吸顶式无线路由器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种吸顶式无线路由器，包括壳体以及内置于壳体的PCB板以及接地板，所述PCB板与接地板电连接，所述接地板上设置有天线组件，所述天线组件包括第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件，所述第一天线组件位于基板的Y轴上，并且沿Y轴的方向第一天线组件与接地板之间设置有第一边距；所述第二天线组件以及第三天线组件对称分布于Y轴的两侧，沿X轴方向所述第二天线组件与接地板之间设置有第二边距，沿X轴的反方向所述第三天线组件与接地板之间设置有第三边距，所述第二天线组件以及第三天线组件分别与X轴形成有夹角。本实用新型天线组件的高度小，能够改善天线的信号强度以及接收灵敏度，提升路由器的性能。
【专利说明】吸顶式无线路由器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种路由器，尤其涉及一种吸顶式无线路由器。
【背景技术】
[0002]在便携装置与路由设备的高速无线数据交换的研究中，2.4G频段与5G频段的双频段WiFi系统为重点研究对象。截止目前，2x2双频段WiFi天线系统已经广泛应用于吸顶式路由设备中。2x2双频段WiFi天线系统是指在路由设备上设置有两根天线，而在便携装置上对应的设置两根天线。
[0003]近段时间，为了进一步增加路由器与便携终端的数据传输，提出了一种应用于吸顶式路由器的3x3频段天线系统。对于吸顶式路由器的方案而言，路由器的天线系统较便携终端的天线系统有着更加严格的条件。这是因为，为了确保办公室环境下信号的无线接收，吸顶式无线路由器应该至少满足以下要求:(I)为了增加吸顶式路由器覆盖范围、信号强度以及灵敏度，在某一特定垂直面上天线最小增益必须大于OdBi，这里，特定垂直面为天花板的高度角与路由器天线系统的z轴角度为60°，参阅图1 ;(2)天线间的隔离度必须优于-15dB。现有技术中，IFA式多频段WiFi天线系统已经应用于3x3吸顶式路由器，但其天线的高度要大于15mm，因此，制造的路由器厚度较厚，重量较重，不利于吸顶式路由器的安装。此外，即使对于现有的天线高度大于15_的IFA天线，上述要求(I)也没能得到满足。为此，有必要对上述的吸顶式路由器中天线系统进行进一步的改进。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种厚度薄、信号强度高及灵敏度较佳，特别适合办公室环境实用的吸顶式无线路由器。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:提供一种吸顶式无线路由器，包括壳体以及内置于壳体的PCB板以及接地板，所述PCB板与接地板电连接，所述接地板上设置有天线组件，所述天线组件包括第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件，所述第一天线组件位于基板的Y轴上，并且沿Y轴的方向第一天线组件与接地板之间设置有第一边距；所述第二天线组件以及第三天线组件对称分布于Y轴的两侧，沿X轴方向所述第二天线组件与接地板之间设置有第二边距，沿X轴的反方向所述第三天线组件与接地板之间设置有第三边距，所述第二天线组件以及第三天线组件分别与X轴形成有夹角，其中，所述Y轴及X轴是以接地板的中心为原点，接地板的宽边向上为Y轴方向，长边向右为X轴方向建立的坐标系。
[0006]本实用新型的有益效果在于:区别于现有技术中的吸顶式无线路由器厚度较大，质量较重，不便于安装，以及信号强度不好、接收灵敏度较差的问题，本实用新型提供了一种吸顶式无线路由器，包括壳体及内置于壳体内的接地板，该接地板上设置有天线组件，分别为第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件，第一天线组件设置于Y轴上，第二天线组件及第三天线组件对称设置在Y轴的两侧，天线组件的高度小，能够减少路由器的厚度，有利于安装。另外，沿Y轴方向第一天线组件与接地板留有第一边距，沿X轴方向所述第二天线组件与接地板之间留有第二边距，沿X轴的反方向所述第三天线组件与接地板之间留有第三边距，第一边距、第二边距以及第三边距可以根据设计要调节，此外，第二天线组件以及第三天线组件分别与X轴设置有夹角，通过调试边距以及夹角能够改善天线的信号强度以及接收灵敏度，提升路由器的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为路由器辐射面与天花板中垂线呈60°夹角(特定垂直面)的示意图；
