信号传输线及用户终端设备的制作方法

1.本发明实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种信号传输线及用户终端设备。


背景技术：

2.cpe(customer premise equipment，用户终端设备)设备是一种无线宽带接入的用户终端设备，cpe设备通常将基站发送的无线网络信号，如4g(4th generation mobile communication technology，第四代移动通信技术)信号、5g(5th generation mobile communication technology，第五代移动通信技术)信号，转换为wifi(无线通信技术)信号，用户只需要将cpe设备插入sim(subscriber identity module，用户身份识别模块)卡，接通电源即可。cpe设备能够有效节省铺设有线网络(如光缆，铜线)的费用，因此，cpe设备被大量应用于农村、城镇、医院、工厂、小区等未铺设有线网络的场合。
3.第五代移动通信技术由于具有较高的通信速度，备受用户青睐，比如，利用5g移动通信传输数据时的传输速度比4g移动通信传输数据的速度快数百倍，而毫米波是实现5g移动通信的重要频段。然而，当毫米波天线应用于cpe设备时，由于毫米波难以折射和反射，仅能保障毫米波天线在俯仰角小于60度圆锥范围内的无线信号的可靠连接。比如当基站和cpe设备天线位于同一水平面，或者位于cpe设备天线的背面，则cpe设备的毫米波天线没有办法接收到毫米波信号。
4.因此需要机械旋转cpe设备的毫米波天线板以寻找无线信号来波位置，天线板旋转的方位角为0度到180度时，cpe设备接收右方到后方来波，天线板旋转的方位角为0度到
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180度时，cpe设备接收左方到后方来波。然而，当毫米波天线板在机械旋转时，主板(含5g信号处理部分)固定在cpe设备内框上，cpe设备不需要转动，则连接毫米波天线到主板的信号处理部分的连接线容易发生缠绕甚至出现断裂，从而导致毫米波天线转动效果受限，进而影响到用户终端设备的通信质量。


技术实现要素：

5.本发明实施方式的目的在于提供一种信号传输线及用户终端设备，能够避免由于采用易发生缠绕的连接线而限制用户终端设备的毫米波天线转动效果，从而避免影响用户终端设备的通信质量。
6.为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种信号传输线，用于在主板与天线板之间传输信号，该信号传输线包括沿第一方向延伸的扭转段，以及自所述扭转段的两个末端分别向外延伸的连接段，其中一个所述连接段的末端用于与主板电性连接，另一个所述连接段的末端用于与天线板电性连接，所述扭转段与每个所述连接段分别包括交替层叠的lcp介质层和信号层，所述扭转段具有m个所述lcp介质层和m 1个所述信号层，每个所述连接段具有n个所述lcp介质层和n 1个所述信号层，所述m小于所述n，且所述m、所述n均为大于0的整数。
7.本发明的实施方式还提供了一种用户终端设备，包括：
8.主板；
9.天线板；
10.上述的信号传输线，所述信号传输线的其中一个所述连接段的末端与所述主板电性连接，所述信号传输线的另一个所述连接段的末端与所述天线板电性连接
11.本发明实施方式相对于现有技术而言，提供了一种方便天线板旋转的信号传输线，该信号传输线采用分段设计的方式，将信号传输线设计为扭转段和两个连接段，其中扭转段的lcp介质层的数量少于每个连接段的lcp介质层的数量。其中lcp介质层的lcp介质由半刚性的高分子链构成，信号层为铜导体层，lcp介质与铜导体共同作用时耐折性不佳，而本发明实施例一提供的信号传输线的叠层中，通过减少扭转段的叠层数量，以保证扭转段的折叠性能，使扭转段可以在转动天线板时发生折叠，从而方便天线板旋转以寻找最佳信号接收位置，通过扭转段的设计，避免由于采用易发生缠绕的连接件而限制用户终端设备的毫米波天线转动效果，从而避免影响用户终端设备的通信质量。
