一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线技术方案

本发明专利技术提供一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线，包括金属地板、辐射臂和金属圆盘，辐射臂包括呈辐射状交替排布的波折型辐射臂和长直型辐射臂，辐射臂的顶部与金属圆盘固定连接；波折型辐射臂的外端与金属地板相连，外端以内的部分悬空于金属地板上方。本发明专利技术天线的波折型辐射臂与顶部的金属圆盘结合，降低了天线剖面高度；长直型辐射臂可以产生高频点处的谐振点，与波折型辐射臂产生的谐振点结合，拓展了天线的带宽；金属地板上蚀刻六个弧形槽，可以改善高频点处辐射性能，从而保证了天线在整个工作频段内方向图的稳定性；金属地板的最外端向上向内弯折，在实现低剖面并且不影响天线性能的同时减小天线的平面尺寸。平面尺寸。平面尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线


[0001]本专利技术具体涉及天线
，尤其涉及一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线。

技术介绍

[0002]在当前移动通信中，人们对室内基站的需求在不断增加，室内通信已经成为日常生活的主要通信场景之一。其中，能够实现360
°
信号全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。因此，开发同时覆盖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
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3.8 GHz)和N79 (4.8
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5 GHz)是5G通信部署和测试的主要频段。由于室内分布全向天线安装在室内的天花板上，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上述三个频段的低剖面的室内分布天线。
[0003]传统的室内分布全向天线主要分为单极化全向天线和双极化全向天线，单极化全向天线通常以垂直极化为主，这是因为垂直极化波在陆地移动通信中更容易在起伏的地形上传播，从而大大降低能量衰减。目前，垂直极化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。此外，对于超宽带全向天线，在高频点处方向图恶化是一种常见的问题。
[0004]经检索发现，中国专利技术专利CN109687132A公开了一种低剖面垂直极化超宽带全向天线，其包括：若干三角形金属片、短路金属柱、圆形金属片、矩形接地板及同轴馈电部分。该垂直极化全向天线的剖面高度为0.128λ
low
（λ
low
为在天线的最低工作频率处自由空间中的波长），在高频点处，水平面方向图出现严重恶化，不圆度大于5dB。

