CN112768885B - 室内分布天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种室内分布天线，其特征在于，包括：水平极化辐射单元，其由位于介质板的顶面和底面的两个部分构成，所述底面部分包括圆形贴片、四对Г字型贴片、四个T字型贴片、四个寄生贴片，所述顶面部分设有一个一分四的功分器，垂直极化辐射单元，其包括八个E字型贴片、一个圆形镂空贴片以及四个连接所述圆形镂空贴片和所述水平极化辐射单元的金属片。该室内分布天线同时具备低交叉极化水平，高端口隔离度，低不圆度、高增益、低剖面特性。

Description

室内分布天线
技术领域
本发明涉及适用于无线宽带通信***的天线技术领域，具体涉及一种室内分布天线。
背景技术
随着5G元年的到来，标志着5G即将商用，通信***的频率不断向高频演进。频段1.71GHz-2.69GHz和3.3GHz-3.6GHz已经作为2G/3G/LTE/5G分配给通信***。在室内上网需要室分***来给信源和信宿来进行信号传输，由于5G的未能完全普及，仍需将3G/LTE频段的信号保留，所以研究一款同时能够运用在3G/LTE/5G的室内分布天线是很有必要的。室内分布天线需要在XOY面具有较好不圆度的辐射机制，使得每一个信宿都能够接收到良好的信号，所以对研究较好不圆度的天线是很有必要的。
室内分布天线一般由垂直极化辐射单元和水平极化辐射单元两个全向辐射单元组成。垂直极化辐射单元使用椎体的结构较易实现，而水平极化辐射单元仍需要包括2G/3G/LTE/5G频段这样的宽频带的71.7％(1.7GHz-3.6GHz)带宽是一个难点，同时既要在实现天线宽带宽的基础上还要保持在整个频段内实现所有频点的不圆度≤-3dB，不圆度是衡量一个全向天线在XOY面辐射是否具有接近于圆的特性，不圆度越低证明天线在各个方向均具有良好的辐射，所以实现宽频的低的不圆度更是设计的一个难点。
在设计天线时，采用双极化的方式能提高天线的信道容量，能够更大限度的使用频谱资源，但使用双极化时同时伴随着新的难点、即隔离度。隔离度是衡量两个天线之间互耦的一个指标，隔离度越低证明天线两个极化之间的耦合越低，在设计时，希望其互耦越低越好，所以使隔离度≤-28dB是工业设计的要求，所以降低天线两个端口的隔离度也是设计的难点。
发明内容
本发明的目的在于，实现一款能同时覆盖1.71-2.69GHz和3.3-3.6GHz频段的应用于2G/3G/LTE/5G的室内分布天线。该天线同时具备低交叉极化水平，高端口隔离度，低不圆度、高增益、低剖面特性。
为了达到所述目的，本发明的室内分布天线包括：水平极化辐射单元，其由位于介质板的顶面和底面的两个部分构成，所述底面部分包括圆形贴片、四对Г字型贴片、四个T字型贴片、四个寄生贴片，所述顶面部分设有一个一分四的功分器；垂直极化辐射单元，其包括八个E字型贴片、一个圆形镂空贴片以及四个连接所述圆形镂空贴片和所述水平极化辐射单元的金属片。
另外，在所述水平极化辐射单元中，所述圆形贴片位于所述底面的中心部位，所述四对Г字型贴片以放射状均匀分布在所述介质板的底面，且每对两个所述Г字型贴片反相放置，所述四个T字型贴片以放射状均匀分布在所述介质板的底面，且每个T字型贴片以等间隔配置在两对相邻的Г字型贴片之间所述四个寄生贴片均匀分布在所述介质板的底面，且分别设置在所述四对Г字型贴片的径向外侧，所述功分器通过耦合方式向所述水平极化辐射单元传输能量。
