低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线制造技术

本实用新型专利技术提供了一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，该天线包括地板、辐射体和圆环辐射组件；地板为以其中心线为轴线的回转体；辐射体设置在地板的上，起包括依次相接的两个直径不同的空心的圆柱和圆台，辐射体的直径朝地板方向逐渐减小，圆柱和圆台的中心线重合，两个圆柱的相接处、圆柱和圆台的相接处以及两个圆台的相接处均由于直径突变而形成台阶部；圆环辐射组件设置在辐射体的顶部，圆环辐射组件的最大直径与辐射体顶部的圆柱的直径相等，以使天线内最大辐射方向靠近水平方向，从而增强低仰角增益；地板、辐射体和圆环辐射组件的中心线重合。本实用新型专利技术实现了天线的低剖面和小型化，并增强低仰角增益。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及天线领域，特别是涉及一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线。
技术介绍
目前，人类已经全面进入信息时代，获取资讯成为人们日常生活不可或缺的组成部分。移动通信以其特有的便捷性，已成为人们随时随地获取信息和彼此通信的主要方式。天线则是无线通信系统关键子部件，它的性能优劣对整个系统的影响是决定性的。随着移动通信技术的发展，家庭、办公室、商场、候机楼、教室、图书馆等室内环境已成为话务和数据流量的热点区域。室外宏基站由于考虑覆盖范围、选址、成本等实际因素，天线尺寸大、增益高、发射功率大、架设高度高，以实现信号广域连续覆盖，却难以对建筑物内部进行深度、精确覆盖。自然地，人们将室外基站小型化后部署于楼宇内部各处，形成了室内分布式覆盖系统。综合考虑到容量、选址、成本等方面因素，室分小基站必须支持多制式(GSM2G/CDMA-3G/LTE-4G)、全频段(0.80-0.96GHz/1.71-2.70GHz)，而且水平面需覆盖较大区域。受制于安装位置，室分天线通常有定向壁挂和全向吸顶两大类。由于多频段技术上实现较难，两类天线通常设计成宽频带。吸顶天线安装于楼层天花板，要求方向图在不同仰角的方位面内必须是均匀全向的(不圆度)，且低俯角方向仍需保持较高增益，这样才能保证覆盖较大的范围。另外，考虑用户视觉和感受，吸顶天线宜小尺寸和低剖面。综合上述要求，单锥是适合设计全向吸顶天线的优选形状，它具有宽频带、全向性的特点，而且高度较仅为双锥天线的一半。然而，由于单锥天线是将双锥的倾斜下臂变成平直地板的缘故，其高频最大辐射方向会上翘较大的角度，致使低仰角增益较低，而低频最大增益则跟双锥天线一样是在水平方向。这会造成低频覆盖范围宽、高频覆盖范围小的现象。虽然，通过增加网络部署密度可以使高低频覆盖范围较为一致，但是建设成本会成倍增加。因此，全向吸顶天线的边缘覆盖效果增强成为解决问题的关键。如图2和图3所示，常规全向吸顶单锥天线采用平直圆盘地板2、杯状锥体1和短路枝条3，它的低仰角增益低、方位面不圆度差。
技术实现思路
本技术提供一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，能够解决现有技术存在的在低剖面情况下难以增强低仰角增益的问题。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，该天线包括地板、辐射体和圆环辐射组件；所述地板为以其中心线为轴线的回转体；所述辐射体设置在所述地板的上方，所述辐射体包括由上往下依次相接的两个直径不同的空心的圆柱和两个空心的圆台，且所述辐射体的直径朝地板方向逐渐减小，所述圆柱和所述圆台的中心线重合，两个所述圆柱的相接处、所述圆柱和所述圆台的相接处以及两个所述圆台的相接处均由于直径突变而形成台阶部；所述圆环辐射组件设置在所述辐射体的顶部，所述圆环辐射组件的最大直径与所述辐射体顶部的圆柱的直径相等，以使所述天线内最大辐射方向靠近水平方向，从而增强低仰角增益；所述地板、所述辐射体和所述圆环辐射组件的中心线重合。其中，所述圆环辐射组件包括第一圆环、第二圆环、支撑片及支撑柱；所述第一圆环通过所述支撑片固定并连接在所述辐射体顶部；所述第二圆环通过所述支撑柱固定并连接在所述第一圆环之上；所述第一圆环的部分圆弧在两个正交直径的方向朝内部凹陷形成四个凹陷区，所述第二圆环与所述第一圆环呈45°旋转对称。其中，所述凹陷区包括两个折角，所述支撑柱设置在第一圆环内、与所述第二圆环的折角所对应的位置处。其中，所述支撑片设置在辐射体上、与所述第一圆环的未凹陷的圆弧所对应的位置处。其中，所述支撑片有八个，且两两一组，组与组之间的间隔均匀，同一组的两个所述支撑片对应于相邻的两个所述凹陷区之间的未凹陷的圆弧。其中，所述地板包括圆柱体部分和在所述圆柱体上方的圆台，所述圆台的底面的直径与所述圆柱体部分的直径相同，所述地板中心设有馈电孔，以便同轴电缆穿过。其中，所述馈电孔上设置有圆柱状的馈电座，所述馈电座中心设有圆孔，同轴电缆依次穿过所述馈电孔和所述馈电座，其外导体与所述馈电座平齐，其内导体则朝上延伸至所述辐射体的底部并与所述辐射体连接。其中，所述地板的底部还设有圆盘介质板，所述圆盘介质板的底部平整。其中，所述圆盘介质板的制作材料选自PVC、PC、ABS和PTFE中的至少一种。其中，所述地板、所述辐射体和所述圆环辐射组件的制作材料选自紫铜、合金铜或者纯铝中的至少一种。。