【技術實現步驟摘要】
本申請涉及通信，尤其是涉及一種頻率選擇表面結構、天線系統和基站。
技術介紹
1、基站天線是當前移動通信的基礎，在移動通信中占據著重要地位。為了滿足人們對移動通信速率和帶寬日益增長的需求，需要設計更高速率和更大容量的通信系統。基站天線系統正從第四代移動通信技術(4th-generation，4g)向第五代移動通信技術(5th-generation，5g)演進，目前的一個關鍵技術是為運營商提供多頻段集成天線系統。
2、在現有的多頻段集成天線系統中，多個頻段的天線層疊放置，每一層天線都設置有相應的饋電網絡。由于天線系統中多個天線相互層疊，各頻段天線之間的信號相互干擾，導致天線輻射方向圖畸變。為了降低不同頻段天線之間的相互影響，獲得所需的天線波形，通常會在多頻段集成天線系統中設置移相器、頻率選擇表面等結構，通過改變饋電網絡的帶通、帶阻特性以及相位調制等手段，實現波束靈活掃描，減少不同頻段天線之間的耦合效應，從而獲得理想的天線波形，同時還能增加基站天線的覆蓋范圍、適應多場景的安裝布局需求。
3、然而，在天線排列密度較高的情況下，移相器布局成為一大難題。由于移相器需要與天線的饋電網絡連接，在多個天線層疊放置的情況下，部分移相器也需要隨天線的饋電網絡布局在層疊的天線之間，而移相器本身具有一定尺寸，因此會對一部分天線的波束造成遮擋，影響天線信號的覆蓋范圍，帶給用戶的直觀感受便是部分地區網速過慢或產生信號盲區。
4、為了避免移相器遮擋天線波形，部分運營商對天線系統和移相器的布局作了改進，通過分區布局等方式將移相
5、因此，現有技術中的多頻段集成天線系統的移相器布局困難，在移相器不遮擋天線波束的情況下會帶來較高的傳輸損耗，無法兼顧天線信號的覆蓋范圍和傳輸質量。
技術實現思路
1、本申請實施例提供的頻率選擇表面結構、天線系統和基站，解決了現有技術中的多頻段集成天線系統的移相器布局困難，在移相器不遮擋天線波形的情況下會帶來較高的傳輸損耗，無法兼顧天線信號的覆蓋范圍和傳輸質量的問題。
2、本申請實施例提供了一種頻率選擇表面結構，包括頻率選擇表面、饋電網絡和移相器。頻率選擇表面包括金屬層，移相器與饋電網絡電連接，并且，移相器和饋電網絡集成于頻率選擇表面的金屬層。
3、本申請實施例所提供的頻率選擇表面結構，能夠應用在天線系統中，移相器和饋電網絡均集成在頻率選擇表面的金屬層上。頻率選擇表面的金屬層具有空間濾波器特性，通過金屬層的設計改變天線的透波特性，能夠滿足天線電磁波傳輸調控的需求。可以將頻率選擇表面設計成對部分天線完全透射的效果，即對部分天線電磁透明的結構。將移相器和饋電網絡集成在金屬層上，金屬層對移相器具有隱身效果，若采用小型化的移相器，就可以將移相器完全隱藏在金屬層的一側，且金屬層對饋電網絡中的傳輸線結構也具有同樣的隱身效果，饋電網絡和移相器也不會影響頻率選擇表面結構的濾波特性。如此一來，由頻率選擇表面、移相器和饋電網絡共同組成的頻率選擇表面結構仍然可以對部分天線產生電磁透明的效果，從而不會遮擋該部分天線的波束。而另一部分天線可以設置在頻率選擇表面結構的另一側，使其電磁波向背離頻率選擇表面結構的方向輻射，移相器也不會對遮擋這一部分天線的波束。進一步地，由于移相器和饋電網絡集成在一起，結構緊湊，可縮短饋電網絡中傳輸線結構的長度，減少傳輸損耗。
4、因此，本申請提供的頻率選擇表面結構，在移相器不遮擋天線波束的情況下還能降低傳輸損耗，可以兼顧天線信號的覆蓋范圍和傳輸質量，解決了多頻段集成天線系統中移相器布局困難的問題。
5、在一些實施例中，金屬層具有金屬區域，金屬區域圍繞形成有鏤空區域；饋電網絡和移相器集成于金屬區域，并且，饋電網絡和移相器沿第一方向到金屬層的投影整體位于金屬區域內；其中，第一方向垂直于金屬層所在的平面。
6、采用上述方案，移相器和饋電網絡集成在金屬區域上，由金屬區域進行承載。移相器和饋電網絡在第一方向上與鏤空區域不層疊，以免移相器和饋電網絡遮擋天線波束。
7、在一些實施例中，金屬層包括金屬格柵，金屬格柵構成金屬區域，金屬格柵中每個網格圍成的空間共同構成鏤空區域。格柵形的頻率選擇表面形狀較為規則，易于加工，且金屬格柵中的網格線上便于布線。
8、在一些實施例中，金屬層包括金屬格柵和多個金屬貼片，多個金屬貼片對應設置于金屬格柵的多個網格內。金屬格柵和金屬貼片構成金屬區域，金屬貼片與金屬格柵之間的間隙構成鏤空區域。格柵形的頻率選擇表面形狀較為規則，易于加工，且金屬格柵中的網格線上便于布線，金屬貼片上也可以布局饋電網絡和移相器。
9、在一些實施例中，頻率選擇表面包括在第一方向上層疊且相互平行設置的多層金屬層，饋電網絡和移相器集成于多層金屬層中的至少一層金屬層上。其中，第一方向垂直于金屬層所在的平面。
10、在一些實施例中，多個金屬層包括兩層金屬層，兩層金屬層中各金屬層均包括在第一方向上相背的兩個表面，饋電網絡和移相器集成于兩層金屬層中任意一個或多個表面上。
11、在一些實施例中，饋電網絡包括多個傳輸線結構，并且：頻率選擇表面結構包括一個移相器，一個移相器與多個傳輸線結構中的全部傳輸線結構電連接。或者，頻率選擇表面結構包括多個移相器，多個移相器中各移相器分別與多個傳輸線結構中的部分傳輸線結構電連接。
