CN213460109U - Lte-mimo、wifi-mimo和gnss组合天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型所设计的一种LTE‑MIMO、WIFI‑MIMO和GNSS组合天线，包括底座和外壳，所述的底座为圆角梯形结构，在底座上固定有与之形状配合的PCB双面覆铜板，在PCB双面覆铜板的上底面上设有LTE‑MIMO天线、WIFI‑MIMO天线、GNSS天线的一种或多种天线的组合，且前述的三种天线处于不同的平面上，其中LTE‑MIMO天线和WIFI‑MIMO天线设置在圆角梯形的圆角位置上，所述的GNSS天线设置在圆角梯形长边中部靠内位置或斜边靠近WIFI‑MIMO天线的位置上。这种结构的特点是三种天线共用一块PCB双面覆铜板作为基板，通过空间结构的设计，减少相互干扰，从而根据设计的需要，完成不同的信号，不同频段的信号传输与接收。

Description

LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线

技术领域

本实用新型涉及无线通讯用天线技术领域和定位导航用天线技术领域。具体涉及一种LTE-MIMO,WIFI-MIMO和GNSS组合天线。

背景技术

天线是无线通讯设备不可缺少的关键部件，作为一种换能器件，天线能将波导中的导行波辐射到空间中，也能将空间中的电磁波转换为波导中的导行波。天线性能的好坏，直接影响着通信的质量。随着科技的发展，集成化水平的提高，无线终端的体积不断缩小,这给天线的设计带来了难题，天线小型化、天线间互相干扰和宽频多频覆盖等问题都需要解决。

随着移动通信与导航定位技术的飞速发展，性能良好的多功能组合天线的需求明显增多了，在通信天线方面，一般的单发单收已经不能满足日常生活的需要，MIMO技术的引入，使得组合天线的体积再一次被迫放大；在导航定位天线方面，高精度定位的要求已经成为日常生活的标配，对于定位精度的要求，基本都是亚米级或厘米级，高精度定位的要求使得天线需要至少是双馈馈电的。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种占用空间小，且组合了多个天线，覆盖了多个频段的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线。

为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，包括底座和外壳，所述的底座为圆角梯形结构，在底座上固定有与之形状配合的PCB双面覆铜板，在PCB双面覆铜板的上底面上设有LTE-MIMO天线、WIFI-MIMO天线、GNSS天线的一种或多种天线的组合，且前述的三种天线处于不同的平面上，其中LTE-MIMO天线和WIFI-MIMO天线设置在圆角梯形的圆角位置上，所述的GNSS天线设置在圆角梯形长边中部靠内位置或斜边靠近WIFI-MIMO天线的位置上；前述的三种天线的馈电点与同轴馈线的芯线连接，并通过PCB双面覆铜板和底座上的通孔连接到底座下部外侧；前述的三种天线的接地部通过同轴馈线的屏蔽层连接到PCB双面覆铜板。这种结构的特点是三种天线共用一块PCB双面覆铜板作为基板，通过空间结构的设计，减少相互干扰，从而根据设计的需要，完成不同的信号，不同频段的信号传输与接收。

进一步的方案是，所述的LTE-MIMO天线所在的平面与PCB双面覆铜板所在的平面垂直，所述的GNSS天线的辐射面与PCB双面覆铜板平行并贴合在PCB双面覆铜板上去，所述的WIFI-MIMO天线通过其金属馈电点支撑设置在PCB双面覆铜板所在平面的上方。通过不同的结构设计即保证了集成MIMO天线，也使得各种天线处于不相同的平面上，降低相互之间的干扰。

进一步的方案是，所述的PCB双面覆铜板上设有与PCB双面覆铜板平面相交的金属隔离板，且金属隔离板在PCB双面覆铜板上的投影与圆角梯形的短边呈非90°的夹角。通过设置金属隔离板，能进一步减少天线间的相互干扰，特别是两个WIFI-MIMO天线间的相互干扰。

进一步的方案是，所述的GNSS天线为单或双或四馈电点结构，其辐射面设有切角，在天线射频部分上设有屏蔽罩，屏蔽罩通过焊接或粘贴设置在PCB双面覆铜板上，且与GNSS天线连接的第一同轴馈线在PCB双面覆铜板的上表面走线。根据设计需要设计不同数量的馈电点结构，从而适应不同的使用环境，同时设置屏蔽罩，减少射频电路所收到的干扰。

