一种一体化自供电中继补盲装置的制作方法

1.本实用新型属于中继补盲装置技术领域，涉及一体化自供电中继补盲装置。


背景技术：

2.随着5g时代来临，需要巨量的小基站，新的中继体制带造成所有5g基站都必须重新设计和制造，这需要巨量的资金，造成用户使用成本的上升。同时由于5g信号频率较高，单基站信号覆盖面积较小，因此会造成很多的信号盲区。需要对这些盲区进行针对性的信号中继和补盲。一种低成本的补盲装置会有巨大的市场前景。
3.随着国家提出的碳达峰碳中和发展目标，电子设备向低功耗发展已经成为一个大趋势。目前的中继补盲设备都需要外接电源，功耗较高且需要大量的布置，不符合低绿色发展的要求。同时传统的中继方案，收发天线需要分布式的放置在房屋内外且需要外接电源，会造成非常复杂的布线方案，不灵活且成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一体化自供电中继补盲装置，实现具有轻量化、低功耗、自供电的优点，可以针对需求进行随意的放置，真正做到无死角覆盖。
5.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
6.一种一体化自供电中继补盲装置，包括：第一层电路板、第二层电路板、第三层电路板、第四层电路板、第五层电路板、第六层电路板，所述第一层电路板、第二层电路板、第三层电路板、第四层电路板、第五层电路板、第六层电路板向下依次排列；第一层电路板上方覆盖有太阳能电池板1，同时印刷制作有天线馈电线1和天线馈线2，天线馈线1连接中继电路模块、天线馈线2连接自供电电路模块；第二层电路板上方印刷制作有金属槽天线1；第三层电路板上方印刷制作有双频高阻抗表面，下方制作有金属地板；第一、二、三层电路板联合构成了加载高阻抗表面的槽天线1；第四层电路板和第三层电路板关于金属地板对称放置；第五层电路板和第二层电路板关于金属地板对称放置，上面制作的金属结构相同；第六层电路板和第一层电路板关于金属地板对称放置，下方覆盖有太阳能电池板2，印刷制作有天线馈线3；第四、五、六层电路板联合构成了加载高阻抗表面的槽天线2；槽天线1和槽天线2通过金属化通孔1和金属化通孔2形成的同轴线结构实现电连接。
7.进一步地，所述中继电路模块对接收到的信号进行中继放大、抑制噪声；并把信号通过金属化通孔1和金属化通孔2所构成的同轴线结构传输到槽天线2并转发。
8.进一步地，所述太阳能电池板1和太阳能电池板2粘贴在槽天线辐射口面外部，不影响槽天线辐射性能；槽天线1和槽天线2采用微带线耦合馈电，槽天线1馈电口有两个，分别形成左旋和右旋两个极化方向。
9.进一步地，所述天线馈线1用于传输通信信号并连接到中继电路模块上；天线馈线2用于收集微波能量并传输到自供电电路模块中进行整流，实现槽天线1的口径共用。
10.进一步地，所述太阳能电池板1、太阳能电池板2和天线馈线2连接到自供电电路模块，自供电电路模块对中继电路模块提供直流电源。
11.进一步地，所述自供电电路模块包括微波整流电路、电源稳压电路、电池、电源控制器，可同时收集并存储光伏能和微波能并作为直流电源对中继电路模块供电。
12.进一步地，所述槽天线1和槽天线2的频率覆盖4g和5g通信的频率。
13.进一步地，所述第三层电路板上方印刷制作的双频高阻抗表面，用于降低天线剖面，其中心频率为2.4ghz和3.5ghz。高阻抗表面由金属方环和金属方块周期性排列和构成，实现对2.4ghz和3.5ghz两个频点的反射相位为0
°
，同时两个频点中间频率反射相位在0
°
附近。
14.进一步地，所述第三层电路板下方制备有金属地板，金属地板可以提供信号屏蔽同时配合高阻抗表面实现0
°
反射相位的双重功能。
15.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
16.(1)本实用新型的槽天线1采用微带线耦合馈电，馈电口有两个，分别形成左旋和右旋两个极化方向。天线馈线1连接到中继电路模块上，实现对信号的传输功能。天线馈线2作为微波能量收集端口并将其传输到自供电电路模块中进行整流，天线口径共用，实现不同的功能。
17.(2)本实用新型的高阻抗表面加载槽天线可以实现天线的单向辐射并提高天线增益，同时实现收发天线的隔离。
