超宽 4G 通信天线的解决方案
二. 天线组成部分
三.产品参数
产品名称 | 4G 通讯天线 | 型号 | TA‐01‐5M |
电气参数 | 机械参数 | ||
频率范围 | 820‐960/1710‐2700MHZ | 尺寸 | Φ283*62.62 |
驻波比 VSWR | ≤1.8dB | 连接器型号 | SMA 直头 |
增益 (含线损) | ≧0 dB | 外壳材料 | ABS |
输入阻抗 | 50 欧姆 | 外壳颜色 | 黑色 |
极化方式 | 垂直极化 | 引线长度 | 3000±50mm |
辐射方向 | 全向 | 工作温度 | ‐40℃‐ +85℃ |
1、超宽的带宽:全段 VSWR≤1.8
2、高增益:五米线长平均增益大于等于 2dB
3、射频接头连接器采用镀金黄铜,性能稳定、防氧化。
4、具备三防能力,即:防潮、防盐雾、防霉菌,允许天线倒置安装。
五. 天线调试
1,仪器设备:
无源测试仪器:网络分析仪安捷伦 5071C
Satimo StarLab 16 probe Chamber,此设备为法国进口设备,具有测试速度快,测试度精准的特点
ETS 543 暗室,此暗室为美国进口设备,完全的远场测试,配合调试测试无源数据,测试速度快,与
satimo 暗室测试完美结合。
3,调试过程;选定材料→组装天线→调整各种材料的大小、长度、位置、材质等→5071C 无源驻波
调试→satimo 暗室无源增益(反复整改材料、天线、结构等至性能 OK)
天线部分主要有¢11MM/¢7MM/¢4MM 铜管和线材组成,¢11MM/¢7M 管通过铆接头与线材连接及固定,¢4MM 管直接通过治具铆接固定在线材内芯上,线材内芯通过与铜管的耦合,形成天线各个频段。此类天线在调试中,从选取材料经过了不断的尝试、筛选,各类的线材,各类的铜管,各类的 SMA 头等;到 SMA 头铆接的方式方法,也同样的能够影响到天线的性能;大致主体因素固定后,最后从结构上、铆接头、铜管的铆接方式、铜管固定的位置等等,达到稳定的性能。
Frequency | Efficiency( ) | Frequency | Gain . dB() |
820MHz | 40% | 820MHz | 1.99 |
889MHz | 45% | 889MHz | 2.51 |
960MHz | 40% | 960MHz | 1.49 |
1710MHz | 35% | 1710MHz | 0.12 |
1805MHz | 34% | 1805MHz | 1.59 |
1915MHz | 33% | 1915MHz | 1.22 |
2025MHz | 30% | 2025MHz | 1.77 |
2130MHz | 29% | 2130MHz | 1.90 |
2170MHz | 30% | 2170MHz | 1.21 |
2320MHz | 32% | 2320MHz | 3.69 |
2555MHz | 32% | 2555MHz | 3.70 |
2655MHz | 31% | 2655MHz | 3.24 |
6,调试过程中射频总结:
问题点一:天线增益要求>0,高频增益差。
解决方案:选择线损更小的线材,同时线材屏蔽层较少的线材(如 32 编)可让线材再加工成带铝箔,增加屏蔽效果,从而达到提高增益值的效果。
问题点二:驻波全频段要求 1.7 以下,1700‐2700M 驻波偏高。
解决方案:增加 11MM 长¢4MM 管在¢11MM 与¢7MM 管中间,可把全频段驻波优化在 1.7 以下,详情如下图所示
问题点三:小批量试产天线驻波一致性差,要求驻波 1.7 以下,不良率高。
解决方案:尝试从 SMA 头及铆接头位置找原因,增加 SMA 头铆接管的长度可提高驻波的稳定性,但最终能够完全避免不良的解决方法是:把 32 边线改成 112 边不带铝箔,驻波一致性
稳定在 1.7 以下。
问题点四:部分试产天线高频驻波 1700‐2170 驻波掉高,驻波值高达 2.0
解决方案:¢4MM 管铆接的位置不准确,详解如下图所示
问题点五:线材从 5M 改成 3M 后,低频增益差。
解决方案:修改铆接线材的方式,把铆接直径从 4.6 加宽到 6.3MM,同时把¢7MM 改成¢ 8MM 可增加低频的带宽。
问题点六:线材从 5M 改成 3M 后,低频增益一致性差。
解决方案:增加¢11MM 管的长度,可以有效的提高整体低频的增益值,相对也会降低高频的增益。
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