天线模组以及基站天线的制作方法

1.本公开涉及天线技术领域，特别涉及一种天线模组以及基站天线。


背景技术：

2.随着第五代移动通信技术(简称5g)的深入发展，其高速率、低时延和大连接等特点带来技术革新的同时，站点数量庞大和高能耗等矛盾也日益凸显。为达到相同的覆盖效果，如何减少天线的损耗，间接减少功率消耗是各大天线设备厂商首先想到的解决途径。
3.低损耗馈电网络在基站天线领域早已出现，其中典型的应用包括空气微带线馈电网络及天线、空气带状线馈电网络及天线，馈电网络一般采用钣金金属网络实现。但钣金金属网络复杂的结构实现形式，高额的开发成本(模具费用高、设计验证周期长和人力投入成本高等)，重量尺寸超限，金属网络容易变形等诸多不利因素，对天线厂家带来了各种挑战，难以实现天线的规模化量产。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种天线模组以及基站天线，结构设计简单，在实现天线的轻量化设计和降低成本的同时，有利于实现天线模组的低损耗，以及实现产品的规模化量产。
5.第一方面，本公开实施例提供了一种天线模组，包括馈电网络，所述馈电网络包括pcb线路层、地层及设于所述pcb线路层和所述地层之间的网络支撑层，其中，所述pcb线路层包括介质基板及设于所述介质基板上的馈电线路，所述地层由天线反射板的金属面提供，所述网络支撑层包括镂空设置的绝缘支撑板，所述介质基板与所述天线反射板之间通过所述绝缘支撑板支撑连接。
6.在一些实施例中，所述介质基板上还设有辐射贴片，所述绝缘支撑板包括对应所述辐射贴片设置的绝缘支撑部。
7.在一些实施例中，所述天线模组还包括寄生辐射单元和辐射支撑件，所述寄生辐射单元设置于所述辐射支撑件的顶部；
8.所述馈电网络中在对应所述辐射贴片中部的位置，所述介质基板和所述绝缘支撑板分别对应设有通孔；
9.所述辐射支撑件的底部依次穿过所述辐射贴片、所述介质基板和所述绝缘支撑板上的通孔后安装于所述反射板上。
10.在一些实施例中，所述辐射贴片为双极化微带贴片辐射单元，所述馈电线路为能为所述双极化微带贴片辐射单元馈电的功分电路。
11.在一些实施例中，所述介质基板的厚度为0.16mm-0.24mm。
12.在一些实施例中，所述绝缘支撑板采用ppo注塑成型。
13.在一些实施例中，所述天线反射板上设置有凸台，所述凸台复用为所述绝缘支撑板的部分或全部；所述凸台与所述天线反射板一体成型。
14.在一些实施例中，所述pcb线路层、所述网络支撑层和所述天线反射板可拆卸连接。
15.第二方面，本公开实施例还提供了一种基站天线，包括第一方面所述的任一项天线模组。
16.在一些实施例中，所述基站天线还包括金属腔体滤波器，所述天线反射板由所述金属腔体滤波器的外壳提供。
17.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
18.本公开实施例提供的天线模组包括馈电网络，馈电网络包括pcb 线路层、地层及设于pcb线路层和地层之间的网络支撑层，其中， pcb线路层包括介质基板及设于介质基板上的馈电线路，地层由天线反射板的金属面提供，网络支撑层包括镂空设置的绝缘支撑板，介质基板与天线反射板之间通过绝缘支撑板支撑连接。由此，通过在pcb 线路层与天线反射板之间设置网络支撑层，网络支撑层设置为镂空的绝缘支撑板，镂空的绝缘支撑板在对pcb线路层起结构支撑的同时， pcb线路层与天线反射板之间等效于形成空气微带线结构，通过设计上述空气微带线结构在实现天线模组的轻量化设计，降低成本的同时，有利于实现天线模组的低损耗。另外，通过设置pcb线路层包括介质基板及设于介质基板上的馈电线路，相比于现有技术中采用纯金属网络，无需开模，结构设计简单，有利于实现产品的规模化量产。由此，本公开实施例提的天线模组，结构设计简单，在实现天线的轻量化设计和降低成本的同时，有利于实现天线模组的低损耗以及实现产品的规模化量产。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
20.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本公开实施例提供的一种装配后的天线模组的侧视结构示意图；
22.图2为本公开实施例提供的一种天线模组的分解结构示意图；
23.图3为本公开实施例提供的一种pcb线路层的结构示意图；
24.图4为本公开实施例提供的一种网络支撑层的结构示意图；
