拆卸 RSRF 交叉極化雙頻段蜂窩 MIMO 面板天線

在這篇博文中，讓我們來(lái)看看專為蜂窩信號(hào)增強(qiáng)器設(shè)計(jì)的交叉極化雙頻段 MIMO 面板天線。它還可以與指定頻段內(nèi)的熱點(diǎn)和路由器一起使用。

該雙頻天線由RSRF設(shè)計(jì)制造。根據(jù)數(shù)據(jù)表，它在 600 至 960MHz 和 1690 至 2700MHz 的頻率范圍內(nèi)工作，分別具有 6dBi 和 9dBi 的適度增益。這些頻段幾乎涵蓋了北美用于 3G 4G LTE 的所有蜂窩頻率。您還可以將此天線用于低頻段和中頻段5G應(yīng)用。由于低頻段5G介于600-850MHz之間，中頻段5G介于2.5-3.7MHz之間。雖然這個(gè)天線只覆蓋了中頻段 5G 頻率范圍的一小部分。

MIMO天線本質(zhì)上包含多組天線以增加信號(hào)分集。在無(wú)線通信中，信號(hào)分集非常重要。當(dāng)無(wú)線電接收器（例如手機(jī)）在復(fù)雜的環(huán)境中移動(dòng)時(shí)，例如在城市環(huán)境中，接收到的信號(hào)本質(zhì)上是經(jīng)過(guò)不同路徑的所有反射信號(hào)的總和，并且取決于這些信號(hào)到達(dá)的相位來(lái)自不同路徑的接收器，根據(jù)這些多路徑信號(hào)的相對(duì)相位，組合信號(hào)可能更強(qiáng)或更弱。

這種現(xiàn)象稱為多徑衰落。因此，利用通信系統(tǒng)中的某種多樣性來(lái)對(duì)抗這種多徑衰落是有利的。在 MIMO 天線系統(tǒng)中，如果天線以多個(gè)波長(zhǎng)間隔分開放置，則可以實(shí)現(xiàn)空間分集。然而，在像這樣的緊湊型 MIMO 天線系統(tǒng)中，將不同的天線在物理上隔開是不切實(shí)際的，因此經(jīng)常使用一對(duì)正交極化天線。這種技術(shù)也經(jīng)常被稱為交叉極化。

信號(hào)多樣性還增加了通信信道的吞吐量，這通常會(huì)轉(zhuǎn)化為更快的下載和上傳速度。它還通過(guò)增加的分集增益提高了信噪比 (SNR)。根據(jù)香農(nóng)-哈雷定理，所有這些都提高了整體信道容量：

拆下天線罩后，很明顯這種雙頻段平板天線由兩組交叉極化偶極天線組成。較小的天線用于 1690 至 2700MHz 頻段，右側(cè)較大的天線用于 600 至 960MHz 頻段。

高頻段和低頻段的偶極子設(shè)計(jì)是相似的，雖然是使用不同的技術(shù)構(gòu)建的。較大的天線由鍍金銅制成，并由一些低射頻損耗材料（可以是ABS或PTFE）支撐。在右下方的圖片中，您可以看到一些桿結(jié)構(gòu)懸掛在偶極子的每個(gè)臂的角上。我相信這些是電感元件，用于微調(diào)天線的頻率響應(yīng)。環(huán)形設(shè)計(jì)的寬孔徑增加了偶極子工作帶寬。

在下圖中，您可以看到饋入兩個(gè)正交排列的偶極子對(duì)的饋線。

這是用于 2GHz 頻段的較小天線的幾張圖片。由于尺寸較小，天線特征被蝕刻到 PCB 上，而不是像我們?cè)诘皖l段天線中看到的那樣使用單獨(dú)的材料。

在 GHz 范圍內(nèi)，選擇正確的 PCB 材料變得至關(guān)重要，因?yàn)?PCB 介電基板中的非線性會(huì)導(dǎo)致無(wú)源互調(diào)并產(chǎn)生不需要的諧波。用于高頻天線的 PCB 材料還具有低射頻損耗?？赡苓@里使用的材料是 PTFE 而不是標(biāo)準(zhǔn)的 FR4。

由于每個(gè)極化都有兩個(gè)獨(dú)立的天線（一個(gè)用于較低頻率，一個(gè)用于較高頻率）從單個(gè)同軸電纜饋送，因此需要一個(gè)雙工器來(lái)復(fù)用這兩個(gè)頻率內(nèi)容。在下圖中，您可以看到PCB 上實(shí)現(xiàn)的雙工器的分布式元件濾波器設(shè)計(jì)。您還可以清楚地看到，來(lái)自輸入同軸電纜的輸入信號(hào)分為兩條不同的路徑：經(jīng)過(guò)濾波，一條路徑通過(guò) PCB 走線到達(dá)較小的天線，另一條路徑通過(guò)同軸電纜到達(dá)較大的天線。

在這些圖片中，您可以看到在垂直 PCB 支架上實(shí)現(xiàn)的巴倫。這些本質(zhì)上是射頻變壓器，可將同軸電纜的單端輸入轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)偶極天線的平衡差分信號(hào)。