CN112448135A - 船用高增益cpe - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种船用高增益CPE，包括高增益全向天线和CPE模块，高增益全向天线包括天线支撑架及沿天线支撑架的长度方向依次设置的高频天线板、低频天线板和天线合路器，高频天线板和低频天线板共同电连接至天线合路器，CPE模块包括CPE主板和外壳，CPE主板插接在外壳的内部并通过螺钉固定连接，本发明集成了高增益全向天线与室内CPE模块，并集合了主流频段的天线与ACU模块和拓展模块，天线信号通过放大处理即可实现远距离收发达到约40km，末端无需光纤RRU等主设备处理器，只需SIM卡和外接电源即可使用。驾驶者或游客可以通过手机或Pad等个人设备实现网上冲浪，大幅提升驾驶乐趣和休闲体验。
Description
技术领域
本发明属于游艇天线设备技术领域，具体涉及一种船用高增益CPE。
背景技术
游艇，是一种水上娱乐用的高级耐用消费品。它集航海、运动、娱乐、休闲等功能于一体，可满足个人及家庭享受生活的需要。在发达国家，游艇像轿车一样多为私人拥有。而在发展中国家，游艇多作为公园、旅游景点的经营项目供人们消费，少量也作为港监、公安、边防的工作手段，随着我国国民经济不断向前发展，国民对美好生活的向往，对生活的品质需求不断提高，民用游艇出海旅游将逐步走向普通大众，然而，现有的游艇大多数通信功能单一，主要由VHF或卫星电话来定位导航，前者价格便宜但通信距离有限，后者价格成本高、通信距离远但智能化程度低，而且两者均不具有收发2G/3G/4G/5G信号功能，无法实现低成本通话、数据上网等交换功能，长时间待在游艇上的人往往无法接受没有网络的现实，从而导致游艇的休闲放松功能大打折扣。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种船用高增益CPE，其集成了高增益全向天线与室内CPE模块，并集合了主流频段的天线与ACU模块和拓展模块，天线信号通过放大处理即可实现远距离收发达到约40km，末端无需光纤RRU等主设备处理器，只需SIM卡和外接电源即可使用。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：船用高增益CPE，包括高增益全向天线和CPE模块，所述高增益全向天线包括天线支撑架及沿天线支撑架的长度方向依次设置的高频天线板、低频天线板和天线合路器，高频天线板和低频天线板共同电连接至天线合路器，高频天线板的外侧设置有高频天线罩，低频天线板和天线合路器的外侧共同设置有与高频天线罩相连接的低频天线罩，天线支撑架的底部设置有天线底座并在天线底座上安装有与天线合路器电连接的所述CPE模块；
所述CPE模块包括CPE主板及与CPE主板配合安装的外壳，CPE主板插接在外壳的内部并通过螺钉固定连接，外壳的底部可拆卸的设置有外壳盖板并在外壳盖板上安装有电缆防水套，电缆防水套内穿设有电缆线且电缆线的两端分别连接至CPE主板和电源适配器，所述外壳盖板通过方向调节块连接至底座，且外接盖板上可拆卸的设置有外置端口盖板，该外置端口盖板上固定设置有若干个电连接至CPE主板的信号端子。
进一步的，所述信号端子包括但不仅限于WIFI端子、电源端子和LTE信号灯端子。
进一步的，所述低频天线罩的底部螺旋接入外壳的顶部内侧，外壳的内部独立开设有具有排水孔的排水仓和用于安装CPE主板的CPE保护仓，CPE保护仓的顶部向上延伸形成凸沿，低频天线罩的内壁与凸沿之间形成与排水仓相连通的排水槽。
进一步的，所述排水槽在水平方向上呈环形分布。
进一步的，所述外壳盖板上还设置有防水透气阀，且外壳盖板与外壳之间以及外置端口盖板与外接盖板之间均设置有防水胶圈。
进一步的，所述底座的顶部垂直设置有与方向调节块相匹配的连接耳板，且该连接耳板与方向调节块之间通过调节螺钉相连。
进一步的，所述方向调节块与连接耳板之间为齿形咬合结构。
进一步的，所述高频天线罩与低频天线罩之间通过两端具有不同内径的天线罩转接套相连，且高频天线罩远离低频天线罩的一端设置有天线帽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明集成了高增益全向天线与室内CPE模块，并集合了主流频段的天线与ACU模块和拓展模块，天线信号通过放大处理即可实现远距离收发达到约40km，末端无需光纤RRU等主设备处理器，只需SIM卡和外接电源即可使用。驾驶者或游客可以通过手机或Pad等个人设备实现网上冲浪，大幅提升驾驶乐趣和休闲体验。