本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术通过采用不同直径的两个圆柱和两个圆台形成辐射体，即对辐射体的锥面进行赋形设计，并在其顶部加载圆环辐射组件，使得天线带内最大辐射向始终靠近水平方向，由于竖直面波束宽度较宽，增益在偏离最大辐射方向后缓慢下降，这样低仰角方向增益仍能保持较高值，从而保证全频段内覆盖范围大致相同，本技术实现了单锥吸顶天线良好的水平全向性、边缘覆盖效果增强，以及低剖面和小型化。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为天线模型所采用的直角坐标系定义的示意图；图2为常规单锥全向吸顶天线的正视图；图3为常规单锥全向吸顶天线的侧视图。图4是辐射体的纵剖面轮廓图；图5是辐射体的3D侧视图；图6是辐射体表面加厚侧视图；图7是辐射体表面加厚俯视图；图8是地板纵剖面轮廓图；图9是地板3D俯视图；图10是地板3D侧视图；图11是地板表面加厚3D侧视图；图12是圆盘介质板的俯视图；图13是圆盘介质板的正视图；图14是圆盘介质板的侧视图；图15是支撑片的俯视图；图16是支撑片的正视图；图17是支撑片的侧视图；图18是第二圆环的俯视图；图19是第二圆环的正视图；图20是第二圆环的侧视图；图21是支撑柱的俯视图；图22是支撑柱的正视图；图23是支撑柱的斜视图；图24是第一圆环、第二圆环和支撑柱组合后的俯视图；图25是第一圆环、第二圆环和支撑柱组合后的正视图；图26是第一圆环、第二圆环和支撑柱组合后的侧视图；图27是圆环辐射组件整体的侧视图。图28是本技术低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线实施例的正视图；图29是图28的俯视图；图30是图28的侧视图。图31为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的输入阻抗Zin频率特性曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是输入阻抗Zin，单位为Ω；实线表示实部Rin，虚线表示虚部Xin。图32为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的反射系数|S11|曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是S11的幅度|S11|，单位为dB。由图知，天线在0.80-2.70GHz频段内实现了良好的阻抗匹配(|S11|≤-12.80dB，1.71-2.70GHz频段内，|S11|≤-13.16dB)。图33为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的驻波比VSWR曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是VSWR。由图知，天线在0.80-2.70GHz频段内实现了良好的阻抗匹配(VSWR≤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，其特征在于，包括：地板，为以其中心线为轴线的回转体；辐射体，设置在所述地板的上方，所述辐射体包括由上往下依次相接的两个直径不同的空心的圆柱和两个空心的圆台，且所述辐射体的直径朝地板方向逐渐减小，所述圆柱和所述圆台的中心线重合，两个所述圆柱的相接处、所述圆柱和所述圆台的相接处以及两个所述圆台的相接处均由于直径突变而形成台阶部；圆环辐射组件，设置在所述辐射体的顶部，所述圆环辐射组件的最大直径与所述辐射体顶部的圆柱的直径相等，以使所述天线内最大辐射方向靠近水平方向，从而增强低仰角增益；所述地板、所述辐射体和所述圆环辐射组件的中心线重合。

【技术特征摘要】
1.一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，其特征在于，包括：地板，为以其中心线为轴线的回转体；辐射体，设置在所述地板的上方，所述辐射体包括由上往下依次相接的两个直径不同的空心的圆柱和两个空心的圆台，且所述辐射体的直径朝地板方向逐渐减小，所述圆柱和所述圆台的中心线重合，两个所述圆柱的相接处、所述圆柱和所述圆台的相接处以及两个所述圆台的相接处均由于直径突变而形成台阶部；圆环辐射组件，设置在所述辐射体的顶部，所述圆环辐射组件的最大直径与所述辐射体顶部的圆柱的直径相等，以使所述天线内最大辐射方向靠近水平方向，从而增强低仰角增益；所述地板、所述辐射体和所述圆环辐射组件的中心线重合。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述圆环辐射组件包括第一圆环、第二圆环、支撑片及支撑柱；所述第一圆环通过所述支撑片固定并连接在所述辐射体顶部；所述第二圆环通过所述支撑柱固定并连接在所述第一圆环之上；所述第一圆环的部分圆弧在两个正交直径的方向朝内部凹陷形成四个凹陷区，所述第二圆环与所述第一圆环呈45°旋转对称。3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述凹陷区包括两个折角，所述支撑柱设置在第一圆环内、与所述第二圆环的折角所对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李道铁，吴中林，刘木林，
申请(专利权)人：广东通宇通讯股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44