CN113497336A - 多通道无线信号收发设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多通道无线信号收发设备，包括高增益天线装置、天线开关装置、信号处理装置和控制器，高增益天线装置包括基板以及两个或两个以上的加强型双极化八木天线，天线开关装置和信号处理装置的数量相同且均为两个或两个以上。各加强型双极化八木天线均设置于基板，加强型双极化八木天线包括F‑B覆盖层、天线轴向杆、双极化反射器、双极化有源振子和双极化引向器。将高增益天线装置设计为立体组阵结构，使得高增益天线装置可形成垂直面波束，而且在天线轴向杆的第二端设置了F‑B覆盖层，天线辐射出的电磁波在谐振腔内同相叠加，从而提高了加强型双极化八木天线的辐射增益，进而提高了天线整体增益,使用可靠性高。

Description

多通道无线信号收发设备

技术领域

本申请涉及无线技术领域，特别是涉及一种多通道无线信号收发设备。

背景技术

WIFI是创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术，改善了基于该标准的无线网络产品之间的互通性。WIFI属于短距离的无线技术，具有传输速度快、发射功率小且无需布线等优点，可以满足个人和社会信息化的需求，在信号较弱的情况下，带宽可自动调整，有效保证网络的稳定性和可靠性。

传统的WIFI信号传输装置传输的WIFI信号的覆盖范围有限，用户在超出WIFI的覆盖范围之外的区域无法接收到WIFI信号，影响用户的正常使用，可靠性低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的WIFI信号传输装置可靠性低的问题，提供一种多通道无线信号收发设备。

一种多通道无线信号收发设备，包括：高增益天线装置、天线开关装置、信号处理装置和控制器，所述高增益天线装置包括基板以及两个或两个以上的加强型双极化八木天线，各所述加强型双极化八木天线均设置于所述基板；所述天线开关装置和所述信号处理装置的数量相同且均为两个或两个以上，各所述天线开关装置分别连接对应的加强型双极化八木天线，各所述信号处理装置分别连接对应的天线开关装置，并连接所述控制器；其中：

所述加强型双极化八木天线，包括F-B覆盖层、天线轴向杆、双极化反射器、双极化有源振子和双极化引向器；

所述双极化反射器、所述双极化有源振子、所述双极化引向器和所述F-B覆盖层依次设置在所述天线轴向杆上；所述双极化反射器设置于所述天线轴向杆的第一端，所述双极化引向器设置在所述天线轴向杆的第二端，所述F-B覆盖层与所述双极化引向器间隔设置且远离所述天线轴向杆的第一端，所述F-B覆盖层所在平面与所述天线轴向杆垂直；

所述双极化引向器包括正交设置的第一引向器和第二引向器，所述第一引向器和第二引向器包括若干根设置在所述天线轴向杆上的金属件，各所述金属件与所述天线轴向杆垂直，垂足与金属件中点重合，每一金属件的长度比与其相邻并靠近所述双极化有源振子的金属件短，且所述第一引向器和所述第二引向器正交组成所述双极化引向器时，每两根具有相同长度的金属件都保持正交并处于同一平面内；

所述双极化反射器包括正交设置的第一反射器和第二反射器，所述第一反射器和所述第二反射器分别包括一根设置在所述天线轴向杆两侧的金属件，所述双极化反射器的金属件与所述天线轴向杆垂直，垂足与金属件中点重合，且所述第一反射器与所述第一引向器处于同一平面内，所述第二反射器与所述第二引向器处于同一平面内，所述双极化反射器的金属件长度长于所述双极化引向器任意一根金属件的长度；

所述双极化有源振子包括正交设置的两个单极化有源振子即第一有源振子和第二有源振子，所述第一有源振子和所述第二有源振子分别由两根对称设置在所述天线轴向杆两侧的L型金属件组成，L型金属件的其中一臂为连接臂，贴合在所述天线轴向杆上，且连接臂的端口与所述双极化反射器连接，另一臂为功能臂，所述功能臂的长度长于所述引向器的长度，短于所述反射器的长度；同时所述第一有源振子与所述第一反射器处于同一平面内，所述第二有源振子与所述第二反射器处于同一平面内。

