CN111276078B - 一种基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，包括底板、电机、主控板、LED灯板，底板及主控板上设置有一对双圆极化双向数传模块，双圆极化双向数传模块包括毫米波调制解调收发器、基片集成波导90度电桥、正交半模波导激励缝隙和正交模合成波导圆极化辐射器；基片集成波导90度电桥与毫米波调制解调收发器连接，正交半模波导激励缝隙和基片集成波导90度电桥连接，正交模合成波导圆极化辐射器和正交半模波导激励缝隙连接。本发明通过在旋转显示装置的底板及主控板上设置一对双圆极化双向数传模块，实现底板及主控板之间的双向数据传输，提升了旋转显示装置显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及旋转显示领域，具体地，涉及一种基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置。
背景技术
旋转显示设备在目前的社会越来越普及，许多商场、机场、服务区都铺设有旋转显示设备，以作商业宣传。其中，旋转显示设备因为具有旋转的特性，使得无法直接连接数据线以显示视频素材，因此，在旋转显示设备大多的应用情况中，会预先将视频素材存储于旋转显示设备上的SD卡中，然后，通过旋转显示设备里的控制板对SD卡进行读取，从而实现显示视频素材的目的。如此，会导致旋转显示设备的显示场景比较局限的问题，难以满足高速数据传输显示的需求，因此，仍需对旋转显示设备进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，解决一些旋转显示设备无法显示高速数据传输内容的问题。
本申请提供了一种基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，包括底板、电机、主控板和LED灯板，所述底板和所述主控板上设置有一对双圆极化双向数传模块，所述双圆极化双向数传模块包括毫米波调制解调收发器、基片集成波导90度电桥、正交半模波导激励缝隙和正交模合成波导圆极化辐射器；所述基片集成波导90度电桥与所述毫米波调制解调收发器连接，所述正交半模波导激励缝隙与所述基片集成波导90度电桥连接，所述正交模合成波导圆极化辐射器与所述正交半模波导激励缝隙连接。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述毫米波调制解调收发器包括发射电路和接收电路，所述发射电路配置成将高速基带数字信号调制成毫米波数字信号，并将该毫米波数字信号传输至所述基片集成波导90度电桥；所述接收电路配置成接收所述基片集成波导90度电桥输出的毫米波数字信号，并将该毫米波数字信号解调为高速基带数字信号。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述发射电路配置成将输入的高速基带数字信号，通过ASK调制方式进行混频处理，以将数字信号调制到毫米波载波上，得到毫米波数字信号。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述发射电路配置成接收输入的传输速率为0-5Gbps的差分高速基带数字信号。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述接收电路配置成通过非相干包络检波和比较，对接收到的毫米波数字调制信号进行解调处理，得到高速基带数字信号。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述一对双圆极化双向数传模块包括两个双圆极化双向数传模块，该两个双圆极化双向数传模块分别设置于所述底板和所述主控板上。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述两个双圆极化双向数传模块的结构相同。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述底板上的双圆极化双向数传模块包括的基片集成波导90度电桥，基于印刷电路板工艺集成于该底板，所述主控板上的双圆极化双向数传模块包括的基片集成波导90度电桥，基于印刷电路板工艺集成于该主控板。可选地，作为一种可能的实施方式，所述基片集成波导90度电桥包括上下层金属、高频介质板和金属化通孔，所述上下层金属覆盖于所述高频介质板两侧，所述金属化通孔设置于所述上下层金属和所述高频介质构成的整体上。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述基片集成波导90度电桥的两个端口通过微带传输线与所述毫米波调制解调收发器连接。