CN117897865A - 无线电设备、无线电系统和散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是实现具有高散热性能并且可以以低成本制造的无线电设备。根据本发明的一个示例实施例的无线电设备包括：无线电信号的辐射元件或反射元件；以及散热部(120)，其将包括辐射元件或反射元件的发热源所生成的热量消散到外部。散热部(120)由具有导热性和导电性的固体材料构成，并且包括散热板(122)以及散热板(122)中所设置的多个散热片(121)，该多个散热片布置在散热板(122)的布置有辐射元件或反射元件的一侧上。散热片(121)在散热板(122)上沿着至少一个方向形成周期性结构。多个散热片(121)的前端形成用于反射向着多个散热片(121)的入射波的虚拟反射面(123)。

Description

无线电设备、无线电系统和散热结构

技术领域

本公开涉及无线电设备、无线电系统和散热结构。

背景技术

近年来，移动通信系统(尤其是第五代移动通信系统(5G))变得更加复杂(例如，无线电通信的容量和速度已增加)，因此存在提高诸如波束成形等的移动基站的功能的需求。

由于提高功能的上述需求，还存在无线电设备具有高散热性能的需求。例如，专利文献1公开了包括使用频率选择表面(FSS)的散热部的无线电设备。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际专利公开WO 2017/086377

发明内容

发明要解决的问题

如专利文献1所公开的，在由印刷电路板或类似物构成的散热片的侧面配置有作为频率选择表面起作用的微小金属图案的情况下，存在如下的问题：由于制造印刷电路板并将印刷电路板安装在设备上的成本而导致无线电设备的制造成本增加。

本公开的目的是提供用于解决上述问题的无线电设备、无线电系统和散热结构。

用于解决问题的方案

根据本公开的一个示例实施例的一种无线电设备包括：无线电信号的辐射元件或反射元件；以及散热部，其被配置为将包括所述辐射元件或所述反射元件的发热源所生成的热量消散到外部，其中，

所述散热部由具有导热性和导电性的固体材料构成，并且包括散热板以及所述散热板中所设置的多个散热片，所述多个散热片布置在所述散热板的布置有所述辐射元件或所述反射元件的一侧上，

所述散热片在所述散热板上沿着至少一个方向形成周期性结构，以及

所述多个散热片的前端形成用于反射向着所述多个散热片的入射波的虚拟反射面。

根据本公开的一个示例实施例的一种无线电系统包括：

上述的无线电设备；以及

信号处理单元，其被配置为处理天线元件发送和接收的无线电信号，所述天线元件是所述无线电设备的辐射元件。

根据本公开的一个示例实施例的散热结构是被配置为将包括无线电信号的辐射元件或反射元件的发热源所生成的热量消散到外部的散热结构，其中，

所述散热结构由具有导热性和导电性的固体材料构成，并且包括散热板以及所述散热板中所设置的多个散热片，所述多个散热片布置在所述散热板的布置有所述辐射元件或所述反射元件的一侧上，

