CN210379416U - 小型化视频监控天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型化视频监控天线，包括PCB振子阵列、PCB馈电网络、远程控制单元RCU和传动结构，所述PCB振子阵列电连接于所述PCB馈电网络上；所述传动结构连接于所述远程控制单元RCU和PCB馈电网络之间，以在所述远程控制单元RCU的控制下调节天线电下倾。该小型视频监控天线具有低剖面、体积小、远程快速调角等优点。

Description

小型化视频监控天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术，尤其涉及一种小型化视频监控天线。

背景技术

随着智能化产业的不断发展，视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合，尤其在安防***中的重要性日益突出，其主要应用于“智慧城市”中智慧交通、公共安全、可视化管理等场景，有助于建立互联协同、安全监控、智能化控制等项目信息化生态圈。

实现视频监控最为关键的技术之一就是无线宽带接入技术，而5.8G无线接入***采用点对点、点对多点的组网方式，基于直接序列扩频技术，具有信道多、频率宽、覆盖广、受雨衰和多径的影响小等优点，是视频监控无线接入中性价比最高的频段。无线视频监控中天线通过电磁波实现信号的传输，直接影响到传输画面的稳定性及传输距离，因此，天线是视频监控中重要的一环。

现有的视频监控天线采用金属振子并通过同轴电缆焊接，虽然增益高，但也有体积较大、重量重等缺点，而同轴电缆在剥线及焊接中容易造成相位偏差，导致方向图恶化及S参数的不一致性；视频监控的人流车流潮汐变化，或重点区域监控变换，需要随时调整天线主波束朝向，如果采用人工上站调节机械倾角，不仅费时费力，且调角超过一定范围会导致方向图畸变，对临区覆盖产生干扰。

实用新型内容

为了解决上述现有技术的不足，本实用新型提供一种小型视频监控天线，具有低剖面、体积小、远程快速调角等优点。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种小型化视频监控天线，包括PCB振子阵列、PCB馈电网络、远程控制单元RCU和传动结构，所述PCB振子阵列电连接于所述PCB馈电网络上；所述传动结构连接于所述远程控制单元RCU和PCB馈电网络之间，以在所述远程控制单元RCU的控制下调节天线电下倾。

进一步地，所述PCB馈电网络的两侧上分别设有与所述PCB振子阵列平行的第一边条和第二边条。

进一步地，所述PCB馈电网络兼作反射板。

进一步地，所述PCB馈电网络包括移相网络、相位补偿网络和耦合结构，所述相位补偿网络电连接于所述移相网络和PCB振子阵列之间；所述耦合结构设于所述移相网络上运动，机械连接于所述传动结构。

进一步地，所述移相网络包括第一移相网络和第二移相网络，所述相位补偿网络包括第一相位补偿网络和第二相位补偿网络，所述耦合结构包括第一耦合片和第二耦合片；其中，所述第一相位补偿网络电连接于所述第一移相网络和PCB振子阵列之间，所述第一耦合片设于所述第一移相网络上运动，所述第一移相网络、第一相位补偿网络和第一耦合片用于调节所述PCB振子阵列的一个极化方向的电下倾；所述第二相位补偿网络电连接于所述第二移相网络和PCB振子阵列之间，所述第二耦合片设于所述第二移相网络上运动，所述第二移相网络、第二相位补偿网络和第二耦合片用于调节所述PCB振子阵列的另一个极化方向的电下倾。

进一步地，所述移相网络具有构成同心圆弧结构的至少两段微带线。

进一步地，所述相位补偿网络具有一个或多个蛇形或折边结构。

进一步地，所述PCB振子阵列的数量为至少两列；所述PCB馈电网络还包括合路网络，至少两列PCB振子阵列的相同极化方向通过所述合路网络电连接，然后通过所述合路网络同时电连接所述相位补偿网络。

