CN2561108Y - 宽频带垂直安装全向天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽频带垂直安装的全向天线。该天线包括折合振子1，底板7，同轴插座6及外罩8。其中折合振子采用金属片状馈电片结构，该馈电片1上分别设有折合延伸段3、4和折合支撑片2，该四部件为一次冲压成型。折合支撑片2与反射底板7直接接地，实现振子片的自支撑。两折合延伸段3与4，分别折叠成与馈电片1相垂直的形状，以减少天线高度。通过延伸折合馈电片1的高度和同时缩短折合振子片构成的等效传输线的长度，提高阻抗匹配带宽。实测表明，本实用新型在824MHz～2500MHz频带范围内，驻波比≤1.5，不仅结构简单，阻抗匹配的频带宽，而且容易生产调试，批量生产电性能一致性好，适宜在室内、车顶、飞行器上安装应用。

Description

宽频带垂直安装全向天线

技术领域：

本实用新型涉及通信天线技术，具体的说是一种能够垂直安装的宽频带全向天线。可作为室内分布***和运动载体的移动通信全向天线，也可用于电视传输及GPS定位导航***。

背景技术：

当前，随着移动通信技术的发展，对通信天线的综合因素指标要求越来越高。特别是各种制式的工作频段都在不断的扩展。例如，CAMA和GSM制式的工作频段已由800～960MHz扩展到1710～1990MHz。但是，目前使用的室内分布***和运动载体的移动通信全向天线产品多数为单频段工作天线。为了降低天线的高度和改善频带窄的不足，使其在高度小于0.25λ的情况下，工作频段能在870～960MHz的频带范围内，驻波比VSWR≤1.5，有的采用变形折合单极子天线，即在金属平面反射板上垂直安装的四分之一波长折合振子天线。这种天线相对单极子虽说具有与自由空间的半波折合振子相似的垂直极化特性，有一定展宽工作频带的作用，但远远不能满足宽带和多频应用的要求。为了与50欧姆或75欧姆的传输线阻抗匹配，有一种结构必须采用额外的匹配馈电装置，如图6a所示。另有一种结构是馈电臂使用不同比例的较粗直径导体，如图6b所示。这两种结构的天线不仅存在体积笨重，加工难度大，而且存在频带较窄(一般产品的宽频带驻波比只能作到小于2)，调试困难，在动态情况下可靠性差等缺点。

实用新型的内容：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种频带宽，驻波特性好，体积小，重量轻的垂直安装全向天线，以实现GSM、CDMA、DCS、3G(三代)和2.4GHz扩频通信多频共用一副天线的功能。

实现本实用新型目的的技术关键是设计轻便的折合振子，延伸馈电单元的长度，缩短折合部分等效传输线的长度，以降低天线高度和展宽频带。整个天线包括折合振子、底板、同轴插座及外罩。其中，折合振子采用金属片状馈电片结构，该馈电片上分别设有折合延伸段和折合支撑片；折合支撑片与反射底板直接接地，实现振子片的自支撑，而无需要额外的接地装置。通过延伸折合馈电片的高度，缩短折合振子片构成的等效传输线的长度，提高传输线部分的电纳，有效地改善对辐射部分的电抗补偿作用，使阻抗匹配带宽成倍地增加。

上述全向天线中，馈电片，折合延伸段，折合支撑片四部件为一体成型结构；两折合延伸段分别折叠成与馈电片相垂直的形状；折合支撑片与馈电片之间设有可调间距d，调整折合支撑片与馈电片的宽度比，以及两者之间距离d，可调整天线与不同特性阻抗的射频同轴馈线匹配，而不需要设置专门的匹配过渡段。

本实用新型由于采用片状自支撑折合振子结构，代替现有用圆柱棒作为振子的结构，因而减轻了重量，方便了加工；同时由于采用对馈电片的折合延伸段，不但展宽了天线的工作带宽，实现了多频共用，而且通过把延伸段折叠使结构更加紧凑，降低了天线高度，进一步将体积缩小到φ113×80(高)；此外由于采用将折合支撑片与反射底板直接接地，既实现了振子片的稳固支撑，又减少了额外的接地装置。实测表明，本实用新型具有垂直极化和在水平面内全向辐射的方向性，在824MHz～2500MHz频带范围内，驻波比≤1.5。本天线不仅结构简单，阻抗匹配频带宽，而且容易生产调试，批量生产电性能一致性好。适宜在室内天花板、车顶、飞行器上安装应用。在GSM、CDMA移动通信频段及集群、扩频通信***中都有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型的另两种实施例图

图3是本实用新型的外形图

图4是本实用新型的电压驻波比特性曲线图

图5是本实用新型的远场辐射方向图

图6是现有折合单极子结构图，其中1为折合振子馈电臂，2为折合振子接地臂、5为馈电插头芯、6为馈电插头座、7为接地金属反射板、9为匹配馈电装置。

具体实施方式：

参照图1，1是金属片状折合振子馈电片，2是片状折合振子支撑片，3是馈电片1上部的延伸段，4是馈电片1一侧的延伸段。馈电片1、支撑片2，延伸段3与4，四个部件为一次冲压成型。延伸段3和延伸段4分别折叠成与馈电片1相垂直位置，且延伸段3响应于频带的低端，延伸段4响应于频带的高端，支撑片2直接与底板7接地。通过适当调整馈电片1与支撑片2的宽度比，可直接实现天线与不同特性阻抗(如50欧姆或75欧姆)的射频同轴馈线的良好匹配，无需设置专门的匹配过渡段，简化了结构。馈电插座6一端的同轴线外导体与底板7相连接，同轴线的内导体5与馈电片1相连接。天线外罩8固定在底板7上，馈电插座6可根据不同的安装载体固定在底板7的下部或侧部，如图3所示。图3(a)结构可直接安装于室内的天花板上，图3(b)的底板7上装有两块磁片，可吸附在铁磁性材料为外壳的载体上。

参照图2，本实用新型给出了另两种实施例结构。其中，图2(a)是一种平面结构形式，其延伸段未折叠，且馈电片1，支撑片2与底板7及同轴线的连接关系与图1相同。这种结构适用于频带要求不太宽且天线高度没有严格要求的场合。图2(b)是在馈电片1的上部分别设有两个延伸段3与4，其他部件的连接关系与图1相同，这种结构适用于对天线本体横向尺寸要求更高的场合。

图4给出了本实用新型对图1结构天线实测的电压驻波比曲线。图5和图6分别为该天线水平和垂直面内天线远场辐射方向图。由这三种图可见，在824MHz-2500MHz频带范围内，天线的电压驻波比均在1.5以下，且具有在水平面内为全向，在垂直面内为蝴蝶形的辐射方向图，满足移动通信宽带多频共用和对辐射方向图的要求。

Claims (2)

1.一种宽频带垂直安装全向天线，包括折合振子(1)，底板(7)，同轴插座(6)及外罩(8)，其特征在于折合振子采用金属片状馈电片结构，该馈电片(1)上分别设有折合延伸段(3)、(4)和折合支撑片(2)，折合支撑片(2)与反射底板(7)直接接地，实现振子片的自支撑。

2.根据权利要求1所述的宽频带垂直安装全向天线，其特征在于馈电片(1)，折合延伸段(3)与(4)，折合支撑片(2)四部件为一体成型结构；两折合延伸段(3)与(4)分别折叠成与馈电片(1)相垂直形状；折合支撑片(2)与馈电片(1)之间设有可调间距d。

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