进一步的方案是，所述的LTE-MIMO天线是类偶极子和缝隙耦合天线结构，设置于圆角梯形的长边的两个圆角内的位置上，采用PCB板作为介质板，在PCB板顶端焊接金属枝节，其馈电点与第二同轴馈线的芯线连接，第二同轴馈线的屏蔽层与PCB双面覆铜板焊接。通过PCB板作为介质板能有效发挥MIMO天线的性能，且同轴馈线屏蔽层与PCB双面覆铜板焊接在一起，故接地面很大，天线有很强的耦合效果，同时实现较大的设计余度，大范围拓展带宽，多频段覆盖效果。

进一步的方案是，所述的WIFI-MIMO天线是pifa结构、纯金属空气介质组合材质，其馈电点设置在PCB双面覆铜板的下底面上，与其馈电点连接的第三同轴馈线在PCB双面覆铜板的下表面走线。使用pifa结构能在降低整体成本的同时能够有效保证天线的小型化和良好的性能。

进一步的方案是，所述的GNSS天线的辐射面，采用多枝节对称结构，辐射面的某称对应中心频率的四分之一波长。所述的LTE-MIMO天线是采用多枝节结构，枝节长度分别对应不同频段的四分之一波长。所述的WIFI-MIMO天线是采用多枝节结构，枝节长度分别对应不同频段的四分之一波长。通过设置多个枝节，枝节间通过缝隙耦合进行激励，并实现枝节的容性加载，降低天线感性，利于拓展带宽，实现较大的设计余度，大范围拓展带宽，实现多频段覆盖。

与现有技术相比，本实用新型设计的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，在有限的空间内通过扩展带宽和多频段的综合匹配，有效解决天线小型化设计中面临的扩展带宽、多频段的综合匹配问题，并在保证多个天线能够正常工作的同时，最大化的合理利用空间。组合天线放置于同一圆角梯形外壳内,其中LTE-MIMO天线采用单面PCB工艺制造，在PCB的铜箔上腐蚀出多枝节类偶极子天线结构，并在PCB板顶端焊接金属枝节，有效利用空间；WIFI-MIMO天线采用pifa结构，纯金属空气介质组合材质；GNSS介质天线采用多种馈电点的馈电方式，并对电路部分加焊屏蔽罩，同时将屏蔽罩焊接或者粘贴在PCB基板上，有效减少自身受到的干扰。

附图说明

图1 是实施例1外形结构示意图。

图2 是实施例1内部结构示意图。

图3 是实施例1LTE-MIMO天线的测试驻波图。

图4 是实施例1WIFI-MIMO天线的测试驻波图。

图5 是实施例1GNSS天线（以宽频B1、GPS L1和GLONASS G1为例）的测试方向图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1。

如图1、图2所示，本实施例描述LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线的一种实现方式作为示例，参照图1，为天线外壳11与底座12组合样式，以及内部天线的同轴馈线13。参照图2，LTE-MIMO天线7整体结构采用PCB板作为介质实现，在单面PCB板上腐蚀铜箔，形成天线单极子多枝节图案；WIFI-MIMO天线6为pifa结构，采用纯金属空气介质组合材质；GNSS天线8为单点馈电的陶瓷介质微带天线，通过对辐射面9进行切角实现圆极化；所有天线共用一个基板，该基板采用PCB双面覆铜板10；GNSS天线8的第一馈电点1、LTE-MIMO天线7的第二馈电点2、LTE-MIMO天线的第三馈电点3、WIFI-MIMO天线6的第四馈电点4、WIFI-MIMO天线6的第五馈电点5均连接各自的天线同轴馈线13的芯线，各天线接地部连接天线同轴馈线13的屏蔽层，即连接PCB双面覆铜板10；为固定PCB双面覆铜板10和底座12，需加设螺丝14，通过螺丝14将PCB双面覆铜板和底座12连接固定；同时通过卡扣15将天线同轴馈线13固定在PCB双面覆铜板上。

其中所述的底座12为投影形状为圆角梯形，其内部固定的PCB双面覆铜板10也是与之配合的圆角梯形。三种天线的位置如图所示，LTE-MIMO天线7设置在梯形长边的两个圆角附近，WIFI-MIMO天线5设置在梯形的短边的两个圆角附近，而GNSS天线8则设置在梯形长边中部靠内的位置上。GNSS天线8的辐射面9贴合在PCB双面覆铜板10的上表面使之与PCB双面覆铜板平行，GNSS天线的射频电路设置在屏蔽罩内，屏蔽罩焊接在PCB双面覆铜板10，GNSS天线的同轴馈线13在PCB双面覆铜板10上表面走线；LTE-MIMO天线7天线本体部分焊接在PCB双面覆铜板10上表面，天线本体部分与同轴馈线13的芯线相连且其同轴馈线在PCB双面覆铜板10上表面走线，同轴馈线的屏蔽层焊接在PCB双面覆铜板10上；WIFI-MIMO天线6焊接在PCB双面覆铜板10上表面，馈电点45设置在PCB双面覆铜板10下表面，与其对应的同轴馈线13在PCB双面覆铜板10下表面走线；同轴馈线13都使用卡扣15在PCB双面覆铜板10上表面或下表面固定；保证WIFI-MIMO天线6隔离度的金属板16平边的底部两个直角焊接在PCB双面覆铜板10上；LTE-MIMO天线7和WIFI-MIMO天线6及其保证隔离度的金属板16都在PCB双面覆铜板10上有专用的固定露铜卡槽，从而增加天线的稳定性。

