CN104253313B - 高效的天线收发阵列装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种高效的天线收发阵列装置,它由天线牵引板(100)及天线馈电板(200)组成;天线牵引板(100)垂直间隔的放在天线馈电板(200)上方,天线牵引板(100)是单层PCB平板,其表面均匀排列着八个耦合单元(110),八个耦合单元(110)都是矩形金属;天线馈电板(200)是双层PCB平板,它的下层是一层金属地层(210),上层是馈电层(220),馈电层(220)包含了馈电网络和馈电网络相互连接的八个均匀排列的矩形辐射单元(230);该高效的天线收发阵列装置经过馈电层(220)中的馈电网络对八个辐射单元(230)馈电实现了两个正交极化的高效率辐射,可用于无线通信的各个频段;本发明的技术方案,实现高频宽,同时具有,体积小、结构简单、增益高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及4G天线,更具体地说,涉及一种4G的关键技术MIMO(多路输入输出)天线。
背景技术
随者移动通讯技术发展到第三代(3G),特别是智能终端的出现,使市场对移动数据的需求急剧膨胀,而目前的3G技术是当初基于语音通信发展出的技术,由于受到移动数据带宽的限制,对移动数据,目前已不能满足移动数据需求的迅速发展。MIMO(多路输入输出)多天线技术是4G中的一项关键技术,可以大大增加无线通信系统的容量,并有效改善无线通信系统的性能,非常适合未来移动通信系统中对高速率数据的要求。MIMO(多路输入输出)多天线技术是在无线链路两端都使用多元天线,将发送分集和接收分集结合起来的技术,如何在狭小空间内安置多个天线,同时避免天线间的相互干扰,实现各个天线的高辐射效率改善无线通信系统的容量,这对天线设计来说是个挑战。而双极化天线可成为MIMO多天线一种可实现的技术方式。
由此,一种新型的高效的天线收发阵列装置可以实现双极化,做为一种MIMO(多路输入输出)多天线实现方式,满足4G移动系统以及无线传输的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的高效的天线收发阵列装置,实现狭小空间内多个高效天线放置小体积、简化结构。
根据本发明,提供一种高效的天线收发阵列装置,它由天线牵引板及天线馈电板组成;天线牵引板垂直间隔的放在天线馈电板上方,天线牵引板是单层PCB平板,其表面均匀排列着八个耦合单元,八个耦合单元都是矩形金属;天线馈电板是双层PCB平板,它的下层是一层金属地层,上层是馈电层,馈电层包含了馈电网络和馈电网络相互连接的八个均匀排列的矩形辐射单元;该高效的天线收发阵列装置经过馈电层中的馈电网络对八个辐射单元馈电实现了两个正交极化的高效率辐射。
根据本发明,所述的高效的天线收发阵列装置,馈电层中的馈电网络是由微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅲ、微带线Ⅳ、微带线Ⅴ、微带线Ⅵ、微带线Ⅶ、微带线Ⅷ、微带线IX组成,相同标号的微带线长度和宽度相同,不同标号的微带线长度或宽度不相同,其中微带线I、微带线IX的宽度相同,但它们小于微带线Ⅱ的宽度,微带线Ⅱ的宽度小于微带线Ⅲ、微带线Ⅳ、微带线Ⅴ、微带线Ⅵ、微带线Ⅶ、微带线Ⅷ的宽度,而微带线Ⅲ、微带线Ⅳ、微带线Ⅴ、微带线Ⅵ、微带线Ⅶ、微带线Ⅷ的宽度相同。
根据本发明,所述的高效的天线收发阵列装置,信号电流经过节点Ⅹ分流,电流经过上下并联两个支路,其中向上经过微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅳ流入上测一个节点Ⅲ,向下经过微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅴ流入下测一个节点Ⅲ,微带线Ⅴ的长度要长于微带线Ⅳ的长度;电流在上下两侧节点Ⅲ分流,电流在上侧节点Ⅲ分流后,电流再经过上下并联两个支路,其中向上经过微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅵ流入上部一个节点Ⅳ,向下经过微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅶ流入中部一个节点Ⅳ;电流在下侧节点Ⅲ分流后,电流再经过上下并联两个支路,其中向上经过微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅶ流入中部另一个节点Ⅳ,向下经过微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅵ流入下部一个节点Ⅳ;微带线Ⅵ的长度要长于微带线Ⅶ的长度;最终电流汇入天线阵列的四个节点Ⅳ,经四个节点Ⅳ分流,在每一节点Ⅳ处,电流经过左侧并联微带线I、微带线Ⅱ支路以及右侧并联微带线I、微带线Ⅱ支路分别在八个辐射单元的水平位置中心馈入八个辐射单元。
