一种宽带双频多模全向天线制造技术

本发明专利技术公开了一种宽带双频多模全向天线，包括依次层叠的圆形辐射贴片

【技术实现步骤摘要】
一种宽带双频多模全向天线


[0001]本专利技术属于室内移动通信
，具体涉及一种宽带双频多模全向天线
。

技术介绍

[0002]在室内移动通信系统中，室内分布系统终端的无源器件一般为全向天线，天线一般吸附在天花板上，考虑到实际应用，单频全向天线已经很难满足应用需求，因此，多频段
、
宽带化
、
辐射特性良好的全向天线是当前研究的热点
。
微带天线具有重量轻
、
易集成
、
易加工等特点，然而，传统的微带天线具有窄带宽，不能满足其应用
。
[0003]现有技术中，申请文件
CN 109546335 B
中，公开了通过层叠的两层辐射结构实现天线的宽频带；申请文件
CN 114361773 A
中，公开了通过在交叉的基板边缘引入渐变槽的辐射实现天线宽带化
。
上述天线存在剖面较高
、
安装难度大
、
馈电结构复杂等问题
。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种宽带双频多模全向天线，基于腔体理论分析和多模融合的思想，改善了畸变的高次模方向图，具有结构简单
、
双频宽带以及全向辐射的特点
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种宽带双频多模全向天线，包括依次层叠的圆形辐射贴片
、<br/>介质层和金属地板；
[0007]所述圆形辐射贴片包括同心的内部圆形辐射贴片和外部环形辐射贴片内部圆形辐射贴片的外沿与外部环形辐射贴片的内沿之间具有间隙，在该间隙内设置环形金属墙，且所述环形金属墙与外部环形辐射贴片的内沿之间具有环形缝隙；同轴探针贯穿内部圆形辐射贴片的中心设置，在内部圆形辐射贴片蚀刻有中心对称的若干弧形缝隙，同轴探针用于抑制非全向模式的产生，同时激励出全向模式，弧形缝隙用于阻抗匹配
。
[0008]所述环形金属墙内侧紧贴着内部圆形辐射贴片，外侧与外部环形辐射贴片间隔环形缝隙，底部紧接着介质层上层，上部超过内部圆形辐射贴片和外部环形辐射贴片一定高度
。
[0009]所述弧形缝隙设置四个，环绕形成一个十字型；所述弧形缝隙为扇形结构
。
[0010]所述介质层上加载用于阻抗匹配和改善方向图的环形金属墙
。
[0011]所述内部圆形辐射贴片和外部环形辐射贴片的间隙安装用于展宽频带宽度的环形缝隙；所述介质层上加载用于阻抗匹配和改善方向图的环形金属墙
。
[0012]所述弧形缝隙与环形缝隙保持在同一水平面上，围绕内部圆形金属贴片中心依次旋转并蚀刻，旋转角度为
90
°
。
[0013]所述同轴探针的位置位于四组弧形缝隙的中心，用于向圆形辐射贴片直接馈电
。
[0014]所述内部圆形辐射贴片
、
外部环形辐射贴片
、
环形缝隙和环形金属墙共圆心
。
[0015]所述环形金属墙的宽度小于所述外部环形辐射贴片的内半径与所述内部圆形辐射贴片的内半径之差，用于改善天线的高频辐射方向图
。
[0016]所述环形金属墙顶部设置安装孔，安装孔为四个，旋转对称放置，分别位于水平轴和垂直轴上
。
[0017]所述环形缝隙的宽度等于所述外部环形辐射贴片的内半径与所述内部圆形辐射贴片的内半径之差减去所述环形金属墙的宽度
。
[0018]所述外部环形辐射贴片的外径小于所述介质层和所述金属地板的外径
。
[0019]所述介质层和所述金属地板的外径相等
。
[0020]所述环形金属墙的高度为
Hr
，安装在介质层上，所述同轴探针内导体与内部圆形辐射贴片连接，其外导体与所述金属地板连接；所述金属地板呈圆形，直径为
Rg
；所述安装孔为非金属化过孔；所述介质层由介质板构成，所述介质板的厚度为
H
，相对介电常数为
ε
r
，其中，
1.26
λ0≤Rg≤1.35
λ0，
0.04
λ
≤R≤0.1
λ
，
0.02
λ0＜
H
＜
0.03
λ0，
2.7≤
ε
r≤3.2
；其中，天线工作频段的中心频率自由空间波长为
λ0；所述内部圆形辐射贴片的直径
R1
，所述外部环形辐射贴片的直径
R2
，其中
0.71
λ0≤R1≤0.74
λ0，
1.22
λ0≤R2≤1.3
λ0；所述环形缝隙的宽度为
Rs
，其中
0.04
λ0≤Rs≤0.05
λ0；