所述散热片在所述散热板上沿着至少一个方向形成周期性结构，以及

所述多个散热片的前端形成用于反射向着所述多个散热片的入射波的虚拟反射面。

发明的效果

根据本公开，可以提供各自具有高散热性能且可以以低成本制造的无线电设备、无线电系统和散热结构。

附图说明

图1是根据本公开的第一示例实施例的天线设备的立体图；

图2是根据本公开的第一示例实施例的天线设备的侧视图；

图3A是典型的蘑菇型EBG结构的立体图；

图3B是典型的蘑菇型EBG结构的俯视图；

图3C是示出典型的蘑菇型EBG结构的金属贴片面上的反射波的相位的频率特性的图；

图4是根据本公开的第一示例实施例的Vivaldi(维瓦尔第)天线元件的构成图；

图5A是利用1/4波长的散热片组的向高阻抗面的阻抗转换的概念图；

图5B是利用3/4波长的散热片组的向高阻抗面的阻抗转换的概念图；

图6A是根据本公开的第一示例实施例的阵列天线设备的立体图；

图6B是根据本公开的第一示例实施例的阵列天线设备的侧视图；

图6C是根据本公开的第一示例实施例的阵列天线设备的侧视图；

图6D是根据本公开的第一示例实施例的阵列天线设备的俯视图；

图7A是示出根据本公开的第一示例实施例的阵列天线设备的辐射图案的图；

图7B是示出根据本公开的第一示例实施例的单个天线设备的辐射图案的图；

图8A是模拟根据本公开的第一示例实施例的包括背面散热器的天线设备的热流体模拟中的模型图；

图8B是模拟根据本公开的第一示例实施例的包括天线面散热器和背面散热器的天线设备的热流体模拟中的模型图；

图9A是示出模拟根据本公开的第一示例实施例的包括背面散热器的天线设备的热流体模拟的结果的温度分布的示例的图；

图9B是示出模拟根据本公开的第一示例实施例的包括天线面散热器和背面散热器的天线设备的热流体模拟的结果的温度分布的示例的图；

图10是示出模拟根据本公开的第一实施例的天线设备的热流体模拟的结果中的、热源的稳态温度对外部风速的依赖性的图；

图11是根据本公开的第二示例实施例的天线设备的侧面的示意图；

图12A是根据本公开的第二示例实施例的具有1/4波长的高度的销型圆柱形散热片适用的天线设备的立体图；

图12B是根据本公开的第二示例实施例的具有3/4波长的高度的销型圆柱形散热片适用的天线设备的立体图；

图12C是根据本公开的第二示例实施例的销型圆柱形散热片适用的天线设备的俯视图；

图13A是根据本公开的第二示例实施例的具有1/4波长的高度的扁平形散热片适用的天线设备的立体图；

图13B是根据本公开的第二示例实施例的具有3/4波长的高度的扁平形散热片适用的天线设备的立体图；

图13C是根据本公开的第二示例实施例的扁平形散热片适用的天线设备的俯视图；

图14A是作为根据本公开的第二示例实施例的比较例的、将理想磁壁作为边界壁应用到与天线辐射面相同的平面上的天线设备的立体图；

图14B是示出作为根据本公开的第二示例实施例的比较例的、将理想磁壁作为边界壁应用到与天线辐射面相同的平面上的天线设备的辐射图案的图；

图15A是示出根据本公开的第二示例实施例的在装载具有1/4波长的高度的散热片的情况下的单个天线设备的辐射图案的图；

图15B是示出根据本公开的第二示例实施例的在装载具有3/4波长的高度的散热片的情况下的单个天线设备的辐射图案的图；

图16A是根据本公开的示例实施例的装载有具有不同长度的散热片的天线设备的立体图；

图16B是根据本公开的示例实施例的装载有具有不同长度的散热片的天线设备的侧视图；

图17A是根据本公开的示例实施例的贴片天线元件适用的天线设备的立体图；

图17B是根据本公开的示例实施例的贴片天线元件适用的天线设备的俯视图；

图18A是根据本公开的示例实施例的在散热片的前端包括贴片元件的天线设备的立体图；

图18B是根据本公开的示例实施例的在散热片的前端包括贴片元件的天线设备的侧视图；

图18C是示出在根据本公开的示例实施例的各散热片的销的高度和金属贴片的厚度改变的情况下的、金属贴片面上的反射波的相位变化的频率特性的图；

图19是示出根据本公开的示例实施例的使用反射器设备的无线电波传播环境的改善的示意图；以及

图20是根据本公开的示例实施例的分布式天线系统的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图来说明示例实施例。注意，由于附图是以简化方式绘制的，因此不应基于附图的说明来狭窄地解释示例实施例的技术范围。此外，相同的元件由相同的附图标记表示，并且将省略重复的说明。

在以下的示例实施例中，在必要时，通过使用单独的部分或单独的示例实施例来说明本公开。然而，除非另外规定，否则这些示例实施例并非彼此不相关。也就是说，这些实施例以如下的方式相关：一个示例实施例是另一示例实施例的一部分或全部的变形例、应用例、详细说明或补充说明。

此外，在以下的示例实施例中，在提及要素的数量或类似物(包括个数、值、量、范围和类似物)的情况下，除了明确指定数量或者数量基于其原理而显然局限于特定数量的情况以外，数量不限于该特定数量。也就是说，也可以使用与特定数量相比更大或更小的数量。

此外，在以下的示例实施例中，除了明确指定组件或者组件基于其原理而显然必不可少的情况以外，它们的组件(包括操作步骤和类似物)不必是必不可少的。

类似地，在以下的示例实施例中，在提及(一个或多于一个)组件或类似物的形状、位置关系或类似物的情况下，与该形状基本上类似或相似的形状或类似物除了明确指定或者它们基于其原理而被去除的情况以外，也包括在该形状中。这也适用于上述的数量或类似物(包括个数、值、量、范围和类似物)。