12、在一些實施例中，移相器包括外導體、固定介質、滑動介質和至少一個信號線繞組，外導體內形成有容納腔，固定介質、滑動介質和至少一個信號線繞組均容納于容納腔內。固定介質固定連接于外導體，滑動介質位于固定介質與外導體之間，并滑動連接于固定介質；至少一個信號線繞組中各信號線繞組纏繞固定于固定介質，且各信號線繞組位于固定介質和滑動介質之間，移相器通過各信號線繞組電連接于饋電網絡。外導體中的至少部分設置為平面結構，移相器通過平面結構固定連接于金屬層。
13、采用上述方案，信號線繞組固定在固定介質上，滑動介質覆蓋信號線繞組的表面，并可在信號線繞組的表面上滑動。改變滑動介質的位置，可改變各信號線繞組被滑動介質覆蓋的范圍，信號線繞組未被滑動介質覆蓋的部分暴露于空氣中，使信號線繞組的電長度發生改變，從而改變各信號線繞組所對應的輻射體的移相量。
14、在一些實施例中，至少一個信號線繞組為多個信號線繞組，多個信號線繞組構成至少一組信號線繞組，至少一組信號線繞組中每一組信號線繞組包括至少一個信號線繞組。每一組信號線繞組中，至少一個信號線繞組為一個信號線繞組或者至少兩個信號線繞組，一個信號線繞組的一端或者至少兩個信號線繞組的一端相接構成移相器的一個輸入端，至少一個信號線繞組的另一端構成移相器的至少一個輸出端，至少一個輸出端中每一個輸出端與對應的傳輸線結構電連接。一個移本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種頻率選擇表面結構，其特征在于，包括頻率選擇表面、饋電網絡和移相器；所述頻率選擇表面包括金屬層，所述移相器與所述饋電網絡電連接，并且，所述移相器和所述饋電網絡集成于所述頻率選擇表面的所述金屬層。
2.如權利要求1所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述金屬層具有金屬區域，所述金屬區域圍繞形成有鏤空區域；所述饋電網絡和所述移相器集成于所述金屬區域，并且，所述饋電網絡和所述移相器沿第一方向到所述金屬層的投影整體位于所述金屬區域內；其中，所述第一方向垂直于所述金屬層所在的平面。
3.如權利要求2所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述金屬層包括金屬格柵，所述金屬格柵構成所述金屬區域，所述金屬格柵中每個網格圍成的空間共同構成所述鏤空區域。
4.如權利要求2所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述金屬層包括金屬格柵和多個金屬貼片，所述多個金屬貼片對應設置于所述金屬格柵的多個網格內；所述金屬格柵和所述金屬貼片構成所述金屬區域，所述金屬貼片與所述金屬格柵之間的間隙構成所述鏤空區域。
5.如權利要求1-4任一項所述的頻率選擇表面結構，其特征在
6.如權利要求5所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，多個所述金屬層包括兩層所述金屬層，兩層所述金屬層中各所述金屬層均包括在所述第一方向上相背的兩個表面，所述饋電網絡和所述移相器集成于兩層所述金屬層中任意一個或多個表面上。
7.如權利要求1-6任一項所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述饋電網絡包括多個傳輸線結構，并且：
8.如權利要求7所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述移相器包括外導體、固定介質、滑動介質和至少一個信號線繞組，所述外導體內形成有容納腔，所述固定介質、所述滑動介質和所述至少一個信號線繞組均容納于所述容納腔內；
9.如權利要求8所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述至少一個信號線繞組為多個信號線繞組，所述多個信號線繞組構成至少一組信號線繞組，所述至少一組信號線繞組中每一組信號線繞組包括至少一個信號線繞組；
10.如權利要求7-9任一項所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述多個傳輸線結構包括至少一個第一傳輸線結構，所述至少一個第一傳輸線結構中的每一個第一傳輸線結構包括外導體和芯體，所述芯體被包裹于所述外導體內部的空腔中，且所述芯體與所述外導體之間具有空隙；
11.如權利要求10所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述第一傳輸線結構還包括設置于所述外導體與所述芯體之間的多個支撐件，所述多個支撐件沿所述芯體的延伸方向間隔設置，所述芯體通過所述多個支撐件固定連接于所述外導體。
12.如權利要求10或11所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述第一傳輸線結構包括間隔設置的多個所述芯體，并且：
13.如權利要求7-12任一項所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，
14.如權利要求13所述的頻率選擇表面結構，其特征在于：
15.如權利要求1-14任一項所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述頻率選擇表面結構還包括介質層，所述金屬層安裝于所述介質層。
