CN210074162U - 一种uwb基站以及uwb基站的天线安装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种UWB基站的天线安装结构，包括安装台，所述安装台包括介质基板，所述介质基板的两侧分别连接有顶板和底板，所述顶板上设置有贴片单元，所述顶板和底板之间设置有与贴片连接的金属探针，所述金属探针形成等效电感，所述贴片单元和等效电感并联以形成并联谐振电路；还包括信号处理模块，连接于所述信号处理模块的UWB射频模块和通信接口模块，连接于所述UWB射频模块的天线，以及用于实现与其它UWB基站时钟同步的同步模块。
Description
技术领域
本实用新型属于天线领域，特指一种UWB基站以及UWB基站的天线安装结构。
背景技术
随着无线通信技术的高速发展，人们对于无线通信提出了更高的要求，作为新兴的短距离无线通信技术，UWB(UltraWideBand，超宽带)无线通信技术以其传输速率高、功耗小、安全性好、抗多径能力强以及成本低廉等特点，逐渐成为当前无线通信技术发展的一个趋势。
目前UWB基站天线在小型化低高度的场景下往往安装不便。常规的UWB天线为PCB天线，若改变尺寸则会存在天线方向图中心凹陷，以及阻抗带宽较低的现象。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种UWB基站以及UWB基站的天线安装结构，解决在小型化低高度的场景下往往安装不便问题。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种UWB基站的天线安装结构，包括安装台，所述安装台包括介质基板，所述介质基板的两侧分别连接有顶板和底板，所述顶板上设置有贴片单元，所述顶板和底板之间设置有与贴片连接的金属探针，所述金属探针形成等效电感，所述贴片单元和等效电感并联以形成并联谐振电路；
还包括信号处理模块，连接于所述信号处理模块的UWB射频模块和通信接口模块，连接于所述UWB射频模块的天线，以及用于实现与其它UWB基站时钟同步的同步模块；
所述安装台的中心设置有连接孔，所述连接孔内连接有天线，所述安装台上设置有天线反射板，所述天线反射板以连接孔为中心连接任意两个对角线，其中一面对角线形成的周边为弧形具有一定坡度的面，与弧形坡面对应的另一边周边对接点形成一个垂直切角，切角为两个面各切除8mm形成第三个反射板面。
优选地，该UWB基站还包括用于实现对配套UWB电子标签的激活控制和/或数据传输的标签激活与通信模块；
所述UWB射频模块和标签激活与通信模块连接于信号处理模块的SPI总线，所述通信接口模块连接于信号处理模块的USB总线。
优选地，所述UWB射频模块为用于处理6.5GHZ无线信号的UWB射频模块，所述标签激活与通信模块为用于处理5.8GHZ无线信号的标签激活与通信模块。
优选地，该UWB基站为便携式基站、移动式基站或固定式基站。
优选地，所述贴片单元包括若干缝隙等效电容和若干贴片，相邻两个缝隙等效电容之间设置有一贴片。
优选地，所述天线的小脚面与所述天线反射板的切角面垂直。
优选地，所述天线与天线反射板以安装台进行隔离，所述高度为8mm，且 SMA连接天线与反射板的顶针长度＞8mm。
本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1、并联谐振是一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要的有功功率。在谐振时，电路的总电流最小，而支路的电流往往大于电路的总电流，因此，并联谐振也称为电流谐振。由此，通过所述缝隙等效电容和所述等效电感并联连接从而形成并联谐振电路，可以改善现有技术中天线的天线方向图中心凹陷的现象，拥有较高的天线增益，且具有较高的阻抗带宽，从而保证良好的天线性能。
2、UWB基站与配套的UWB电子标签等电子标本构成基于UWB的定位系统，能够对带有UWB电子标本的物件实现高精度定位，且定位稳定性好。而且与其配套的UWB电子标成本低、耗电少、体积小，能够降低定位的实现成本。
附图说明
图1是本发明实施例一的正视图。
图2是本实用新型的侧视图。
图3是本实用新型的结构示意图。
图4是实用新型中金属探针与底板的结构示意图。
图5是实用新型中UWB基站的框图。
图中标号所表示的含义：
1、安装台；2、介质基板；3、顶板；4、底板；5、贴片单元；51、缝隙等效电容；52、贴片；6、信号处理模块；7、UWB射频模块；8、天线；9、接口模块；10、连接孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：
