CN101651258B - 宽带全向天线的改进结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽带全向天线的改进结构，其包括并馈宽频馈电网络和与此并馈宽频馈电网络相连接的复数组宽带振子组，各宽带振子组分别包括依次设置的第一辐射体、第二辐射体和寄生振子，各宽带振子组的首尾分别设置有扼流管，各第一辐射体、第二辐射体、寄生振子和扼流管分别共线连接固定于一金属支撑管上；并馈宽频馈电网络的同轴馈线的内导体分别与各宽带振子组的第一辐射体或第二辐射体电连接，此同轴馈线的外导体与金属支撑管电连接。本发明的有益效果在于：由于辐射体、寄生振子、扼流管和金属支撑管共线排列，同轴馈线集成在辐射体内部，使得天线不圆度非常好，满足了宽带低驻波的同时实现天线体积小型一体化，并馈的宽带馈电网络，在抗干扰的同时提高了覆盖区域的信号质量。

Description

宽带全向天线的改进结构

技术领域

本发明涉及一种宽带全向天线，适用于宽带数字电视MUDS和CDMA、GSM移动通信室外基站或直放站。

技术背景

一般U波段电视频道使用的全向天线体积都比较庞大，通常采用多个平板天线组合而成，馈电网络非常复杂，带宽窄、成本高架设不便。天线在安装过程中对安装人员素质和安装条件要求较高，稍微有些差错直接影响覆盖效果。这种组合拼装的全向天线在多个平板天线之间会形成干涉区域，水平面方向图呈莲花形，不圆度通常大于4dB，要实现1dB以内的不圆度是很困难的。随着地面数字电视的蓬勃发展，该类型天线已经不能满足天线体积小，增益高，带宽宽等要求；同时随着MUDS数字电视站点越来越多，站点之间的干扰会越来越严重，在满足覆盖要求的同时又不能干扰到其它站点，这就要求天线可以很灵活的调整方向和下倾角度，这些都是目前天线不能达到的。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽带全向天线的改进结构，其能够在天线体积小、功率容量大、辐射性能要求较高的宽频带中良好工作，并在天线正常工作的同时能解决站点间干扰问题的特点。

为了解决上述技术问题、本发明的技术方案是这样的：宽带全向天线的改进结构，包括并馈宽频馈电网络和与此并馈宽频馈电网络相连接的复数组宽带振子组，上述各宽带振子组分别包括依次设置的第一辐射体、第二辐射体和寄生振子，上述各宽带振子组的首尾分别设置有扼流管，上述各第一辐射体、第二辐射体、寄生振子和扼流管分别共线连接固定于一金属支撑管上；上述并馈宽频馈电网络的同轴馈线的内导体分别与上述各宽带振子组的第一辐射体或第二辐射体电连接，此同轴馈线的外导体与上述金属支撑管电连接。

相邻的上述宽带振子组中的上述第一辐射体之间或上述第二辐射体之间或上述寄生振子之间相距为频带中心频率0.7-1λ。

相邻的上述扼流管之间的间距为频带中心频率0.7-1λ。

上述各第一辐射体、第二辐射体、寄生振子和扼流管同方向的一端分别通过金属连接件固定于上述金属支撑管上。

上述第一辐射体、第二辐射体、寄生振子和扼流管皆为壁厚0.2-3mm、直径30-80mm的空心金属圆管。

上述金属支撑管的直径为5-16mm。

还包括罩设于上述同轴线宽频馈电网络和复数组宽带振子组外的玻璃钢外罩，此玻璃钢外罩的底部设置有安装夹具和接插件。

采用上述方案后，本发明相对于现有技术的有益效果在于：由于辐射体、寄生振子、扼流管和金属支撑管共线排列，同轴馈线集成在辐射体内部，使得天线不圆度非常好，可以小于±0.5dB不圆度，优于现有技术的±2dB；满足了宽带低驻波的同时实现天线体积小型一体化，安装架设非常方便，只需保持天线垂直安装既可；并馈的宽带馈电网络，在抗干扰的同时提高了覆盖区域的信号质量；天线宽频带工作可发送更多的节目。因此通过采用上述结构和方式，解决了在要求天线体积小安装方便、功率容量大频率范围较宽并且全向覆盖时，覆盖区信号不均匀、天线越区干扰的问题，就可提供一种成本低、结构简捷安装方便能够在天线体积小、功率容量大辐射性能要求较高的天线。

