一種高增益寬頻帶全向天線的製作方法

2023-04-28 03:04:46 2

專利名稱：一種高增益寬頻帶全向天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於通信，移動通信領域內所有通信網絡中作為發射和接收無
線電信號的寬頻帶全向天線。
背景技術：
由於無線電通信設備和電子信息設備朝著多功能化，小型化，超寬帶以及與周圍 環境友好協調的方向發展，這使得寬頻帶，小型化成為國內外研究的熱點課題之一。它涉及 到天線的寬帶阻抗匹配技術，天線的加載技術，垂直貼片技術、天線的電抗補償技術，小天 線外形的優化設計等先進技術和工藝。同時解決現有天線的一些缺點(l)目前要求天線 的增益比較高，比如要求有5-6dBi的增益，而已有的天線大多數是偶極子天線和單極子天 線，方向圖上下相等，所以有一部分電波被消耗，因此增益比較低。(2)目前用戶使用的天 線要求小型化，要求移動用天線能很好的安裝在路燈、草坪燈、以及廣告標語牌等場合，因 此天線的小型化成為現代移動通信的重要發展方向。(3)現在的通信對帶寬的要求越來越 高，目前移動通信使用的天線要求既能實現向下兼容，有要求實現共站共址，已解決現有的 資源緊缺現象。目前的天線不能滿足現在的通信需求，特別是雙頻寬頻帶高增益天線達不 到要求。(4)目前的小區覆蓋和美化天線，大多採用單極子天線和偶極子天線，頻帶的控制 比較困難，同時為了充分利用現有的資源，適應不同環境的需求，要求天線的設計靈活，能 滿足不同場合的需求。因此把多個頻段的天線集成為一種天線結構，設計超寬帶天線是當 今技術發展的一種趨勢，也是實現設備小型化的主要動力。以往的天線產品是針對不同的 工作頻段進行設計的，一般尺寸和體積都比較大，各不同的通信系統獨立設計，能否兼容或 兼容的程度取決於天線系統的帶寬及成本。而且開發的產品都是定向天線產品，雖然也有 為數不多的寬頻帶全向天線產品，但是結構複雜，設計繁瑣，通用性差，加工成本高，且性能 存在一定的缺陷，不宜推廣，這個移動通信小區覆蓋造成了一定的難度，因此開發多頻段， 小型化，結構簡單，設計靈活，成本低廉的寬頻帶全向天線是當今研究的重中之重。

發明內容
1、所要解決的技術問題 針對以上不足本發明提供了有較高的輻射效率和高的增益、結構簡單的一種高增
益寬頻帶全向天線。 2、技術方案 —種高增益寬頻帶全向天線包括接地板、主輻射單元和饋電結構、加載輻射單元； 主輻射單元由垂直貼片單元與正交輻射單元垂直正交而成；其上設有加載輻射單元，加載 輻射單元由加載圓形貼片構成；主饋線和假接頭連接在一起，構成天線的饋電結構；主饋 線穿過固定底座和接地板給主輻射單元饋電；主輻射單元與饋電假接頭連接在一起；主饋 線的內導體與假接頭焊接在一起，主饋線的外導體與假接頭外導體連接在一起，加載圓形 貼片直接焊接在主輻射單元的頂部；假接頭外導體和假接頭內導體之間採用聚四氟乙烯作為介質；整個天線結構有固定裝置和假接頭的外導體及直流短路接地線牢牢固定；直流短 路接地線在加載圓形單元居中心2/3處。 本天線採用直流短路接地技術，即採用四根短路線直接與接地面連接，直流短路 接地線與接地面的夾角在15° 90°之間變化。
3、有益效果 (1)本發明使用垂直貼片新技術，設計了一款高增益寬頻帶全向天線，本發明的帶 寬超過130%，並且有較高的輻射效率和高的增益。(2)本發明提供一款全向天線，可安裝 在塑料桶內和任何形狀的天線罩內，方向圖比較理想，能覆蓋整個空間，電流分布均勻，實 現無盲區覆蓋，大大提高了通信質量，改善了通信環境。(3)本發明採用直流接地技術，有效 的增加電流的長度，不僅展寬天線的阻抗帶寬，同時還能有效的支持設計的垂直貼片。(4) 本發明提出的天線結構簡單、設計靈活，可以根據不同的天線罩，優化相應的天線尺寸，便 於實際生產和推廣。(5)本發明採用新型的假接頭與同軸饋電配合的饋電結構，不僅能很好 的展寬工作頻帶，而且材料簡便，生產容易，成本低，便於批量生產。