在其中一个实施例中，不同频段的加强型双极化八木天线交叉设置于所述基板。

在其中一个实施例中，所述F-B覆盖层的数量为两个以上，各所述F-B覆盖层层叠设置后与所述双极化引向器间隔设置且远离所述天线轴向杆的第一端。

在其中一个实施例中，所述F-B覆盖层包括底板和贴片，所述贴片设置于所述底板靠近所述天线轴向杆的第二端的一侧。

在其中一个实施例中，所述贴片为矩形贴片或圆形贴片。

在其中一个实施例中，所述加强型双极化八木天线还包括反射板，所述反射板设置于所述天线轴向杆的第一端，且所述双极化反射器设置于所述反射板。

在其中一个实施例中，所述双极化有源振子还包括设置在所述第一有源振子上的馈电结构和所述第二有源振子上的馈电结构，各所述馈电结构包括：

金属凸块，设置于一所述功能臂上，用于接受馈电；

同轴线，一端端口与所述金属凸块连接，用于将电流传输至所在的单极化有源振子以驱动天线工作；

支撑件，包覆于所述同轴线外，用于将所述同轴线与外界环境隔离；

金属外壳，设置于所述支撑件外，同时金属外壳的一部分嵌入未设置所述金属凸块的功能臂内。

在其中一个实施例中，所述加强型双极化八木天线还包括同轴馈电线，所述同轴馈电线连接所述第一有源振子上的馈电结构和所述第二有源振子上的馈电结构。

在其中一个实施例中，所述加强型双极化八木天线还包括巴伦馈电装置，所述巴伦馈电装置连接所述第一有源振子上的馈电结构和所述第二有源振子上的馈电结构。

在其中一个实施例中，所述加强型双极化八木天线还包括馈电集合板以及介质条，所述馈电集合板包覆所述天线轴向杆，所述介质条设置于所述馈电集合板内。

上述多通道无线信号收发设备，高增益天线装置采用加强型双极化八木天线组成天线阵列，加强型双极化八木天线通过设计新型反射器与有源振子，并采用双极化结构，可以有效提高天线增益系数，同时双极化还可以减少信号传输的极化损失，准确接收信号。采用加强型双极化八木天线组成天线阵列，将高增益天线装置设计为立体组阵结构，使得高增益天线装置可形成垂直面波束，而且在天线轴向杆的第二端设置了F-B覆盖层，F-B覆盖层可与天线轴向杆140的第一端所处的平面构成F-B谐振腔，天线辐射出的电磁波在谐振腔内同相叠加，从而提高了加强型双极化八木天线的辐射增益，进而提高了天线整体增益,使用可靠性高。

附图说明

图1为一实施例中多通道无线信号收发设备的结构框图；

图2为一实施例中高增益天线装置的结构图；

图3为一实施例中加强型双极化八木天线的分布示意图；

图4为另一实施例中加强型双极化八木天线的分布示意图；

图5为一实施例中加强型双极化八木天线的整体结构的主视图；

图6为一实施例中加强型双极化八木天线的整体结构的后视图；

图7为一实施例中加强型双极化八木天线的结构示意图；

图8为一实施例中加强型双极化八木天线的正视图；

图9为一实施例中有源振子结构示意图；

图10为一实施例中加强型双极化八木天线侧视图；

图11为一实施例中馈电结构一个方向的结构示意图；

图12为一实施例中馈电结构另一个方向的结构示意图；

图13为另一实施例中加强型双极化八木天线的整体结构的主视图；

图14为另一实施例中多通道无线信号收发设备的结构框图；

图15为一实施例中多通道无线信号收发设备的结构原理图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，提供了一种多通道无线信号收发设备，如图1和图2所示，包括高增益天线装置1、天线开关装置2、信号处理装置3和控制器4，高增益天线装置1包括基板11以及两个或两个以上的加强型双极化八木天线12，各加强型双极化八木天线12均设置于基板11；天线开关装置2和信号处理装置3的数量相同且均为两个或两个以上，各天线开关装置2分别连接对应的加强型双极化八木天线12，各信号处理装置3分别连接对应的天线开关装置2，并连接控制器4。接收WIFI信号时，高增益天线装置1可以感应到空间中的电磁信号然后发送至天线开关装置2，天线开关装置2将信号传输至信号处理装置3进行处理，处理后的信号发送至控制器4进行解调后得到WIFI信号，实现WIFI信号的接收。发送WIFI信号时，控制器4输出小功率的微弱的射频信号发送至信号处理装置3进行处理，处理后的信号再通过天线开关装置2经由高增益天线装置1辐射至空间中，实现WIFI信号的发送。具体地，控制器4的类型并不是唯一的，例如可以为CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或单片机。可以理解，在其他实施例中，控制器4也可以采用其他器件，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

