CN105281049A - 一种小型集成天线基站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线信号接收设备领域，更具体的说是一种融合了多种无线通讯天线的小型天线基站。所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种融合了多种无线通讯天线的小型集成天线基站，包括外壳、底座和设置在外壳和底座所形成的容纳空间内的天线组件和电路组件，所述天线组件至少包括：用于接收UHF信号的第一天线；用于接收3G/4G信号的第二天线；和用于接收VHF和/或DAB和/或FM/AM信号的第四天线。并对小型集成天线基站内的构件进行合理布置，最大程度上减少其信号之间的干扰，提高散热效果，并且合理分配重量，使其在使用上具有更高的稳定性。

Description

一种小型集成天线基站

技术领域

本专利涉及无线信号接收设备领域，更具体的说是一种融合了多种无线通讯天线的小型天线基站。

背景技术

在日常生活中，无线信号作为一种无线通讯手段，用于传送各种信号，比如电视信号、手机信号、网络信号、收音机信号等等，也由此出现了各种各样用于接收这些信号的设备。不过到目前为止，几乎所有的无线信号接收设备都是专门针对一种特定类型信号，比如电视天线仅用于接收电视视频信号，手机仅用于接收蜂窝基站的无线通讯信号，收音机仅用于接收无线音频信号。基于这些不同的无线网络，不用类型的营运商需要建设不同的无线网络，用户也需要购买不同的设备用于接收。对于需要使用多种设备的用户来说，其需要配备有不同的设备用于接收不同的信号，如电视天线、无线路由器、手机等等，并为不同的设备配备不同的网络布线等等，这就导致了一个家庭内存在各种错综复杂的独立的网络和布线，不仅增加了购置成本，而且维修和维护的成本很高。

发明内容

本专利所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种融合了多种无线通讯天线的小型集成天线基站，可以为用户的多种不同终端设备提供与外界无线网络连接的统一入口。

本专利所涉及的一种小型集成天线基站，至少包括外壳、底座和设置在外壳和底座所形成的容纳空间内的天线组件和电路组件，所述天线组件至少包括：

用于接收UHF信号的第一天线（470-790MHz）；用于接收3G/4G信号的第二天线（790-2655MHz）；和用于接收WIFI信号的第三天线（2412-2482MHz）。所述第一天线、第二天线和第三天线在所述容纳空间内，依次呈自上而下分布结构。本专利至少包括上述三种类型的天线，这也是现在最常用的天线类型，可以基本满足现今常用的用户终端使用，三种天线集成在一个设备中，这样用户就无需单独购买不同的设备并对其进行单独的安装，降低购买成本。特别是在移动的交通工具上，如汽车、轮船或飞机，上使用的时候，可以节省大量的安装空间，减少布线。由于集成了多种不同的天线在同一壳体内，所要解决的关键问题就是避免不同信号之间的相互干扰，按照无线干扰原理，将接收甚高频UHF电视信号的第一天线设置在最上方。根据数据率，高数据无线信号容易受到低数据无线信号干扰，因此将接收3G/4G移动通讯信号的第二天线放置在接收WIFI局域网信号第三天线上方。第三天线由于还需要路由电路和电源电路的支持，重量最大，因此设置在底部有利于整个基站的稳定性。当然，该基站设备的其他电路结构，如信号切换电路、控制电路、电源电路以及各种对外的接口等结构，也可以设置在底座上，在此不再赘述。

在本专利中，为进一步拓展基站的功能，所述天线组件还包括用于接收VHF和/或DAB和/或FM/AM信号的第四天线，在该频段高频电视信号VHF（47-230MHz）、数字音视频广播信号DAB（174-230MHz）和FM/AM广播信号（88-108MHz）为分布较广的信号类型。由于该类信号所使用的频段与UHF很接近（470-790MHz），且容易受到3G/4G和WIFI等高频信号的影响，所述第四天线分布于上述第一、第二和第三天线自上而下分布结构的周围，这样即可以与第二和第三天线保持一定的距离，又不会干扰到第一天线的工作。