另外，在所述垂直极化辐射单元中，所述八个E字型贴片以所述介质板的顶面的圆心为起点呈放射状均匀分布，且与所述顶面呈相同夹角，所述圆形镂空贴片通过在圆形结构上挖六个尺寸一致的扇形结构而成。
另外，所述垂直极化辐射单元的所述金属片贯穿所述介质板而连接到所述水平极化辐射单元的所述圆形贴片，从而使所述水平极化辐射单元和所述垂直极化辐射单元共用所述圆形贴片作为接地面。
通常设计的垂直极化辐射单元使用一个辐射椎体来实现，可以实现较宽的带宽，本发明使用将传统单锥垂直极化天线纵切为8个金属片，保留全向辐射性质，并减少了和水平极化天线的互耦，该结构也能实现较宽的频带带宽，且使用8个E字型片状的金属片也实现了较好的不圆度。
通常设计的水平极化辐射单元在介质板的上下表面分别放置功分器的馈电网络和辐射贴片构成环形电流实现全向的辐射机制，本发明使用在顶面放置一个一分四的功分器，在底面放置辐射贴片，即由一个半径为R的圆形贴片、四对分别放置在0°、90°、180°、270°位置且每对两片反相放置的Г字型贴片、四个分别放置在45°、135°、225°、315°位置的T字型贴片和四个在介质板边缘0°、90°、180°、270°位置放置的工字型结构的寄生贴片，通过这种结构实现了宽频的带宽，且实现了较好的不圆度。
本发明使用的垂直极化辐射单元由八片形状一致的、与XOY面有相同夹角的E字型结构的贴片构成，在其上方的圆盘形结构上挖六个尺寸一致的扇形结构，同时通过四片金属片连接到介质板底面的水平极化辐射单元的辐射贴片，使其作为垂直极化辐射单元的接地面，同时，当水平极化辐射单元工作时圆形贴片作为水平极化辐射单元的接地面，这样能够最大限度的使用天线的各个部分，同时扩大了接地面也提高了天线的隔离度。
在水平极化辐射单元中使用工字型贴片作为天线的寄生贴片，能够改善天线的不圆度以及匹配度，同时也能够使天线的带宽进一步扩大。
通过引入四片金属片作为连接垂直极化辐射单元和水平极化辐射单元两个部分，提高了天线垂直极化辐射单元的辐射特性，实现了更好的不圆度。
通过金属片延长水平极化辐射单元的接地面，用于垂直极化辐射单元顶部的圆形镂空贴片的接地，与传统的垂直极化圆形接地面相比，占用空间小，且不需要和水平极化接地面分离，使得天线整体集成度更高，高度得以降低。
附图说明
图1是本发明涉及的室内分布天线的整体结构透视图。
图2是本发明涉及的室内分布天线的水平极化辐射单元的两面示意图。
图3是本发明涉及的室内分布天线的垂直极化辐射单元的结构示意图。
图4是本发明涉及的室内分布天线的仿真的S参数曲线图。
图5是本发明涉及的室内分布天线的增益图。
图6是本发明涉及的室内分布天线的不圆度示意图。
图7是本发明涉及的室内分布天线的两个极化的方向图。
附图标记：
1：垂直极化辐射单元 2：水平极化辐射单元
3：介质板 11：E字型贴片
12：圆形镂空贴片 13：金属片
21：圆形贴片 22：Г字型贴片
23：T字型贴片 24：寄生贴片
25：功分器
具体实施方式
