一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线技术方案

本发明专利技术提供一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线，包括自上而下依次放置的金属圆盘、四个正交布置的辐射臂、介质基板和金属地，一同轴电缆从金属地中央孔和介质基板中央孔向上插入，其中，辐射臂呈波折型，金属圆盘通过辐射臂架空地支撑于介质基板上方，辐射臂的顶部与金属圆盘固定连接，辐射臂的外端穿过介质基板后与金属地相连，位于辐射臂外端以内的辐射臂底部落在介质基板上。波折型的辐射臂和金属圆盘的结合，在保证宽频带全向辐射的同时，其剖面高度仅为最低工作频率处真空波长的4.9%，很大程度上弥补了现有室内分布天线普遍存在的剖面尺寸大的缺陷。存在的剖面尺寸大的缺陷。存在的剖面尺寸大的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线。

技术介绍

[0002]在当前移动通信中，室内通信的数据流量激增，人们对室内基站的需求在不断增加。其中，能够实现360
°
全信号覆盖的全向天线是室内基站的首选。随着5G开始大规模商用，5G天线的应用变得普遍。同时，2G/3G/LTE频段在通信技术演进过程中仍然发挥着重要作用。在室内上网需要室分系统来给信源和信宿进行信号传输，因此，开发覆盖2G/3G/LTE/5G频段的天线具有很好的应用前景。1.7 ~ 2.7 GHz频段是4G LTE (long
‑
term evolution)网络的重要应用，在基站天线设计中备受关注。此外，N78 (3.3
‑
3.8 GHz)是5G通信部署和测试的主要频段之一。由于室分天线多安装在天花板上，较低的剖面有利于节省空间，同时也更加美观。因此，迫切需要能够同时覆盖两个频段的低剖面的室内分布天线。
[0003]目前，垂直极化的室内分布天线多由单极子天线或锥形天线来实现，剖面尺寸大，生产制造成本高。
[0004]经检索发现，中国专利技术专利CN105914453B公开了一种垂直极化全向天线，其包括：辐射片、金属支撑片、金属底盘及同轴电缆，其中，金属支撑片设置于辐射片及金属底盘之间，辐射片设置有顶面辐射臂及底面辐射臂。适当的调整金属支撑片的高度，可以改变天线的增益和阻抗带宽。该垂直极化全向天线的剖面高度虽然只有0.046λ
low
（λ
low
为在天线的最低工作频率，自由空间中的波长），但是带宽只有4.3%（450MHz
‑
470MHz）。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线，实现了天线的低剖面，有效解决了现有垂直极化天线剖面尺寸较大和生产制造成本高的问题。
[0006]为实现本专利技术目的，本专利技术提出的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线，包括自上而下依次放置的金属圆盘、四个正交布置的辐射臂、介质基板和金属地，一同轴电缆从金属地中央孔和介质基板中央孔向上插入，同轴电缆的内导体与辐射臂的内端相连，同轴电缆的外导体与金属地相连，其特征在于：所述辐射臂呈波折型，所述金属圆盘通过辐射臂架空地支撑于介质基板上方，辐射臂的顶部与金属圆盘固定连接，辐射臂的外端穿过介质基板后与金属地相连。
[0007]本专利技术超薄型全向天线中，特有的波折型辐射臂能够提供类似于单极子的良好的全向辐射性能，并且波折型的辐射臂利于降低天线高度，此外辐射臂还作为顶部金属圆盘的支撑部件；顶部的金属圆盘延长了辐射臂上的电流路径，便于降低天线高度以满足低剖面的应用需求。辐射臂上的电流有相同的相位和方向。
[0008]本专利技术中的金属圆盘是全铜材质，放置在金属臂上方，延长了金属臂上的电流路径，有利于降低剖面高度。本专利技术天线的电场方向垂直向上，展示了垂直极化的特性。而
技术介绍
专利中的辐射片由PCB上下表面各覆4个扇形区域和4个矩形区域的铜组成，适当增加顶面辐射臂和底面辐射臂的数量，可以使辐射更均匀，圆度越来越好。
[0009]本专利技术全向天线中，波折型辐射臂和金属圆盘的结合，在保证宽频带全向辐射的同时，其剖面高度仅为最低工作频率处真空波长的4.9%，很大程度上弥补了现有室内分布天线普遍存在的剖面尺寸大的缺陷。
附图说明
[0010]图1为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线的结构透视图；图2为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线的正视图；图3为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线的介质基板的俯视图；图4为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线的辐射臂在1.8GHz处的电流分布图；图5为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线的电场图；图6为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线的反射系数以及峰值增益曲线图；图7为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线在1.8GHz频点处的方向图；图8为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线在2.7GHz频点处的方向图；图9为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线在3.8GHz频点处的方向图；附图中，1