信号处理装置3主要用于对流经的信号进行处理，根据实际需求的不同，信号处理装置3进行信号处理的方式也不一样，相应地，信号处理装置3的结构并不是唯一的，例如当信号处理装置3包括滤波器时，可对信号进行滤波处理，可以理解，在其他实施例中，信号处理装置3也可以是其他的结构，根据用户需求决定，灵活性大。信号处理装置3的数量与天线开关装置2的数量相等，且各信号处理装置3均连接对应的天线开关装置2。在每一个信号通道中，一个信号处理装置3对应连接一个天线开关装置2，可保持各个通道之间信号传输的独立性，避免信号的相互干扰。

天线开关装置2可以对高增益天线装置1与信号处理装置3之间的通断进行控制，当需要无线信号收发设备工作时，天线开关装置2导通，高增益天线装置1与信号处理装置3之间可以正常传输信号，当天线开关装置2断开时，无线信号收发设备处于待机状态。天线开关装置2的数量为两个以上，且各天线开关装置2分别连接对应的加强型双极化八木天线12，进一步地，各天线开关装置2分别连接的加强型双极化八木天线12的数量可完全相同，可部分相同，也可完全不同，每一个天线开关装置2与对应的加强型双极化八木天线12连接构成一个信号收发通道，形成多输入多输出的射频前端结构。在一个实施例中，各天线开关装置2分别连接的加强型双极化八木天线12的数量互不相同，例如，各天线开关装置2连接的加强型双极化八木天线12的数量可以是依次递增，可根据实际需求选择对应的信号收发通道工作，提高了多通道无线信号收发设备的操作便利性。

具体地，加强型双极化八木天线12垂直设置于基板11，基板11的材质并不唯一，可以是金属板或塑料板等，本实施例中，基板11为金属基板，提高天线固定可靠性。不同加强型双极化八木天线12的频段可相同也可不同。本实施例中，不同频段的加强型双极化八木天线12交叉设置于基板11。如图3所示，加强型双极化八木天线12包括频段1天线和频段2天线，且两种不同频段的天线之间交叉设置。不同频段的加强型双极化八木天线12的具体结构尺寸也不相同，如图4所示为不同频段的加强型双极化八木天线12之间的交搓型的高增益组阵方式图，频段1天线为低频天线，高度较高，频段2天线为高频天线，高度较低。把不同频段的加强型双极化八木天线12进行交叉放置，即拉大了两个立体天线单元的间距，间接的增大了有效口径面积，提高了天线增益。

如图5和图6所示，加强型双极化八木天线12包括双极化引向器110、双极化有源振子120、双极化反射器130、天线轴向杆140和F-B覆盖层400。双极化引向器110、双极化有源振子120、双极化反射器130和F-B覆盖层400依次设置在天线轴向杆140上；且双极化反射器130设置在天线轴向杆140的第一端，双极化引向器110设置于天线轴向杆140的第二端，F-B覆盖层400与双极化引向器110间隔设置且远离天线轴向杆140的第一端，F-B覆盖层400所在平面与天线轴向杆140垂直。

如图7和图8所示，为方便描述，将天线轴向杆140的两端分别称作A端和B端，双极化引向器110和F-B覆盖层400设置于A端，双极化反射器130设置于B端。双极化引向器110的数量可以是多个，且长度各不相同，具体地，从A端到B端的方向各双极化引向器110的长度逐渐变短，并且双极化反射器130的长度是最长的，双极化引向器110则略短于双极化反射器130，而双极化有源振子120的长度则是最短的。

