箱形天線以及用于生產(chǎn)其的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在無線電通信市場中具有應(yīng)用的天線箱（1），其包括：多個(gè)偶極振子（3）、配電網(wǎng)（4）、適配電路（5）、后蓋（9）和前面板（2），其中：后蓋（9）可以用作反射器（10）并具有屏蔽功能，偶極振子（3）、配電網(wǎng)（4）和適配電路（5）被集成在平的、基本平的或稍微成形的前面板（2）中，后蓋（9）和前面板（2）本質(zhì)上用作箱（1）的支撐結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)天線箱（1）的方法。
【專利說明】
箱形天線以及用于生產(chǎn)其的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及在無線電通信市場中具有應(yīng)用的天線箱以及用于生產(chǎn)其的方法。
[0002]天線箱包括具有多個(gè)偶極振子(dipoleelement)的前面板和具有反射器的后蓋。
【背景技術(shù)】
[0003]本專利申請的背景是先前批準(zhǔn)的專利申請，瑞典專利號530 103(W02008/004970)(參考文獻(xiàn)I)。與本專利的相同的參考文獻(xiàn)I中的發(fā)明人隨后已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以通過不同地進(jìn)行設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]對于具有背板反射器的箱形天線設(shè)計(jì)，所述專利參考文獻(xiàn)I中提出的概念是，天線偶極振子與成形的天線罩蓋(radom cover)的前部集成，而不是如歷史上已經(jīng)做的那樣被安裝在背部結(jié)構(gòu)中。然后可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)大的生產(chǎn)成本和性能優(yōu)點(diǎn)。
[0005]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的專利描述集中在TV市場上，那時(shí)對其感興趣是因?yàn)檎谶M(jìn)行的從模擬到數(shù)字陸上TV分布的變化過程。然而，發(fā)現(xiàn)此市場拓展地沒有如預(yù)期的那樣長久和壯大。下面的描述中沒有考慮用于TV天線的市場。然而，本設(shè)計(jì)也可以被用于TV天線。
[0006]本新發(fā)明意味著考慮例如用于移動(dòng)電話的基站天線以及用于無線LAN(WLAN)的天線的其它應(yīng)用變得更加感興趣，其是非常大的市場。這些已經(jīng)是、現(xiàn)在是、并且將繼續(xù)是感興趣的市場。
[0007]這里描述的概念的基礎(chǔ)是以一種類型的箱形設(shè)計(jì)機(jī)械地實(shí)現(xiàn)的天線功能。
[0008]大多數(shù)天線被裝配天線罩，它是天線的至關(guān)重要的功能。天線罩的概念包括一些基本功能:
1.蓋住天線元件和電子器件并由此保護(hù)它們免受天氣劣化；
2.對發(fā)射和接收的功能方向(一般是同一方向)上的無線電波來說是透明的。
[0009]歷史上，天線罩已經(jīng)是安裝到天線的支撐結(jié)構(gòu)上的單獨(dú)機(jī)械蓋單元。已經(jīng)使天線罩成形為實(shí)現(xiàn)覆蓋功能。就這里所考慮的天線類型而言，通常已經(jīng)通過天線箱的背面實(shí)現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)。背面通常已經(jīng)是由金屬或金屬化材料制成的平的面板，其具有實(shí)現(xiàn)天線組件的反射器功能的能力。覆蓋天線罩被安裝在背面板上。
[0010]在箱形設(shè)計(jì)天線(例如移動(dòng)電話基站中的天線)中，歷史上已經(jīng)以機(jī)械學(xué)實(shí)現(xiàn)了天線元件，已經(jīng)將該天線元件安裝在天線的背面板/結(jié)構(gòu)上?，F(xiàn)在可以更加有效得多地實(shí)現(xiàn)這止匕
~、O
