多频双极化全向天线制造技术

本实用新型专利技术公开多频双极化全向天线，涉及双极化全向天线技术领域，包括上下两个微带天线阵列、非对称双锥天线、多工器、侧边馈电结构和天线罩，上下微带天线阵列相互平行，分别设置于非对称双锥天线顶部和中部，多工器设置于非对称双锥天线底部内侧，侧边馈电结构设置于天线整体侧边，分别连接上下微带天线阵列馈电点和多工器两个输出端口。本实用新型专利技术多频双极化全向天线覆盖2/3/4G以及WLAN、Wi‑Fi工作频段，具有多频垂直水平双极化全向辐射功能。本实用新型专利技术将上微带天线阵列安放于非对称双锥天线的顶部，构成正交放置，将非对称双锥天线安放于下微带天线阵列中心，构成穿心正交放置，该结构组合方法可以显著改善全频段内垂直、水平极化端口间隔离度，拓宽了天线工作带宽。

Multifrequency and dual polarized omnidirectional antenna

The utility model discloses multi frequency dual polarized omnidirectional antenna, which relates to the technical field of dual polarized omnidirectional antenna, including two microstrip antenna array, asymmetrical biconical antennas, multiplexer, side feed structure and antenna cover on the microstrip antenna array parallel to each other, are respectively arranged on the top and asymmetrical biconical antenna the multiplexer is arranged on the inner side of the bottom of the asymmetric double cone antenna, side feed structure is arranged on the side of the whole antenna, microstrip antenna array feed point are respectively connected with the upper and the multiplexer output port two. The utility model relates to a multi frequency dual polarized omnidirectional antenna covering 2/3/4G and WLAN, Wi Fi band, with multiple frequency vertical dual polarized omnidirectional radiation function. At the top of the utility model on the microstrip antenna array is placed in the asymmetrical biconical antenna, which placed orthogonal non symmetric double cone antenna is placed on a microstrip antenna array, which through orthogonal placement, the structure combination method can significantly improve the whole band level, vertical polarization isolation of the port, to broaden the antenna bandwidth.