由图3-5所示，说明本实施例所得到的组合天线，其各方面性能均达到优良。

特别指出，本实用新型的结构有极大的自由组合度，可以选择删减和增加天线种类和类型，如删减WIFI-MIMO天线，将LTE-MIMO数量增加到2~3对等。也可以添加AM/FM天线，并将电路部分放在PCB双面覆铜板的背面并加屏蔽罩。当天线方案中有WIFI-MIMO天线时，需在短边内位置上增加一块与PCB板焊接的金属板以增加隔离度，金属板与短边存在角度关系但不为90°。

实施例2。

本实施例描述的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，其与实施例1的区别在于其是所设有的天线是LTE-MIMO天线、WIFI-MIMO天线和GNSS天线一种或两种的组合。所述的三种天线的布置方式均与实施例1的布置方式和结构相同。

Claims (9)

1.一种LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，包括底座和外壳，其特征是所述的底座为圆角梯形结构，在底座上固定有与之形状配合的PCB双面覆铜板，在PCB双面覆铜板的上底面上设有LTE-MIMO天线、WIFI-MIMO天线和GNSS天线的组合，且前述的三种天线处于不同的平面上，其中LTE-MIMO天线和WIFI-MIMO天线设置在圆角梯形的圆角位置上，所述的GNSS天线设置在圆角梯形长边中部靠内位置或斜边靠近WIFI-MIMO天线的位置上；前述的三种天线的馈电点与同轴馈线的芯线连接，并通过PCB双面覆铜板和底座上的通孔连接到底座下部外侧；前述的三种天线的接地部通过同轴馈线的屏蔽层连接到PCB双面覆铜板。

2.根据权利要求1所述的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，其特征是所述的LTE-MIMO天线所在的平面与PCB双面覆铜板所在的平面垂直，所述的GNSS天线的辐射面与PCB双面覆铜板平行，所述的WIFI-MIMO天线通过其金属馈电点支撑设置在PCB双面覆铜板所在平面的上方，其辐射面与LTE-MIMO天线辐射面存在一定角度，与GNSS天线存在明显的高低差。

3.根据权利要求1所述的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，其特征是所述的PCB双面覆铜板上设有与PCB双面覆铜板平面相交的金属隔离板，且金属隔离板在PCB双面覆铜板上的投影与圆角梯形的短边呈非90°的夹角。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，其特征是所述的GNSS天线为单或双或四馈电点结构，其辐射面设有切角，在天线射频部分上设有屏蔽罩，屏蔽罩通过焊接或粘贴设置在PCB双面覆铜板上，且与GNSS天线连接的第一同轴馈线在PCB双面覆铜板的上表面走线。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，其特征是所述的LTE-MIMO天线是类偶极子和缝隙耦合天线结构，设置于圆角梯形的长边的两个圆角内的位置上，采用PCB板作为介质板，在PCB板顶端焊接金属枝节，其馈电点与第二同轴馈线的芯线连接，第二同轴馈线的屏蔽层与PCB双面覆铜板焊接。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，其特征是所述的WIFI-MIMO天线是pifa结构、纯金属空气介质组合材质，其馈电点设置在PCB双面覆铜板的下底面上，与其馈电点连接的第三同轴馈线在PCB双面覆铜板的下表面走线。

7.根据权利要求4所述的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，其特征是所述的GNSS天线的辐射面，采用多枝节对称结构，辐射面的某称对应中心频率的四分之一波长。

8.根据权利要求5所述的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，其特征是所述的LTE-MIMO天线是采用多枝节结构，枝节长度分别对应不同频段的四分之一波长。

9.根据权利要求6所述的LTE-MIMO、WIFI-MIMO和GNSS组合天线，其特征是所述的WIFI-MIMO天线是采用多枝节结构，枝节长度分别对应不同频段的四分之一波长。

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