一种UWB基站的天线8安装结构，包括安装台1，所述安装台1包括介质基板2，所述介质基板2的两侧分别连接有顶板3和底板4，所述顶板3上设置有贴片52单元5，所述顶板3和底板4之间设置有与贴片52连接的金属探针，所述金属探针形成等效电感，所述贴片52单元5和等效电感并联以形成并联谐振电路。
介质基板2、设置在介质基板2顶层的第一地板以及设置在介质基板2底层的第二地板。第一地板和第二地板平行设置。第一地板上设置有贴片52单元5，具体地贴片52单元5包括有多个缝隙等效电容51和多个贴片52，每个缝隙等效电容51将相邻的两个贴片52隔开。
第一地板和第二地板之间设置有与贴片52连接的多个金属探针，每个金属探针形成等效电感。缝隙等效电容51和等效电感并联连接以形成并联谐振电路。
本实施例中，金属探针的数量可以根据实际情况进行选择，同时金属探针的设置位置也需要根据实际情况进行调整，具体可通过不同位置的调试，来检测UWB基站天线8的阻抗带宽，从而确定较佳的设置位置来设置每个金属探针。
在等效电感和缝隙等效电容51并联的电路中，当缝隙等效电容51的大小恰恰使电路中的电压与电流同相位，即电源电能全部为电阻消耗，成为电阻电路时，叫作并联谐振。并联谐振是一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要的有功功率。在谐振时，电路的总电流最小，而支路的电流往往大于电路的总电流，因此，并联谐振也称为电流谐振。由此，通过缝隙等效电容51和等效电感并联连接从而形成并联谐振电路，可以改善现有技术中天线8的天线8方向图中心凹陷的现象，拥有较高的天线8增益，且具有较高的阻抗带宽，从而保证良好的天线8性能。
每个贴片52可以为圆形贴片52，其中，不同圆形贴片52的半径不相同，每个圆形贴片52所在圆的圆心重合以使相邻的圆形贴片52之间形成缝隙。当然可以理解的是，本实施例并不对贴片52的形状进行限制，在其它实施方式中贴片52也可以采用其它形状设计，例如矩形、椭圆形、菱形等，只需保证相邻贴片52之间缝隙可以设置缝隙等效电容51即可。
上述贴片52的数量可以根据实际设计需求进行选择，相应地，相邻贴片52 之间的缝隙等效电容51也可随着贴片52的数量的调整而对应调整。
UWB基站天线8为一环状结构，环状结构的厚度为6mm，环状结构的半径为 43mm。由此，使得该UWB基站天线8可以适用于小型化低高度场景下的安装，提高了UWB基站天线8安装的灵活性，同时减少了天线8占用所需空间。
为了降低UWB基站天线8的加工难度和安装难度，同时也保证相邻贴片52 之间的缝隙，每个贴片52的中心与环状结构的圆心重合。
依旧参阅图1，第二地板开设有定位通孔，UWB基站天线8还包括定位连接件150，定位连接件150的一端穿过定位通孔与介质基板2固定连接，以将UWB 基站天线8固定。
为了进一步地实现并联谐振电路的稳定性，每个金属探针的延伸方向与第一地板所在平面方向或者第二地板所在平面方向垂直。多个贴片52通过印制、雕刻或覆盖的方式设置在介质基板2上，以形成UWB基站天线8。
介质基板2可以采用Rogers5880材料，介质基板2可以为介电常数为2.2 的介质基板2。Rogers5880材料采用聚四氟乙烯玻璃纤维增强材料制造，板材内部的微纤维随机分布在材料内，可以极大保障电路应用过程和生产过程中对板材强度的要求。同时，该板材拥有极低的介质损耗使其非常适用于要求最小化色散和损耗的高频和宽频段应用，其最高支持频率可达Ku波段甚至更高频率。此外，Rogers5880材料具有极低的吸湿率，仅为0.02％，该特性使它成为高湿度环境应用的理想选择，通过采用介电常数为2.2的Rogers5880材料制作而成的介质基板2，可以有效保证UWB基站天线8的通信性能。
还包括天线8UWB射频模块7，时钟产生模块，信号处理模块6，通信接口模块9(WIFI模块)，标签激活与通信模块、电源转换模块。UWB射频模块7和标签激活与通信模块连接于信号处理模块6的SPI总线，通信接口模块9连接于信号处理模块6的USB总线。天线8用于接收空中的微波信号。UWB射频模块7 用于将微波信号进行解调/调制。时钟产生模块用来输出本地精准时钟给信号处理模块6。信号处理模块6包括：定位参数提取模块、同步模块、以及对数据进行解封装/组装的模块。同步模块用于对其它UWB基站进行时钟同步，以进一步提高定位精度。WIFI模块用于UWB基站之间、以及UWB基站与后台服务器之间数据(如定位参数)传输，目的是为了不占用6.5GHZ的定位信道。标签激活与通信模块用于和标签的辅助通信，采用433M频率，可以进行标签的激活控制以及标签和基站间的数据(如激活)传输，采用激活模块后，可以使设备只有进入检测区时才开启标签的定位模块，以延长标签寿命。
