天線組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于無線通信系統(tǒng)的天線組件，包含天線部分及天線信號處理部分共同組成了集成天線組件；所述天線部分包含至少一個天線元件，用于接收/發(fā)送無線通信信號，所述天線信號處理部分包含至少一個處理單元，用于處理進和/或出所述至少一個天線元件的通信信號；其中所述天線部分和所述天線信號處理部分通過位于所述天線部分和所述天線信號處理部分之間的中間蓋板（C）相互連接、相互隔離；所述天線組件進一步包含了第一墊片（G1）和第二墊片（G2），用于密封所述天線組件，所述第一墊片（G1）設(shè)置作用于所述中間蓋板（C）上的第一方向（D1），所述第二墊片（G2）設(shè)置作用于所述中間蓋板（C）上的第二方向（D2），第二方向（D2）實際與所述第一方向（D1）相反。
【專利說明】天線組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)的天線組件，尤其涉及一種集成天線組件。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)意義上，天線是無線通信系統(tǒng)中的一種無源器件。天線的通信電纜將射頻信號饋送給與天線相隔一段距離的射頻拉遠單元(RRU)。RRU距離天線越遠，由通信纜線電阻等所導(dǎo)致的信號接收和傳輸損失越大。RRU的典型功能包括過濾模擬射頻信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，對流入數(shù)據(jù)進行基帶處理，處理信號，增強傳輸信號的信號強度等。圖1示出了一個傳統(tǒng)天線系統(tǒng)，該傳統(tǒng)天線系統(tǒng)包含無源天線單元，該單元通過通信電纜連接到RRU。
[0003]因此，為了降低所述信號損失并提高整體性能及功耗，提出了所謂的有源天線系統(tǒng)。有源天線系統(tǒng)集成了具有無源天線的RRU的一個或多個功能并支持其他的性能提升。在這方面，RRU包括有源電子設(shè)備，如功率放大器，信號處理設(shè)備，AD轉(zhuǎn)換器,高速光纖設(shè)備和電源。但是，在集成天線中包含有源電子設(shè)備，需要使天線外殼的環(huán)保分類與RRU所需的環(huán)保分類相同。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)的無源天線設(shè)計中，外殼簡單地將天線陣列與外部環(huán)境隔開，因為天線屬于網(wǎng)絡(luò)中的無源部分，并不放置有源電子設(shè)備。無源天線需要采用一定的戶外保護措施以防止元件和接觸器腐蝕，但由于無源天線中沒有有源電子元件，因此其并不需要完全密封以防水防塵。但是，具有有源電子設(shè)備的有源天線必須密封以防水防塵。
[0005]另外，將有源電子設(shè)備引入天線同樣需要對電子設(shè)備進行降溫，這進一步增加了天線設(shè)計的復(fù)雜程度，包括添加暴露在空氣中的散熱片，以便天線有源器件自然進行對流冷卻。這種天線陣列高度通常大于一米，長散熱片的制造公差增加了蓋板(天線罩)與散熱片之間出現(xiàn)間隙的風(fēng)險，導(dǎo)致了傳統(tǒng)天線制造工藝無法解決的防水防塵問題。這種額外的天線設(shè)計的復(fù)雜性需要更高程度的防水防塵的環(huán)境防護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種天線組件，其可以緩解并且/或者解決現(xiàn)有技術(shù)解決方案的缺點。本發(fā)明尤其旨在解決集成有源天線的密封問題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，無線通信系統(tǒng)中的天線組件達成了這些目的，所述天線組件包括由天線部分及天線信號處理部分所組成的集成天線組件；
[0008]所述天線部分包括至少一個天線元件，用于接收/發(fā)射無線通信信號，及
[0009]所述天線信號處理部分，包括至少一個處理單元，用于處理進和/或出所述至少一個天線元件的通信信號，其中
[0010]所述天線部分與所述天線信號處理部分通過中間蓋板(C)互相連接并互相隔離，所述中間蓋板(C)位于所述天線部分及所述天線信號處理部分之間；及
[0011]所述天線組件進一步包括第一墊片(Gl)和第二墊片(G2)，用于密封所述天線組件;
[0012]所述第一墊片(Gl)作用于所述中間蓋板(C)上的第一方向(Dl);及
[0013]所述第二墊片(G2)作用于所述中間蓋板(C)上的第二方向(D2)，所述第二方向(D2)大致與所述第一方向(Dl)相反。
[0014]天線組件的不同實施例披露在所附獨立權(quán)利要求中。
[0015]本發(fā)明提供了 一種防水密封件，所述防水密封件保護內(nèi)嵌于集成天線中的內(nèi)部電子設(shè)備免受濕氣或灰塵進入天線單元對所述內(nèi)部電子設(shè)備造成損壞。該密封件防止?jié)駳夂突覊m進入敏感電子設(shè)備，并且適用于散熱片協(xié)助冷卻上述電子設(shè)備的實施例。
