一種小尺寸天線單元的製作方法
2023-05-18 18:04:36 1
專利名稱：一種小尺寸天線單元的製作方法
專利說明 本實用新型涉及一種小尺寸天線單元，尤指用於移動通信室內覆蓋系統的小尺寸室內壁掛天線。在今日的資訊時代，通信的發展縮短了人與人之間的距離。移動通信的發展更是一日千裡，業務量和用戶數連年出現爆炸式的增長。就中國移動通信目前的現狀來說，其兩個最大運營商——中國移動和中國聯通根據業務發展的要求，不斷地在擴容和增加覆蓋的範圍。其措施是一方面增加已有基站的容量和在室外增加基站和直放站的數目，另一方面，加大服務區內「補盲」的力度。服務區內存在許多「盲區」，諸如賓館、寫字樓、地下商場、停車場、隧道、地鐵、車站、碼頭、機場等等，比比皆是。由於系統容量的不斷擴展，在城市中心密集區採用微蜂窩和微微蜂窩技術，使得室內「盲區」的數量大量增加。運營商為改善室內「盲區」的服務質量，通常採用室內覆蓋通信系統的形式，投入少，見效快。
「室內天線」是移動通信室內覆蓋系統的關鍵部件，具有廣闊的應用前景。壁掛天線就是其中的一種。
常規的壁掛天線採用傳統的半波振子來實現，如果採用半波振子來實現，半波振子的長度一般為天線工作頻率波長的二分之一，半波振子與金屬反射器的距離一般設計為天線工作波長的四分之一，這在類似806MHz到960MHz的情況下，天線的高度約為80mm，長度約為160mm，這樣一來，天線的高度尺寸就顯得很大，在外觀上運營商很難接受。為了改進現有技術的缺點，本實用新型的一個目的是提供一種用於移動通信室內覆蓋系統的小尺寸天線單元，可用於CDMA800MHz、GSM900MHz等頻段的通信用途。
本實用新型的另一個目的是提供一種用於移動通信室內覆蓋系統的小尺寸壁掛式天線單元，其尺寸小巧，外形美觀，且駐波比和方向圖等指標性能優良，便宜和安裝使用方便。
為了達到上述目的，本實用新型是這樣實現的提供一種用於移動通信的小尺寸天線單元，可工作於806-960MHz(覆蓋CDMA800MHz、GSM900MHz等頻段)，其特徵在於由如下各部分組成一個輻射單元部分，一個饋電轉換器部分，一個金屬反射器。
所述的輻射單元由一矩形金屬片折彎成相互垂直的兩個矩形平面，呈倒「L」狀，倒「L」狀的上平面平行於所述的金屬反射器布置，倒「L」狀的直立平面的下邊緣與所述的金屬反射器短路連接；所述的饋電轉換器採用金屬柱加工而成，所述的饋電轉換器一端短路連接到所述的輻射單元的上平面上，所述的饋電轉換器的另一端與同軸轉換接頭相連，並通過帶同軸接頭的同軸電纜與外部通信部件相連。
所述的輻射單元的上平面的長、寬均為中心頻率波長的四分之一左右，所述的輻射單元的上平面的一邊通過所述輻射單元的直立平面與所述的金屬反射器短路連接，所述輻射單元的上平面與金屬反射器的距離為中心工作頻率波長的十分之一左右，所述的輻射單元的上平面在適當的位置可以有一「U」形的開槽縫以實現最佳的匹配效果。
所述的饋電轉換器為一金屬柱，所述的饋電轉換器的金屬柱的直徑相對於天線的工作波長可以忽略不計，所述的饋電轉換器的一端短路連接到所述的輻射單元的上平面上，所述的饋電轉換器的另一端與同軸轉換接頭相連。
所述的輻射單元的上平面的「U」形開槽縫可以優化調整尺寸或刪除以實現最佳的匹配效果。
所述的金屬反射器為一金屬板，其長、寬大約為中心工作頻率波長的二分之一，金屬板的厚度相對於天線的工作波長可以忽略不計。
所述的金屬反射器的四周允許有一定的翻邊，且四周的翻邊高度和形狀可以不一樣。
所述的饋電轉換部分和同軸接頭之間可以附加匹配網絡以實現最佳的匹配效果。
本實用新型提供了一種用於移動通信室內覆蓋系統的小尺寸壁掛式天線單元，可用於CDMA、GSM等多個不同的運營頻帶的通信用途，尺寸小巧、外形美觀、且駐波比和方向圖等指標性能優良，便宜和安裝使用方便的特點。
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型再作進一步詳細的說明[圖面說明]
圖1為本實用新型的三維結構示意圖。
圖2為本實用新型的側視圖。
應注意在附圖中使用的相同參照數字和符號表示相同的構成元件。請參閱圖1、圖2所示，本實用新型的一個優選實施例採用以下步驟予以實現02為天線輻射單元；12為天線輻射單元的上平面；22為天線輻射單元的直立平面；32為天線輻射單元與金屬反射器的短路點；42為天線輻射單元寬平面上的開槽縫；03為饋電轉換器；輻射單元置於金屬反射器01的前方。
輻射單元的上平面12和直立平面22為「L」形輻射單元的兩個平面，輻射單元的上平面12平行於金屬反射器01布置，且輻射單元的直立平面與金屬反射器垂直且直立平面的下邊緣與金屬反射器短路連接。饋電轉換器03的一端短路連接到輻射單元的上平面12的中心，另一端與同軸轉換頭04的內導體連接。
輻射單元的上平面的長寬L1、W1設計為中心工作頻率波長的四分之一左右。金屬反射器的長寬L0、W0設計為中心工作頻率波長的二分之一左右；輻射單元上平面與金屬反射器的距離為中心工作頻率波長的十分之一左右。