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，提出一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线，有效解决了现有超宽带垂直极化全向天线剖面尺寸较大和高频点处方向图恶化的问题。
[0006]为实现本专利技术目的，本专利技术提出的应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线，包括金属圆盘、辐射臂和金属地板，一SMA头从金属地板中央孔向上插入，SMA头的内导体与辐射臂的内端相连，SMA头的外导体与金属地板相连，所述金属圆盘通过辐射臂架空地支撑于金属地板上方，其特征在于：所述辐射臂包括呈辐射状交替排布的长直型辐射臂和波折型辐射臂；所述长直型辐射臂的外端与金属圆盘固定连接；所述波折型辐射臂的顶部与金属圆盘固定连接，波折型辐射臂的外端底部与金属地板相连，波折型辐射臂外端以内的部分悬空于金属地板上方。
[0007]本专利技术应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线中，波折型辐射臂和顶部的金属圆盘的结合降低了天线高度以满足低剖面的应用需求，其剖面高度仅为最低工作
频率处真空波长的5.4%；长直型辐射臂可以产生高频点处的谐振点，与波折型辐射臂产生的谐振点结合，拓展了天线的带宽；此外辐射臂还作为顶部金属圆盘的支撑部件。
[0008]本专利技术中的金属地板上蚀刻有六个弧形槽，可以用来改善超宽带天线在高频点处出现的辐射性能恶化的问题，从而保证了天线在整个工作频段内方向图的稳定性；金属地板的最外端向上向内弯折，可以在实现低剖面并且不影响天线性能的同时减小天线的平面尺寸。
[0009]此外，本专利技术还要求保护一种天线，其特征在于：包括上述一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线。
附图说明
[0010]图1为本专利技术涉及的一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化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分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线的正视图；图3为本专利技术涉及的一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线的金属地板的俯视图；图4为本专利技术涉及的一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线的反射系数以及增益曲线图；图5为本专利技术涉及的一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线在2.2GHz频点处的方向图；图6为本专利技术涉及的一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线在3.5GHz频点处的方向图；图7为本专利技术涉及的一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线在4.8GHz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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金属地板；21
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波折型金属臂；22
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长直型金属臂；31
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弧形槽；32
‑
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至图3所示，为本专利技术涉及的一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线的结构透视图，包括金属圆盘1、辐射臂2和金属地板3，一个SMA头从金属地板3中央孔32向上插入，SMA头的内导体与辐射臂2的内端相连，SMA头的外导体与金属地板3相连，金属圆盘1通过辐射臂2架空地支撑于金属地板3上方。金属圆盘1和金属地板3的形状为圆形，两者的圆心位于同一条垂线上。金属地板3中央孔32处设置有馈电端口，SMA头通过馈电端口进行固定。金属圆盘1、辐射臂2和金属地板3为铜材质，且通过3D打印技术形成整体结构。
[0013]本实施例中，辐射臂2包括三个长直型辐射臂22和三个波折型辐射臂21。其中，长
直型辐射臂22和波折型辐射臂21呈辐射状交替排布，相邻的长直型辐射臂22与波折型辐射臂21之间的夹角为60
°
。长直型辐射臂22的外端上翘，与金属圆盘1固定连接，长直型辐射臂22的内端与SMA头的内导体连接。长直型辐射臂22用于产生高频点处的谐振点以拓展天线带宽。波折型辐射臂21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（天线阻抗匹配）进行调整。波折型辐射臂21的顶部与金属圆盘1固定连接，波折型辐射臂21的外端的底部与金属地板3相连，波折型辐射臂21的内端与SMA头的内导体连接，波折型辐射臂21外端以内的部分悬空于金属地板3上方，即波折型辐射臂21外端以内部分的底部与金属地板3之间形成间隙。
[0014]如图1所示，金属地板3设置有六个弧形槽31，弧形槽31一一对应的位于辐射臂2的外侧，弧形槽31的圆心与金属地板3的圆心位于同一条垂线上。这六个弧形槽31可以有效改善超宽带天线在高频点处出现的辐射性能恶化的问题，从而保证了天线在整个工作频段内方向图的稳定性。金属地板3的最外端向上且向内弯折，用于减小天线的平面尺寸为0.82λ
low
（λ
low
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线，包括金属圆盘（1）、辐射臂（2）和金属地板（3），一SMA头从金属地板（3）中央孔（32）向上插入，SMA头的内导体与辐射臂（2）的内端相连，SMA头的外导体与金属地板（3）相连，所述金属圆盘（1）通过辐射臂（2）架空地支撑于金属地板（3）上方，其特征在于：所述辐射臂（2）包括呈辐射状交替排布的长直型辐射臂（22）和波折型辐射臂（21）；所述长直型辐射臂（22）的外端与金属圆盘（1）固定连接；所述波折型辐射臂（21）的顶部与金属圆盘（1）固定连接，波折型辐射臂（21）的外端底部与金属地板（3）相连，波折型辐射臂（21）外端以内的部分悬空于金属地板（3）上方。2.根据权利要求1所述的一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线，其特征在于：所述金属圆盘（1）和金属地板（3）的形状为圆形，两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分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线，其特征在于：所述波折型辐射臂（21）由长方体金属片经过若干次弯折形成，所述波折型辐射臂（21）与金属圆盘（1）结合，用于降低天线的剖面高度； 所述长直型辐射臂（22）产生高频点处的谐振点，与波折型辐射臂产生的谐振点结合，用于拓展天线的带宽。4.根据权利要求1所述的一种应用于室分系统的超宽带低剖面垂直极化全向天线，其特征在于：所述金属地板（3）上设置有一一对应地位于...

【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，花巍，王学仁，房洪莲，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：