無線回傳設(shè)備制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種無線回傳設(shè)備，其包括天線，所述天線是超材料天線，所述超材料天線包括一介質(zhì)基板和設(shè)置于所述介質(zhì)基板一表面的一饋電點、與所述饋電點相連接的饋線及一金屬結(jié)構(gòu)；所述饋線與所述金屬結(jié)構(gòu)相互耦合，所述超材料天線用于收發(fā)電磁波信號。本發(fā)明專利技術(shù)無線回傳設(shè)備采用內(nèi)置的超材料天線，基于超材料天線技術(shù)設(shè)計出使一個波段、兩個或者更多不同波段的電磁波諧振的超材料天線，決定該天線體積的金屬結(jié)構(gòu)尺寸的物理尺寸不受半波長的物理長度限制，可以根據(jù)無線回傳設(shè)備本身尺寸設(shè)計出相應(yīng)的天線，滿足無線通訊設(shè)備小型化、天線內(nèi)置、遠距離及高增益的需求。另外，通過內(nèi)置超材料天線，可以實現(xiàn)傳送高速、超寬帶、大容量的信號。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
無線回傳設(shè)備
本專利技術(shù)涉及無線回傳設(shè)備，尤其是涉及一種應(yīng)用在無線通信網(wǎng)絡(luò)中的無線回傳設(shè)備。
技術(shù)介紹
無線通信網(wǎng)絡(luò)中，例如，WiMAX網(wǎng)絡(luò)(WorldinteroperabilityMicrowaveAccess，全球微波接入互操作性，所述WiMAX網(wǎng)絡(luò)是一種基于IEEE802.16系列標準的無線城域網(wǎng))中，在部署初期，將主要針對發(fā)展中國家、城市外圍、以及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施不甚完善的區(qū)域。在那里初期的用戶數(shù)量有限，業(yè)務(wù)應(yīng)用類型單一，對網(wǎng)絡(luò)容量的需求較低。此時如何利用低成本的網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)使無線通信網(wǎng)絡(luò)迅速實現(xiàn)大規(guī)模覆蓋，快速占領(lǐng)市場是其能否走向成功的關(guān)鍵。其中，WiMAX技術(shù)作為“低移動性寬帶IP接入”方案引起了各方的關(guān)注。如何利用相關(guān)的低成本技術(shù)實現(xiàn)WiMAX在商用初期的大規(guī)模部署，這成為WiMAX技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。實現(xiàn)上述無線通信網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用的一個關(guān)鍵問題就是如何快速布網(wǎng)和降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。由于無線回傳避免了有線布網(wǎng)的成本高，布線困難等問題，因此越來越受到運營商的重視。利用WiMAX基站本身無線資源，實現(xiàn)無線回傳鏈路可以更為有放地解決問題。現(xiàn)有的具有無線回傳鏈路的基站通常設(shè)置有用于收發(fā)射頻信號的天線，所述天線增益小，傳輸距離短，因而不能滿足需要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有無線回傳設(shè)備中存在的問題，本專利技術(shù)提供了一種無線視頻接入的無線回傳設(shè)備，通過應(yīng)用高性能的超材料內(nèi)置天線技術(shù)，可滿足無線通訊設(shè)備小型化、天線內(nèi)置、遠距離及高增益的需求，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種無線回傳設(shè)備包括天線，所述天線是超材料天線，所述超材料天線包括一介質(zhì)基板和設(shè)置于所述介質(zhì)基板一表面的一饋電點、與所述饋電點相連接的饋線及一金屬結(jié)構(gòu)；所述饋線與所述金屬結(jié)構(gòu)相互耦合，所述超材料天線用于收發(fā)電磁波信號。進一步地，所述金屬結(jié)構(gòu)是金屬片經(jīng)鏤刻出槽拓撲結(jié)構(gòu)而成。進一步地，所述超材料天線還包括接地單元，所述接地單元對稱地分布所述饋電點兩側(cè)；所述接地單元上設(shè)置有若干個金屬化的通孔。