ES3037635T3 - Microstrip radiation unit and array antenna - Google Patents
Microstrip radiation unit and array antennaInfo
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Abstract
Las realizaciones de la presente divulgación proporcionan una unidad de radiación de microbanda y una antena de matriz. La unidad de radiación de microbanda comprende un material base dieléctrico, un circuito de radiación y un circuito de alimentación. El material base dieléctrico se forma integralmente mediante moldeo por inyección y comprende una parte superior, una parte de soporte y una parte de soldadura, conectadas respectivamente a la parte superior y a la parte de soldadura. El circuito de radiación está dispuesto en la superficie superior de la parte superior, y el circuito de alimentación está dispuesto en la superficie inferior de la parte superior y se extiende a lo largo de la parte de soporte hasta la parte de soldadura. La unidad de radiación de microbanda y la antena de matriz proporcionadas en las realizaciones de la presente divulgación integran la unidad de radiación, de modo que esta presenta una estructura simple y no requiere ensamblaje, lo que mejora su fiabilidad y consistencia, y es adecuada para la fabricación a gran escala. Además, la unidad de radiación de microbanda presenta un perfil bajo, lo que reduce eficazmente su altura, reduce aún más su peso y la convierte en una unidad ligera. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Unidad de radiación de microcinta y sistema de antenas
Referencia cruzada a la solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente china n.° 2019100580175 presentada el 22 de enero de 2019, titulada "Microstrip Radiation Unit and Array Antenna".
Campo de la tecnología
Las realizaciones de la presente divulgación se refieren al campo técnico de las comunicaciones y, en particular, a una unidad de radiación de microcinta y a un sistema de antenas.
Antecedentes
Con el rápido desarrollo de la tecnología de las comunicaciones móviles, la tecnología de comunicaciones móviles de 5a Generación (5G) aplica una tecnología de antenas a gran escala, y, para aumentar la capacidad de la red, en una estación base se despliegan docenas o incluso cientos de agrupaciones de antenas. La tecnología de las antenas a gran escala en la era de la 5G convierte la antena en una unidad de antena activa (AAU) integrada. Una AAU integra la antena y la unidad remota de radiocomunicaciones (RRU), dando como resultado el aumento significativo del peso total de la AAU, lo que supone grandes problemas en relación con el soporte de carga y la instalación de la antena en torres, y por lo tanto conseguir que la antena sea ligera se convierte en el objetivo más intuitivo y más importante a lograr.
Las unidades de radiación tradicionales se realizan principalmente por medio de las siguientes tres soluciones. Una primera solución consiste en adoptar una estructura de fundición a presión, integral, de aleación de aluminio, en la que debido al uso de un material de base metálico con una densidad más alta, el vibrador tiene un peso mayor, lo cual no cumple con la exigencia de antenas a gran escala ligeras. Además, la parte de radiación y la parte de alimentación están separadas, y el ensamblaje resulta complicado, por lo que no es adecuado para la producción automatizada a gran escala. Una segunda solución consiste en adoptar una estructura de PCB, en la que la parte de radiación y la parte de alimentación se graban en diferentes PCBs de sustrato plano, y a continuación las diversas partes se sueldan entre sí para generar un contacto eléctrico. Aunque esta implementación reduce en gran medida el peso de la unidad de radiación, debido al gran número de piezas, a la complejidad del ensamblaje y a la baja fiabilidad, es muy desfavorable para una producción automatizada a gran escala. Una tercera solución consiste en una mejora sobre la base de la primera solución, en la que la parte de radiación está hecha de plástico de ingeniería mediante moldeo por inyección, y a continuación el conjunto completo se somete a electrodeposición. Aunque se reduce el peso de la unidad de radiación, la parte de radiación y la parte de alimentación siguen siendo estructuras independientes, lo que conduce a un ensamblaje complejo.
Por lo tanto, la forma de cumplir los requisitos de un ensamblaje simplificado al tiempo que logrando una unidad de radiación ligera para facilitar la producción automatizada a gran escala sigue siendo un problema acuciante para aquellos expertos en la técnica.
