拆卸 RSRF 交叉极化双频段蜂窝 MIMO 面板天线

在这篇博文中，让我们来看看专为蜂窝信号增强器设计的交叉极化双频段 MIMO 面板天线。它还可以与指定频段内的热点和路由器一起使用。

该双频天线由RSRF设计制造。根据数据表，它在 600 至 960MHz 和 1690 至 2700MHz 的频率范围内工作，分别具有 6dBi 和 9dBi 的适度增益。这些频段几乎涵盖了北美用于 3G 4G LTE 的所有蜂窝频率。您还可以将此天线用于低频段和中频段5G应用。由于低频段5G介于600-850MHz之间，中频段5G介于2.5-3.7MHz之间。虽然这个天线只覆盖了中频段 5G 频率范围的一小部分。

MIMO天线本质上包含多组天线以增加信号分集。在无线通信中，信号分集非常重要。当无线电接收器（例如手机）在复杂的环境中移动时，例如在城市环境中，接收到的信号本质上是经过不同路径的所有反射信号的总和，并且取决于这些信号到达的相位来自不同路径的接收器，根据这些多路径信号的相对相位，组合信号可能更强或更弱。

这种现象称为多径衰落。因此，利用通信系统中的某种多样性来对抗这种多径衰落是有利的。在 MIMO 天线系统中，如果天线以多个波长间隔分开放置，则可以实现空间分集。然而，在像这样的紧凑型 MIMO 天线系统中，将不同的天线在物理上隔开是不切实际的，因此经常使用一对正交极化天线。这种技术也经常被称为交叉极化。

信号多样性还增加了通信信道的吞吐量，这通常会转化为更快的下载和上传速度。它还通过增加的分集增益提高了信噪比 (SNR)。根据香农-哈雷定理，所有这些都提高了整体信道容量：

拆下天线罩后，很明显这种双频段平板天线由两组交叉极化偶极天线组成。较小的天线用于 1690 至 2700MHz 频段，右侧较大的天线用于 600 至 960MHz 频段。

高频段和低频段的偶极子设计是相似的，虽然是使用不同的技术构建的。较大的天线由镀金铜制成，并由一些低射频损耗材料（可以是ABS或PTFE）支撑。在右下方的图片中，您可以看到一些杆结构悬挂在偶极子的每个臂的角上。我相信这些是电感元件，用于微调天线的频率响应。环形设计的宽孔径增加了偶极子工作带宽。

在下图中，您可以看到馈入两个正交排列的偶极子对的馈线。

这是用于 2GHz 频段的较小天线的几张图片。由于尺寸较小，天线特征被蚀刻到 PCB 上，而不是像我们在低频段天线中看到的那样使用单独的材料。

在 GHz 范围内，选择正确的 PCB 材料变得至关重要，因为 PCB 介电基板中的非线性会导致无源互调并产生不需要的谐波。用于高频天线的 PCB 材料还具有低射频损耗。可能这里使用的材料是 PTFE 而不是标准的 FR4。

由于每个极化都有两个独立的天线（一个用于较低频率，一个用于较高频率）从单个同轴电缆馈送，因此需要一个双工器来复用这两个频率内容。在下图中，您可以看到PCB 上实现的双工器的分布式元件滤波器设计。您还可以清楚地看到，来自输入同轴电缆的输入信号分为两条不同的路径：经过滤波，一条路径通过 PCB 走线到达较小的天线，另一条路径通过同轴电缆到达较大的天线。

在这些图片中，您可以看到在垂直 PCB 支架上实现的巴伦。这些本质上是射频变压器，可将同轴电缆的单端输入转换为驱动偶极天线的平衡差分信号。