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述基片集成波导90度电桥的末端设置开口窄缝隙，该开口窄缝隙的夹角为90度。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述正交半模波导激励缝隙和所述正交模合成波导圆极化辐射器为一体的金属结构，该金属结构固定在所述基片集成波导90度电桥的上方。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述正交半模波导激励缝隙和所述正交模合成波导圆极化辐射器为一体的金属结构，该金属结构压合在基片集成波导90电桥所在的印刷电路板上。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述正交模合成波导圆极化辐射器位于所述旋转显示装置的旋转中心。
可选地，作为一种可能的实施方式，所述电机上设置有通孔，所述一对双圆极化双向数传模块通过该通孔穿过该电机。
有益效果
本发明通过在旋转显示装置的底板和主控板上设置一对双圆极化双向数传模块，能够将高速数字信号在底板与主控板之间双向传输，提升了旋转显示装置的显示效果，实现更稳定的传输与显示效果。
并且，通过在电机上设置通孔，可以使得双圆极化双向数传模块和双圆极化双向数传模块穿过电机，如此，可以减小旋转显示装置的体积。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。
图1是本发明提供的旋转显示装置的结构示意图。
图2是本发明提供的底板的结构示意图。
图3是本发明提供的主控板的结构示意图。
图4是本发明提供的双圆极化双向数传模块的电路示意图。
图5是本发明提供的双圆极化双向数传模块的俯视图。
图6是本发明提供的双圆极化双向数传模块的侧视图。
图7是本发明提供的双圆极化双向数传模块的立体图。
图8是本发明提供的天线端口反射系数S11频响曲线的示意图。
图9是本发明提供的天线增益频响曲线的示意图。
图10是本发明提供的模块间收发互传归一化传输频响曲线的示意图。
图标：1-毫米波调制解调收发器；2-基片集成波导90度电桥；3-正交半模波导激励缝隙；4-正交模合成波导圆极化辐射器；5-高频介质板；6-金属化通孔；7-微带传输线；8-上下层金属；9-开口窄缝隙；10-双圆极化双向数传模块；11-双圆极化双向数传模块；20-底板；21-电机；22-主控板；23-LED灯板。
具体实施方式
为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示，本实施例提供一种基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置。其中，该旋转显示装置可以包括底板20、电机21、主控板22和LED灯板23。
详细地，电机21可以设置于底板20上。底板20可以通过驱动电路驱动电机21旋转，底板20可以通过无线供电线圈或电刷等多种方式给主控板22供电。电机21可以带动主控板22和LED灯板23旋转。主控板22可以配置成用于驱动LED灯板23显示。底板20和主控板22上可以设置有一对双圆极化双向数传模块。
参考图2和图3，底板20上可以设置有双圆极化双向数传模块10，主控板22可以上设置有双圆极化双向数传模块11，其中，双圆极化双向数传模块10与双圆极化双向数传模块11不是同一个双圆极化双向数传模块。
参考图5-图7，在一种可以替代的示例，双圆极化双向数传模块10和双圆极化双向数传模块11的结构可以一致。
可选地，对于双圆极化双向数传模块10或双圆极化双向数传模块11的结构，在一种示例中，可以包括毫米波调制解调收发器1、基片集成波导90度电桥2、正交半模波导激励缝隙3和正交模合成波导圆极化辐射器4。
可选地，在一种示例中，毫米波调制解调收发器1、基片集成波导90度电桥2、正交半模波导激励缝隙3和正交模合成波导圆极化辐射器4可以依次设立在电路板上，且毫米波调制解调收发器1的毫米波收发信号端口可以与基片集成波导90度电桥2的端口连接。
其中，毫米波调制解调收发器1可以包括发射电路和接收电路。
基于此，毫米波调制解调收发器1的发射电路可以将输入的差分高速基带数字信号进行混频处理，从而将数字信号调制到毫米波载波上进行信号传输，如传输至基片集成波导90度电桥2。
其中，在一种示例中，上述差分高速基带数字信号的传输速率可以为0-5Gbps。上述混频处理可以是指，可以通过ASK（幅移键控，也称为振幅键控等）调制方式与内部本振源进行混频处理。上述毫米波载波的频率可以为60GHz。