[0016]此外，本發(fā)明所述的墊片密封件的使用使得天線部分更易分離以進行維修、升級或當(dāng)天線達到使用壽命時的回收等維護操作。
[0017]本發(fā)明的其他應(yīng)用和優(yōu)點在以下具體說明中顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖旨在闡明和解釋本發(fā)明的各個實施例，其中:
[0019]圖1示出了帶有連接到RRU的無源天線單元的傳統(tǒng)天線系統(tǒng)。
[0020]圖2示出了本發(fā)明所述的天線組件的第一實施例。
[0021]圖3示出了本發(fā)明所述的天線組件的第二實施例的一部分。
[0022]圖4示出了從上方觀察的天線組件。
【具體實施方式】
[0023]如上所述，隨著有源天線引入到無線通信系統(tǒng)，需要對這種天線采取恰當(dāng)?shù)沫h(huán)境防保措施。
[0024]因此，本發(fā)明涉及一種集成天線組件，所述集成天線組件包括無源天線部分和有源天線信號處理部分。所述無源天線部分包括至少一個天線元件(但往往是蜂窩通信系統(tǒng)中用于控制天線波束的天線元件陣列)，用于接收/發(fā)送無線通信信號，所述有源天線信號處理部分包括一個或多個信號處理單元或者其他用于處理無線通信信號的有源部件。這兩部分通過一個或多個通信接口(如通信纜線等)相互通信。應(yīng)理解，本說明書中的處理單元應(yīng)該有更為廣泛的解釋，可以包含數(shù)字信號處理器(DSP)，功率放大器，AD或DA轉(zhuǎn)換器等。
[0025]天線部分與天線信號處理部分通過所述天線部分與所述天線信號處理部分間的中間蓋板C相互連接，并且所述蓋板將所述天線部分與所述天線信號處理部分隔離。應(yīng)注意，中間蓋板C可包括合適的連接方式/接口，用來傳輸所述天線部分與所述天線信號處理部分內(nèi)的天線元件和信號處理單元間的信號。
[0026]而且，天線組件進一步包括第一墊片Gl和第二墊片G2，用來密封天線組件以防水防塵。第一墊片Gl作用于中間蓋板C上的第一方向D1，第二墊片G2作用于中間蓋板C上的第二方向D2，其中第二方向D2大致與第一方向Dl相反。
[0027]圖2示出了本發(fā)明所述的天線組件的一個實施例。圖2中的集成天線組件如截面所示。上半部分為天線信號處理部分，下半部分為天線部分。如圖所示，中間蓋板C位于上下兩部分之間。所述中間蓋板C和所述上下兩部分可以通過合適的固定方式互相連接，如螺栓、或螺釘、或鉚釘或粘合劑。圖2還描述了天線的主輻射方向。[0028]為了密封集成天線組件，第一墊片Gl和第二墊片G2分別位于第一凹槽Grl和第二凹槽Gr2中。第一墊片Gl作用于中間蓋板C上的第一方向Dl,而第二墊片G2作用于中間蓋板C上的與第一方向Dl相反的第二方向D2。這種情形下，作為一個實施例，作用于所述細長、平坦的中間蓋板C的對側(cè)。
[0029]因此，提供了一種防水防塵密封件，因為第一墊片Gl對中間蓋板C的作用力由第二墊片G2對中間蓋板C的作用力平衡，促使緊密結(jié)合。當(dāng)中間蓋板C由受力可彎曲的材料(如薄鋁片)制成時，結(jié)合會更加緊密。
[0030]墊片Gl和G2由可壓縮材料制成，如硅橡膠或者有壓縮密封性能的任意合適材料。需進一步注意的是，墊片Gl和G2在第一凹槽Grl和第二凹槽Gr2中沿著各自的圓周延伸，以達到更好得良好密封。
[0031]因此，該發(fā)明可將天線與無線處理單元(如RRU)集成，并且天線提供防水防塵密封件，符合該類天線所需的環(huán)境防護標準的要求。
[0032]圖3示出了本發(fā)明所述的天線組件的另一實施例的一部分的截面圖。上文已經(jīng)提及，在天線組件中集成有源電路需要增加適當(dāng)?shù)睦鋮s設(shè)備。一個效果明顯且價格合理的解決方案便是使用鋁制散熱片HS。然而，該方案的缺點在于需要使用較大尺寸的散熱片HS才能取得顯著的冷卻效果。當(dāng)尺寸較大時，散熱片HS與天線組件的其它部分之間有出現(xiàn)間隙的風(fēng)險，從而破壞密封效果。
[0033]圖3中的實施例包括一個鋁制散熱片HS(僅部分示出)，所述散熱片具有一個或多個冷卻法蘭(未示出)。散熱片HS在本實施例中還用作天線信號處理部分的蓋板。圖3中的天線組件進一步包括(塑料)天線罩R，用來保護天線部分。在本優(yōu)選實施例中，第一凹槽Grl位于散熱片HS中，而第二凹槽Gr2位于天線罩R內(nèi)。此外，第一凹槽Grl在連接裝置(此種情況為螺栓)內(nèi)部延伸，而第二凹槽Gr2在所述連接裝置的外部延伸。S卩，兩個凹槽Grl和Gr2在連接裝置的不同側(cè)面延伸，該特定實施例已被證明具有非常良好的密封性能。圖4示出了上述的天線組件。虛線分別示出了第一凹槽Grl及第二凹槽Gr2。值得注意的是，兩個凹槽Grl和Gr2相對于天線組件的邊緣的延伸距離分別為dl和d2。
[0034]天線組件優(yōu)先用作蜂窩無線通信系統(tǒng)中的基站天線，因此適用于這種系統(tǒng)中的射頻。這種系統(tǒng)包括全球移動通信系統(tǒng)，通用移動通訊系統(tǒng)，長期演進系統(tǒng)或高級長期演進系統(tǒng)。但是，本發(fā)明并不限于上述實施例，而是同時涉及且包含所附獨立權(quán)利要求范圍在內(nèi)的所有實施例。