La patente china de n.° de publicación CN109244662A titulada "an antenna radiation unit for 5G system" da a conocer una unidad de radiación de antena para el sistema 5G, en relación con el campo de la tecnología 5G, que incluye: la antena comprende un cuerpo dieléctrico de capa superior, un cuerpo dieléctrico de capa inferior, un parche de radiación, un parche parásito, una pluralidad de sondas de alimentación, una placa de tierra metálica y una red de alimentación; el cuerpo dieléctrico de capa superior está dispuesto coaxialmente en el extremo superior del cuerpo dieléctrico de capa inferior, el extremo inferior del cuerpo dieléctrico de capa inferior está conectado con la placa de tierra metálica, una pluralidad de sondas de alimentación están dispuestas de manera axialmente simétrica en el lado exterior del cuerpo dieléctrico de capa inferior, y las sondas de alimentación están posicionadas entre la placa de tierra metálica y el parche de radiación y mantienen una desconexión de corriente continua con la placa de tierra metálica; la red de alimentación está dispuesta en el extremo inferior de la placa de tierra metálica y alimenta la sonda de alimentación a través del pasador; El parche parásito está dispuesto en la superficie superior del cuerpo dieléctrico de capa superior, y el parche de radiación está dispuesto en la superficie superior del cuerpo dieléctrico de capa inferior; el cuerpo de unidad de radiación puede formarse integralmente, presenta una alta precisión de procesamiento y una estructura simple, y el ensamblaje de sistemas en etapas posteriores resulta sencillo; al mismo tiempo, pueden lograrse características eléctricas tales como doble polarización, banda ancha, alta ganancia, alta discriminación de polarización cruzada y similares.
La publicación de patente china n.° CN108134197A titulada "integrated four-point diferential feed low-profle dual-polarized oscillator unit and base station antenna" proporciona una unidad de oscilador de doble polarización, de bajo perfil, con alimentación diferencial integrada de cuatro puntos y una antena de estación base que comprende la unidad de oscilador de doble polarización, en donde la unidad de oscilador de doble polarización comprende un sustrato dieléctrico y una placa de división de diferencia de fase de 180 grados que están dispuestos en paralelo arriba y abajo, y el sustrato dieléctrico está conectado con la placa de división de diferencia de fase de 180 grados a través de un soporte dieléctrico de manera sustentante; una superficie del sustrato dieléctrico, que está orientada en dirección opuesta a la placa de diferencia de fase de 180 grados, está provista de una superficie de radiación metálica, la superficie de radiación metálica está provista de cuatro partes de alimentación, las cuatro partes de alimentación se combinan en un grupo por pares, las dos partes de alimentación de un mismo grupo están dispuestas simétricamente con respecto al centro de la superficie de radiación metálica, y los dos grupos de partes de alimentación están dispuestos ortogonalmente con un ángulo de más o menos 45 grados; la placa de diferencia de fase de 180 grados está provista de un punto de conexión de alimentación correspondiente a las cuatro partes de alimentación respectivamente, y las partes de alimentación están conectadas con los puntos de conexión de alimentación correspondientes a través de clavijas de alimentación; dos puntos de conexión de alimentación conectados con el mismo grupo de partes de alimentación están conectados entre sí y a continuación están conectados con la red de alimentación de la antena.
La patente de EE. UU. de n.° de publicación US20180294550a1 titulada "antenna element for a base station antenna" da a conocer un elemento de antena preferiblemente para una antena de estación base. El elemento de antena comprende: una estructura de soporte que es una sola pieza y que comprende un pie, una parte superior y una pared que conecta el pie a la parte superior, rodeando la pared un área hueca; una primera metalización dispuesta en una primera área superficial de la estructura de soporte, formando la primera metalización al menos un primer elemento radiante que se extiende a lo largo de la pared desde el pie a la parte superior; y una segunda metalización dispuesta en una segunda área superficial de la estructura de soporte, formando la segunda metalización al menos un primer circuito de alimentación para el primer elemento radiante.
Breve compendio
La presente divulgación se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Con el fin de ilustrar más claramente las soluciones técnicas de las realizaciones de la presente divulgación o la técnica anterior, se introducirán brevemente a continuación los dibujos necesarios para usarlos en las descripciones de las realizaciones o la técnica anterior. Evidentemente, los dibujos de la siguiente descripción muestran algunas realizaciones de la presente solicitud, y, de acuerdo con estos dibujos, pueden obtenerse otros sin ningún trabajo creativo para aquellos expertos en la técnica.
La FIG. 1 es un diagrama estructural esquemático de una unidad de radiación de microcinta según una realización de la presente divulgación;
La FIG. 2 es un diagrama estructural esquemático de una unidad de radiación de microcinta según otra realización de la presente divulgación;
La FIG. 3 es una vista superior de una unidad de radiación de microcinta según una realización de la presente divulgación;
La FIG. 4 es una vista superior de una unidad de radiación de microcinta según otra realización de la presente divulgación;
La FIG. 5 es una vista inferior de una unidad de radiación de microcinta según una realización de la presente divulgación;
La FIG. 6 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de antenas según una realización de la presente divulgación;
La FIG. 7 es un diagrama estructural esquemático de una red de alimentación según una realización de la presente divulgación; y
La FIG. 8 es un diagrama esquemático de una alimentación diferencial para una unidad de radiación de microcinta integrada según una realización de la presente divulgación.