[0011]在例如TV市場上的應(yīng)用的情況下，不具有適當(dāng)?shù)姆瓷淦鞯男〉牡托阅芴炀€已經(jīng)常常被實(shí)現(xiàn)在電路板上，被天線罩覆蓋。這些沒有在下面的討論中被進(jìn)一步考慮，但是然而還可以用這里提出的概念更有效地生產(chǎn)它們。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]天線箱的正面被定義為垂直于發(fā)射/接收方向并且在發(fā)射/接收方向上最遠(yuǎn)的表面。相對的面被稱為背面。
[0013]本專利申請中天線設(shè)計(jì)的新的基本改變是天線的正面變成單獨(dú)的單元，成為平的面板。并且箱形天線的側(cè)壁與背面集成，而不是與正面集成。
[0014]上文意味著不再與天線罩的歷史概念有關(guān)。天線的天氣保護(hù)功能更加變成箱形天線組件的背面結(jié)構(gòu)的一部分，而不是僅具有天線罩功能的天線罩的一部分。
[0015]天線罩的無線電波透明功能變成天線的前面板中的功能的一部分。
[0016]上面的設(shè)計(jì)意味著前面板可以持有更多功能?，F(xiàn)在可以更有效地實(shí)現(xiàn)并集成這些?？梢栽谝粋€(gè)工藝中有利地集成天線元件、分布和適配網(wǎng)絡(luò)、有源和無源天線電子器件，這與用于印刷電路板的那些相同或相似。這意味著更穩(wěn)定、準(zhǔn)確和節(jié)省成本的制造工藝的可能性，僅因?yàn)樘炀€的前部在這里是平的面板而是可能的。歷史上，已經(jīng)用許多機(jī)械零件和單獨(dú)的電路板(需要部件的許多制造和組裝)實(shí)現(xiàn)了上述的。
[0017]而且，背結(jié)構(gòu)可以有效地持有更多功能，那時(shí)歷史的背板被用作反射器和安裝結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在當(dāng)側(cè)壁與反射器在同一部分中時(shí)，側(cè)壁也將導(dǎo)電并優(yōu)選地導(dǎo)電。這意味著可以實(shí)現(xiàn)有效且便宜的天線旁瓣屏蔽。可能在許多應(yīng)用中對這感興趣，例如在用于移動(dòng)電話的基站天線中。
[0018]早些時(shí)候根據(jù)我們的知識還沒有看到這里提出的天線概念，并且它意味著主要優(yōu)點(diǎn)在成本降低和改進(jìn)的性能方面。
[0019]市場方面。
[0020]電信市場已經(jīng)變得非常競爭性的，需要更低的價(jià)格和更好的性能。
[0021]而且，環(huán)境問題已經(jīng)變得越來越重要。存在對在生產(chǎn)和壽命周期中具有低能量使用、較少使用自然資源的產(chǎn)品的需求。
[0022]本發(fā)明響應(yīng)于上述以及其它相關(guān)問題和要求。
[0023]基站天線。
[0024]這些天線通常使用安裝在背板(其用作反射器和安裝結(jié)構(gòu))上的某一種類的偶極子天線元件(常常是V偶極子)。
[0025]頻率通常在900MHz和1800MHz，頻率是向上移動(dòng)的，意味著天線元件變得更小，并且它們得到更高數(shù)量的一個(gè)堆疊在另一個(gè)上面的偶極子。
[0026]—般以箱形設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)這些天線。通常由金屬制成的天線元件被安裝在金屬上并固定到天線的金屬背板。天線機(jī)械部分/電子器件被天線罩蓋住。通過繞著天線上端和/或下端處的點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)繞軸旋轉(zhuǎn)機(jī)械部分。
[0027]這是昂貴的解決方案，使用用于天線元件及其固定的大量金屬零件，需要環(huán)境方面不期望的工藝(包括表面處理)?，F(xiàn)在可以通過天線的現(xiàn)有前表面中的金屬圖案(pattern)來代替這些。
[0028]配電網(wǎng)需要大量昂貴的電纜，連接器和安裝機(jī)械部分，使用大量工藝和材料。也可以通過天線的現(xiàn)有前表面中的金屬圖案來代替這些。
[0029]本發(fā)明將對天線具有積極的效果，包括更好旁瓣性能、更低制造成本和生命周期成本、更低物流成本和有利的環(huán)境方面。
[0030]扇形W-LAN天線。
[0031]W-LAN系統(tǒng)通常被用在較小的蜂窩(cell)中，那時(shí)用于本地WiFi系統(tǒng)的移動(dòng)電話，其被用在例如私人住宅、火車站、自助餐廳、旅店等中。通常它們操作在2.5或5GHz頻帶中。