25.图5为本公开实施例提供的另一种天线模组的分解结构示意图；
26.图6为本公开实施例提供的一种金属腔体滤波器的正面结构示意图；
27.图7为本公开实施例提供的一种金属腔体滤波器的背面结构示意图；
28.图8为本公开实施例提供的一种金属腔体滤波器的分解结构示意图；
29.图9为本公开实施例提供的一种基站天线的俯视结构示意图。
具体实施方式
30.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.图1为本公开实施例提供的一种装配后的天线模组的结构示意图，图2为本公开实施例提供的一种天线模组的分解结构示意图。结合图 1和图2，天线模组10包括馈电网络30，馈电网络30包括pcb线路层100、地层及设于pcb线路层100和地层之间的网络支撑层400，其中，pcb线路层100包括介质基板102及设于介质基板102上的馈电线路101a，地层由天线反射板500的金属面提供，网络支撑层400 包括镂空设置的绝缘支撑板，介质基板102与天线反射板500之间通过绝缘支撑板支撑连接。
33.具体地，馈电网络30包括pcb线路层100、网络支撑层400和反射板500，如图2所示，网络支撑层400设置在天线反射板500的上方，pcb线路层100设置在网络支撑层400的上方。pcb线路层 100包括介质基板102以及印制于介质基板102上的馈电线路101a。
34.示例性地，图3为本公开实施例提供的一种pcb线路层的结构示意图。如图3所示，pcb线路层100上的介质基板102包括对称设置的两个馈电线路101a，相比于现有技术中采用纯金属网络，本公开实施例通过设置pcb线路层包括介质基板及设于介质基板上的馈电线路，具有无需开模、平面度好、不易变形、重量轻、易固定、布线灵活和开发迭代周期短等优点。
35.天线反射板500作为馈电网络30的信号地层，在天线反射板500 和pcb线路层100之间设置有网络支撑层400，网络支撑层400对 pcb线路层100起结构支撑作用。其中，网络支撑层400采用镂空设计，具体地将网络支撑层400设置为镂空的绝缘支撑板。
36.示例性地，图4为本公开实施例提供的一种网络支撑层的结构示意图。如图4所示，网络支撑层400包括绝缘镂空部403和绝缘支撑部401，由此将镂空的绝缘支撑板即网络支撑层400，设置在pcb线路层100与天线反射板500之间，从而可利用网络支撑层400的绝缘支撑部401对pcb线路层100进行支撑。在网络支撑层400的绝缘镂空部403所在区域，可实现pcb线路层100悬浮在天线反射板500的上方，由此pcb线路层100与天线反射板500之间等效于设计空气微带线结构。由于网络支撑层400的尺寸易调，因此有利于调控空气微带线结构的高度，从而有利于实现电气性能的稳定可控。由此，通过等效设计空气微带线结构，一方面可实现馈电网络30的轻量化设计，进而实现天线模组10的轻量化设计，从而有利于降低成本，另一方面有利于实现馈电网络30的低损耗，进而实现天线模组10的低损耗。
37.本公开实施例提供的天线模组包括馈电网络，馈电网络包括pcb 线路层、地层及设于pcb线路层和地层之间的网络支撑层，其中， pcb线路层包括介质基板及设于介质基板上的馈电线路101a，地层由天线反射板的金属面提供，网络支撑层包括镂空设置的绝缘支撑板，介质基板与天线反射板之间通过绝缘支撑板支撑连接。由此，通过在 pcb线路层与天线反射板之间设置网络支撑层，网络支撑层设置为镂空的绝缘支撑板，镂空的绝缘支撑板在对pcb线路层起结构支撑的同时，pcb线路层与天线反射板之间等效于形成空气微带线结构，通过设计上述空气微带线结构在实现天线模组的轻量化设计，降低成本的同时，有利于实现天线模组的低损耗。另外，通过设置pcb线路层包括介质基板及设于介质基板上的馈电线路，相比于现有技术中采用纯金属网络，无需开模，结构设计简单，有利于实现产品的规模化量产。由此，本公开实施例提的天线模组，结构设计简单，在实现天线的轻量化设计和
降低成本的同时，有利于实现天线模组的低损耗以及实现产品的规模化量产。
38.在一些实施例中，参照图2，介质基板102上还设有辐射贴片 101b，绝缘支撑板包括对应辐射贴片101b设置的绝缘支撑部401。
39.具体地，pcb线路层100的介质基板102上还设置有辐射贴片 101b，辐射贴片101b作为天线模组10的辐射单元，如图2所示，辐射贴片101b和馈电线路101a一体成型设置。