Números de referencia:
1- unidad de radiación de microcinta; 11- sustrato dieléctrico; 12- circuito de radiación;
13- circuito de alimentación; 14- zona no conductora; 15- nervadura de refuerzo; 111- parte superior; 112- parte de soporte; 113- parte de soldadura;
114- agujero de extensión; 1131- clavija; 1132- ranura;
121- circuito de radiación superior; 122- circuito de radiación de extensión;
131- circuito de alimentación superior; 132- parte de conexión intermedia;
133- parte de soldadura inferior; 2- red de alimentación; 21- puerto de alimentación.
Descripción detallada
Con el fin de clarificar adicionalmente los objetivos, las soluciones técnicas y las ventajas de la presente divulgación, a continuación se describen de manera clara y completa las soluciones técnicas de las realizaciones de la presente divulgación junto con los dibujos adjuntos de la presente divulgación. Evidentemente, las realizaciones descritas son más bien una parte de las realizaciones de la presente divulgación, y no la totalidad de ellas. La totalidad del resto de realizaciones obtenidas por una persona con conocimientos habituales en la técnica basándose en las realizaciones de la presente divulgación, sin ningún esfuerzo creativo, pertenecen al alcance de la presente divulgación.
Con el fin de poner solución a los problemas según los cuales la unidad de radiación tradicional es en general pesada, no cumple las exigencias de unas antenas a gran escala ligeras, su ensamblaje es relativamente complicado, y no es adecuada para una producción automatizada a gran escala, una realización de la presente divulgación proporciona una unidad de radiación de microcinta capaz de obtener una unidad de radiación ligera al tiempo que cumpliendo los requisitos de simplificación del ensamblaje. La FIG. 1 es un diagrama estructural esquemático de una unidad de radiación de microcinta según una realización de la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 1, la unidad de radiación de microcinta incluye un sustrato dieléctrico 11, un circuito 12 de radiación y un circuito 13 de alimentación; en donde el sustrato dieléctrico 11 se ha formado integralmente mediante moldeo por inyección e incluye una parte superior 111, una parte 112 de soporte y una parte 113 de soldadura. La parte 112 de soporte está conectada a la parte superior 111 y a la parte 113 de soldadura, respectivamente; el circuito 12 de radiación está dispuesto en una superficie superior de la parte superior 111, y el circuito 13 de alimentación está dispuesto en una superficie inferior de la parte superior 111 y se extiende a lo largo de la parte 112 de soporte hasta la parte 113 de soldadura.
En una realización, el sustrato dieléctrico 11 es una única pieza moldeada por inyección integralmente que incluye la parte superior 111, la parte 112 de soporte y la parte 113 de soldadura de arriba abajo, en donde la parte 112 de soporte es una pieza de conexión entre la parte superior 111 y la parte 113 de soldadura. Aunque la parte 112 de soporte puede ser una única estructura de columna como se muestra en la FIG. 1, también puede estar compuesta por una pluralidad de componentes de soporte. En este caso, una superficie de la parte superior 111 en contacto con la parte 112 de soporte se confirma como superficie inferior de la parte superior 111, y en consecuencia una superficie de la parte superior 111 que no está en contacto con la parte 112 de soporte se confirma como superficie superior de la parte superior 111. El circuito 12 de radiación está dispuesto en la superficie superior de la parte superior 111. El circuito 12 de radiación puede cubrir completamente la superficie superior de la parte superior 111, o puede estar dispuesto en la superficie superior de la parte superior 111 en una forma acorde a la superficie superior de la parte superior 111, o puede estar dispuesto en una posición preestablecida de la superficie superior en la parte superior 111 basándose en una forma preestablecida, lo cual no está sujeto a limitaciones en la realización de la presente divulgación. De manera correspondiente, el circuito 13 de alimentación está dispuesto en la parte posterior de una superficie para disponer el circuito 12 de radiación, es decir, la superficie inferior de la parte superior 111, y la parte 112 de soporte en contacto con la superficie inferior de la parte superior 111 finalmente se extiende hasta la parte 113 de soldadura, para facilitar la conexión eléctrica entre el circuito 13 de alimentación y la red de alimentación a través de la parte 113 de soldadura en el estado en el que la parte 113 de soldadura está conectada a la red de alimentación cuando la unidad de radiación de microcinta está instalada. Cabe señalar que el circuito 12 de radiación está dispuesto en la superficie superior de la parte superior 111, el circuito 13 de alimentación está dispuesto en la superficie inferior de la parte superior 111, y una posición de disposición específica del circuito 12 de radiación en la superficie superior de la parte superior 111 se corresponde con una posición de disposición específica del circuito 13 de alimentación en la superficie inferior de la parte superior 111 de tal manera que el circuito 12 de radiación dispuesto en la superficie superior de la parte superior 111 y el circuito 13 de alimentación dispuesto en la superficie inferior de la parte superior 111 forman una alimentación acoplada de la unidad de radiación.
