CN111162376A - 一种高增益的多频三馈天线 - Google Patents

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姚定军
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Abstract

本发明涉及无线通讯技术领域，具体涉及一种高增益的多频三馈天线，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板正面的上方设有双频天线；所述PCB板背面的下方设有高频天线；所述PCB板的正面设有合路器；高频天线的工作频率可以是与双频天线的高频段相同，也可以是与双频天线的高频段不相同。本发明通过将一路高频天线和一路双频单馈天线集成在同一块PCB板上，同时采用合路器将双频单馈天线分路输出，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，所以该多频三馈天线在同频率之间或者高低频率之间都具有极佳的隔离度。

Description

一种高增益的多频三馈天线
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，具体涉及一种高增益的多频三馈天线。
背景技术
IEEE 802.11ax又称为高效率无线标准(High-Efficiency Wireless，HEW)，是一项无线局域网标准。
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。
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多频三馈天线，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，开发高隔离度的多频三馈天线很有必要。
另外，据最新消息，Wi-Fi联盟公布了Wi-Fi 6E标准，新标准当中加入了对6GHz频段的支持。与目前的5GHz Wi-Fi网络相比，增加了1200MHz连续通信频谱，因此在延迟、速率和网络干扰方面能够有更好的表现。
综合Wi-Fi 6E以及向下兼容的其他标准，WIFI的频段可归纳为2.4-2.5&5.15-7.125GHz，由于高频段5.15-7.125GHz频带极宽，目前芯片方案一般采用将高频段分段输出方案，即5.15-5.825GHz和5.925-7.125GHz。因此在三频段和多路MIMO的情况下，同样会遇到WIFI5和WIFI6的问题，因此需要开发高隔离度的多频三馈天线。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种高增益的多频三馈天线。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种高增益的多频三馈天线，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板正面的上方设有双频天线；所述PCB板背面的下方设有高频天线；所述PCB板的正面设有合路器；
所述双频天线包括从上至下依次连接的第一双频偶极振子、第一高频偶极振子以及第二双频偶极振子；所述合路器的合路端与第二双频偶极振子连接；所述合路器的两个分路端分别与第一射频同轴线以及第二射频同轴线连接；
所述高频天线包括第二高频偶极振子以及与第二高频偶极振子连接的第三高频偶极振子；所述第二高频偶极振子设于第三高频偶极振子的上方；所述第三高频偶极振子与第三射频同轴线连接。
本发明进一步设置为，所述第一双频偶极振子、第一高频偶极振子以及第二双频偶极振子之间设有中剥的第一同轴跳线。
本发明进一步设置为，所述第一同轴跳线沿PCB板宽度方向的中线设置于PCB板的正面。
本发明进一步设置为，所述第二高频偶极振子以及第三高频偶极振子之间设有第二同轴跳线。
本发明进一步设置为，所述第二同轴跳线沿PCB板宽度方向的中线设置于PCB板的背面。
本发明进一步设置为，所述第一双频偶极振子与第一高频偶极振子的间距以及第二双频偶极振子与第一高频偶极振子的间距相等；
所述第一双频偶极振子与第一高频偶极振子的间距为高频频段在第一射频同轴线中的一个波长。
本发明进一步设置为，所述第二双频偶极振子与合路器的合路端之间设有第一CPW线；所述第二双频偶极振子通过第一CPW线与合路器的合路端连接。
本发明进一步设置为，所述合路器的两个分路端分别与第一射频同轴线以及第二射频同轴线之间设有第二CPW线以及第三CPW线。
本发明进一步设置为，所述第三高频偶极振子与第三射频同轴线之间设有第四CPW线。
本发明进一步设置为，所述第一射频同轴线以及第二射频同轴线沿PCB板宽度方向的中线设置于PCB板的正面；所述第三射频同轴线沿PCB板宽度方向的中线设置于PCB板的背面。
本发明的有益效果：本发明通过将一路高频天线和一路双频单馈天线集成在同一块PCB板上，同时采用合路器将双频单馈天线分路输出，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，所以该多频三馈天线在同频率之间或者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是本发明的正面图；
图2是本发明的背面图；
其中：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；41、第一双频偶极振子；42、第一高频偶极振子；43、第二双频偶极振子；51、第二高频偶极振子；52、第三高频偶极振子；61、第一同轴跳线；62、第二同轴跳线；71、第一CPW线；72、第二CPW线；73、第三CPW线；74、第四CPW线。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
由图1至图2可知，本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，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正面的上方设有双频天线；所述PCB板1背面的下方设有高频天线；所述PCB板1的正面设有合路器3；
所述双频天线包括从上至下依次连接的第一双频偶极振子41、第一高频偶极振子42以及第二双频偶极振子43；所述合路器3的合路端与第二双频偶极振子43连接；所述合路器3的两个分路端分别与第一射频同轴线21以及第二射频同轴线22连接；
所述高频天线包括第二高频偶极振子51以及与第二高频偶极振子51连接的第三高频偶极振子52；所述第二高频偶极振子51设于第三高频偶极振子52的上方；所述第三高频偶极振子52与第三射频同轴线23连接。其中，高频天线的工作频率可以是与双频天线的高频段相同，也可以是与双频天线的高频段不相同。
具体地，本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，通过将一路高频天线和一路双频单馈天线集成在同一块PCB板1上，同时采用合路器3将双频单馈天线分路输出，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，所以该多频三馈天线在同频率之间或者高低频率之间都具有极佳的隔离度。
本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，所述第一双频偶极振子41、第一高频偶极振子42以及第二双频偶极振子43之间设有中剥的第一同轴跳线61。本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，所述第一同轴跳线61沿PCB板1宽度方向的中线设置于PCB板1的正面。通过上述设置能够保天线方向图的全向性。
本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，所述第二高频偶极振子51以及第三高频偶极振子52之间设有第二同轴跳线62。本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，所述第二同轴跳线62沿PCB板1宽度方向的中线设置于PCB板1的背面。通过上述设置能够保天线方向图的全向性。
本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，所述第一双频偶极振子41与第一高频偶极振子42的间距以及第二双频偶极振子43与第一高频偶极振子42的间距相等；所述第一双频偶极振子41与第一高频偶极振子42的间距为高频频段在第一射频同轴线21中的一个波长。通过上述设置有利于提高天线增益。
本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，所述第二双频偶极振子43与合路器3的合路端之间设有第一CPW线71；所述第二双频偶极振子43通过第一CPW线71与合路器3的合路端连接。通过上述设置用以对天线进行匹配。
本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，所述合路器3的两个分路端分别与第一射频同轴线21以及第二射频同轴线22之间设有第二CPW线72以及第三CPW线73。本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，所述第三高频偶极振子52与第三射频同轴线23之间设有第四CPW线74。通过上述设置用以对天线进行匹配。
本实施例所述的一种高增益的多频三馈天线，所述第一射频同轴线21以及第二射频同轴线22沿PCB板1宽度方向的中线设置于PCB板1的正面；所述第三射频同轴线23沿PCB板1宽度方向的中线设置于PCB板1的背面。本实施例通过将所有的射频同轴线均沿PCB竖直中线走线，能确保天线方向图的全向性。
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 (10)