進一步地，所述超材料天線還包括一參考地，所述參考地包括位于所述介質(zhì)基板相對兩表面上的第一參考地單元及第二參考地單元，所述第一參考地單元使所述饋線的一端形成微帶線。進一步地，所述第一參考地單元及第二參考地單元相互電連接。進一步地，所述介質(zhì)基板設(shè)置有若干金屬化通孔，所述第一參考地單元與所述第二參考地單元通過所述金屬化通孔實現(xiàn)電連接。進一步地，所述第一參考地單元設(shè)置有相互電連接的第一金屬面單元及第二金屬面單元，所述第一金屬面單元與所述饋線的一端位置相對，使所述饋線的一端形成所述微帶線；所述第二參考地單元設(shè)置有第三金屬面單元，所述第三金屬面單元與所述第二金屬面單元位置相對。進一步地，所述介質(zhì)基板位于所述第二金屬面單元及所述第三金屬面單元處開設(shè)有若干金屬化通孔，所述第二金屬面單元與所述第三金屬面單元通過所述金屬化通孔電連接。進一步地，所述第二參考地單元還包括第四金屬面單元，所述第四金屬面單元位于所述饋線一端的一側(cè)，并位于所述饋線的延伸方向上，所述第一金屬面單元與所述第四金屬面單元通過所述金屬化通孔電連接。進一步地，所述超材料天線的諧振頻段至少包括2.4GHz-2.49GHz和5.72GHz-5.85GHz。相對現(xiàn)有技術(shù)而言，本專利技術(shù)無線回傳設(shè)備采用內(nèi)置的超材料天線，然而基于超材料天線技術(shù)設(shè)計出使一個波段、兩個或者更多不同波段的電磁波諧振的超材料天線，決定該天線體積的金屬結(jié)構(gòu)尺寸的物理尺寸不受半波長的物理長度限制，可以根據(jù)無線回傳設(shè)備本身尺寸設(shè)計出相應(yīng)的天線，滿足無線通訊設(shè)備小型化、天線內(nèi)置及高增益的需求。另外，通過內(nèi)置超材料天線，可以實現(xiàn)高速、超寬帶、大容量的信號以無線方式傳送。附圖說明圖1是本專利技術(shù)無線回傳設(shè)備的原理框圖；圖2是本專利技術(shù)無線回傳設(shè)備中的天線第一實施方式的主視圖；圖3為圖2所示天線后視圖；圖4是本專利技術(shù)的天線第一實施方式S參數(shù)仿真圖；圖5是本專利技術(shù)無線回傳設(shè)備中的天線第二實施方式的主視圖；圖6是本專利技術(shù)無線回傳設(shè)備中的天線第三實施方式的主視圖；圖7為本專利技術(shù)天線的第二、三實施方式上的金屬結(jié)構(gòu)放大圖；圖8是本專利技術(shù)的天線第三實施方式S參數(shù)仿真圖；圖9是本專利技術(shù)實施例2操作于2.4、2.44、2.48GHz時E方向遠場仿真結(jié)果圖；圖10是本專利技術(shù)實施例2操作于2.4、2.44、2.48GHz時H方向遠場仿真結(jié)果圖；圖11是本專利技術(shù)實施例2操作于5.725、5.8、5.85GHz時E方向遠場仿真結(jié)果圖；圖12是本專利技術(shù)實施例2操作于5.725、5.8、5.85GHz時H方向遠場仿真結(jié)果圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本專利技術(shù)無線回傳設(shè)備做一步說明。請參閱圖1，其是本專利技術(shù)中的無線回傳設(shè)備的原理框圖。所述無線回傳設(shè)備100包括超材料天線10及無線回傳設(shè)備主體11。所述超材料天線10與所述無線回傳設(shè)備主體11電連接，并用于收發(fā)電磁波信號。在本專利技術(shù)中，所述無線回傳設(shè)備100包括但不限于基站、交換機等。本專利技術(shù)無線回傳設(shè)備中天線是基于人工電磁材料技術(shù)設(shè)計而成，人工電磁材料是指將金屬片鏤刻成特定形狀的拓撲金屬結(jié)構(gòu)，并將所述特定形狀的拓撲金屬結(jié)構(gòu)設(shè)置于一定介電常數(shù)和磁導(dǎo)率基材上而加工制造的等效特種電磁材料，其性能參數(shù)主要取決于其亞波長的特定形狀的拓撲金屬結(jié)構(gòu)。在諧振頻段，人工電磁材料通常體現(xiàn)出高度的色散特性，換言之，天線的阻抗、容感性、等效的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率隨著頻率會發(fā)生劇烈的變化。因而可采用人工電磁材料技術(shù)對上述天線的基本特性進行改造，使得金屬結(jié)構(gòu)與其依附的介質(zhì)基板等效地組成了一個高度色散的特種電磁材料，從而實現(xiàn)輻射特性豐富的新型天線。