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一种复合型低损耗天线罩

阅读：294发布：2021-04-11

专利汇可以提供一种复合型低损耗天线罩专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种复合型低损耗天线罩，包括罩体，其特征在于，所述罩体由曲面型材和具有低介电常数、形状稳定的平面片状型材拼接构成。本发明无需开发新材料和新工艺，利用成熟加工工艺将机械特性稳定、可曲面加工的基础框架型材和不易变形、介电常数低的填充板材组装到一起，取长补短，突破常规材料和加工工艺局限，设计和制造出兼顾优良机械性能、低损耗和具有成本优势的新型复合型天线罩，为5G时代高性能基站天线提供了一种便于批量生产的低成本天线罩解决方案。，下面是一种复合型低损耗天线罩专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种复合型低损耗天线罩，包括罩体，其特征在于，所述罩体由曲面型材和具有低介电常数、形状稳定的平面片状型材拼接构成。
2.根据权利要求1所述的一种复合型低损耗天线罩，其特征在于，所述曲面型材为玻璃钢型材。
3.根据权利要求1所述的一种复合型低损耗天线罩，其特征在于，所述平面片状型材为MMP发泡板。
4.根据权利要求1所述的一种复合型低损耗天线罩，其特征在于，在所述曲面型材上留有开口，在所述开口上设有装配槽，所述平面片状型材插接在所述装配槽内并通过粘接剂密封固定。
5.根据权利要求4所述的一种复合型低损耗天线罩，其特征在于，所述装配槽与所述曲面型材为一体成型结构。
6.根据权利要求4所述的一种复合型低损耗天线罩，其特征在于，所述粘接剂为树脂粘接剂或硅胶粘接剂。
7.根据权利要求1所述的一种复合型低损耗天线罩，其特征在于，所述罩体由一个曲面型材和一个平面片状型材拼接而成，所述曲面型材呈两端及顶部开口的长方体状，长方体的四个转角处通过曲面圆滑过渡，所述平面片状型材封在所述顶部开口上。
8.根据权利要求1所述的一种复合型低损耗天线罩，其特征在于，所述罩体为四个曲面型材和四个平面片状型材共同拼接而成的长方体结构，四个曲面型材充当长方体的四条棱，四个平面片状型材充当长方体的四个侧面。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种复合型低损耗天线罩，其特征在于，应用在基站天线上。
10.根据权利要求9所述的一种复合型低损耗天线罩，其特征在于，所述基站天线为高低频嵌套组阵的基站天线。

说明书全文

一种复合型低损耗天线罩

技术领域

[0001] 本发明专利涉及低风载天线罩和塑料型材加工领域，特别是涉及一种利用常规加工工艺将两种以上材料组装起来实现的复合型低损耗天线罩。

背景技术

[0002] 对于架设在户外的基站天线，天线罩在对天线辐射单元和馈电网络提供防护、增强电气隔离和减少外部环境对辐射方向图和驻波、隔离、无源交调的影响等方面发挥了必
不可少的作用，早已成为基站天线重要的组成部分。为更好地实现上述功能，一般来说，天
线罩需具备以下特点：1)较高的冲击韧性，为天线提供充分防护；2)密封性好，防水/防渗漏
能力强；3)环境温度(-50°～+70°)和干湿条件(0～95％湿度)下形变系数低；4)耐候性好，
抗老化，使用寿命长；5)优良的可加工性，利用普通模压和拉挤工艺即可加工出满足低风载
要求的曲面结构；6)高透波率，低损耗，对天线增益和辐射方向图影响小；7)成本低廉，批量
生产一致性好，行业接受度高；8)低密度，重量轻，便于运输和安装。

[0003] 然而，到目前为止，行业内极少有天线罩可以同时满足上述条件。以应用得最为广泛的玻璃钢天线罩和PVC天线罩为例，前者具有高强度、防水/防渗漏、不变形、抗老化、加工
性好等优越的机械性能，然而玻璃钢天线罩介电常数高(相对介电常数>3.5)，罩体-空气界
面电磁波反射大，对于多频天线，特别是高-低频嵌套天线容易造成增益下降、辐射方向图
畸变的问题。PVC材料虽可通过调整配方实现较低的介电常数，减少对增益和方向图的影
响，却容易变形，在低温环境下发生严重收缩，从而限制了其在寒冷地区的使用。一些新型
 复合材料，如：玻纤/碳纤维增强改性PC、玻纤增强改性ASA，虽然实现了基本不变形和较低
的介电常数，同时满足机械性能和电性能两方面的要求，但是因为加工工艺复杂，技术门槛
高，造成成本居高不下难以普及。新型发泡材料，如聚丙烯微孔发泡材料(Microcellular
Polypropylene Foam，简称MPP)，虽然具备强度高、不变形、抗老化的优良机械性能和接近1
的相对介电常数，然而塑性欠佳，只能作为平面片状材料使用而难以加工出低风载所需的
曲面。以上种种缺陷限制了新材料在天线行业中的推广普及。

