CN101694905A

CN101694905A - 一种宽频带全向天线

Info

Publication number: CN101694905A
Application number: CN200910232815A
Authority: CN
Inventors: 邢红兵; 徐燕; 李渠塘; 李迎松
Original assignee: Jiangsu Antenai Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Antenai Technology Co Ltd
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2010-04-14

Abstract

本发明公开了一种小型化、结构简单、成本低廉的宽频带全向天线，能满足移动通信行业发展需要。包括主馈线、功分器、中心支撑杆、多个辐射单元，与多个辐射单元数量相等的馈电电缆。辐射单元由圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分组成，圆盘形辐射部分位于锥形面辐射部分的锥顶；中心支撑杆穿过各辐射单元中心，各辐射单元沿中心支撑杆等间距分布；主馈线与功分器输入端连接，功分器将主馈线信号分配至与功分器输出端连接的各馈电电缆，各馈电电缆长度相等，沿中心支撑杆延伸与各自对应的辐射单元连接，在锥顶处馈电电缆外导体与锥形面辐射部分连接，内导体与圆盘形辐射部分连接，形成等幅同相并联馈电结构。

Description

一种宽频带全向天线

技术领域

本发明涉及一种通信用天线，尤其涉及一种发射和接收无线电信号的宽频带全向天线，属于无线通信设备技术领域。

背景技术

现有的天线产品大多是针对不同的工作频段进行设计的，一般尺寸和体积都比较大，各不相同的通信系统独立设计，能否兼容或兼容的程度取决于天线系统的带宽及成本，而且大多是定向天线产品。虽然也有为数不多的宽频带全向天线产品，但是结构复杂、设计繁琐、通用性差、加工成本高，且性能存在一定的缺陷。例如双锥天线和单极子天线以其较好的宽频带特性得到了广泛的应用，但是其制作较为复杂，成本较高，带宽也不能很好的满足移动通信(800～2500MHz)的需求。随着无线电通信设备和电子信息设备朝着多功能化、小型化、超宽带以及与周围环境友好协调的方向发展，小型化、宽频带全向天线的设计成为国内外移动通信行业研究的热点课题。它涉及到天线的宽带阻抗匹配技术，小天线外形的优化设计，适合于不同小区信号覆盖的小天线宽带匹配网络的设计以及多频带共用天线的集成设计等技术难题，但是把多个频段的天线集成为一种天线结构是当今技术发展的一种趋势，也是实现设备小型化的推动力量。因此，开发出小型化、结构简单、成本低廉的宽频带全向天线十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型化、结构简单、成本低廉的宽频带全向天线，以满足移动通信行业发展的迫切需要。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种宽频带全向天线，包括主馈线、功分器、中心支撑杆、多个辐射单元(2个以上)，与多个辐射单元数量相等的馈电电缆。所述辐射单元由圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分组成，圆盘形辐射部分位于锥形面辐射部分的锥顶；所述中心支撑杆穿过各辐射单元的中心，各辐射单元沿中心支撑杆等间距分布；所述主馈线与功分器输入端连接，功分器将主馈线信号分配至与功分器输出端连接的各馈电电缆，各馈电电缆长度相等，沿中心支撑杆延伸与各自对应的辐射单元连接，在锥顶处馈电电缆外导体与锥形面辐射部分连接，内导体与圆盘形辐射部分连接，形成等幅同相并联馈电结构。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

所述辐射单元采用薄铜箔制作而成。

所述辐射单元的圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分采用若干根导线组成辐射圆盘和辐射锥面结构。