进一步地，所述PCB馈电网络包括从上往下依次层叠的用作接地层的第一PCB板、介质层和用作馈电网络层的第二PCB板，所述移相网络和相位补偿网络位于所述馈电网络层。

进一步地，所述PCB馈电网络包括从上往下依次层叠的用作第一馈电网络层的第一PCB板、第一介质层、预浸材料层、第二介质层和用作第二馈电网络层的第四PCB板，以及层叠于所述第一介质层和预浸材料层之间的用作第一接地层的第二PCB板和/或层叠于所述预浸材料层和第二介质层之间的用作第二接地层的第三PCB板；所述第一移相网络和第一相位补偿网络位于所述第一馈电网络层，所述第二移相网络和第二相位补偿网络位于所述第二馈电网络层且所述第二相位补偿网络导通至所述第一馈电网络层上。

本实用新型具有如下有益效果：该小型化视频监控天线采用低剖面的PCB振子阵列，再通过所述PCB馈电网络对所述PCB振子阵列进行馈电，重量轻、体积小，可集成于视频控制***内部，同时将所述PCB振子阵列直接焊接于所述PCB馈电网络上，可避免因同轴电缆造成的相位误差，保证成品的一致性，还集成内置有所述远程控制单元RCU，可不停机实现天线下倾角的远程调角，增强了***的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型提供的小型化视频监控天线的分解图；

图2为本实用新型提供的双层PCB板结构的PCB馈电网络的分解图；

图3为图2所示的PCB馈电网络的接地层的示意图；

图4为图2所示的PCB馈电网络的馈电网络层的示意图；

图5为本实用新型提供的立体PCB振子的示意图；

图6为本实用新型提供的另一小型化视频监控天线的分解图；

图7为本实用新型提供的四层PCB板结构的PCB馈电网络的分解图；

图8为本实用新型提供的双层PCB板结构的另一馈电网络层的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

如图1-8所示，一种小型化视频监控天线，包括PCB振子阵列1、PCB馈电网络3、远程控制单元RCU和传动结构4，所述PCB振子阵列1电连接于所述PCB馈电网络3上；所述传动结构4连接于所述远程控制单元RCU和PCB馈电网络3之间，以在所述远程控制单元RCU的控制下调节天线电下倾。

该小型化视频监控天线采用低剖面的PCB振子阵列1，再通过所述PCB馈电网络3对所述PCB振子阵列1进行馈电，重量轻、体积小，可集成于视频控制***内部，同时将所述PCB振子阵列1直接焊接于所述PCB馈电网络3上，可避免因同轴电缆造成的相位误差，保证成品的一致性，还集成内置有所述远程控制单元RCU，可不停机实现天线下倾角的远程调角，增强了***的灵活性。

该小型化视频监控天线除了天线接头外，其余部分之间均无同轴电缆连接，如有需要，所述天线接头也可采用插接式接头，实现整机无同轴电缆。

如图1所示，所述PCB馈电网络3的两侧上分别设有与所述PCB振子阵列1平行的第一边条21和第二边条22，用来控制该小型化视频监控天线的水平波瓣宽度及前后比；所述第一边条21和第二边条22的截面可为L形或双折边“与”字形，材质为金属。

该小型化视频监控天线上具有至少一列PCB振子阵列1，每列PCB振子阵列1具有沿直线排列的至少三个PCB振子10，多列PCB振子阵列1之间相平行；其中，在同一列PCB振子阵列1中，相邻的PCB振子10之间的中心间距在0.75-0.85λ，而相邻的PCB振子阵列1之间的中心轴线间距为0.75-0.82λ，λ为该小型化视频监控天线的中心频率波长。

所述PCB馈电网络3包括移相网络、相位补偿网络和耦合结构，所述相位补偿网络电连接于所述移相网络和PCB振子阵列1之间；所述耦合结构设于所述移相网络上运动，机械连接于所述传动结构4。

所述PCB馈电网络3的各网络之间无交迭点。所述耦合结构在所述移相网络上运动时，可使所述移相网络产生不同程度的相位差；所述相位补偿网络用于补偿所述PCB振子阵列1的各PCB振子10的初始相位，并将所述移相网络产生的相位差传输至所述PCB振子阵列1。所述移相网络还有分配功率的作用，向同一列或不同列PCB振子阵列1的各个PCB振子10分配不同功率，有助于上旁瓣的抑制。