根据本发明,所述的高效的天线收发阵列装置,信号电流经过节点Ⅰ分流,电流经过上侧并联微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅲ支路以及下侧并联微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅲ支路流入上下位置对称的两个节点Ⅱ;电流经过上下两个节点Ⅱ分流,其中电流经上侧节点Ⅱ分流,分别经过节点Ⅱ上侧并联的微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅷ支路以及下侧的微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅷ支路流入天线阵列上部分两个节点Ⅴ;电流经下侧节点Ⅱ分流,分别经过节点Ⅱ上侧并联的微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅷ(支路以及下侧并联的微带线I、微带线Ⅱ、微带线Ⅷ支路流入天线阵列下部分两个节点Ⅴ;最终电流汇入天线阵列的四个节点Ⅴ,经四个节点Ⅴ再次分流,在每一节点Ⅴ处,电流经过左侧并联的微带线I、微带线Ⅱ在左侧四个辐射单元的垂直位置中心馈入辐射单元,电流经过右侧并联的微带线Ⅸ在右侧四个辐射单元的垂直位置中心馈入辐射单元,其中左侧的微带线I、微带线Ⅱ组成凹凸或蛇形线形状,微带线I和微带线Ⅱ的长度大于微带线Ⅸ的长度。
根据本发明,所述的高效的天线收发阵列装置,在馈电板中和馈电网络相互连接的八个矩形辐射单元相隔一定间距,对称排列,在每个辐射单元上方对称对应排列耦合单元。
附图说明
本发明的上述的以及其它的特征、性质和优势将通过下面结合附图对实施例的详细说明而变得更加明显,在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征,其中:
图1、2、3是按照本发明高效的天线收发阵列装置的提供的结构图;在图1中所列、一种高效的天线收发阵列装置,它由天线牵引板100及天线馈电板200组成;天线牵引板100垂直间隔的放在天线馈电板200上方,天线牵引板100是单层PCB平板,其表面均匀排列着八个耦合单元110,八个耦合单元110都是矩形金属;天线馈电板200是双层PCB平板,它的下层是一层金属地层210,上层是馈电层220,馈电层220包含了馈电网络和馈电网络相互连接的八个均匀排列的矩形辐射单元230;该高效的天线收发阵列装置经过馈电层220中的馈电网络对八个辐射单元230馈电实现了两个正交极化的高效率辐射。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3进一步说明本发明的技术方案。
参考图1所见,一种高效的天线收发阵列装置,它由天线牵引板100及天线馈电板200组成;天线牵引板100垂直间隔的放在天线馈电板200上方,天线牵引板100是单层PCB平板,其表面均匀排列着八个耦合单元110,八个耦合单元110都是矩形金属;天线馈电板200是双层PCB平板,它的下层是一层金属地层210,上层是馈电层220,馈电层220包含了馈电网络和馈电网络相互连接的八个均匀排列的矩形辐射单元230;该高效的天线收发阵列装置经过馈电层220中的馈电网络对八个辐射单元230馈电实现了两个正交极化的高效率辐射。
参考图2所见,进一步展示了馈电层220中的馈电网络是由微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅲ430、微带线Ⅳ440、微带线Ⅴ450、微带线Ⅵ460、微带线Ⅶ470、微带线Ⅷ480、微带线IX490组成,相同标号的微带线长度和宽度相同,不同标号的微带线长度或宽度不相同,其中微带线I410、微带线IX490的宽度相同,但它们小于微带线Ⅱ420的宽度,微带线Ⅱ420的宽度小于微带线Ⅲ430、微带线Ⅳ440、微带线Ⅴ450、微带线Ⅵ460、微带线Ⅶ470、微带线Ⅷ480的宽度,而微带线Ⅲ430、微带线Ⅳ440、微带线Ⅴ450、微带线Ⅵ460、微带线Ⅶ470、微带线Ⅷ480的宽度相同。