采用上述UWB基站的一些设备定位系统包括：UWB电子标签，至少三个UWB 基站(其中一个作为主基站，其余作为从基站)，处理装置(图中未示出)，后台服务器，视频识别子系统，出入口激活与交易模块。后台服务器与主基站通信连接，用于对设备的位置信息进行管理。
UWB基站用于接收UWB电子标签1发射的无线定位信号以及根据该无线定位信号分别获取各UWB基站相对设备的参数值。这里所说的UWB基站相对设备的参数可以是各种能够通过数学模型计算出设备位置的参数，优选接收信号强度 (RSSI)、信号到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、到达角度(AOA)，更优选到达时间差(TDOA)。
定位系统的处理装置(图中未示出)用于根据来自至少三个UWB基站的参数值确定设备的位置信息，即用于将UWB基站确定的定位参数值代入数学模型，来确定设备的位置信息。该处理装置可以是一个独立的装置，也可以设置于主基站或后台服务器，如果是独立装置则应具备通信功能，以实现其与基站及后台服务器的通信。
实施例二，
一种UWB基站的天线8安装结构，包括实施例一中的UWB基站，安装台1 的中心设置有连接孔10，连接孔10内连接有天线8，安装台1上设置有天线8 反射板，天线8反射板以连接孔10为中心连接任意两个对角线，其中一面对角线形成的周边为弧形具有一定坡度的面，与弧形坡面对应的另一边周边对接点形成一个垂直切角，切角为两个面各切除8mm形成第三个反射板面。天线8与天线8反射板以安装台1进行隔离，高度为8mm，且SMA连接天线8与反射板的顶针长度＞8mm。
上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种UWB基站的天线安装结构，包括安装台(1)，所述安装台(1)包括介质基板(2)，所述介质基板(2)的两侧分别连接有顶板(3)和底板(4)，所述顶板(3)上设置有贴片(52)单元(5)，所述顶板(3)和底板(4)之间设置有与贴片(52)连接的金属探针，所述金属探针形成等效电感，所述贴片(52)单元(5)和等效电感并联以形成并联谐振电路；
还包括信号处理模块(6)，连接于所述信号处理模块(6)的UWB射频模块(7)和通信接口模块(9)，连接于所述UWB射频模块(7)的天线(8)，以及用于实现与其它UWB基站时钟同步的同步模块；
其特征在于，所述安装台(1)的中心设置有连接孔(10)，所述连接孔(10)内连接有天线(8)，所述安装台(1)上设置有天线(8)反射板，所述天线(8)反射板以连接孔(10)为中心连接任意两个对角线，其中一面对角线形成的周边为弧形具有一定坡度的面，与弧形坡面对应的另一边周边对接点形成一个垂直切角，切角为两个面各切除8mm形成第三个反射板面。
2.根据权利要求1所述的一种UWB基站的天线安装结构，其特征在于：该UWB基站还包括用于实现对配套UWB电子标签的激活控制和/或数据传输的标签激活与通信模块；
所述UWB射频模块(7)和标签激活与通信模块连接于信号处理模块(6)的SPI总线，所述通信接口模块(9)连接于信号处理模块(6)的USB总线。
3.根据权利要求2所述的一种UWB基站的天线安装结构，其特征在于：所述UWB射频模块(7)为用于处理6.5GHZ无线信号的UWB射频模块(7)，所述标签激活与通信模块为用于处理5.8GHZ无线信号的标签激活与通信模块。
4.根据权利要求1所述的一种UWB基站的天线安装结构，其特征在于：所述贴片(52)单元(5)包括若干缝隙等效电容(51)和若干贴片(52)，相邻两个缝隙等效电容(51)之间设置有一贴片(52)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种UWB基站的天线安装结构，其特征在于：该UWB基站为便携式基站、移动式基站或固定式基站。
6.根据权利要求1所述的一种UWB基站的天线安装结构，其特征在于：所述天线(8)的小脚面与所述天线(8)反射板的切角面垂直。
7.根据权利要求1所述的一种UWB基站的天线安装结构，其特征在于：所述天线(8)与天线(8)反射板以安装台(1)进行隔离，高度为8mm，且SMA连接天线(8)与反射板的顶针长度＞8mm。
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| CN111490359A (zh) * | 2019-01-26 | 2020-08-04 | 云南中商正晓农业科技有限公司 | 一种uwb基站以及uwb基站的天线安装结构 |
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