在小型的天线外壳内，所有的可用空间都显得尤为宝贵，上述四种天线在一般领域中有各种各样的结构，但在此就需要兼顾空间尺寸、信号强度、抗干扰性等因数选择合适的结构。具体来说，所述第一天线为平板状的全向天线振子结构，所述第二天线为倒锥形全向振子结构，所述第三天线为柱状振子结构。

在考虑避免各种不同的天线之间相互干扰的问题，在本专利中，主要通过设置合适的隔离距离来实现。具体来说，第一天线为全向振子片结构，其形成一个平面，第二天线为倒锥形结构，其上端面的也为一平面，从侧视角度上，即去除外壳后从侧面水平观看的视角，所述第一天线所在平面与第二天线上端平面相距至少30mm。第四天线为柱状的全向天线，所述第四天线上端与第二天线上端平面相距至少30mm。第三天线为柱状的极化天线，从俯视角度上，即去除外壳后从上向下观看的视角，所述第三天线与所述第二天线相距至少30mm。

更进一步的考虑到本专利为一种小型化的天线基站结构，距离不应太大，需要控制在合理的范围内，因此从侧视角度上，所述第一天线所在平面与第二天线上端平面相距45±5mm，所述第四天线上端与第二天线上端平面相距45±5mm。这个距离是高压最小安全间距，可以进一步防止高压（包含雷击），另外也是本专利上的空间允许的距离。

所述第二天线包括两个并列设置的十字形第三子天线，每个第三子天线由相互垂直的振子构成，所述第三天线与所述第三子天线的振子不共面设置。第三子天线采用全向3G/4G天线，振子之间相互成90°，这样能够与其他天线处于不同的立体面中，即形成不同面的设置，避免第二天线与其他天线的信号干扰。

为了能够全方位的接收地面电视信号，所述第一天线为圆盘形振子片，包括振子片中间的接线埠和从接线埠以均等角度辐射的偶数个振子单元，每个振子单元包括沿圆盘形周向分布的弧形辐射部和沿圆盘形结构轴向分布的直线形馈线部，所述馈线部连接辐射部的一端和接线埠，从俯视角度上，所述第四天线分布在辐射部的另一端。采用多个振子单元构成全向的圆盘形振子片结构，节省了大量的空间，而且具有较高的信号接收能力。所述辐射部另一端出为信号接收的末端，信号强度较弱，因此将第四天线分布在该位置能够进一步减小信号的干扰。

为了保证第四天线的长度，提高信号接收能力，另外又不增加占用的空间，所述第四天线呈倒L形。至少包括接收VHF/DAB信号的第一子天线和接收FM/AM信号的第二子天线，为了减少构件，部分信号频段共用相同的天线，比如VHF/DAB频段可以采用单一的第一子天线结构。另外，从俯视角度上，所述第一子天线和第二子天线相对于基站中心所形成的中心角大于100°，这也进一步避免了第一子天线和第二子天线之间的信号干扰。

结合上述第一天线的结构，所述第一天线具体包括六个振子单元，两两相对组成三对振子结构，每对振子结构相互错开120°，从俯视角度上，所述第一子天线和第二子天线相距2~4个振子单元分布，这样能够保证第一子天线和第二子天线相互错开120°或180°，优选相距120°。

所述电路组件包括与第一天线连接的电视信号馈线，馈线从第一天线直接连接到天线基站的信号接口上；与第二天线连接的通讯信号处理电路，第二天线为接收无线通讯信号，因此无需连接到基站的信号接口上；与第三天线连接的无线网络路由器，无线路由器除进行无线通讯外，还需设置与其他设备连接的网路接口和电源接口等；与第四天线连接的低频信号接收盒，接收盒需设置与视频播放设备，如电视或显示器等，的视频信号接口。根据上述不同电路组件的重量和结构，所述无线网络路由器和低频信号接收盒设置在所述容纳空间的底部，所述通讯信号处理电路设置在无线网络路由器的上方，这种结构设计可以提高小型集成天线基站摆放的稳定性，以适用在移动的交通工具，如房车、游艇等。