<直到构想出根据示例实施例的天线设备为止的研究历史>

由于无线电通信的快速普及，在无线电通信所使用的频带方面存在不足。因此，特别是在第五代(5G)移动通信系统中，为了有效地使用更高频带，移动基站的数量的增加以及装配有执行移动通信的移动基站的场所的安全成为问题。因此，从装配、外观和类似物的观点，存在进一步减小移动基站的大小和重量的需求。

为了减小移动基站的大小和重量，需要减少构成无线电设备的各单元的电力消耗(即，发热源)、并且增加散热量。关于发热源的减少，减少发热源的主要方式是通过减少占无线电设备的电力消耗的大比例的功率放大器的电力消耗。然而，难以实现如下：在功率放大器的电力消耗方面进行显著减少，同时还考虑到宽带特性、输出电力、线性度和类似物，并且现在正在进行许多研究和开发以尝试实现这一点。

另一方面，关于散热，使用了无线电设备的背面上所设置的散热器。为了改善散热性能，如日本专利6520568所公开的，在无线电设备的与天线面相同的侧(即，正面)也设置有散热结构的情况下，需要在天线元件周围设置诸如金属壁等的电磁保护壁，以避免天线元件与周围的散热结构之间的电磁耦合。因此，存在如下的问题：配置有散热部的散热片的可能位置的数量以及天线设计的自由度减少，并且需要用以形成壁的附加材料和制造工艺。

此外，如日本专利6342136所公开的，在提供制冷剂供给部的情况下，存在如下的问题：需要诸如循环设备等的外部设备，并且因此设备变得复杂并且其大小变大。此外，存在如下的问题：在仅使用诸如天线和电介质等的构件时，散热面积和热传递系数受到限制，并且因此不能获得大的散热效果。为了实现更大的效果，天线结构被约束以使天线突出。另外，存在结构趋于不稳定的问题。

此外，如上述专利文献1所公开的，在由印刷电路板或类似物构成的散热片的侧面配置有作为频率选择表面起作用的微小金属图案的情况下，存在如下的问题：由于制造印刷电路板并将印刷电路板安装在设备上的成本而导致无线电设备的制造成本增加。此外，存在如下的问题：在单独安装由印刷电路板构成的各散热片的情况下，难以紧密地配置散热片，并且因此散热性能下降。

因此，发现了可以解决上述问题中的至少一个的根据以下示例实施例的无线电设备。

<第一示例实施例>

将参考图1和图2来说明作为根据该示例实施例的无线电设备的示例的天线设备。图1是根据该示例实施例的天线设备100的构成的立体图，并且图2是其侧视图。

根据该示例实施例的天线设备100包括：天线元件110；天线馈线111，其连接到天线元件110；以及散热部120，其由具有导热性和导电性的构件构成，散热部120将从天线设备100(例如，包括天线元件110的发热源)发出的热量消散到外部环境并且包括多个散热片121、以及散热板122。

注意，作为具有导热性和导电性的构件，优选使用金属、镀金属的电介质材料、包含金属的电介质材料、以及金属与具有高导热性和高导电性的有机材料(诸如碳纳米管等)的复合材料、以及类似物。然而，本公开不限于此，并且可以适当地选择具有期望的导热性和导电性的材料。

天线元件110布置在散热板122中的布置有多个散热片121的一侧，并且多个散热片121在整个散热板122或散热板122的一部分上沿着至少一个方向形成周期性结构。

此外，提供了由多个散热片121的前端面或前端点构成的散热反射面(虚拟反射面)123。散热反射面123优选地形成在天线元件110的天线辐射面(虚拟辐射面)112的后方(即，在散热板122侧)、或者形成在与天线辐射面112相同的平面中。图1和图2各自例示散热反射面123布置在天线辐射面112的后方的示例。

以下将参考图2来说明散热反射面123的功能。入射到散热反射面123的入射波201在散热反射面123上被反射并且成为反射波202。反射波202到达天线元件110的天线辐射面112，与来自天线元件110的辐射波203合成，并且作为合成波而辐射。

此时，为了维持良好的天线特性，期望如下：关于预定频率的无线电波，反射波202和辐射波203在相同相位中、也就是说在接近如下总和的相位中合成，该总和是由于散热反射面123上的反射而引起的相移量与由于散热反射面123和天线辐射面112之间的向外传播而引起的相移量Δθ的总和：(n：大于或等于零的自然数)。

