AFU天线的制作方法

afu天线
技术领域
1.本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种afu天线。


背景技术：

2.天线滤波器一体化(antenna filter units，afu)天线是一种将天线和滤波器集成在一起的天线结构，即由au(天线)和fu(滤波器)两部分组成，其为5g通信时代的主流产品。
3.传统的afu天线中pcb板与滤波器以插针焊接的方式连接，这种安装方式在拆卸更换过程中需要重复的进行焊接，多次焊接成本高，不仅操作复杂，装配效率低，而且焊接后的焊点极易影响天线性能的稳定性。


技术实现要素：

4.本发明提供一种afu天线，用以解决现有技术中afu天线装配效率低、天线性能稳定性差的问题。
5.本发明提供一种afu天线，包括：天线主体、滤波器、天线罩以及引向片；
6.所述天线罩盖设于所述滤波器，所述天线罩和所述滤波器之间构造有容置空间，所述天线主体设于所述容置空间内；
7.所述引向片设于所述天线罩朝向所述天线主体的一侧；
8.其中，所述滤波器具有输出接头，所述天线主体具有输入接头，所述输出接头与所述输入接头插接连接。
9.根据本发明提供的afu天线，所述天线主体包括功分板、贴片振子和功分电路；
10.所述贴片振子和所述功分电路均设于所述功分板朝向所述天线罩的一侧，所述功分电路与所述贴片振子相连接以形成馈电网络。
11.根据本发明提供的afu天线，所述天线主体还包括多个pcb板；
12.多个所述pcb板均设于所述功分板朝向所述天线罩的一侧，多个所述pcb板围合形成隔离边界，所述贴片振子位于所述隔离边界内。
13.根据本发明提供的afu天线，所述pcb板包括第一pcb板和第二pcb板，多个所述第一pcb板平行布置且均嵌设于所述功分板，多个所述第二pcb板平行布置且均垂直嵌设于所述第一pcb板。
14.根据本发明提供的afu天线，所述功分板朝向所述滤波器的一侧设有绝缘层。
15.根据本发明提供的afu天线，所述绝缘层为非金属板或绝缘涂料。
16.根据本发明提供的afu天线，所述输入接头与所述功分电路连接，所述输入接头凸设于所述功分板朝向所述滤波器的一侧。
17.根据本发明提供的afu天线，所述滤波器包括腔体和谐振器；
18.所述谐振器设于所述腔体的内部，所述输出接头与所述谐振器连接，所述输出接头凹设于所述腔体朝向所述天线主体的一侧。
19.根据本发明提供的afu天线，所述引向片和所述贴片振子均为多个，多个所述引向片与多个所述贴片振子一一对应。
20.根据本发明提供的afu天线，所述天线罩朝向所述天线主体的一侧设有多个隔离空间，多个所述引向片与多个所述隔离空间一对应连接。
21.本发明提供的afu天线，一方面，通过在滤波器上设置输出接头，在天线主体上对应设置输入接头，将输出接头与输入接头插接连接，有效避免了现有的afu天线采用焊接连接滤波器和天线主体导致的装配效率低的问题，另一方面，在天线罩朝向天线主体的一侧设有引向片，能够进一步提高振子的辐射性能，有效避免现有afu天线装配后天线性能稳定性差的问题。本发明提供的afu天线，在实现了5g基站天线系统的小型化和轻型化的基础上，模块化组装提高了装配的效率，同时提升了天线性能的稳定性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明实施例提供的afu天线的爆炸示意图；
24.图2是本发明实施例提供的天线罩的结构示意图；
25.图3是本发明实施例提供的滤波器的结构示意图；
26.图4是本发明实施例提供的天线主体的反面结构示意图；
27.图5是本发明实施例提供的天线主体的正面结构示意图；
28.图6是本发明实施例提供的功分板的结构示意图；
29.图7是本发明实施例提供的第一pcb板的结构示意图；
30.附图标记：
31.1：天线主体；
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11：功分板；
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12：贴片振子；
32.13：功分电路；
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14：第一pcb板；
