CN102881984A - 一种带有滑动调谐单元的定向天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有滑动调谐单元的定向天线，包括金属反射地板（1），以及设置在金属反射地板（1）上的金属板状辐射单元（2），金属反射地板（1）为一端折成直角边的矩形金属板，所述金属板状辐射单元（2）的一端部分弯折成直角边，另一端为两个对称斜边组成；在金属反射地板折起的底边上，天线的金属辐射单元的侧前方放着一个可滑动的金属调谐单元（3），通过调整其位置，达到展宽频带调谐天线输入阻抗特性的目的，本发明便于天线性能调谐，能够有效地获得较宽的带宽；结构简单、便于实现的工艺；成本低廉，保证天线兼备良好的电气与机械性能。

Description

一种带有滑动调谐单元的定向天线
技术领域
本发明涉及的是一种带有滑动调谐单元的定向天线，属于移动通信室内分布系统天线的技术领域。
背景技术
随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多，话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、质量好，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场、地下停车场等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉话，严重影响了手机的正常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，基站信道拥挤，手机上线困难。特别是移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的主题。
因此，室内移动通信环境有太多需要完善的地方，归结起来主要有以下几个方面：
1、容量方面，建筑物诸如大型购物商场、会议中心，由于移动电话使用密度过大，局部网络容量不能满足用户需求，无线信道发生拥塞现象，例如：车站、机场、商场、体育馆、购物中心等。 
2、覆盖方面，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区，例如：大型建筑、地下停车场、写字楼、宾馆和公寓等。
3、质量方面，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，服务小区信号不稳定，出现频繁切换效应，话音质量难以保证，并出现掉话现象，例如：高层建筑的中高层，收到多个基站的相近场强的信号。
在这种情况下，需要一种覆盖距离更小、覆盖程度更深、更为全面的覆盖方案来解决这些问题。天馈分布系统，可以通过馈线，将天线伸入建筑物的深处，覆盖每个角落，可以有效地解决上述问题。室内覆盖系统的建设，可以较为全面地改善建筑物内的通话质量，提高移动电话接通率，开辟出高质量的室内移动通信区域。室内分布系统的天线是其中一项关键的器件，为了减少天线的数量，需要该天线可以多系统共用也就是要能够覆盖CDMA、GSM\DCS1800、WCDMA、TD_LTE，WLAN等多个制式通信系统，在各个频段要求驻波比小于1.5，方向图稳定，增益满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对常规定向天线振子形状复杂，不易加工调试的缺点，提出一种结构简单新颖、工作频带宽、特别便于调试的带有滑动调谐单元的定向天线。
本发明为解决以上技术问题采用以下技术方案：
一种带有滑动调谐单元的定向天线，包括金属反射地板，以及设置在金属反射地板上的金属板状辐射单元，所述金属板状辐射单元采用同轴线馈电；所述金属反射地板为一端折成直角底边的矩形金属板，所述金属板状辐射单元的一端部分弯折成直角边，另一端由两个对称斜边组成；其中，所述金属板状辐射单元的中心通过介质支撑杆与金属反射地板的侧边固定连接，金属板状辐射单元的具有两个对称斜边的那一端的中点与同轴接头的内导体连接，同轴接头的外导体为一个安装在金属反射地板上的金属短线，所述金属板状辐射单元的一个侧边通过金属短线接地；
在金属反射地板的直角底边上相对于金属板状辐射单元的侧前方，设置有一个矩形槽，在所述矩形槽上设置有沿矩形槽移动的金属调谐单元。 
优选的，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，所述金属调谐单元为一个长方体，其长度在28-34毫米范围内，宽度在10-15毫米范围内，高度在8-12毫米范围内。
优选的，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，所述金属板状辐射单元的宽度在135-150毫米范围内，直角边的长度在120-130毫米范围内，两个对称斜边与水平线的夹角                                               
Figure 2012103561456100002DEST_PATH_IMAGE002
在10-16度范围内。
优选的，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，所述矩形槽的长度在100-120毫米范围内。
优选的，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，所述金属短线的长度在8-12毫米范围内。
优选的，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，所述金属反射地板的侧边的长度在250-350毫米范围内，侧边的宽度在300-400毫米范围内；金属反射地板的直角底边的长度在60-80毫米范围内。
优选的，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，所述介质支撑杆的宽度在2-5毫米范围内，长度在35-40毫米范围内。
本发明采用的技术方案与现有的技术相比具有以下技术效果：
本发明在金属反射地板折起的底边上，天线的金属辐射单元的侧前方放着一个一长方体可滑动的金属调谐单元，通过调整其位置，达到展宽频带调谐天线输入阻抗特性的目的，它具有便于天线性能调谐，能够有效地获得较宽的带宽；结构简单、便于实现的工艺；成本低廉，保证天线兼备良好的电气与机械性能。
附图说明
图1是带有滑动调谐单元的定向天线的立体结构示意图。
图2是带有滑动调谐单元的定向天线的剖面结构示意图。
图3是带有滑动调谐单元的定向天线的金属辐射单元的结构示意图。
图4是带有滑动调谐单元的定向天线的驻波特性图。
图5是带有滑动调谐单元的定向天线的900MHz辐射方向图。
图6是带有滑动调谐单元的定向天线的1800MHz辐射方向图。
图7是带有滑动调谐单元的定向天线的2300MHz辐射方向图。
图中标号：1-金属反射地板，2-顶端弯折金属板状辐射单元，3-可滑动金属调谐单元，4-矩形槽，5-小螺钉，6-金属短线，7-同轴接头，8-介质支撑杆，9-同轴接头内导体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，在有折边的金属反射地板1上，设置有一个金属板状辐射单元2；结合图3所示，金属板状辐射单元2在顶部做部分弯折成直角边，底部切成过渡倾角，其单端通过金属短线6接地。在金属板状辐射单元2的侧前方设置了一个可滑动调谐金属单元3；滑动调谐单元3为一小块长方体金属块，只需在金属反射地板的折边上开一条细矩形槽，将金属滑块调谐到适当的位置，通过螺钉螺母固定即可。
结合图1、图2，所述顶部弯折金属板状辐射单元2采用同轴线馈电，如图2所示，其中心与半径为L的介质支撑杆8连接在一起后固定在金属反射地板1上，辐射单元2的底部中心与同轴接头7的内导体9连接在一起，同轴接头的外导体则安装在金属反射地板上。
对照图1，为了具有定向特性，金属反射地板1为一折成直角边的金属板，尺寸分别为高度H、宽度I、折边J；高度H在250-350毫米范围内，宽度I在300-400毫米范围内，折边J在60-80毫米范围内，同轴接头的外导体，即金属短线6的长度E在8-12毫米范围内。
对照图2，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，金属调谐单元3的长度A在28-34毫米范围内，宽度B在10-15毫米范围内，高度C在8-12毫米范围内。
对照图3，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，顶部部分弯折矩形金属板状辐射单元2的各部分的尺寸参数如下：顶部弯折部分的长度N在100-120毫米范围内，高度K在20-30毫米范围内，金属板状辐射单元2的宽度F在135-150毫米范围内，金属板状辐射单元2高度G在120-130毫米范围内, 金属板状辐射单元2的过渡倾角的角度
Figure 740444DEST_PATH_IMAGE002
在10-16度范围内。
参考图2所示，本发明的带有滑动调谐单元的定向天线，介质支撑杆尺寸参数如下：直径L在2-5毫米范围内，高度M在35-40毫米范围内。
对照附图4，给出了500MHz－4000MHz频段上带有滑动调谐单元的定向天线的反射系数特性。可见天线在804－1014MHz和1571-4000MHz的频段上具有优良的匹配特性驻波比均小于1.5。完全覆盖现有各制式的通信系统的工作频段。
对照附图5-7，分别给出了900MHz、1800MHz和2300MHz三个频点上的天线辐射方向图，可见天线具有典型的定向辐射特性。
带有滑动调谐单元的定向天线具有性能易于调谐，体积小、工作频带宽，定向辐射等特点，而且实现简单、加工成本低廉，因此可望推广应用在现有的室内分布系统中，从而具有非常广阔的应用前景。