注意，在均匀金属面(电壁)上的反射(例如，仅在散热部120不包括散热片121的散热板122上的反射)的情况下，如一般已知的，在理想导体中另一方面，通过形成周期性地配置有根据该示例实施例的大量散热片121的片组，提供了包括的散热反射面123的结构。

通过周期性地配置诸如散热片121等的金属、电介质、磁性体或其他结构或者通过提供精细结构来表现特定电磁功能的人工介质被称为超材料或者特别是在关注于表面结构的情况下被称为超表面。

特别地，关于周期性结构的超材料，作为表现防止结构中的特定频带中的无线电波的传播的电带隙(EBG)的功能的超材料，已知有蘑菇型EBG结构，其中在该蘑菇型EBG结构中，在金属贴片的中央包括金属杆的结构是晶胞。

图3A和图3B各自例示上述EBG结构的示例。在蘑菇型EBG结构中，除了防止结构中的无线电波的传播之外，由金属贴片组构成的反射面还用作有效磁壁(在下文与具有高表面阻抗的高阻抗平面同义地使用)。

在磁壁处的反射中，由于理想导体中的电壁处的反射而导致相移而在理想磁壁处的反射中，相移图3C示出由于针对蘑菇型EBG结构、来自金属贴片组的电磁波的反射而引起的相位变化的频率特性的计算示例。

实质上，如图3C所示，传统上将-90°至+90°的相位变化的频率域认为是频率带隙(BG)带。在该示例实施例中，定义形状，使得周期性地配置有大量散热片121的片组作为EBG结构起作用，并且使得在预定频带中由通过散热片121的前端面的平面构成的散热反射面123处的反射相移接近

以下将参考示出天线元件110和散热部120的具体结构示例的图4、图5A、图5B和图6A至图6D来说明根据该示例实施例的天线设备100。图4是根据该示例实施例的天线元件的构成图，图5A和图5B各自是利用散热片121的向高阻抗面的阻抗转换的定性概念图，并且图6A至图6D分别是根据该示例实施例的阵列天线设备的立体图(A)、侧视图(B)、侧视图(C)和俯视图(D)。

图4所示的天线元件110是具有优异宽带特性的Vivaldi天线元件(其中在电介质基板上以指数形状设置有金属图案113a和113b这两者)的示例。天线馈线111连接到金属图案113b。

此外，如图5A和图5B所示，利用散热板122的上部所设置的散热片121，特别地，在散热片121的高度被设置为预定频率的波长λ的(1+2N)/4(其中N是大于或等于零的整数)的情况下，通过阻抗转换的由散热片组构成的散热反射面123包括具有非常高的表面阻抗的高阻抗面。然而，散热片121的高度可以是预定频率的波长λ的(N/2+A×1/4)(其中A是约0.5至1.5的任意常数)。

此时，由于电磁波的反射而引起的相位变化伴随有与图3C中的特性等同的特性，并且片可以作为与蘑菇型EBG等同的EBG结构起作用。注意，散热片121的形状的示例包括简单的销型圆柱形形状、多边形圆柱形形状和扁平形状。然而，可以适当地选择期望的形状，而不限于此，并且可以以一体方式使用具有不同长度和形状和类似物的散热片的组合。

如图6A所示，根据该示例实施例的天线设备100包括由图4所示的Vivaldi天线元件构成的天线元件110，并且形成3×3的阵列天线。此外，在包括散热片121和散热板122的散热部120中，散热片121被配置成使得各个散热片121的截面形成诸如圆柱形形状或正方形形状的销型形状，并且散热片121在散热片121上形成周期性结构。

销型散热片121在图6B中被设置为20mm的片高度(在3.7GHz处为波长λ的1/4长度)，并且在图6C中被设置为33mm的片高度(在3.7GHz处为波长λ的约1.5/4长度)。

此外，天线元件110的工作频带被设计为约3至4.5GHz，并且天线高度在图6C中如片高度那样被设置为33mm，并且通过有效地使用布置有天线元件110的区域的包络空间来高效地配置散热片121。

此外，由于根据本公开的天线元件110垂直地安装在散热板122上，因此如从图6D的俯视图显而易见，天线元件110适合用于紧密地配置散热片121。

图7A示出根据该示例实施例的图6A至图6D所示的天线设备100的辐射图案。注意，虚线表示在仅提供排除比较用的散热片121以外的散热板122(也就是说，仅提供具有均匀金属面的反射器板)的情况下的辐射图案的结果，而各实线表示在提供具有图6B和图6C所示的相应片高度的散热片121的组的情况下的辐射图案的结果。

