CN100559652C

CN100559652C - 超宽频带室内美化吸顶天线

Info

Publication number: CN100559652C
Application number: CNB2006100081536A
Authority: CN
Inventors: 董政; 吴进波
Original assignee: Shenzhen Guoren Communication Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Guoren Communication Co Ltd
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: CN1822433A

Abstract

一种超宽频带室内美化吸顶天线，包括介质天线罩，置于天线罩内的空腔锥形辐射体、接地金属反射板、固定连接于辐射体底部和反射板之间的中通的介质体，其辐射体外间隔一距离处设置有位于接地金属反射板上方并环绕辐射体的金属耦合结构，该金属耦合结构的形状可配合辐射体的形状以耦合辐射体所发射的信号，该金属耦合结构的具体形状和位置由天线的性能要求确定，辐射体、金属耦合结构及接地金属反射板其中至少有一个与另两者以导体连接。其可在800MHz-4000MHz频带内全频工作，实现阻抗匹配和高增益，同时该吸顶天线高度低、体积较小而便于美化，且其结构简单实用。

Description

超宽频带室内美化吸顶天线

技术领域

本发明涉及一种吸顶天线，特别涉及一种超宽频带室内美化吸顶天线。

背景技术

当今通信技术持续高速发展，在短短几十年间，世界上的移动通信网络，已经发展到了第3代。当今的通信网络不仅能够给人们提供语音服务，还可以提供数据和因特网服务，以及其它一些增值业务。移动通信网络技术逐步满足人们不断提高的生活和工作的要求。为了提供更高质量的网络服务，移动业务运营商提出了全覆盖、无缝覆盖的概念，不断加大网络建设的投入。但是同时也带来了大量负面问题：天线裸露在建筑物内部，给越来越注重“绿色环保”的居民带来一种不安全感，导致他们对无线电波产生抵触，从而增加了无线网络建设的难度。

在室内覆盖系统中，“室内天线”是非常重要的部分，它起着室内移动通信终端与室外移动通信网络信号连接的作用。在“室内天线”中，吸顶天线是使用量很大的一种，其振子通常采用单锥或双锥的形式。对于现有的单锥或双锥吸顶天线来说，其锥体高度通常约为最低工作频率的四分之一波长左右，在GSM和CDMA频段使用时，其高度约为90mm。如果把这种高度的天线安装在室内，很容易被用户注意到，影响了环境的美观，使人们产生抵触心理。美化吸顶天线就是在这样的新要求下产生的。所谓“美化天线”，也可称作“伪装天线”，即在不增大传播损耗的情况下，通过各种手段对天线的外表进行伪装、修饰来达到美化的目的，既美化了视觉环境，也减少了居民对无线电磁环境的恐惧和抵触，同时也可以延长天线的使用寿限，保证通信的质量。所以降低天线的高度以美化天线罩的外形，已经成为室内吸顶天线的发展趋势。

同时为了节约投资成本，避免工程的重复建设，运营商希望天线可以工作在尽可能宽的频带范围内，这样可以减少投资成本，减少工程中天线的安装数量。特别是随着中国3G时代的到来，更多的频段将被开放使用，而现有的吸顶天线往往只能工作在一到两个频段，无法满足网络优化工作的多样性要求。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，为了满足终端用户和运营商的要求，本发明的目的在于提供一种用于移动通信的超宽频带室内美化吸顶天线，其可在800MHz-4000MHz频带内全频工作，覆盖CDMA(824MHz～894MHz)、GSM(870MHz～960MHz)、DCS(1710MHz～1880MHz)、PHS(1850MHz～1990MHz)、WCDMA(1920MHz～2170MHz)、TD-SCDMA(1920MHz～2170MHz)、CDMA2000(1920MHz～2170MHz)、WLAN(2400MHz～2484MHz)等多个通信频段，在全频段实现阻抗匹配和高增益，同时该吸顶天线高度低、体积较小而便于美化，而且其结构简单实用。

为实现上述目的，本发明提供一种用于移动通信的超宽频带室内美化吸顶天线，包括介质天线罩，置于天线罩内的空腔锥形辐射体、接地金属反射板、固定连接于辐射体底部和反射板之间的中通的介质体，其相对于现有室内吸顶天线做出改进的地方在于，辐射体外间隔一距离处设置有位于接地金属反射板上方并环绕辐射体的金属耦合结构，该金属耦合结构的形状可配合辐射体的形状以耦合辐射体所发射的信号，该金属耦合结构的具体形状和位置由天线的性能要求确定，辐射体、金属耦合结构及接地金属反射板其中至少有一个与另两者以导体连接。

该金属耦合结构通过若干支撑片来固定位置，支撑片一端固定于接地金属反射板上，另一端固定在金属耦合结构上，支撑片采用金属制成，在起支撑作用的同时可短接金属耦合结构和金属接地板，支撑片的尺寸、弯折形状、在金属耦合结构及接地金属反射板上的分布均可根据天线的性能及阻抗匹配要求确定，通常由天线的对称性要求，为简化设计，支撑结构也设计为对称的形式。也可根据实际需求，选择其他固定方式。

