CN110829991A - 一种新型平面集成无线中继器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型平面集成无线中继器包括一个低噪声功率放大器和两个微带贴片天线；所述微带贴片天线和低噪声功率放大器平面集成于同一PCB板上；两个微带贴片天线对称分布于低噪声功率放大器两侧并与低噪声功率放大器连接；微带贴片天线和低噪声功率放大器之间设满过孔。本发明实现了微带贴片天线与低噪声功率放大器的一体化，使得该设计可以完成WLAN信号的放大，增强信号的功率；本发明的微带贴片天线增益2dB、带宽100M、中心频率2.4到2.5GHz、线极化的极化方式；本发明的低噪声功率放大器噪声系数小于2dB、带内增益大于15dB、驻波比小于1.5、反向电压增益小于‑10dB大于‑30dB，相对稳定。

Description

一种新型平面集成无线中继器
技术领域
本发明属于微带贴片天线技术领域，具体涉及一种新型平面集成无线中继器。
背景技术
微带贴片天线自20世纪70年代初期研制成功以来引起了广泛的关注与研究，各种形式的微带贴片天线在卫星通信、多普勒雷达以及其他导弹遥测技术以及生物工程等领域都得到了广泛的应用。尤其是在无线通讯和远程操控方面，微带贴片天线有着不可替代的位置。
随着当今无线通讯技术的发展，特别是近些年移动网络设备的普及，人们对宽带天线的要求越来越高。主要表现在体积小、接收范围广、效率高、处理数据速度快等等。由于微带贴片天线体积小、重量轻、低剖面的特点，容易和有源器件、微波电路集成为统一组件，因此适合大量生产。
但是，由于微带贴片天线的功率较小，信号辐射范围较小。并且，信号在传播过程中伴随着能量的损失，所以在一定范围外很难接受到信号。即使离天线的距离足够近，也可能收到阻挡物的影响而是接收到微弱的信号。所以放大微带贴片天线的功率显得尤为重要。
低噪声放大器一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。
随着电子器件朝着小型化、一体化发展，对通信设备的小型化提出了越来越高的要求。但是小型化、一体化与设备性能相制约，因此设计既具有良好性能又有小型化一体化特点的放大微带贴片天线极具研究前景和实用意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种WALN信号接收、放大、发射为一体的新型平面集成无线中继器。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种新型平面集成无线中继器，包括一个低噪声功率放大器和两个微带贴片天线；
所述微带贴片天线和低噪声功率放大器平面集成于同一PCB板上；
两个微带贴片天线对称分布于低噪声功率放大器两侧并与低噪声功率放大器连接；
微带贴片天线和低噪声功率放大器之间设满过孔，从而减少了微带贴片天线和低噪声功率放大器之间的干扰。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的微带贴片天线增益2dB、带宽100M、中心频率2.4到2.5GHz、线极化的极化方式；
所述低噪声功率放大器噪声系数小于2dB、带内增益大于15dB、驻波比小于1.5、反向电压增益小于-10dB大于-30dB。
上述的所述微带贴片天线包括矩形天线主体、馈线和焊盘；
所述矩形天线主体通过馈线与焊盘连接；
所述焊盘与低噪声功率放大器连接。
上述的所述矩形天线主体选用介电常数4.4、厚度1.6mm、铜厚度25um的fr4介质板；
所述矩形天线主体的尺寸为长度L＝30.83mm、宽度W＝37.3mm；
所述馈线长度为3.06mm。
上述的所述低噪声功率放大器包括输入匹配电路、输出匹配电路、sp_hp_AT-41511_2_19950125BJT和直流偏置电路；
所述输入匹配电路和输出匹配电路对称分布于直流偏置电路两侧；
所述输入匹配电路接地孔端、输出匹配电路接地孔端和直流偏置电路的电阻端均与sp_hp_AT-41511_2_19950125BJT连接；
所述输入匹配电路焊盘端和输出匹配电路焊盘端分别连接一个微带贴片天线。
上述的所述输入匹配电路和输出匹配电路均包括焊盘、串联电容和预留接地孔；
所述焊盘通过串联电容与预留接地孔连接；
所述焊盘与微带贴片天线连接。
上述的所述sp_hp_AT-41511_2_19950125BJT包括电阻模块、贴片电感和预留的直流电源接通模块；
所述电阻模块通过贴片电感与预留的直流电源接通模块的一端连接；
所述预留的直流电源接通模块的另一端连接预留接地孔。
上述的电阻模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8,电阻R1的一端连接输入匹配电路的预留接地孔，电阻R1的另一端连接电阻R2和电阻R3的一端，电阻R2和电阻R3的另一端连接电阻R4和电阻R5的一端，电阻R4和电阻R5的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电阻R7的一端和贴片电感，电阻R7的另一端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接输出匹配电路的预留接地孔。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明实现了微带贴片天线与低噪声功率放大器的一体化，使得该设计可以完成WLAN信号的放大，增强信号的功率；
2.本发明的微带贴片天线增益2dB、带宽100M、中心频率2.4到2.5GHz、圆极化的极化方式；
3.本发明的低噪声功率放大器噪声系数小于2dB、带内增益大于15dB、驻波比小于1.5、反向电压增益小于-10dB大于-30dB，相对稳定。
附图说明
图1是本发明的微带贴片天线的结构示意图；
图2是本发明低噪声功率放大器的结构示意图；
图3是本发明一种新型平面集成无线中继器的结构示意图；