即使在提供散热片121的情况下，也可以获得与在仅提供具有均匀金属面的反射器板的情况下的天线特性大致等同的特性。注意，在该示例实施例中，尽管在图6A至图6D中清楚地示出包括多个天线元件110的阵列天线，但可以使用单个天线元件110，并且如图7B所示的单个天线元件的辐射图案的模拟结果所示，可以获得与阵列天线的情况下的趋势相同的趋势。

以上公开了根据该示例实施例的天线设备100的电磁特性，并且以下将说明其热特性。图8A是模拟仅包括背面上的传统背侧散热部140(背侧散热片141、背侧散热板142)的天线设备的热流体模拟中的模型图，而图8B是模拟根据该示例实施例的包括天线面侧的散热部120(散热片121、散热板122)以及背侧散热部140的天线设备的热流体模拟中的模型图。

注意，图8A中的背侧散热片141的片高度被设置为60mm，图8B中的背侧散热片141的片高度被设置为35mm，图8B中的天线面侧的散热片121的片高度被设置为20mm，各个散热板122的板厚度被设置为5mm，并且图8A和图8B各自中的模型的包络体积被设置为恒定。

假定散热构件是铝、并且在散热部120和背侧散热部140的中央部布置有具有恒定发热量的热源130。注意，为了简化模拟，去除了天线元件110和类似物。在图8B中，省略了热源130以简化该图。

图9A示出在模拟包括背面的传统背侧散热部140的天线设备的模型中、外部风速针对各散热部在水平方向上被设置为1m/s的热流体模拟的结果的稳态温度分布，而图9B示出在模拟根据该示例实施例的包括天线面侧的散热部120以及背侧散热部140的天线设备的模型中、外部风速针对各散热部在水平方向上被设置为1m/s的热流体模拟的结果的稳态温度分布。

在仅在背面设置散热部的情况下，热源130的稳态温度为54℃，而在天线面侧也设置散热部120的情况下，热源130的稳态温度为40℃，这表明散热效果提高。图10示出针对图8A和图8B所示的各个模型的与热源的稳态温度对外部风速的依赖性有关的热流体模拟的结果。

在图10中，标记●表示在仅在背面设置散热部的情况下的热流体模拟的结果，而标记■表示在天线面也设置散热部的情况下的热流体模拟的结果。根据该示例实施例，可以确认，除了在存在外部风的情况之外，即使当不存在风(自然对流)时，热源的稳态温度也高效地降低。

也就是说，如上所述，在该示例实施例中，由于多个散热片121被配置成使得它们通过多个散热片121的前端形成散热反射面123，因此可以在维持天线特性的同时以低成本制造具有高散热性能的天线设备100。此外，由于即使当使用小的散热部120时、散热性能也高，因此可以减小天线设备100的大小。

<第二示例实施例>

将参考图11、图12A至图12C以及图13A至图13C来说明根据该示例实施例的天线设备。图11是根据该示例实施例的天线设备100的截面的示意图。图12A至图12C各自示出根据该示例实施例的天线设备100的散热片121具有销型圆柱形形状的天线设备的示例，而图13A至图13C各自示出根据该示例实施例的天线设备100的散热片121具有扁平形状的天线设备的示例。图12A、图12B、图13A和图13B各自是天线设备100的立体图，而图12C和图13C各自是天线设备100的俯视图。

注意，作为天线元件110的示例，应用了包括圆盘贴片的一次辐射器的平面型十字缝隙天线，并且在图12A和图13A所示的天线设备100中，应用了具有20mm(在预定频率处为波长λ的1/4长度)的片高度的散热片121。此外，在图12B和图13B所示的天线设备100中，应用了具有60mm(在预定频率处为波长λ的3/4长度)的片高度的散热片121。

作为图12A至图12C和图13A至图13C所示的天线设备100的特性之间的比较，图14A示出如下的天线设备100的立体图，该天线设备100示出作为反射面和EBG面的理想反射特性。具体地，图14A示出如下的天线设备：散热片121的形状是散热板在天线面的方向上延伸的块形状，散热反射面设置在与天线辐射面相同的平面中，并且对于散热反射面，在边界壁301上施加有虚拟均匀的理想磁壁条件。

