透明宽频辐射天线及透明宽频辐射天线装配方法与流程

本发明涉及透明天线，具体而言，涉及一种透明宽频辐射天线及透明宽频辐射天线装配方法。

背景技术：

1、目前，现有的透明垂直大张角天线主要应用于垂直空间密集覆盖的高价值场景，例如高价值楼宇覆盖、高层建筑室内分布系统、大型场馆看台等。此类透明天线具有安装灵活、对建筑外观影响小等优点，对于解决深度覆盖及美化基站外观具有重要意义。

2、但是，现有的透明辐射天线，通常仅支持1700mhz～2700mhz或3300mhz～3700mhz中的单一频段，工作带宽较窄，无法满足多运营商在更宽频段内共享接入的需求。同时，现有的透明天线多采用金属底座，导致产品重量较大且制造成本较高；另外，现有透明导电材料在天线互调指标控制上存在局限，通常仅能满足优于-100dbm的互调指标，难以适应高质量网络部署对低干扰、高线性度的严苛要求，制约了其在融合共享场景下的应用效果。

3、因此，现有的透明天线存在工作带宽较窄和产品重量较大的问题，亟需解决。

技术实现思路

1、本发明提供一种透明宽频辐射天线及透明宽频辐射天线装配方法，以至少解决现有技术中的透明天线存在的工作带宽较窄和产品重量较大的问题。

2、为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种透明宽频辐射天线，包括：透明壳体组件、塑料底座、第一调节架、第二调节架、频率选择件和至少两个透明振子组件；水平面内具有相互垂直的长度方向和宽度方向，竖直方向垂直于水平面；透明壳体组件内部具有安装腔，至少两个透明振子组件沿长度方向间隔设置在安装腔内，至少两个透明振子组件用于协同发射电信号；频率选择件设置在相邻两个透明振子组件之间，频率选择件上具有垂直于水平面的频率选择表面，频率选择表面至少用于提高透明宽频辐射天线的低频段隔离度；透明壳体组件设置在塑料底座上，塑料底座可沿长度方向转动地设置在第一调节架上，第一调节架可沿竖直方向转动地设置在第二调节架上；透明壳体组件的至少一部分、透明振子组件的至少一部分采用透明材料，且透明材料内具有透明导电膜，透明导电膜内具有用于导电的金属网格；塑料底座的至少一部分、第一调节架的至少一部分、第二调节架的至少一部分采用塑料。

3、进一步地，透明壳体组件还包括透明外壳和透明底板，透明底板平行于竖直方向设置，透明底板可拆卸地设置在透明外壳内；至少两个透明振子组件沿长度方向间隔设置在透明底板上；透明外壳的内部形成安装腔；透明底板内部的金属网格形成馈电网络和接地层，馈电网络位于透明底板朝向透明振子组件的一端面，接地层位于透明底板远离透明振子组件的一端面，每个透明振子组件均与馈电网络和接地层通过焊接方式电连接。

4、进一步地，透明振子组件为四个，四个透明振子组件依次沿长度方向间隔设置，且四个透明振子组件在竖直方向上的高度相同；四个透明振子组件与透明底板上的馈电网络形成垂直大张角阵列，且四个透明振子组件与透明底板上的馈电网络的工作频段相同，均大于等于1700mhz，且小于等于3700mhz。

5、进一步地，相邻两个透明振子组件的形心之间的间距大于等于真空中心频点波长的0.7倍，且小于等于真空中心频点波长的1.2倍；频率选择件设置在位于四个透明振子组件中间的两个相邻的透明振子组件之间。

6、进一步地，透明振子组件包括上层引向片、下层引向片、辐射件、第一馈电片和第二馈电片；上层引向片、下层引向片、辐射件沿宽度方向间隔设置，且上层引向片、下层引向片、辐射件和透明底板相互平行设置；第一馈电片、第二馈电片和辐射件两两垂直设置；第一馈电片沿宽度方向的一端分别与上层引向片、下层引向片和辐射件连接，第一馈电片沿宽度方向的另一端与透明底板连接；第二馈电片沿宽度方向的一端分别与上层引向片、下层引向片和辐射件连接，第二馈电片沿宽度方向的另一端与透明底板连接；上层引向片的至少一部分、下层引向片的至少一部分、辐射件的至少一部分、第一馈电片的至少一部分、第二馈电片的至少一部分均采用可内部流通电流的透明介质基板。

