一种应用于5G智能装载机的集成天线模组的制作方法

一种应用于5g智能装载机的集成天线模组
技术领域
1.本技术涉及无线通信领域，具体涉及一种应用于5g智能装载机的集成天线模组。


背景技术：

2.伴随5g技术的引入，实现装载机智能定位、远程操控乃至机器内部部件通信也成为下一代装载机的必然选择。而天线作为无线通信的终端设备，其性能对整个系统的信号传输质量起着至关重要的作用，无论是何种通信方式都离不开天线作为信息传递的媒介，这要求面向5g智能装载机的天线设计上需要满足5g多个频段通信和无线局域网通信的需求，以及能够实现高精度定位及接收fm调频广播信号等功能需求。由此多天线的组合设计是面向5g智能装载机天线必须面对的问题。但由于空间和载体平台的局限性，不同功能，不同频段的天线集成一副天线来满足通信的要求，必然会引起天线间的互耦问题。
3.因此如何实现天线的紧凑化、低耦合，以确保各天线正常工作成为必要研究的问题。近年来，国内外学者提出了多种降低多天线间耦合度的措施。文献[y.liu,z.ai,g.liu and y.jia.an integrated shark-fin antenna for mimo-lte,fm,and gps applications[j],ieee antennas and wireless propagation letters,2019,18,(8):1666-1670]提出了将五款不同功能的天线单元集成一副天线的设计。其中包括了am/fm天线、gps定位天线、4g天线、sdars天线，该集成天线系统最终实现了无线电广播、定位、通信以及数字音频广播的功能。但系统中存在由于空间的限制，导致天线的分布过密，存在天线之间的互耦问题严重。文献[o.kwon,r.song and b.kim.a fully integrated shark-fin antenna for mimo-lte,gps,wlan,and wave applications[j].ieee antennas and wireless propagation letters,2018,17(4):600-603]中设计了一款集成了lte通信、wlan&wave通信、gps导航定位功能的鱼鳍状组合式天线，主要应用于汽车通信场景。该天线系统由两个平面倒f天线设计的lte天线，两个单极子天线设计的wlan天线以及微带天线设计的gps天线的形式构成，可以覆盖824-960mhz、1575mhz、2400-2500mhz、5.9ghz的工作频段，通过合理布局的措施将这些天线整合在一个鱼鳍形的天线罩内。文献[c.demien and r.sarkis.design of shark fin integrated antenna systems for automotive applications[c].2019 photonics&electromagnetics research symposium-spring(piers-spring),2019:620-627]中同样设计了一款应用于汽车通信场景下的天线系统，该系统集成了lte mimo通信、v2v通信以及gps定位功能的鱼鳍状组合式天线，最终通过优化布局将所有天线集成在一个鱼鳍形状的天线罩内。该方式中中由于mimo天线间低频部分所需的工作波长较长，仅仅通过优化布局去耦还远远不够，故还需考虑结合其他的去耦措施。
[0004]
鉴于此，能实现各天线单元间的低耦合以满足天线结构的紧凑化，对契合下一代装载机的通信需求具有十分重要的现实意义。