双极化引向器110包括正交设置的第一引向器和第二引向器，第一引向器和第二引向器包括若干根设置在天线轴向杆140上的金属件，其中，金属件可以是金属棒或金属长条。金属件与天线轴向杆140垂直，且垂足与金属件的中点重合，以使金属件两端对称地设置于天线轴向杆140上。同时若干根金属件之间的长度关系是：金属件的长度都不同，每一金属件的长度比与其相邻的并靠近双极化有源振子的金属件短，即沿着B端至A端的方向，金属件的长度依次变短；或者还可以是沿着B端至A端的方向，金属件分为若干组，每一组内的若干根金属件的长度都相同，但每一组金属件的长度都比与之相邻的靠近B端的那一组金属件长度短。同时，当第一引向器和第二引向器正交组合成双极化引向器时，具有相同长度的金属件之间也保持正交并处于同一平面内，即具有相同长度的金属件组成如图所示的十字形并设置于天线轴向杆140上。

双极化反射器130包括正交设置的第一反射器和第二反射器，第一反射器与第二反射器相同，分别包括一根设置在天线轴向杆140上的金属件，金属件与天线轴向杆140垂直，且垂足与金属件的中点重合，以使金属件两端对称地设置于天线轴向杆140上，第一反射器和第二反射器处于同一平面内。双极化反射器130的金属件的长度长于双极化引向器110任一金属件的长度。

如图9所示，双极化有源振子120包括正交设置的两个相同的单极化有源振子，即第一有源振子和第二有源振子，分别由两根对称设置在天线轴向杆140两侧的L型金属件组成，L型金属件的其中一臂为连接臂121，贴合在天线轴向杆140上，且连接臂121上的端口122与双极化反射器130的相应金属件连接，即第一有源振子的一根L型金属件与第一反射器的一侧金属件连接，第一有源振子的另一根L型金属件与第一反射器的另一侧金属件连接，第二有源振子亦然，在此不再赘述。连接臂121的长度可根据实际需求如天线收发的信号波长等进行调整。L型金属件的另一臂为功能臂123，功能臂123的长度长于引向器的长度，短于反射器的长度；同时第一有源振子与第一反射器处于同一平面内，第二有源振子与第二反射器处于同一平面内。具体地，有源振子的设置于天线轴向杆140两侧的两个功能臂的长度之和大于双极化引向器110任意一根金属件的长度，小于双极化反射器130的金属件的长度。L型金属件的连接臂121和功能臂123之间的角度可根据实际信号收发需求进行调整，在一个实施例中，L型金属件的连接臂121和功能臂123之间的角度为90°。

参见图10，双极化引向器110、双极化有源振子120和双极化反射器130之间的关系还包括：第一有源振子与第一反射器、第一引向器处于同一平面内，第二有源振子与第二反射器、第二引向器处于同一平面内，整个天线从A端向B端的视图大致呈一个十字形。

其中，F-B覆盖层400可以是矩形贴片或者是圆形贴片或者十字型贴片，其作用在于形成一个反射面1。具体的，以加强型双极化八木天线12设置在地面为例，即天线轴向杆140的第一端作为近地端，天线轴向杆140的第二端作为远地端，此时天线地板(例如地面可以作为天线地板)为反射面2，而F-B覆盖层400则是形成反射面1，反射面1与反射面2之间形成一个F-B谐振腔(即法布里一珀罗谐振腔)，整个加强型双极化八木天线的其它组件都处于反射面1与反射面2之间(即位于法布里一珀罗谐振腔内)，加强型双极化八木天线12中的天线振子(例如双极化有源振子120)辐射出的电磁波在F-B谐振腔内同相叠加，从而提高了加强型双极化八木天线的辐射增益。

F-B覆盖层400的类型并不是唯一的，例如F-B覆盖层400可采用渐变介电常数覆盖层，在覆盖层的不同位置采用不同的介电常数能够使相位分布曲线更加均匀，提高加强型双极化八木天线辐射出的电磁波的质量。F-B覆盖层400的设置方式也并不是唯一的，例如可以在出厂或安装时固定设置在天线轴向杆140的第二端，以保持位置固定，使F-B覆盖层400和天线轴向杆140结构一体化，可以避免安装时带来的干扰因素，提高工作性能。也可以通过连接件设置在天线轴向杆140的第二端，连接件的类型并不是唯一的，可以为泡沫连接件或连接柱等，进一步地，安装F-B覆盖层400也可以通过连接件可拆卸固定于天线轴向杆140的第二端，需要时安装F-B覆盖层400，不需要拆卸下来，使用便捷，且当F-B覆盖层400损坏不能使用时，可以只更换F-B覆盖层400，避免了加强型双极化八木天线12的整体替换，节约了维修成本。