参照附图，详细说明这些实施例，以便本领域技术人员能够充分实施本发明。应当理解，虽然本发明的多个实施例彼此不同，但是不相互排斥。例如，在此记载的特定形状、结构及特性与一实施例相关，在不脱离本发明的精神及范围下，能够实现为其他实施例。并且，在不脱离本发明的精神及范围下，可对实施例中的个别构成要素的位置或配置进行变更。
以下，关于本发明的优选实施例，将参照附图进行详细说明，以便本领域技术人员能够容易地实施本发明。
图1显示本发明涉及的室内分布天线的整体结构。所述室内分布天线包括共轴设置的垂直极化辐射单元1和水平极化辐射单元2，其中，水平极化辐射单元2由位于FR4(环氧玻璃布层压板)介质板3的PCB的正反两面的顶面部分和底面部分构成，其具体结构如图2所示。
图2的(a)为水平极化单元2的底面部分，(b)为水平极化单元2的顶面部分，底面部分的辐射贴片包括：一个半径为R的圆形贴片21；四对Г字型贴片22，以X轴为基准，沿着顺时针方向均匀分布在0°、90°、180°、270°位置，每对两个Г字型贴片22反相放置；四个T字型贴片23，以X轴为基准，沿着顺时针方向均匀分布在45°、135°、225°、315°位置；以及四个寄生贴片24，以X轴为基准，沿着顺时针方向在介质板3边缘以0°、90°、180°、270°位置均匀分布，呈工字型结构。这些贴片21、22、23、24构成了水平极化辐射单元2的辐射臂。此外，在介质板3的顶面部分使用一个一分四的功分器25通过耦合的方式给水平极化辐射单元2的辐射臂传输能量，这样使得辐射臂的电流形成一个环，实现了全向的辐射方向图。
图3为本发明涉及的垂直极化辐射单元1的详细结构图，图3的(a)为第一部分，(b)表示第二部分，该第一部分由八个形状一致的、与XOY面有相同夹角的E字型贴片11构成，使用E字型贴片11能够使阻抗匹配更好。垂直极化辐射单元1的第二部分使用水平极化辐射单元2的辐射贴片作为接地面，通过四个金属片13连接到圆形镂空贴片12上，所述圆形镂空贴片12通过在圆形结构上挖六个尺寸一致的扇形结构而成，改善了垂直极化辐射单元1的辐射方向图。
图4为本发明的室内分布天线的仿真的S参数(散射参数)曲线图，其中阻抗带宽(S11≤-10dB、S22≤-10dB)为76.4％(1.7GHz-3.8GHz)，S11表示水平极化，S22表示垂直极化，S21表示隔离度。图中可看出，隔离度S21小于-28.3dB，具有高的隔离度。
图5为本发明涉及的室内分布天线的增益图，图中可看出，水平极化辐射单元2的增益在有效频带内变化范围为2.5dBi-4.5dBi，垂直极化辐射单元1的增益在有效频带内变化范围为2.2dBi-4.8dBi，两个极化的增益的变化量在有效频带内均小于3dB，满足工业设计的要求。
图6为本发明涉及的室内分布天线的不圆度示意图，图6的(a)表示水平极化的不圆度，(b)表示垂直极化的不圆度。不圆度为在XOY面辐射方向图上天线增益的波动，通过图形可知，在两个极化的不圆度均大于-3dBi，满足工业设计要求。
图7为本发明涉及的室内分布天线的两个极化的方向图，通过该图可知其XOY面具有较好的全向的特性，其交叉极化小于-19dB。
如上所述，本发明虽然列举了优选的实施例，但并非限定于所述实施例，在不脱离本发明的精神及范围内，本领域技术人员可进行各种变形和变更，这种变形例及变更例落在本发明及其所附的权利要求范围内。