[0008]图2为本实用新型吸顶式无线路由器的结构示意图；
[0009]图3为本实用新型吸顶式无线路由器的立体结构示意图；
[0010]图4为本实用新型第一天线组件及第二天线组件的回波损耗曲线图；
[0011]图5为本实用新型第一天线组件及第二天线组件的隔离度曲线图；
[0012]图6为本实用新型2.4G频带的第一天线组件的增益在特定垂直面曲线图；
[0013]图7为本实用新型2.4G频带的第二天线组件的增益在特定垂直面曲线图；
[0014]图8为本实用新型5.5G频带的第一天线组件的增益在特定垂直面曲线图；
[0015]图9为本实用新型5.5G频带的第二天线组件的增益在特定垂直面曲线图；
[0016]图10为本实用新型5.5G频带的第二天线组件的增益在特定垂直面一实施例的曲线图；
[0017]图11为本实用新型5.5G频带的第二天线组件的增益在特定垂直面另一实施例的曲线图；
[0018]图12为本实用新型第一天线组件及第二天线组件的隔离度又一实施例的曲线图。
[0019]标号说明:
[0020]1、路由器；2、接地板；3、第三天线组件；4、第二天线组件；5、第一天线组件；6、馈电接点；7、接地接点；31、第三边距；32/42、夹角；41、第二边距；51、第一边距。
【具体实施方式】
[0021]为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0022]本实用新型最关键的构思在于:在接地板上设置三个天线组件，该三个天线组件的厚度较小，重量轻便于安装，并且对第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件的方向设置以及边距设置，以及第二天线组件及第三天线组件与X轴的夹角设置，能够改善天线的信号强度以及接收灵敏度，提升路由器的性能。
[0023]请参照图1以及图3，一种吸顶式无线路由器，该路由器I包括壳体以及内置于壳体的PCB板以及接地板2，所述PCB板与接地板2电连接，所述接地板2上设置有天线组件，所述天线组件包括第一天线组件5、第二天线组件4以及第三天线组件3，所述第一天线组件5位于基板的Y轴上，并且沿Y轴的方向第一天线组件5与接地板2之间设置有第一边距51 ;所述第二天线组件4以及第三天线组件3对称分布于Y轴的两侧，沿X轴方向所述第二天线组件4与接地板2之间设置有第二边距41，沿X轴的反方向所述第三天线组件3与接地板2之间设置有第三边距31，所述第二天线组件4与X轴形成有夹角42，以及第三天线组件3与X轴形成有夹角32，其中，所述Y轴及X轴是以接地板2的中心为原点，接地板2的宽边向上为Y轴方向，长边向右为X轴方向建立的坐标系。上述的第一边距51、第二边距41、第三边距31、夹角β能够根据具体的要求来调整，从而可以提高整个天线组件的性倉泛。
[0024]从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于:区别于现有技术中的吸顶式无线路由器厚度较大，质量较重，不便于安装，以及信号强度不好、接收灵敏度较差的问题，本实用新型提供了一种吸顶式无线路由器，包括壳体及内置于壳体内的接地板2，该接地板2上设置有天线组件，分别为第一天线组件5、第二天线组件4以及第三天线组件3，第一天线组件5设置于Y轴上，第二天线组件4及第三天线组件3对称设置在Y轴的两侧，天线组件的高度小，能够减少路由器的厚度，有利于安装。另外，沿Y轴方向第一天线组件5与接地板2留有第一边距Dy，沿X轴方向所述第二天线组件4与接地板2之间留有第二边距Dx，沿X轴的反方向所述第三天线组件3与接地板2之间留有第三边距Dx，第一边距、第二边距以及第三边距31可以根据设计要调节，加上，第二天线组件4以及第三天线组件3分别与X轴设置有夹角β，通过调试边距以及夹角能够改善天线的信号强度以及接收灵敏度，提升路由器的性能。
[0025]进一步的，所述第一天线组件5、第二天线组件4以及第三天线组件3的高度均为4_-8_。4_-8_为最佳优选的天线高度的方案，由上述描述可知,本方案的天线组件高度均小于现有技术中的天线高度，这样使得路由器的厚度小，质量较轻，便于路由器的安装，同时减少安装空间。