在一个实施例中，参考图1，F-B覆盖层400的数量为两个以上(图1中仅示出了一个F-B覆盖层400)，各F-B覆盖层400层叠设置后与双极化引向器110间隔设置且远离天线轴向杆140的第一端。以天线轴向杆140的第一端作为近地端，天线轴向杆140的第二端作为远地端为例，将多个F-B覆盖层150层叠设置在天线轴向杆140的第二端可以使双极化有源振子120辐射出的电磁波在多个F-B覆盖层150与天线轴向杆140的第一端所处的平面(例如地面)构成的法布里一珀罗谐振腔内传播时，同相叠加的数量更多，进而可以进一步提高加强型双极化八木天线的辐射增益。

在一个实施例中，F-B覆盖层400包括底板和贴片，贴片设置于底板靠近天线轴向杆140的第二端的一侧。底板是承载贴片的承载体，可以固定贴片的位置，保障贴片正常工作，贴片设置在底板上，与天线轴向杆140的第一端所处的平面(例如地面)构成法布里一珀罗谐振腔，贴片的数量并不是唯一的，一般来说，贴片的数量越多，贴片的尺寸越小，具体可根据实际需求选择。具体的，进一步的，结合上一个实施例，当F-B覆盖层400的数量为两个以上时，各F-B覆盖层400层叠设置，各个F-B覆盖层400上的贴片分别设置在各个底板与天线轴向杆140靠近的一侧，各个F-B覆盖层400的设置方向相同，有利于进一步提高增益。

进一步的，在一个实施例中，贴片为矩形贴片或圆形贴片。矩形贴片或圆形贴片都可规则地排列在底板上，可以更方便地对贴片的位置和工作参数等进行调节，从而提高加强型双极化八木天线12的使用便捷性。

在一个实施例中，贴片靠近天线轴向杆140的第二端的一侧开设有十字型槽。开十字型槽起到曲流作用，将增大等效电感，使谐振频率明显下降，从而可以在保证工作性能的前提下减小F-B覆盖层400的尺寸，且十字型槽产生的较强辐射相当于增加了较大的损耗电阻，从而大幅提高了带宽。

在一个实施例中，如图5和图6所示，加强型双极化八木天线12还包括反射板300，反射板300设置于天线轴向杆140的第一端，且双极化反射器130设置于反射板300。具体的，反射板300可以是具有矩形、圆形、正多边形等形状的金属平板，用于加强反射，提高天线的前后比。

在一个实施例中，加强型双极化八木天线12还包括天线罩，天线罩为一端设置开口、另一端封闭的空腔结构，开口端固定于反射板300上。加强型双极化八木天线置于天线罩空腔结构内，保护天线各组件，还可避免天线受到罩外环境的干扰，例如防止外界因素破坏天线的整体结构。

参见图11和图12，在一个实施例中，双极化有源振子130的第一有源振子和第二有源振子上都设置有一个馈电结构200，各馈电结构200包括：

金属凸块201，作为馈电点，设置于单极化有源振子的其中一个功能臂123a上，用于接受馈电。

同轴线202，一端的端口与金属凸块201连接，用于将电流传输至有源振子上以驱动天线工作。

支撑件203，包覆于同轴线202外，用于将同轴线202与外界环境隔离，同时在一个实施例中，支撑件的材料为聚四氟乙烯，进一步起到绝缘作用。

金属外壳204，设置于支撑件203外，同时金属外壳204的一部分嵌入未设置金属凸块201的另一功能臂123b内，用于将金属外壳接地，使同轴线202与金属外壳204形成电位差。

进一步的，在一个实施例中，加强型双极化八木天线12还包括馈电输入组件，馈电输入组件与第一有源振子上的馈电结构和第二有源振子上的馈电结构连接。馈电输入组件可以是设置于天线轴向杆140的第一端，也可以设置于天线轴向杆140的第二端。馈电输入组件用于输入馈电给加强型双极化八木天线12，使得天线能够接受馈电正常工作。