[0004] 5G的到来加速了基站天线小型化和多频/多制式集成技术迭代，后者对相对介电常数趋近于1，高透射/低损耗，机械性能可靠，成本低廉的天线罩提出更为迫切的需求；另
一方面，天线罩的选择严重受到成本和可加工/可生产性的制约。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种采用普通模压工艺和常见材料即可实现的复合型低损耗天线罩，从而为5G时代高性能基站天线提供一种便于批量
生产的低成本天线罩解决方案。

[0006] 为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

[0007] 一种复合型低损耗天线罩，包括罩体，其特征在于，所述罩体由曲面型材和具有低介电常数、形状稳定的平面片状型材拼接构成。

[0008] 更为优选的是，所述曲面型材为玻璃钢型材。

[0009] 更为优选的是，所述平面片状型材为MMP发泡板。

[0010] 更为优选的是，在所述曲面型材上留有开口，在所述开口上设有装配槽，所述平面片状型材插接在所述装配槽内并通过粘接剂密封固定。

[0011] 更为优选的是，所述装配槽与所述曲面型材为一体成型结构。

[0012] 更为优选的是，所述粘接剂为树脂粘接剂或硅胶粘接剂。

[0013] 更为优选的是，所述罩体由一个曲面型材和一个平面片状型材拼接而成，所述曲面型材呈两端及顶部开口的长方体状，长方体的四个转角处通过曲面圆滑过渡，所述平面
片状型材封在所述顶部开口上。

[0014] 更为优选的是，所述罩体为四个曲面型材和四个平面片状型材共同拼接而成的长方体结构，四个曲面型材充当长方体的四条棱，四个平面片状型材充当长方体的四个侧面。

[0015] 更为优选的是，所述复合型低损耗天线罩应用在基站天线上。

[0016] 更为优选的是，所述基站天线为高低频嵌套组阵的基站天线。

[0017] 本发明的有益效果是：

[0018] 随着小型化和多频/多制式集成技术迭代加速，天线尺寸越来越小，集成的阵列数量却不断增加。高低频嵌套和共面穿插布局使辐射单元间距缩小至强耦合区，阵列之间的
串扰、互为边界的辐射单元之间的电磁耦合、二次辐射、散射杂波，以及来自天线罩的反射
回波使5G时代的基站天线成为无线通信历史上最复杂的天馈系统，在面对最严苛的波束赋
形要求和方向图技术指标时，其设计变得困难重重。

[0019] 本发明提供的天线罩，将曲面型材和具有低介电常数、形状稳定的平面片状型材拼接通过成熟加工工艺组装到一起，取长补短，突破常规材料和加工工艺局限，设计和制造
出兼顾优良机械性能、低损耗和具有成本优势的新型复合型天线罩，满足5G时代小型化、高
集成度基站天线的需求；具有低风载、强度和稳定性高、不易变形、抗老化、透波性好/低损
耗的优点，有效地消除了天线罩反射引起的紧凑型多频基站天线方向图畸变和增益下降问
题。

[0020] 另外，本发明公开的复合型低损耗天线罩采用普通玻璃钢和MMP发泡板材作为材料，实际生产时，只需普通材料和常规加工工艺即可批量生产，在新材料、新工艺天线罩之
外为改善天线罩的机械和电气性能，提高可生产性，降低成本给出了一个新的解决方案。
附图说明

[0021] 图1所示为本发明提供的复合型低损耗天线罩设计原理图。

[0022] 图2所示为本发明实施例1提供的复合型低损耗天线罩结构示意图。

[0023] 图3所示为本发明实施例2提供的复合型低损耗天线罩结构示意图.

[0024] 图4所示为图3的侧视图。

[0025] 图5所示为常规玻璃钢天线罩对应的方向图。

[0026] 图6所示为本发明所述之复合型低损耗天线罩对应的方向图。

[0027] 附图标记说明：

[0028] 1：曲面型材，2：平面片状型材，3：装配槽。

具体实施方式

[0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

[0030] 在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连
接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领
域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

[0031] 在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之
间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第
二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征
在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表
示第一特征水平高度低于第二特征。

[0032] 下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解
释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0033] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

[0034] 一种复合型低损耗天线罩，充分利用成熟工艺的高生产效率和低成本优势，将不同材料拼接起来，取长补短，突破常规材料和加工工艺局限，设计和制造出兼顾优良机械性
能、低损耗和具有成本优势的新型复合型天线罩，满足5G时代小型化、高集成度基站天线的
需求。

[0035] 如图1所示，按照该设计思想，本发明所述之复合型低损耗天线罩由满足低风载要求的曲面型材1和具有低相对介电常数(≈1)和高强度、低形变系数的平面片状型材2组成。
考虑到现有工艺成熟度和材料的易获得性，本发明优选以玻璃钢曲面型材作为天线罩基本
 框架和以MMP低密度发泡材料作为低介电常数填充板材。随着工艺和材料的进步，将来也可
以采用其他符合性能要求的材料代替上述璃钢曲面型材和上述MMP低密度发泡材料。