所述PCB振子10为双极化振子，具有﹢45°极化方向和-45°极化方向。

如图2和图4所示，所述移相网络包括第一移相网络321和第二移相网络322，所述相位补偿网络包括第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324，所述耦合结构包括第一耦合片51和第二耦合片52；其中，所述第一相位补偿网络323电连接于所述第一移相网络321和PCB振子阵列1之间，所述第一耦合片51设于所述第一移相网络321上运动，所述第一移相网络321、第一相位补偿网络323和第一耦合片51用于调节所述PCB振子阵列1的一个极化方向（比如+45°）的电下倾；所述第二相位补偿网络324电连接于所述第二移相网络322和PCB振子阵列1之间，所述第二耦合片52设于所述第二移相网络322上运动，所述第二移相网络322、第二相位补偿网络324和第二耦合片52用于调节所述PCB振子阵列1的另一个极化方向（比如-45°）的电下倾。

所述PCB振子阵列1的各PCB振子10具有第一极化馈电部和第二极化馈电部，所述第一极化馈电部电连接于所述第一相位补偿网络323，所述第二极化馈电部电连接于所述第二相位补偿网络324。

所述第一移相网络321和第二移相网络322各具有一个输出口326和多级信号口。当所述第一耦合片51在所述第一移相网络321上运动时，所述第一移相网络321的各级信号口上可分别产生不同程度的相位差，同样的，当所述第二耦合片52在所述第二移相网络322上运动时，所述第二移相网络322的各级信号口上可分别产生不同程度的相位差。

所述第一相位补偿网络323和第二移相网络322各自具有多级相位补偿线；所述第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324各自的相位补偿线数量以及所述第一移相网络321和第二移相网络322各自的信号口数量均与一列PCB振子阵列1的PCB振子10数量相对应，以使所述第一移相网络321的各级信号口通过所述第一相位补偿网络323上对应的相位补偿线电连接至所述PCB振子阵列1中对应的PCB振子10的第一极化馈电部，以及所述第二移相网络322的各级信号口通过所述第二相位补偿网络324上对应的相位补偿线电连接至所述PCB振子阵列1中对应的PCB振子10的第二极化馈电部。

所述第一移相网络321和第二移相网络322各自具有多段微带线，各自的其中一条微带线将所述输出口326和其中一级信号口相电连接，各自的其余微带线将其余信号口之间以两级为一组相电连接；且所述第一移相网络321和第二移相网络322各自的至少两段微带线之间构成同心圆弧结构，以使自身呈扇形结构。

本案中，所述第一移相网络321和第二移相网络322各自具有五级信号口，分别对应于一列PCB振子阵列1的五个PCB振子10，各自的输出口326和其中一级信号口之间通过第一微带线电连接，各自的其余四级信号口之间以两级为一组分别通过第二微带线327和第三微带线328电连接，各自的第二微带线327和第三微带线328之间构成同心圆弧结构，且半径比为1:2。

当所述第一耦合片51和第二耦合片52分别在所述第一移相网络321和第二移相网络322上摆动时，可分别使所述第一移相网络321和所述第二移相网络322在各自的五级信号口上分别产生2Δθ、Δθ、0、-Δθ、-2Δθ的相位差，这是实现波束下倾的关键，圆弧结构的所述第二微带线327和第三微带线328的边缘设有限位结构，用于限制摆动起点位置及摆动终点位置。

所述第一耦合片51和第二耦合片52均为单面敷铜的印刷线路板，其分别与所述第一移相网络321和第二移相网络322相接触的部分均涂有绝缘材料，以保证一定的耦合间隙，避免电路导体间直接接触或摩擦所带来互调问题。

本案中，所述第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324各自的至少一级相位补偿线具有一个或多个蛇形或折边结构325，所述第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324各自的各级相位补偿线之间的物理长度均不相同。