进一步的，在一个实施例中，可继续参考图5以及图6，馈电输入组件包括同轴馈电线500，同轴馈电线500连接第一有源振子上的馈电结构和第二有源振子上的馈电结构。具体的，同轴馈电线500可以为50欧姆同轴线，对应的，此时加强型双极化八木天线12的输入阻抗为50欧姆。通过采用同轴馈电线进行提供馈电给天线的馈电结构，不需要使用阻抗变换器，节省了馈电成本。

在另外一个实施例中，可参考图13，馈电输入组件包括巴伦馈电装置600，巴伦馈电装置600连接第一有源振子上的馈电结构和第二有源振子上的馈电结构。巴伦馈电装置为平衡-不平衡变换器，通过巴伦馈电装置能够实现天线振子的平衡馈电。

在一个实施例中，加强型双极化八木天线12还包括介质条，天线轴向杆140包括第一馈电集合板、第二馈电集合板、第三馈电集合板以及第四馈电集合板，第一馈电集合板、第二馈电集合板、第三馈电集合板以及第四馈电集合板合围形成腔体，腔体内设置有介质条。进一步的，在一个实施例中，介质条的材料可以为无机陶瓷材料或有机介质材料，且介质条的横截面积与腔体的横截面积相等，从而方便介质条固定在腔体中，提高工作稳定性。通过在腔体内设置介质条，可以实现汉森-伍德亚德端射条件，形成强端射阵，每层振子之间的介电常数各不相同，形成强端射阵，以此来实现提高天线本身增益的目的。

在一个实施例中，请参见图14，信号处理装置3包括第一滤波器31、第一放大器32和第二放大器33，第一滤波器31连接天线开关装置2和第一放大器32，第一放大器32连接控制器4，控制器4连接第二放大器33，第二放大器330连接天线开关装置2。滤波器可以对信号进行滤波处理，放大器可以将信号进行放大，滤波器和放大器的使用可以提高WIFI信号的质量，也可以提高WIFI信号传输的可靠性。

具体地，第一放大器32和第二放大器33的类型并不是唯一的，例如，在本实施例中，第一放大器32为功率放大器，第二放大器33为低噪声放大器，发送WIFI信号时，控制器4输出小功率的微弱的射频信号发送至功率放大器进行功率放大，使输出的信号有足够大的功率满足需求，放大后的信号发送至第一滤波器31进行滤波处理，滤波后的信号再通过天线开关装置2经由高增益天线装置1辐射至空间中，实现WIFI信号的发送。接收WIFI信号时，高增益天线装置1可以感应到空间中的电磁信号然后发送至天线开关装置2，天线开关装置2将信号传输至低噪声放大器进行放大，放大后的信号发送至控制器4进行解调后得到WIFI信号，实现WIFI信号的接收。可以理解，在其他实施例中，第一放大器32和第二放大器33也可以为其他类型的放大器，只要本领域技术人员认为可以实现即可。此外，第一滤波器31的类型也不是唯一的，例如可采用带通滤波器，带通滤波器可以滤除杂乱信号，使特定频段的有用信号可以顺利在通道中传输。带通滤波器的实现方法有多种，例如可以为已经设计好的专用带通滤波器，性能稳定，或者也可以为印制带通滤波器，其结构简单，制造成本低。可以理解，在其他实施例中，第一滤波器31也可以为其他类型的滤波器，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，请参见图14，信号处理装置3还包括第二滤波器34，第二滤波器34连接第一放大器32，控制器4连接第二滤波器34。在第一放大器32和控制器4之间设置第二滤波器34可以过滤掉由第一放大器32进行放大后的信号中包含的杂波，提高信号质量。

