CN109546330B - 一种集成合路器的双频三馈天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种集成合路器的双频三馈天线，包括PCB板、第一射频同轴线、第二射频同轴线以及第三射频同轴线；所述PCB板上设有合路器、双频单馈阵元以及高频阵元；所述第三射频同轴线与高频阵元连接；所述合路端与双频单馈阵元连接；所述合路器设于PCB板的正面；所述高频阵元设于PCB板的背面。本发明通过将一路高频阵元和一路双频单馈阵元集成在同一块PCB板上，同时采用合路器将双频单馈阵元分路输出，从而形成两路高频天线和一路低频天线三合一集成的天线形式。由于天线之间的上下排布方式以及合路器本身自带的高隔离度性能，使得该三合一天线无论是同频率之间还是高低频率之间都具有极佳的隔离度。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种集成合路器的双频三馈天线。
背景技术
IEEE 802.11ax又称为高效率无线标准，是一项制定中的无线局域网标准。 IEEE802.11ax支持2.4GHz和5GHz频段，向下兼容11a/b/g/n/ac。目标是支持室内室外场景、提高频谱效率和密集用户环境下4倍实际吞吐量提升。
对于三合一天线来说，IEEE 802.11ax目前最多能支持4路2.4G和8路5G，若采用传统的单频天线，则整机需要12支天线，这对客户的成本压力是非常大的。若采用四支双频双馈天线和四支单频5G天线，也需要8支天线，仍然不能实现成本最小化。最佳的组合方式是采用双频三馈天线，即在同一只天线外壳内集成一支2.4G和两支5G天线。
由于802.11AX的高吞吐量性能，天线的隔离度指标将会成为影响整机无线性能的重要因素。因此，开发高隔离度的双频三馈天线很有必要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种集成合路器的双频三馈天线。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种集成合路器的双频三馈天线，包括PCB板、第一射频同轴线、第二射频同轴线以及第三射频同轴线；所述 PCB板上设有合路器、双频单馈阵元以及高频阵元；所述合路器设于PCB板的一端；所述双频单馈阵元以及高频阵元分别设于PCB板的两端；所述合路器设有第一分路端、第二分路端以及合路端；所述第一分路端与第一射频同轴线连接；所述第二分路端与第二射频同轴线连接；所述第三射频同轴线与高频阵元连接；所述合路端与双频单馈阵元连接；所述合路器设于PCB板的正面；所述高频阵元设于PCB板的背面。
本发明进一步设置为，所述高频阵元包括第一高频偶极振子以及第二高频偶极振子；所述第一高频偶极振子以及第二高频偶极振子均设有信号臂以及接地臂；所述第三射频同轴线的一端设有线芯层以及第一编织层；所述第三射频同轴线的中部设有第二编织层、第三编织层以及绝缘层；所述绝缘层设于第二编织层与第三编织层之间；所述第一高频偶极振子的信号臂与线芯层连接；所述第一高频偶极振子的接地臂与第一编织层连接；所述第二高频偶极振子的信号臂以及第二高频偶极振子的接地臂分别与第二编织层、第三编织层连接。
本发明进一步设置为，所述双频单馈阵元包括第一双频偶极振子以及第二双频偶极振子；所述第一双频偶极振子与第二双频偶极振子电连接。
本发明进一步设置为，所述双频单馈阵元设于PCB板的一端；所述高频阵元设于PCB板的另一端。
本发明进一步设置为，所述PCB板上设有第一微带线以及第二微带线；所述合路端与第一双频偶极振子通过第一微带线连接；所述第一双频偶极振子与第二双频偶极振子通过第二微带线连接。
本发明进一步设置为，所述第二微带线的长度为低频中心频率的一个波长。
本发明进一步设置为，所述双频单馈阵元设于PCB板的另一端；所述高频阵元设于PCB板的一端。
本发明进一步设置为，所述PCB板上设有射频同轴跳线以及第三微带线；所述第一双频偶极振子与第二双频偶极振子通过第三微带线连接；所述射频同轴跳线的一端与合路端连接；所述射频同轴跳线的另一端与第三微带线的中部连接。
本发明进一步设置为，所述第三射频同轴线设于PCB板的中线处。
本发明进一步设置为，所述PCB板的正面设有合路器焊盘。
本发明的有益效果：本发明通过将一路高频阵元和一路双频单馈阵元集成在同一块PCB板上，同时采用合路器将双频单馈阵元分路输出，从而形成两路高频天线和一路低频天线三合一集成的天线形式。由于天线之间的上下排布方式以及合路器本身自带的高隔离度性能，使得该三合一天线无论是同频率之间还是高低频率之间都具有极佳的隔离度。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例1的正面图；
图2是本发明实施例1的背面图；
图3是图1中A部位的局部放大图；
图4是本发明第三射频同轴线的结构示意图；
图5是本发明实施例2的正面图；
图6是本发明实施例2的背面图；
