[發明專利]具有密封的無線電外殼的平板天線

有效

• 申請號: 201080060829.0
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN102696150A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 德里克·羅杰;M·費里斯
• 申請（專利權）人: 安德魯有限責任公司
• 主分類號: H01Q21/08
• 分類號: H01Q21/08;H01Q1/42
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張華卿;鄭霞

發明領域

本發明的領域通常涉及到通信應用中使用的平板天線(panel?antenna)。更具體地，本發明的領域涉及到多個輻射單元平板天線中的無源天線和有源天線部件的配置。

發明背景

典型已知的移動電話基站系統包括若干元件，這些元件包括一個或者多個平板天線，每個平板天線包括大量被安裝在地面以上的海拔高度處的輻射單元，以及遠離天線陣安裝的基站電子設備。已知的天線陣通常包括多個輻射單元和饋電網絡。輻射單元和饋電網絡可以被安裝在平板天線板上。例如，參看標題為雙極化基站天線(Dual?Polarized?Base?Station?Antenna)的第6,034,649號美國專利。在一些天線中，用于輻射單元的接地面(ground?plane)可以被用作天線結構的一部分。在一些已知的平板天線中，饋電網絡可以包括功率分配器、移相器、或者其它用于調節波束寬度和/或波束方向的電路設備。然而，這些已知的平板天線通常具有包括無源部件的饋電網絡，并且不具有執行功率放大的有源設備。

通常地，已知的平板天線由低噪放大器(LNA)驅動。LNA可以被安裝到用于平板天線的支承結構上，或者被定位作為基站的一部分，所述基站包括在平板天線以下的接地的環境外殼。LNA可以通過同軸電纜耦合到平板天線的饋電網絡。將LNA定位在基站處的環境外殼中以便于保護有源電子設備遠離元件。然而，這樣的配置還要求從基站環境外殼到平板天線位置處的大規模布線，而所述平板天線可能位于基站以上的明顯的海拔高度處。

另一種類型的平板天線是一種其中獨立的無線電元件與輻射單元相關的平板天線。例如，標題為“天線陣系統(Antenna?Array?System)”的國際專利申請WO2008/1009421中所公開全數字天線陣。WO?2008/1009421通過引用被并入。在′421申請中，數字信號被提供到通信集線器。該通信集線器將數字信號分配給多個微型無線電。天線輻射單元與每個微型無線電相關聯。然而，′421專利申請不考慮或者解決某些關于封裝和天線設計的問題。

例如，在現有技術的遠程無線電頭天線中，平板天線中的部件是無源的，并且散熱無問題。然而，在′421申請中，每個微型無線電具有用于將數字信號轉換為RF信號的功率數字模擬轉換器。該功率轉換器生成必須被耗散的明顯的熱量。′421申請沒有教導或者建議解決該散熱問題的方式。另外，在平板天線中定位有源電子部件(包括功率放大器)會產生處大量關于保護這些電子設備避免不利環境狀況，例如雨和其它降水形式的影響的問題。在′421申請中沒有解決保護避免環境狀況影響的問題。此外，′421申請也沒有解決關于電磁干擾、制造裝配和使用可靠性的問題。

發明概述

根據本發明的一個例子，平板天線可以包括外殼、內蓋、一個或者多個微型無線電和RF模塊、以及天線罩。內蓋的尺寸被確定為覆蓋外殼中的孔。所述孔提供到外殼的腔的入口。外殼可以包括矩形后面板、帶有用于安裝微型無線電的內部表面和帶有用于接納散熱器的外部表面的側壁、以及提供內蓋的有鉸鏈的前蓋。內蓋還可以具有多個固定至其的RF輻射模塊。內蓋還可以提供環境密封和電磁屏蔽。多個微型無線電位于外殼的腔內，并且每個微型無線電被耦合到RF輻射模塊。微型無線電可以在外殼內安裝在側壁上。天線罩圍住RF輻射模塊。天線罩可以被安裝到內密封件(internal?seal)。

另外，平板天線還可以包括安裝在后面板的外側上的散熱器。后面板上的散熱器可以耗散來自附加的有源電子設備，例如通信集線器或者校準無線電的熱。微型無線電和有源電子設備可以被安裝，以致散熱器耗散由微型無線電產生的熱。

在本發明的可供選擇的例子中，平板天線可以包括外殼、內蓋、多個微型無線電和RF模塊、以及天線罩。外殼可以包括矩形并且在外殼的縱向延伸的后面板、至少從后面板的縱邊延伸出的第一壁、從第一壁延伸出的并且向內成角度的第二壁、從第二壁延伸出的第三壁、以及從外殼的腔向外從第三壁部延伸出的凸緣，所述凸緣大體平行于后面板，所述凸緣具有安裝位置和位于該安裝位置和第三壁部之間的密封區域。第一壁和第三壁通常可以垂直于后面板。內蓋的尺寸可以被確定為覆蓋由外殼的凸緣限定的區域，以致當內蓋被放置在凸緣的密封區域上時，該內蓋形成環境密封。內蓋還可以具有多個固定至其的RF輻射模塊。內蓋還可以提供電磁屏蔽。多個微型無線電位于外殼的腔內，并且每個微型無線電被耦合到RF輻射模塊。在一個例子中，微型無線電被安裝到后面板上。在可供選擇的實施方式中，微型無線電可以被安裝在第一和第三壁上。天線罩圍住RF輻射模塊。