具体地，第二滤波器34的类型并不是唯一的，例如可以为低通滤波器，低通滤波器与第一放大器32连接，可以滤除由于功放引起的高次谐波，如二次谐波，三次谐波甚至更高次数的谐波，减小高次谐波对信号传输造成影响。可以理解，在其他实施例中，第二滤波器34也可以为其他类型的滤波器，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在此实施例中，以各天线开关装置2连接的加强型双极化八木天线12的数量依次递增为例，天线开关装置2的数量为N个，第一个天线开关装置2连接两个加强型双极化八木天线12，第二个天线开关装置2连接三个加强型双极化八木天线12，依次类推，第N个天线开关装置2则连接N+1个加强型双极化八木天线12。以第一个天线开关装置2为例，两个加强型双极化八木天线12与天线开关装置2连接，天线开关装置2依次连接第一滤波器31、第一放大器32、第二滤波器34和控制器4，天线开关装置2还通过第二放大器33连接控制器4，分别形成信号发射通道和信号接收通道。通过将每个天线开关装置2均独立配置一套信号处理装置3，形成多路信号发射通道和信号接收通道，可实现多波束配置，进而可拓展多通道无线信号收发设备的应用范围。由于每个天线开关装置2连接的加强型双极化八木天线12的数量不同，使得每一个天线开关装置2的增益效果也并不相同，具体为加强型双极化八木天线12的数量越多，增益越高。实际使用时，可根据信号强度和覆盖范围等需求调整对应数量的天线投入使用，有利于合理利用资源，提高多通道无线信号收发设备的使用可靠性。

在一个实施例中，天线开关装置2包括信号接收电路、信号发送电路和切换开关，切换开关连接加强型双极化八木天线12，并通过信号接收电路连接第二放大器33，以及通过信号发送电路连接第一滤波器31。天线开关装置2可以切换加强型双极化八木天线12的工作状态，便于对加强型双极化八木天线12进行控制。

具体地，天线开关装置2中的切换开关连接加强型双极化八木天线12，当切换开关与信号发射电路导通时，天线开关装置2控制加强型双极化八木天线12处于发射状态，当切换开关与信号接收电路导通时，天线开关装置2控制加强型双极化八木天线12处于接收状态，当切换开关处于开路状态时，加强型双极化八木天线12不工作，该装置处于停机状态。切换开关连接控制器4，根据控制器4发送的控制信号进行加强型双极化八木天线12的发射、接收或停机的工作状态的切换。或者，切换开关也可以采用手动控制，由用户根据自身需求手动切换加强型双极化八木天线12的发射、接收或停机的工作状态。

为了更好地理解上述实施例，以下结合一个具体的实施例进行详细的解释说明。在一个实施例中，请参见图15，

代表一个加强型双极化八木天线12，天线开关连接对应的加强型双极化八木天线12，滤波器连接天线开关和功率放大器，功率放大器连接芯片，芯片连接低噪声放大器，低噪声放大器连接天线开关，该装置采用加强型双极化八木天线12可以提高天线整体增益，利用立体天线高增益的特点，解决目前WIFI传输距离近的问题，由该装置可以实现WIFI信号的大范围覆盖。

上述多通道无线信号收发设备，高增益天线装置1采用加强型双极化八木天线12组成天线阵列，加强型双极化八木天线12通过设计新型反射器与有源振子，并采用双极化结构，可以有效提高天线增益系数，同时双极化还可以减少信号传输的极化损失，准确接收信号。采用加强型双极化八木天线12组成天线阵列，将高增益天线装置1设计为立体组阵结构，使得高增益天线装置1可形成垂直面波束，而且在天线轴向杆140的第二端设置了F-B覆盖层400，F-B覆盖层400可与天线轴向杆140的第一端所处的平面构成F-B谐振腔，天线辐射出的电磁波在谐振腔内同相叠加，从而提高了加强型双极化八木天线的辐射增益，进而提高了天线整体增益,使用可靠性高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多通道无线信号收发设备，其特征在于，包括：高增益天线装置、天线开关装置、信号处理装置和控制器，所述高增益天线装置包括基板以及两个或两个以上的加强型双极化八木天线，各所述加强型双极化八木天线均设置于所述基板；所述天线开关装置和所述信号处理装置的数量相同且均为两个或两个以上，各所述天线开关装置分别连接对应的加强型双极化八木天线，各所述信号处理装置分别连接对应的天线开关装置，并连接所述控制器；其中：