18.(3)本实用新型可同时收集室内外的光伏能和室外的微波能，并进行存储用于中继模块的自供电，相较于传统的中继补盲方案具有全天候能量收集并自供电能力同时轻量化、扁平化。可以针对需求进行随意的放置，真正做到无死角覆盖。
19.本实用新型的目的、特征及优点将结合实例，参照附图做如下进一步的说明。
附图说明
20.图1是本实用新型的一体化自供电中继补盲装置的总体结构示意图；
21.图2是本实用新型的一体化自供电中继补盲装置的分层示意图；
22.图3是本实用新型的一体化自供电中继补盲装置的框图；
23.图4是本实用新型的一体化自供电中继补盲装置各个部分细节图；
24.图5是本实用新型的一体化自供电中继补盲装置运用场景图。
具体实施方式
25.如图1-5所示，本实用新型采用6层电路板制作，可以实现自身供电并对信号进行中继放大转发，达到信号补盲的功能。该装置可以贴合到任意的玻璃或者墙上，通过面对建筑物朝外一面的天线接收信号，并对信号进行放大，噪声抑制处理后，再通过面向建筑物内的天线对信号进行转发，无需额外的供电即可实现信号的中继补盲。
26.本实用新型的一体化自供电中继补盲装置，包括：第一层电路板、第二层电路板、第三层电路板、第四层电路板、第五层电路板、第六层电路板，所述第一层电路板、第二层电路板、第三层电路板、第四层电路板、第五层电路板、第六层电路板向下依次排列；第一层电路板上方覆盖有太阳能电池板1，同时印刷制作有天线馈电线1和天线馈线2，天线馈线1连
接中继电路模块、天线馈线2连接自供电电路模块；第二层电路板上方印刷制作有金属槽天线1；第三层电路板上方印刷制作有双频高阻抗表面，下方制作有金属地板；第一、二、三层电路板联合构成了加载高阻抗表面的槽天线1；第四层电路板和第三层电路板关于金属地板对称放置；第五层电路板和第二层电路板关于金属地板对称放置，上面制作的金属结构相同；第六层电路板和第一层电路板关于金属地板对称放置，下方覆盖有太阳能电池板2，印刷制作有天线馈线3；第四、五、六层电路板联合构成了加载高阻抗表面的槽天线2；槽天线1和槽天线2通过金属化通孔1和金属化通孔2形成的同轴线结构实现电连接。
27.(1)所述太阳能电池板1和太阳能电池板2粘贴在槽天线辐射口面外部，不影响槽天线的辐射。
28.(2)槽天线1和槽天线2采用微带线耦合馈电，槽天线1馈电口有两个，分别形成左旋和右旋两个极化方向，所述天线馈线1用于传输通信信号并连接到中继电路模块上；天线馈线2用于收集微波能量并传输到自供电电路模块中进行整流，实现槽天线1的口径共用。
29.(3)中继电路模块对接收到的信号进行中继放大、抑制噪声；并把信号通过金属化通孔1和金属化通孔2所构成的同轴线结构传输到槽天线2并转发。
30.(4)所述太阳能电池板1、太阳能电池板2和天线馈线2连接到自供电电路模块，所述自供电电路模块包括微波整流电路、电源稳压电路、锂电池、电源控制器，可同时收集和存储光伏能和微波能并作为直流电源对中继电路模块供电；用于实现对微波和太阳能能量的收集、电压稳定和存储；自供电电路模块同时也连接到中继电路模块对该模块提供直流电源。
31.第一层电路板下方制备有槽天线1，该天线通过在印刷金属铜层上开槽制成；槽天线的外部的金属作为天线馈线1、天线馈线2和中继电路模块的地板。所述槽天线1和槽天线2的频率覆盖4g和5g通信的频率。
32.第三层电路板上方印刷制作的双频高阻抗表面，用于降低天线剖面，其中心频率为2.4ghz和3.5ghz。高阻抗表面由金属方环和金属方块周期性排列和构成，实现对2.4ghz和3.5ghz两个频点的反射相位为0
°
，同时两个频点中间频率反射相位在0
°
附近。高阻抗表面加载槽天线可以实现天线的单向辐射并提高天线增益，同时实现收发天线的隔离。
33.第三层电路板下方制备有金属地板，金属地板可以提供信号屏蔽同时配合高阻抗表面实现0
°
反射相位的双重功能。
34.第六层电路板下方有太阳能电池板和槽天线2的馈线。太阳能电池板连接到自供电电路模块，实现对室内光能量的收集。槽天线2的馈线通过金属化通孔，和中继电路模块的输出口连接，实现对转发信号的传输。
35.本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。