金属耦合结构和辐射体之间连接有若干桥接短路片，使两者导体相连，桥接短路片位置、尺寸可根据天线性能及阻抗匹配要求确定。也可以选择在辐射体和接地金属反射板之间连接有若干桥接短路片，使两者导体相连，其位置、尺寸可根据天线性能及阻抗匹配要求确定。由于前面已通过金属支撑物实现耦合结构和接地板之间的导体连接，这样便实现辐射体、金属耦合结构及接地金属反射板其中至少有一个与另两者以导体连接。根据实际需要也可选择其他连接方式。

空腔锥形辐射体的顶部可变形为圆环状，以实现更好的效果。

该金属耦合结构可以为一环绕辐射体的圆环形金属耦合圈，该金属耦合圈环绕于所述辐射体的顶部，其尺寸及相对辐射体位置由天线性能及阻抗匹配要求确定。

支撑结构可以为四个金属支撑片，按四分之一圆周的间隔分布在耦合圈及接地金属反射板上，四个支撑片的结构完全相同或两相对的支撑片互相对称，一桥路短接片连接金属耦合圈和辐射体圆环状顶部。

该金属耦合圈还可以变形为有缺口的圆圈、由圆圈断开而形成的数个圆弧或表面具有凸凹结构的圆圈，根据实际需要，还可选择其他变形形式。

上述的吸顶天线，其空腔锥形辐射体锥角为90度，高度约为60mm，中通的介质体为中心打孔的圆柱形介质，其高度约为5mm，直径约为15mm，接地金属反射板为圆形接地金属反射板，其直径约为180mm，金属耦合圈外径约为120mm，厚度约为3mm，其下边缘相对所述的金属反射板高度约为40mm，以上尺寸都可以进行优化，来达到天线性能要求以及最佳的宽频阻抗匹配效果。

本发明的吸顶天线，其介质天线罩采用透光材料制成，在天线罩和空腔锥形辐射体之间设置发光装置，将吸顶天线伪装成吸顶灯，实现美化效果。

按照本发明的设计方案，经优化设计，对各组件选取合适的位置及尺寸，可制出能够工作在800MHz-4000MHz超宽频带范围内的性能优越的吸顶天线，同时其锥体尺寸可缩小为60mm左右，不但尺寸远小于现有的90mm宽带吸顶天线，工作频带也更宽，同时因为尺寸较小，从而易于美化，其内部结构也十分简单实用，易于生产制造。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图的简要说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1所示为本发明一较佳实施例的结构示意图；

图2所示为本发明较佳实施例中的金属耦合圈的示意图；

图3所示为本发明较佳实施例中的超宽频带室内美化吸顶天线的驻波比-频率曲线图；

图4所示为本发明所采用的金属耦合圈的一变化形式的示意图；

图5所示为本发明所采用的金属耦合圈的又一变化形式的示意图；

图6所示为本发明所采用的金属耦合圈的又一变化形式的示意图；

图7所示为本发明所采用的金属耦合圈的又一变化形式的示意图；

图8所示为本发明所采用的金属耦合圈的又一变化形式的示意图；

图9所示为本发明所采用的金属耦合圈的又一变化形式的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定目的所采取的技术手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，应当可由此得到深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

图1所示为本发明一较佳实施例的结构示意图。如图所示，其中，现有的室内吸顶天线包括空腔锥形辐射体10、接地金属反射板20以及介于空腔锥形辐射体10和接地金属反射板20之间的中通介质体(图未示出)，覆盖于外的介质天线罩(图未示)。在此基础上，本发明的超宽频带室内美化吸顶天线，在辐射体10外间隔一距离处设置有位于接地金属反射板20上方并环绕辐射体10的环形金属耦合圈30，图2所示为该金属耦合圈30的示意图。支撑该金属耦合圈30的支撑片50和支撑片51，本实施例中采用4片支撑片，两两对称，支撑片50和支撑片51弯折形状略有不同，为简化设计，也可采用完全相同的形状的支撑片或增减支撑片的数目。在本较佳实施例中，支撑片均采用金属制成，起到以导体连接金属耦合圈30和接地金属反射板20的作用，金属耦合圈30和辐射体10之间还连接有一桥路短接片40，使两者短接。也可以采用其它的方式来短接，例如在辐射体10和接地金属反射板20之间连接金属片。本实施例中的金属耦合圈30可配合辐射体10以耦合辐射体10所发射的信号，从而起到加强天线性能的作用，在减小了锥形辐射体10的高度的情况下，支持在更宽的频带范围内工作。