[0021]所述环形金属墙的宽度为
Rr
，高度为
Hr
，其中
0.04
λ0≤Rr≤0.1
λ0，
0.03
λ0≤Hr≤0.07
λ0。
[0022]所述弧形缝隙内部边缘距离圆心的长度为
R3
，所述弧形缝隙内部边缘距离外部边缘的长度为
R4
，所述弧形缝隙张开的角度为
α
；其中
0.018
λ0≤R3≤0.027
λ0，
0.05
λ0≤R4≤0.08
λ0，
25
°
≤
α
≤43
°
。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术在圆形贴片中心处馈电抑制非全向模式的产生，仅仅激励出全向模式；利用切割环形缝隙调控谐振点以展宽工作频带；通过加载环形金属墙改善天线的阻抗和方向图；在辐射贴片上切割弧形缝隙进一步改善天线的阻抗以实现阻抗匹配
。
最终天线工作在双频下，具有宽带全向的特点
。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的一种宽带双频全向微带天线的剖面结构示意图
。
[0026]图2为本专利技术的一种宽带双频全向微带天线的俯视图
。
[0027]图3为本专利技术的一种宽带双频全向微带天线的
3D
结构图
。
[0028]图4是本专利技术一种宽带双频全向微带天线的仿真和实测的回波损耗曲线图
。
[0029]图
5(a)
本专利技术一种宽带双频全向微带天线的在
2.7GHz
处仿真和测试的
XOZ
面辐射方向图；图
5(b)
是本专利技术一种宽带双频全向微带天线的在
2.7GHz
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种宽带双频多模全向天线，其特征在于，包括依次层叠的圆形辐射贴片
、
介质层
(1)
和金属地板
(9)
；所述圆形辐射贴片包括同心的内部圆形辐射贴片
(2)
和外部环形辐射贴片
(3)
，内部圆形辐射贴片
(2)
的外沿与外部环形辐射贴片
(3)
的内沿之间具有间隙，在该间隙内设置环形金属墙
(5)
，且所述环形金属墙
(5)
与外部环形辐射贴片
(3)
的内沿之间具有环形缝隙
(4)
；同轴探针
(8)
贯穿内部圆形辐射贴片
(2)
的中心设置，在内部圆形辐射贴片
(2)
蚀刻有中心对称的若干弧形缝隙
(6)
，同轴探针
(8)
用于抑制非全向模式的产生，同时激励出全向模式，弧形缝隙
(6)
用于阻抗匹配
。2.
根据权利要求1所述的一种宽带双频多模全向天线，其特征在于，所述环形金属墙
(5)
内侧紧贴着内部圆形辐射贴片
(2)
，外侧与外部环形辐射贴片
(3)
间隔环形缝隙
(4)
，底部紧接着介质层
(1)
上层，上部超过内部圆形辐射贴片
(2)
和外部环形辐射贴片
(3)
一定高度
。3.
根据权利要求1所述的一种宽带双频多模全向天线，其特征在于，所述弧形缝隙
(6)
设置四个，弧形缝隙
(6)
为扇形结构
。4.
根据权利要求3所述的一种宽带双频多模全向天线，其特征在于，所述弧形缝隙
(6)
与环形缝隙
(4)
保持在同一水平面上，围绕内部圆形金属贴片
(2)
中心依次旋转并蚀刻，旋转角度为
90
°
。5.
根据权利要求4所述的一种宽带双频多模全向天线，其特征在于，所述同轴探针
(8)
的位置位于四组弧形缝隙
(6)
的中心，用于向圆形辐射贴片直接馈电
。6.
根据权利要求1所述的一种宽带双频多模全向天线，其特征在于，所述内部圆形辐射贴片
(2)、
外部环形辐射贴片
(3)、
环形缝隙
(4)
和环形金属墙
(5)
共圆心
。7.
根据权利要求1所述的一种宽带双频多模全向天线，其特征在于，所述环形金属墙
(5)
的宽度小于所述外部环形辐射贴片
(3)
的内半径与所述内部圆形辐射贴片
(2)
的内半径之差，用于改善天线的高频辐射方向图；所述环形金属墙
(5)
顶部设置安装孔
(7)
，安装孔
(7)
为四个，旋转对称放置，分别位于水平轴和垂直轴上；所述环形缝隙
(4)
的宽度等于所述外部环形辐射贴片
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘能武，黄冰冰，云宇，傅光，万继响，孙胜，亢振军，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：