[0026]进一步的，所述第一天线组件5、第二天线组件4以及第三天线组件3均设置有馈电接点6以及接地接点7,所述接地接点7位于天线组件端部且靠近接地板2的中心,所述馈电接点6与接地接点7分别与接地板2电连接。天线组件与接地板2之间的电性能稳定，同时也可以进一步减小天线组件的高度。
[0027]进一步的，所述第一天线组件5、第二天线组件4以及第三天线组件3均为PIFA天线，第一天线组件5、第二天线组件4以及第三天线组件3同时接收或发射WiFi2.4G频段信号以及WiFi5G频段信号。PIFA天线中的天线组件与接地板2平行，相对于IFA式多频段WiFi天线，其天线组件与接地板2垂直，因此采用PIFA天线的好处之一是可以减小天线组件的高度。
[0028]进一步的，所述第一天线组件5、第二天线组件4以及第三天线组件3的长度均约为2.4G频率的四分之一波长与5G频率的四分之一波长之和。该天线组件的信号稳定，接收灵敏度较佳。
[0029]进一步的，所述第二天线组件4以及第三天线组件3与X轴的夹角为10° -40°。该角度范围并非对夹角的限定，夹角可以根据实际的需求来调节，其目的在于提高天线的性能。基于本方案的结构，仅在角度上作改变的方案均在本申请的保护范围内。
[0030]进一步的，所述第二天线组件4与第三天线组件3存在最佳的隔离间距，该间距与接地板2的尺寸相关，其可以根据实际的需求来调节，其目的在于提高天线的性能。一般的讲，间距越小条件(I)较易满足，但隔离度越差；反而间距越大条件(I)较难满足，但隔离度越好。只有当所述第一天线组件5第二天线组件4及第三天线组件3的之间的间距大于频率2.4GHz的1/4波长时，天线的隔离度才能达到最佳并满足技术要求。当天线组的边距不小于某个值时，天线信号的强度以及接收灵敏度才能达到最佳。只有当天线组件在接地板2上的绝对和相对位置(包括天线组的每个天线的各自位置，第二和第三天线组与X轴的夹角以及三个天线之间的间距)达到一个最佳值时，条件(I)及隔离度条件(2)才能被同时满足。角度及隔离间距为影响天线组件性能的两个变量，其调节因素还与接地板2的尺寸相关。例如，接地板2的尺寸为120mm x 120mm的条件下,天线组件的高度为5mm,第二天线组件4与第三天线组件3存在最佳的隔离间距以及夹角，此时天线组件的最佳边距Dx为9.57mm,最佳夹角β为25°。
[0031]请参照图4-图12，图4-图9为当天线组的位置为最佳时本方案天线组件的各项性能参数曲线，图10-12为当天线组的位置与最佳位置有一定的偏差时天线组件的各项性能参数曲线。其中，第二天线组件4与第三天线组件3为对称结构，两者的性能类似，可以用其中一组天线来表示。图4为为本实用新型第一天线组件5及第二天线组件4的回波损耗曲线图以及图5为本实用新型第一天线组件5及第二天线组件4的隔离度曲线图，从图4及图5中可以看出，第一天线组件5及第二天线组件4回波损耗及隔离损耗均满足天线的规范，在2.5G具有最差的隔离度为-15.368dB,优于规范值_15dB，因此，天线组件的回波损耗及隔离度较好。图6为本实用新型2.4G频带的第一天线组件5的天线增益在特定垂直面曲线图，而图7为本实用新型2.4G频带的第二天线组件4的天线增益在特定垂直面曲线图，从图6及图7中我们可以得出，在特定垂直面(Θ =60° )时，第一天线组件5以及第二天线组件4的天线最小增益均优于OdBi。图8为本实用新型5.5G频带的第一天线组件5的天线增益在特定垂直面曲线图，图9为本实用新型5.5G频带的第二天线组件4的天线增益在特定垂直面曲线图，从图8及图9中可以看出，在特定垂直面(Θ =60° )时，第一天线组件5以及第二天线组件4的天线最小增益均优于OdBi。
[0032]为了说明本案天线组在接地板2上位置的重要性，下面将对当天线组的位置与其最佳位置有一定偏差时天线的特性进行讨论。图10-图12是天线组件在接地板2上的位置偏离了其最佳位置后的实验数据曲线图，图10为本实用新型5.5G频带的第二天线组件4的增益在特定垂直面一实施例的曲线图，该实施例中夹角β为O。，从图10中可以看出，在方向角为20.34°时天线的增益为最小且其值为_1.261dBi，该点及附近范围并不满足OdBi的要求，以上结果足以证明夹角β的范围能够影响天线组件的性能；图11为本实用新型5.5G频带的第二天线组件4的增益在特定垂直面另一实施例的曲线图，该实施例中第二天线组件4及第三天线组件3分别向接地板2外部移动5mm(Dx = Dx - 5mm),从图11中我们可以看出，标记I至标记2的角度范围(方向角的夹角范围为68° )并不满足OdBi的要求，最小的天线增益在标记3 (方向角为335.3° )为-1.152dBi ;图12为本实用新型.