附图说明
图1是常规CPE的结构示意图；
图2是常规户外全向天线的结构示意图；
图3是本发明一种船用高增益CPE的主视图；
图4是本发明一种船用高增益CPE内部结构的分解示意图；
图5是图4中A处的局部放大示意图；
图6是本发明一种船用高增益CPE的底部剖视图；
图7是本发明中外壳、方向调节块及底座的连接关系示意图
图8是本发明的电路控制原理图；
图中标记：1、天线支撑架，2、高频天线板，3、低频天线板，4、天线合路器，5、高频天线罩，6、低频天线罩，7、天线底座，8、CPE主板，9、外壳，901、排水仓，902、CPE保护仓，903、凸沿，904、排水槽，905、排水孔，10、电缆防水套，11、电源适配器，12、方向调节块，13、底座，14、外壳盖板，15、外置端口盖板，16、防水透气阀，17、防水胶圈，18、连接耳板，19、天线罩转接套，20、天线帽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为常规CPE的结构示意图，为室为使用，接收范围小；图2为常规户外全向天线，需通过电缆拉远，联接RRU等主设备才可使用；本发明旨在集成高增益全向天线与室内CPE模块，并集合各国主流频段的天线与ACU模块和拓展模块，天线信号通过放大处理即可实现远距离收发达到约40km，末端无需光纤RRU等主设备处理器，只需SIM卡和外接电源即可使用。驾驶者或游客可以通过手机或Pad等个人设备实现网上冲浪，大幅提升驾驶乐趣和休闲体验。
图8是本发明的电路控制原理图，如图8所示，本发明通信部分主要由4G模块、CPU数据处理芯片、DDR内存、电源模组、5.8G无线WIFI收发器、2.4G无线WIFI收发器等几部分组件。外部接口只有SIM卡与DC电源接入端口。本发明采用4G无线通信网络，支持全球主流通信协议，具有接受能力强，覆盖范围广及传输速率高等优势。本发明采用1片128 MHZ DDR内存基带，在处理数据上，效率得到大大提高，本发明支持4路有线网口输出，支持2.4G和5.8G无线WIFI信号收发功能与GPS定位功能。
本发明中的4G模块能接收到基站30KM以外的信号，接收灵敏度能达到-95dBm，即使在30KM以外的离岸水面区域，接收灵敏度也能控制在-90dBm以内，充分地保障了收发性能的可靠性。发射模块输出功率能达到+40dBm,能覆盖到半径30KM外的基站范围，能有效地将用户数据信息传送到地面基站，实现数据收发功能。
本发明中的WIFI模组支持5.8G和2.4G双频段收发、速率高、抗干扰能力强，能够完全覆盖当前一艘船舶的面积。
本发明为增加传统CPE的收发范围，将传统CPE的螺旋小天线更换为高增益全向天线，增益可由2dB提高至10dB，本发明对于远离基站天线的场景网络覆盖有重大意义。
以下对本发明的技术方案详细进行说明：
如图3-图5所示，船用高增益CPE包括高增益全向天线和CPE模块，高增益全向天线采用PCB微带振子结构，上端为高频天线（1710-2690MHz)，下端为低频天线（698-960MHz)，最底部为天线合路器，天线合路器将高、低频天线合成一路接口。三块PCB铆接在天线支撑架上，天线支撑架锁在天线底座上。高增益全向天线的具体安装结构如下：所述高增益全向天线包括天线支撑架1及沿天线支撑架1的长度方向依次设置的高频天线板2、低频天线板3和天线合路器4，高频天线板2和低频天线板3共同电连接至天线合路器4，高频天线板2的外侧设置有高频天线罩5，低频天线板3和天线合路器4的外侧共同设置有与高频天线罩5相连接的低频天线罩6，天线支撑架1的底部设置有天线底座7并在天线底座7上安装有与天线合路器4电连接的所述CPE模块；同时，由于高、低频天线罩的外径不同，中间采用天线罩转接套19相连，再旋入外壳9内侧的螺牙，高频天线罩5远离低频天线罩6的一端设置有天线帽20。