所述加强型双极化八木天线，包括F-B覆盖层、天线轴向杆、双极化反射器、双极化有源振子和双极化引向器；

所述双极化反射器、所述双极化有源振子、所述双极化引向器和所述F-B覆盖层依次设置在所述天线轴向杆上；所述双极化反射器设置于所述天线轴向杆的第一端，所述双极化引向器设置在所述天线轴向杆的第二端，所述F-B覆盖层与所述双极化引向器间隔设置且远离所述天线轴向杆的第一端，所述F-B覆盖层所在平面与所述天线轴向杆垂直；

所述双极化引向器包括正交设置的第一引向器和第二引向器，所述第一引向器和第二引向器包括若干根设置在所述天线轴向杆上的金属件，各所述金属件与所述天线轴向杆垂直，垂足与金属件中点重合，每一金属件的长度比与其相邻并靠近所述双极化有源振子的金属件短，且所述第一引向器和所述第二引向器正交组成所述双极化引向器时，每两根具有相同长度的金属件都保持正交并处于同一平面内；

所述双极化反射器包括正交设置的第一反射器和第二反射器，所述第一反射器和所述第二反射器分别包括一根设置在所述天线轴向杆两侧的金属件，所述双极化反射器的金属件与所述天线轴向杆垂直，垂足与金属件中点重合，且所述第一反射器与所述第一引向器处于同一平面内，所述第二反射器与所述第二引向器处于同一平面内，所述双极化反射器的金属件长度长于所述双极化引向器任意一根金属件的长度；

所述双极化有源振子包括正交设置的两个单极化有源振子即第一有源振子和第二有源振子，所述第一有源振子和所述第二有源振子分别由两根对称设置在所述天线轴向杆两侧的L型金属件组成，L型金属件的其中一臂为连接臂，贴合在所述天线轴向杆上，且连接臂的端口与所述双极化反射器连接，另一臂为功能臂，所述功能臂的长度长于所述引向器的长度，短于所述反射器的长度；同时所述第一有源振子与所述第一反射器处于同一平面内，所述第二有源振子与所述第二反射器处于同一平面内。

2.根据权利要求1所述的多通道无线信号收发设备，其特征在于，不同频段的加强型双极化八木天线交叉设置于所述基板。

3.根据权利要求1所述的多通道无线信号收发设备，其特征在于，所述F-B覆盖层的数量为两个以上，各所述F-B覆盖层层叠设置后与所述双极化引向器间隔设置且远离所述天线轴向杆的第一端。

4.根据权利要求1所述的多通道无线信号收发设备，其特征在于，所述F-B覆盖层包括底板和贴片，所述贴片设置于所述底板靠近所述天线轴向杆的第二端的一侧。

5.根据权利要求4所述的多通道无线信号收发设备，其特征在于，所述贴片为矩形贴片或圆形贴片。

6.根据权利要求1所述的多通道无线信号收发设备，其特征在于，所述加强型双极化八木天线还包括反射板，所述反射板设置于所述天线轴向杆的第一端，且所述双极化反射器设置于所述反射板。

7.根据权利要求1所述的多通道无线信号收发设备，其特征在于，所述双极化有源振子还包括设置在所述第一有源振子上的馈电结构和所述第二有源振子上的馈电结构，各所述馈电结构包括：

金属凸块，设置于一所述功能臂上，用于接受馈电；

同轴线，一端端口与所述金属凸块连接，用于将电流传输至所在的单极化有源振子以驱动天线工作；

支撑件，包覆于所述同轴线外，用于将所述同轴线与外界环境隔离；

金属外壳，设置于所述支撑件外，同时金属外壳的一部分嵌入未设置所述金属凸块的功能臂内。

8.根据权利要求7所述的多通道无线信号收发设备，其特征在于，所述加强型双极化八木天线还包括同轴馈电线，所述同轴馈电线连接所述第一有源振子上的馈电结构和所述第二有源振子上的馈电结构。

9.根据权利要求7所述的多通道无线信号收发设备，其特征在于，所述加强型双极化八木天线还包括巴伦馈电装置，所述巴伦馈电装置连接所述第一有源振子上的馈电结构和所述第二有源振子上的馈电结构。

10.根据权利要求1所述的多通道无线信号收发设备，其特征在于，所述加强型双极化八木天线还包括馈电集合板以及介质条，所述馈电集合板包覆所述天线轴向杆，所述介质条设置于所述馈电集合板内。

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