毫米波收发器调制解调收发器1的接收电路可以通过非相干包络检波和比较，对接收到的毫米波数字调制信号，如基片集成波导90度电桥2输出的毫米波数字调制信号，进行解调处理，并且，可以以差分电平的形式将解调处理得到的基带数字信号输出。
对于毫米波调制解调收发器1包括的发射电路和接收电路需要说明的是，一方面，通过毫米波调制解调收发器1的发射电路发射的毫米波调制信号，如传输至基片集成波导90度电桥2的毫米波调制信号，可以通过基片集成波导90度电桥2实现信号分配，从而得到幅度相等、相位差90度的两路发射信号。其中，在圆波导中，前述的两路发射信号可以通过两个正交的TE11模，合成右旋圆极化（RHCP，Right Hand Circular Polarization，沿着波的传播方向看去电场矢量顺时针旋转）。
另一方面，通过毫米波调制解调收发器1的接收电路接收的毫米波调制信号，如基片集成波导90度电桥2输出的毫米波数字调制信号，可以由左旋圆极化(LHCP，Left HandCircular Polarization，沿着波的传播方向看去电场矢量逆时针旋转)模式，经过基片集成波导90度电桥2在毫米波调制解调收发器1的接收电路的接收端口合成。
可选地，在一种示例中，基片集成波导90度电桥2、正交半模波导激励缝隙3、正交模合成波导圆极化辐射器4可以构成双圆极化双向数传装置，该双圆极化双向数传装置的圆极化天线部分和基片集成波导90度电桥2可以采用印刷电路板工艺实现，如此，可以便于与毫米波调制解调收发器1互联和集成在底板20和主控板22上。
例如，针对基片集成波导90度电桥2，所述底板20上的双圆极化双向数传模块10包括的基片集成波导90度电桥2，可以基于印刷电路板工艺集成于该底板20。所述主控板22上的双圆极化双向数传模块11包括的基片集成波导90度电桥2，也可以基于印刷电路板工艺集成于该主控板22。
可选地，在一种示例中，基片集成波导90度电桥2可以包括高频介质板5、上下层金属8和金属化通孔6。一方面，基片集成波导90度电桥2的两个端口可以通过微带传输线7直接与毫米波调制解调收发器1相连，另一方面，基片集成波导90度电桥2另外两个端口可以通过开口窄缝隙9对一组垂直的正交半模波导激励缝隙3进行激励。
可选地，在一种示例中，开口窄缝隙9可以位于基片集成波导90度电桥2的末端，且该开口窄缝隙9的夹角可以为90度，正交半模波导激励缝隙3可以位于开口窄缝隙9的上方。
可选地，在一种示例中，正交半模波导激励缝隙3和正交模合成波导圆极化辐射器4可以使用一体的金属结构加工，并且，加工形成的一体的金属结构可以直接压合在基片集成波导90电桥2所在的印刷电路板上，也可以固定在基片集成波导90度电桥2的上方。
可选地，在一种示例中，波导圆极化辐射器4的圆波导内存在极化简并旋转的TE11模。详细地，两个垂直的半模波导激励缝隙，可以在正交模合成波导圆极化辐射器4内，形成两个正交的TE11模电磁场，如此，可以使得具有良好的隔离特性。
其中，由基片集成波导90度电桥2对激励的信号进行的90度相移，使得两个正交的TE11模式的电磁场相位相差90度，从而形成左旋圆极化波或者右旋圆极化波。
例如，一方面，毫米波调制解调收发器1的发射电路发射的毫米波调制信号，可以先经过基片集成波导90度电桥2后在圆波导内合成右旋圆极化，并通过正交的TE11模合成，然后，通过波导圆极化辐射器4末端的开口辐射至空间中；另一方面，毫米波调制解调收发器1的接收电路接收的左旋圆极化信号在两个半模波导缝隙处的场相位可以相差90°，可以通过在基片集成波导90度电桥2的接收端口处实现同相合成。
可以理解的是，毫米波调制解调收发器1上信号的发射和接收，一方面，可以使用单独的端口和不同的极化，以实现双向传输；另一方面，两个不同的极化可以共用正交模合成波导圆极化辐射器4的口径。
参考图1，底板20和主控板22上设置有双圆极化双向数传模块10和双圆极化双向数传模块11，正交模合成波导圆极化辐射器4可以设置于旋转显示装置的旋转中心处，使得双圆极化双向数传模块10和双圆极化双向数传模块11能够保持稳定的数据传输。并且，电机21可以设置有通孔，使得双圆极化双向数传模块10和双圆极化双向数传模块11可以通过该通孔穿过电机21，如此，可以减小旋转显示装置的体积。
图5-7给出了双圆极化双向数传模块端口反射、增益曲线和传输响应，从结果看出模块传输1dB带宽达到5GHz，其3dB带宽超过6.5GHz。
基于上述内容，可以知道，本发明提供的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，通过在底板20和主控板22上设置一对双圆极化双向数传模块，实现了底板20与主控板22之间的高速通信，特别是在需要显示高速数据传输的内容时，可以具备更稳定的传输与显示效果。
Claims (13)
