[发明专利]具有密封的无线电外壳的平板天线

说明书

发明领域

本发明的领域通常涉及到通信应用中使用的平板天线(panel antenna)。更具体地，本发明的领域涉及到多个辐射单元平板天线中的无源天线和有源天线部件的配置。

发明背景

典型已知的移动电话基站系统包括若干元件，这些元件包括一个或者多个平板天线，每个平板天线包括大量被安装在地面以上的海拔高度处的辐射单元，以及远离天线阵安装的基站电子设备。已知的天线阵通常包括多个辐射单元和馈电网络。辐射单元和馈电网络可以被安装在平板天线板上。例如，参看标题为双极化基站天线(Dual Polarized Base Station Antenna)的第6,034,649号美国专利。在一些天线中，用于辐射单元的接地面(ground plane)可以被用作天线结构的一部分。在一些已知的平板天线中，馈电网络可以包括功率分配器、移相器、或者其它用于调节波束宽度和/或波束方向的电路设备。然而，这些已知的平板天线通常具有包括无源部件的馈电网络，并且不具有执行功率放大的有源设备。

通常地，已知的平板天线由低噪放大器(LNA)驱动。LNA可以被安装到用于平板天线的支承结构上，或者被定位作为基站的一部分，所述基站包括在平板天线以下的接地的环境外壳。LNA可以通过同轴电缆耦合到平板天线的馈电网络。将LNA定位在基站处的环境外壳中以便于保护有源电子设备远离元件。然而，这样的配置还要求从基站环境外壳到平板天线位置处的大规模布线，而所述平板天线可能位于基站以上的明显的海拔高度处。

另一种类型的平板天线是一种其中独立的无线电元件与辐射单元相关的平板天线。例如，标题为“天线阵系统(Antenna Array System)”的国际专利申请WO2008/1009421中所公开全数字天线阵。WO 2008/1009421通过引用被并入。在′421申请中，数字信号被提供到通信集线器。该通信集线器将数字信号分配给多个微型无线电。天线辐射单元与每个微型无线电相关联。然而，′421专利申请不考虑或者解决某些关于封装和天线设计的问题。

例如，在现有技术的远程无线电头天线中，平板天线中的部件是无源的，并且散热无问题。然而，在′421申请中，每个微型无线电具有用于将数字信号转换为RF信号的功率数字模拟转换器。该功率转换器生成必须被耗散的明显的热量。′421申请没有教导或者建议解决该散热问题的方式。另外，在平板天线中定位有源电子部件(包括功率放大器)会产生处大量关于保护这些电子设备避免不利环境状况，例如雨和其它降水形式的影响的问题。在′421申请中没有解决保护避免环境状况影响的问题。此外，′421申请也没有解决关于电磁干扰、制造装配和使用可靠性的问题。

发明概述

根据本发明的一个例子，平板天线可以包括外壳、内盖、一个或者多个微型无线电和RF模块、以及天线罩。内盖的尺寸被确定为覆盖外壳中的孔。所述孔提供到外壳的腔的入口。外壳可以包括矩形后面板、带有用于安装微型无线电的内部表面和带有用于接纳散热器的外部表面的侧壁、以及提供内盖的有铰链的前盖。内盖还可以具有多个固定至其的RF辐射模块。内盖还可以提供环境密封和电磁屏蔽。多个微型无线电位于外壳的腔内，并且每个微型无线电被耦合到RF辐射模块。微型无线电可以在外壳内安装在侧壁上。天线罩围住RF辐射模块。天线罩可以被安装到内密封件(internal seal)。

另外，平板天线还可以包括安装在后面板的外侧上的散热器。后面板上的散热器可以耗散来自附加的有源电子设备，例如通信集线器或者校准无线电的热。微型无线电和有源电子设备可以被安装，以致散热器耗散由微型无线电产生的热。

在本发明的可供选择的例子中，平板天线可以包括外壳、内盖、多个微型无线电和RF模块、以及天线罩。外壳可以包括矩形并且在外壳的纵向延伸的后面板、至少从后面板的纵边延伸出的第一壁、从第一壁延伸出的并且向内成角度的第二壁、从第二壁延伸出的第三壁、以及从外壳的腔向外从第三壁部延伸出的凸缘，所述凸缘大体平行于后面板，所述凸缘具有安装位置和位于该安装位置和第三壁部之间的密封区域。第一壁和第三壁通常可以垂直于后面板。内盖的尺寸可以被确定为覆盖由外壳的凸缘限定的区域，以致当内盖被放置在凸缘的密封区域上时，该内盖形成环境密封。内盖还可以具有多个固定至其的RF辐射模块。内盖还可以提供电磁屏蔽。多个微型无线电位于外壳的腔内，并且每个微型无线电被耦合到RF辐射模块。在一个例子中，微型无线电被安装到后面板上。在可供选择的实施方式中，微型无线电可以被安装在第一和第三壁上。天线罩围住RF辐射模块。