本发明的宽带全向天线，可在450-1500MHz任意28％左右的频率带宽内，其电压驻波比VSRW＜1.5。选择不同的宽带振子组数目可得到不同的增益。常用2组、4组、6组、8组宽带振子组实现5dB、8dB、9dB、10dB的增益。

附图说明

图1是本发明的结构剖示图；

图2是本发明中并馈宽频馈电网络的结构示意图；

图3是本发明中一组宽带振子组的结构示意图；

图4是本发明中两组宽带振子组和并馈宽频馈电网络的结构示意图；

图5是本发明的驻波图；

图6是本发明频带在660MHz的垂直面方向图；

图7是本发明频带在750MHz的垂直面方向图；

图8是本发明频带在820MHz的垂直面方向图；

图9是本发明频带在880MHz的垂直面方向图；

图10是本发明频带在660MHz的水平面方向图；

图11是本发明频带在750MHz的水平面方向图；

图12是本发明频带在820MHz的水平面方向图；

图13是本发明频带在880MHz的水平面方向图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的宽带全向天线的改进结构，如图1、2、3、4所示，包括并馈宽频馈电网络和与并馈宽频馈电网络相连接的复数组宽带振子组，各宽带振子组分别包括依次设置的辐射体6、辐射体5和寄生振子4，各宽带振子组的首尾分别设置有扼流管3，即，各宽带振子组的辐射体6的前方和寄生振子4的后方分别设置有扼流管3，各扼流管3、辐射体6、辐射体5和寄生振子4同方向的一端分别通过金属连接件2固定在中心金属支撑管1上，而且，各扼流管3、辐射体6、辐射体5和寄生振子4以中心金属支撑管1为中心共线排列。

辐射体5、辐射体6、寄生振子4、扼流管3均为空心金属圆管，直径为30-80mm，壁厚为0.2-3mm；中心金属支撑管1的直径为5-16mm，可空心也可以实心。

相邻的宽带振子组中，辐射体6与辐射体6或者辐射体5与辐射体5之间或者寄生振子4与寄生振子4之间相距为频带中心频率0.7-1λ。

相邻的扼流管3之间的间距为频带中心频率0.7-1λ。

如图2所示，并馈宽频馈电网络主要由低损耗主馈线12、不等幅同轴线功率分配器10、阻抗变换同轴线11和8，分馈同轴线9、开路同轴线13和振子馈电同轴线7组成。射频能量经过主馈线12的内导体和阻抗变换同轴线11的内导体相连，经过不等幅同轴线功率分配器10，再与分馈同轴线9、阻抗变换同轴线8和振子馈电同轴线7相连，直接馈送到宽带振子组中的辐射体5。同轴主馈线12传送的射频能量，通过阻抗变换同轴线11和10不等副传输给同轴线9。射频能量经过阻抗变换同轴线8转换阻抗后，分别传送给振子馈电同轴线7，再通过辐射体5把射频能量辐射出去。相邻宽带振子组的辐射体的同轴线7直接相连，通过λ/4的同轴线转换阻抗。两组宽带振子组的同轴线7两两相对排列，以实现并馈宽带馈电网络制作简捷化和电缆最短化。在所有同轴线结合部、可以根据阻抗情况设置开路枝节同轴线或短路同轴线。

在实际操作中，并馈宽频馈电网络的同轴线7外导体于与中心金属支撑管1平行紧密焊接在一起，中心金属支撑管1作为公共地端。

上述各同轴线为低损耗同轴电缆，直径为3-8mm。改变主馈线12的直径可实现大功率。

如图3所示，同轴线7的射频能量直接作用在辐射体5和6上面，在辐射体5和6之间形成窄带辐射；辐射体5向上的电流再通过寄生振子4拓展带宽构成宽带振子组的辐射部分。

如图3和图4所示，辐射体5、6和寄生振子4辐射的能量，通过中心金属支撑管1往两边耦合，在中心金属支撑管上形成辐射电流。扼流管3位于相邻宽带振子组之间，通过调节扼流管3的长度可以抑制住这种电流，使相邻宽带振子组实现隔离，电性能互不影响。