上述电路结构还可以根据其自身的信号特点设置相应的信号屏蔽结构，如所述低频信号接收盒用马口铁对外部的无线信号屏蔽，所述无线网络路由器也可以在其壳体内安装屏蔽壳。

本专利在同一个设备中集成了多种接收不同无线信号的天线，可以同时满足电视、手机、无线移动终端和收音机等设备之用，还可以作为构建智能家居和移动交通的基站，用户无需购买多种不同的设备，并分别进行布线，大大提高了使用上和维护上的便利性。本专利对这种小型集成天线基站内的构件进行合理布置，最大程度上减少其信号之间的干扰，提高散热效果，并且合理分配重量，使其在使用上具有更高的稳定性。

附图说明

图1为本专利实施例的立体图。

图2为图1另一角度视图。

图3为本专利实施例的结构分解图。

图4为本专利实施例内部结构安装示意图。

图5为本专利实施例天线组件安装结构示意图。

图6为图5的侧视图。

图7为图5的正视图。

图8为本专利实施例天线组件安装结构俯视图。

图9为本专利实施例部分天线组件安装结构俯视图。

具体实施方式

以下结合附图举例对本专利的详细结构做进一步的说明。

结合图1至图4，所示的一种小型集成天线基站，包括外壳110、底座120和设置在外壳110和底座120所形成的容纳空间130内的天线组件300和电路组件，外壳为圆台形性，上平面与侧面之间具有圆滑倒角，侧面下部平滑过渡至底座120。在底座120的底面上设有内部天线组件300与外部设备连接的接口140。

上述天线组件300包括：用于接收UHF信号的第一天线310，用于接收4G信号的第二天线320，用于接收WIFI信号的第三天线330，和用于接收VHF和/或DAB和/或FM/AM信号的第四天线340。所述第一天线310、第二天线320和第三天线330在所述容纳空间内，依次呈自上而下分布结构，所述第四天线340分布于上述第一、第二和第三天线自上而下分布结构的周围。

上述电路组件包括：与所述第一天线310连接的电视信号馈线410，与第二天线320连接的通讯信号处理电路420，与第三天线330连接的无线网络路由器430和与第四天线340连接的低频信号接收盒440，所述无线网络路由器430和低频信号接收盒440设置在所述容纳空间130的底部，所述通讯信号处理电路420设置在无线网络路由器430的上方。

去除上述电路组件，可以更为清楚的看出所述电路结构300的布局，具体如图5所示。所述第一天线310为平板状的全向天线振子结构，具体为圆盘形振子片，包括振子片中间的接线埠313和从接线埠313以均等角度辐射的六数个振子单元，每个振子单元包括沿圆盘形周向分布的弧形辐射部311和沿圆盘形结构轴向分布的直线形馈线部312，所述馈线部312连接辐射部311的一端和接线埠313。从俯视角度上，如图8和图9所示，所述第四天线340分布在辐射部311的另一端。所述第二天线320为倒锥形全向振子结构，包括两个并列设置的十字形第三子天线321，每个第三子天线321由相互垂直的振子构成，即振子之间的角度差β为90°。所述第三天线330为柱状振子结构，与所述第三子天线321的振子不共面设置。所述第四天线340呈倒L形，至少包括接收VHF/DAB信号的第一子天线341和接收FM/AM信号的第二子天线342，从俯视角度上，所述第一子天线341和第二子天线342相对于基站中心所形成的中心角为120°。

为了避免各种天线之间信号相互干扰，各种天线之间应当保持合适的距离和角度，具体的距离和角度如图6至图9所示。从侧面上看，所述第一天线310所在平面与第二天线320上端平面相距h1为48mm，所述第四天线340上端与第二天线320上端平面相距h2为42mm。从俯视角度看，所述第三天线330与所述第二天线320相距距离d为45mm。当然，根据具体的产品设计，所述h1/h2/d优选在45±5mm的区间内选择。另外，从俯视角度看，所述第一天线310的六个振子单元，两两相对组成三对振子结构，每对振子结构相互错开120°，因此，将所述第一子天线341和第二子天线342分布在辐射部311的另一端，且相距2个振子单元分布，即可保证其相距角度α为120°。