本案中，所述远程控制单元RCU设于所述PCB馈电网络3的正面，与所述PCB振子阵列1同侧；所述传动结构4设于所述PCB馈电网络3的背面，包括与所述远程控制单元RCU电连接的驱动电机41以及传动杆42、传动齿条43和调角片44，所述驱动电机41的输出端机械连接于所述传动杆42，以驱动所述传动杆42沿自身轴线方向做往复直线运动，所述传动齿条43固定于所述传动杆42上且其齿牙与所述调角片44的扇面端相啮合，以带动所述调角片44摆动；所述第一耦合片51和第二耦合片52固定在所述调角片44上，随所述调角片44一同摆动，进而使所述第一移相网络321和第二移相网络322产生相位差。

所述PCB振子10可采用立体振子或平面振子，所述PCB馈电网络3可以采用多层PCB板结构。

在第一实施例中，如图1-5所示，所述PCB馈电网络3采用双层PCB板结构。

如图2所示，所述PCB馈电网络3包括从上往下依次层叠的用作接地层30的第一PCB板、介质层31和用作馈电网络层32的第二PCB板，所述移相网络的第一移相网络321和第二移相网络322，以及所述相位补偿网络的第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324均位于所述馈电网络层32。

如图4所示，所述第一移相网络321和第二移相网络322分别位于所述PCB馈电网络3的中心轴线两侧，且以所述PCB馈电网络3的中心轴线对称；同样的，所述第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324分别位于所述PCB馈电网络3的中心轴线两侧，且以所述PCB馈电网络3的中心轴线对称。

该实施例中，所述调角片44的数量有两片，一调角片44的转动轴穿过所述第一移相网络321的圆心孔后与位于所述PCB馈电网络3正面上的一方形紧箍条45相固定，进而转动连接于所述第一移相网络321上，另一调角片44的转动轴穿过所述第二移相网络322的圆心孔后与位于所述PCB馈电网络3正面上的另一方形紧箍条45相固定，进而转动连接于所述第二移相网络322上。所述第一耦合片51和第二耦合片52分别固定在不同的调角片44上，由不同的调角片44带动进行摆动；所述传动齿条43的两侧均具有齿牙，两片调角片44分别与所述传动齿条43的两侧齿牙相啮合。

该实施例中，所述PCB振子10采用立体振子。如图5所示，所述PCB振子10垂直于所述PCB馈电网络3，由两对互相垂直的偶极子101组成，所述偶极子101的正反两面上分别蚀刻有辐射臂102和巴伦103；如图3所示，所述接地层30上开设有振子孔阵列301，所述PCB振子阵列1设于所述振子孔阵列301内与所述相位补偿网络32电连接；所述偶极子101***所述接地层30上的振子孔内，所述辐射臂102和所述接地层30电连接，所述巴伦103和所述馈电网络层32电连接。

与所述PCB振子阵列1相对应的，所述接地层30上开设有至少一列振子孔阵列301，每列振子孔阵列301具有沿直线排列的至少三个振子孔，多列振子孔阵列301之间相平行；一个振子孔内对应设置一个PCB振子10。所述振子孔为镂空X形槽，以与互相垂直的两对偶极子101相适应。

所述接地层30和馈电网络层32的厚度远小于所述介质层31的厚度。优选地，所述接地层30采用整面敷铜结构，兼作该小型化视频监控天线的反射板。

另外，该实施例中的PCB振子10也可采用平面振子，若采用平面振子的话，则与立体振子相同，所述第一移相网络321和第二移相网络322也分别位于所述PCB馈电网络3的中心轴线两侧，且以所述PCB馈电网络3的中心轴线对称，同样的，所述第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324也分别位于所述PCB馈电网络3的中心轴线两侧，且以所述PCB馈电网络3的中心轴线对称。