12.另外，所述扭转段和两个所述连接段还分别包括叠设在最外侧的所述信号层上的粘胶层，所述扭转段的所述粘胶层的厚度小于每个所述连接段的所述粘胶层的厚度。这样，通过降低扭转段的粘胶层的厚度可以进一步提高扭转段的折叠性能。
13.另外，所述扭转段和两个所述连接段还分别包括叠设在所述粘胶层上的覆盖膜层，所述扭转段的所述覆盖膜层的厚度小于每个所述连接段的所述覆盖膜层的厚度。这样，通过降低扭转段的覆盖膜层的厚度可以进一步提高扭转段的折叠性能。
14.另外，每个所述连接段设置有贯穿n个所述lcp介质层的金属过孔，所述金属过孔用于电性连接n 1个所述信号层。金属过孔的设置可以实现信号传输线的叠层中的各信号层的互连，以提高信号传输线的传输性能。
15.另外，所述扭转段的所述信号层的宽度大于所述连接段的所述信号层的宽度。这样，可以提升信号传输线中扭转段的传输性能，同时使扭转段的阻抗与两个连接段的阻抗达到匹配。
16.另外，每个所述连接段的所述信号层的宽度沿靠近所述扭转段的方向逐渐增大。这样，可以避免由于信号传输线中信号层宽度的突变导致信号传输能量的损耗。
17.另外，每个所述连接段中的至少部分所述lcp介质层设置有开窗。开窗的设置同样可以实现信号传输线中各信号层之间的互连。
18.另外，两个所述连接段分别自所述扭转段的两个末端沿相反方向延伸。
19.另外，两个所述连接段分别自所述扭转段的两个末端沿垂直于所述第一方向的相反方向延伸。
附图说明
20.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
21.图1是根据本发明实施例一所提供的信号传输线的结构示意图；
22.图2是图1所示信号传输线中扭转段的叠层结构示意图；
23.图3是图1所示信号传输线中两个连接段的叠层结构示意图；
24.图4是本发明实施例二所提供的用户终端设备中天线板处于一种状态下时的结构示意图；
25.图5是本发明实施例二所提供的用户终端设备中天线板处于另一种状态下时的结构示意图。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
27.图1示出了本发明实施例一所提供的信号传输线的结构，该信号传输线10用于在用户终端设备的主板20与天线板30之间传输信号(图4和图5所示)，如图1至图3所示，该信号传输线10包括沿第一方向s延伸的扭转段11，以及自扭转段11的两个末端分别向外延伸的连接段12，其中一个连接段12的末端用于与主板20电性连接，另一个连接段12的末端用于与天线板30电性连接，扭转段11与每个连接段12分别包括交替层叠的lcp(liquid crstal polymer，液晶聚合物材料)介质层和信号层14，扭转段11具有m个lcp介质层13和m 1个信号层14，每个连接段12具有n个lcp介质层13和n 1个信号层14，m小于n，且m、n均为大于0的整数。
28.与现有技术相比，本发明实施例一提供的信号传输线10，采用分段设计的形式，将信号传输线10设计为扭转段11和两个连接段12，其中扭转段11的lcp介质层13的数量少于每个连接段12的lcp介质层13的数量。其中，lcp介质层13的lcp介质由半刚性的高分子链构成，信号层14为铜导体层，lcp介质与铜导体共同作用时耐折性不佳，而本发明实施例一提供的信号传输线10的叠层中，通过减少扭转段11的叠层数量，以保证扭转段11的折叠性能，使扭转段11可以在转动用户终端设备的天线板30时发生折叠，从而方便天线板30旋转以寻找最佳信号接收位置，同时可以避免扭转段11折叠时的反向物理机械力作用于两个连接段12与主板20或者天线板30的连接部分，确保该信号传输线10与主板20和天线板30之间的连接可靠性。通过将该信号传输线10代替现有的连接线，有效避免了由于采用易发生缠绕的连接线而限制用户终端设备的毫米波天线转动效果，从而避免影响用户终端设备的通信质量。