在图15A和图15B中示出根据该示例实施例的图12A至图12C所示的天线设备100的辐射图案以及根据该示例实施例的图13A至图13C所示的天线设备100的辐射图案。在图15A中，在上部示出在具有20mm的片高度的销型片的情况下的天线特性，并且在下部示出在具有20mm的片高度的扁平形片的情况下的天线特性。此外，在图15B中，在上部示出具有60mm的片高度的销型片的情况下的天线特性，并且在下部示出具有60mm的片高度的扁平形片的情况下的天线特性。尽管方向性略高于在施加了图14B所示的理想条件的情况下的方向性，但维持了高天线增益并且防止了天线特性劣化。

注意，尽管在该示例实施例中说明了单个天线元件的情况，但本公开可以扩展到使用多个天线元件的阵列天线设备。

<其他示例实施例>

在上述示例性实施例中，尽管应用了相同片长度的散热片，但可以适当地使用不同片长度的组合。例如，图16A(立体图)和图16B(侧视图)各自示出具有不同散热片长度的多个类型的散热片适用的Vivaldi天线设备。

由于从天线特性方面、在Vivaldi天线设备中设置天线馈线111附近的天线元件110下方的接地板的一定量的面积是有利的，因此在天线元件110的下方设置导体的基部，并且仅对天线元件110附近的散热片121b应用短的片。

图16A和图16B各自示出将一行短的散热片121b应用到基部上的示例。另外，将高的散热片121a(诸如4/3波长等)应用到比其他导体的基部低的周围区域，以提高散热面积。如上所述，考虑到要应用的天线元件的特性和散热用的气流的优化，可以适当地组合使用片。

在上述的第一示例实施例和第二示例实施例中，作为天线元件110，说明了基板面上垂直地设置的Vivaldi天线以及平面型十字缝隙天线作为形式的示例。然而，可以替代地使用其他天线元件，诸如如图17A(立体图)和图17B(俯视图)所示的喇叭天线和贴片天线元件等。此外，本公开不限于此，并且可以适当地选择期望的天线元件，并且可以以一体方式使用不同天线元件和类似物的组合。

此外，在上述的第一示例实施例和第二示例实施例中，示出销型形状和扁平形状作为散热片的示例。然而，如图18A(立体图)和图18B(侧视图)所示，也可以包括金属贴片装载在散热片主体的前端处的形式作为散热片121的形式。

在这种情况下，贴片部分作为用于生成与周围贴片组的寄生电容的元件起作用，并且通过调整诸如前端金属贴片的厚度以及贴片部分和周围金属贴片之间的距离(金属贴片宽度、销间距)等的形状，可以改变贴片部分和周围散热片之间的寄生电容分量。因此，可以提供调整了电气特性的散热片。

作为结果，柱部分(散热片主体)的高度不限于相对于预定频率的诸如1/4或3/4波长等的限定高度，并且也可以减小。图18C示出在各散热片121的销的高度和金属贴片的厚度改变的情况下的金属贴片面上的反射波的相位变化的频率特性。

注意，在图18C中，实线示出在散热片主体的高度为3mm且金属贴片的厚度为0.5mm的情况下的频率特性，虚线示出在散热片主体的高度为20mm且金属贴片的厚度为0.5mm的情况下的频率特性，并且双点划线示出在散热片主体的高度为20mm且金属贴片的厚度为2mm的情况下的频率特性。

与可以被视为传统的蘑菇型EBG的散热片主体的高度低至3mm的情况相比，在散热片主体的高度延长到20mm的情况下，反射相位在-90°到+90°的范围中的EBG带向着低频率侧偏移，而在金属贴片的厚度以及寄生电容增加的情况下，该EBG带甚至更低。因此，可以通过调整金属贴片的形状来调整电气特性。

特别地，在单个销型散热片121的情况下，EBG带显著低于3.7GHz(其中20mm与波长的1/4相对应)，并且通过在散热片主体的前端应用包括金属贴片的散热片，可以使用1GHz附近的EBG带，并且可以根据需要减小散热片长度。因此，可以提供一种小型天线设备。

此外，在上述示例实施例中，公开了包括天线元件110的天线设备。然而，本公开可以例如应用于不包括天线元件、但包括包含无线电波的辐射部或无源部的发热源的无线电设备，诸如为了不论是自发的还是通过反射的无源无线电波辐射如何都改善无线电传播环境的目的而铺设在建筑物上的反射器设备等。