Adicionalmente, el circuito 12 de radiación y el circuito 13 de alimentación pueden disponerse en el sustrato dieléctrico 11 mediante tecnología 3D-MID (dispositivo de interconexión moldeado 3D).
En la unidad de radiación de microcinta según la realización de la presente divulgación, el peso de la unidad de radiación se reduce por medio de un sustrato dieléctrico moldeado por inyección integralmente 11, y el circuito 12 de radiación y el circuito 13 de alimentación están dispuestos ambos en el sustrato dieléctrico 11 para materializar la integración de la unidad de radiación, por lo que se proporciona una estructura simple, no se requiere ningún ensamblaje, se mejoran la fiabilidad y la homogeneidad de las unidades de radiación, y es más adecuado para una fabricación a gran escala. Adicionalmente, para implementar la unidad de radiación de microcinta se adopta el circuito de radiación de una sola capa, que tiene buenas características de perfil bajo, reduce eficazmente la altura de la unidad de radiación, reduce adicionalmente el peso de la unidad de radiación y proporciona una unidad de radiación ligera.
Basándose en las realizaciones anteriores, la FIG. 2 es un diagrama estructural esquemático de una unidad de radiación de microcinta según otra realización de la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 2, en la unidad de radiación de microcinta se ha abierto un agujero 114 de extensión en el centro de la parte superior 111, y el mismo se extiende en la dirección hacia la parte de soldadura en la parte de soporte; y el circuito de radiación se extiende hacia y se dispone en una pared del agujero 114 de extensión.
En una realización, se proporciona un agujero 114 de extensión en el centro de la parte superior 111, y el mismo se extiende en la dirección hacia la parte de soldadura. En este caso, el agujero 114 de extensión puede ser un agujero pasante, es decir, tanto la parte de soporte como la parte de soldadura del sustrato dieléctrico están diseñadas como estructuras huecas. Alternativamente, el agujero 114 de extensión también puede ser un agujero ciego, es decir, el agujero 114 de extensión se extiende en la parte de soporte, pero no pasa a través de la misma, lo cual no está sujeto a limitaciones específicas en la realización de la presente divulgación. Al realizar el agujero 114 de extensión en el sustrato dieléctrico, los materiales usados pueden reducirse adicionalmente y, por lo tanto, puede rebajarse el peso de la unidad de radiación de microcinta.
Basándose en esto, el circuito de radiación dispuesto en la superficie superior de la parte superior 111 se extiende hacia y se dispone en la pared del agujero 114 de extensión. En la FIG. 2, el circuito de radiación está dividido en dos partes, una parte es un circuito de radiación dispuesto en la superficie superior de la parte superior 111, es decir, un circuito 121 de radiación superior, y la otra es un circuito de radiación que se extiende hacia la pared del agujero 114 de extensión, es decir, el circuito 122 de radiación de extensión. Dado que el agujero 114 de extensión es un agujero proporcionado en el centro de la parte de soporte, la parte de soporte puede considerarse como una estructura hueca, la pared del agujero 114 de extensión se considera como la pared interior de la parte de soporte, y la superficie de la parte de soporte en la que está dispuesto el circuito de alimentación se considera como una pared exterior de la parte de soporte. Extendiendo y disponiendo el circuito de radiación en la pared interior de la parte de soporte, puede mejorarse en gran medida el índice de polarización cruzada de la unidad de radiación de microcinta.
Basándose en cualquiera de las realizaciones anteriores, en la unidad de radiación de microcinta, en el circuito de radiación también se dispone una zona no conductora.