1.一种基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，包括底板、电机、主控板和LED灯板，其特征在于，所述底板和所述主控板上设置有一对双圆极化双向数传模块，所述双圆极化双向数传模块包括毫米波调制解调收发器、基片集成波导90度电桥、正交半模波导激励缝隙和正交模合成波导圆极化辐射器；
所述基片集成波导90度电桥与所述毫米波调制解调收发器连接，所述正交半模波导激励缝隙与所述基片集成波导90度电桥连接，所述正交模合成波导圆极化辐射器与所述正交半模波导激励缝隙连接，所述基片集成波导90度电桥包括上下层金属、高频介质板和金属化通孔，所述上下层金属覆盖于所述高频介质板两侧，所述金属化通孔设置于所述上下层金属和所述高频介质构成的整体上；
所述毫米波调制解调收发器包括发射电路和接收电路；
所述发射电路将高速基带数字信号调制成毫米波数字信号，并将该毫米波数字信号传输至所述基片集成波导90度电桥，得到幅度相等、相位差90度的两路发射信号，所述两路发射信号可以通过两个正交的TE11模，合成右旋圆极化，由正交的TE11模合成后通过所述波导圆极化辐射器末端的开口辐射至空间；
所述接收电路接收所述基片集成波导90度电桥输出的毫米波数字信号，并将所述毫米波数字信号解调为高速基带数字信号由左旋圆极化模式，经过所述基片集成波导90度电桥在毫米波调制解调收发器的接收电路的接收端口合成。
2.根据权利要求1所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述发射电路配置成将输入的高速基带数字信号，通过ASK调制方式进行混频处理，以将数字信号调制到毫米波载波上，得到毫米波数字信号。
3.根据权利要求2所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述发射电路配置成接收输入的传输速率为0-5Gbps的差分高速基带数字信号。
4.根据权利要求1所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述接收电路配置成通过非相干包络检波和比较，对接收到的毫米波数字调制信号进行解调处理，得到高速基带数字信号。
5.根据权利要求1所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述一对双圆极化双向数传模块包括两个双圆极化双向数传模块，该两个双圆极化双向数传模块分别设置于所述底板和所述主控板上。
6.根据权利要求5所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述两个双圆极化双向数传模块的结构相同。
7.根据权利要求5所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述底板上的双圆极化双向数传模块包括的基片集成波导90度电桥，基于印刷电路板工艺集成于该底板；
所述主控板上的双圆极化双向数传模块包括的基片集成波导90度电桥，基于印刷电路板工艺集成于该主控板。
8.根据权利要求1所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述基片集成波导90度电桥的两个端口通过微带传输线与所述毫米波调制解调收发器连接。
9.根据权利要求1所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述基片集成波导90度电桥的末端设置有开口窄缝隙，该开口窄缝隙的夹角为90度。
10.根据权利要求1所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述正交半模波导激励缝隙和所述正交模合成波导圆极化辐射器为一体的金属结构，该金属结构固定在所述基片集成波导90度电桥的上方。
11.根据权利要求1所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述正交半模波导激励缝隙和所述正交模合成波导圆极化辐射器为一体的金属结构，该金属结构压合在基片集成波导90电桥所在的印刷电路板上。
12.根据权利要求1所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述正交模合成波导圆极化辐射器位于所述旋转显示装置的旋转中心。
13.根据权利要求1-12任一项所述的基于双圆极化双向数传模块的旋转显示装置，其特征在于，所述电机上设置有通孔，所述一对双圆极化双向数传模块通过该通孔穿过该电机。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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