CN108172967A - 宽频带的双极化全向吸顶天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽频带的双极化全向吸顶天线，包括天线罩、两个水平极化端口和安装螺杆，天线罩内固定设有PVC底板和耦合反射板，耦合反射板的背面固定在PVC底板上，PVC底板与天线罩配合固定，耦合反射板的正面设有垂直折叠成的耦合铝片，耦合反射板的正面左右对称设置有两个辐射振子、两个金属线卡和隔离铝片，辐射振子使用压铸铝合金一体化金属结构振子，隔离铝片固定在两个辐射振子之间，水平极化端口包括接头和同轴电缆，同轴电缆的一端与接头焊接，另一端穿过安装螺杆与辐射振子馈电连接，同轴电缆均通过金属线卡卡在耦合反射板上固定。本发明结构较为简单、馈电简洁、尺寸较小、厚度较薄、成本较低、易于规模生产、性能指标较好。

Description

宽频带的双极化全向吸顶天线
技术领域
本发明涉及天线领域，特别涉及一种宽频带的双极化全向吸顶天线。
背景技术
“室分天线”是移动通信室内分布***的最关键的部件之一，其性能的好 坏直接影响到室内覆盖的效果，目前国内现有的宽频全向吸顶天线，性能指标 都不太理想，一是天线的带宽不够，频率范围一般在806MHz～960MHz/1710 MHz～2700MHz，缺少LTE***的低频段(698MHz～806MHz)；二是少部分 宽频吸顶天线频率范围可达到698MHz～960MHz/1710MHz～2700MHz，但是 驻波比在2～2.5以下，隔离度和互调指标也不理想，两副天线相互之间会有干 扰，影响室内分布***网络覆盖的质量，同时运营商为节约投资成本避免工程 的重复建设，要求天线能工作在尽可能比较宽的频带内，而现有的双极化吸顶 天线很难兼顾整个频段，少部分即使电路指标可以满足宽频带的要求，但辐射 性能指标难于满足运营商提出的要求；三是目前国内现有的宽频双极化吸顶天 线产品大多采用双锥结构设计，结构都比较复杂，体积较大，天线高度都在 100mm以上，实现成本比较高，馈电网络复杂，而且天线之间的极化隔离度较 差，两副天线相互之间的干扰较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构 较为简单、馈电简洁、尺寸较小、厚度较薄、成本较低、易于规模生产、性能 指标较好的宽频带的双极化全向吸顶天线。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种宽频带的双极化全 向吸顶天线，包括天线罩、两个水平极化端口和安装螺杆，所述天线罩内固定 设有PVC底板和耦合反射板，所述耦合反射板的背面固定在所述PVC底板上， 所述PVC底板与所述天线罩配合固定，所述耦合反射板的正面设有垂直折叠成 的耦合铝片，所述耦合反射板的正面左右对称设置有两个辐射振子、两个金属 线卡和隔离铝片，所述辐射振子使用压铸铝合金一体化金属结构振子，所述隔 离铝片固定在两个所述辐射振子之间，每个所述水平极化端口均包括接头和同 轴电缆，所述同轴电缆的一端与所述接头焊接，所述同轴电缆的另一端穿过所述安装螺杆与对应的所述辐射振子馈电连接，每个所述同轴电缆均通过对应的 所述金属线卡卡在所述耦合反射板上固定。
在本发明所述的宽频带的双极化全向吸顶天线中，所述耦合铝片呈凸字形 状，所述耦合铝片与所述PVC底板平行。
在本发明所述的宽频带的双极化全向吸顶天线中，所述辐射振子的辐射面 呈长方体形状。
在本发明所述的宽频带的双极化全向吸顶天线中，每个所述辐射振子上的 最长辐射面的边沿均设有垂直折叠成的凸字形状的馈电点，所述同轴电缆的内 导体与所述馈电点连接并焊接固定，每个所述辐射振子上还设有馈电接地处， 所述同轴电缆的外导体与所述馈电接地处连接并焊接固定。
在本发明所述的宽频带的双极化全向吸顶天线中，所述辐射振子的辐射面 的一个倒角位置设有垂直折叠成的L型的支撑臂，所述支撑臂的一端为接地端， 所述接地端与所述耦合反射板接地固定导通，所述支撑臂的另一端支撑所述辐 射面并与所述辐射面连接。
在本发明所述的宽频带的双极化全向吸顶天线中，所述耦合反射板的厚度 为1.3mm～1.7mm，长度为153mm～157mm，宽度为142mm～146mm的铝合金 金属板。