图4是本发明微带贴片天线和低噪声功率放大器组合打孔示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图3和图4所示，本发明的一种新型平面集成无线中继器，包括一个低噪声功率放大器和两个微带贴片天线；
所述微带贴片天线和低噪声功率放大器平面集成于同一PCB板上；
两个微带贴片天线对称分布于低噪声功率放大器两侧并与低噪声功率放大器连接；
微带贴片天线和低噪声功率放大器之间设满过孔。
如图1所示，实施例中，所述微带贴片天线包括矩形天线主体、馈线和焊盘；
所述矩形天线主体通过馈线与焊盘连接；
所述焊盘与低噪声功率放大器连接。
所述微带贴片天线增益2dB、带宽100M、中心频率2.4到2.5GHz、线极化的极化方式；
所述低噪声功率放大器噪声系数小于2dB、带内增益大于15dB、驻波比小于1.5、反向电压增益小于-10dB大于-30dB。
所述矩形天线主体选用介电常数4.4、厚度1.6mm、铜厚度25um的fr4介质板；
所述矩形天线主体的尺寸为长度L＝30.83mm、宽度W＝37.3mm；
所述馈线长度为3.06mm。
如图2所示，所述低噪声功率放大器包括输入匹配电路、输出匹配电路、sp_hp_AT-41511_2_19950125BJT和直流偏置电路；
所述输入匹配电路和输出匹配电路对称分布于直流偏置电路两侧；
所述输入匹配电路接地孔端、输出匹配电路接地孔端和直流偏置电路的电阻端均与sp_hp_AT-41511_2_19950125BJT连接；
所述输入匹配电路焊盘端和输出匹配电路焊盘端分别连接一个微带贴片天线。
实施例中，所述输入匹配电路和输出匹配电路均包括焊盘、串联电容和预留接地孔；
所述焊盘通过串联电容与预留接地孔连接；
所述焊盘与微带贴片天线连接。
所述sp_hp_AT-41511_2_19950125BJT包括电阻模块、贴片电感和预留的直流电源接通模块；
所述电阻模块通过贴片电感与预留的直流电源接通模块的一端连接；
所述预留的直流电源接通模块的另一端连接预留接地孔。
所述电阻模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8,电阻R1的一端连接输入匹配电路的预留接地孔，电阻R1的另一端连接电阻R2和电阻R3的一端，电阻R2和电阻R3的另一端连接电阻R4和电阻R5的一端，电阻R4和电阻R5的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电阻R7的一端和贴片电感，电阻R7的另一端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接输出匹配电路的预留接地孔。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型平面集成无线中继器，其特征在于：
包括一个低噪声功率放大器和两个微带贴片天线；
所述微带贴片天线和低噪声功率放大器平面集成于同一PCB板上；
两个微带贴片天线对称分布于低噪声功率放大器两侧并与低噪声功率放大器连接；
微带贴片天线和低噪声功率放大器之间设满过孔。
2.根据权利要求1所述的一种新型平面集成无线中继器，其特征在于：
所述微带贴片天线增益2dB、带宽100M、中心频率2.4到2.5GHz、线极化的极化方式；
所述低噪声功率放大器噪声系数小于2dB、带内增益大于15dB、驻波比小于1.5、反向电压增益小于-10dB大于-30dB。
3.根据权利要求1所述的一种新型平面集成无线中继器，其特征在于：
所述微带贴片天线包括矩形天线主体、馈线和焊盘；
所述矩形天线主体通过馈线与焊盘连接；
所述焊盘与低噪声功率放大器连接。
4.根据权利要求3所述的一种新型平面集成无线中继器，其特征在于：
所述矩形天线主体选用介电常数4.4、厚度1.6mm、铜厚度25um的fr4介质板；
所述矩形天线主体的尺寸为长度L＝30.83mm、宽度W＝37.3mm；
所述馈线长度为3.06mm。
5.根据权利要求1所述的一种新型平面集成无线中继器，其特征在于：
所述低噪声功率放大器包括输入匹配电路、输出匹配电路、sp_hp_AT-41511_2_19950125BJT和直流偏置电路；
所述输入匹配电路和输出匹配电路对称分布于直流偏置电路两侧；
所述输入匹配电路接地孔端、输出匹配电路接地孔端和直流偏置电路的电阻端均与sp_hp_AT-41511_2_19950125BJT连接；
所述输入匹配电路焊盘端和输出匹配电路焊盘端分别连接一个微带贴片天线。
6.根据权利要求5所述的一种新型平面集成无线中继器，其特征在于：
所述输入匹配电路和输出匹配电路均包括焊盘、串联电容和预留接地孔；
所述焊盘通过串联电容与预留接地孔连接；
所述焊盘与微带贴片天线连接。
7.根据权利要求5所述的一种新型平面集成无线中继器，其特征在于：
所述sp_hp_AT-41511_2_19950125BJT包括电阻模块、贴片电感和预留的直流电源接通模块；
所述电阻模块通过贴片电感与预留的直流电源接通模块的一端连接；
所述预留的直流电源接通模块的另一端连接预留接地孔。
8.根据权利要求7所述的一种新型平面集成无线中继器，其特征在于：
所述电阻模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8,电阻R1的一端连接输入匹配电路的预留接地孔，电阻R1的另一端连接电阻R2和电阻R3的一端，电阻R2和电阻R3的另一端连接电阻R4和电阻R5的一端，电阻R4和电阻R5的另一端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电阻R7的一端和贴片电感，电阻R7的另一端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接输出匹配电路的预留接地孔。
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