一种双层结构的密集阵列天线的制作方法

本发明涉及一种用于移动通信领域的设备，具体的是一种双层结构的密集阵列天线。

背景技术：

随着我国移动通信行业的不断发展，关于第五代移动通信系统(5g)的研究已展开。5g移动通信系统需要更大的通信容量和更高的无线频谱效率，对基站天线的要求，就需要支持3d波束赋型以及更强大的mimo功能。

对于提高移动通讯容量，常规做法是使用极化分集技术的基站多端口天线，可减少多径衰落提高链路稳定性，而使用多端口mimo技术可进一步提升移动通讯容量。但进入5g通讯时代，大数据流量、高速率、低时延等技术要求已成为常态，传统的双极化多端口基站天线已无法适应技术发展演进的要求。

密集阵列mimo天线作为5g移动通讯最重要的核心技术之一，可成倍提升频谱资源效率，形成动态有针对性地网络覆盖。同时，5g密集阵列天线具有3d波束赋型能力，在水平与垂直两个纬度可实现深度覆盖，因而能大幅提升系统容量和无线频谱效率。但是，目前尚未有效果理想的密集阵列mimo天线出现。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种双层结构的密集阵列天线，支持实现多方向的波束赋型。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种双层结构的密集阵列天线，包括天线罩1、pcb辐射元2、反射板3、耦合校准网络pcb板4、盲插接头pcb板5、底封板6以及n型校准接头7，

底层为盲插接头层，包括盲插接头pcb板5，盲插接头pcb板5上设有直插式焊接的盲插射频接头8；盲插接头pcb板5通过第二塑料绝缘支柱10与底封板6进行连接固定，盲插接头pcb板5设置在底封板6上方；

上层为耦合校准网络层，包括耦合校准网络pcb板4、pcb辐射元2以及反射板3，pcb辐射元2通过金属螺钉与反射板3连接固定，耦合校准网络pcb板4通过尼龙铆钉与反射板3连接固定，反射板3通过第一塑料绝缘支柱9与底封板6连接固定，反射板3设置在底封板6上方；

底封板6通过金属螺钉与天线罩1连接固定，n型校准接头7固定在天线罩1上，n型校准接头7在天线罩内部通过电缆与耦合校准网络pcb板4焊接在一起；耦合校准网络pcb板4通过电缆与盲插接头pcb板5进行焊接连接形成双层结构的完整馈电网络，将输出信号通过盲插射频接头8输出到外部设备。

而且，pcb辐射元2设置在反射板3上面，耦合校准网络pcb板4设置在反射板3背面。

而且，天线罩1采用半罩形式。

而且，密集阵列天线的pcb辐射元2的纵向间距为对应中心频率的0.6～1个波长。

而且，密集阵列天线的pcb辐射元2的横向间距为对应中心频率的1/2波长。

而且，密集阵列天线的pcb辐射元2在纵横方向均呈平行排列布局。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的一种双层结构的密集阵列天线，底层为盲插接头层(与auu等设备进行盲插连接)，上层为耦合校准网络层(包括耦合校准网络pcb及天线辐射元等部件)，具有3d波束赋型能力，可实现多方向性波束赋型，成倍提升频谱资源效率，大幅提升移动通讯容量，达到最优化系统性能的目的。本发明技术方案将用于5g移动通讯系统，可帮助运营商最大限度利用已有站址和频谱资源，具有重要的市场价值。

附图说明

图1本发明实施例的密集阵列天线整体分层结构图；

图2本发明实施例的密集阵列天线的pcb辐射元结构图；

图3本发明实施例的密集阵列天线的耦合校准网络pcb板结构图；

图4本发明实施例的密集阵列天线的盲插接头pcb板底面示意图。

图5本发明实施例的密集阵列天线的盲插接头pcb板顶面示意图。

图6本发明实施例的密集阵列天线的双层结构实施的局部详细结构图。

图中部件列表如下：

1、天线罩

2、pcb辐射元

3、反射板

4、耦合校准网络pcb板

5、盲插接头pcb板

6、底封板

7、n型校准接头

8、盲插射频接头

9、第一塑料绝缘支柱

10、第二塑料绝缘支柱

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行更加详细的描述。

本发明提出用于5g移动通讯系统的双层结构的密集阵列天线，其中图1为密集阵列天线整体分层结构图，图2为密集阵列天线的pcb辐射元结构图，图3为密集阵列天线的耦合校准网络pcb板结构图，图4为密集阵列天线的盲插接头pcb板结构图,图5为密集阵列天线的双层结构实施的局部详细结构图。

