CN107863605B - 多集成cpe mimo天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多集成CPE MIMO天线，其特征在于，它包括设置在立方体状的CPE装置的LTE天线和WIFI天线，LTE天线包括LTE天线单元一、LTE天线单元二，WIFI天线包括WIFI天线单元一和WIFI天线单元二，LTE天线单元一和LTE天线单元二呈对角分布，WIFI天线单元一和WIFI天线单元二呈对角分布；LTE天线LTE所处的对角线和WIFI天线所处的对角线相互交错，邻边天线单元相互垂直，对边天线单元相互平行。本发明具有结构紧凑，容易加工制造，单元具有高增益等特点，可用于移动通信终端设备。

Description

多集成CPE MIMO天线
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是一种集成LTE天线和WIFI双频天线的多集成CPE MIMO天线。
背景技术
随着无线通信技术飞速发展，人们对通信容量和通信速率有了更高要求，特别在人口密集区域，如足球场馆、大型商场等，多个无线终端设备的接入时，在保证通信稳定性的基础上，实现高速率高容量通信是一大挑战，多输入多输出(MIMO)技术通过在设备发射端和接受端设置多天线，充分利用多径效应，可以成倍提高系统容量
在传统的CPE MIMO天线中，LTE天线和WIFI天线很少同时存在，就算同时存在的前提下，LTE天线或者WIFI天线也并非全向覆盖，且增益较低，这导致LTE通信和WIFI通信在密集区人口域不能同时达到较好的通信质量。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅结构简单，而且高增益和全向覆盖的多集成CPE MIMO天线。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种多集成CPEMIMO天线，其特征在于，它包括设置在立方体状的CPE装置的LTE天线和WIFI天线，LTE天线包括LTE天线单元一、LTE天线单元二，WIFI天线包括WIFI天线单元一和WIFI天线单元二，LTE天线单元一和LTE天线单元二呈对角分布，WIFI天线单元一和WIFI天线单元二呈对角分布；LTE天线LTE所处的对角线和WIFI天线所处的对角线相互交错，邻边天线单元相互垂直，对边天线单元相互平行。
作为上述方案的进一步说明，LTE天线和WIFI天线的天线单元均采用PCB工艺。
进一步地，所述LTE天线单元采用二元阵列，阵元通过移相器串联，各阵元包括印刷在介质基板正面的半波下振子和印刷在介质基板背面的半波上振子；通过移相器可以控制阵元电流相位，通过相位叠加实现高增益。
所述LTE天线单元移相器为微带弯折线，所述LTE天线单元馈线为一段50欧姆微带线。
所述WIFI天线单元采用三元混合馈电阵列，阵元一和阵元二采用并联馈电实现，阵元三通过阵元二的串联馈电实现，阵元三与阵元二采用移相器串联，通过移相器可以控制阵元电流相位，通过相位叠加实现高增益；各阵元包括印刷在介质基板正面的半波下阵子和印刷在介质基板背面的半波上振子。
所述各阵元的半波下阵子和上振子均包含了WIFI 2.4GHz频段枝节和WIFI 5GHz频段枝节。
所述WIFI天线馈线不同位置为不同宽度微带线，馈电处为100Ω微带线，其它位置不同宽度其阻抗调节作用。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
本发明采用将LTE高增益全向天线和WIFI双频高增益全向天线集成在同一CPE设备中，可以极大提高信道容量；通过移相器将LTE二元阵列串联，实现了LTE单元的全向覆盖和高增益，通过混合馈电的双频WIFI天线，实现了WIFI单元的全向覆盖和高增益；通过对角平行布置相同天线，邻边垂直布置不同天线，实现了高隔离度。
附图说明
图1为本发明的天线结构示意图；
图2为本发明的WIFI单元示意图；
图3为本发明的LTE单元示意图；
图4为本发明WIFI单元天线电磁仿真反射系数曲线图；
图5为本发明WIFI单元天线电磁仿真(2.45GHz、5.15GHz、5.45GHz、5.85GHz)H面方向图；
图6为本发明LTE单元天线电磁仿真反射系数曲线图；
图7为本发明LTE单元天线电磁仿真(2.5GHz、2.6GHz、2.7GHz)H面方向图；
图8为本发明在相邻单元间距为100mm时隔离度仿真曲线图。
附图标记说明：1、WIFI天线单元一；1-1、WIFI天线阵元一；1-2、WIFI天线阵元二；1-3、WIFI天线阵元3；1-4、WIFI天线移相器；1-5、WIFI天线低频枝节；1-6、WIFI天线低频枝节；1-7WIFI天线馈电点；2、LTE天线单元一；2-1、LTE天线单元上振子；2-2、LTE天线单元下振子；2-3、LTE单元移相器；2-4、LTE单元微带馈线；2-5、LTE单元馈电点；3、WIFI天线单元二；4、LTE天线单元二；5、CPE外罩。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本技术方案作详细的描述。
