一种低剖面移动通信室内覆盖贴片天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低剖面移动通信室内覆盖贴片天线，包括在介质板一面上金属贴片和与金属贴片相连接的微带渐变线构成辐射单元、金属接地板，其特征在于：所述的金属接地板设在介质板的另一面，并通过同轴接头与辐射单元进行耦合，所述的微带渐变线与金属接地板之间设有ＬＣ匹配网络；采用上述结构，具有以下优点：１、在实现微带贴片天线的超宽带特性，又体现了微带天线的低剖面特性，特别是在驻波比小于１．４的情况下满足８０６－２７００Ｍ移动通信可用频段。２、无需组阵、单端口馈电无需复杂的馈电系统的贴片天线，即可实现多频、宽带和低剖面。３、两个频段完全满足８０６ＭＨｚ－２７００ＭＨｚ无线通信系统频段的要求。该微带天线制作简单，运行成本低，适合批量生产。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及移动通信系统和通用系统频域的室内覆盖天线，特别涉及一种覆 盖在800-2700MHZ所有可用频段的低剖面移动通信室内覆盖贴片天线。技术背景。目前，随着3G时代的到来，在移动通信领域要求通用功能的一体化、增益小，布局 的小型化、密集化方向发展。这就要求天线具有多频、宽带、小体积等特征。以往的室内覆 盖天线存在剖面高，制造工艺复杂等缺陷，有的只包括其中的一到两个频段。这样天线制造 成本高，难以与建筑物融为一体。当今，天线领域(特别是微带天线)的研究热点是宽带、多频、小型化等方面。但 大部分研究都集中在3. IGHz-IIGHz超宽带微带天线的研究，而对无线通用频段的应用主 要还在传统的三维天线。室内覆盖天线需求大，传统的室内覆盖天线已不适应时代发展要 求。由于微带贴片天线的独特优点，国际上已经开始对微带天线在室内覆盖分布上进行研 发，成功案例已经投入市场，但在这些产品中，都有一个共同特点，驻波比要比传统天线要 差(传统天线的驻波比标准是小于1. 5)，而现在已设计的运用于室内覆盖系统的微带天线 驻波比标准均大于1. 5。我们国家室内分布驻波比的标准是小于1. 5。同时天线的尺寸也 比较大。专利技术专利ZL200510024288. 7揭示了一种超宽带平面单极天线，该天线由介质板 上印刷单极天线板、共面金属地板和内嵌式馈电线构成，单极天线板为椭圆形贴片、或圆形 贴片、或圆环形贴片；内嵌式馈电线为共面波导导带贴片；共面金属地板为梯形金属贴片， 此金属贴片分割为左右两片而贴置于共面波导导带贴片的两旁。上述的结构为共面波导的 传输机理，在本技术所在的频带范围内增益和驻波比难以达到移动通信网络使用的要 求。同时两者的频带宽度不同，其为超宽带，该天线如果用着移动通信室内覆盖，其带外的 抗干扰性能较差。同时该天线采用侧馈方式馈电，不符合移动通信室分天线使用习惯。天 线采用了共面波导渐变馈电方式，增加了额外的调节尺寸，使得仿真和设计难度增加，对性 能的稳定性有一定影响。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种制作简单、成 本低、可以覆盖移动通讯系统的各个通用频段、驻波比小于1.4的低剖面移动通信室内覆 盖贴片天线。微带天线的一个主要的缺点是工作频带比较窄，一般典型微带天线的相对驻波比 带宽只有在2 5%左右。为展宽其驻波比带宽，天线工作者做了大量的研究，提出了多种 增大微带天线驻波比带宽的方法，概括起来主要包括四种途径1.降低等效谐振回路的Q值，如，E. chang等通过实验用增加基片厚度的方法，可 得到20%的微带天线工作带宽；32.修改等效电路，附加寄生贴片、采用电磁耦合馈电等，如，Y.uhinand和 A. Hessell在探针耦合的微带天线上加一个尺寸微小的寄生单元，可得到20 — 30%的工作 带宽；3.附加阻抗匹配网络，如，H. M. An等在微带天线输入端与微带馈线之间加入一个 电抗匹配网络，可以得到17%的天线工作带宽；4.随着对微带天线研究的深入，人们改进或发展了一些新的方法。例如采用高介 电常数e，并在介质板上开孔的方法，即降低了 Q值，又兼顾了高介电常数带来的天线小型 化优点；在矩形微带贴片线上开U形槽，由于缝隙引入附加谐振，同时也引入了容抗，抵消 了探针的感抗，因得到宽带效果，这种贴片天线可以获得47%的阻抗带宽；采用L形金属带 对单层片天线馈电可以得到49%的阻抗带宽(vswR ( 2)，而通过改进，将L形金属带改为 斜坡形状，则带宽可以展宽到53% ；采用共面波导或者微带通过缝隙耦合馈电，同样得到带 宽的扩展。