Claims (7)

1.一种带有滑动调谐单元的定向天线，包括金属反射地板（1），以及设置在金属反射地板（1）上的金属板状辐射单元（2），所述金属板状辐射单元（2）采用同轴线馈电；其特征在于：所述金属反射地板（1）为一端折成直角底边的矩形金属板，所述金属板状辐射单元（2）的一端部分弯折成直角边，另一端由两个对称斜边组成；其中，所述金属板状辐射单元（2）的中心通过介质支撑杆（8）与金属反射地板（1）的侧边固定连接，金属板状辐射单元（2）的具有两个对称斜边的那一端的中点与同轴接头（7）的内导体（9）连接，同轴接头（7）的外导体为一个安装在金属反射地板（1）上的金属短线（6），所述金属板状辐射单元（2）的一个侧边通过金属短线（6）接地；
在金属反射地板（1）的直角底边上相对于金属板状辐射单元（2）的侧前方，设置有一个矩形槽（4），在所述矩形槽上设置有沿矩形槽（4）移动的金属调谐单元（3）。
2.根据权利要求1所述的带有滑动调谐单元的定向天线，其特征在于：所述金属调谐单元（3）为一个长方体，其长度在28-34毫米范围内，宽度在10-15毫米范围内，高度在8-12毫米范围内。
3.根据权利要求1所述的带有滑动调谐单元的定向天线，其特征在于：所述金属板状辐射单元（2）的宽度在135-150毫米范围内，直角边的长度在120-130毫米范围内，两个对称斜边与水平线的夹角                                               
Figure 2012103561456100001DEST_PATH_IMAGE002
在10-16度范围内。
4.根据权利要求1所述的带有滑动调谐单元的定向天线，其特征在于：所述矩形槽（4）的长度在100-120毫米范围内。
5.根据权利要求1所述的带有滑动调谐单元的定向天线，其特征在于：所述金属短线（6）的长度在8-12毫米范围内。
6.根据权利要求1所述的带有滑动调谐单元的定向天线，其特征在于：所述金属反射地板（1）的侧边的长度在250-350毫米范围内，宽度在300-400毫米范围内；所述金属反射地板（1）的直角底边的长度在60-80毫米范围内。
7.根据权利要求1所述的带有滑动调谐单元的定向天线，其特征在于：所述介质支撑杆（8）的宽度在2-5毫米范围内，长度在35-40毫米范围内。
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