40.示例性地，可将辐射贴片101b设置为双极化微带贴片辐射单元，由此一体成型设置的馈电线路101a可作为双极化微带贴片辐射单元馈电的功分电路。
41.其中，介质基板102上的辐射贴片101b和pcb线路层100下方的天线反射板500可形成微带贴片天线，辐射贴片101b可根据需求设计成各种各样的形状，图2示例性地示出辐射贴片101b的形状为正方形，本公开实施例对辐射贴片101b的具体形状此不作具体限定。
42.具体地，将网络支撑层400设置为镂空的绝缘支撑板，镂空的绝缘支撑板包括绝缘支撑部401和绝缘镂空部403，其中，网络支撑层 400的绝缘支撑部401正对辐射贴片101b设置，由此正对辐射贴片 101b设置的绝缘支撑部401一方面可对网络支撑层400起结构支撑作用，另一方面构成绝缘支撑部401材料的介电常数可调，进而可通过调节其介电常数实现辐射贴片101b的小型化设计，进而实现pcb线路层100的小型化设计，从而有利于实现天线模组10的小型化设计。
43.示例性地，绝缘支撑板可采用聚苯醚(modified polyphenyleneoxide，ppo)注塑成型。其中，ppo具有介电常数范围可选、介电损耗小和尺寸稳定性好等特点，由于ppo注塑的模具成型后具有尺寸精度高的优点以及电气性能优异的优点，其高尺寸精度有利于保证网络支撑层400的高度，进而可实现电气性能稳定可控。ppo具有优异的电气性能和成熟的应用环境，当绝缘支撑板采用ppo注塑成型，有利于实现网络支撑层400在天线设计方面灵活调整和运用，从而有利于开发天线产品以及实现天线产品的量产。
44.需要说明的是，图2示例性地示出了三个辐射贴片101b以及对应各辐射贴片101b设置的绝缘支撑部401，图2示出的辐射贴片 101b和绝缘支撑部401仅为本公开实施例的一种实现形式，并不构成对辐射贴片101b和绝缘支撑部401的设置数量等作具体限定。
45.在一些实施例中，继续参照图2，介质基板102的厚度为 0.16mm-0.24mm。
46.具体地，对pcb线路层100的介质基板102进行加工，使介质基板102的厚度保持在0.2毫米左右，以降低pcb线路层100的介质基板102带来的损耗。另外，设计较薄的介质基板102，可减少pcb线路层100的用料，有利于简化工艺制程。
47.在一些实施例中，继续参照图2，天线模组10还包括寄生辐射单元300和辐射支撑件200，寄生辐射单元300设置于辐射支撑件200 的顶部；馈电网络30中在对应辐射贴片101b中部104的位置，介质基板102和绝缘支撑板分别对应设有通孔；辐射支撑件200的底部依次穿过辐射贴片101b、介质基板102和绝缘支撑板上的通孔后安装于天线反射板500上。
48.具体地，天线模组10还包括寄生辐射单元300和辐射支撑件200。其中，寄生辐射单元300安装在辐射支撑件200的上方即辐射支撑件 200的顶部，寄生辐射单元300通过辐射支撑件200支撑并悬浮于微带贴片天线的正上方，即寄生辐射单元300与pcb线路层100上的辐射贴片101b相对设置，寄生辐射单元300具有拓展微带贴片天线的带宽，以及改变微带贴片天线阻抗匹配的作用。如图2所示，寄生辐射单元300、辐射支撑件200和辐射贴片101b一一对应设置，图2示例性地设置了三个寄生辐射单元300以及对应设置的辐射支撑件200 和
辐射贴片101b。需要说明的是，寄生辐射单元300的形状、尺寸及辐射支撑件200的支撑高度可根据微带贴片天线性能的需要进行灵活设计，在此不作具体限定。
49.其中，在辐射贴片101b中部104的位置，以及对应于中部104的位置，在介质基板102和绝缘支撑板分别设有通孔，从而可实现辐射支撑件200依次穿过辐射贴片101b、介质基板102和绝缘支撑板上的通孔后，并安装于天线反射板500上。
50.示例性地，如图2所示，辐射支撑件200包括相连接的第一支撑部201和第二支撑部202，且第一支撑部201和第二支撑部202一体成型设置。第一支撑部201可依次穿过辐射贴片101b、介质基板102 和绝缘支撑板上的通孔后安装并固定于天线反射板500上，例如辐射贴片101b上设置的第一通孔01，介质基板102设置的第二通孔02，绝缘支撑板上设置的第三通孔03，天线反射板500上设置有安装固定孔04，由此第一支撑部201可依次通过第一通孔01、第二通孔02、第三通孔03和安装固定孔04，安装在天线反射板500上。