在本发明所述的宽频带的双极化全向吸顶天线中，所述PVC底板为塑料 PVC底板。
实施本发明的宽频带的双极化全向吸顶天线，具有以下有益效果：由于设 有天线罩、两个水平极化端口和安装螺杆，天线罩内固定设有PVC底板和耦合 反射板，耦合反射板的背面固定在PVC底板上，耦合反射板的正面设有垂直折 叠成的耦合铝片，耦合反射板的正面左右对称设置有两个辐射振子、两个金属 线卡和隔离铝片，两个水平极化端口都是水平极化，每个辐射振子使用压铸铝 合金一体化金属结构振子，由于辐射振子采用一体化设计，且两个极化单元距 离较近，可以获得比较好的水平面方向图不圆度；此外由于多频段共用一个振 子体，且馈电平衡的实现方式简单，使得天线所需的零部件较少，产品尺寸小，重量轻，耦合反射板主要作用是增强天线的方向性，耦合铝片在天线阻抗的匹 配方面起到耦合谐振的作用，它可以使天线电流的不平衡变为平衡，形成宽频 带，隔离铝片固定在两个辐射振子之间，可增大隔离度，减少两副天线相互之 间的干扰，因此结构较为简单、馈电简洁、尺寸较小、厚度较薄、成本较低、 易于规模生产、性能指标较好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1为本发明宽频带的双极化全向吸顶天线一个实施例中的右视剖视结构 示意图；
图2为所述实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线的主视结构示意图；
图3为所述实施例中耦合反射板的立体结构示意图；
图4为所述实施例中隔离铝片的立体结构示意图；
图5为所述实施例中一个辐射振子的立体结构示意图；
图6为所述实施例中一个辐射振子的主视结构示意图；
图7为所述实施例中一个辐射振子的右视结构示意图；
图8为所述实施例中另一个辐射振子的立体结构示意图；
图9为所述实施例中另一个辐射振子的主视结构示意图；
图10为所述实施例中另一个辐射振子的右视结构示意图；
图11为所述实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线的测试的驻波图；
图12为所述实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线在698MHz的水平面和 垂直面的方向图；
图13为所述实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线在824MHz的水平面和 垂直面的方向图；
图14为所述实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线在960MHz的水平面和 垂直面的方向图；
图15为所述实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线在1710MHz的水平面 和垂直面的方向图；
图16为所述实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线在2170MHz的水平面 和垂直面的方向图；
图17为所述实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线在2690MHz的水平面 和垂直面的方向图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明宽频带的双极化全向吸顶天线实施例中，该宽频带的双极化全向 吸顶天线的右视剖视结构示意图如图1所示，该宽频带的双极化全向吸顶天线 的主视结构示意图如图2所示，该宽频带的双极化全向吸顶天线包括天线罩1、 两个水平极化端口和安装螺杆4，天线罩1内固定设有PVC底板12和耦合反射 板5，耦合反射板5的背面固定在PVC底板12上，PVC底板12与天线罩1配 合固定，其中，耦合反射板5的主要作用是增强天线的方向性，耦合反射板5 为金属反射板，PVC底板12为塑料PVC底板，把金属反射板固定在塑料PVC 底板上，这种设计可以减少金属和金属之间不稳定的接触面，可改善天线的三 阶互调值。