图1至图6中的附图标记说明：
1-PCB板；21-第一射频同轴线；22-第二射频同轴线；23-第三射频同轴线；3-合路器；31-第一分路端；32-第二分路端；33-合路端；41-第一高频偶极振子；42-第二高频偶极振子；51-第一编织层；52-第二编织层；53-第三编织层；54-线芯层；55-绝缘层；61-第一双频偶极振子；62-第二双频偶极振子；71-第一微带线；72-第二微带线；81-射频同轴跳线；82-第三微带线；9-合路器焊盘。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1，
由图1至图4所示；本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，包括PCB板1、第一射频同轴线21、第二射频同轴线22以及第三射频同轴线 23；所述PCB板1上设有合路器3、双频单馈阵元以及高频阵元；所述合路器 3设于PCB板1的一端；所述双频单馈阵元以及高频阵元分别设于PCB板1的两端；所述合路器3设有第一分路端31、第二分路端32以及合路端33；所述第一分路端31与第一射频同轴线21连接；所述第二分路端32与第二射频同轴线22连接；所述第三射频同轴线23与高频阵元连接；所述合路端33与双频单馈阵元连接；所述合路器3设于PCB板1的正面；所述高频阵元设于 PCB板1的背面。
具体地，本实施例所述的双频三馈天线，通过将一路高频阵元和一路双频单馈阵元集成在同一块PCB板1上，同时采用合路器3将双频单馈阵元分路输出，从而形成两路高频天线和一路低频天线三合一集成的天线形式。由于天线之间的上下排布方式以及合路器3本身自带的高隔离度性能，所以该三合一天线无论是同频率之间还是高低频率之间都具有极佳的隔离度。
本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，所述高频阵元包括第一高频偶极振子41以及第二高频偶极振子42；所述第一高频偶极振子41以及第二高频偶极振子42均设有信号臂以及接地臂；所述第三射频同轴线23 的一端设有线芯层54以及第一编织层51；所述第三射频同轴线23的中部设有第二编织层52、第三编织层53以及绝缘层55；所述绝缘层55设于第二编织层52与第三编织层53之间；所述第一高频偶极振子41的信号臂与线芯层54连接；所述第一高频偶极振子41的接地臂与第一编织层51连接；所述第二高频偶极振子42的信号臂以及第二高频偶极振子42的接地臂分别与第二编织层52、第三编织层53连接。
本实施例所述的第二编织层52、第三编织层53以及绝缘层55是由第三射频同轴线23经过中剥而成，采用中剥第三射频同轴线23取代传统的微带线作为馈电网络有利于减小线路损耗。
本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，所述第三射频同轴线23设于PCB板1的中线处。连接于高频阵元馈点处的第三射频同轴线23沿着 PCB板1的中线引出，可保证高频阵元的第三射频同轴线23不影响双频单馈阵元的方向图。
本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，所述PCB板1的正面设有合路器焊盘9。上述设置便于将合路器3焊接在PCB板1上。
本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，所述双频单馈阵元包括第一双频偶极振子61以及第二双频偶极振子62；所述第一双频偶极振子 61与第二双频偶极振子62电连接。本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，所述双频单馈阵元设于PCB板1的一端；所述高频阵元设于PCB板1 的另一端。本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，所述PCB板1 上设有第一微带线71以及第二微带线72；所述合路端33与第一双频偶极振子61通过第一微带线71连接；所述第一双频偶极振子61与第二双频偶极振子62通过第二微带线72连接。本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，所述第二微带线72的长度为低频中心频率的一个波长。
具体地，本实施例所述的双频三馈天线，其工作原理为：高频和低频的射频电流分别从第一射频同轴线21和第二射频同轴线22流入合路器3的第一分路端31和第二分路端32，经合路器3合路后从合路器3的合路端33输出，再经过第一微带线71馈入双频单馈阵元。射频电流在第一双频偶极子产生辐射，同时辐射高频和低频的电磁波，剩余的电流经一段长度约为低频的一个波长的第二微带线72馈入第二双频偶极子，第二双频偶极子同时辐射高频和低频的电磁波。第一双频偶极子和第二双频偶极子辐射的电磁波相位相同，高频和低频电磁波同相叠加产生高增益，而第三射频同轴线23同时馈入高频电流至高频阵元从而产生高频电磁波。同时由于合路器3本身自带的高隔离性能，可保证高频和低频之间极佳的隔离度。