7、进一步地，下层引向片的形心与辐射件的形心沿宽度方向的距离大于等于真空中心频点波长的1/12，且小于等于真空中心频点波长的1/10；上层引向片的形心与下层引向片的形心沿宽度方向的距离大于等于真空中心频点波长的1/12，且小于等于真空中心频点波长的1/10；和/或，第一馈电片和第二馈电片上均开设有对应配合的开口槽，第一馈电片和第二馈电片通过开口槽以垂直交叉镶嵌方式连接；第一馈电片沿宽度方向的一端、第二馈电片沿宽度方向的一端均插接固定于辐射件上，第一馈电片沿宽度方向的另一端、第二馈电片沿宽度方向的另一端均插接固定于透明底板上；和/或，辐射件朝向下层引向片的端面上对应设有圆孔，采用透明塑料材质的尼龙柱穿过辐射件上的圆孔，利用采用透明塑料材质的螺钉与尼龙柱锁紧固定，螺钉与下层引向片配合，以使下层引向片与辐射件相对固定；和/或，下层引向片朝向上层引向片的端面上对应设有通孔，采用透明塑料材质的尼龙柱穿过下层引向片上的通孔，利用采用透明塑料材质的螺钉与尼龙柱锁紧固定，螺钉与上层引向片配合，以使上层引向片与下层引向片相对固定；和/或，透明介质基板的介电损耗正切小于等于0.01，透明介质基板的透光率大于等于90%；透明介质基板内部具有用于流通电流的金属网格，金属网格的方阻小于等于0.05ω/sq，金属网格的透光率大于等于80％。

8、进一步地，透明宽频辐射天线还包括设置在塑料底座上的两个防水接头护套和两个射频电缆接头，每一个射频电缆接头对应穿过一个防水接头护套；两个射频电缆接头分别与馈电网络中的+45°极化线路的输入口、-45°极化线路的输入口连接，以分别传输电流；和/或，透明外壳的至少一部分、透明振子组件的至少一部分、透明底板的至少一部分、上层引向片的至少一部分和下层引向片的至少一部分均采用透明聚碳酸酯材料；透明外壳、透明振子组件、透明底板、上层引向片和下层引向片内均设有透明导电膜，透明导电膜的一部材料采用聚对苯二甲酸乙二醇酯，金属网格采用铜材料；透明外壳的顶部呈弧度设计，安装腔的顶壁和安装腔沿长度方向的两端的内壁上均设置有卡槽，透明底板通过卡槽可拆卸地设置在透明外壳内。

9、进一步地，透明宽频辐射天线还包括第一隔离条和第二隔离条，第一隔离条和第二隔离条沿竖直方向平行间隔设置在安装腔内；第一隔离条沿长度方向延伸，且第一隔离条位于透明振子组件的下方；第二隔离条沿长度方向延伸，且第二隔离条位于透明振子组件的上方；其中，第一隔离条与相邻的透明振子组件的形心沿竖直方向的距离大于等于真空中心频点波长的2/5，且小于等于真空中心频点波长的1/2；第二隔离条与相邻的透明振子组件的形心沿竖直方向的距离大于等于真空中心频点波长的2/5，且小于等于真空中心频点波长的1/2。

10、进一步地，塑料底座在第一调节架上的转动角度范围为±45°，且塑料底座可通过螺钉与第一调节架锁紧固定；第一调节架在第二调节架上的转动角度范围为±20°，且第一调节架通过螺钉与第二调节架锁紧固定；其中，第一调节架和第二调节架上分别具有显示刻度，第一调节架上的显示刻度用于显示塑料底座相对于第一调节架的转动角度，第二调节架上的显示刻度用于显示第一调节架相对于第二调节架的转动角度。