[0032]通常以箱形設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)用于這些系統(tǒng)的天線。通常在內(nèi)部印刷電路板PCB上實(shí)現(xiàn)天線元件和有源電子器件。如用于基站天線的那樣，還可以通過安裝在天線罩內(nèi)的分立金屬片部分來實(shí)現(xiàn)天線元件。這些是昂貴的設(shè)計(jì)。
[0033]本發(fā)明允許這些天線箱的更小且更有效設(shè)計(jì)。天線功能被實(shí)現(xiàn)為天線的前表面/面板的一部分，并且內(nèi)部PCB變得過時(shí)。
【附圖說明】
[0034]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的天線箱的分解圖；以及圖2示出天線的側(cè)截面。
【具體實(shí)施方式】
[0035]根據(jù)本文檔的發(fā)明被視為與所述現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的設(shè)計(jì)的改進(jìn)。本發(fā)明包括以下基本部分:
-天線箱的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)概念，
-用于產(chǎn)生設(shè)計(jì)概念的方法。
[0036]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的天線箱I的分解圖。該天線箱I包括:多個(gè)偶極振子3、集成在平的前面板2中的配電網(wǎng)4和適配電路5、連接器7、包括反射器10和側(cè)壁屏蔽11的后蓋9、和用于將該箱安裝在壁或類似物上的裝置12-13。
[0037]此外，在圖1中示出通過支架6安裝在前面板2上的連接器7和電纜8，并且在圖2中示出通過后蓋9的連接器7和電纜8。
[0038]在這里發(fā)現(xiàn)，如上文所述，不再與作為單個(gè)部分的典型天線罩有關(guān)。
[0039]這是允許天線箱實(shí)現(xiàn)的相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)的設(shè)計(jì)概念。
[0040]就發(fā)明人所知，這里描述的設(shè)計(jì)類型還沒有在別的地方被實(shí)現(xiàn)、描述或討論。
[0041]本發(fā)明使得箱I的設(shè)計(jì)能夠具有平的或接近平的前蓋2的表面。這意味著來自生產(chǎn)和集成方面的主要優(yōu)點(diǎn)。天線元件3、配電網(wǎng)4、和適配電路5能夠非常高效地在一個(gè)建立的工藝中被實(shí)現(xiàn)為集成在前面板2中。
[0042]由此還可以使用表面安裝的部件來實(shí)現(xiàn)將更廣泛的無源和有源電子功能(比如放大器)集成在前面板2中。前面板可以被視為單面的印刷電路板(PCB)，并且可以應(yīng)用與用于PCB的相似的工藝和功能。
[0043]現(xiàn)有的和開發(fā)的低成本工藝可以被用來統(tǒng)一對天線元件和對電子電路的要求。
[0044]在移動(dòng)電話基站中，天線元件、適配電路、和配電電纜網(wǎng)絡(luò)通常被安裝在背板上?，F(xiàn)在可以刪除、由前面板2中的金屬圖案代替用于此目的所需的所有機(jī)械部分。無論如何都需要的天線的正面現(xiàn)在被用來持有除了反射器和屏蔽功能之外的所有天線功能，其在后蓋中被實(shí)現(xiàn)。天線的內(nèi)部部件變得過時(shí)。
[0045]可以刪除用于天線元件和電纜連接的安裝機(jī)械部分?？梢詣h除機(jī)械天線元件和電纜，將其由前面板中的圖案來代替。
[0046]先前的擴(kuò)展組件操作顯著降低，這意味著更低的成本。
[0047]組件生產(chǎn)成本被降低?？梢酝ㄟ^快速且容易的卡扣(snap)功能來安裝前面板。
[0048]重量和尺寸被降低。這意味著對環(huán)境和物流(包括存儲和運(yùn)輸)的次要積極效果。
[0049]有源電子器件的冷卻通常是個(gè)問題。先前的設(shè)計(jì)為被蓋在/容納在包含靜止不動(dòng)空氣的天線罩中的散熱有源電子器件產(chǎn)生溫室效應(yīng)。有源電子器件的冷卻現(xiàn)在變得更加有效，因?yàn)樗鼈儽话惭b在外壁上。
[0050]需要的和被搬運(yùn)的部件的總量將顯著減小，從而降低了部件和物流成本。
[0051]較少的部件、材料和物質(zhì)降低了成本和能量的使用。
[0052]天線竿中的天線常常需要另外的頂部安裝的電子器件，諸如濾波器和放大器。現(xiàn)在可以將這些與前面板上的天線元件電路集成。
