[發(fā)明專利]一種大規(guī)模MIMO天線結(jié)構(gòu)及制造工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710629808.X
• 申請(qǐng)日: 2017-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN107394366A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛磊;劉文達(dá);趙田野
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市深大唯同科技有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q21/00;H01Q21/06
• 代理公司: 深圳市興科達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44260
• 代理人: 王翀

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明主要涉及天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域及SMT工藝流程領(lǐng)域，尤其涉及一種大規(guī)模MIMO天線結(jié)構(gòu)及制造工藝。

[背景技術(shù)]

多天線傳輸和接收技術(shù)即MIMO技術(shù)，大致可以分為兩類：發(fā)射/接收分集和空間復(fù)用。傳統(tǒng)的多天線被用來增加分集度從而克服信道衰落。具有相同信息的信號(hào)通過不同的路徑被發(fā)送出去，在接收機(jī)端可以獲得符合多個(gè)獨(dú)立衰落的信息，從而獲得更高的接收可靠性。現(xiàn)有的大規(guī)模MIMO天線，功分網(wǎng)絡(luò)和校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)需要在兩塊PCB板上分別實(shí)現(xiàn)，天線單元之間需要金屬隔離條，增加了天線整體重量和成本，多個(gè)板的連接使可靠性降低；饋電通過打印電路焊接，缺少定位，可能造成偏移；分立的天線單元子模塊，安裝完成需要手動(dòng)調(diào)整，人工安裝誤差降低了天線總體的精度。

SMT是一種表面安裝元器件(SMD)以及其他適合于表面安裝的電子元件(SMC)直接貼、焊到PCB或其他表面規(guī)定位置上的電路貼裝技術(shù)。SMT安裝的貼片元器件與傳統(tǒng)的穿孔分立元器件相比所占面積和重量大為減小，具有較高的組裝密度；SMT自動(dòng)化程度高，貼片元件小而輕，提高了抗振動(dòng)性能，貼裝可靠性高；SMT貼片式元器件通常為無引線或短引線，降低了寄生電容的影響，提高了電路的高頻特性。SMT一般只用于一層貼裝，對(duì)于多層貼裝，各層間的相對(duì)位移和間距難以控制；大面積貼合時(shí)，內(nèi)部焊接可靠性低。

[發(fā)明內(nèi)容]

本發(fā)明內(nèi)容提供了一種大規(guī)模MIMO天線結(jié)構(gòu)及制作工藝，可以降低天線的剖面高度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)小型化，提高天線制造的精度和強(qiáng)度，降低整體天線的重量，簡化制造及裝配工序。

一種大規(guī)模MIMO天線結(jié)構(gòu)，包括一塊PCB基板和N×N個(gè)若干天線單元，所述PCB基板由2層覆銅介質(zhì)板壓合而成，兩層PCB基板介質(zhì)板形成的夾層為中間層；所述PCB基板上表面和下表面敷設(shè)金屬，共同接地，屏蔽信號(hào)干擾，中間層敷設(shè)傳輸線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)天線單元進(jìn)行饋電和校準(zhǔn)；

進(jìn)一步地，所述的天線單元與PCB基板上表面采用焊接或壓合連接；所述天線單元由多層介質(zhì)組成，相鄰介質(zhì)之間采用焊錫焊接或膜壓壓合；

進(jìn)一步地，所述天線單元的多層介質(zhì)采用焊接的兩個(gè)平面上都有敷設(shè)金屬；采用膜壓的兩個(gè)平面至少有一個(gè)平面有敷設(shè)金屬；

進(jìn)一步地，所述PCB基板中間面的金屬信號(hào)線與金屬探針相焊接，并直接穿過天線單元與PCB基板中間層的金屬信號(hào)線直接饋電或耦合饋電；所述PCB基板上表面和下表面的金屬以及中間層的金屬地通過金屬過孔相連；

進(jìn)一步地，所述PCB基板上表面和下表面的金屬表面敷設(shè)綠油；所述PCB基板上表面有與天線單元數(shù)量相同的天線焊盤，天線單元直接焊接在PCB基板天線焊盤上。

進(jìn)一步地，所述PCB基板下表面焊接有射頻接頭及電子元件。

本發(fā)明還提供了生產(chǎn)上述大規(guī)模MIMO天線的制造工藝，包括以下步驟：

步驟1，PCB基板的制作：對(duì)PCB基板進(jìn)行預(yù)處理，分別在PCB上印制設(shè)計(jì)好的導(dǎo)電線路，再將兩片PCB材料進(jìn)行膜壓壓合，加工金屬化孔；檢測PCB基板導(dǎo)電線路連通，壓合緊密；

步驟2，天線單元的制作：天線單元由3層或3層以上覆銅介質(zhì)板焊接或膜壓而成，每層根據(jù)設(shè)計(jì)的導(dǎo)電線路覆銅；對(duì)需要進(jìn)行膜壓的天線層進(jìn)行膜壓，層間隙的公差范圍小于0.2mm；留待與基板焊接；

步驟3，PCB基板和天線單元焊接：用定位工裝定位PCB基板,對(duì)PCB基板及各天線單元層分別進(jìn)行絲印上錫，使用無鉛低熔點(diǎn)錫膏；把天線單元安裝到定位工裝的固定位置，過回流焊機(jī)，焊接層間隙的公差范圍小于0.2mm，各天線單元層間無相對(duì)偏移；

步驟4，PCB基板元件的組裝：焊接PCB基板需要的電子元件；在天線單元對(duì)應(yīng)位置焊接相應(yīng)數(shù)量的金屬探針；在PCB基板背面插裝射頻接頭，并進(jìn)行焊接。

本發(fā)明有益效果為：

(1)天線單元多層結(jié)構(gòu)的貼合，通過設(shè)計(jì)的工藝保證了裝配精度，貼裝間隙公差范圍小于0.2mm，免去了人工裝配調(diào)整產(chǎn)生的誤差，簡化天線裝配步驟。

(2)天線單元多層結(jié)構(gòu)的貼合，通過設(shè)計(jì)的工藝實(shí)現(xiàn)了大面積SMT貼裝的可靠牢固，保證了天線功能的可靠性。

(3)PCB基板實(shí)現(xiàn)了把功分網(wǎng)絡(luò)和校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，減少了由于兩個(gè)模塊分開而產(chǎn)生的裝配和由此產(chǎn)生的偏差，同時(shí)降低了整機(jī)的剖面高度，使整體剛度提高，質(zhì)量減輕。

[附圖說明]

圖1是MIMO天線正面示意圖，包括天線陣列單元，PCB基板；

圖2是MIMO天線背面示意圖，包括多個(gè)射頻接頭，PCB基板；