在第二实施例中，如图6和7所示，所述PCB馈电网络3采用三层或四层PCB板结构。

如图7所示，所述PCB馈电网络3包括从上往下依次层叠的用作第一馈电网络层33的第一PCB板、第一介质层34、预浸材料层36、第二介质层38和用作第二馈电网络层39的第四PCB板，以及层叠于所述第一介质层34和预浸材料层36之间的用作第一接地层35的第二PCB板和/或层叠于所述预浸材料层36和第二介质层38之间的用作第二接地层37的第三PCB板；所述第一移相网络321和第一相位补偿网络323位于所述第一馈电网络层33，所述第二移相网络322和第二相位补偿网络324位于所述第二馈电网络层34且所述第二相位补偿网络324导通至所述第一馈电网络层33上。

其中，所述第一接地层35和第二接地层37中的一层可腐蚀去掉，以形成三层（假四层）PCB板结构，但是采用三层PCB板结构的话，需要增加工艺，成本会较高，因此一般采用四层PCB板结构。

所述第一移相网络321和第二移相网络322之间相层叠且图案重合，和/或所述第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324之间相层叠但图案不重合。

该实施例中，所述调角片44的数量有一片，其转动轴同时穿过相层叠的第一移相网络321和第二移相网络322的圆心孔后与位于所述第一移相网络321上的第一耦合片51相固定，所述第二耦合片52固定在所述调角片44上。所述第一耦合片51和第二耦合片52同时固定在相同的调角片44，由同一调角片44带动进行摆动；所述传动齿条43的单侧具有齿牙，所述调角片44与所述传动齿条43的单侧齿牙相啮合。

该实施例中，所述PCB振子10采用平面振子。如图6所示，所述PCB振子10平行于所述PCB馈电网络3，由辐射体104和引向片105组成，所述引向片105设于所述辐射体104的正上方，尺寸略小于所述辐射体104；所述PCB振子10设于所述第一馈电网络层33上，同时与所述第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324电连接，如图7所示，所述第二馈电网络层39的第二相位补偿网络324通过所述第一介质层34上的第一沉铜过孔341、所述第二介质层38上的第二沉铜过孔381和所述预浸材料层36上的第三沉铜过孔361电连接至位于所述第一馈电网络层33上的PCB振子阵列1；所述第一接地层35和/或第二接地层37在对应于各沉铜过孔处（341、381、391）开设有矩形槽孔351、371。

所述辐射体104为矩形，所述引向片105为矩形或圆形；所述引向片105的材质可以为单面敷铜介质板或金属板；相邻的PCB振子10之间的边缘间距在0.1λ左右。

优选地，所述第一接地层35和/或第二接地层采用整面敷铜结构，兼作该小型化视频监控天线的反射板。

另外，该实施例的三层或四层PCB结构的PCB馈电网络3上的PCB振子10也可采用立体振子，若采用立体振子的话，则与平面振子不同，所述第一移相网络321和第二移相网络322需要分别位于所述PCB馈电网络3的中心轴线两侧，且以所述PCB馈电网络3的中心轴线对称，同样的，所述第一相位补偿网络323和第二相位补偿网络324也需要分别位于所述PCB馈电网络3的中心轴线两侧，且以所述PCB馈电网络3的中心轴线对称。

在第三实施例中，如图8所示，若所述PCB振子阵列1的数量为至少两列，则优选地，所述PCB馈电网络3还包括合路网络329，至少两列PCB振子阵列1的相同极化方向通过所述合路网络329电连接，然后通过所述合路网络329同时电连接所述相位补偿网络。

所述合路网络329包括第一合路线和第二合路线，所述第一合路线和第二合路线的数量均至少有三条，以与一列PCB振子阵列1的PCB振子10数量相对应。

至少两列PCB振子阵列1上位置对应（相邻或同一行）的各个PCB振子10的第一极化馈电部通过对应的第一合路线电连接，然后通过所述第一合路线电连接所述第一相位补偿网络323中对应的相位补偿线，最后通过对应的相位补偿线电连接所述第一移相网络321中对应的信号口；同样的，至少两列PCB振子阵列1上位置对应（相邻或同一行）的各个PCB振子10的第二极化馈电部通过对应的第二合路线电连接，然后通过所述第二合路线电连接所述第二相位补偿网络323中对应的相位补偿线，最后通过对应的相位补偿线电连接所述第二移相网络321中对应的信号口。