En una realización, para mejorar el aislamiento entre polarizaciones, también se dispone una zona no conductora en la superficie superior de la parte superior, y las realizaciones de la presente divulgación no imponen limitaciones sobre la forma, el número y la ubicación específica de la zona no conductora. La FIG. 3 es una vista superior de una unidad de radiación de microcinta según una realización de la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 3, la parte superior 111 del sustrato dieléctrico es circular, la parte superior 111 está provista de un circuito 12 de radiación, y el centro de la parte superior 111 está provisto de un agujero 114 de extensión. Cuatro grupos de zonas no conductoras 14 desmetalizadas, cada uno de los cuales tiene forma de línea recta, están distribuidos uniformemente en la superficie superior con el centro de la parte superior 111 como centro de simetría. La FIG. 4 es una vista superior de una unidad de radiación de microcinta según otra realización de la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 4, la parte superior 111 del sustrato dieléctrico es octogonal, la parte superior 111 está provista de un circuito 12 de radiación y el centro de la parte superior 111 está provisto de un agujero 114 de extensión. Cuatro grupos de zonas no conductoras 14 desmetalizadas, cada uno de los cuales está doblado, están distribuidos uniformemente en la superficie superior con el centro de la parte superior 111 como centro de simetría.
Basándose en cualquiera de las realizaciones anteriores, en la unidad de radiación de microcinta, también se disponen nervaduras de refuerzo en la parte superior.
En una realización, al disponer adicionalmente nervaduras de refuerzo en la parte superior del sustrato dieléctrico, se pueden mejorar la resistencia estructural del sustrato dieléctrico integrado y la planicidad de la estructura plana superior. Pueden disponerse nervaduras de refuerzo en forma cuadrada con faldón en los bordes periféricos de la parte superior, o pueden disponerse nervaduras de refuerzo en forma de cruz en la superficie de la parte superior basándose en el centro de la parte superior, lo cual no está sujeto a limitaciones específicas en las realizaciones de la presente divulgación.
Basándose en cualquiera de las realizaciones anteriores, en la unidad de radiación de microcinta, el circuito de radiación y el circuito de alimentación están dispuestos simétricamente en torno a un eje central del sustrato dieléctrico. Por lo tanto, cuando la unidad de radiación de microcinta se somete a un ensamblaje integral en una máquina en forma de un único componente, el ensamblaje de la conexión eléctrica de la unidad de radiación y la red de alimentación no requiere identificación adicional, lo cual es muy adecuado para una producción automatizada en aplicaciones de sistemas de antenas a gran escala.
Basándose en cualquiera de las realizaciones anteriores, la FIG. 5 es una vista inferior de la unidad de radiación de microcinta según una realización de la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 5, la unidad de radiación de microcinta incluye cuatro grupos de circuitos 13 de alimentación distribuidos uniformemente, con un eje central del sustrato dieléctrico 11 como eje de simetría.
En una realización, cada grupo de circuitos 13 de alimentación tiene la misma estructura, y está distribuido a 10 largo del eje central según una rotación secuencial de 90°. En este caso, a la unidad de radiación de microcinta que contiene cuatro grupos de circuitos 13 de alimentación se le hace referencia como unidad de radiación de doble polarización. Cada polarización de la unidad de radiación de doble polarización se alimenta diferencialmente (con una diferencia de fase de 180°) mediante dos grupos de circuitos 13 de alimentación dispuestos en oposición y simétricamente para suprimir modos de orden superior, reducir adicionalmente el acoplamiento entre dos puertos y mejorar la homogeneidad en cuanto a los patrones y el aislamiento de la polarización de 45° y la polarización de -45° de un oscilador de doble polarización.
Basándose en cualquiera de las realizaciones anteriores, en la unidad de radiación de microcinta, la parte 113 de soldadura incluye cuatro clavijas 1131 distribuidas uniformemente, con el eje central del sustrato dieléctrico 11 como eje de simetría, y cada circuito 13 de alimentación rodea una clavija 1131.
En una realización, con referencia a la FIG. 5, cada circuito 13 de alimentación incluye un circuito 131 de alimentación superior, una parte 132 de conexión intermedia y una parte 133 de soldadura inferior. El circuito 131 de alimentación superior es una parte de dicho circuito 13 de alimentación dispuesta en la parte superior 111 del sustrato dieléctrico, la parte 132 de conexión intermedia es una parte de dicho circuito 13 de alimentación dispuesta en la parte 112 de soporte del sustrato dieléctrico para conectar el circuito 131 de alimentación superior y la parte 133 de soldadura inferior, y la parte 133 de soldadura inferior es una parte de dicho circuito 13 de alimentación dispuesta en la parte 113 de soldadura del sustrato dieléctrico para rodear una clavija 1131 correspondiente a la parte 113 de soldadura. En este caso, la parte 133 de soldadura inferior para rodear la clavija 1131 está configurada para conectarse eléctricamente con un puerto de la red de alimentación con el fin de proporcionar una excitación de la señal.
Basándose en cualquiera de las realizaciones anteriores, haciendo referencia a la FIG. 5, en la unidad de radiación de microcinta, se proporciona una ranura 1132 entre dos clavijas 1131 adyacentes cualesquiera de la parte 113 de soldadura. A través de la disposición de la ranura 1132, el peso del sustrato dieléctrico integrado 11 disminuye de manera adicional. En este caso, la ranura 1132 puede ser una ranura de diversas formas, tal como una ranura en forma de U y una ranura en forma de V.
