拆卸 RSRF 交叉極化雙頻段蜂窩 MIMO 面板天線(xiàn)

在這篇博文中，讓我們來(lái)看看專(zhuān)為蜂窩信號增強器設計的交叉極化雙頻段 MIMO 面板天線(xiàn)。它還可以與指定頻段內的熱點(diǎn)和路由器一起使用。

該雙頻天線(xiàn)由RSRF設計制造。根據數據表，它在 600 至 960MHz 和 1690 至 2700MHz 的頻率范圍內工作，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(xiàn)用于低頻段和中頻段5G應用。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(xiàn)只覆蓋了中頻段 5G 頻率范圍的一小部分。

MIMO天線(xiàn)本質(zhì)上包含多組天線(xiàn)以增加信號分集。在無(wú)線(xiàn)通信中，信號分集非常重要。當無(wú)線(xiàn)電接收器（例如手機）在復雜的環(huán)境中移動(dòng)時(shí)，例如在城市環(huán)境中，接收到的信號本質(zhì)上是經(jīng)過(guò)不同路徑的所有反射信號的總和，并且取決于這些信號到達的相位來(lái)自不同路徑的接收器，根據這些多路徑信號的相對相位，組合信號可能更強或更弱。

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

信號多樣性還增加了通信信道的吞吐量，這通常會(huì )轉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)。根據香農-哈雷定理，所有這些都提高了整體信道容量：

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

高頻段和低頻段的偶極子設計是相似的，雖然是使用不同的技術(shù)構建的。較大的天線(xiàn)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構懸掛在偶極子的每個(gè)臂的角上。我相信這些是電感元件，用于微調天線(xiàn)的頻率響應。環(huán)形設計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的饋線(xiàn)。

這是用于 2GHz 頻段的較小天線(xiàn)的幾張圖片。由于尺寸較小，天線(xiàn)特征被蝕刻到 PCB 上，而不是像我們在低頻段天線(xiàn)中看到的那樣使用單獨的材料。

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

由于每個(gè)極化都有兩個(gè)獨立的天線(xiàn)（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)復用這兩個(gè)頻率內容。在下圖中，您可以看到PCB 上實(shí)現的雙工器的分布式元件濾波器設計。您還可以清楚地看到，來(lái)自輸入同軸電纜的輸入信號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(xiàn)到達較小的天線(xiàn)，另一條路徑通過(guò)同軸電纜到達較大的天線(xiàn)。

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