该实施例通过所述合路网络329拉远相邻的PCB振子阵列1之间的距离，可使H面波束宽度收窄，且因所述PCB振子阵列1的数量增加，E面的波束指向性也更强，在通信中，采用窄波束天线可以有效地克服多径和同道干扰。

该实施例中，所述合路网络329并不局限应用于图8所示的两列PCB振子阵列1，也可采用3列或4列PCB振子阵列1的结构，以实现更窄的波束宽度，且其PCB馈电网络3不局限于图8所示的双层PCB板结构和/或立体振子，也可适用于三层或四层PCB板结构和/或平面振子。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小型化视频监控天线，其特征在于，包括PCB振子阵列、PCB馈电网络、远程控制单元RCU和传动结构，所述PCB振子阵列电连接于所述PCB馈电网络上；所述传动结构连接于所述远程控制单元RCU和PCB馈电网络之间，以在所述远程控制单元RCU的控制下调节天线电下倾。

2.根据权利要求1所述的小型化视频监控天线，其特征在于，所述PCB馈电网络的两侧上分别设有与所述PCB振子阵列平行的第一边条和第二边条。

3.根据权利要求1所述的小型化视频监控天线，其特征在于，所述PCB馈电网络兼作反射板。

4.根据权利要求1所述的小型化视频监控天线，其特征在于，所述PCB馈电网络包括移相网络、相位补偿网络和耦合结构，所述相位补偿网络电连接于所述移相网络和PCB振子阵列之间；所述耦合结构设于所述移相网络上运动，机械连接于所述传动结构。

5.根据权利要求4所述的小型化视频监控天线，其特征在于，所述移相网络包括第一移相网络和第二移相网络，所述相位补偿网络包括第一相位补偿网络和第二相位补偿网络，所述耦合结构包括第一耦合片和第二耦合片；其中，所述第一相位补偿网络电连接于所述第一移相网络和PCB振子阵列之间，所述第一耦合片设于所述第一移相网络上运动，所述第一移相网络、第一相位补偿网络和第一耦合片用于调节所述PCB振子阵列的一个极化方向的电下倾；所述第二相位补偿网络电连接于所述第二移相网络和PCB振子阵列之间，所述第二耦合片设于所述第二移相网络上运动，所述第二移相网络、第二相位补偿网络和第二耦合片用于调节所述PCB振子阵列的另一个极化方向的电下倾。

6.根据权利要求4或5所述的小型化视频监控天线，其特征在于，所述移相网络具有构成同心圆弧结构的至少两段微带线。

7.根据权利要求4或5所述的小型化视频监控天线，其特征在于，所述相位补偿网络具有一个或多个蛇形或折边结构。

8.根据权利要求4或5所述的小型化视频监控天线，其特征在于，所述PCB振子阵列的数量为至少两列；所述PCB馈电网络还包括合路网络，至少两列PCB振子阵列的相同极化方向通过所述合路网络电连接，然后通过所述合路网络同时电连接所述相位补偿网络。

9.根据权利要求4或5所述的小型化视频监控天线，其特征在于，所述PCB馈电网络包括从上往下依次层叠的用作接地层的第一PCB板、介质层和用作馈电网络层的第二PCB板，所述移相网络和相位补偿网络位于所述馈电网络层。

10.根据权利要求5所述的小型化视频监控天线，其特征在于，所述PCB馈电网络包括从上往下依次层叠的用作第一馈电网络层的第一PCB板、第一介质层、预浸材料层、第二介质层和用作第二馈电网络层的第四PCB板，以及层叠于所述第一介质层和预浸材料层之间的用作第一接地层的第二PCB板和/或层叠于所述预浸材料层和第二介质层之间的用作第二接地层的第三PCB板；所述第一移相网络和第一相位补偿网络位于所述第一馈电网络层，所述第二移相网络和第二相位补偿网络位于所述第二馈电网络层且所述第二相位补偿网络导通至所述第一馈电网络层上。

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