图19示出旨在改善使用反射器设备401的无线电波传播的环境的各种类型的无线电设备的放置的概念图，其中来自基站400的无线电波被建筑物403中所设置的反射器设备401反射并被发送到用户的终端402。

注意，在反射器设备401中，可以应用具有用于控制无线电波的反射特性的功能(例如，用于控制诸如反射角度等的反射波的特性的功能)的设备，诸如超表面等。如在天线设备100的情况下那样，根据该示例实施例的散热部120也可以应用于反射器设备401的散热反射面。根据该示例实施例，该示例实施例中所公开的散热部120也可以应用于具有由有源元件生成的热量等的反射器设备401，并且因此可以减小反射器设备的大小。

作为另一示例实施例，以上公开的散热部120也可以应用于如下的分布式天线系统(无线电系统)或类似物，其中如图20所示，天线设备100以各种方式(例如，离散地)配置，以提高通信质量。具体地，图20是分布式天线系统的构成的示意图，其中从包括用于生成并调制/解调高频信号的功能的控制单元(信号处理单元)404通过同轴线缆405以分布式方式向包括散热部120的各天线设备100进行高频信号的发送和接收。根据该示例实施例，散热部120也可以应用于天线设备100，并且可以减小分布式天线系统的各个天线设备100的大小。

注意，本公开不限于上述示例实施例，并且可以在不背离本公开的范围和精神的情况下适当地改变。

以上公开的示例实施例的全部或一部分可以被描述为但不限于以下的补充说明。

<补充说明1>

一种无线电设备，包括：无线电信号的辐射元件或反射元件；以及散热部，其被配置为将包括所述辐射元件或所述反射元件的发热源所生成的热量消散到外部，其中，

所述散热部由具有导热性和导电性的固体材料构成，并且包括散热板以及所述散热板中所设置的多个散热片，所述多个散热片布置在所述散热板的布置有所述辐射元件或所述反射元件的一侧上，

所述散热片在所述散热板上沿着至少一个方向形成周期性结构，以及

所述多个散热片的前端形成用于反射向着所述多个散热片的入射波的虚拟反射面。

<补充说明2>

根据补充说明1所述的无线电设备，其中，所述散热片之间的距离比所述散热片的高度短。

<补充说明3>

根据补充说明1或2所述的无线电设备，其中，所述虚拟反射面防止预定频率的无线电波的传播，并且作为所述预定频率的磁壁起作用。

<补充说明4>

根据补充说明1至3中任一项所述的无线电设备，其中，所述虚拟反射面布置在如下的位置处，其中在该位置，关于预定频率的无线电波，由于反射而引起的相移量不同于180度，并且来自所述辐射元件或所述反射元件的辐射波的相位与来自所述虚拟反射面的反射波的相位在所述辐射元件或所述反射元件的辐射面上彼此同相。

<补充说明5>

根据补充说明1至4中任一项所述的无线电设备，其中，所述散热片具有杆状形状。

<补充说明6>

根据补充说明1至4中任一项所述的无线电设备，其中，所述散热片具有板状形状。

<补充说明7>

根据补充说明1至6中任一项所述的无线电设备，其中，所述散热片的长度是λ×(N/2+A×1/4)，其中，λ是预定频率的波长，N是大于或等于零的整数，并且A是任意常数。

<补充说明8>

根据补充说明1至4中任一项所述的无线电设备，其中，

所述散热片包括：

杆状散热片主体，其从所述散热板突出；以及

平面状贴片，其设置在所述散热片主体的前端，

所述散热片主体的长度短于λ×(N/2+1/4)，其中，λ是预定频率的波长，并且N是大于或等于零的整数，以及

所述虚拟反射面由多个所述贴片构成。

<补充说明9>

根据补充说明1至8中任一项所述的无线电设备，其中，

多个所述反射元件形成周期性阵列，

所述反射元件形成所述虚拟反射面的一部分，以及

所述虚拟反射面上的反射波的反射角度由周期性地排列的反射元件的结构和阵列来控制。

<补充说明10>

一种无线电系统，包括：

根据补充说明1至8中任一项所述的无线电设备；以及

信号处理单元，其被配置为处理天线元件发送和接收的无线电信号，所述天线元件是所述无线电设备的辐射元件。

<补充说明11>

根据补充说明10所述的无线电系统，包括多个所述天线，其中，所述天线通过信号传输线缆连接到所述信号处理单元并且离散地配置。

<补充说明12>

一种散热结构，其被配置为将包括无线电信号的辐射元件或反射元件的发热源所生成的热量消散到外部，其中，

所述散热结构由具有导热性和导电性的固体材料构成，并且包括散热板以及所述散热板中所设置的多个散热片，所述多个散热片布置在所述散热板的布置有所述辐射元件或所述反射元件的一侧上，

