一種小型集成天線基站

《一種小型集成天線基站》是深圳市安拓浦科技有限公司於2015年10月21日申請的專利，該專利的公布號為CN105281049A，授權公布日為2016年1月27日，發明人是楊瑞典。該發明涉及無線信號接收設備領域。

《一種小型集成天線基站》包括外殼、底座和設定在外殼和底座所形成的容納空間內的天線組件和電路組件，所述天線組件至少包括：用於接收UHF信號的第一天線；用於接收3G/4G信號的第二天線；和用於接收VHF和/或DAB和/或FM/AM信號的第四天線。並對小型集成天線基站內的構件進行合理布置，最大程度上減少其信號之間的干擾，提高散熱效果，並且合理分配重量，使其在使用上具有更高的穩定性。

2021年11月，《一種小型集成天線基站》獲得第八屆廣東專利獎優秀獎。

（概述圖為《一種小型集成天線基站》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種小型集成天線基站
• 申請人：深圳市安拓浦科技有限公司
• 申請日：2015年10月21日
• 申請號：2015106904786
• 公布號：CN105281049A
• 公布日：2016年1月27日
• 發明人：楊瑞典
• 地址：廣東省深圳市寶安區松崗街道羅田林場龍僑華工業區廠房二（301）
• 分類號：H01Q21/30(2006.01)I、H01Q1/36(2006.01)I、H04B1/10(2006.01)I
• 代理機構：廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人：鄭永泉
• 類別：發明專利

專利背景

在日常生活中，無線信號作為一種無線通訊手段，用於傳送各種信號，比如電視信號、手機信號、網路信號、收音機信號等等，也由此出現了各種各樣用於接收這些信號的設備。不過到2015年前為止，幾乎所有的無線信號接收設備都是專門針對一種特定類型信號，比如電視天線僅用於接收電視視頻信號，手機僅用於接收蜂窩基站的無線通訊信號，收音機僅用於接收無線音頻信號。基於這些不同的無線網路，不用類型的營運商需要建設不同的無線網路，用戶也需要購買不同的設備用於接收。對於需要使用多種設備的用戶來說，其需要配備有不同的設備用於接收不同的信號，如電視天線、無線路由器、手機等等，並為不同的設備配備不同的網路布線等等，這就導致了一個家庭記憶體在各種錯綜複雜的獨立的網路和布線，不僅增加了購置成本，而且維修和維護的成本很高。

發明內容

專利目的

《一種小型集成天線基站》所要解決的技術問題是克服2015年10月之前技術中的缺陷，提供一種融合了多種無線通訊天線的小型集成天線基站，可以為用戶的多種不同終端設備提供與外界無線網路連線的統一入口。

技術方案

《一種小型集成天線基站》至少包括外殼、底座和設定在外殼和底座所形成的容納空間內的天線組件和電路組件，所述天線組件至少包括：用於接收UHF信號的第一天線（470-790兆赫）；用於接收3G/4G信號的第二天線（790-2655兆赫）；和用於接收WIFI信號的第三天線（2412-2482兆赫）。所述第一天線、第二天線和第三天線在所述容納空間內，依次呈自上而下分布結構。該發明至少包括上述三種類型的天線，這也是現在最常用的天線類型，可以基本滿足現今常用的用戶終端使用，三種天線集成在一個設備中，這樣用戶就無需單獨購買不同的設備並對其進行單獨的安裝，降低購買成本。特別是在移動的交通工具上，如汽車、輪船或飛機，上使用的時候，可以節省大量的安裝空間，減少布線。由於集成了多種不同的天線在同一殼體內，所要解決的關鍵問題就是避免不同信號之間的相互干擾，按照無線干擾原理，將接收甚高頻UHF電視信號的第一天線設定在最上方。根據數據率，高數據無線信號容易受到低數據無線信號干擾，因此將接收3G/4G移動通訊信號的第二天線放置在接收WIFI區域網路信號第三天線上方。第三天線由於還需要路由電路和電源電路的支持，重量最大，因此設定在底部有利於整個基站的穩定性。當然，該基站設備的其他電路結構，如信號切換電路、控制電路、電源電路以及各種對外的接口等結構，也可以設定在底座上，在此不再贅述。