在此较佳实施例中空腔锥形辐射体进一步采用顶部变形为圆环状的辐射体，其锥角为90度，总体高度约为60mm，顶部变形为环状的部分高度约为20mm，环形部分直径约为75mm，中通的介质体为中心打孔的圆柱形介质，其高度约为5mm，直径约为15mm，所述接地金属反射板为圆形接地金属反射板，其直径约为180mm，所述的金属耦合圈外径约为120mm，厚度约为3mm，其宽度约为15mm，其下边缘相对所述的金属反射板高度约为40mm，所述的尺寸都可以进行优化，来达到天线性能要求以及最佳的宽频阻抗匹配效果。

图3所示为根据本发明较佳实施例所制成的室内吸顶天线的驻波比-频率曲线图，反映了该天线在800MHz-4000MHz频带范围内的工作性能，其中各点：

X1＝0.82GHz	X2＝0.96GHz	X3＝1.70GHz	X4＝2.18GHz	X5＝3.00GHz
X1＝0.82GHz	X2＝0.96GHz	X3＝1.70GHz	X4＝2.18GHz	X5＝3.00GHz	Y1＝1.11	Y2＝1.07	Y3＝1.23	Y4＝1.23	Y5＝1.05

由此可见，本较佳实施例的天线在超宽频带范围内保持了优异的性能。本较佳实施例中吸顶天线各组件的尺寸及位置等均可调整，以满足天线工作的实际需要，来达到天线性能要求以及最佳的宽频阻抗匹配效果。

而且，本发明中的金属耦合结构的形状不仅限于环形的金属耦合圈30，图4至图9显示了对其的变形，如图4中的耦合圈31为带有一个缺口的圆环，图5中的耦合圈32由两个圆弧组成，图6中的耦合圈33由3个圆弧组成，图7中的耦合圈34由4个圆弧组成，图8中所示的耦合圈35为带有突出结构的圆环，图9中所示的耦合圈36为带有凹陷结构的圆环，本发明包括但不仅限于这些变形结构。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims

1、一种超宽频带室内美化吸顶天线，包括介质天线罩，置于天线罩内的空腔锥形辐射体、接地金属反射板、固定连接于辐射体底部和反射板之间的中通的介质体，其特征在于，辐射体外间隔一距离处设置有位于接地金属反射板上方并环绕于所述辐射体的顶部的圆环形金属耦合圈；所述金属耦合圈分别与辐射体及接地金属反射板以导体连接，或者所述接地金属反射板分别与金属耦合圈及辐射体以导体连接。

2、根据权利要求1所述的超宽频带室内美化吸顶天线，其特征在于，所述金属耦合圈通过若干支撑片来固定位置，支撑片一端固定于接地金属反射板上，另一端固定在金属耦合圈上，支撑片采用金属制成，在起支撑作用的同时可短接金属耦合圈和金属接地板，支撑片的尺寸、弯折形状、在金属耦合圈及接地金属反射板上的分布均可根据天线的性能及阻抗匹配要求确定。

3、根据权利要求2所述的超宽频带室内美化吸顶天线，其特征在于，所述金属耦合圈和所述辐射体之间连接有若干桥接短路片，所述桥接短路片位置、尺寸可根据天线性能及阻抗匹配要求确定。

4、根据权利要求2所述的超宽频带室内美化吸顶天线，其特征在于，所述辐射体和接地金属反射板之间连接有若干桥接短路片，其位置、尺寸可根据天线性能及阻抗匹配要求确定。

5、根据权利要求2所述的超宽频带室内美化吸顶天线，其特征在于，所述的空腔锥形辐射体的顶部变形为圆环状。

6、根据权利要求5所述的超宽频带室内美化吸顶天线，其特征在于，所述支撑片为四个金属支撑片，按四分之一圆周的间隔分布在耦合圈及接地金属反射板上，四个支撑片的结构完全相同或两相对的支撑片互相对称，一桥路短接片连接金属耦合圈和辐射体圆环状顶部。

7、根据权利要求1所述的超宽频带室内美化吸顶天线，其特征在于，所述金属耦合圈可以变形为有缺口的圆圈、由圆圈断开而形成的数个圆弧或表面具有凸凹结构的圆圈。

8、根据权利要求1所述的超宽频带室内美化吸顶天线，其特征在于，所述空腔锥形辐射体锥角为90度，高度为60mm，所述的中通的介质体为中心打孔的圆柱形介质，其高度为5mm，直径为15mm，所述接地金属反射板为圆形接地金属反射板，其直径为180mm，所述的金属耦合圈外径为120mm，厚度为3mm，其下边缘相对所述的金属反射板高度为40mm，所述的尺寸都可以进行优化，来达到天线性能要求以及最佳的宽频阻抗匹配效果。

9、根据权利要求1-8中任一所述的超宽频带室内美化吸顶天线，其特征在于，所述介质天线罩采用透光材料制成，在天线罩和空腔锥形辐射体之间设置发光装置，将吸顶天线伪装成吸顶灯，实现美化效果。