一種超寬頻帶全向吸頂天線的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種天線，特別涉及一種超寬頻帶全向吸頂天線。
【背景技術】
[0002] 室內分布系統(tǒng)是解決室內覆蓋，吸收話務和數(shù)據(jù)量，提高用戶滿意度的直接有效 方式。隨著4G的兩種主流模式TDD-LTE和FDD-LTE步入商用，用戶對室內分布天線的要求 也向全頻段和雙極化轉變。全頻段天線是為了滿足運營商多網(wǎng)公用的要求，雙極化是為了 在TDD系統(tǒng)中有效提高空間復用增益，提升數(shù)據(jù)吞吐量和接收信噪比。隨著國內外運營商 4G網(wǎng)絡建設的深入，這兩種類型的室內分布天線必將得到大量的應用。
[0003] 覆蓋2G/3G/4G/4G-LTE頻段的室內分布天線如果全頻段工作，需要寬帶/超寬帶 設計。根據(jù)移動通信室內分布系統(tǒng)天線設備規(guī)范指標，天線產(chǎn)品必須提供必要的增益、寬波 束、良好的極化隔離、較低的輸入駐波比和極低的互調等。其中有些參數(shù)之間相互制約，比 如高增益和寬波束，追求各指標的極限，就有必要采用多目標優(yōu)化設計技術來優(yōu)化天線結 構。
[0004] 同時，由于室內分布天線處于整個移動通信網(wǎng)絡覆蓋的最末端，采購數(shù)量會遠遠 大于基站天線，因此在產(chǎn)品設計上要實現(xiàn)標準化、系列化、小型化，減少原材料的耗用，將會 成為室內分布天線的關鍵研究課題。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、制造成本低且電氣性能好的 超寬頻帶全向吸頂天線。
[0006] 為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為：一種超寬頻帶全向吸頂天線，包 括福射單元、接地單元、天線探針和饋線，福射單元通過絕緣結構支承在接地單元上，天線 探針的一端與輻射單元端部連接，天線探針的另一端與饋線連接；其創(chuàng)新點在于：所述輻 射單元采用三維空間的單錐螺旋結構，且該單錐螺旋結構采用漸變式單錐螺旋金屬片；具 體為：該單錐螺旋金屬片沿天線探針的軸向呈圓錐形螺旋狀延伸，單錐螺旋金屬片的直徑 自端部向尾部逐漸增大，且單錐螺旋金屬片的片寬自端部向尾部逐漸減小。
[0007] 優(yōu)選的，所述單錐螺旋金屬片結構中，單錐螺旋金屬片的內、外側螺旋輪廓線分別 通過圍繞兩個同軸但不同錐度的內、外側圓錐體形成；所述內側圓錐體的側面與其軸線的 夾角Θ為25-27°。
[0008] 優(yōu)選的，所述單錐螺旋金屬片的螺距為P，p=38-40mm ;單錐螺旋金屬片的圈數(shù)為 N，N=16/9〇
[0009] 優(yōu)選的，所述單錐螺旋金屬片的端部片寬為W。，W^Hmm ;單錐螺旋金屬片的尾部 片寬為Wp WfS. 2mm ;所述單錐螺旋金屬片的端部距其軸線的最短距離為r。，1"。=4. 9mm。
[0010] 優(yōu)選的，所述單錐螺旋金屬片的端部距接地單元的高度為h，h=4. 6mm。
[0011] 本實用新型的優(yōu)點在于：
[0012] 與通常的螺旋結構不同，這里的單錐螺旋結構采用寬度漸變螺旋臂，并需要適當 地控制螺旋臂的空中姿態(tài)，以打破通常意義上的螺旋天線輻射模式限制，實現(xiàn)超寬帶寬波 束輻射。這個結構中，單錐螺旋金屬片與接地單元間形成垂直極化，而螺旋片在水平面內形 成圓極化，提供必要的水平極化。
[0013] 利用寬度漸變錐形螺旋單極天線，工作在3G/4G/4G-LTE頻段，工作頻率涵蓋 880MHz - 2690MHz，可同時實現(xiàn)垂直極化及水平面的圓極化，既滿足了移動通信室內分布系 統(tǒng)升級的迫切需要，也可兼顧移動通信未來演進發(fā)展（5G)的需求。且結構簡單、加工方便， 制造成本低。
【附圖說明】
[0014] 圖1為傳統(tǒng)寬頻全向吸頂天線結構示意圖。
[0015] 圖2為本實用新型超寬頻帶全向吸頂天線結構示意圖。
[0016] 圖3為本實用新型超寬頻帶全向吸頂天線的單錐螺旋金屬片結構示意圖。
[0017] 圖4為本實用新型中垂直極化駐波比曲線圖。
[0018] 圖5為本實用新型中水平極化駐波比曲線圖。
[0019] 圖6為本實用新型中天線的水平面方向圖圓度。
[0020] 圖7為本實用新型中天線垂直面輻射方向圖。
[0021] 圖8為本實用新型中天線交叉極化比。
[0022] 圖9為本實用新型中天線隔離度視圖。
【具體實施方式】
[0023] 圖1示出了傳統(tǒng)寬頻全向吸頂天線的結構，其采用雙錐結構，包括單錐輻 射單元1、天線探針2、接地板3和饋線4,現(xiàn)有的室內分布寬頻天線的頻率范圍是 800~960/1710~2500MHz，在上述兩個頻度范圍內駐波< 1. 4,而在960~1710頻段范圍 內駐波嚴重超標，甚至大于2,因此上述結構的天線只能工作在低頻800~960MHz，高頻 1710~2500MHz范圍內，而其更寬頻段范圍內無法滿足系統(tǒng)對天線的要求。
