一种高增益宽频带全向天线制造技术

本发明专利技术提供的是一种高增益宽频带全向天线。主要包括主馈电电缆（１４）、双锥赋形反射器、两个槽式天线（１０、１５）、馈电网络（９）和支撑结构，主馈电电缆（１４）通过下固定底座（２）进入下反射器（６）直接和馈电网络（９）连接，馈电网络（９）通过第一馈电电缆（１１）、第二馈电电缆（１２）分别给第一槽式天线（１０）和第二槽式天线（１５）馈电。本发明专利技术具有高增益，宽带宽，辐射效率高，能实现无盲区覆盖的特点，能够广泛应用于小区覆盖和移动通信中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种全向天线。具体地说是一种在移动通信领域内所有通信网络中作为发射和接收无线电信号的高增益宽频带全向天线。
技术介绍
由于无线电通信设备和电子信息设备朝着多功能化，小型化，超宽带以及与周围 环境友好协调的方向发展，这使得宽频带，小型化，高增益成为国内外研究的热点课题之 一。它涉及到天线的宽带阻抗匹配技术，天线的加载技术，天线的电抗补偿技术，小天线外 形的优化设计等先进技术和工艺。同时解决现有天线的一些缺点(l)目前要求天线的增 益比较高，比如要求有6-9dBi的增益，而已有的天线大多数是偶极子天线和单极子天线 阵，方向图上下相等，所以有一部分电波被消耗，因此曾一比较低。(2)目前用户使用的天 线要求小型化，要求移动用天线能很好的安装在路灯、草坪灯、以及广告标语牌等场合，因 此天线的小型化成为现代移动通信的重要发展方向。(3)现在的通信对带宽的要求越来越 高，目前移动通信使用的天线要求既能实现向下兼容，要求实现共站共址，已解决现有的资 源紧缺现象。目前的天线不能满足现在的通信需求，特别是双频宽频带高增益天线达不到 要求。(4)目前的小区覆盖和美化天线，大多采用单极子天线和偶极子天线，频带的控制比 较困难，同时为了充分利用现有的资源，适应不同环境的需求，要求天线的设计灵活，能满 足不同场合的需求。因此把多个频段的天线集成为一种天线结构，设计超宽带天线是当今 技术发展的一种趋势，也是实现设备小型化的主要动力。以往的天线产品是针对不同的工 作频段进行设计的， 一般尺寸和体积都比较大，各不同的通信系统独立设计，能否兼容或兼 容的程度取决于天线系统的带宽及成本。而且开发的产品都是定向天线产品，虽然也有为 数不多的宽频带全向天线产品，但是结构复杂，设计繁琐，通用性差，加工成本高，且性能存 在一定的缺陷，不宜推广，这个移动通信小区覆盖造成了一定的难度，因此开发多频段，小 型化，结构简单，设计灵活，成本低廉的宽频带全向天线是当今研究的重中之重。 名称为"水平极化全向(高增益)通讯天线的设计和研究"的硕士论文(电子科 技大学2007年)中涉及的主要是同轴和波导缝隙天线等阵列天线分析和研究，实现高增 益天线的设计，其利用的天线带宽均比较窄，不能满足宽带通信需求；名称为"两类宽频带 全向天线的设计"的硕士论文(西安电子科技大学2008年)中涉及的主要是对两种天线 的分析，主要设计是改进的双锥天线；中国专利申请号为200720044568. 9、200520079193、 200420078206. 8、200810156045等专利文件中设计的主要是套筒天线和阵列天线的形式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高增益、宽带宽、辐射效率高、能实现无盲区覆盖、广泛应用于小区覆盖和移动通信中的一种高增益宽频带全向天线。 本专利技术的目的是这样实现的 它主要包括主馈电电缆14、由下反射器6和上反射器7组成的双锥赋形反射器、第一槽式天线10、第二槽式天线15、馈电网络9和支撑结构，第一槽式天线10与第二槽式 天线15组成辐射单元，主馈电电缆14通过下固定底座2进入下反射器6直接和馈电网络 9连接，馈电网络9通过第一馈电电缆11、第二馈电电缆12分别给第一槽式天线10和第二 槽式天线15馈电。 本专利技术还可以包括 1、所述辐射单元的槽式天线是由馈电电缆12、槽式天线10、正交寄生单元16组成 的带有寄生单元的槽式天线，馈电电缆12给槽式天线10馈电，且此正交寄生单元不直接与 馈电电缆相连接。 2、所述的支撑结构包括铜管5，通过塑料球8与铜管5相连的下介质管3和上介质 管4，与下介质管相连的下固定底座2，与上介质管相连的上固定底座1。双锥赋形反射器、 辐射单元、槽式天线和馈电网络安装在支撑结构上。 