所述散热片在所述散热板上沿着至少一个方向形成周期性结构，以及

所述多个散热片的前端形成用于反射向着所述多个散热片的入射波的虚拟反射面。

尽管以上参考示例实施例说明了本发明，但本发明不限于上述示例实施例。可以在本发明的范围内对本发明的构成和详情进行本领域技术人员可以理解的各种改变。

本申请基于并要求2021年9月2日提交的日本专利申请2021-143058的优先权的权益，其公开内容通过引用而被全部并入本文。

附图标记列表

100 天线设备

110 天线元件

111 天线馈线

112 天线辐射面

113a、113b 金属图案

120 散热部

121、121a、121b 散热片

122 散热板

123 散热反射面

130 热源

140 背侧散热部

141 背侧散热片

142 背侧散热板

201 入射波

202 反射波

203 辐射波

301 边界壁

400 基站

401 反射器设备

402 终端

403 建筑物

404 控制单元

405 同轴线缆

Claims (12)

1.一种无线电设备，包括：无线电信号的辐射元件或反射元件；以及散热部件，用于将包括所述辐射元件或所述反射元件的发热源所生成的热量消散到外部，其中，

所述散热部件由具有导热性和导电性的固体材料构成，并且包括散热板以及所述散热板中所设置的多个散热片，所述多个散热片布置在所述散热板的布置有所述辐射元件或所述反射元件的一侧上，

所述散热片在所述散热板上沿着至少一个方向形成周期性结构，以及

所述多个散热片的前端形成用于反射向着所述多个散热片的入射波的虚拟反射面。

2.根据权利要求1所述的无线电设备，其中，所述散热片之间的距离比所述散热片的高度短。

3.根据权利要求1或2所述的无线电设备，其中，所述虚拟反射面防止预定频率的无线电波的传播，并且作为所述预定频率的磁壁起作用。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线电设备，其中，所述虚拟反射面布置在如下的位置处，其中在该位置，关于预定频率的无线电波，由于反射而引起的相移量不同于180度，并且来自所述辐射元件或所述反射元件的辐射波的相位与来自所述虚拟反射面的反射波的相位在所述辐射元件或所述反射元件的辐射面上彼此同相。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的无线电设备，其中，所述散热片具有杆状形状。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的无线电设备，其中，所述散热片具有板状形状。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的无线电设备，其中，所述散热片的长度是λ×(N/2+A×1/4)，其中，λ是预定频率的波长，N是大于或等于零的整数，并且A是任意常数。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的无线电设备，其中，

所述散热片包括：

杆状散热片主体，其从所述散热板突出；以及

平面状贴片，其设置在所述散热片主体的前端，

所述散热片主体的长度短于λ×(N/2+1/4)，其中，λ是预定频率的波长，并且N是大于或等于零的整数，以及

所述虚拟反射面由多个所述贴片构成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的无线电设备，其中，

多个所述反射元件形成周期性阵列，

所述反射元件形成所述虚拟反射面的一部分，以及

所述虚拟反射面上的反射波的反射角度由周期性地排列的反射元件的结构和阵列来控制。

10.一种无线电系统，包括：

根据权利要求1至8中任一项所述的无线电设备；以及

信号处理部件，用于处理天线元件发送和接收的无线电信号，所述天线元件是所述无线电设备的辐射元件。

11.根据权利要求10所述的无线电系统，包括多个所述天线元件，其中，所述天线元件通过信号传输线缆连接到所述信号处理部件并且离散地配置。

12.一种散热结构，其被配置为将包括无线电信号的辐射元件或反射元件的发热源所生成的热量消散到外部，其中，

所述散热结构由具有导热性和导电性的固体材料构成，并且包括散热板以及所述散热板中所设置的多个散热片，所述多个散热片布置在所述散热板的布置有所述辐射元件或所述反射元件的一侧上，

所述散热片在所述散热板上沿着至少一个方向形成周期性结构，以及

所述多个散热片的前端形成用于反射向着所述多个散热片的入射波的虚拟反射面。