Claims (2)

1.一种室内分布天线，其特征在于，包括：
水平极化辐射单元，其由位于介质板的顶面和底面的两个部分构成，所述底面部分包括圆形贴片、四对Г字型贴片、四个T字型贴片、四个寄生贴片，所述顶面部分设有一个一分四的功分器；
垂直极化辐射单元，其包括八个E字型贴片、一个圆形镂空贴片以及四个连接所述圆形镂空贴片和所述水平极化辐射单元的金属片，
在所述水平极化辐射单元中，所述圆形贴片位于所述底面的中心部位，所述四对Г字型贴片以放射状均匀分布在所述底面的圆形贴片周边，且每对两个所述Г字型贴片反向放置，所述四个T字型贴片以放射状均匀分布在所述底面的圆形贴片周边，且每个T字型贴片以等间隔配置在两对相邻的Г字型贴片之间，所述四个寄生贴片均匀分布在所述底面，且分别设置在所述四对Г字型贴片的径向外侧，
在所述垂直极化辐射单元中，所述八个E字型贴片以所述介质板的顶面的圆心为起点呈放射状均匀分布，且与所述顶面呈相同夹角，共同形成一锥形结构，所述圆形镂空贴片设置于所述八个E字型贴片上方，
所述垂直极化辐射单元的金属片贯穿所述介质板而连接到所述水平极化辐射单元的所述圆形贴片，从而使所述水平极化辐射单元和所述垂直极化辐射单元共用所述圆形贴片作为接地面。
2.如权利要求1所述的室内分布天线，其特征在于，
所述功分器通过耦合方式向所述水平极化辐射单元传输能量。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113300114B (zh) * 2021-05-21 2022-07-19 山西大学 一种具有增大水平面增益的全向垂直极化天线
CN114336033B (zh) * 2022-01-24 2023-07-04 南通大学 一种超宽带叶片状垂直极化全向天线
CN116914427B (zh) * 2023-08-07 2024-03-15 中天通信技术有限公司 一种应用于室分***的超宽带低剖面垂直极化全向天线

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102447163A (zh) * 2010-10-08 2012-05-09 ***通信集团设计院有限公司 一种宽频带双极化全向天线及馈电方法
CN102709673A (zh) * 2012-04-05 2012-10-03 京信通信***（中国）有限公司 宽频带双极化全向吸顶天线
CN103811861A (zh) * 2014-01-21 2014-05-21 盛宇百祺（南京）通信技术有限公司 水平极化全向天线
CN104300209A (zh) * 2014-09-05 2015-01-21 江苏省东方世纪网络信息有限公司 垂直极化吸顶全向天线
CN205882158U (zh) * 2016-06-22 2017-01-11 深圳南方飞讯科技有限公司 高隔离度双极化全向天线
CN106602230A (zh) * 2016-11-14 2017-04-26 广东通宇通讯股份有限公司 小型化增强型双极化全向吸顶天线
CN109301488A (zh) * 2018-09-06 2019-02-01 深圳大学 一种应用于室内分布***的全向双宽频双极化天线
CN109411903A (zh) * 2017-08-18 2019-03-01 ***通信集团设计院有限公司 室内mimo通信***的高性能宽带双极化全向天线
CN112086738A (zh) * 2019-06-14 2020-12-15 ***通信集团设计院有限公司 一种全向室分mimo天线

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10320094B2 (en) * 2015-12-31 2019-06-11 Lhc2 Inc Multi-band dual polarization omni-directional antenna

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102447163A (zh) * 2010-10-08 2012-05-09 ***通信集团设计院有限公司 一种宽频带双极化全向天线及馈电方法
CN102709673A (zh) * 2012-04-05 2012-10-03 京信通信***（中国）有限公司 宽频带双极化全向吸顶天线
CN103811861A (zh) * 2014-01-21 2014-05-21 盛宇百祺（南京）通信技术有限公司 水平极化全向天线
CN104300209A (zh) * 2014-09-05 2015-01-21 江苏省东方世纪网络信息有限公司 垂直极化吸顶全向天线
CN205882158U (zh) * 2016-06-22 2017-01-11 深圳南方飞讯科技有限公司 高隔离度双极化全向天线
CN106602230A (zh) * 2016-11-14 2017-04-26 广东通宇通讯股份有限公司 小型化增强型双极化全向吸顶天线
CN109411903A (zh) * 2017-08-18 2019-03-01 ***通信集团设计院有限公司 室内mimo通信***的高性能宽带双极化全向天线
CN109301488A (zh) * 2018-09-06 2019-02-01 深圳大学 一种应用于室内分布***的全向双宽频双极化天线
CN112086738A (zh) * 2019-06-14 2020-12-15 ***通信集团设计院有限公司 一种全向室分mimo天线

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