Basándose en cualquiera de las realizaciones anteriores, la unidad de radiación de microcinta es un dispositivo de interconexión moldeado tridimensional, y toda la unidad de radiación de microcinta es un único componente, lo cual simplifica la cadena de suministro, proporciona una estructura simple, mejora la fiabilidad y la homogeneidad de las unidades de radiación, y es adecuado para una fabricación a gran escala.
Basándose en cualquiera de las realizaciones anteriores, la FIG. 6 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de antenas según una realización de la presente divulgación. Como se muestra en la FIG. 6, el sistema de antenas incluye varias unidades 1 de radiación de microcinta, y una red 2 de alimentación configurada para instalar cada unidad 1 de radiación de microcinta.
En una realización, cada unidad 1 de radiación de microcinta está soldada a la red 2 de alimentación a través de la parte de soldadura del sustrato dieléctrico para proporcionar la conexión eléctrica entre el circuito de alimentación y la red 2 de alimentación. La parte de soldadura puede ser una estructura de soldadura de tipo clavijas, o puede ser una estructura de soldadura de tipo parches, y el método de instalación entre la unidad 1 de radiación de microcinta y la red 2 de alimentación no está sujeto a limitaciones específicas en las realizaciones de la presente divulgación.
La FIG. 7 es un diagrama estructural esquemático de una red de alimentación según una realización de la presente divulgación. Con referencia a la FIG. 7, en la red 2 de alimentación se proporcionan varios puertos 21 de alimentación para la conexión eléctrica con la parte de soldadura de la unidad de radiación de microcinta. En la FIG. 7, se proporcionan cuatro puertos 21 de alimentación para la unidad de radiación de microcinta cuya parte de soldadura incluye cuatro clavijas. Cada clavija se corresponde con un puerto 21 de alimentación. En caso de que se trate de cuatro clavijas con simetría central rotacional, solo es necesario que las cuatro clavijas se conecten directamente a los cuatro puertos 21 de alimentación sin ninguna identificación adicional durante el ensamblaje, y por lo tanto se puede realizar un ensamblaje de acoplamiento a ciegas, lo cual puede acortar significativamente el tiempo de ensamblaje en la producción de antenas y aumentar la eficiencia del ensamblaje. Por lo tanto, es muy adecuado para implementar una producción automatizada en aplicaciones de sistemas de antenas a gran escala.
La FIG. 8 es un diagrama esquemático de una alimentación diferencial de una unidad de radiación de microcinta integrada según una realización de la presente divulgación, que incluye una unidad 1 de radiación de microcinta integrada y una red 2 de alimentación diferencial de la misma. Con referencia a las FIGS. 7 y 8, las cuatro clavijas de la unidad de radiación integrada se conectan a ciegas en los cuatro puertos de alimentación de la red 2 de alimentación diferencial sin ninguna identificación adicional. En la red 2 de alimentación diferencial, dos puertos de alimentación de la misma polarización están dispuestos en oposición con una diferencia de fase de 180°.
Con referencia a la FIG. 5, la unidad 1 de radiación de microcinta incluye un sustrato dieléctrico 11, un circuito 12 de radiación y un circuito 13 de alimentación. El sustrato dieléctrico 11 es una estructura integrada y está formado integralmente mediante moldeo por inyección con plásticos de ingeniería resistentes a altas temperaturas. El sustrato dieléctrico 11 incluye una parte superior 111, una parte 112 de soporte, una parte 113 de soldadura y nervaduras 15 de refuerzo. En el centro de la parte superior 111 se proporciona un agujero 114 de extensión para formar una estructura de transición fluida con la parte 112 de soporte, que se ve despejada desde la vista superior. El circuito 12 de radiación incluye un circuito 121 de radiación superior dispuesto en la superficie superior de la parte superior 111 del sustrato dieléctrico y un circuito 122 de radiación de extensión dispuesto en la superficie de pared del agujero 114 de extensión. Adicionalmente, el circuito 121 de radiación superior está provisto de un espacio desmetalizado, es decir, una zona no conductora 14. El circuito 13 de alimentación incluye un circuito 131 de alimentación superior dispuesto en la superficie inferior de la parte superior 111 del sustrato dieléctrico, una parte 132 de conexión intermedia dispuesta en la superficie de la pared exterior de la parte 112 de soporte del sustrato dieléctrico, y una parte 113 de soldadura inferior dispuesta en la parte de soldadura del sustrato dieléctrico y que rodea uno de las cuatro clavijas de la parte 113 de soldadura de todo el sustrato dieléctrico.