所述CPE模块包括CPE主板8及与CPE主板8配合安装的外壳9，将集成后的天线SMA端口以及WIFI端口通过跳线接入CPE主板对应的IPEX口上，然后将CPE主板8插接在外壳9的内部并通过螺钉固定连接，外壳9的底部可拆卸的设置有外壳盖板14并在外壳盖板14上安装有电缆防水套10，电缆防水套10内穿设有电缆线且电缆线的两端分别连接至CPE主板8和电源适配器11，外壳盖板14通过方向调节块12连接至底座13，且外壳盖板上可拆卸的设置有外置端口盖板15，该外置端口盖板15上固定设置有若干个电连接至CPE主板8的信号端子，所述信号端子包括但不仅限于WIFI端子、电源端子和LTE信号灯端子。
本发明天线罩在遇到极端爆雨的情况下，雨水会沿内壁渗入并向下滑落，而CPE主板8为有源电路，需要绝对防水。因此，如图6所示，本发明将低频天线罩6的底部螺旋接入外壳9的顶部内侧，外壳9的内部独立开设有具有排水孔905的排水仓901和用于安装CPE主板8的CPE保护仓902，CPE保护仓902的顶部向上延伸形成凸沿903，低频天线罩6的内壁与凸沿903之间形成与排水仓901相连通的排水槽904，为了达到最佳的使用效果，本实施例中，所述排水槽904在水平方向上呈环形分布。本发明将外壳设计成两个独立腔，水珠沿天线罩内壁滑落后，通过排水槽904由排水孔905排出。同时，由于CPE保护仓902的顶部设计有凸沿903结构，排水槽904的水不会进入其中。
进一步优化本方案，所述外壳盖板14上还设置有防水透气阀16，且外壳盖板14与外壳9之间以及外置端口盖板15与外接盖板之间均设置有防水胶圈17。
由于本发明为船用，在高速航行过程中，为减少风阻，底座13与外壳9之间设计了可调角收平结构，如图7所示，可调角收平结构具体如下：底座13的顶部垂直设置有与方向调节块12相匹配的连接耳板18，该连接耳板18与方向调节块12之间通过调节螺钉相连，且所述方向调节块与连接耳板之间为齿形咬合结构，松开调节螺钉，天线可沿船头方向90度折平。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.船用高增益CPE，包括高增益全向天线和CPE模块，其特征在于：所述高增益全向天线包括天线支撑架及沿天线支撑架的长度方向依次设置的高频天线板、低频天线板和天线合路器，高频天线板和低频天线板共同电连接至天线合路器，高频天线板的外侧设置有高频天线罩，低频天线板和天线合路器的外侧共同设置有与高频天线罩相连接的低频天线罩，天线支撑架的底部设置有天线底座并在天线底座上安装有与天线合路器电连接的所述CPE模块；
所述CPE模块包括CPE主板及与CPE主板配合安装的外壳，CPE主板插接在外壳的内部并通过螺钉固定连接，外壳的底部可拆卸的设置有外壳盖板并在外壳盖板上安装有电缆防水套，电缆防水套内穿设有电缆线且电缆线的两端分别连接至CPE主板和电源适配器，所述外壳盖板通过方向调节块连接至底座，且外接盖板上可拆卸的设置有外置端口盖板，该外置端口盖板上固定设置有若干个电连接至CPE主板的信号端子。
2.根据权利要求1所述的船用高增益CPE，其特征在于：所述信号端子包括但不仅限于WIFI端子、电源端子和LTE信号灯端子。
3.根据权利要求1所述的船用高增益CPE，其特征在于：所述低频天线罩的底部螺旋接入外壳的顶部内侧，外壳的内部独立开设有具有排水孔的排水仓和用于安装CPE主板的CPE保护仓，CPE保护仓的顶部向上延伸形成凸沿，低频天线罩的内壁与凸沿之间形成与排水仓相连通的排水槽。
4.根据权利要求3所述的船用高增益CPE，其特征在于：所述排水槽在水平方向上呈环形分布。
5.根据权利要求1所述的船用高增益CPE，其特征在于：所述外壳盖板上还设置有防水透气阀，且外壳盖板与外壳之间以及外置端口盖板与外接盖板之间均设置有防水胶圈。
6.根据权利要求1所述的船用高增益CPE，其特征在于：所述底座的顶部垂直设置有与方向调节块相匹配的连接耳板，且该连接耳板与方向调节块之间通过调节螺钉相连。
7.根据权利要求6所述的船用高增益CPE，其特征在于：所述方向调节块与连接耳板之间为齿形咬合结构。
8.根据权利要求1所述的船用高增益CPE，其特征在于：所述高频天线罩与低频天线罩之间通过两端具有不同内径的天线罩转接套相连，且高频天线罩远离低频天线罩的一端设置有天线帽。
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