附带的优点，同时容易获得对本发明及其许多附带的优点的更全面的认识。

图1A是根据本发明的示例实施方式的具有盲配型互连器的集成式天线单元的前侧立体图；

图1B是图1A中所示的具有盲配型互连器的集成式天线单元的后视立体图；

图1C是图1A中所示的具有盲配型互连器的集成式天线单元的局部放大底部立体图；

图2是具有盲配型互连器的集成式天线单元的示意图，示出了本发明的互连器的可能的配合方向；

图3是本发明的互连器的连接器的立体图；

图4是图3中所示的连接器的截面图；

图5是与图4类似的截面图，示出了联接至连接器的配合连接器；

图6A是本发明的互连器的分解截面图，示出了分解的配合连接器；

图6B是图6A中所示的互连器的截面图，示出了在最大轴向浮动处的配合连接器；以及

图6C是图6A中所示的互连器的截面图，示出了具有最大径向浮动的配合的配合连接器。

具体实施方式

参照图1A、图1B、图1C、图2至图5以及图6A至图6C，本发明总体上涉及一种集成式天线单元100，该集成式天线单元100具有允许天线102与相关联的射频单元104之间在多个方向上进行盲配的RF连接系统或互连器110。天线单元100可以被用于无线通信系统，并且优选地为具有可现场更换的射频单元的超宽带集成式天线单元(IAU)平台，其中，射频单元是频带特定的。由于IAU平台广泛地覆盖所有当前的频带，这允许IAU平台在世界上任意位置的天线位置上展开应用，其中，频带特定的部件如射频拉远单元(RRU)和双工器能够针对每个区域的具体要求现场更换。

如图1A、图1B和图1C中可见的，集成式天线单元100包括支承在杆200上的天线102，一个或更多个射频拉远单元104安装至天线102的后侧部106。一个或更多个插接座体(docking station)108可以从天线102的后侧部106延伸用于接纳各个射频单元104。插接座体108基本上在垂直于天线102的平面的平面中延伸，如图1C和图2中最佳示出的。由此，互连器110允许射频单元104与天线在第一方向112上盲配，第一方向112大致平行于天线102的纵向轴线114。替代性地，插接座体可以结合到天线壳体116中以使得互连器110允许射频单元与天线102在第二方向118上盲配，第二方向118大致垂直于第一方向112。

本发明的互连器110提供了具有高度的机械柔性以允许两个电子单元——具体为天线102和射频单元104——的盲配的RF连接系统。该连接使稳定的RF性能和低的无源互调失真共同见于无线移动通信系统中。互连器110可以包括第一配合连接器120和第二配合连接器122，其中，第一配合连接器120构造成在插接座体108中或在天线壳体116自身中电气地和机械地联接至天线102，并且第二配合连接器122构造成电气地和机械地联接至射频单元104。第一连接器120可以是优选地提供具有径向和轴向浮动以便于与第二连接器122的盲配连接的导入式几何结构124的插头。第二连接器122为配合连接器，比如插座，优选为4.3-10标准的插座。

插头连接器120大致包括支承接触销132的壳体130、安装至壳体130并且围绕其配合接口136的套管134、以及定位在套管134后面并且围绕壳体130的弹簧138。壳体130的与接口136相反的端部140适于形成天线102的线缆C的终止点(图2)。插头连接器120的安装本体142将连接器120安装在天线102中。安装本体142提供了围绕壳体130和套管134的空间144以允许径向浮动，如图6C中最佳示出的。套管134和壳体130在安装本体142内移动以提供配合的系统的机械浮动。

弹簧138位于安装本体142与壳体130和套管134子组件之间。弹簧138有助于在连接器120和122配合时互连器110的轴向浮动，如图6B中可见的。弹簧138优选地预加载到完全装配状态以确保插头连接器总是被向外偏置离开安装本体142并且朝向配合连接器122。弹簧力应足以在进一步压缩之前克服连接器120与连接器122之间接合至完全配合状态的配合力。该力应当也足以在所有的配合位置中产生显著的配合力。该配合力确保甚至在包含高冲击和振动的恶劣环境下的包括低的PIM的稳定的RF性能。弹簧138由位于其两端上的垫片150和152支承以提供不会锁定或结合的平滑的搁置表面。垫片150和152也保护套管134和安装本体142免于磨损，特别在这些部件由塑料形成的情况下更是如此。

互连器110可以包括可选的密封部件，比如密封互连器110使其与水、冰、碎屑等隔绝的波纹管160。波纹管160还通过防止水或碎屑进入弹簧腔对其所安装在内的电子系统进行密封，以防止水或碎屑在弹簧腔中聚集或穿过该组件进入座体组件。波纹管160安装至套管134和安装本体142。波纹管160大致包括相反的第一端部162和第二端部164以及位于两者之间的波纹管部段166。第一端部162定尺寸为密封地接合安装本体142的凸缘端部146。第二端部164限定波纹管160的覆盖套管134的导入式几何结构124的鼻部。鼻部端部164限定辅助密封特征，辅助密封特征可以是构造成密封地接合配合的插座连接器122的壳体180的外表面182的向内延伸的环形束套构件168，如图5中最佳示出的。束套构件168优选地包括肋170，肋170位于束套构件168的最内表面上以辅助抓握和密封插座连接器的壳体180的外表面182。束套构件168还可以包括倾斜的导入表面174，以辅助和导引插座连接器122与插头连接器120的配合。还可以在互连器110中提供O形圈以防止水从包括配合接口的所有可能的路径进入。

本发明的另一优点在于互连器110构造成允许互连器110的最大数量的部件是非传导性的而不是金属的，比如热塑性安装本体142和套管134，因为此种部件不具有电气功能。互连器110还例如经由导入式几何结构124和导入表面174提供了充分的导入，并且提供了用于天线102和射频单元104的有效盲配的聚集功能，如图5和图6A至图6C中最佳示出的。该盲配系统提供了高度的机械浮动以补偿两个电子系统之间的公差和未对准。高的程度例如是在所有轴线上的+/-3mm。弹簧138可以设置在互连器110中以提供优化成克服连接器120与连接器122之间的接合的配合力的偏置力，从而提供高的配合力以例如克服振动和冲击。套管134有助于将连接器120与连接器122的配合接口导引在一起。套管134可以是永久地装配至壳体130的单独部件，或者套管134可以与壳体130形成为一体。套管134优选地由非导电材料形成。

尽管已经选择具体实施方式来说明本发明，但本领域技术人员应当理解的是可以在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下对本发明进行各种改变和修改。