实施例2，由图5至图6所示；
与实施例1不同的是，本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，所述双频单馈阵元设于PCB板1的另一端；所述高频阵元设于PCB板1的一端。本实施例所述的一种集成合路器的双频三馈天线，所述PCB板1上设有射频同轴跳线81以及第三微带线82；所述第一双频偶极振子61与第二双频偶极振子62通过第三微带线82连接；所述射频同轴跳线81的一端与合路端 33连接；所述射频同轴跳线81的另一端与第三微带线82的中部连接。
具体地，本实施例所述的双频三馈天线，其工作原理为：高频和低频的射频电流分别从第一射频同轴线21和第二射频同轴线22流入合路器3的第一分路端31和第二分路端32，经合路器3合路后从合路器3的合路端33输出，再流经射频同轴跳线81馈入双频单馈天线阵元。由于双频单馈阵元采用并馈方式，射频同轴跳线81内的电流一份为二等分馈入双频单馈阵元，然后再分别流经相同长度的两条微带线，馈入两个双频偶极子。由于并馈方式电流路径长度相同，所以馈入两个双频偶极子的电流相位相同，两个双频偶极子辐射的高频和低频的电磁波相位相同，同相叠加产生高增益的辐射方向图；而第三射频同轴线23同时馈入高频电流至高频阵元从而产生高频电磁波。同时由于合路器3本身自带的高隔离性能，可保证高频和低频之间极佳的隔离度。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种集成合路器的双频三馈天线，其特征在于：包括PCB板（1）、第一射频同轴线（21）、第二射频同轴线（22）以及第三射频同轴线（23）；所述PCB板（1）上设有合路器（3）、双频单馈阵元以及高频阵元；所述合路器（3）设于PCB板（1）的一端；所述双频单馈阵元以及高频阵元分别设于PCB板（1）的两端；所述合路器（3）设有第一分路端（31）、第二分路端（32）以及合路端（33）；所述第一分路端（31）与第一射频同轴线（21）连接；所述第二分路端（32）与第二射频同轴线（22）连接；所述第三射频同轴线（23）与高频阵元连接；所述合路端（33）与双频单馈阵元连接；所述合路器（3）设于PCB板（1）的正面；所述高频阵元设于PCB板（1）的背面；
所述高频阵元包括第一高频偶极振子（41）以及第二高频偶极振子（42）；所述第一高频偶极振子（41）以及第二高频偶极振子（42）均设有信号臂以及接地臂；所述第三射频同轴线（23）的一端设有线芯层（54）以及第一编织层（51）；所述第三射频同轴线（23）的中部设有第二编织层（52）、第三编织层（53）以及绝缘层（55）；所述绝缘层（55）设于第二编织层（52）与第三编织层（53）之间；所述第一高频偶极振子（41）的信号臂与线芯层（54）连接；所述第一高频偶极振子（41）的接地臂与第一编织层（51）连接；所述第二高频偶极振子（42）的信号臂以及第二高频偶极振子（42）的接地臂分别与第二编织层（52）、第三编织层（53）连接；
所述第三射频同轴线（23）设于PCB板（1）的中线处。
2.根据权利要求1所述的一种集成合路器的双频三馈天线，其特征在于：所述双频单馈阵元包括第一双频偶极振子（61）以及第二双频偶极振子（62）；所述第一双频偶极振子（61）与第二双频偶极振子（62）电连接。
3.根据权利要求2所述的一种集成合路器的双频三馈天线，其特征在于：所述双频单馈阵元设于PCB板（1）的一端；所述高频阵元设于PCB板（1）的另一端。
4.根据权利要求3所述的一种集成合路器的双频三馈天线，其特征在于：所述PCB板（1）上设有第一微带线（71）以及第二微带线（72）；所述合路端（33）与第一双频偶极振子（61）通过第一微带线（71）连接；所述第一双频偶极振子（61）与第二双频偶极振子（62）通过第二微带线（72）连接。
5.根据权利要求4所述的一种集成合路器的双频三馈天线，其特征在于：所述第二微带线（72）的长度为低频中心频率的一个波长。
6.根据权利要求2所述的一种集成合路器的双频三馈天线，其特征在于：所述双频单馈阵元设于PCB板（1）的另一端；所述高频阵元设于PCB板（1）的一端。
7.根据权利要求6所述的一种集成合路器的双频三馈天线，其特征在于：所述PCB板（1）上设有射频同轴跳线（81）以及第三微带线（82）；所述第一双频偶极振子（61）与第二双频偶极振子（62）通过第三微带线（82）连接；所述射频同轴跳线（81）的一端与合路端（33）连接；所述射频同轴跳线（81）的另一端与第三微带线（82）的中部连接。
8.根据权利要求1所述的一种集成合路器的双频三馈天线，其特征在于：所述PCB板（1）的正面设有合路器焊盘（9）。
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