在該發明中，為進一步拓展基站的功能，所述天線組件還包括用於接收VHF和/或DAB和/或FM/AM信號的第四天線，在該頻段高頻電視信號VHF（47-230兆赫）、數字音視頻廣播信號DAB（174-230兆赫）和FM/AM廣播信號（88-108兆赫）為分布較廣的信號類型。由於該類信號所使用的頻段與UHF很接近（470-790兆赫），且容易受到3G/4G和WIFI等高頻信號的影響，所述第四天線分布於上述第一、第二和第三天線自上而下分布結構的周圍，這樣即可以與第二和第三天線保持一定的距離，又不會干擾到第一天線的工作。

在小型的天線外殼內，所有的可用空間都顯得尤為寶貴，上述四種天線在一般領域中有各種各樣的結構，但在此就需要兼顧空間尺寸、信號強度、抗干擾性等因數選擇合適的結構。具體來說，所述第一天線為平板狀的全向天線振子結構，所述第二天線為倒錐形全向振子結構，所述第三天線為柱狀振子結構。

在考慮避免各種不同的天線之間相互干擾的問題，在該發明中，主要通過設定合適的隔離距離來實現。具體來說，第一天線為全向振子片結構，其形成一個平面，第二天線為倒錐形結構，其上端面的也為一平面，從側視角度上，即去除外殼後從側面水平觀看的視角，所述第一天線所在平面與第二天線上端平面相距至少30毫米。第四天線為柱狀的全向天線，所述第四天線上端與第二天線上端平面相距至少30毫米。第三天線為柱狀的極化天線，從俯視角度上，即去除外殼後從上向下觀看的視角，所述第三天線與所述第二天線相距至少30毫米。

更進一步的考慮到該發明為一種小型化的天線基站結構，距離不應太大，需要控制在合理的範圍內，因此從側視角度上，所述第一天線所在平面與第二天線上端平面相距45±5毫米，所述第四天線上端與第二天線上端平面相距45±5毫米。這個距離是高壓最小安全間距，可以進一步防止高壓（包含雷擊），另外也是該發明上的空間允許的距離。

所述第二天線包括兩個並列設定的十字形第三子天線，每個第三子天線由相互垂直的振子構成，所述第三天線與所述第三子天線的振子不共面設定。第三子天線採用全向3G/4G天線，振子之間相互成90°，這樣能夠與其他天線處於不同的立體面中，即形成不同面的設定，避免第二天線與其他天線的信號干擾。

為了能夠全方位的接收地面電視信號，所述第一天線為圓盤形振子片，包括振子片中間的接線埠和從接線埠以均等角度輻射的偶數個振子單元，每個振子單元包括沿圓盤形周向分布的弧形輻射部和沿圓盤形結構軸向分布的直線形饋線部，所述饋線部連線輻射部的一端和接線埠，從俯視角度上，所述第四天線分布在輻射部的另一端。採用多個振子單元構成全向的圓盤形振子片結構，節省了大量的空間，而且具有較高的信號接收能力。所述輻射部另一端出為信號接收的末端，信號強度較弱，因此將第四天線分布在該位置能夠進一步減小信號的干擾。

為了保證第四天線的長度，提高信號接收能力，另外又不增加占用的空間，所述第四天線呈倒L形。至少包括接收VHF/DAB信號的第一子天線和接收FM/AM信號的第二子天線，為了減少構件，部分信號頻段共用相同的天線，比如VHF/DAB頻段可以採用單一的第一子天線結構。另外，從俯視角度上，所述第一子天線和第二子天線相對於基站中心所形成的中心角大於100°，這也進一步避免了第一子天線和第二子天線之間的信號干擾。

結合上述第一天線的結構，所述第一天線具體包括六個振子單元，兩兩相對組成三對振子結構，每對振子結構相互錯開120°，從俯視角度上，所述第一子天線和第二子天線相距2~4個振子單元分布，這樣能夠保證第一子天線和第二子天線相互錯開120°或180°，優選相距120°。