信号电流经过节点Ⅹ300分流,电流经过上下并联两个支路,其中向上经过微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅳ440流入上测一个节点Ⅲ330,向下经过微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅴ450流入下测一个节点Ⅲ330,微带线Ⅴ450的长度要长于微带线Ⅳ440的长度;电流在上下两侧节点Ⅲ330分流,电流在上侧节点Ⅲ330分流后,电流再经过上下并联两个支路,其中向上经过微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅵ460流入上部一个节点Ⅳ340,向下经过微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅶ470流入中部一个节点Ⅳ340;电流在下侧节点Ⅲ330分流后,电流再经过上下并联两个支路,其中向上经过微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅶ470流入中部另一个节点Ⅳ340,向下经过微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅵ460流入下部一个节点Ⅳ340;微带线Ⅵ460的长度要长于微带线Ⅶ470的长度;最终电流汇入天线阵列的四个节点Ⅳ340,经四个节点Ⅳ340分流,在每一节点Ⅳ340处,电流经过左侧并联微带线I410、微带线Ⅱ420支路以及右侧并联微带线I410、微带线Ⅱ420支路分别在八个辐射单元230的水平位置中心馈入八个辐射单元230
信号电流经过节点Ⅰ310分流,电流经过上侧并联微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅲ430支路以及下侧并联微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅲ430支路流入上下位置对称的两个节点Ⅱ320;电流经过上下两个节点Ⅱ320分流,其中电流经上侧节点Ⅱ320分流,分别经过节点Ⅱ320上侧并联的微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅷ480支路以及下侧的微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅷ480支路流入天线阵列上部分两个节点Ⅴ350;电流经下侧节点Ⅱ320分流,分别经过节点Ⅱ320上侧并联的微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅷ480支路以及下侧并联的微带线I410、微带线Ⅱ420、微带线Ⅷ480支路流入天线阵列下部分两个节点Ⅴ350;最终电流汇入天线阵列的四个节点Ⅴ350,经四个节点Ⅴ350再次分流,在每一节点Ⅴ350处,电流经过左侧并联的微带线I410、微带线Ⅱ420在左侧四个辐射单元230的垂直位置中心馈入辐射单元230,电流经过右侧并联的微带线Ⅸ490在右侧四个辐射单元230的垂直位置中心馈入辐射单元230,其中左侧的微带线I410、微带线Ⅱ420组成凹凸或蛇形线形状,微带线I410和微带线Ⅱ420的长度大于微带线Ⅸ490的长度。
在馈电板200中,和馈电网络相互连接的八个矩形辐射单元230相隔一定间距,对称排列,在每个辐射单元230上方对称对应排列耦合单元110。
参考图3所见,天线牵引板100中八个耦合单元110的排列位置,天线牵引板100是单层PCB平板,其表面均匀排列着八个耦合单元110,八个耦合单元110都是矩形金属,天线牵引板100垂直间隔的放在天线馈电板200上方,和天线馈电板200有一定的间隔。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的,熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下,对上述实施例做出种种修改或变化,因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限,而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (3)
1.一种高效的天线收发阵列装置,它由天线牵引板(100)及天线馈电板(200)组成;天线牵引板(100)垂直间隔的放在天线馈电板(200)上方,天线牵引板(100)是单层PCB平板,其表面均匀排列着八个耦合单元(110),八个耦合单元(110)都是矩形金属;天线馈电板(200)是双层PCB平板,它的下层是一层金属地层(210),上层是馈电层(220),其特征在于:馈电层(220)包含了馈电网络和馈电网络相互连接的八个均匀排列的矩形辐射单元(230);该高效的天线收发阵列装置经过馈电层(220)中的馈电网络对八个辐射单元(230)馈电实现了两个正交极化的高效率辐射;馈电层(220)中的馈电网络是由微带线Ⅰ(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅲ(430)、微带线Ⅳ(440)、微带线Ⅴ(450)、微带线Ⅵ(460)、微带线Ⅶ(470)、微带线Ⅷ(480)、微带线Ⅸ(490)组成,相同标号的微带线长度和宽度相同,不同标号的微带线长度或宽度不相同,其中微带线I(410)、微带线Ⅸ(490)的宽度相同,但它们小于微带线Ⅱ(420)的宽度,微带线Ⅱ(420