16.一種天線系統，包括地板、在第一方向上層疊設置的多個天線、以及用于對所述多個天線饋電的多個饋電網絡，所述地板在所述第一方向上設置于所述多個天線的一側，其特征在于，所述天線系統還包括如權利要求1-15任一項所述的頻率選擇表面結構；所述頻率選擇表面結構設置于所述多個天線中層疊設置的相鄰天線之間，且所述頻率選擇表面結構的所述饋電網絡構成所述層疊設置的相鄰天線中遠離所述地板的至少一個天線的饋電網絡。
17.如權利要求16所述的天線系統，其特征在于，所述多個天線包括在所述第一方向上層疊設置的第一天線和第二天線，所述地板設置于所述第二天線背離所述第一天線的一側，所述頻率選擇表面結構設置于所述第一天線和所述第二天線之間；
18.如權利要求17所述的天線系統，其特征在于，當所述頻率選擇表面結構包括兩層所述金屬層時，所述頻率選擇表面結構的所述饋電網絡和所述移相器集成于兩層所述金屬層中遠離所述第二天線的金屬層上。
19.如權利要求17或18所述的天線系統，其特征在于，所述第一天線的多個輻射體構成至少一列輻射體，所述至少一列輻射體中每一列輻射體包括沿第二方向間隔設置的至少兩個輻射體；
20.如權利要求17-19任一項所述的天線系統，其特征在于，所述多個...
【技術特征摘要】
1.一種頻率選擇表面結構，其特征在于，包括頻率選擇表面、饋電網絡和移相器；所述頻率選擇表面包括金屬層，所述移相器與所述饋電網絡電連接，并且，所述移相器和所述饋電網絡集成于所述頻率選擇表面的所述金屬層。
2.如權利要求1所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述金屬層具有金屬區域，所述金屬區域圍繞形成有鏤空區域；所述饋電網絡和所述移相器集成于所述金屬區域，并且，所述饋電網絡和所述移相器沿第一方向到所述金屬層的投影整體位于所述金屬區域內；其中，所述第一方向垂直于所述金屬層所在的平面。
3.如權利要求2所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述金屬層包括金屬格柵，所述金屬格柵構成所述金屬區域，所述金屬格柵中每個網格圍成的空間共同構成所述鏤空區域。
4.如權利要求2所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述金屬層包括金屬格柵和多個金屬貼片，所述多個金屬貼片對應設置于所述金屬格柵的多個網格內；所述金屬格柵和所述金屬貼片構成所述金屬區域，所述金屬貼片與所述金屬格柵之間的間隙構成所述鏤空區域。
5.如權利要求1-4任一項所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述頻率選擇表面包括在第一方向上層疊且相互平行設置的多層所述金屬層，所述饋電網絡和所述移相器集成于多層所述金屬層中的至少一層金屬層上；其中，所述第一方向垂直于所述金屬層所在的平面。
6.如權利要求5所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，多個所述金屬層包括兩層所述金屬層，兩層所述金屬層中各所述金屬層均包括在所述第一方向上相背的兩個表面，所述饋電網絡和所述移相器集成于兩層所述金屬層中任意一個或多個表面上。
7.如權利要求1-6任一項所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述饋電網絡包括多個傳輸線結構，并且：
8.如權利要求7所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述移相器包括外導體、固定介質、滑動介質和至少一個信號線繞組，所述外導體內形成有容納腔，所述固定介質、所述滑動介質和所述至少一個信號線繞組均容納于所述容納腔內；
9.如權利要求8所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述至少一個信號線繞組為多個信號線繞組，所述多個信號線繞組構成至少一組信號線繞組，所述至少一組信號線繞組中每一組信號線繞組包括至少一個信號線繞組；
10.如權利要求7-9任一項所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述多個傳輸線結構包括至少一個第一傳輸線結構，所述至少一個第一傳輸線結構中的每一個第一傳輸線結構包括外導體和芯體，所述芯體被包裹于所述外導體內部的空腔中，且所述芯體與所述外導體之間具有空隙；
11.如權利要求10所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述第一傳輸線結構還包括設置于所述外導體與所述芯體之間的多個支撐件，所述多個支撐件沿所述芯體的延伸方向間隔設置，所述芯體通過所述多個支撐件固定連接于所述外導體。
12.如權利要求10或11所述的頻率選擇表面結構，其特征在于，所述第一傳輸線結構包括間隔設置的多個所述芯體，并且：
13.如權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盛海強，蘇國玉，肖偉宏，覃雯斐，呂勁松，
申請(專利權)人：華為技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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