本发明通过设计耦合校准网络的电气特性，实现对每对辐射元的幅度相位进行精确控制，进而实现了一种双层结构的密集阵列天线。

参见图1，在本发明所述的密集阵列天线主要结构包括天线罩1、pcb辐射元2、反射板3、耦合校准网络pcb板4、盲插接头pcb板5、底封板6以及n型校准接头7。本发明用电缆对耦合校准网络pcb板4和盲插接头pcb板5进行焊接连接而形成一个双层结构的完整馈电网络，具体实施时焊接位置可根据校准网络pcb板4、盲插接头pcb板5的实际设计确定。具体结构为：底层为盲插接头层，包括盲插接头pcb板5以及其上直插式焊接的盲插射频接头8，盲插接头pcb板5通过第二塑料绝缘支柱10与底封板6进行连接固定，盲插接头pcb板5设置在底封板6上方。参见图4和图5，盲插射频接头8焊接在盲插接头pcb板5底面，安装后盲插射频接头8穿过底封板6，连接外部对插设备。上层为耦合校准网络层，包括耦合校准网络pcb板4、pcb辐射元2以及反射板3等部件，参见图2，pcb辐射元2通过金属螺钉与反射板3连接固定，参见图3，耦合校准网络pcb板4通过尼龙铆钉与反射板3连接固定，pcb辐射元2设置在反射板3上面，耦合校准网络pcb板4设置在反射板3背面；反射板3通过第一塑料绝缘支柱9与底封板6连接固定，反射板3设置在底封板6上方。可以设置第一塑料绝缘支柱9比第二塑料绝缘支柱10长，这样可以简单地使反射板3处于上层，盲插接头pcb板5处于下层。参见图6，最后底封板6用金属螺钉与天线罩1进行连接固定，n型校准接头7固定在天线罩1上，其在天线罩内部通过电缆与耦合校准网络pcb板4焊接在一起。

进一步地，天线罩1的形式为半罩形式，覆盖在底封板6上即可。

在本发明所述的密集阵列天线中，pcb辐射元2为具有+45°和-45°的双极化单元。

在本发明所述的密集阵列天线中，设天线辐射元数量为4n个，盲插射频接头数量为4n+1个，以便提供一个校准接头。优选实施例中，盲插接头pcb板5上直插式焊接有33个盲插射频接头8。

在本优选实施例中，密集阵列天线的pcb辐射元2的纵向间距为对应中心频率的0.6～1波长(即0.6～1λ)。

在本优选实施例中，密集阵列天线的pcb辐射元2的横向间距为对应中心频率的1/2波长(即1/2λ)。

在本优选实施例中，密集阵列天线的pcb辐射元2在纵横方向均呈平行排列布局。

在本优选实施例中，耦合校准网络pcb板4通过耦合微带线实现对板上32个pcb辐射元2的耦合信号的合路，进而实现对32个天线辐射元的幅度相位控制。

在本优选实施例中，耦合校准网络pcb板4由微带线实现等幅度等相位地将功率分配与耦合单元的能量耦合到n型校准接头7。

在本优选实施例中，耦合校准网络pcb板4通过电缆与盲插接头pcb板5进行焊接连接，将输出信号通过盲插射频接头8输出到外部设备。具体实施时，盲插射频接头8的位置可根据外部对插设备设置。

通过这样的设计，最终实现了通过n型校准接头7来达到对每个辐射单元幅度和相位的控制，具体实施时，通过给与不同的单元组合方式和幅度相位激励，达到实现3d波束赋型能力，可以实现多方向性波束赋型，成倍提升频谱资源效率，大幅度提升无线通信系统容量，达到最优系统性能。

以上所述的实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，对于本领域的普通技术人员来说，通读本说明书后，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。