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15：第二pcb板；
33.16：输入接头；
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2：滤波器；
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21：输出接头；
34.3：天线罩；
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4：引向片。
具体实施方式
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.此外，术语“长”、“短”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“长”、“短”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“若干个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除
非另有明确具体的限定。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.通常情况下，5g基站天线都采用massive mimo(multiple input multiple output技术，5g基站天线系统将天线与rru(radio remote unit)模块集成在一起为aau(active antenna unit)模块，5g基站分为宏基站和微基站，宏基站一般进行广域覆盖、深度覆盖，而当站址资源不足，选址受限，站点建设受工程影响较大时，但是如果仍采用通常的5g宏基站大型设备覆盖，这样容易造成网络效益较低，宏基站就不能满足需求。
41.微基站具有体积小，不需要机房，安装方便等特点，同时微基站和宏基站一样可以提供容量，微站需覆盖的范围较小、容量需求也较小，微基站一般可以进行城区小片盲区的覆盖和室内覆盖等，满足热点区域的盲区覆盖，以满足不同场景的需求。而且，将rru中滤波器组集成到天线系统中，能够大大降低了滤波器在rru中设计复杂度以及信号干扰带来的影响。
42.平板式afu天线体积较小，自带内置天线一体化设计，部署简单便捷，隐形伪装效果较好，适用于居民小区、道路等弱覆盖范围较小且业主敏感区域的覆盖补盲，有助于实现5g基站天线系统的小型化和轻型化，也有利于未来5g设备量产和装配。
43.本发明实施例提供了afu天线，用以解决现有技术中afu天线装配效率低、天线性能稳定性差的问题。
44.下面结合图1至图7描述本发明实施例的afu天线。
45.如图1至图3所示，本发明实施例提供的afu天线，包括：天线主体1、滤波器2、天线罩3以及引向片4。
46.天线罩3盖设于滤波器2，天线罩3和滤波器2之间构造有容置空间，天线主体1设于容置空间内，引向片4设于天线罩3朝向天线主体1的一侧。
47.其中，滤波器2具有输出接头21，天线主体1具有输入接头16，输出接头21与输入接头16插接连接。
48.具体地，如图1所示，天线罩3、天线主体1和滤波器2由上至下依次布置，其中，天线罩3为凹形的壳体结构，壳体的开口朝向天线主体1的方向，天线罩3的形状根据天线主体1和滤波器2来确定，可以为方形、圆形等规则形状，也可以为不规则形状，此处不作具体限定。在考虑天线罩3的材质的时候，要选择在工作频率下的介电常数和损耗角正切低，且有足够的机械强度的材料，可以选择塑料和木材作为天线罩3的材料，此处仅为举例，其他具备低介电常数、低损耗角正切和具有一定机械强度的材料同样适用。
49.天线罩3的周圈设有安装孔，如图1所示，安装孔设于天线罩3的四个角，对应的，滤
波器2上在安装孔对应的位置设有螺纹孔，螺栓穿过天线罩3上的安装孔拧入滤波器2上的螺纹孔，以实现天线罩3与滤波器2的固定连接。安装孔设于天线罩的其他位置亦可。
50.如图3所示，滤波器2上表面还设有若干螺钉孔，天线主体1通过螺钉与滤波器2上的螺钉孔进行连接实现固定。