En este caso, la parte superior 111 del sustrato dieléctrico tiene una estructura plana cuadrada, y también puede tener una estructura redonda o poligonal de otro tipo. A través de la disposición del agujero 114 de extensión en el centro de la parte superior 111, los materiales usados pueden reducirse y el peso del sustrato dieléctrico 11 integrado también disminuye. El circuito 121 de radiación superior dispuesto en la parte superior 111 del sustrato dieléctrico tiene una forma de circuito acorde a la forma plana de la parte superior 111 del sustrato dieléctrico 11. En el circuito 121 de radiación superior, se proporcionan cuatro grupos de regiones no conductoras 14 que presentan la misma estructura, con el eje central del sustrato dieléctrico 11 como eje de simetría, y cuyas formas son lineales o en forma de V invertida u otras formas con deformaciones, para mejorar el aislamiento entre polarizaciones. A través de la disposición del circuito 122 de radiación de extensión que se extiende hacia abajo desde una parte de conexión entre el agujero 114 de extensión en la parte superior 111 del sustrato dieléctrico y la parte 112 de soporte del sustrato dieléctrico hacia la superficie interior de la parte 112 de soporte del sustrato dieléctrico, es decir, a lo largo de la pared del agujero 114 de extensión, el índice de relación de polarización cruzada de la unidad 1 de radiación de microcinta puede mejorarse en gran medida.
Las nervaduras 15 de refuerzo están dispuestas respectivamente en los bordes periféricos de la parte superior 111 del sustrato dieléctrico, formando un faldón cuadrado, y una forma de cruz en el centro de la superficie inferior de la parte superior 111, para mejorar la resistencia estructural del sustrato dieléctrico 11 integrado y la planicidad de la estructura plana de la parte superior 111. Adicionalmente, la parte 112 de soporte forma una estructura cerrada hueca para potenciar la resistencia estructural del sustrato dieléctrico 11 integrado. La parte 112 de soporte puede tener forma de barril u otras formas cerradas. La parte 113 de soldadura incluye cuatro clavijas 1131 circundantes que están dispuestas a intervalos de rotación de 90°. En el área de dos clavijas 1131 adyacentes se proporciona una ranura 1132 en forma de U para reducir aún más el peso del sustrato dieléctrico 11 integrado.
La unidad 1 de radiación de microcinta incluye cuatro grupos de circuitos 13 de alimentación, cada uno de los cuales tiene la misma estructura y se distribuyen según el eje central en rotaciones consecutivas de 90°. Para un circuito 13 de alimentación individual, el circuito 131 de alimentación superior, dispuesto en la superficie inferior de la parte superior 111, en el circuito 13 de alimentación, y el circuito 12 de radiación forman una alimentación de acoplamiento de una unidad de radiación, y la parte 132 de conexión intermedia está configurada para conectarse con el circuito 131 de alimentación superior y la parte 133 de soldadura inferior, para proporcionar la conexión eléctrica continua de todo el circuito 13 de alimentación. La parte 133 de soldadura inferior para rodear la clavija 1131 está configurada para conectarse eléctricamente con un puerto de alimentación de la red 2 de alimentación con el fin de proporcionar una excitación de la señal. En este caso, la parte 133 de soldadura inferior puede configurarse como una estructura de tipo soldadura por inserción de tipo clavija, o puede configurarse como una estructura de soldadura de tipo parche en forma de disco, lo cual no está sujeto a limitaciones específicas en las realizaciones de la presente divulgación. Los cuatro grupos de circuitos 13 de alimentación basados en la estructura anterior proporcionan conjuntamente la excitación de alimentación de la unidad 1 de radiación de microcinta de doble polarización, para suprimir modos de orden superior, reducir adicionalmente el acoplamiento entre dos puertos y mejorar la homogeneidad en cuanto a los patrones y el aislamiento de la polarización de 45° y la polarización de -45° de un oscilador de doble polarización. Cabe señalar que en las realizaciones de la presente divulgación, el modo de alimentación de acoplamiento puede adoptarse para aumentar eficazmente el ancho de banda de adaptación del oscilador.