【技术实现步骤摘要】
多频双极化全向天线
本技术涉及双极化全向天线

技术介绍
传统双极化全向天线的水平极化模式仅能工作在单一频率范围，无法同时覆盖2/3/4G和WLAN、Wi-Fi工作频段，不满足双频MIMO技术要求。多频双极化全向天线由于尺寸限制和实现结构复杂，易导致端口间隔离度和方向图不圆度变差，极大影响天线同频收发和信号全向覆盖。专利号为CN201420539869.9的专利，它包括水平极化天线、振子主体和天线罩，所述水平极化天线包括基板，基板的顶面上沿周向均布设有三个以上单元的微带折合振子；微带折合振子由引向振子和折合振子组成，引向振子和折合振子沿基板的径向由外向内排布；折合振子分别连接着第一馈线的一端和第二馈线的一端；所述基板的中心处开设有中心馈电孔，中心馈电孔的外侧均布开设有三个以上的馈电孔；三个以上的第二馈线的另一端均连接着中心馈电孔。但是该专利没有实现多频双极化功能，无法满足多频段下的MIMO天线应用需求，同时并未解决端口隔离度差的技术问题。专利号为CN201010504764.6的专利，它通过采用水平极化天线与垂直极化天线共轴设置，水平极化天线由折合振子的两个振臂分别附着于附着板上下两个表面，且所述两个振臂分别连接馈线内导体和馈线外导体的结构，使得本技术的双极化天线具有较宽的工作频带宽度，同时，本技术提供的双极化吸顶天线具有良好的极化隔离效果和覆盖平衡性，可以有效地在LTE和WLAN系统中发挥MIMO天线的性能，且能够有效地应用在2G、3G网络中，提高数据传输速率。但是该专利没有实现多频双极化功能，无法同时满足多频段下的MIMO天线应用需求。专利技术内容本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种降低整体高度，增大辐射增益的具有方向图全向辐射特的多频双极化全向天线。该多频双极化全向天线实现了698MHz-960MHz和1710MHz-2700MHz低、高全频段内的垂直水平双极化全向辐射，具备2/3/4G、WLAN和Wi-Fi频段内的双极化全向辐射功能。同时解决了多垂直水平极化端口间隔离度差、辐射方向图不圆度差、天线结构臃肿、安装复杂等现有方案存在的问题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种多频双极化全向天线，其特征在于，包括：上微带天线阵列、下微带天线阵列、非对称双锥天线、多工器、侧边馈电结构和天线罩；所述非对称双锥天线包括上圆锥、中部同轴电缆以及下圆锥，所述中部同轴电缆与上圆锥和下圆锥连接构成全频段垂直极化全向天线；所述上微带天线阵列和下微带天线阵列相互平行，所述上微带天线阵列设置于所述上圆锥上，所述下微带天线阵列设置于所述下圆锥上，所述多工器设置于下圆锥底部内侧，所述侧边馈电结构设置于天线整体侧边，所述侧边馈电结构将上微带天线阵列和下微带天线阵列的馈电点与多工器两个输出端口连接。所述上圆锥是一种中空结构，上部成圆筒形，下部成倒锥形，底部中心设有通孔；所述下圆锥也是中空结构，成锥形，上部中心设有通孔，下圆锥表面设有旋转对称缝隙。所述非对称双锥天线的非对称性体现在上圆锥与下圆锥的形状、高度、半径、锥倾角方面，上圆锥与下圆锥在上述方面有任意一项不相同，即可认为上下圆锥非对称，属于非对称双锥天线范畴。所述非对称双锥天线穿过下微带天线阵列中心，非对称双锥天线轴线与下微带天线阵列相互垂直，构成穿心正交状态放置；所述上微带天线阵列放置于上圆锥上部一定距离，非对称双锥天线轴线与上微带天线阵列相互垂直。所述侧边馈电结构包括第一根弯曲同轴电缆和第二根弯曲同轴电缆，所述第一根弯曲同轴电缆一端连接上微带天线阵列的圆心馈电点，另一端贴合上微带天线阵列表面辐射单元缝隙至上微带天线阵列边缘，并倾斜至下微带天线阵列边缘；所述第二根弯曲同轴电缆一端连接下微带天线阵列的偏心馈电点，另一端贴合下微带天线阵列表面辐射单元缝隙至下微带天线阵列边缘，此处，第一根弯曲细同轴电缆与第二根弯曲细同轴电缆严密贴合垂直布线至非对称双锥天线之下圆锥底部边缘，分别与多工器第一输出端口端口第二输出端口连接。所述上微带天线阵列为多阵元圆形阵列，包括金属辐射层、圆形介质层以及金属馈电网络层，所述金属辐射层和所述金属馈电网络层分别位于所述圆形介质层上下两侧，构成高频段水平极化全向天线。所述上微带天线阵列的金属馈电网络层为旋转对称中心馈电结构，包括外侧多个勾状微带线、内侧多条弯折微带线和圆心馈电点，上述勾状微带线与所述弯折微带线首尾相连，所述多条弯折微带线连接于所述圆心馈电点，所述金属辐射层包括多个辐射单元和圆形金属地，上述辐射单元沿环形均匀排布并与圆形金属地连接。所述下微带天线阵列为多阵元环形阵列，包括金属辐射层、圆环形介质层、金属馈电网络层，所述金属辐射层和所述金属馈电网络层分别位于所述圆环形介质层上下两侧，构成低频段水平极化全向天线。所述下微带天线阵列的金属馈电网络层为非对称偏心馈电结构，包括外侧多个勾状微带线、内侧多条弧形微带线和偏心馈电点，上述勾状微带线与所述弧形微带线首尾相连，所述多条弧形微带线连接于所述偏心馈电；所述金属辐射层包括多个辐射单元和圆环形金属地，上述辐射单元沿环形均匀排布并与圆环形金属地连接。所述上微带天线阵列之任意一辐射单元缝隙与下微带天线阵列之任意一辐射单元缝隙重合对齐。所述多工器包括一个输入端口和两个输出端口，所述多工器半径不大于非对称双锥天线最大内部半径。本技术多频双极化全向天线通过非对称双锥可以实现全频段内垂直极化全向辐射，非对称双锥天线的旋转对称结构保证了方向图全向辐射特性。上下圆锥非对称特性在确保工作带宽的前提下，最大限度降低整体高度，增大辐射增益。上圆锥上部上微带天线阵列与非对称双锥形成电容加载，改善非对称双锥带内驻波。下圆锥表面设有旋转对称缝隙，可以截断下圆锥表面切向电流，具有改善带内驻波，降低交叉极化辐射，减少与水平极化互耦的能力，同时可将多工器安置于下圆锥底部内侧，减少电磁辐射带来信号杂散。实测表明，该非对称双锥结构整体尺寸103mm(高度)*300mm(最大直径)，带内驻波小于1.5，方向图不圆度小于3.5dB，增益大于2dBi。该非对称双锥天线可由金属冲压制成，结构简单、成本低廉、安装方便。本技术多频双极化全向天线通过上下微带天线阵列可以实现全频段内水平极化全向辐射，上微带天线阵列工作于高频段，下微带天线阵列工作于低频段。上微带天线阵列由多阵元圆阵构成，辐射单元与馈电网络共圆形金属地，采用缝隙耦合馈电方式，在保证工作带宽前提下，最大程度降低天线尺寸，保证高频水平极化全向辐射特性，同时利用圆形金属地反射特性增大辐射增益。上微带天线阵列利用塑料支架放置于非对称双锥天线上部，上微带天线阵列与非对称双锥天线轴线垂直，使得上微带天线阵列表面电流与非对称双锥天线表面电流正交，降低电磁耦合。下微带天线阵列由多元圆阵构成，辐射单元与馈电网络共圆环形金属地，采用缝隙耦合馈电方式，可以在保证工作的前提下，最大程度降低天线尺寸。下微带天线阵列采用圆环形结构，可以放置于非对称双锥天线中部，成穿心正交放置，使得下微带天线阵列表面电流与非对称双锥天线表面电流正交，降低电磁耦合，简化天线结构，缩小天线体积。同时利用圆环形金属地以及下圆锥形成反射板，保证了方向图在工作面本文档来自技高网...