耦合反射板5的正面设有垂直折叠成的耦合铝片6，耦合铝片6在天线阻抗 的匹配方面起到耦合谐振的作用，它可以使天线电流的不平衡变为平衡，形成 宽频带，低驻波的特性，从而达到天线阻抗的共轭匹配，耦合反射板5的立体 结构示意图参见图3。耦合反射板5的正面左右对称设置有两个辐射振子10、 两个金属线卡11和隔离铝片9，辐射振子10的设计采用空气微带技术，辐射振 子10使用压铸铝合金一体化金属结构振子，这样可以避免线路板结构的辐射振 子带来的介质损耗，减少使用介质微带所带来的介质损耗，提高天线的辐射效 率。由于辐射振子10采用一体化设计，且两个极化单元距离较近，可以获得比 较好的水平面方向图不圆度；此外由于多频段共用一个振子体，且馈电平衡的 实现方式简单，使得天线所需的零部件较少，产品尺寸较小，重量较轻。
该宽频带的双极化全向吸顶天线的高度只有37mm，这样能减少整体体积， 在制造成本上具有优势，该宽频带的双极化全向吸顶天线具有尺寸较小、厚度 较薄、重量较轻、外形美观、双端口、宽频带以及辐射性能指标优良等优点。
隔离铝片9固定在两个辐射振子10之间，可增大隔离度，减少两副天线相 互之间的干扰，隔离铝片9的立体结构示意图参见图4所示。
本实施例中，两个水平极化端口的极化方式都是水平极化，每个水平极化 端口均包括接头2和同轴电缆，同轴电缆的一端与接头2焊接，也就是通过焊 接固定，同轴电缆的另一端穿过安装螺杆4与对应的辐射振子10馈电连接，每 个同轴电缆均通过对应的金属线卡11卡在耦合反射板7上固定，这样可以防止 同轴电缆的松脱。
本发明的宽频带的双极化全向吸顶天线产品经样品的多次改进和完善，最 后经仪器的检测验证，其频率范围可达到698MHz～960MHz/1710MHz～ 2700MHz，宽频带达到了比同类产品更完善的覆盖范围和更优良的性能，能增 加工作频段，扩大全向吸顶天线的工作频段范围，提高无线通信***的频谱利 用率，可应用于各类无线通信网络覆盖中，包括LTE***的低频段(698MHz -806MHz)，CDMA频段(806MHz-896MHz)，GSM频段(890MHz-960MHz)， DCS频段(1710MHz-1880MHz)，PCS频段(1850MHz-1990MHz)， TD-SCDMA，WCDMA，CDMA2000频段(1920MHz-2170MHz)，WLAN频 段(2400MHz-2500MHz)，LTE频段(2300MHz-2400MHz，2500MHz -2700MHz)；低频段(698MHz-960MHz)增益达到2～3dBi左右，驻波比1.70以下，高频段(1710MHz-2700MHz)增益达到3～4dBi左右，驻波比1.5以下， 天线的水平面半功率角360°，垂直面半功率角50～60°，且水平面方向图的 不圆度在±1dB之内，可参见图11～图16，图11为本实施例中宽频带的双极化 全向吸顶天线的测试的驻波图，图12为本实施例中宽频带的双极化全向吸顶天 线在698MHz的水平面和垂直面的方向图；图13为本实施例中宽频带的双极化 全向吸顶天线在824MHz的水平面和垂直面的方向图；图14为本实施例中宽频 带的双极化全向吸顶天线在960MHz的水平面和垂直面的方向图；图15为本实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线在1710MHz的水平面和垂直面的方向图； 图15为本实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线在2170MHz的水平面和垂直 面的方向图；图16为本实施例中宽频带的双极化全向吸顶天线在2690MHz的 水平面和垂直面的方向图。该宽频带的双极化全向吸顶天线的极化隔离度小于 -30dB，交叉极化比小于-20dB，隔离和抗干扰效果较好，能满足各种无线通信 ***频段在室内分布网络覆盖的要求。
本实施例中，耦合铝片6呈凸字形状，耦合铝片6与PVC底板12平行。 将辐射振子10设计成不规则形状，在长方体形状的一个边角上切去一小部分， 在此往下把铝片垂直折叠成一个L型的支撑臂，即辐射振子10的辐射面的一个 倒角位置设有垂直折叠成的L型的支撑臂，支撑臂的一端为接地端13，接地端 13与耦合反射板5接地固定导通，支撑臂的另一端支撑辐射面并与辐射面连接。