[0036] 玻璃钢是一种可靠性高，工艺成熟的天线罩材料，具有较高的结构强度和冲击韧性、自然环境下几乎不变形和优良的曲面加工能力，通过常规模压工艺即可加工出所需的
曲面型材，因此非常适合作为本发明所述之复合型天线罩的基本框架。为了克服高介电常
数引起的高反射、透波性差的问题，如图1所示，玻璃钢框架被设计成顶部(主辐射方向)留
空，横截面上部开放的非闭合曲面，而在顶部开放处用低介电常数MMP低密度发泡板进行填
充，从而消除了主辐射方向电磁波的反射，改善了透波性，降低了损耗。相比常规玻璃钢天
线罩，本发明所述之复合型天线罩既保留了高强度和高可靠性的优点，又有效减少了天线
罩引起的反射，解决了方向图变形和增益下降的问题，可谓两全其美。

[0037] 实施例1

[0038] 如图2所示，本实施例提供的一种用于基站天线的复合型低损耗天线罩，由一个曲面型材1和一个平面片状型材2拼接而成，所述曲面型材1呈两端及顶部开口的长方体状，长
方体的四个转角处通过曲面圆滑过渡，长方体的顶部开口处设有装配槽3，所述平面片状型
材2为MMP发泡平板、插接在所述装配槽3内并通过粘接剂粘接密封，以确保平面片状型材2
跟曲面型材1之间的结合强度，消除缝隙，做到防水防渗漏。

[0039] 本实施例中，装配槽3和曲面型材1为一体成型结构，通过模压、拉挤等常规玻璃钢型材加工工艺即可实现。平面片状型材2是一种利用发泡工艺在聚丙烯基材内部形成大量
均匀分布的微米级孔泡的低密度平面片状板材，通过控制发泡倍率和孔泡密度可实现接近
于1的相对介电常数。

[0040] 实施例2

[0041] 如图3、图4所示，一种用于基站天线的复合型低损耗天线罩，为四个曲面型材1和四个平面片状型材2共同拼接而成的长方体结构。拼接方式与实施例1基本一致，在各曲面
型材1的两侧分别设置一体成型的装配槽3，平面片状型材2的两侧分别插接在相应的装配
槽3内并通过树脂粘接剂粘接密封。

[0042] 本实施例可视为实施例1的增强版本，不仅天线罩顶部采用低介电常数的MMP发泡板材，天线罩底部和两侧平面部分均采用低介电常数MMP发泡板材，而只在四个角落必须被
加工成满足低风载要求的曲面的地方采用玻璃钢型材作为框架件，这样做不仅消除了主辐
射方向电磁波的反射，同时也消除了两侧和背后的反射，从而进一步减少了天线罩对辐射
方向图的影响，使损耗做到更低。

[0043] 本实施例提供的天线罩特别适合用于高低频振子高矮相差大和高低频嵌套组阵的基站天线，这类天线由于天线罩距离高频(矮)振子辐射面较远，来自天线罩侧面的反射
变得较为严重，通过采用本实施例提供的天线罩，将显著提高罩体两侧的透波性，从而对高
频方向图和增益有较大改善。

[0044] 与现有的天线罩结构相比，本发明所述之复合型低损耗天线罩无需特殊材料和特殊工艺，仅仅通过常规工艺把玻璃钢和MMP发泡板这两种常见材料组装拼接起来即可获得
同时具备优良机械性能和优良电性能的复合型天线罩。此外，由于不涉及新材料和新工艺
开发，本发明所述之复合型低损耗天线罩还具有较低的成本和较高的生产效率。

[0045] 为了展示本发明所述之复合型低损耗天线罩在改善基站天线方向图方面的实际效用，图5和图6分别给出了常规玻璃钢天线罩和本发明所述之复合型低损耗天线罩对应的
方向图。通过比较容易看出：由于反射系数大，玻璃钢天线罩造成辐射方向图主波束方向发
生严重畸变，方向图顶部出现明显塌陷，从而严重影响增益和信号覆盖；而采用本发明所述
之复合型低损耗天线罩之后，如图6所示，辐射方向图顶部塌陷几乎消失，增益和覆盖恢复
正常。

[0046] 需要说明的是：本发明所述之复合型低损耗天线罩的基本特征在于：1)采用两种(或以上)常规材料通过“拼接”的方式组装成复合型的天线罩；2)上述复合型天线罩由满足
低风载要求的包含曲面结构的框架件和具有低介电常数的填充件组成。上述实施例只是本
发明所述之复合型低损耗天线罩的两种具有代表性的实施例，而本发明所述之复合型低损
耗天线罩还有多种实施例，因此凡是具有上述基本特征的复合型低损耗天线罩均应视为本
发明的一种具体实施例。此外，本发明所述之复合型低损耗天线罩所有基本材料也不限于
上述实施例中所采用的玻璃钢和MMP发泡材料两种，也可采用其它材料与对应加工工艺。

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