CN109462041A - 高增益mimo定向天线 - Google Patents

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隋诚
萧霖
钟勇
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
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Abstract

本发明公开了一种高增益MIMO定向天线，其特征在于，包括反射板、一分四功分器一、一分四功分器二、辐射单元阵列，辐射单元阵列包括辐射单元一、辐射单元二、辐射单元三、辐射单元四，辐射单元阵列安置于反射板上，辐射单元阵列和两个一分四功分器之间用同轴连接线连接，信号从同轴电缆一、同轴电缆二输出，通过一分四功分器一和一分四功分器二，输入到两个呈90°交叉极化的辐射单元上。本发明结构简单，使用操作方便。

Description

高增益MIMO定向天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其是涉及一种适用于5G频段的高增益MIMO定向天线。
背景技术
2017年11月，中国工业和信息化部正式宣布规划3300MHz—3600MHz、4800MHz—5000MHz频段作为5G系统工作频段，其中3300MHz—3400MHz频段原则上限室内使用。在人口密集的大型场馆和商场，需要足够的通信容量和高速的通信速率，这就对发射端和接收端的性能要求更高，特别是天线的增益和波束宽度。目前应用于3300MHz—3400MHz频段的定向天线，增益性能普通较低，这导致容量在人流密集的区域，无法达到必需的通信质量要求，而且此类产品成本昂贵，不利于大量投产和应用。
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结构简单、增益在16dBi以上，电性能优良，成本低廉，适用于5G频段的高增益MIMO定向天线。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种高增益MIMO定向天线，其特征在于，包括反射板、一分四功分器一、一分四功分器二、辐射单元阵列，辐射单元阵列包括辐射单元一、辐射单元二、辐射单元三、辐射单元四，辐射单元阵列安置于反射板上，辐射单元阵列和两个一分四功分器之间用同轴连接线连接，信号从同轴电缆一、同轴电缆二输出，通过一分四功分器一和一分四功分器二，输入到两个呈90°交叉极化的辐射单元上，将电路中的导行电磁波转化成自由空间中的非导行电磁波或实现其逆过程，最终完成信号的发射和接受。
作为上述方案的进一步说明，所述辐射单元阵列由四个辐射单元构成，辐射单元采用PCB板材料；PCB板下层蚀刻半波振子，半波振子采用两单元组成，有效地提高了单个辐射单元的增益，采用这个特殊结构，从而使整机增益达到16dBi以上；PCB板上层蚀刻馈电巴伦，馈电巴伦是一分二结构，给同一极化的两单元半波振子进行耦合馈电。
进一步地，同轴连接线一端的外导体焊接在PCB板下层的半波振子上，内导体穿过PCB板的导孔焊接在馈电巴伦上。
进一步地，同一方向极化的四根同轴连接线，焊接在一分四功分器的四个端口上。
进一步地，同轴电缆焊接在一分四功分器的总端口上，信号从同轴电缆输入，经过一分四功分器，输入到四个辐射单元，从而进行信号的发射和接受。
进一步地，四个辐射单元的间距一致，分布在反射板上，辐射单元的摆列方式，可根据极化的要求来确定，垂直极化按垂直方向放置，或45度极化按45度方向放置。
进一步地，反射板为金属反射板，反射板上安装孔位，和辐射单元上的孔位一致，便于安装位置的准确无误，安装孔位铆压不锈钢铆钉，用于支撑住的安装。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
本发明采用多个辐射单元进行组阵，单个辐射单元不是常规半波振子，而是高增益辐射振子，对于增益有显著提高，且在3400MHz—3800驻波比(VSWR)优于1.5以下，波束宽度好；且天线结构简单，用料较少，成本低廉。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的辐射单元结构示意图；
图3为本发明反射板结构示意图。
附图标记说明：1、反射板 2、不锈钢铆钉 3、内螺纹六角柱 4、螺丝 5、一分四功分器一 6、一分四功分器二 7、辐射单元一 8、辐射单元二 9、辐射单元三 10、辐射单元四11、半波振子一 12、半波振子二 13、巴伦一 14、巴伦二 15、同轴连接线一 16、同轴连接线二 17、同轴电缆一 18、同轴电缆二。
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，本发明是一种高增益MIMO定向天线，它包括反射板1，反射板1上的圆孔上铆压若干个不锈钢铆钉2，用于安装若干个内螺纹六角柱3和一分四功分器一5，以及一分四功分器二6。同轴连接线一15的外导体焊接在辐射单元一7的半波振子11上，内导体穿过导孔和上层的巴伦一13进行焊接。
具体地，依照上一步的方法，将其余的辐射单元二8、辐射单元三9、辐射单元10和其余的同轴连接线焊接。将辐射单元一7，辐射单元二8，辐射单元三9，辐射单元10和一分四功分器一5，一分四功分器二6依次安装到反射板1的不锈钢铆钉2上，并用螺丝4固定。
进一步地，按照极化方向的区别，将四个辐射单元上的同轴连接线一焊接到一分四功分器一5的四个端口上，同轴连接线二焊接到一分四功分器一6的四个端口上。同轴电缆一17焊接到一分四功分器一5得总端口上，同轴电缆二18焊接到一分四功分器二6得总端口上，完成两个极化的馈电。
本发明采用四个辐射单元进行组阵，单个辐射单元不是常规半波振子，而是高增益辐射振子，对于增益有显著提高，且在3400MHz—3800驻波比(VSWR)优于1.5以下，波束宽度好；且天线结构简单，用料较少，成本低廉。
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 (7)

1.一种高增益MIMO定向天线，其特征在于，包括反射板、一分四功分器一、一分四功分器二、辐射单元阵列，辐射单元阵列包括辐射单元一、辐射单元二、辐射单元三、辐射单元四，辐射单元阵列安置于反射板上，辐射单元阵列和两个一分四功分器之间用同轴连接线连接，信号从同轴电缆一、同轴电缆二输出，通过一分四功分器一和一分四功分器二，输入到两个呈90°交叉极化的辐射单元上。
2.根据权利要求1所述的高增益MIMO定向天线，其特征在于，所述辐射单元阵列由四个辐射单元构成，辐射单元采用PCB板材料；PCB板下层蚀刻半波振子；PCB板上层蚀刻馈电巴伦，馈电巴伦是一分二结构，给同一极化的两单元半波振子进行耦合馈电。
3.根据权利要求2所述的高增益MIMO定向天线，其特征在于，同轴连接线一端的外导体焊接在PCB板下层的半波振子上，内导体穿过PCB板的导孔焊接在馈电巴伦上。
4.根据权利要求2所述的高增益MIMO定向天线，其特征在于，同一方向极化的四根同轴连接线，焊接在一分四功分器的四个端口上。
5.根据权利要求1所述的高增益MIMO定向天线，其特征在于，同轴电缆焊接在一分四功分器的总端口上，信号从同轴电缆输入，经过一分四功分器，输入到四个辐射单元。
6.根据权利要求,2所述的高增益MIMO定向天线，其特征在于，四个辐射单元的间距一致，分布在反射板上，辐射单元的摆列方式，垂直极化按垂直方向放置，或45度极化按45度方向放置。
7.根据权利要求1所述的高增益MIMO定向天线，其特征在于，反射板为金属反射板，反射板上安装孔位，和辐射单元上的孔位一致。
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