‑
金属圆盘；2
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辐射臂；3
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介质基板；4
‑
金属地；5
‑
同轴馈电端口；31
‑
介质基板矩形孔；32
‑
介质基板中央孔；41
‑
金属地中央孔。
具体实施方式
[0011]下面结合附图详细的描述本专利技术的作进一步的解释说明，以使本领域的技术人员可以更深入地理解本专利技术并能够实施，但下面通过参考实例仅用于解释本专利技术，不作为本专利技术的限定。
[0012]如图1所示，为本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线的结构透视图，包括金属圆盘1、四块相互垂直（正交布置）的辐射臂2、介质基板3、金属地4和同轴馈电端口5。金属圆盘1、介质基板3和金属地4的形状为圆形，三者圆心位于同一条垂线上。其中，金属地4印刷于介质基板3的下表面；金属圆盘1通过辐射臂2架空地支撑于介质基板3上方。金属地4的中央挖去一个小圆孔形成金属地中央孔41，介质基板的中央挖去一个小圆孔形成介质基板中央孔32，用于放置同轴馈电端口5。用于馈电的同轴电缆从底部插入同轴馈电端口5进行固定。同轴电缆的内导体与辐射臂2的内端相连，同轴电缆的外导体与金属地4相连。
[0013]如图2所示，金属圆盘1放置在四块正交布置的金属的辐射臂2上方，每个辐射臂2均由长方体金属片经过若干次弯折形成，折弯次数以及折弯角度可以根据天线性能需要进行调整。辐射臂2的顶部与金属圆盘1固定连接；辐射臂2的外端穿过介质基板3后与金属地4相连，具体来说，如图1、图3所示，介质基板3与辐射臂2外端对应的位置设置有四个矩形通孔31，辐射臂2外端插入该矩形通孔31后与金属地4相连（本实施例中，辐射臂2外端与介质基板3垂直），使天线结构稳定。而位于辐射臂2外端以内的辐射臂2底部落在介质基板3上。
[0014]金属圆盘1延长了辐射臂2上的电流路径，便于降低天线高度以满足低剖面的应用需求；四块正交布置的辐射臂2弯折若干次，能够提供类似于单极子的良好的全向辐射性能，也有利于降低天线高度。本专利技术涉及的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线，利用金属圆盘1和正交布置的辐射臂2实现宽带的全向辐射性能，其剖面尺寸仅为0.049λ
low
（λ
low
为在天线的最低工作频率，自由空间中的波长），在很大程度上弥补了现有同类天线普遍存在的剖面尺寸大的缺陷。
[0015]本专利技术实施例对天线各部分的尺寸进行优化，具体的天线的参数见下表：参数r1r2h本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线，包括自上而下依次放置的金属圆盘（1）、四个正交布置的辐射臂（2）、介质基板（3）和金属地（4），一同轴电缆从金属地中央孔（41）和介质基板中央孔（32）向上插入，同轴电缆的内导体与辐射臂（2）的内端相连，同轴电缆的外导体与金属地（4）相连，其特征在于：所述辐射臂（2）呈波折型，所述金属圆盘（1）通过辐射臂（2）架空地支撑于介质基板（3）上方，辐射臂（2）的顶部与金属圆盘（1）固定连接，辐射臂（2）的外端穿过介质基板（3）后与金属地（4）相连。2.根据权利要求1所述的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线，其特征在于：所述金属圆盘（1）、介质基板（3）和金属地（4）的形状为圆形，三者圆心位于同一条垂线上。3.根据权利要求1所述的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线，其特征在于：所述辐射臂（2）由长方体金属片经过若干次弯折形成。4.根据权利要求1所述的一种应用于室内分布系统的超薄型全向天线，其特征在于：在所述金属地中央孔（41）和介质基板中央孔（...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建新，周建，柯彦慧，沈一春，符小东，蓝燕锐，房洪莲，马宗仰，王学仁，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：