所述電路組件包括與第一天線連線的電視信號饋線，饋線從第一天線直接連線到天線基站的信號接口上；與第二天線連線的通訊信號處理電路，第二天線為接收無線通訊信號，因此無需連線到基站的信號接口上；與第三天線連線的無線網路路由器，無線路由器除進行無線通訊外，還需設定與其他設備連線的網路接口和電源接口等；與第四天線連線的低頻信號接收盒，接收盒需設定與視頻播放設備，如電視或顯示器等，的視頻信號接口。根據上述不同電路組件的重量和結構，所述無線網路路由器和低頻信號接收盒設定在所述容納空間的底部，所述通訊信號處理電路設定在無線網路路由器的上方，這種結構設計可以提高小型集成天線基站擺放的穩定性，以適用在移動的交通工具，如房車、遊艇等。上述電路結構還可以根據其自身的信號特點設定相應的信號禁止結構，如所述低頻信號接收盒用馬口鐵對外部的無線信號禁止，所述無線網路路由器也可以在其殼體內安裝禁止殼。

改善效果

《一種小型集成天線基站》在同一個設備中集成了多種接收不同無線信號的天線，可以同時滿足電視、手機、無線移動終端和收音機等設備之用，還可以作為構建智慧型家居和移動交通的基站，用戶無需購買多種不同的設備，並分別進行布線，大大提高了使用上和維護上的便利性。該發明對這種小型集成天線基站內的構件進行合理布置，最大程度上減少其信號之間的干擾，提高散熱效果，並且合理分配重量，使其在使用上具有更高的穩定性。

附圖說明

圖1為《一種小型集成天線基站》實施例的立體圖。

圖2為圖1另一角度視圖。

圖3為該發明實施例的結構分解圖。

圖4為該發明實施例內部結構安裝示意圖。

圖5為該發明實施例天線組件安裝結構示意圖。

圖6為圖5的側視圖。

圖7為圖5的正視圖。

圖8為該發明實施例天線組件安裝結構俯視圖。

圖9為該發明實施例部分天線組件安裝結構俯視圖。

權利要求

1.《一種小型集成天線基站》至少包括外殼（110）、底座（120）和設定在外殼（110）和底座（120）所形成的容納空間（130）內的天線組件（300）和電路組件，所述天線組件至少包括：用於接收UHF信號的第一天線（310）；用於接收3G/4G信號的第二天線（320）；用於接收WIFI信號的第三天線（330）；其特徵在於：所述第一天線（310）、第二天線（320）和第三天線（330）在所述容納空間內，依次呈自上而下分布結構。

2.根據權利要求1所述的小型集成天線基站，其特徵在於所述天線組件（300）還包括用於接收VHF和/或DAB和/或FM/AM信號的第四天線（340），所述第四天線（340）分布於上述第一、第二和第三天線自上而下分布結構的周圍。

3.根據權利要求2所述的小型集成天線基站，其特徵在於所述第一天線（310）為平板狀的全向天線振子結構，所述第二天線（320）為倒錐形全向振子結構，所述第三天線（330）為柱狀振子結構。

4.根據權利要求3所述的小型集成天線基站，其特徵在於從側視角度上，所述第一天線（310）所在平面與第二天線（320）上端平面相距至少30毫米，所述第四天線（340）上端與第二天線（320）上端平面相距至少30毫米，從俯視角度上，所述第三天線（330）與所述第二天線（320）相距至少30毫米。

5.根據權利要求4所述的小型集成天線基站，其特徵在於從側視角度上，所述第一天線（310）所在平面與第二天線（320）上端平面相距45±5毫米，所述第四天線（340）上端與第二天線（320）上端平面相距45±5毫米。

6.根據權利要求1~5任一項所述的小型集成天線基站，其特徵在於所述第一天線（310）為圓盤形振子片，包括振子片中間的接線埠（313）和從接線埠（313）以均等角度輻射的偶數個振子單元，每個振子單元包括沿圓盤形周向分布的弧形輻射部（311）和沿圓盤形結構軸向分布的直線形饋線部（312），所述饋線部（312）連線輻射部（311）的一端和接線埠（313），從俯視角度上，所述第四天線（340）分布在輻射部（311）的另一端。

7.根據權利要求6所述的小型集成天線基站，其特徵在於所述第四天線（340）呈倒L形，至少包括接收VHF/DAB信號的第一子天線（341）和接收FM/AM信號的第二子天線（342），從俯視角度上，所述第一子天線（341）和第二子天線（342）相對於基站中心所形成的中心角大於100°。

8.根據權利要求7所述的小型集成天線基站，其特徵在於所述第一天線（310）包括六個振子單元，兩兩相對組成三對振子結構，每對振子結構相互錯開120°，從俯視角度上，所述第一子天線（341）和第二子天線（342）相距2~4個振子單元分布。