[0053]前面板2變得接近于平坦(包括天線電機(jī)功能和部件)的事實(shí)使得對于設(shè)計(jì)的此重要且敏感部分而言制造方面的物流更容易/更便宜。
[0054]從天線元件到反射器的距離由頻率來限定。因?yàn)榉瓷淦?0被集成在后蓋9中并且天線元件3被集成在前面板2中，所以需要的天線深度被最小化，從而降低了外部尺寸，降低了最終完成的天線的生產(chǎn)成本和物流。
[0055]較小的尺寸和較低的重量還意味著在銷售之后運(yùn)輸和存儲方面的節(jié)省。另一重要方面是最終使用安裝上的負(fù)載。來自較小尺寸的較低風(fēng)負(fù)載以及較低重量降低安裝和支撐結(jié)構(gòu)(諸如天線竿)上的負(fù)載。
[0056]對于天線而言，旁路無線電波屏蔽常常是令人感興趣的。因?yàn)楸景l(fā)明中的側(cè)壁11和反射器10現(xiàn)在在同一部分中，所以可以在與用于反射器的相同工藝步驟中更有效地實(shí)現(xiàn)后蓋9和旁路無線電波屏蔽。它們將自然地在工藝中具有相同金屬或金屬化特性。
[0057]在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的先前設(shè)計(jì)中，側(cè)壁無線電波屏蔽將更加復(fù)雜和昂貴。
[0058]如果不想要反射器功能和/或無線電波屏蔽，則后蓋可以由塑料材料制成，意味著天線的深度可以被降低到非常纖細(xì)的設(shè)計(jì)。
[0059]形成金屬/金屬化的后蓋9的公知有效工藝可以被用來在一個(gè)步驟中實(shí)現(xiàn)后蓋的上述功能。
[0060]本發(fā)明包括用于以樞軸方式安裝天線且將其固定到壁的裝置12-13。
[0061]本發(fā)明涵蓋使用支架將電纜饋通連接器7安裝在平的前面板上。此完成的單元然后包括所有敏感的電氣天線部件。
[0062]與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)是這樣的事實(shí)，即此敏感的完成天線單元變得相當(dāng)平，從而使得它在生產(chǎn)中搬運(yùn)/存儲起來更容易/便宜得多，并且質(zhì)量安全。
[0063]本發(fā)明包括被安裝在支架6上的饋通連接器7的安裝。
[0064]本發(fā)明還包括電纜8的安裝可以通過避免使用中間饋通連接器7且作為代替讓電纜8經(jīng)過后蓋9并在松散電纜上具有外端連接器來連接到外部電纜而更有效地完成。積極效果是較低的生產(chǎn)成本;沒有支架6需要更便宜的連接器和安裝。另一優(yōu)點(diǎn)是連接器容易檢查和替換的能力。許多時(shí)候連接器是例如由于腐蝕退化而引起的問題的原因。
[0065]本發(fā)明描述用于生產(chǎn)天線的方法，其變得可用于并有利于本發(fā)明的設(shè)計(jì)。
[0066]后蓋9可以由金屬或塑料材料制成，其要被金屬化或由其它方式變得導(dǎo)電。
[0067]如果(整體地或部分地)不想要反射器功能和/或無線電波屏蔽，則可以整體地或部分地由非金屬化塑料來制成后蓋。
[0068]因?yàn)榭梢葬槍Ω蟮牧坑脭D壓塑料來高效地實(shí)現(xiàn)后蓋9，所以當(dāng)將前面板2安裝到后蓋9時(shí)，其允許實(shí)施卡扣裝配。安裝螺栓12、13可以被模制到后蓋9中。這意味著更低的生產(chǎn)成本和安裝裝置的增加的質(zhì)量。這將降低生產(chǎn)成本。
[0069]對于小系列來說，真空成形是節(jié)省成本的工藝，在加工方面具有低的起始成本。
[0070]許多現(xiàn)有類型的天線可以被有效地變成本發(fā)明的設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)節(jié)約、更小尺寸和所使用的更少材料/能量方面具有相當(dāng)大的可能性。