29.需要说明的是，此处的第一方向s仅表示扭转段11的长度方向，在该信号传输线10未接入用户终端设备时，即信号传输线10放置在平面上时，第一方向s可以为该平面上的任意方向，这取决于信号传输线10的放置角度。同时，两个连接段12自扭转段11的两个末端向外延伸的方向也可根据实际安装时的需要进行调整，例如可以朝图1中所示与扭转段11相垂直的方向进行延伸，或者其中一个连接段12沿与扭转段11的垂直方向延伸，另一个连接段12沿扭转段11的长度方向延伸。另外，为了确保信号传输线10的扭转段11的折叠性能，该信号传输线10可以制成扁平状。
30.同时，此处在信号传输线10中定义的扭转段11和两个连接段12，并非是对信号传
输线10的制作形式的限定，即此处的扭转段11和两个连接段12仅表示信号传输线10上不同部位处的结构形式存在不同。在制作过程中，仍是采用lcp介质层13与信号层14交替堆叠的形式构成，即虽然扭转段11的叠层数量小于两个连接段12的叠层数量，但是两个连接段12的部分lcp介质层13和部分信号层14与扭转段11采用相同的叠层，也就是说两个连接段12超过扭转段11的部分叠层堆叠在信号传输线10与主板20、天线板30连接的部分上。因此，该信号传输线10在不同分段处虽然采取了不同数量的叠层，但是在整体上仍然属于该信号传输线10的一部分，即两个连接段12与扭转段11共同构成一条信号传输线10。
31.此处的lcp作为一种新材料，适用于高频信号传输，其优点是低损耗(信号频率为1千赫兹至60吉赫兹时，损耗角正切值为0.002至0.004)，恒定的低介电常数(介电常数可低到2.4)，具有柔韧性(可折叠)，密封性(吸水率小于0.004％)，小的热膨胀特性。这里以lcp介质作为信号传输线10的基材层，不仅能够保证信号传输线10的弯折性能，即良好的机械特性，而且还能够降低信号传输时的损耗，具有良好的信号传输性能。
32.另外，在减少扭转段11的叠层数量后，两个连接段12的叠层数量大于扭转段11的叠层数量，在用户终端设备的天线板30相对主板20转动时，信号传输线10上的折叠现象会优先发生在扭转段11部分，而两个连接段12则不会出现折叠现象，因此这里不对扭转段11与两个连接段12的具体叠层数量进行限定，例如扭转段11的lcp介质层13的数量可以为2个或者3个，而每个连接段12的lcp介质层13的数量可以为4个或者5个。
33.其中，信号传输线10通常在最外侧设置有覆盖膜层16，覆盖膜层16为信号传输线10的保护层，覆盖膜层16经粘胶层15堆叠在信号传输线10的最外侧，此处可以降低扭转段11的粘胶层15的厚度h1和覆盖膜层16的厚度h2，来进一步提高扭转段11的折叠性能。具体地，扭转段11和两个连接段12还可以分别包括叠设在最外侧的信号层14上的粘胶层15，扭转段11的粘胶层15的厚度h1小于每个连接段12的粘胶层15的厚度h1。同时，扭转段11和两个连接段12还可以分别包括叠设在粘胶层15上的覆盖膜层16，扭转段11的覆盖膜层16的厚度h2小于每个连接段12的覆盖膜层16的厚度h2。在实际制作过程中，可以将两个连接段12的粘胶层15的厚度h1和覆盖膜层16的厚度h2设计为平均值，而将扭转段11的粘胶层15的厚度h1和覆盖膜层16的厚度h2设计为最小值，例如，两个连接段12的粘胶层15的厚度h1可以设计为11微米，两个连接段12的覆盖膜层16的厚度h2可以设计为12微米，而扭转段11的粘胶层15的厚度h1可以设计为8微米，扭转段11的覆盖膜层16的厚度h2可以设计为7.5微米。
34.另外，为了保证高频信号的低插入损耗和高隔离度的要求，信号层14的铜导体可以采用微带线或者共面线等形式，而信号传输线10的叠层之间根据需要可以设计金属过孔17，如图3所示，可以在每个连接段12设置贯穿n个lcp介质层13的金属过孔17，该金属过孔17用于电性连接n 1个信号层14。而为了保证扭转段11的折叠性能，在信号传输线10的扭转段11的叠层之间可以不开设金属过孔17，以避免由于扭转段11在发生折叠时，金属过孔17出现断裂而影响各信号层14之间的导通效果，此处的金属过孔17为信号传输线10的叠层间的垂直互连结构，通过设置这样的金属过孔17，可以提高信号传输线10的传输带宽，并降低信号传输线10的插入损耗。
35.需要说明的是，信号传输线10在采用分段设计的形式后，由于扭转段11的叠层数量少于两个连接段12的叠层数量，信号传输线10的扭转段11与两个连接段12的阻抗会出现不同，导致信号传输线10中的分段之间的阻抗不匹配的现象，而为了达到信号传输线10中
