一种紧凑型三极化分集天线、系统以及工作方法与流程

本发明涉及天线，尤其是涉及一种紧凑型三极化分集天线、系统以及工作方法。

背景技术：

1、天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。

2、经检索，公开号为cn115480209a的专利公开了一种多天线uwb的nlos识别方法，重点提出一种根据多路天线信号的iq信号特征，基于机器学习自动选择较好的信号路，但是，计算量大，功耗高，不适用于低功耗终端，未提出具体的天线设计，无法从天线端保证接收到足够强的信号。公开号为cn114528959a的专利公开了多天线被调谐的可穿戴物品，在较小的空间中设计出用于不同制式通信的多天线，其中各天线频段不同，但是天线间隔离度较小，无特殊的解隔离度，且未考虑天线极化。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种紧凑型三极化分集天线、系统以及工作方法，解决上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种紧凑型三极化分集天线，包括电路板、x向极化天线、y向极化天线以及z向极化天线，x向极化天线、y向极化天线以及z向极化天线分别连接有x向匹配电路、y向匹配电路以及z向匹配电路，x向极化天线和y向极化天线均为缝隙天线且设置在电路板相邻的直角边上，z向极化天线设置在由设置有x向极化天线和y向极化天线的两个直角边、x向极化天线和y向极化天线所围的电路板上。

3、优选的，x向极化天线和y向极化天线的宽度范围为1-2mm，x向极化天线和y向极化天线的缝隙长度分别为l21和l22，l21和l22均为相对应天线工作的四分之一介质波长，且误差不超过2mm；

4、x向极化天线与设置有y向极化天线的直角边的距离为l11，y向极化天线与设置有x向极化天线的直角边的距离为l12，l11和l12为相对应天线工作频段的半波长到一个波长，x向极化天线和y向极化天线的缝隙中部分别设置有馈点，馈点与对应的缝隙根部距离分别为l31和l32，l31和l32分别为l21和l22的四分之一。

5、优选的，z向极化天线为柱形金属或锥体金属，且z向极化天线表面做防氧化处理，z向极化天线长度为z向极化天线工作频段的四分之一波长。

6、优选的，x向匹配电路、y向匹配电路以及z向匹配电路为π型或t型或l型匹配电路。

7、一种基于上述的一种紧凑型三极化分集天线的系统，包括依次电连接的紧凑型三极化分集天线、射频切换电路以及射频芯片，紧凑型三极化分集天线中的x向匹配电路、y向匹配电路以及z向匹配电路均与射频切换电路相连接。

8、优选的，射频切换电路与射频芯片之间通过50欧姆阻抗线相连接，x向匹配电路、y向匹配电路以及z向匹配电路与射频切换电路之间通过50欧姆阻抗线相连接。

9、优选的，射频切换电路为单个射频开关或多个射频开关的组合。

10、一种基于上述的一种系统的工作方法，具体步骤如下：

11、步骤s1：设定默认天线、通讯质量参数阈值以及天线切换顺序；

12、步骤s2：确定通讯天线，在与另一设备通讯时，实时检测通讯质量参数，并进行实时通讯质量参数与通讯质量参数阈值比较；

13、当实时通讯质量参数高于通讯质量参数阈值时，采用当前天线进行通讯；

14、当实时通讯质量参数低于或等于通讯质量参数阈值时，通过射频切换电路按照天线切换顺序进行天线切换，直到通讯质量参数高于通讯质量参数阈值。

15、优选的，通讯质量参数为

16、信道冲击响应或接收信号强度。

17、因此，本发明采用上述一种紧凑型三极化分集天线、系统以及工作方法，具有以下有益效果：

18、(1)紧凑型三极化分集天线，共三支天线，对应三维空间中的各个分量，保接收到不同路径及不同极化的电磁波，且两支天线集成于电路板，减少占用空间，第三支天线和电路板垂直，并利用电路板电流，减少整体天线尺寸，天线主极化正交，天线间隔离度高。

19、(2)实时根据通讯质量，自动选择较好的信号用于通信、同步、定位等功能。

20、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种紧凑型三极化分集天线，包括电路板，其特征在于：还包括x向极化天线、y向极化天线以及z向极化天线，x向极化天线、y向极化天线以及z向极化天线分别连接有x向匹配电路、y向匹配电路以及z向匹配电路，x向极化天线和y向极化天线均为缝隙天线且设置在电路板相邻的直角边上，z向极化天线设置在由设置有x向极化天线和y向极化天线的两个直角边、x向极化天线和y向极化天线所围的电路板上。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型三极化分集天线，其特征在于：x向极化天线和y向极化天线的宽度范围为1-2mm，x向极化天线和y向极化天线的缝隙长度分别为l21和l22，l21和l22均为相对应天线工作的四分之一介质波长，且误差不超过2mm；

3.根据权利要求1所述的一种紧凑型三极化分集天线，其特征在于：z向极化天线为柱形金属或锥体金属，且z向极化天线表面做防氧化处理，z向极化天线长度为z向极化天线工作频段的四分之一波长。

4.根据权利要求1所述的一种紧凑型三极化分集天线，其特征在于：x向匹配电路、y向匹配电路以及z向匹配电路为π型或t型或l型匹配电路。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述的一种紧凑型三极化分集天线的系统，其特征在于：包括依次电连接的紧凑型三极化分集天线、射频切换电路以及射频芯片，紧凑型三极化分集天线中的x向匹配电路、y向匹配电路以及z向匹配电路均与射频切换电路相连接。

6.根据权利要求5所述的一种系统，其特征在于：射频切换电路与射频芯片之间通过50欧姆阻抗线相连接，x向匹配电路、y向匹配电路以及z向匹配电路与射频切换电路之间通过50欧姆阻抗线相连接。

7.根据权利要求6所述的一种系统，其特征在于：射频切换电路为单个射频开关或多个射频开关的组合。

8.一种基于权利要求7所述的一种系统的工作方法，其特征在于，具体步骤如下：

9.根据权利要求8所述的一种工作方法，其特征在于：通讯质量参数为信道冲击响应或接收信号强度。

技术总结本发明公开了一种紧凑型三极化分集天线、系统以及工作方法，属于天线领域，包括电路板、X向极化天线、Y向极化天线以及Z向极化天线，X向极化天线、Y向极化天线以及Z向极化天线分别连接有X向匹配电路、Y向匹配电路以及Z向匹配电路，X向极化天线和Y向极化天线均为缝隙天线且设置在电路板相邻的直角边上，Z向极化天线设置在由设置有X向极化天线和Y向极化天线的两个直角边、X向极化天线和Y向极化天线所围的电路板上。同时公开了一种基于紧凑型三极化分集天线的系统和系统的工作方法，采用上述一种紧凑型三极化分集天线、系统以及工作方法，体积小，同时确保接收到不同路径及不同极化的电磁波。技术研发人员：黄先日,王辉,张强受保护的技术使用者：青岛柯锐思德电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25