【技术保护点】
多频双极化全向天线，其特征在于，包括：上微带天线阵列（1）、下微带天线阵列（2）、非对称双锥天线（3）、多工器（4）、侧边馈电结构（5）和天线罩（6）；所述非对称双锥天线（3）包括上圆锥（31）、中部同轴电缆（32）以及下圆锥（33），所述上圆锥（31）和下圆锥（33）结构不同，所述中部同轴电缆（32）与上圆锥（31）和下圆锥（33）连接构成全频段垂直极化全向天线；所述上微带天线阵列（1）和下微带天线阵列（2）相互平行，所述上微带天线阵列（1）设置于所述上圆锥（31）上，所述下微带天线阵列（2）设置于所述下圆锥（33）上，所述多工器（4）设置于下圆锥（33）底部内侧，所述侧边馈电结构（5）设置于天线整体侧边，所述侧边馈电结构（5）将上微带天线阵列（1）和下微带天线阵列（2）的馈电点与多工器两个输出端口连接。

【技术特征摘要】
1.多频双极化全向天线，其特征在于，包括：上微带天线阵列（1）、下微带天线阵列（2）、非对称双锥天线（3）、多工器（4）、侧边馈电结构（5）和天线罩（6）；所述非对称双锥天线（3）包括上圆锥（31）、中部同轴电缆（32）以及下圆锥（33），所述上圆锥（31）和下圆锥（33）结构不同，所述中部同轴电缆（32）与上圆锥（31）和下圆锥（33）连接构成全频段垂直极化全向天线；所述上微带天线阵列（1）和下微带天线阵列（2）相互平行，所述上微带天线阵列（1）设置于所述上圆锥（31）上，所述下微带天线阵列（2）设置于所述下圆锥（33）上，所述多工器（4）设置于下圆锥（33）底部内侧，所述侧边馈电结构（5）设置于天线整体侧边，所述侧边馈电结构（5）将上微带天线阵列（1）和下微带天线阵列（2）的馈电点与多工器两个输出端口连接。2.根据权利要求1所述的多频双极化全向天线，其特征在于：所述上圆锥（31）是一种中空结构，上部成圆筒形，下部成倒锥形，底部中心设有通孔（311）；所述下圆锥（33）也是中空结构，成锥形，上部中心设有通孔（331），下圆锥（33）表面设有旋转对称缝隙（34）。3.根据权利要求1所述的多频双极化全向天线，其特征在于：所述非对称双锥天线（3）穿过下微带天线阵列（2）中心，非对称双锥天线（3）轴线与下微带天线阵列（2）相互垂直，构成穿心正交状态放置；所述上微带天线阵列（1）放置于上圆锥（31）之上，非对称双锥天线（3）轴线与上微带天线阵列（1）相互垂直。4.根据权利要求1所述的多频双极化全向天线，其特征在于：所述侧边馈电结构（5）包括第一根弯曲同轴电缆（51）和第二根弯曲同轴电缆（52），所述第一根弯曲同轴电缆（51）一端连接上微带天线阵列（1）的圆心馈电点（133），另一端贴合上微带天线阵列（1）表面辐射单元缝隙（113）至上微带天线阵列（1）边缘，并倾斜至下微带天线阵列（2）边缘；所述第二根弯曲同轴电缆（52）一端连接下微带天线阵列（2）的偏心馈电点（233），另一端贴合下微带天线阵列（2）表面辐射单元缝隙（213）至下微带天线阵列（2）边缘，此处，第一根弯曲细同轴电缆（51）与第二根弯曲细同轴电缆（52）严密贴合垂直布线至非对称双锥天线（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅随道，蒋云泉，曹振新，杨家祥，
申请(专利权)人：东南大学，苏州市天烨机械工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32