51.其中，第二支撑部202上形成有第一连接件203例如但不限于卡扣，寄生辐射单元300上形成有第二连接件301例如但不限于卡孔，且第二支撑部202上形成的第一连接件203例如但不限于卡扣适配于寄生辐射单元300上形成的第二连接件301例如但不限于卡孔，由此可实现辐射支撑件200支撑并固定寄生辐射单元300，进而实现寄生辐射单元300与pcb线路100上的辐射贴片101b相对设置，即寄生辐射单元300通过辐射支撑件200支撑并悬浮于微带贴片天线的正上方。
52.在一些实施例中，天线反射板上设置有凸台，凸台复用为绝缘支撑板的部分或全部；凸台与天线反射板一体成型。
53.具体地，如图2所示，网络支撑层400为镂空的绝缘支撑板，可将镂空的绝缘支撑板设置在天线反射板500上，并作为天线反射板 500上的凸台，由此可将镂空的绝缘支撑板与天线反射板500一体成型设置，例如但不限于通过压铆或垫支撑件等多种方式进行灵活设置，从而有利于节省制备工艺。可选地，图5为本公开实施例提供的另一种天线模组的分解结构示意图。如图5所示，仅正对辐射贴片101b 的下方区域设置绝缘支撑部401，并将绝缘支撑部401设置在反射板 500上。
54.需要说明的是，图5所示的绝缘支撑部401仅为图2所示的绝缘支撑板的部分(仅正对辐射贴片101b的下方区域设置绝缘支撑部 401)。由此，将图2所示的镂空的绝缘支撑板，即网络支撑层400设置在反射板500上，即凸台复用为绝缘支撑板的全部；而图5中仅将图2中的绝缘支撑部401设置在反射板500上，即凸台复用为绝缘支撑板的部分。
55.由此，可通过在天线反射板500上设置凸台的方式对pcb线路层 100进行辅助支撑。当凸台复用为绝缘支撑板的部分时，在节省制备工艺的同时，有利于简化用料，从而有利于降低成本。
56.在一些实施例中，如图1或图2所示，pcb线路层100、网络支撑层400和天线反射板500可拆卸连接。
57.具体地，pcb线路层100、网络支撑层400和反射板500上均设置有例如但不限于固定安装孔，且固定安装孔对位设计，可通过铆钉或螺钉方式将包括pcb线路层100、网络支撑层400和天线反射板 500的叠层结构连接，由此可实现pcb线路层100、网络支撑层400 和天线反射板500可拆卸连接。
58.示例性地，如图2所示，pcb线路层100上设置有第一安装孔 103，网络支撑层400上
设置有第二安装孔402，天线反射板500上设置有第三安装孔501，第一安装孔103、第二安装孔402和第三安装孔501对位设计，进而通过铆钉或螺钉方式实现上述叠层结构的拆卸连接。
59.在上述实施例的基础上，本公开实施例还提供了一种基站天线，包括上述实施所述的任一项天线模组，具有相同或相似的有益效果，在此不再一一赘述。
60.在一些实施例中，基站天线还包括金属腔体滤波器，天线反射板由金属腔体滤波器的外壳提供。
61.示例性地，图6为本公开实施例提供的一种金属腔体滤波器的正面结构示意图，图7为本公开实施例提供的一种金属腔体滤波器的背面结构示意图，图8为本公开实施例提供的一种金属腔体滤波器的分解结构示意图。在图1的基础上，结合图6-8，金属腔体滤波器20的外壳600为上述实施例所述的天线模组10的天线反射板500，即天线模组10的天线反射板500集成设置在金属腔体滤波器腔体20上，并作为金属腔体滤波器腔体20的外壳600。
62.示例性地，图9为本公开实施例提供的一种基站天线的俯视结构示意图。如图9所示，基站天线包括多个呈阵列分布的如上述各实施例所述的天线模组，具有结构简单，无需设置无隔离条，无需焊接等优点，可作为简单复用的单元组件进行阵列化组阵设计，形成大规模天线阵列，符合5g天线的应用开发需求。
63.由此，本公开实施例提供的基站天线，相比常规天线，由于采用微带贴片天线加寄生辐单元的形式，在天线性能方面具有剖面低和列间互偶低等特点，因此可以省去大多数天线必须的隔离条部件，大大简化天线结构组成。另外，寄生辐射单元通过辐射支撑件与微带贴片天线组合，实现了免焊接装配，极大地简化了阵列天线的支撑工艺，从而可设计简单复用的单元组件，进行阵列化组阵设计时，由于单元组件具有结构简单、低损耗、低重量、低成本、适配性强、利于批量生产等多方面优势，有利于形成大规模天线阵列。
64.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
65.以上仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。