11、根据本发明的另一方面，提供了一种透明宽频辐射天线装配方法，透明宽频辐射天线装配方法用于装配上述的透明宽频辐射天线，透明宽频辐射天线装配方法包括如下步骤：透明振子组件包括上层引向片、下层引向片、辐射件、第一馈电片和第二馈电片；采用预先设计的机加工双层工装，首先在下层机加工工装上依次放置第一馈电片和第二馈电片，通过开口槽使第一馈电片与对应的第二馈电片垂直交叉设置，然后将辐射件上的槽分别与对应的第一馈电片和第二馈电片相连，再将上层的机加工工装贴合锁紧，以使每个透明振子组件沿宽度方向的尺寸一致，然后采用低温焊接工艺，利用焊台和低温焊丝完成辐射件、第一馈电片和第二馈电片的焊接成型；将上述焊接完成的辐射件、第一馈电片和第二馈电片与对应的下层引向片和上层引向片相连接；辐射件朝向下层引向片的端面上对应设有圆孔，采用透明塑料材质的尼龙柱穿过辐射件上的圆孔，利用采用透明塑料材质的螺钉与尼龙柱锁紧固定，螺钉与下层引向片配合，使下层引向片与辐射件相对固定；下层引向片朝向上层引向片的端面上对应设有通孔，采用透明塑料材质的尼龙柱穿过下层引向片上的通孔，利用采用透明塑料材质的螺钉与尼龙柱锁紧固定，螺钉与上层引向片配合，使上层引向片与下层引向片相对固定；透明壳体组件还包括透明外壳和透明底板，透明底板平行于竖直方向设置，透明底板可拆卸地设置在透明外壳内；至少两个透明振子组件沿长度方向间隔设置在透明底板上；透明外壳的内部形成安装腔；透明底板内部的金属网格形成馈电网络和接地层，馈电网络位于透明底板朝向透明振子组件的一端面，接地层位于透明底板远离透明振子组件的一端面；将透明底板置于机加工双层工装上，将已完成焊接及上层引向片和下层引向片装配的透明振子组件通过透明底板上预设的槽孔插入透明底板，然后将上层的机加工工装贴合锁紧，以使透明振子组件与透明底板垂直，且至少两个透明振子组件在竖直方向上的高度相同；每个透明振子组件均与馈电网络和接地层通过低温焊接方式电连接，焊接完成后，得到半成品天线；透明宽频辐射天线还包括第一隔离条和第二隔离条，在半成品天线上，使得第一隔离条和第二隔离条沿竖直方向平行间隔设置在安装腔内，第一隔离条沿长度方向延伸，且第一隔离条位于透明振子组件的下方，第二隔离条沿长度方向延伸，且第二隔离条位于透明振子组件的上方，第一隔离条和第二隔离条通过胶水粘接在透明底板上；透明宽频辐射天线还包括设置在塑料底座上的两个防水接头护套和两个射频电缆接头，每一个射频电缆接头对应穿过一个防水接头护套；两个射频电缆接头分别与馈电网络中的+45°极化线路的输入口、-45°极化线路的输入口连接，以分别传输电流；将射频电缆接头的外导体与透明底板的接地层焊接固定，将半成品天线的透明底板与透明外壳内的卡槽配合，以使透明底板与透明外壳相对固定；最后锁紧防水接头护套。

12、应用本发明的技术方案，提供了一种透明宽频辐射天线，包括：透明壳体组件、塑料底座、第一调节架、第二调节架、频率选择件和至少两个透明振子组件；水平面内具有相互垂直的长度方向和宽度方向，竖直方向垂直于水平面；透明壳体组件内部具有安装腔，至少两个透明振子组件沿长度方向间隔设置在安装腔内，至少两个透明振子组件用于协同发射电信号；频率选择件设置在相邻两个透明振子组件之间，频率选择件上具有垂直于水平面的频率选择表面，频率选择表面至少用于提高透明宽频辐射天线的低频段隔离度；透明壳体组件设置在塑料底座上，塑料底座可沿长度方向转动地设置在第一调节架上，第一调节架可沿竖直方向转动地设置在第二调节架上；透明壳体组件的至少一部分、透明振子组件的至少一部分采用透明材料，且透明材料内具有透明导电膜，透明导电膜内具有用于导电的金属网格；塑料底座的至少一部分、第一调节架的至少一部分、第二调节架的至少一部分采用塑料。

13、本发明通过设置透明壳体组件及透明振子组件采用透明材料并内置具有金属网格的透明导电膜，保证了天线电磁性能的同时，实现了高透光率，使得天线能够融入玻璃幕墙或透明建筑结构中，降低了基站设备对城市景观和建筑外观的视觉干扰，同时透明导电膜内的金属网格结构相较于传统纯金属材料，在保持导电性的基础上提升了线性度，优化了互调干扰指标，提升了信号质量；通过设置位于相邻透明振子组件之间的频率选择件，其垂直于水平面的频率选择表面能够针对性地调控电磁场分布，提高了低频段各振子间的隔离度，拓宽了天线的工作带宽，使天线能够更好地支持多运营商共享及宽频带通信需求；通过将塑料底座及第一调节架、第二调节架等设置为塑料材质，相比现有技术中常用的金属底座和支架，降低了天线的整体重量，减轻了安装负担，提高了施工安全性，且塑料材料易于模具化批量生产，降低了制造成本和加工难度；通过设置塑料底座可沿长度方向转动地设置在第一调节架上，且第一调节架可沿竖直方向转动地设置在第二调节架上，使得天线在俯仰角和方位角上的具备了灵活调节的能力，便于现场施工人员根据实际覆盖需求调整天线的波束指向，提高了网络覆盖的精准度；通过设置透明壳体组件内部形成的安装腔，为透明振子组件提供了良好的保护空间，同时透明材料的使用使得内部结构可视，便于后期维护检查；本发明通过各个部件之间的配合拓宽了天线的工作频段，提升了网络覆盖能力、系统容量与性能，提高了频谱利用效率和抗干扰能力，改善了互调性能和生产、安装工艺；本发明结构简单且成本低廉，便于组装及后续维护，解决了现有技术中的透明天线存在的工作带宽较窄和产品重量较大的问题，适合大规模推广使用。