第二天线组件4与第三天线组件3间的隔离度又一实施例的曲线图，该实施例中第二天线组件4及第三天线组件3分别朝接地板2内部移动5mm(Dx = Dx+5mm),从图12中我们可以看出，第二天线组件4与第三天线组件3之间的隔离间距减小了 10mm，此时的隔离度为-12.367，并不满足_15dB的要求。从图10-图12中可以得出，通过优化第一边距、第二边距、第三边距31以及夹角参数的大小，能够满足天线的设计要求，并且能够进一步获得优选的天线方案，提升整个路由器的性能指标。综上所述，本实用新型提供的吸顶式无线路由器，包括壳体及内置于壳体内的接地板，该接地板上设置有天线组件，分别为第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件，第一天线组件设置于Y轴上，第二天线组件及第三天线组件对称设置在Y轴的两侧。另外，沿Y轴方向第一天线组件与接地板留有第一边距，沿X轴方向所述第二天线组件与接地板之间留有第二边距，沿X轴的反方向所述第三天线组件与接地板之间留有第三边距，第一边距、第二边距以及第三边距可以根据设计要调节，加上，第二天线组件以及第三天线组件分别与X轴设置有夹角，本方案的优点如下:
[0033]1、具有更好的信号的强度以及接收灵敏度，适合应用于办公环境，在整个特定垂直面，天线组件最佳的安装位置使得所有天线组件具有更好的增益；
[0034]2、天线组件的高度小,仅为采用PIFA天线代替IFA天线,PIFA天线中的天线组件与接地板平行；
[0035]3、天线组件系统结构简单，便于生产以及组装形成吸顶式无线路由器，生产效率闻;
[0036]4、本方案的天线组件能够所有吸顶式方案，如接入点设备，路由设备以及网关设备等。
[0037]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种吸顶式无线路由器，包括壳体以及内置于壳体的PCB板以及接地板，所述PCB板与接地板电连接，其特征在于，所述接地板上设置有天线组件，所述天线组件包括第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件，所述第一天线组件位于基板的Y轴上，并且沿Y轴的方向第一天线组件与接地板之间设置有第一边距；所述第二天线组件以及第三天线组件对称分布于Y轴的两侧，沿X轴方向所述第二天线组件与接地板之间设置有第二边距，沿X轴的反方向所述第三天线组件与接地板之间设置有第三边距，所述第二天线组件以及第三天线组件分别与X轴形成有夹角，其中，所述Y轴及X轴是以接地板的中心为原点，接地板的宽边向上为Y轴方向，长边向右为X轴方向建立的坐标系。
2.根据权利要求1所述的吸顶式无线路由器，其特征在于，所述第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件的高度均为4mm-8mm。
3.根据权利要求1所述的吸顶式无线路由器，其特征在于，所述第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件均设置有馈电接点以及接地节点，所述接地节点位于天线组件端部且靠近接地板的中心，所述馈电节点与接地接点分别与接地板电连接。
4.根据权利要求1所述的吸顶式无线路由器，其特征在于，所述第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件均为PIFA天线，第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件同时接收或发射WiFi2.4G频段信号以及WiFi5G频段信号。
5.根据权利要求1所述的吸顶式无线路由器，其特征在于，所述第一天线组件、第二天线组件以及第三天线组件的长度均为2.4G频率的四分之一波长与5G频率的四分之一波长之和。
6.根据权利要求1-5任一项所述的吸顶式无线路由器，其特征在于，所述第二天线组件以及第三天线组件与X轴的夹角为10° -40°。
【文档编号】H04L12/771GK204145534SQ201420607920
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】赵安平, 陈浩 申请人:深圳市信维通信股份有限公司