一种单极化大规模mimo阵列天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种单极化大规模MBTO阵列天线，属于无线通信领域。
【背景技术】
[0002]在移动互联网时代，随着智能终端数目快速增长，对无线通信的数据传输速率提出了更高要求。大规模MMO技术作为未来第五代移动通信的关键技术，其独特的空间增益性能正越来越受到业界研究者的重视。
[coos]大规模Mnro阵列天线的基本特征是:在基站端配置数十根甚至数百根以上天线，这些天线构成集中式的大规模阵列。因此，基站覆盖范围内的多个用户首先可在同一时频资源上与基站同时进行通信，充分利用大规模MMO阵列天线配置带来的空间自由度，提升频谱效率;其次，大规模MMO阵列天线可带来分集增益和阵列增益，提升用户与基站之间的通信效率。
[0004]尽管大规模MMO阵列天线的应用前景诱人，但常规基站天线多采用金属振子天线实现，天线数目增加导致阵面扩大后，大量振子与反射板之间的垂直连接结构将带来一系列问题:首先，机械构件将导致重量剧增;第二，机械连接点过多，一致性变差，还可能导致阵面不平整、甚至难以支撑;第三，大量的机械连接构件还可能会恶化天线的无源交调特性。受到这些工艺因素约制，目前还没有结构简单、成本低廉、可批量生产的大规模MMO阵列天线设计方案。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种单极化大规模MIMO阵列天线，满足未来第五代移动通信的需求。该阵列天线结构简单、性能良好、成本低廉且无需调试，适合批量生产。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0007]本实用新型提供一种单极化大规模MMO阵列天线，包括反射底板、NXN个阵列排布的天线单元构成的天线阵面，以及绝缘框架、支架，天线阵面安装在绝缘框架上，绝缘框架固定在支架上，其中，N大于等于8。所述反射底板的顶层为印有金属条带的介质，底层为金属敷铜，金属条带通过金属化过孔与金属敷铜连接。每个所述天线单元均包括一个振子天线和一个同轴连接器，其中，同轴连接器与反射底板垂直连接，同轴连接器的外导体连接在反射底板底层的金属敷铜上，内导体连接在振子天线的一端上;所述振子天线的另一端垂直连接在反射底板顶层的金属条带上。
[0008]作为本实用新型的进一步优化方案，所述反射底板采用微波介质基板制作，微波介质基板的厚度范围为0.127-2mm、介电常数范围为2-20。
[0009]作为本实用新型的进一步优化方案，所述振子天线是工作频段不高于6GHz的天线。
[0010]作为本实用新型的进一步优化方案，所述振子天线的间距与天线中心工作频率对应的波长之比范围为的0.5-1。
[0011]作为本实用新型的进一步优化方案，所述绝缘框架采用酚醛树脂、环氧玻璃纤维、有机玻璃、聚四氟乙烯或聚三氟氯乙烯制成。
[0012]作为本实用新型的进一步优化方案，所述绝缘框架通过螺丝固件固定在支架上。
[0013]作为本实用新型的进一步优化方案，所述振子天线的另一端通过焊接工艺垂直连接在反射底板顶层的金属条带上。
[0014]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:本发明能够实现6GHz或以下频段的单极化大规模MIMO阵列天线，无需借助复杂的机械构件即可实现，制作工艺简单，成本低廉。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的立体结构示意图。
[0016]图2是本发明的剖面结构示意图。
[0017]其中，1-反射底板；10-金属敷铜；11-金属条带；12-金属化过孔;2-振子天线;3_同轴连接器;30-外导体;31-内导体;4-天线阵面;5-绝缘框架;6-螺丝固件;7-支架。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
[0019]对照附图1，其结构是:单极化大规模MMO阵列天线，其天线阵面4由反射底板1、NXN个阵列排布的天线单元构成，每个天线单元均包括一个振子天线2和一个同轴连接器3。其中，反射底板I的顶层为印有金属条带11的介质，反射底板I的底层为金属敷铜10，金属条带11与底层金属敷铜10采用金属化过孔12工艺进行连接。同轴连接器3的外导体30垂直焊接在反射底板I的底层金属敷铜10上，同轴连接器3的内导体31通过焊接工艺连接振子天线2的一端，振子天线2的另一端通过焊接工艺垂直连接在反射底板I顶层的金属条带11上。反射底板I的顶层位于天线阵面4的正面，反射底板I的底层位于天线阵面4的背面;天线阵面4安装在绝缘框架5上，绝缘框架5通过螺丝固件6固定在支架7上，通过螺丝固件6可以调节天线阵面4的俯仰角度。