圖1為本發明的結構示意圖； 圖2為測試的H面輻射方向圖；
圖3為測試的E面輻射方向圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細地說明。
如圖1至圖3，其中1為垂直貼片單元、2為加載圓形貼片、3為接地線、4為假接頭 外導體、5為接地板、6為固定底座、7為固定裝置、8為主饋線、9為聚四氟乙烯、10為假接 頭、11為正交輻射單元、12為假接頭內導體。 —種高增益寬頻帶全向天線包括接地板、主輻射單元、加載輻射單元和饋電結構。
天線的主輻射單元部分採用垂直貼片組成正交結構(即垂直貼片單元1與正交輻 射單元11垂直正交)；其上設有加載輻射單元(即加載圓形貼片2)。
主饋線8和假接頭10連接在一起，構成天線的饋電結構。 主饋線8穿過固定底座6和接地板5給主輻射單元饋電；主輻射單元與饋電假接 頭10連接在一起；主饋線8的內導體12與假接頭10焊接在一起，主饋線8的外導體與假 接頭外導體4連接在一起，加載圓形貼片2直接焊接在主輻射單元的頂部；假接頭外導體4 和假接頭內導體12之間採用聚四氟乙烯9作為介質。整個天線結構有固定裝置7和假接 頭的外導體4及直流短路接地線3牢牢固定。 天線的主輻射單元採用正交垂直貼片技術，同時採用直流短路接地技術(即採用 四根短路線直接與接地面連接)，直流短路接地線3在加載圓形單元2居中心2/3處，並與 接地面的夾角在15。 90°之間變化。
此結構的優點 a.採用垂直貼片技術，有效節省天線的佔用的空間，同時能有較高的輻射增益，在 工作頻帶內有很好的輻射一致性和增益的一致性。
b.天線採用正交寄生單元的結構，能夠很好的改善方位面的輻射方向圖，提高天 線的不圓度，滿足天線的全向特性需求。 c.本發明採用假接頭和同軸電纜饋電相結合的技術，有效的展寬天線的阻抗帶 寬，同時起到很好的固定作用，能夠很好的固定饋電裝置。 d.本發明採用直流短路技術，採用四根短路線直接與接地面連接，能很好的擴展 阻抗帶寬，並且分布均勻，對輻射方向圖影響較小。 e.本發明的結構在頻率較高是正交寄生單元的末端被激勵，產生類似喇叭天線的 輻射，因此帶寬很寬，能覆蓋GSM、 CDMA2000 、 DCS、 PCS、 PHS、 UMTS、 WCDMA、 TD-CDMA、 WLAN、 UWB 的低端等，涵蓋700MHz 3300MHz的通信需求。
權利要求
一種高增益寬頻帶全向天線，包括接地板、主輻射單元和饋電結構，其特徵在於還包括加載輻射單元；主輻射單元由垂直貼片單元(1)與正交輻射單元(11)垂直正交而成；其上設有加載輻射單元，加載輻射單元由加載圓形貼片(2)構成；主饋線(8)和假接頭(10)連接在一起，構成天線的饋電結構；主饋線(8)穿過固定底座(6)和接地板(5)給主輻射單元饋電；主輻射單元與饋電假接頭(10)連接在一起；主饋線(8)的內導體(12)與假接頭(10)焊接在一起，主饋線(8)的外導體與假接頭外導體(4)連接在一起，加載圓形貼片(2)直接焊接在主輻射單元的頂部；假接頭外導體(4)和假接頭內導體(12)之間採用聚四氟乙烯(9)作為介質；整個天線結構有固定裝置(7)和假接頭的外導體(4)及直流短路接地線(3)牢牢固定；直流短路接地線(3)在加載圓形單元(2)居中心2/3處。
2. 根據權利要求1所述的一種高增益寬頻帶全向天線，其特徵在於本天線採用直流 短路接地技術，即採用四根短路線直接與接地面連接，直流短路接地線(3)與接地面的夾 角在15° 90°之間變化。
全文摘要
本發明提供的是一種高增益寬頻帶全向天線。天線兩個正交的輻射單元、加載輻射單元、直流通路、接地板和饋電結構組成。天線的輻射單元部分採用垂直貼片組成正交結構，其上的加載輻射單元有效的提高方位面的輻射方向圖，直流短路探針和加載饋電技術，不但展寬天線的帶寬，而且減小天線的尺寸。其本發明有較高的輻射效率和高的增益；提高了通信質量，改善了通信環境；增加天線的工作帶寬；改善天線的阻抗帶寬；成本低，便於批量生產。
文檔編號H01Q13/08GK101699657SQ20091021303
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月5日 優先權日2009年11月5日
發明者劉乘源, 吳成雲, 姜興文, 徐燕, 李渠塘, 李迎松, 王積祥, 邢紅兵 申請人:江蘇安特耐科技有限公司