当然，上述电路结构还可以根据其自身的信号特点设置相应的信号屏蔽结构，如所述低频信号接收盒440用马口铁对外部的无线信号屏蔽，所述无线网络路由器430也可以在其壳体内安装屏蔽壳（图中未示出）。

上述附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利所作的举例，而并非是对本专利权利要求的具体限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在权利要求的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在所述权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型集成天线基站，至少包括外壳（110）、底座（120）和设置在外壳（110）和底座（120）所形成的容纳空间（130）内的天线组件（300）和电路组件，所述天线组件至少包括：

用于接收UHF信号的第一天线（310）；

用于接收3G/4G信号的第二天线（320）；和

用于接收WIFI信号的第三天线（330）；其特征在于：

所述第一天线（310）、第二天线（320）和第三天线（330）在所述容纳空间内，依次呈自上而下分布结构。

2.根据权利要求1所述的小型集成天线基站，其特征在于所述天线组件（300）还包括用于接收VHF和/或DAB和/或FM/AM信号的第四天线（340），所述第四天线（340）分布于上述第一、第二和第三天线自上而下分布结构的周围。

3.根据权利要求2所述的小型集成天线基站，其特征在于所述第一天线（310）为平板状的全向天线振子结构，所述第二天线（320）为倒锥形全向振子结构，所述第三天线（330）为柱状振子结构。

4.根据权利要求3所述的小型集成天线基站，其特征在于从侧视角度上，所述第一天线（310）所在平面与第二天线（320）上端平面相距至少30mm，所述第四天线（340）上端与第二天线（320）上端平面相距至少30mm，从俯视角度上，所述第三天线（330）与所述第二天线（320）相距至少30mm。

5.根据权利要求4所述的小型集成天线基站，其特征在于从侧视角度上，所述第一天线（310）所在平面与第二天线（320）上端平面相距45±5mm，所述第四天线（340）上端与第二天线（320）上端平面相距45±5mm。

6.根据权利要求1~5任一项所述的小型集成天线基站，其特征在于所述第一天线（310）为圆盘形振子片，包括振子片中间的接线埠（313）和从接线埠（313）以均等角度辐射的偶数个振子单元，每个振子单元包括沿圆盘形周向分布的弧形辐射部（311）和沿圆盘形结构轴向分布的直线形馈线部（312），所述馈线部（312）连接辐射部（311）的一端和接线埠（313），从俯视角度上，所述第四天线（340）分布在辐射部（311）的另一端。

7.根据权利要求6所述的小型集成天线基站，其特征在于所述第四天线（340）呈倒L形，至少包括接收VHF/DAB信号的第一子天线（341）和接收FM/AM信号的第二子天线（342），从俯视角度上，所述第一子天线（341）和第二子天线（342）相对于基站中心所形成的中心角大于100°。

8.根据权利要求7所述的小型集成天线基站，其特征在于所述第一天线（310）包括六个振子单元，两两相对组成三对振子结构，每对振子结构相互错开120°，从俯视角度上，所述第一子天线（341）和第二子天线（342）相距2~4个振子单元分布。

9.根据权利要求1~5任一项所述的小型集成天线基站，其特征在于所述第二天线（320）包括两个并列设置的十字形第三子天线（321），每个第三子天线（321）由相互垂直的振子构成，所述第三天线（330）与所述第三子天线（321）的振子不共面设置。

10.根据权利要求2~5任一项所述的小型集成天线基站，其特征在于所述电路组件包括与第一天线（310）连接的电视信号馈线（410），与第二天线（320）连接的通讯信号处理电路（420），与第三天线（330）连接的无线网络路由器（430）和与第四天线（340）连接的低频信号接收盒（440），所述无线网络路由器（430）和低频信号接收盒（440）设置在所述容纳空间（130）的底部，所述通讯信号处理电路（420）设置在无线网络路由器（430）的上方。