[0020]对照附图2，按照反射底板I的厚度为0.5毫米、介电常数为2.65、振子天线2的数目为64、间隔为4GHz中心频率对于的0.8倍波长(60mm)、绝缘框架5用环氧玻璃纤维、螺丝固件6调节天线阵面俯仰角为30度实施时，测得单个振子天线2在3.5-4.9GHz频段内驻波比低于2(其中3.8-4.4GHz频段内驻波比低于1.5)，增益大于7dBi，振子天线2之间的隔离度大于26dB(最低值，平均值大于28dB、个别频段超过30dB)。经过在大规模MMO通信演示样机上的实际使用，该单极化大规模MMO阵列天线能完全满足8/16/32/64通道、2用户的室内高速视频传输要求。
[0021 ]本发明提出了一种单极化大规模MMO阵列天线，通过优化反射底板和振子天线之间的连接方式，简化了大规模MMO阵列天线的制作工艺，实现了天线阵元和反射板之间的有效连接。此天线结构简单、易于制作、成本低廉、重量较小，按照前述实施方式制作的大规模MMO阵列天线可用于未来第五代移动通信的基站天线，具有广泛的应用前景。
[0022]以上所述，仅为本实用新型中的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种单极化大规模MMO阵列天线，其特征在于，包括反射底板、NXN个阵列排布的天线单元构成的天线阵面，以及绝缘框架、支架，天线阵面安装在绝缘框架上，绝缘框架固定在支架上，其中，N大于等于8; 所述反射底板的顶层为印有金属条带的介质，底层为金属敷铜，金属条带通过金属化过孔与金属敷铜连接； 每个所述天线单元均包括一个振子天线和一个同轴连接器，其中，同轴连接器与反射底板垂直连接，同轴连接器的外导体连接在反射底板底层的金属敷铜上，内导体连接在振子天线的一端上;所述振子天线的另一端垂直连接在反射底板顶层的金属条带上。2.根据权利要求1所述的一种单极化大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述反射底板采用微波介质基板制作，微波介质基板的厚度范围为0.127-2mm、介电常数范围为2-20。3.根据权利要求1所述的一种单极化大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述振子天线是工作频段不高于6GHz的天线。4.根据权利要求3所述的一种单极化大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述振子天线之间的间距与天线中心工作频率对应的波长之比范围为的0.5-1。5.根据权利要求1所述的一种单极化大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述绝缘框架采用酚醛树脂、环氧玻璃纤维、有机玻璃、聚四氟乙烯或聚三氟氯乙烯制成。6.根据权利要求1所述的一种单极化大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述绝缘框架通过螺丝固件固定在支架上。7.根据权利要求1所述的一种单极化大规模MIMO阵列天线，其特征在于，所述振子天线的另一端通过焊接工艺垂直连接在反射底板顶层的金属条带上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种单极化大规模MIMO阵列天线，在介电常数为2-20范围内的介质基板制作反射底板，然后在反射底板上垂直安装数目多于8根的对称振子天线和相同数目的同轴连接器。本实用新型中采用低厚度的介质基板，降低天线的制作工艺难度，既简化天线阵面的加工与安装，又消除了振子单元与反射底板之间的垂直机械固件，还可以大幅降低大规模MIMO阵列天线的加工复杂度、制作成本和整体重量。
【IPC分类】H01Q1/12, H01Q19/10, H01Q21/00, H01Q15/14, H01Q1/50
【公开号】CN205177989
【申请号】CN201521000699
【发明人】吕文俊, 李玲, 张冀, 史精文, 朱洪波
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月7日