所述辐射单元的锥体母线与中心轴线的夹角在25°～45°之间。

所述辐射单元的圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分之间有一个聚四氟乙烯介质圆环，支撑住圆盘形辐射部分。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单、成本低廉，最大口径(即天线的最大宽度)为108mm，远远小于正常的λmax/2，便于实现小型化，等幅同相并联馈电结构有效地避免了垂直面方向图发生畸变，带宽能很好地满足移动通信(800～2500MHz)的要求。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1所示，本发明包括主馈线12、一分二的功分器9、中心支撑杆10、辐射单元1和辐射单元13，馈电电缆6和馈电电缆7。来自收发信机的通信信号沿着主馈线12通过固定板3与一分二的功分器9的输入端口连接在一起，一分二的功分器9的输出端口分成两路，分别与馈电电缆6和7连接，辐射单元1和13均由圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分组成，圆盘形辐射部分位于锥形面辐射部分的锥顶。中心支撑杆10穿过两个辐射单元的中心，辐射单元1和13沿中心支撑杆10等间距分布，两根馈电电缆6和7的长度相等，形成等幅同相馈电结构。两根馈电电缆6和7沿中心支撑杆10进入辐射单元的锥体内部，馈电电缆6穿过辐射单元1的锥形面辐射部分，给辐射单元1馈电，在锥顶处馈电电缆6的外导体与锥形面辐射部分15连接，内导体与圆盘形辐射部分14连接。同样，馈电电缆7穿过辐射单元13的锥形面辐射部分给辐射单元13馈电，在锥顶处馈电电缆7的外导体与锥形面辐射部分16连接，内导体与圆盘形辐射部分2连接。这样来自通信收发信机的信号激励两个辐射单元，并在辐射体表面产生表面电流，进而向自由空间辐射电磁波，电磁波穿过PVC天线罩4，向自由空间辐射能量。另外，位于辐射单元圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分之间的聚四氟乙烯介质圆环5，束缚部分能量，避免因馈电探针过长引起的电感效应，并起到很好的支撑辐射圆盘的作用。支撑介质8，固定装置3和紧固铆钉11，把天线牢固的固定在PVC天线罩4中，使天线能稳定的工作在所设计的频段内，从而保证通信质量。

与普通的双锥天线和单极子天线相比，该天线总宽度通常为设计通信频带的下限频率的半个波长，为了实现小型化设计的需求，实际采用的尺寸，远远小于λmax/2(λmax为工作波段的最长工作波长)，在本实施实例中，我们采用的最大口径(即天线的最大宽度)为108mm，远远小于正常的λmax/2。同时辐射圆盘的直径更小，仅仅为0.2λmax。在宽频带全向阵列天线中，传统的串联馈电方式无法满足全频带方向图不发生畸变的要求，故在发明中采取等间距等幅同相并联馈电方式(两元以上阵列中采用此馈电方式)，有效地避免了垂直面方向图发生畸变。由于天线的电特性依赖于辐射椎体和辐射圆盘，在本实施例中辐射单元1和13均采用薄铜箔制作辐射锥面和辐射圆盘，起到很好的支撑作用，同时又有效地提高了天线的性能。中心支撑杆10起着多重作用，作为多辐射单元的支撑结构，同时固定馈电馈线6和7，满足实际工程架高的要求。

这种结构的显著特点是：结构简单，设计灵活，可以满足不同的设计需求，特别是能用在移动通信中作为美化天线。比如：用在草坪灯，路灯，蘑菇灯等美化通信中提供很好的全向辐射特性。

实施例二

如图2所示，本实施例二结构与实施例一不同之处在于，天线辐射单元圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分的材质与结构，实施例二采用若干根导线15组成辐射锥形面和辐射圆盘。这种结构的显著特点是：设计的天线重量轻，结构简单，设计灵活，成本低，便于生产制造。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims

1.一种宽频带全向天线，包括主馈线、功分器、中心支撑杆、多个辐射单元、与多个辐射单元数量相等的馈电电缆，其特征在于，所述辐射单元由圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分组成，圆盘形辐射部分位于锥形面辐射部分的锥顶；所述中心支撑杆穿过各辐射单元的中心，各辐射单元沿中心支撑杆等间距分布；所述主馈线与功分器输入端连接，功分器将主馈线信号分配至与功分器输出端连接的各馈电电缆，各馈电电缆长度相等，沿中心支撑杆延伸与各自对应的辐射单元连接，在锥顶处馈电电缆外导体与锥形面辐射部分连接，内导体与圆盘形辐射部分连接，形成等幅同相并联馈电结构。

2.根据权利要求1所述的一种宽频带全向天线，其特征在于，所述辐射单元采用薄铜箔制作而成。

3.根据权利要求1所述的一种宽频带全向天线，其特征在于，所述辐射单元的圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分采用若干根导线组成辐射圆盘和辐射锥面结构。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种宽频带全向天线，其特征在于所述辐射单元的锥体母线与中心轴线的夹角在25°～45°之间。

5.根据权利要求1所述的宽频带全向天线，其特征在于，所述辐射单元的圆盘形辐射部分和锥形面辐射部分之间有一个聚四氟乙烯介质圆环，支撑住圆盘形辐射部分。