如图1-图2所示，本发明是本发明是一种多集成CPE MIMO天线，它包括设置在立方体状的CPE装置的LTE天线和WIFI天线，LTE天线包括LTE天线单元一1、LTE天线单元二3，WIFI天线包括WIFI天线单元一2和WIFI天线单元二4，LTE天线单元一和LTE天线单元二呈对角分布，WIFI天线单元一和WIFI天线单元二呈对角分布；LTE天线LTE所处的对角线和WIFI天线所处的对角线相互交错，邻边天线单元相互垂直，对边天线单元相互平行。所述LTE天线单元采用二元阵列，阵元通过移相器2-3串联，各阵元包括印刷在介质基板正面的半波上振子2-1和印刷在介质基板背面的半波下振子2-2。通过移相器可以控制阵元电流相位，通过相位叠加实现高增益。所述LTE天线单元移相器为微带弯折线，所述LTE天线单元馈线2-4为一段50欧姆微带线。
所述WIFI天线单元采用三元混合馈电阵列，阵元二1-2和阵元三1-3采用并联馈电实现，阵元一1-1通过阵元二的串联馈电实现，阵元三与阵元二采用移相器1-4串联，通过移相器可以控制阵元电流相位，通过相位叠加实现高增益。各阵元包括印刷在介质基板正面的半波下阵子和印刷在介质基板背面的半波上振子。所述各阵元的半波下阵子和上振子均包含了WIFI 2.4GHz频段低频枝节1-5和WIFI 5GHz高频频段枝节1-6。
所述WIFI天线馈线不同位置为不同宽度微带线，馈电处为100Ω微带线，其它位置不同宽度其阻抗调节作用。
本发明与现有技术相比，通过将LTE高增益全向天线和WIFI双频高增益全向天线集成在同一CPE设备中，可以极大提高信道容量。通过移相器将LTE二元阵列串联，实现了LTE单元的全向覆盖和高增益，通过混合馈电的双频WIFI天线，实现了WIFI单元的全向覆盖和高增益。通过对角平行布置相同天线，临边垂直布置不同天线，实现了高隔离度。与现有CPE MIMO天线对比，其具有结构紧凑，全向覆盖，高H面增益的特点。所述LTE单元的整体尺寸为所述WIFI天线单元的整体尺寸为130mm*11mm*0.8mm，阻抗带宽为2.48-2.72GHz(∣S11∣＜-10dB)，满足H面增益为3.9dBi，不圆度0.5dB。所述WIFI天线单元的整体尺寸为172mm*11mm*0.8mm，阻抗带宽为2.38-2.55GHz、5.06-5.91GHz，(∣S11∣＜-10dB)，满足H面增益为低频5dBi，高频6dBi，不圆度3dB。所述多集成CPE MIMO天线的整体尺寸为根据CPE整机做相应变动，整体布局为WIFI天线和LTE天线交错放置,在相邻单元距离为100mm时，低频隔离度大于15dB,高频隔离度大于25dB，在组成MIMO天线后，同时由于CPE终端设备内部整机模块不一样，对外部天线影响不一样，因此其驻波和方向图都会受影响，但基于此两种单元组成的MIMO天线仍然可以很大程度提高信道容量。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多集成CPE MIMO天线，其特征在于，它包括设置在立方体状的CPE装置的LTE天线和WIFI天线，LTE天线包括LTE天线单元一、LTE天线单元二，WIFI天线包括WIFI天线单元一和WIFI天线单元二，LTE天线单元一和LTE天线单元二呈对角分布，WIFI天线单元一和WIFI天线单元二呈对角分布；LTE天线所处的对角线和WIFI天线所处的对角线相互交错，WIFI天线单元一和WIFI天线单元二相互平行，LTE天线单元一和LTE天线单元二相互平行；
所述LTE天线单元采用二元阵列，LTE天线单元的两阵元之间通过第一移相器串联，LTE天线单元的阵元包括印刷在介质基板正面的LTE天线单元半波上振子和印刷在介质基板背面的LTE天线单元半波下振子；通过第一移相器控制LTE天线单元的两阵元的电流相位，通过相位叠加实现高增益；所述第一移相器为微带弯折线；
所述WIFI天线单元采用三元混合馈电阵列，WIFI天线单元的阵元二和WIFI天线单元的阵元三采用并联馈电实现，WIFI天线单元的阵元一通过WIFI天线单元的阵元二的串联馈电实现，WIFI天线单元的阵元三与WIFI天线单元的阵元二采用第二移相器串联，通过第二移相器控制WIFI天线单元的各阵元的电流相位，通过相位叠加实现高增益；WIFI天线单元的各阵元分别包括印刷在介质基板正面的WIFI天线单元半波下振子和印刷在介质基板背面的WIFI天线单元半波上振子；WIFI天线单元的各阵元的WIFI天线单元半波下振子和WIFI天线单元半波上振子均包含了WIFI 2.4GHz频段低频枝节和WIFI 5GHz高频频段枝节。
2.根据权利要求1所述的多集成CPE MIMO天线，其特征在于，LTE天线和WIFI天线的天线单元均采用PCB工艺。
3.根据权利要求1所述的多集成CPE MIMO天线，其特征在于，所述LTE天线单元馈线为一段50欧姆微带线。
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