技术实现要素：

[0005]
为克服上述缺陷点，本技术的目的在于：提出一种低耦合紧凑型集成天线模组，该
模组为可应用于5g智能装载机的集成天线模组，该模组中的去耦结构简单，且能实现集成天线各单元间的低耦合、以满足天线结构的紧凑化。
[0006]
为实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：
[0007]
一种应用于5g智能装载机的集成天线模组，其特征在于，包括：
[0008]
壳体，所述壳体内配置有腔体，所述腔体以容置集成天线模块，所述壳体的一侧安装于底座上，
[0009]
所述集成天线模块包括：
[0010]
基板，所述基板的中部侧配置拱门型的去耦结构，
[0011]
第一无线模块及第二无线模块，其配置于所述去耦结构的两侧的基板上，
[0012]
第六无线模块和/或第七无线模块，其位于所述去耦结构与所述第一无线模块之间的所述基板上，
[0013]
所述去耦结构包括：
[0014]
顶板，至少2个第一枝节及至少2个第二枝节，所述第一枝节及第二枝节的一侧分别连接所述顶板，另一侧分别固定于基板，且所述第一枝节与所述第二枝节平行，
[0015]
其中，第六无线模块、第七无线模块为5g模组。该集成天线模组结构紧凑，通过在模组中配置去耦结构，能实现集成天线各单元间的低耦合。通过试验验证，该结构有效的降低了lte((long term evolution，长期演进) 5g mimo(多输入多输出)天线及lte 5g mimo天线与5g天线间的耦合度的问题。
[0016]
优选的，该基板的相对配置有去耦结构侧上配置有复数支撑杆，所述支撑杆固定连接至所述底座。
[0017]
优选的，该基板与所述底座具有间隔，所述间隔介于3mm～10mm。
[0018]
优选的，该底座上配置有相对平行的止档条，及位于所述止档条内侧的复数卡扣，通过所述止档条与卡扣的配合以固定壳体。
[0019]
优选的，该去耦结构包括：2个第一枝节及2个第二枝节，且两第二枝节位于两第一枝节的内侧。
[0020]
优选的，该相邻的第一枝节与第二枝节之间的间隔及两第二枝节间的间隔相同。
[0021]
优选的，该两第二枝节及两第一枝节在基板的沿y方向的中线上对称配置。
[0022]
优选的，该基板呈长方形，所述第一无线模块及第二无线模块相对的配置于所述基板的短边侧的边缘。
[0023]
优选的，该第六无线模块和/或第七无线模块配置于所述基板的长边侧的边缘，
[0024]
所述去耦结构的远离第一无线模块侧配置有第三无线模块,所述第三无线模块为gnss天线，且顶板第三无线模块与所述去耦结的间隔介于8mm～12mm。
[0025]
优选的，该所述底座上配置于孔，所述孔对着所述第三无线模块。
[0026]
有益效果
[0027]
与现有技术相比，本技术实施方式的应用于5g智能装载机的集成天线模组。该结构有效的降低了lte 5g miimo天线及lte 5g天线与5g天线间的耦合度。最终实现了一款低耦合紧凑型集成天线模组。
附图说明
[0028]
图1为本技术实施例的集成天线模组的立体结构示意图；
[0029]
图2为本技术实施例的集成天线模组的爆炸结构示意图；
[0030]
图3为本技术实施例的集成天线模组的内部结构示意图；
[0031]
图4为图3中一视角的结构示意图；
[0032]
图5为图3中俯视的结构示意图；
[0033]
图6为本技术实施例的有/无去耦结构对两lte 5g mimo天线隔离度仿真结果示意图；
[0034]
图7为本技术实施例的有/无去耦结构对lte 5g与5g天线隔离度仿真结果示意图。
具体实施方式
[0035]
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0036]
本技术提供一种本技术提出一种应用于5g智能装载机的集成天线模组，其包括：壳体，壳体内配置有腔体，腔体以容置集成天线模块，壳体安装于底座，集成天线模块包括：基板，在基板的中部侧配置拱门型的去耦结构，去耦结构的两侧的基板边缘配置第一无线模块及第二无线模块，基板上还配置有，第六无线模块和/或第七无线模块，其位于去耦结构与第一无线模块之间，去耦结构包括：顶板，至少2个第一枝节及至少2个第二枝节，第一枝节及第二枝节的一侧分别连接顶板，另一侧分别固定于基板，其中，第六无线模块、第七无线模块为5g模组。该集成天线模组结构紧凑，通过在模组中配置去耦结构，实现集成天线各单元间的低耦合，且有效的降低了lte 5g mimo天线及lte 5g mimo天线与5g天线间的耦合度的问题。。
[0037]
接下来结合附图1-7来描述本技术提出的应用于5g智能装载机的集成天线模组。