)的宽度小于微带线Ⅲ(430)、微带线Ⅳ(440)、微带线Ⅴ(450)、微带线Ⅵ(460)、微带线Ⅶ(470)、微带线Ⅷ(480)的宽度,而微带线Ⅲ(430)、微带线Ⅳ(440)、微带线Ⅴ(450)、微带线Ⅵ(460)、微带线Ⅶ(470)、微带线Ⅷ(480)的宽度相同;信号电流经过节点Ⅹ(300)分流,电流经过上下并联两个支路,其中向上经过微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅳ(440)流入上侧一个节点Ⅲ(330),向下经过微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅴ(450)流入下侧一个节点Ⅲ(330),微带线Ⅴ(450)的长度要长于微带线Ⅳ(440)的长度;电流在上下两侧节点Ⅲ(330)分流,电流在上侧节点Ⅲ(330)分流后,电流再经过上下并联两个支路,其中向上经过微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅵ(460)流入上部一个节点Ⅳ(340),向下经过微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅶ(470)流入中部一个节点Ⅳ(340);电流在下侧节点Ⅲ(330)分流后,电流再经过上下并联两个支路,其中向上经过微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅶ(470)流入中部另一个节点Ⅳ(340),向下经过微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅵ(460)流入下部一个节点Ⅳ(340);微带线Ⅵ(460)的长度要长于微带线Ⅶ(470)的长度;最终电流汇入天线阵列的四个节点Ⅳ(340),经四个节点Ⅳ(340)分流,在每一节点Ⅳ(340)处,电流经过左侧并联微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)支路以及右侧并联微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)支路分别在八个辐射单元(230)的水平位置中心馈入八个辐射单元(230)。
2.如权利要求1所述的高效的天线收发阵列装置,其特征在于,信号电流经过节点Ⅰ(310)分流,电流经过上侧并联微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅲ(430)支路以及下侧并联微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅲ(430)支路流入上下位置对称的两个节点Ⅱ(320);电流经过上下两个节点Ⅱ(320)分流,其中电流经上侧节点Ⅱ(320)分流,分别经过节点Ⅱ(320)上侧并联的微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅷ(480)支路以及下侧的微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅷ(480)支路流入天线阵列上部分两个节点Ⅴ(350);电流经下侧节点Ⅱ(320)分流,分别经过节点Ⅱ(320)上侧并联的微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅷ(480)支路以及下侧并联的微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)、微带线Ⅷ(480)支路流入天线阵列下部分两个节点Ⅴ(350);最终电流汇入天线阵列的四个节点Ⅴ(350),经四个节点Ⅴ(350)再次分流,在每一节点Ⅴ(350)处,电流经过左侧并联的微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)在左侧四个辐射单元(230)的垂直位置中心馈入辐射单元(230),电流经过右侧并联的微带线Ⅸ(490)在右侧四个辐射单元(230)的垂直位置中心馈入辐射单元(230),其中左侧的微带线I(410)、微带线Ⅱ(420)组成凹凸或蛇形线形状,微带线I(410)和微带线Ⅱ(420)的长度大于微带线Ⅸ(490)的长度。
3.如权利要求1所述的高效的天线收发阵列装置,其特征在于,在馈电板(200)中,和馈电网络相互连接的八个矩形辐射单元(230)相隔一定间距,对称排列,在每个辐射单元(230)上方对称对应排列耦合单元(110)。
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---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20170815 |