如图5所示，本发明的宽带全向天线在660-880MHz频带内，电压驻波比小于1.5。

图6中，天线参数如下：测试频率：660MHZ；极化模式：垂直；波束状态：垂直波束主极化；波半宽度：20.79°。

图7中，天线参数如下：测试频率：750MHZ；极化模式：垂直；波束状态：垂直波束主极化；波半宽度：13.8°。

图8中，天线参数如下：测试频率：820MHZ；极化模式：垂直；波束状态：垂直波束主极化；波半宽度：15.42°。

图9中，天线参数如下：测试频率：880MHZ；极化模式：垂直；波束状态：垂直波束主极化；波半宽度：12.48°。

图10中，天线参数如下：测试频率：660MHZ；极化模式：垂直；波束状态：水平波束主极化；不圆度：±0.33。

图11中，天线参数如下：测试频率：750MHZ；极化模式：垂直；波束状态：水平波束主极化；不圆度：±0.46。

图12中，天线参数如下：测试频率：820MHZ；极化模式：垂直；波束状态：水平波束主极化；不圆度：±0.43。

图13中，天线参数如下：测试频率：880MHZ；极化模式：垂直；波束状态：水平波束主极化；不圆度：±0.48。

如图6-13可以看出，本发明的宽带全向天线在660-880MHz、28％的频率带宽内方向图差异不大，这说明在要求天线体积小安装方便、功率容量大频率范围较宽时，天线都可以正常工作，真正实现天线的大功率、宽带小型化。

如图1所示，还包括罩在并馈宽频馈电网络和各宽带振子组外的玻璃钢外罩A，以及安装夹具B，中心金属支撑管1底部和玻璃钢外罩A一同固定在安装夹具B上。玻璃钢外罩A顶部设有防雷金属帽C，金属帽C和中心金属支撑管1连接在一起，实现防雷和防水。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。

Claims (7)

1.宽带全向天线的改进结构，包括并馈宽频馈电网络和与此并馈宽频馈电网络相连接的复数组宽带振子组，其特征在于：上述各宽带振子组分别包括依次设置的第一辐射体、第二辐射体和寄生振子，上述各宽带振子组的首尾分别设置有扼流管，上述各第一辐射体、第二辐射体、寄生振子和扼流管分别共线连接固定于一金属支撑管上；上述并馈宽频馈电网络的同轴馈线的内导体分别与上述各宽带振子组的第一辐射体或第二辐射体电连接，此同轴馈线的外导体与上述金属支撑管电连接。

2.根据权利要求1所述的宽带全向天线的改进结构，其特征在于：相邻的上述宽带振子组中的上述第一辐射体之间或上述第二辐射体之间或上述寄生振子之间相距为频带中心频率0.7-1λ。

3.根据权利要求1所述的宽带全向天线的改进结构，其特征在于：相邻的上述扼流管之间的间距为频带中心频率0.7-1λ。

4.根据权利要求1所述的宽带全向天线的改进结构，其特征在于：上述各第一辐射体、第二辐射体、寄生振子和扼流管同方向的一端分别通过金属连接件固定于上述金属支撑管上。

5.根据权利要求1所述的宽带全向天线的改进结构，其特征在于：上述第一辐射体、第二辐射体、寄生振子和扼流管皆为壁厚0.2-3mm、直径30-80mm的空心金属圆管。

6.根据权利要求1所述的宽带全向天线的改进结构，其特征在于：上述金属支撑管的直径为5-16mm。

7.根据权利要求1所述的宽带全向天线的改进结构，其特征在于：还包括罩设于上述同轴线宽频馈电网络和复数组宽带振子组外的玻璃钢外罩，此玻璃钢外罩的底部设置有安装夹具和接插件。

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