[0071]在W-LAN天線中，在天線罩覆蓋的內(nèi)部電子器件/機(jī)械部分中實(shí)現(xiàn)天線功能。利用本發(fā)明，可以在前面板2上有效地實(shí)現(xiàn)天線元件和電子功能?？梢栽诤笊w9上有效地實(shí)現(xiàn)反射器功能?？梢詣h除天線罩內(nèi)存在的內(nèi)部電路板和機(jī)械部分。而且這里減少了與天線性能有關(guān)的外部尺寸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.在無線電通信市場中具有應(yīng)用的天線箱(1)，包括:多個(gè)偶極振子(3)、配電網(wǎng)(4)、適配電路(5)、后蓋(9)和前面板(2)，其特征在于:后蓋(9)被設(shè)計(jì)成與前面板(2)—起用作天氣保護(hù)，偶極振子(3)、配電網(wǎng)(4)和適配電路(5)被附著到/集成在基本平坦前面板(2)中，后蓋(9)和前面板(2)本質(zhì)上用作天線箱(I)的支撐結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線箱(I)，其特征在于，在同一生產(chǎn)步驟中將偶極振子(3)和/或配電網(wǎng)(4)和/或適配電路(5)與前蓋(9)集成。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任一項(xiàng)所述的天線箱(I)，其特征在于，反射器被包括在天線箱中，并且反射器(10)被集成在后蓋(9)中。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的天線箱(I)，其特征在于，通過使用膠水、膠帶或某一種類的粘合劑將偶極振子(3)和/或配電網(wǎng)(4)附著到所述前面板的內(nèi)部表面。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的天線箱(I)，其特征在于，所述偶極振子(3)和/或配電網(wǎng)(4)被模制、按壓或真空成形到前蓋(9)中。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的天線箱(I)，其特征在于，所述偶極振子(3)和/或配電網(wǎng)(4)被印刷、絲網(wǎng)印刷、蝕刻或類似的比如例如用于印刷電路板的工藝到前面板(9)中。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線箱(I)，其特征在于，例如使用附著到前蓋的支架將饋通連接器(7)安裝到前蓋。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的天線箱(I)，其特征在于，在不使用饋通連接器(7)的情況下具有端連接器的電纜(8)通過后蓋。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線箱(I)，其特征在于，所述后蓋(9)被裝配有用于旁路無線電波屏蔽的功能。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線箱(I)，其特征在于，天線箱被提供有用于將天線箱(I)以樞軸方式附著到壁或類似物的裝置(12、13)。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線箱(I)，其特征在于，安裝螺栓(12)和(13)被模制/突出到塑料后蓋(9)中。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線箱(1)，其特征在于，后蓋(9)的側(cè)壁被金屬化，即使得其在與用于反射器(10)的工藝相同的工藝中導(dǎo)電。13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線箱(1)，其特征在于，后蓋(9)的側(cè)面的全部或任何側(cè)面不是金屬的，但是具有無線電波透明性。14.一種用于生產(chǎn)在無線電通信市場中具有應(yīng)用的天線箱(I)的方法，其包括:根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的多個(gè)偶極振子(3)、配電網(wǎng)(4)、適配電路(5)、后蓋(9)和前面板(2)，其特征在于，其包括以下制造步驟: -將偶極振子(3)和/或配電網(wǎng)(4)和/或適配電路(5)集成在前面板(2)中，以及 -以金屬或塑料材料形成那個(gè)后蓋，以及 -將后蓋(9)裝配到前面板(2)。15.—種用于根據(jù)權(quán)利要求14來生產(chǎn)天線箱(I)的方法，其特征在于，與用于印刷電路板(PCB)的工藝類似的工藝被應(yīng)用在前面板(2)上，并且優(yōu)選地附加的有源或無源電子功能被集成在前面板(9)中。
【文檔編號】H01Q19/30GK105874645SQ201480072652
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年1月10日
【發(fā)明人】B.古斯塔夫斯森
【申請人】Cbg控股公司