以下詳細介紹應(yīng)用無線回傳設(shè)備中幾個實施方式：第一實施方式請一并參閱圖2及圖3，所述超材料天線10包括介質(zhì)基板1、金屬結(jié)構(gòu)2、饋線3及參考地41、42，所述介質(zhì)基板1呈長方板狀，其可由高分子聚合物、陶瓷、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料等材質(zhì)制成。在本實施例中，所述介質(zhì)基板1的材質(zhì)采用玻纖材質(zhì)(FR4)制成，因而不僅成本低，而且可保證在不同的工作頻率中保持良好的天線工作特性。所述金屬結(jié)構(gòu)2、饋線3及參考地41、42分別置于所述介質(zhì)基板1的相對的兩表面上，所述金屬結(jié)構(gòu)2、饋線3及參考地41、42與所述介質(zhì)基板1形成超材料天線，所述超材料天線的性能取決于所述金屬結(jié)構(gòu)2，在諧振頻段，超材料通常體現(xiàn)出高度的色散特性，即其阻抗、容感性、等效的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率隨著頻率會發(fā)生劇烈的變化，因而通過改變所述金屬結(jié)構(gòu)2及介質(zhì)基板1的基本特性，便使得所述金屬結(jié)構(gòu)2與介質(zhì)基板1等效地組成一個按照洛倫茲材料諧振模型的高度色散的特種電磁材料。請參閱圖4，本實施例中的超材料天線的工作頻段是2.4GHZ～2.49GHZ及5.72GHZ～5.85GHZ，上述該兩頻段的增益分別可達3.58dBi及3.14dBi。可以理解的是，可以設(shè)置超材料天線10只響應(yīng)頻率為2.4GHZ～2.49GHZ頻段，即單頻天線。所述饋線3設(shè)置在所述金屬結(jié)構(gòu)2的一側(cè)，并沿著所述金屬結(jié)構(gòu)2的長度方向延伸，其與所述金屬結(jié)構(gòu)2相互耦合，其中，所述饋線3的一端彎折延伸至所述金屬結(jié)構(gòu)2端部一側(cè)。此外，可根據(jù)需要在所述饋線3與金屬結(jié)構(gòu)2之間的空間中嵌入容性電子元件，通過嵌入容性電子元件調(diào)節(jié)饋線3與金屬結(jié)構(gòu)2之間的信號耦合，由公本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種無線回傳設(shè)備，包括天線，其特征在于，所述天線是超材料天線，所述超材料天線包括一介質(zhì)基板和設(shè)置于所述介質(zhì)基板一表面的一饋電點、與所述饋電點相連接的饋線及一金屬結(jié)構(gòu)；所述饋線與所述金屬結(jié)構(gòu)相互耦合，所述超材料天線用于收發(fā)電磁波信號。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無線回傳設(shè)備，包括天線，其特征在于，所述天線是超材料天線，所述超材料天線包括一介質(zhì)基板和設(shè)置于所述介質(zhì)基板一表面的一饋電點、與所述饋電點相連接的饋線及一金屬結(jié)構(gòu)；所述饋線與所述金屬結(jié)構(gòu)相互耦合，所述超材料天線用于收發(fā)電磁波信號；其中，所述超材料天線還包括一參考地，所述參考地包括位于所述介質(zhì)基板相對兩表面上的第一參考地單元及第二參考地單元，所述第一參考地單元設(shè)置有第一金屬面單元及第二金屬面單元，所述第二參考地單元設(shè)置有第三金屬面單元及第四金屬面單元；其中，所述第三金屬面單元、所述第四金屬面單元、所述饋線、所述金屬結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述介質(zhì)基板的同一個表面，且所述第三金屬面單元位于所述金屬結(jié)構(gòu)的一端并與所述饋線的延伸方向相同，所述第四金屬面單元位于所述饋線一端的一側(cè)并位于所述饋線的延伸方向上；其中，所述第一金屬面單元、所述第二金屬面單元設(shè)置在所述介質(zhì)基板的同一個表面，且所述第一金屬面單元與所述饋線位置相對，所述第二金屬面單元與所述第三金屬面單元位置相對。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線回傳設(shè)備，其特征在于，所述金屬結(jié)構(gòu)是金屬片經(jīng)鏤刻出槽拓撲結(jié)構(gòu)而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉若鵬，徐冠雄，
申請(專利權(quán))人：深圳光啟高等理工研究院，深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：