9.根據權利要求1~5任一項所述的小型集成天線基站，其特徵在於所述第二天線（320）包括兩個並列設定的十字形第三子天線（321），每個第三子天線（321）由相互垂直的振子構成，所述第三天線（330）與所述第三子天線（321）的振子不共面設定。

10.根據權利要求2~5任一項所述的小型集成天線基站，其特徵在於所述電路組件包括與第一天線（310）連線的電視信號饋線（410），與第二天線（320）連線的通訊信號處理電路（420），與第三天線（330）連線的無線網路路由器（430）和與第四天線（340）連線的低頻信號接收盒（440），所述無線網路路由器（430）和低頻信號接收盒（440）設定在所述容納空間（130）的底部，所述通訊信號處理電路（420）設定在無線網路路由器（430）的上方。

實施方式

結合圖1至圖4，所示的《一種小型集成天線基站》包括外殼110、底座120和設定在外殼110和底座120所形成的容納空間130內的天線組件300和電路組件，外殼為圓台形性，上平面與側面之間具有圓滑倒角，側面下部平滑過渡至底座120。在底座120的底面上設有內部天線組件300與外部設備連線的接口140。

上述天線組件300包括：用於接收UHF信號的第一天線310，用於接收4G信號的第二天線320，用於接收WIFI信號的第三天線330，和用於接收VHF和/或DAB和/或FM/AM信號的第四天線340。所述第一天線310、第二天線320和第三天線330在所述容納空間內，依次呈自上而下分布結構，所述第四天線340分布於上述第一、第二和第三天線自上而下分布結構的周圍。

上述電路組件包括：與所述第一天線310連線的電視信號饋線410，與第二天線320連線的通訊信號處理電路420，與第三天線330連線的無線網路路由器430和與第四天線340連線的低頻信號接收盒440，所述無線網路路由器430和低頻信號接收盒440設定在所述容納空間130的底部，所述通訊信號處理電路420設定在無線網路路由器430的上方。

去除上述電路組件，可以更為清楚的看出所述電路結構300的布局，具體如圖5所示。所述第一天線310為平板狀的全向天線振子結構，具體為圓盤形振子片，包括振子片中間的接線埠313和從接線埠313以均等角度輻射的六數個振子單元，每個振子單元包括沿圓盤形周向分布的弧形輻射部311和沿圓盤形結構軸向分布的直線形饋線部312，所述饋線部312連線輻射部311的一端和接線埠313。從俯視角度上，如圖8和圖9所示，所述第四天線340分布在輻射部311的另一端。所述第二天線320為倒錐形全向振子結構，包括兩個並列設定的十字形第三子天線321，每個第三子天線321由相互垂直的振子構成，即振子之間的角度差β為90°。所述第三天線330為柱狀振子結構，與所述第三子天線321的振子不共面設定。所述第四天線340呈倒L形，至少包括接收VHF/DAB信號的第一子天線341和接收FM/AM信號的第二子天線342，從俯視角度上，所述第一子天線341和第二子天線342相對於基站中心所形成的中心角為120°。

為了避免各種天線之間信號相互干擾，各種天線之間應當保持合適的距離和角度，具體的距離和角度如圖6至圖9所示。從側面上看，所述第一天線310所在平面與第二天線320上端平面相距h1為48毫米，所述第四天線340上端與第二天線320上端平面相距h2為42毫米。從俯視角度看，所述第三天線330與所述第二天線320相距距離d為45毫米。當然，根據具體的產品設計，所述h1/h2/d優選在45±5毫米的區間內選擇。另外，從俯視角度看，所述第一天線310的六個振子單元，兩兩相對組成三對振子結構，每對振子結構相互錯開120°，因此，將所述第一子天線341和第二子天線342分布在輻射部311的另一端，且相距2個振子單元分布，即可保證其相距角度α為120°。

當然，上述電路結構還可以根據其自身的信號特點設定相應的信號禁止結構，如所述低頻信號接收盒440用馬口鐵對外部的無線信號禁止，所述無線網路路由器430也可以在其殼體內安裝禁止殼（圖中未示出）。

榮譽表彰

2021年11月，《一種小型集成天線基站》獲得第八屆廣東專利獎優秀獎。