[0038]
如图1所示为本技术实施例的集成天线模组的立体结构示意图；
[0039]
该集成天线模组100，包括：壳体110及安装于壳体110的一侧的底座120。
[0040]
壳体内配置有腔体(图未示)，该腔体用以容置/容纳集成天线模块。壳体的一侧配置有开口，该开口连接底座。
[0041]
该集成天线模组的爆炸示意如图2所示，集成天线模块130配置于壳体110内。
[0042]
接下来结合图3-5来描述本技术提出的集成天线模组。
[0043]
集成天线模块包括：
[0044]
基板131，基板131的一侧通过支撑杆131a安装于底座120的安装孔121上，基板131与底座120之间设有间隔。本实施方式中，基板131呈长方形，其四个角部分别配置有支撑杆131a，该支撑杆131a用以与底座120连接，以固定基板。该基板的短边侧配置第一无线模块132(如，lte 5g无线模块)及第二无线模块133(如，lte 5g无线模块)。
[0045]
该基板131的中部侧配置有“接地拱门型”去耦结构134，该去耦结构134靠近第一无线模块132，通过配置去耦结构134来降低天线低频的耦合度以达到-15db隔离度。
[0046]
该去耦结构134包括：顶板134c，及复数第一枝节134a及复数第二枝节134b，复数第一枝节134a及复数第二枝节134b的一侧连接顶板134c，另一侧固定于基板131上。本实施
方式中，配置2两第一枝节134a位于第二枝节134b的内侧。两第二枝节134b及两第一枝节134a极沿y方向的中线对称配置。第一枝节134a及第二枝节134b的高度40mm，第一枝节134ay方向的宽5mm.两第一枝节134a之间的间隔20mm。一侧的第一枝节134a与第二枝节134b之间的间隔20mm。该去耦结构134y方向的长度t2为70mm。本实施方式中，第一枝节134a与第二枝节134b平行，两第一枝节134a间及两第二枝节134b间也平行。
[0047]
该去耦结构134远离第一无线模块132侧配置有第三无线模块135,该第三无线模块135为gnss天线。顶板134c与第三无线模块135的间隔t1介于8mm～12mm。本实施方式中t1为10mm.第二无线模块133与第三无线模块135之间可配置第四无线模块136.该第四无线模块136为fm天线。该第四无线模块136的一侧配置有第五无线模块138及第六无线模块137a(5g天线)。第七无线模块137b(5g天线)配置于基板131的一侧。该结构下解决了通信天线的低频部分，天线单元间间距无法做到无限大以满足隔离度要求。
[0048]
这样在基板131(也称金属地板)上延伸出“接拱门型”枝节结构，在空间上形成一个闭合回路，其作用可等效于一支loop隔离天线，从而降低通信天线低频间的耦合。该天线的工作原理：通过改变金属地板的几何形状，在金属地板上增加新的谐振结构，相当于一个陷波结构，通过遏制天线的近场辐射到另一个天线端口来提高天线间的隔离度。
[0049]
在一实施方式中，基板131上还配置有第八无线模块139，其配置的基板131的去耦结构134与第一无线模块132之间的边缘。
[0050]
底座120上配置有相对平行的止档条124，及位于止档条124内侧的复数卡扣123，通过止档条124与卡扣123的配合以固定壳体110。底座120上配置有孔122，该孔122对着第三无线模块135或大致对着第三无线模块135。
[0051]
本实施方式中基板131与底座120之间有间隔。该间隔介于3mm～10mm。
[0052]
接下来结合图6及图7来描述天线模组的仿真结果。
[0053]
图6为添加“接地拱门型”去耦结构对第一无线模块与第二无线模块的天线间的隔离度影响的仿真示意，即去耦结构配置于两lte 5g无线模块之间时隔离度影响的仿真。
[0054]
图7为添加“接地拱门型”去耦结构对第一无线模块与第七无线模块137b(5g-1)天线间的隔离度影响的仿真示意。
[0055]
由图6及图7的结果可以看出，添加“拱门型”结构后，对两lte 5g(lte 5gmimo)天线单元间以及lte 5g与5g-1天线单元间的低频去耦结果均有所改善，可以使通信天线在5g全频段内即824-960mhz、1710-2690mhz、3300-3800mhz、4400-5000mhz内均可达到-15db的要求。
[0056]
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡如本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。