51.滤波器2为金属腔体滤波器，包括腔体、谐振器及调螺组件，腔体由金属壳体形成，谐振器设置于腔体中，谐振器可以为多个，金属壳体上具有与谐振器对应的调螺组件，调螺组件穿设在壳壁上，通过调节调螺组件，以调整afu滤波器2的谐振频率。其中，腔体内谐振器的分布可以实际需要进行设置，为本领域的常规技术，此处不再赘述。
52.需要说明的是，滤波器2的腔体也可以为非金属绝缘壳体，但非金属绝缘外壳的内表面和外表面均需要均覆盖有导电镀层，以保证滤波器的性能。其中，导电镀层具体可以为金属镀层，例如铜镀层、银镀层。从其性能的角度考虑，导电镀层优选银镀层。
53.引向片4设于天线罩3朝向天线主体1的一侧，引向片4的数量可以为一个，也可以为多个，具体数量根据天线主体1的实际需要进行设置，此处不作限定。其形状可以为圆形、方形等规则形状，也可以为不规则形状，具体形状，此处不作具体限定，以实际需要为选择依据即可。
54.在本发明实施例中，天线罩3的作用，一方面，能够保护天线系统免受风雨、冰雪、沙尘和太阳辐射等的影响，使天线系统工作性能比较稳定可靠，同时减轻天线系统的磨损、腐蚀和老化，延长使用寿命；另一方面，能够为引向片4提供安装载体，减少了零件的装配。
55.引向片4为金属钣金材料，且具有一定的厚度，可以在天线罩3注塑成型中加入罩体，注塑时一体完成；也可以通过内侧卡扣类结构卡接在罩体内侧；还可以通过热熔部分罩体结构，将引向片4固定在罩体内侧。
56.如图3所示，滤波器2具有输出接头21，输出接头21凹设于滤波器2朝向天线主体1的一侧，对应的，如图4所示，天线主体1具有输入接头16，输出接头21凸设于天线主体1朝向滤波器2的一侧，输出接头21与输入接头16插接导通实现信号的传递。
57.本发明实施例提供的afu天线，一方面，通过在滤波器2上设置输出接头21，在天线主体1上对应设置输入接头16，进而将输出接头21与输入接头16插接连接，有效避免现有的afu天线采用焊接连接滤波器2和天线主体1导致的装配效率低的问题，另一方面，在天线罩3朝向天线主体1的一侧设有引向片4，能够进一步提高振子的辐射性能，有效避免了现有afu天线装配后天线性能稳定性差的问题。本发明实施例提供的afu天线，在实现了5g基站天线系统的小型化和轻型化的基础上，模块化组装提高了装配的效率，同时提升了天线性能的稳定性。
58.在可选的实施例中，天线主体1包括功分板11、贴片振子12和功分电路13，贴片振子12和功分电路13均设于功分板11朝向天线罩3的一侧，功分电路13与贴片振子12相连接以形成馈电网络。
59.具体地，如图6所示，天线主体1由功分板11、贴片振子12和功分电路13组成。采用贴片振子12可以有效的减少天线振子的焊接，提升天线的稳定性，也降低了装配焊接时间。贴片振子12的形状可以为正方形、圆形等规则形状，也可以为不规则形状，具体形状根据实际要求确定，此处不作具体限定。
60.功分电路13由对功分板11的上表面进行光刻形成，即通过将功分板11上表面的部
分区域的导电镀层刻蚀掉，未刻蚀的区域中的一部分形成为功分电路13。此外，也可以通过镭雕的方式在功分板11的上表面形成功分电路13。
61.功分板11上对应设置有螺钉孔，以供螺钉穿过，实现功分板11与滤波器2的连接，值得注意的是，螺钉孔的位置需要避开贴片振子12和功分电路13，以免对其性能造成影响。
62.在本发明实施例中，如图6所示，选择的功分电路13为三功分电路，一个三功分电路配有三个贴片振子12，三功分电路与三个贴片振子12相连接以形成馈电网络。此处仅为举例，在实际操作中，也可以是二功分电路，搭配两个振子，还可以是四功分电路，搭配两个振子等，具体需要多少个振子，功分电路13的种类可根据需要进行适应性选择。
63.在可选的实施例中，天线主体1还包括多个pcb板，多个pcb板均设于功分板11朝向天线罩3的一侧，多个pcb板围合形成隔离边界，贴片振子12位于隔离边界内。
64.具体地，如图5所示，天线主体1的功分板11的上表面设置有隔离结构，贴片振子12位于隔离结构所围成的空间内。隔离结构由多个不同尺寸的pcb板围绕组成，形成隔离边界，通过设置隔离结构，不仅能够实现对贴片振子12的有效保护，且能够提高整个afu天线的抗干扰能力，进一步保障天性性能的稳定性。