[0035]散熱片在天線中使用的另一方面在于其重量。眾所周知，天線組件越輕越好。發(fā)明人已經(jīng)實現(xiàn)散熱片覆蓋的表面積可以比中間蓋板C的表面積小，以減輕重量。仍可以實現(xiàn)有源器件的冷卻。該解決方案的缺點在于不同表面積的不對稱引入進一步使得這樣的天線密封復(fù)雜化。該發(fā)明已在測試中證明使用本申請中的密封裝置可提供令人滿意的密封效果并減少固定件的數(shù)量，這也意味著，制造本發(fā)明所述的天線組件可降低生產(chǎn)時間和成本。但是，使用本發(fā)明所述的相反作用力的益處在于，小散熱片越小，兩個墊片Gl及G2之間的偏移越大。
【權(quán)利要求】
1.用于無線通信系統(tǒng)的天線組件，包括由天線部分及天線信號處理部分共同組成的集成天線組件； 所述天線部分包括至少一個天線元件，用于接收/發(fā)射無線通信信號，及所述天線信號處理部分，至少包含一個處理單元，用于處理進和/或出所述至少一個天線元件的通信信號； 其特征在于 所述天線部分與所述天線信號處理部分通過中間蓋板(C)互相連接并互相隔離，所述中間蓋板(C)位于所述天線部分及所述天線信號處理部分之間 '及 所述天線組件進一步包括第一墊片(Gl)和第二墊片(G2)，用于密封所述天線組件；所述第一墊片(Gl)作用于所述中間蓋板(C)上的第一方向(Dl);及所述第二墊片(G2)作用于所述中間蓋板(C)上的第二方向(D2)，所述第二方向(D2)大致上與所述第一方向(Dl)相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其特征在于， 所述第一墊片(Gl)和第二墊片(G2)分別在第一凹槽(Grl)和第二凹槽(Gr2)中起作用， 所述第一凹槽(Grl)位于所述天線信號處理部分上，及所述第二凹槽(Gr2)位于所述天線部分上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述 的天線組件，其中所述天線信號處理部分進一步包含至少一個散熱片(HS)，且所述第一凹槽(Grl)至少部分位于所述散熱片(HS)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線組件，其中所述散熱片(HS)同樣用作所述天線信號處理部分的蓋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線組件，其中所述散熱片(HS)擁有一個或多個冷卻法蘭并且/或者由金屬制成，例如，鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線組件，其中所述天線部分進一步包含覆蓋所述天線部分的天線罩(R)，且所述第二凹槽(Gr2)至少部分位于所述天線罩(R)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線組件，其特征在于， 所述第一凹槽(Grl)沿著所述天線信號處理部分的圓周延伸，并且/或者 所述第二凹槽(Gr2)沿著所述天線部分的圓周延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其中所述第一墊片(Gl)和第二墊片(G2)由可壓縮材料制成，如硅橡膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其中中間蓋板(C)由金屬片制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其中所述天線部分、所述天線信號處理部分和所述中間蓋板(C)通過一個或多個連接裝置互相連接，如螺栓、或螺釘、或鉚釘或粘合劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其特征在于， 所述第一墊片(Gl)作用于所述中間蓋板(C)的第一側(cè)，及 所述第二墊片(G2)作用于所述中間蓋板(C)的第二側(cè)，所述第一、第二側(cè)是中間蓋板(C)的相反的兩側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其中所述第一方向(Dl)位于所述天線組件的主輻射方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其中所述天線處理部分覆蓋的表面積比中間蓋板(C)的表面積小。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其中所述天線組件用于蜂窩無線通信系統(tǒng)，例如全球移動通信系統(tǒng)，或者通用移動通訊系統(tǒng)，或者長期演進系統(tǒng)，或者高級長期演進系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線 組件，其中所述天線組件為基站天線。
【文檔編號】H01Q23/00GK103718378SQ201180072803
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月25日
【發(fā)明者】斯蒂芬·哈爾斯 申請人:華為技術(shù)有限公司