[0024] 本實用新型中超寬頻帶全向吸頂天線結構，如圖2所示，其主要包括輻射單元1、 接地單元、天線探針2和饋線，福射單元1通過絕緣結構支承在接地單元3上，天線探針2 的一端與福射單元1底部連接，天線探針的另一端與饋線連接。
[0025] 本實用新型中，如圖2所示，輻射單元采用三維空間式單錐螺旋金屬片結構，該單 錐螺旋金屬片沿天線探針的軸向呈螺旋狀延伸，單錐螺旋金屬片延伸形成的螺旋線直徑自 接地單元側向外逐漸增大，且單錐螺旋金屬片橫截面寬度自接地單元側向外逐漸減小。
[0026] 本實用新型中單錐螺旋金屬片結構中，單錐螺旋金屬片的內、外側螺旋輪廓線分 別通過圍繞兩個同軸但不同錐度的內、外側圓錐體形成；所述內側圓錐體的側面與其軸線 的夾角Θ為25-27°。單錐螺旋金屬片的螺距為P，P=38-40mm;單錐螺旋金屬片的圈數(shù)為 N，N=16/9。單錐螺旋金屬片的端部片寬為W。，單錐螺旋金屬片的尾部片寬為I， 1=5. 2mm ;單錐螺旋金屬片的端部距其軸線的最短距離為9mm。單錐螺旋金屬片的 端部距接地單元的高度為h，h=4. 6mm。
[0027] 圖4、5示出了本實用新型天線的電壓駐波比曲線圖；該圖可以看出該天線在整個 頻帶內垂直極化和水平極化駐波比均小于1.5。
[0028] 表1示出了本實用新型天線的增益測試數(shù)據(jù)；
[0030] 該圖結論：天線在工作頻帶內增益符合設計要求。
[0031] 圖6為本實用新型中天線的水平面方向圖圓度。該圖結論：天線在工作頻帶內方 向圖圓度滿足< ±2的要求。
[0032] 圖7為本實用新型中天線垂直面輻射方向圖，該圖結論：天線垂直面波瓣寬度滿 足40±10 (V)要求。
[0033] 圖8為本實用新型中天線交叉極化比，該圖結論：天線交叉極化比滿足多10的要 求。
[0034] 圖9為本實用新型中天線隔離度視圖，該圖結論：天線隔離度滿足彡25的要求。
[0035] 表二為本實用新型室內分布天線的電氣性能和機械指標
[0036]
[0037] 綜上所述：本實用新型中的超寬頻全向吸頂天線各項主要電氣參數(shù)均符合國家電 氣指標要求。
【主權項】
1. 一種超寬頻帶全向吸頂天線，包括福射單元、接地單元、天線探針和饋線，福射單元 通過絕緣結構支承在接地單元上，天線探針的一端與輻射單元端部連接，天線探針的另一 端與饋線連接；其特征在于： 所述輻射單元采用三維空間的單錐螺旋結構，且該單錐螺旋結構采用漸變式單錐螺旋 金屬片；具體為：該單錐螺旋金屬片沿天線探針的軸向呈圓錐形螺旋狀延伸，單錐螺旋金 屬片的直徑自端部向尾部逐漸增大，且單錐螺旋金屬片的片寬自端部向尾部逐漸減小。2. 根據(jù)權利要求1所述的超寬頻帶全向吸頂天線，其特征在于：所述單錐螺旋金屬片 結構中，單錐螺旋金屬片的內、外側螺旋輪廓線分別通過圍繞兩個同軸但不同錐度的內、外 側圓錐體形成；所述內側圓錐體的側面與其軸線的夾角Θ為25-27°。3. 根據(jù)權利要求2所述的超寬頻帶全向吸頂天線，其特征在于：所述單錐螺旋金屬片 的螺距為P，P=38-40mm;單錐螺旋金屬片的圈數(shù)為N，N=16/9。4. 根據(jù)權利要求2所述的超寬頻帶全向吸頂天線，其特征在于：所述單錐螺旋金屬片 的端部片寬為W。，W^Hmm;單錐螺旋金屬片的尾部片寬為I，Wi=5. 2mm;所述單錐螺旋金屬 片的端部距其軸線的最短距離為r。，r<]=4. 9mm。5. 根據(jù)權利要求1所述的超寬頻帶全向吸頂天線，其特征在于：所述單錐螺旋金屬片 的端部距接地單元的高度為h，h=4. 6mm。
【專利摘要】本實用新型涉及一種超寬頻帶全向吸頂天線，包括輻射單元、接地單元、天線探針和饋線，其特征在于：所述輻射單元采用三維空間的單錐螺旋結構，且該單錐螺旋結構采用漸變式單錐螺旋金屬片；具體為：該單錐螺旋金屬片沿天線探針的軸向呈圓錐形螺旋狀延伸，單錐螺旋金屬片的直徑自端部向尾部逐漸增大，且單錐螺旋金屬片的片寬自端部向尾部逐漸減小。與通常的螺旋結構不同，這里的單錐螺旋結構采用寬度漸變螺旋臂，并需要適當?shù)乜刂坡菪鄣目罩凶藨B(tài)，以打破通常意義上的螺旋天線輻射模式限制，實現(xiàn)超寬帶寬波束輻射。這個結構中，單錐螺旋金屬片與接地單元間形成垂直極化，而螺旋片在水平面內形成圓極化，提供必要的水平極化。
【IPC分類】H01Q1/36
【公開號】CN205069854
【申請?zhí)枴緾N201520222205
【發(fā)明人】王剛, 梅京娜, 吳旭東, 王健, 陶琨
【申請人】江蘇華燦電訊股份有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年4月14日