的分段之间的阻抗匹配，在一种可能的实施方式中，可以将扭转段11的信号层14的宽度d1设置为大于两个连接段12的信号层14的宽度d2。即通过增加扭转段11的信号层14的宽度d1，来提高扭转段11的信号传输能力，以补偿扭转段11由于叠层数量减少而导致的大电流过流能力的下降，同时将扭转段11的阻抗与两个连接段12的阻抗进行匹配，使信号传输线10中的分段之间的阻抗相同，保证高频信号在信号传输线10中的各个分段的传输特性一致，进一步降低信号在信号传输线10中的损耗。
36.同时，在增加扭转段11的信号层14的宽度d1后，为了防止信号在由连接段12向扭转段11或者由扭转段11向连接段12传输的过程中，由于扭转段11的信号层14的宽度d1至两个连接段12的信号层14的宽度d2的突变导致信号传输能量的损耗，此处可以使每个连接段12的信号层14的宽度d2沿靠近扭转段11的方向逐渐增大，以使每个连接段12的信号层14以渐变线的方式与扭转段11的信号层14形成一个整体。
37.在一些可能的实施方式中，还可以对信号传输线10的叠层进行挖空来达到阻抗匹配的目的，例如将叠层中的其中一个信号层14挖掉后，lcp介质层13的厚度会相应地增加一倍。
38.另外，信号传输线10的叠层间的互连还可以通过电磁耦合的形式实现，可以在每个连接段12的至少部分lcp介质层13设置开窗，该开窗为lcp介质层13的镂空部分，通过lcp介质层13的开窗，lcp介质层13两侧的信号层14可以进行耦合，从而实现信号传输线10的叠层间的互连。
39.在将信号传输线10连接至用户终端设备的主板20、天线板30时，信号传输线10与主板20或者天线板30之间的连接可以通过连接器实现，连接器的公座和母座中的一者设置在主板20、天线板30上，连接器的公座和母座中的另一者设置在信号传输线10的两个连接段12的末端，使信号传输线10上的公座或者母座扣在主板20、天线板30上的母座或者公座上，即可实现主板20与天线板30之间的信号传输。
40.而在实际连接的过程中，可以根据用户终端设备的安装空间设计信号传输线10的形式，在安装空间足够的情况下，可以使两个连接段12分别自扭转段11的两个末端沿相反方向延伸，这样，便于进行信号传输线10的制作，避免两个连接段12与扭转段11间的角度不一致而增加信号传输线10的制作难度。在一种具体的实施方式中，可以使两个连接段12分别自扭转段11的两个末端沿垂直于第一方向s的两个相反方向延伸，这样，如图1所示，两个连接段12与扭转段11垂直设置，在将信号传输线10连接至用户终端设备的主板20、天线板30上时，可以使两个连接段12平行于天线板30的旋转轴线方向，而使扭转段11的长度方向与天线板30的旋转轴线保持垂直。
41.本发明实施例二提供了一种用户终端设备，该用户终端设备包括主板20、天线板30和实施例一中的信号传输线10，信号传输线10的其中一个连接段12的末端与主板20电性连接，信号传输线10的另一个连接段12的末端与天线板30电性连接。图4示出了用户终端设备中天线板30处于一种状态下时的结构示意图，在图4所示状态中，天线板30的正面位于视图朝外的一面，此时天线板30的方位角为0度。图5则示出了用户终端设备中天线板30处于另一种状态下时的结构示意图，在图5所示状态中，天线板30的背面位于视图朝外的一面，天线板30相对主板20旋转了180度，此时天线板30的方位角为180度或者
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180度。在天线板30由图4所示状态变换至图5所示状态的过程中，信号传输线10的扭转段11发生折叠现象，
而信号传输线10的两个连接段12则未出现变化，因此，通过信号传输线10中扭转段11的折叠，可以使天线板30正常旋转，而寻找最佳信号来波位置，从而避免由于采用易发生缠绕的连接线而限制用户终端设备的毫米波天线转动效果，进而避免影响用户终端设备的通信质量。
42.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。