65.在可选的实施例中，pcb板包括第一pcb板14和第二pcb板15，多个第一pcb板14平行布置且均嵌设于功分板11，多个第二pcb板15平行布置且均垂直嵌设于第一pcb板14。
66.具体地，如图7所示，第一pcb板14为长pcb条，其底部设有凸台，凸台垂直插入功分板11的功分板槽中，功分板槽靠近长pcb条的凸台一侧覆有铜层，便于两者焊接在一起，如此设计，还能进一步防止焊接时焊锡流至滤波器2对装置的性能造成不良影响。
67.第二pcb板15为短pcb条，长pcb条底部设有pcb板槽，短pcb条插入pcb板槽中与长pcb条焊接连接，在短pcb条和长pcb条槽的相应位置覆有铜层，用于两者焊接连接。
68.第一pcb板14和第二pcb板15的数量根据天线需求而定，焊接位置也根据具体设计调整，两者共同组成如上所述的隔离边界。第一pcb板14和第二pcb板15的高度尺寸根据具体设计调整，组装完成后，第一pcb板14和第二pcb板15高度方向保持齐平为宜。
69.在可选的实施例中，功分板11朝向滤波器2的一侧设有绝缘层。
70.具体地，在功分板11朝向滤波器2的一侧面上全部设置有绝缘层，这一设置的目的是对天线主体1进行隔离，防止造成信号干扰，从而提升天线的整体性能。
71.在可选的实施例中，绝缘层为非金属板或绝缘涂料。
72.具体地，以绝缘层为绝缘涂料为例，在实际操作时，可在功分板11朝向滤波器2的一侧涂覆一定厚度绿油作为绝缘层，也可在功分板11朝向滤波器2的一侧涂覆一定厚度的白油又作为绝缘层。
73.选择非金属板作为绝缘层时，非金属板需要通过螺钉连接于功分板11朝向滤波器2的一侧，非金属板可以为塑料或者木材，应当尽可能薄，在保证绝缘性能的基础上，选择轻质且薄的材料，避免过大的增加装置的重量，从而不利于天线的轻型化发展。
74.在可选的实施例中，输入接头16与功分电路13连接，输入接头16凸设于功分板11朝向滤波器2的一侧。
75.具体地，天线主体1的输入接头16的内部可以为导电银线，导电材料比如可以为导电银浆，当然也可以为其他导电材料，具备电连接性能即可。输入接头16可以为方形接头，还可以为圆形接头，也可以为其它形状，具体形状根据现场实际需求进行设置。
76.输入接头16与功分电路13电线连接或者焊接连接，以确保实现连通，一个功分电路13需要配置两个输入接头16，即振子的正负两个极化端，从而保障天线性能的实现。
77.在可选的实施例中，滤波器2包括腔体和谐振器，谐振器设于腔体的内部，输出接头21与谐振器连接，输出接头21凹设于腔体朝向天线主体1的一侧。
78.具体地，滤波器2能让有用信号最大限度在信号链路上通过，将无用的信号最大限度地抑制掉，天线则承担着将射频信号辐射到空间特定方向以及接收来自空间特定方向的电磁波的功能。
79.滤波器2中由腔体和其内部的谐振器组成，谐振器的具体分布，可根据实际情况进行布置，此处不作具体限定，谐振器与输出接头21相连接，实现信号的传输。
80.输出接头21的突出端头可以为导电银线，导电材料比如可以为导电银浆，当然也可以为其他导电材料，在装配时，将输入接头16插接入输入接头16，通过导电银浆或其他导电材料实现输出接头21和输入接头16之间的连接，即实现滤波器2与天线主体1的信号连接。
81.在可选的实施例中，引向片4和贴片振子12均为多个，多个引向片4与多个贴片振子12一一对应。
82.具体地，如图2所示，天线罩3内的引向片4为六个，如图1所示，功分板11上的贴片振子12也为六个，每一引向片4均与贴片振子12对应设置。通过在每一贴片振子12的顶部均设置引向片4，可以优化天线单元的驻波，从而提高天线的性能。
83.需要说明的是，引向片4和贴片振子12均为六个，仅为举例，其他数量亦可，只需保证引向片4的数量和位置与贴片振子12对应即可，具体数量可根据实际需要进行选择。
84.在可选的实施例中，天线罩3朝向天线主体1的一侧设有多个隔离空间，多个引向片4与多个隔离空间一一对应连接。
85.具体地，如图2所示，天线罩3内的内表面设有隔离空间，每一隔壁空间内布设一个引向片4，隔离空间的个数随引向片4个数变化，如此设置的作用是可以进一步优化天线单元的隔离度，从而提高天线的性能。
86.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。