輻射單元的上平面上的開槽縫的長度L2設計為輻射單元上平面長度L1的三分之一左右，輻射單元的上平面上的開槽縫的寬度W2設計為輻射單元上平面寬度W1的二分之一左右，開槽縫的縫隙寬度W3設計為5mm。輻射單元上平面的開槽縫尺寸L2、W2、W3可以通過微波CAD軟體進行了調整和優化，最終以實現最佳的寬帶阻抗匹配效果為目的。
饋電轉換器03設計為一段金屬柱，饋電轉換器03的一端短路連接到輻射單元的上平面的中心，另一端焊接在微帶饋電線上。饋電轉換器的設計為直徑為8mm銅柱。
金屬反射器01寬度W0和長度L0設計為中心工作頻率波長的二分之一左右；金屬反射器01四周的翻邊設計為對邊相等，高度小於中心工作頻率波長的十分之一；金屬反射器01的厚度設計為1.5mm；金屬反射板的長度L0和寬度W0以及其四周翻邊的高度和形狀可以通過微波CAD軟體進行了調整和優化，最終以實現最佳的寬帶方向圖和阻抗匹配效果為目的。
如此，按照上述設計原則，通過調整輻射單元的長度和寬度，調整輻射單元開槽縫的尺寸，調整金屬反射器的長度、寬度和四周翻邊的高度，最終可實現最佳的寬帶阻抗匹配效果。
由該實施例構成的室內壁掛天線樣品，在多個波段內形成定向輻射的方向圖特性，其實測增益約為4dBi，前空域的覆蓋特性很好，且相應的最大駐波比小於1.4。
該實施例能夠很好地滿足移動通信系統的要求，且尺寸小，外形美觀。
容易看出，按照本實用新型製造的該天線將具有結構簡單緊湊和高性能的優點，且易於製造、便宜和方便安裝使用。
如上所述，儘管參照特定的優選實施例已經表示和描述了本實用新型，但其不得解釋為對本實用新型自身的限制，本領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求定義的本實用新型的精神和範圍的前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。所附的權利要求書覆蓋了本實用新型精神和範圍內的所有這些改變和修改。
權利要求1.一種小尺寸天線單元，可工作於806-960MHz(覆蓋CDMA800MHz、GSM900MHz等頻段)頻段，其特徵在於由如下各部分組成一個輻射單元部分；一個饋電轉換器部分；一個金屬反射器；所述的輻射單元由一矩形金屬片折彎成相互垂直的兩個矩形平面，呈倒「L」狀，倒「L」狀的上平面平行於所述的金屬反射器布置，倒「L」狀的直立平面的下邊緣與所述的金屬反射器短路連接；所述的饋電轉換器採用金屬柱加工而成，所述的饋電轉換器一端短路連接到所述的輻射單元的上平面上，所述的饋電轉換器的另一端與同軸轉換接頭相連，並通過帶同軸接頭的同軸電纜與外部通信部件相連。
2.根據權利要求1所述的小尺寸天線單元，其特徵在於所述的輻射單元的上平面的長、寬均為中心頻率波長的四分之一左右，所述的輻射單元的上平面的一邊通過所述輻射單元的直立平面與所述的金屬反射器短路連接，所述輻射單元的上平面與金屬反射器的距離為中心工作頻率波長的十分之一左右，所述的輻射單元的上平面在適當的位置可以有一「U」形的開槽縫以實現最佳的匹配效果。
3.根據權利要求1所述的小尺寸天線單元，其特徵在於所述的饋電轉換器為一金屬柱，所述的饋電轉換器的金屬柱的直徑相對於天線的工作波長可以忽略不計，所述的饋電轉換器的一端短路連接到所述的輻射單元的上平面上，所述的饋電轉換器的另一端與同軸轉換接頭相連。
4.根據權利要求1所述的小尺寸天線單元，其特徵在於所述的金屬反射器為一金屬板，其長、寬大約為中心工作頻率波長的二分之一，金屬板的厚度相對於天線的工作波長可以忽略不計。
5.根據權利要求1所述的小尺寸天線單元，其特徵在於所述的金屬反射器的四周允許有一定的翻邊，且四周的翻邊高度和形狀可以不一樣。
6.根據權利要求1所述的小尺寸天線單元，其特徵在於所述的饋電轉換部分和同軸接頭之間附加有匹配網絡以實現最佳的匹配效果。
專利摘要一種用於移動通信的小尺寸天線單元，可工作於806－960MHz頻帶(覆蓋CDMA 800MHz、GSM 900MHz等頻段)。包括一輻射單元部分，一饋電轉換器部分，一金屬反射器。所述的輻射單元由一矩形金屬片折彎成相互垂直的兩個矩形平面，呈倒「L」狀，倒「L」狀的上平面平行於金屬反射器布置，倒「L」狀的直立平面的下邊緣與所述的金屬反射器短路連接。所述的饋電轉換器採用金屬柱加工而成，一端短路連接到所述的輻射單元的上平面上，另一端與同軸轉換接頭相連，並通過帶同軸接頭的同軸電纜與外部通信部件相連。本實用新型具有尺寸小巧、外形美觀、便宜和安裝使用方便的特點。
文檔編號H01Q1/36GK2648620SQ0322653
公開日2004年10月13日 申請日期2003年5月28日 優先權日2003年5月28日
發明者薛鋒章, 歐陽傑 申請人:京信通信系統(廣州)有限公司