En la unidad 1 de radiación de microcinta según las realizaciones de la presente divulgación, se adopta una estructura de circuito 12 de radiación de capa única, y dado que la altura total de la unidad 1 de radiación de microcinta es menor de 0.15A (donde A representa la longitud de onda), la misma tiene buenas características de perfil bajo. En segundo lugar, la unidad 1 de radiación de microcinta está provista especialmente del circuito 122 de radiación de extensión, lo que mejora en gran medida el índice de polarización cruzada de la unidad 1 de radiación de microcinta. Además, la unidad 1 de radiación de microcinta es un dispositivo de interconexión moldeado 3D-MID, que es muy ligero y adecuado para su uso en aplicaciones de sistemas de antenas a gran escala, y toda la unidad 1 de radiación de microcinta es una única parte, lo cual simplifica la cadena de suministro, proporciona una estructura simple, mejora la fiabilidad y la homogeneidad de las unidades de radiación, y es adecuado para una fabricación a gran escala. Adicionalmente, la parte de radiación y la parte de alimentación de la unidad 1 de radiación de microcinta son centrosimétricas en su totalidad sobre la base de un único componente de la unidad de radiación, y las cuatro clavijas pueden insertarse a ciegas en los cuatro puertos de alimentación de la red 2 de alimentación sin ninguna identificación adicional, lo cual acorta significativamente el tiempo de ensamblaje en la producción de antenas y mejora la eficiencia del ensamblaje, siendo muy adecuado para materializar una producción automatizada en aplicaciones de sistemas de antenas a gran escala.
Claims (9)
1. Unidad (1) de radiación de microcinta, que comprende
un sustrato dieléctrico (11),
un circuito (12) de radiación y un circuito (13) de alimentación;
en donde el sustrato dieléctrico (11) está formado integralmente mediante moldeo por inyección, y comprende una parte superior (111), una parte (112) de soporte y una parte (113) de soldadura, y la parte (112) de soporte está conectada a la parte superior (111) y a la parte (113) de soldadura, respectivamente;
la parte (112) de soporte es una única estructura de columna o está compuesta por una pluralidad de componentes de soporte, y
la parte (113) de soldadura se utiliza para proporcionar la conexión eléctrica entre el circuito (13) de alimentación y una red (2) de alimentación cuando está conectada con la red de alimentación;
el circuito (12) de radiación está dispuesto en una superficie superior de la parte superior (111), y el circuito (13) de alimentación comprende una parte (132) de conexión intermedia que se extiende a lo largo de una superficie exterior de la parte (112) de soporte, y una parte (133) de soldadura inferior dispuesta en la parte (113) de soldadura y conectada a la parte (132) de conexión intermedia; y
un agujero (114) de extensión está provisto en el centro de la parte superior (111), y se extiende en la dirección hacia la parte (113) de soldadura en la parte (112) de soporte; y el circuito (12) de radiación se extiende hacia y dispone en una pared del agujero (114) de extensión,
caracterizada por que,
el circuito (13) de alimentación comprende un circuito (131) de alimentación superior dispuesto en una superficie inferior de la parte superior (111) y conectado a la parte (132) de conexión intermedia, en donde el circuito (13) de alimentación tiene una forma alargada con un primer extremo que es la parte de soldadura inferior y un segundo extremo que es el circuito (131) de alimentación superior.
2. La unidad (1) de radiación de microcinta de la reivindicación 1, en la que una zona no conductora (14) está dispuesta en el circuito (12) de radiación.
3. La unidad (1) de radiación de microcinta de la reivindicación 1, en la que la parte superior (111) está provista además de nervaduras (15) de refuerzo.
4. La unidad (1) de radiación de microcinta de la reivindicación 1, en la que el circuito (12) de radiación y el circuito (13) de alimentación están dispuestos ambos simétricamente en torno a un eje central del sustrato dieléctrico (11).
5. La unidad (1) de radiación de microcinta de la reivindicación 1, en la que la unidad de radiación de microcinta comprende cuatro grupos de los circuitos (13) de alimentación, y los cuatro grupos de circuitos (13) de alimentación están distribuidos uniformemente con un eje central del sustrato dieléctrico (11) como eje de simetría.
6. La unidad (1) de radiación de microcinta de la reivindicación 5, en la que la parte (113) de soldadura comprende cuatro clavijas (1131) distribuidas uniformemente con el eje central del sustrato dieléctrico (11) como eje de simetría, y cada uno de los circuitos (13) de alimentación rodea una de las clavijas (1131).
7. La unidad (1) de radiación de microcinta de la reivindicación 6, en la que una ranura (1132) está provista entre dos clavijas (1131) adyacentes cualesquiera de la parte (113) de soldadura.
8. La unidad (1) de radiación de microcinta de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la unidad de radiación de microcinta es un dispositivo de interconexión moldeado tridimensional.
9. Sistema de antenas, caracterizado por que comprende varias unidades (1) de radiación de microcinta de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, y una red (2) de alimentación para instalar cada una de las unidades (1) de radiación de microcinta.
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