3、在支撑结构外设置天线罩。 本专利技术的主要特点在于(l)本专利技术采用改进的槽式天线宽频带特性设计一款宽 频带全向天线，本技术的带宽超过110%，并且有较高的辐射效率。同时采用不一致的 槽线赋形曲线，有利于频段段的工作，进一步展宽天线的带宽，很好的覆盖GSM、 CDMA、3G和 WLAN，并且各项指标均很优良。(2)本专利技术是一款全向天线，可安装在塑料桶内和任何形状 的天线罩内，方向图比较理想，能覆盖整个空间，电流分布均匀，实现无盲区覆盖，大大提高 了通信质量，改善了通信环境。(3)本专利技术采用双锥形赋形反射器，能压縮全向天线垂直面 内的波束宽度，从而提高天线的增益，比普通的全向天线增益高出4-5dBi。 (4)本专利技术涉及 的方法设计的高增益宽频带全向天线，由于采用双锥赋形反射器结构，使的辐射单元发射 的波经双锥赋形反射器变成平面向自由空间辐射，从而便于提高天线的极化纯度。(5)本发 明提出的天线可以采用双馈四凹口天线，从而易于设计双极化。(6)本专利技术采用简单的双 锥形赋形反射器作为提高增益的有效办法，因此这种天线便于设计和制造，工艺简单，焊点 少，有利于提高天线的3阶无源交调。附图说明 图1为本专利技术的结构示意图； 图2为本专利技术的馈电网络结构示意图； 图3为本专利技术的辐射单元示意图。具体实施例方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述 在现代通信等电子设备系统中，天线的种类繁多，宽频带槽式天线以其良好的宽 频带特性得到了广泛的应用，其主要形式Vivaldi天线广泛的应用在雷达，射电天文等 领域。但是其馈电较为复杂，成本较高，带宽和增益也不能很好的满足移动通信(800 2500MHz)的需求。本专利技术基于宽带槽式天线的原理，简化馈电结构，利用同轴电缆直接给槽 线馈电，通过设计槽线的宽度和槽线的赋形，使其取得良好的阻抗匹配特性，满足宽频带需 求。上下槽线采用指数曲线展开，通过优化上下槽线结构形状和尺寸，构成一个单馈双槽式 天线，它由激励区、传输区、辐射区组成一个全向辐射结构。双锥形赋形反射器主要作为反4射面形式出现，由天线单元发射出来的电磁波，遇到双锥形赋形反射器变成平面波反射出 去，从而有效的压縮垂直面的波束宽度，从而提高天线的增益。 结合图1和图2，主馈电电缆14，通过下固定底座2进入下面双锥形赋形反射器6， 直接馈电网络9连接，馈电网络由一分二的功分器构成，一分二的功分器的输出端通过馈 电电缆11和12给辐射单元馈电。本专利技术的辐射单元由两付槽式天线10和15，本专利技术的槽 式天线10和15由改进的Vivaldi天线组成。为了满足移动通信的需求，利用一对辐射方 向相反的改进Vivaldi天线，共用一个馈电结构，相当于两个槽式天线的并联，构成全向天 线。此天线结构在移动通信(800MHz 2500MHz)范围内有很好的阻抗匹配，实现移动天线 的宽频带设计需求。双锥形赋形反射器6和7，采用较薄的铜箔制成，并且可以根据实际的 设计和需求，改变双锥形赋形反射器的锥角，以满足实际的设计需求，由改进的Vivaldi天 线构成的辐射单元发出的波，遇到双锥形赋形反射器经变双锥形赋形反射器变成平面波向 自由空间辐射。利用双锥形赋形反射器有效的压縮全向天线垂直面的波束宽度，从而提高 天线的增益。整个天线结构采用铜管5和介质管3和4混合的形式，在双锥形赋形反射器 的锥顶采用塑料球8固定铜管5和介质管3和4。铜管5起到多重作用，铜管5不仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高增益宽频带全向天线，主要包括主馈电电缆（１４）、由下反射器（６）和上反射器（７）组成的双锥赋形反射器、第一槽式天线（１０）、第二槽式天线（１５）、馈电网络（９）和支撑结构，其特征是：第一槽式天线（１０）与第二槽式天线（１５）组成辐射单元，主馈电电缆（１４）通过下固定底座（２）进入下反射器（６）直接和馈电网络（９）连接，馈电网络（９）通过第一馈电电缆（１１）、第二馈电电缆（１２）分别给第一槽式天线（１０）和第二槽式天线（１５）馈电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓冬，李迎松，李渠塘，刘乘源，杨倩，吴成云，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]