新型美化室内覆盖天线具有广泛的市场前景。传统的单极子天线具有超宽带特 性，把此理念运用于微带天线的设计，同样具有宽频特性。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是一种低剖面移动通信室内覆盖贴 片天线，包括在介质板一面上金属贴片和与金属贴片相连接的微带渐变线构成辐射单元、 金属接地板，其特征在于所述的金属接地板设在介质板的另一面，并通过同轴接头与辐射 单元进行耦合，所述的微带渐变线与金属接地板之间设有LC匹配网络；所述的LC匹配网络，用于调整移动频率，获得最佳移动通信频率范围。所述的微带渐变线为带状贴片与金属贴片连接处至馈电口为梯形。所述的微带渐变线带状贴片与金属贴片连接处至馈电口为阶梯形。所述的同轴接头设在金属接地板上，同轴接头的外导体与接地板相连接，其内导 体与辐射单元的馈电口相连接。为了降低天线的实际物理高度，便于安装，本技术应用 背部馈电，SMA(N形或者用同轴线)连接头相连。力求天线隐形效果好。所述的金属贴片为椭圆形或类圆形，金属接地板为梯形或类梯形。所述的金属贴片为椭圆形贴片时，其椭圆形横轴a小于金属接地板梯形下底宽 度，椭圆形横轴a与纵轴b之比为0. 2-7。所述金属接地板为类梯形时，其高度H1+H2为最长工作波长的0. 1-0. 5倍，其下底 宽度为其高度的0. 7-1. 6倍，类梯形顶部为最短工作波长的0. 1-0. 5倍。所述的介质板上对称地设有四只调谐螺钉，并起到固定作用。利用单极子天线和有限接地面的结构，依据相关宽频原理，把其应用于微带天线， 从而实现对当前使用的公共移动通信频段(806MHz——2700MHz)进行全覆盖。也就是说本 技术实用于通用无线通信系统。比以往的天线更小、更薄。一种低剖面移动通信室内覆盖贴片天线，由于采用上述结构，与现有技术相比， 具有以下优点(1)在实现微带贴片天线的超宽带特性，又体现了微带天线的低剖面特性， 特别是在驻波比小于1. 4的情况下满足806-2700M移动通信可用频段。(2)采用有别于 传统设计思路，同时设计出多频、宽带、低剖面贴片天线，无需组阵、单端口馈电无需复杂 的馈电系统的贴片天线，即可实现多频、宽带和低剖面。(3)在原有单极子天线理论的基 础上，成功应用于微带天线的设计，在保证微带天线低剖面的基础上，两个频段完全满足 806MHz-2700MHz无线通信系统频段的要求。该微带天线制作简单，运行成本低，易于实现，可工作于通用通信系统的各个频段，适合批量生产。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明；图la、图lb，为本技术低剖面移动通信室内覆盖贴片天线结构示意图；图2、图3为本技术驻波比曲线图；图4为本技术低频段方向图；图5为本技术高频段方向图；在附图说明图1中，1、金属贴片；2、微带渐变线；3、金属接地板；4、介质板；5、同轴接头；7、 LC匹配网络。具体实施方式如图1所示，一种低剖面移动通信室内覆盖贴片天线，包括在介质板4 一面上金属 贴片1和与金属贴片1相连接的微带渐变线2构成辐射单元，和金属接地板3 —起构成单 极天线金属主体，所述的金属接地板3设在介质板4的另一面，并通过同轴接头5与辐射单 元进行耦合。所述的微带渐变线2为带状贴片，与金属贴片1连接处至馈电口为梯形。所 述的同轴接头5设在金属接地板3上，同轴接头5的外导体与金属接地板3相连接，其内导 体与辐射单元的馈电口相连接。天线正面腐蚀成50欧姆微带线连接微带渐变线与类圆形 金属贴片1相连(覆铜部分)，相当于单极子。根据单极子天线的基本原理，利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低剖面移动通信室内覆盖贴片天线，包括在介质板（４）一面上金属贴片（１）和与金属贴片（１）相连接的微带渐变线（２）构成辐射单元、金属接地板（３），其特征在于：所述的金属接地板（３）设在介质板（４）的另一面，并通过同轴接头（５）与辐射单元进行耦合，所述的微带渐变线（２）与金属接地板（３）之间设有ＬＣ匹配网络（７）；　　所述的ＬＣ匹配网络（７），用于调整移动频率，获得最佳移动通信频率范围。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴进明，方珅，晋奇明，周敏，梁广俊，孔令兵，吴鹏飞，
申请(专利权)人：芜湖睿尔科技有限公司，中国移动通信集团安徽有限公司芜湖分公司，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]