1.一种高增益的多频三馈天线，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)正面的上方设有双频天线；所述PCB板(1)背面的下方设有高频天线；所述PCB板(1)的正面设有合路器(3)；
所述双频天线包括从上至下依次连接的第一双频偶极振子(41)、第一高频偶极振子(42)以及第二双频偶极振子(43)；所述合路器(3)的合路端与第二双频偶极振子(43)连接；所述合路器(3)的两个分路端分别与第一射频同轴线(21)以及第二射频同轴线(22)连接；
所述高频天线包括第二高频偶极振子(51)以及与第二高频偶极振子(51)连接的第三高频偶极振子(52)；所述第二高频偶极振子(51)设于第三高频偶极振子(52)的上方；所述第三高频偶极振子(52)与第三射频同轴线(23)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高增益的多频三馈天线，其特征在于：所述第一双频偶极振子(41)、第一高频偶极振子(42)以及第二双频偶极振子(43)之间设有中剥的第一同轴跳线(61)。
3.根据权利要求2所述的一种高增益的多频三馈天线，其特征在于：所述第一同轴跳线(61)沿PCB板(1)宽度方向的中线设置于PCB板(1)的正面。
4.根据权利要求1所述的一种高增益的多频三馈天线，其特征在于：所述第二高频偶极振子(51)以及第三高频偶极振子(52)之间设有第二同轴跳线(62)。
5.根据权利要求4所述的一种高增益的多频三馈天线，其特征在于：所述第二同轴跳线(62)沿PCB板(1)宽度方向的中线设置于PCB板(1)的背面。
6.根据权利要求1所述的一种高增益的多频三馈天线，其特征在于：所述第一双频偶极振子(41)与第一高频偶极振子(42)的间距以及第二双频偶极振子(43)与第一高频偶极振子(42)的间距相等；
所述第一双频偶极振子(41)与第一高频偶极振子(42)的间距为高频频段在第一射频同轴线(21)中的一个波长。
7.根据权利要求1所述的一种高增益的多频三馈天线，其特征在于：所述第二双频偶极振子(43)与合路器(3)的合路端之间设有第一CPW线(71)；所述第二双频偶极振子(43)通过第一CPW线(71)与合路器(3)的合路端连接。
8.根据权利要求1所述的一种高增益的多频三馈天线，其特征在于：所述合路器(3)的两个分路端分别与第一射频同轴线(21)以及第二射频同轴线(22)之间设有第二CPW线(72)以及第三CPW线(73)。
9.根据权利要求1所述的一种高增益的多频三馈天线，其特征在于：所述第三高频偶极振子(52)与第三射频同轴线(23)之间设有第四CPW线(74)。
10.根据权利要求1所述的一种高增益的多频三馈天线，其特征在于：所述第一射频同轴线(21)以及第二射频同轴线(22)沿PCB板(1)宽度方向的中线设置于PCB板(1)的正面；所述第三射频同轴线(23)沿PCB板(1)宽度方向的中线设置于PCB板(1)的背面。
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