在辐射振子10最长辐射面的边沿往下把铝片垂直折叠成一个凸字形状，为 辐射振子10馈电连接的地方，即馈电点7，换句话说，每个辐射振子10上的最 长辐射面的边沿均设有垂直折叠成的凸字形状的馈电点7，同轴电缆的内导体与 馈电点7连接并焊接固定，每个辐射振子10上还设有馈电接地处8，同轴电缆 的外导体与馈电接地处8连接并焊接固定。图5为所述实施例中一个辐射振子 的立体结构示意图；图6为本实施例中一个辐射振子的主视结构示意图；图7 为本实施例中一个辐射振子的右视结构示意图；图8为本实施例中另一个辐射 振子的立体结构示意图；图9为本实施例中另一个辐射振子的主视结构示意图；图10为本实施例中另一个辐射振子的右视结构示意图。把辐射振子10设计成 不规则形状，一是为了减小天线的体积，降低天线的高度，二是通过改变辐射 振子10上辐射面和电路传输线的大小、形状以及馈电点7到各处的不同间距， 来获得天线较好的电性能参数。
本实施例中，耦合反射板5的厚度为1.3mm～1.7mm，长度为153mm～ 157mm，宽度为142mm～146mm的铝合金金属板。
总之，由于辐射振子10采用一体化设计，而且两个水平极化端口的极化方 式都是水平极化，极化单元距离较近，可以获得比较好的水平面方向图不圆度， 由于多频段共用一个振子体，且馈电平衡的实现方式简单，使得天线所需的零 部件较少，在制造成本上具有优势，可满足设备运营商低成本和高性能的要求。
本发明的宽频带的双极化全向吸顶天线具有低剖面、尺寸小、厚度薄(天 线高度只有37mm)、外形美观、重量较轻、双端口、宽频带以及辐射性能指标 优良等优点，同时本发明的宽频带的双极化全向吸顶天线双极化覆盖，天线结 构较为简单，安装较为方便，成本较为低廉，制作较为简单，焊接时只需一人 操作，便可一步到位，使得焊接操作的效率高，能大大地提高生产效率，同时 也提升产品的品质，易于产品的规模化生产，可同时用于698MHz～2700MHz 所有频段的通信用途。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种宽频带的双极化全向吸顶天线，其特征在于，包括天线罩、两个水平极化端口和安装螺杆，所述天线罩内固定设有PVC底板和耦合反射板，所述耦合反射板的背面固定在所述PVC底板上，所述PVC底板与所述天线罩配合固定，所述耦合反射板的正面设有垂直折叠成的耦合铝片，所述耦合反射板的正面左右对称设置有两个辐射振子、两个金属线卡和隔离铝片，所述辐射振子使用压铸铝合金一体化金属结构振子，所述隔离铝片固定在两个所述辐射振子之间，每个所述水平极化端口均包括接头和同轴电缆，所述同轴电缆的一端与所述接头焊接，所述同轴电缆的另一端穿过所述安装螺杆与对应的所述辐射振子馈电连接，每个所述同轴电缆均通过对应的所述金属线卡卡在所述耦合反射板上固定。
2.根据权利要求1所述的宽频带的双极化全向吸顶天线，其特征在于，所述耦合铝片呈凸字形状，所述耦合铝片与所述PVC底板平行。
3.根据权利要求2所述的宽频带的双极化全向吸顶天线，其特征在于，所述辐射振子的辐射面呈长方体形状。
4.根据权利要求3所述的宽频带的双极化全向吸顶天线，其特征在于，每个所述辐射振子上的最长辐射面的边沿均设有垂直折叠成的凸字形状的馈电点，所述同轴电缆的内导体与所述馈电点连接并焊接固定，每个所述辐射振子上还设有馈电接地处，所述同轴电缆的外导体与所述馈电接地处连接并焊接固定。
5.根据权利要求3或4所述的宽频带的双极化全向吸顶天线，其特征在于，所述辐射振子的辐射面的一个倒角位置设有垂直折叠成的L型的支撑臂，所述支撑臂的一端为接地端，所述接地端与所述耦合反射板接地固定导通，所述支撑臂的另一端支撑所述辐射面并与所述辐射面连接。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的宽频带的双极化全向吸顶天线，其特征在于，所述耦合反射板的厚度为1.3mm～1.7mm，长度为153mm～157mm，宽度为142mm～146mm的铝合金金属板。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的宽频带的双极化全向吸顶天线，其特征在于，所述PVC底板为塑料PVC底板。
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