CN103219596A - 双极化吸顶天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双极化吸顶天线，包括：反射板、至少三个均匀分布围设于反射板上表面周边的水平极化天线辐射单元、设于反射板上表面中心位置的垂直极化天线辐射单元、用于使水平极化天线辐射单元进行同相等幅馈电的水平极化天线功分网络、第一馈线以及第二馈线，水平极化天线功分网络设于反射板下表面，每个水平极化天线辐射单元均与水平极化天线功分网络电连接，第一馈线与水平极化天线功分网络电连接，第二馈线与垂直极化天线辐射单元电连接。本发明具有辐射增益高、信号均匀、方向性合理、隔离度高等优势，同时降低了天线轮廓的高度。

Description

双极化吸顶天线

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种双极化吸顶天线的改进。

背景技术

在未来的第四代移动通信系统中，双极化天线技术成为关键技术之一，天线辐射形成的电场具有一定的方向，本领域称之为天线的极化。当电场方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。另外，随着新技术的发展，最近又出现了一种双极化天线，即可以同时辐射两种电场方向的极化波。按照极化波电场方向的组合方式划分，一般将双极化天线分为以下两种：1）垂直极化和水平极化组合形成的双极化天线；2）±45°极化组合形成的双极化天线。

现有技术中，通常是以交叉叠置水平极化天线和垂直极化天线的方式组合成双极化天线，这类双极化天线不但存在隔离度、增益、圆度不佳的问题，而且天线轮廓高度尺寸大，占用空间多。现有技术中双极化天线的垂直极化天线通常为圆锥面，这类天线制造工艺复杂、制造材料多，而且加大了双极化天线的整体重量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种高隔离度、高增益、低轮廓的双极化吸顶天线。

本发明是这样实现的，一种双极化吸顶天线，包括：反射板、至少三个均匀分布围设于所述反射板上表面周边的水平极化天线辐射单元、设于所述反射板上表面中心位置的垂直极化天线辐射单元、用于使所述水平极化天线辐射单元进行同相等幅馈电的水平极化天线功分网络、第一馈线以及第二馈线，所述水平极化天线功分网络设于所述反射板下表面，每个所述水平极化天线辐射单元均与所述水平极化天线功分网络电连接，所述第一馈线与所述水平极化天线功分网络电连接，所述第二馈线与所述垂直极化天线辐射单元电连接。

进一步地，所述垂直极化天线辐射单元包括至少三个由同一汇聚点延伸出的分支天线，各所述分支天线关于所述汇聚点中心对称，所述汇聚点位于所述反射板上表面中心位置且与所述第二馈线电连接。

更进一步地，所述分支天线包括依次首尾相接的根段、过渡段及末段，各所述分支天线的根段一端汇聚于所述汇聚点上且相互之间电连接。

具体地，所述分支天线的根段与所述反射板上表面形成锐角。

更具体地，所述分支天线的过渡段为L形。

特别地，所述分支天线的末段垂直于所述反射板上表面，且所述分支天线的末段一端设于所述反射板上表面上。

进一步地，所述水平极化天线辐射单元包括对称振子及支撑所述对称振子的连接片，所述连接片一端连接所述对称振子，其另一端设于所述反射板上表面上。

优选地，所述对称振子为半波对称振子且为“U”形。

进一步地，还包括若干个用于改善辐射圆度、驻波比、增益的调节片，所述调节片均匀分布且垂直围设于所述反射板的上表面周边。

本发明具有以下技术效果：

1）水平极化天线辐射单元均匀分布于反射板的周边，垂直极化天线辐射单元位于反射板上表面中心位置，这样，水平极化辐射信号和垂直极化辐射信号都能够均匀发射，而且强度更大、传送距离更远，保证接收端可更好地接收信号。与现有双极化吸顶天线相比，由于本发明的水平极化天线辐射单元和垂直极化天线辐射单元位于同一平面上，而并不是以交叉或上下叠加的方式设置，因此可大幅度地降低双极化辐射信号之间的干扰，提高了隔离度和增益，同一平面的设置还降低了天线的轮廓高度。

2）垂直极化天线辐射单元的各分支天线可由金属导线折弯形成，也可由多段金属导线焊接形成，其加工工艺简单，具有良好的不圆度、驻波比和增益指标。同时，可大大减轻天线的重量。分支天线的过渡段为L形，电流流过L形的过渡段，由于每个水平极化馈源同时耦合到两个L形过渡段垂直极化信号，同时两个信号传输方向相反、幅度相同，因此耦合信号相互抵消，这样大幅度降低了水平极化天线辐射单元与垂直极化天线辐射单元之间的干扰，实现了双极化天线的高隔离度指标。

附图说明

图1为本发明实施例中双极化吸顶天线的立体示意图；

图2为本发明实施例中分支天线的立体示意图；

图3为本发明实施例中双极化吸顶天线的俯视图；

图4为本发明实施例中水平极化天线功分网络的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1与图3，本发明实施例提供了一种双极化吸顶天线，包括：反射板1、至少三个均匀分布围设于所述反射板1上表面周边的水平极化天线辐射单元2、设于所述反射板1上表面中心位置的垂直极化天线辐射单元3、用于使所述水平极化天线辐射单元2进行同相等幅馈电的水平极化天线功分网络4（参见图4）、第一馈线以及第二馈线（由于馈线为公知技术，因此图未示），所述水平极化天线功分网络4设于所述反射板1下表面，每个所述水平极化天线辐射单元2均与所述水平极化天线功分网络4电连接，所述第一馈线与所述水平极化天线功分网络4电连接，所述第二馈线与所述垂直极化天线辐射单元3电连接。本发明的水平极化辐射信号和垂直极化辐射信号都能够均匀发射，而且强度更大、传送距离更远，保证接收天线可更好地接收信号。与现有双极化吸顶天线相比，由于本发明的水平极化天线辐射单元2和垂直极化天线辐射单元3位于同一平面上（即反射板1的上表面），而并不是以交叉或上下叠加的方式设置，因此可大幅度地降低双极化辐射信号之间的干扰，提高了隔离度和增益，同一平面的设置还降低了天线的轮廓高度。作为本发明的一种优选实施方式，水平极化天线辐射单元2和垂直极化天线辐射单元3的数量均为三个。第一馈线和第二馈线可由反射板1下表面引出，不与水平极化天线辐射单元2和垂直极化天线辐射单元3同面，避免了馈线对辐射信号的干扰，改善了辐射圆度，也进一步提高了隔离度。本发明还可加设盖合于反射板1上的外罩（图未示），用于保护水平极化天线辐射单元2和垂直极化天线辐射单元3以及其他零部件，同时还可以防水防尘。

参见图3，所述垂直极化天线辐射单元3包括至少三个由同一汇聚点32延伸出的分支天线31，各所述分支天线31关于所述汇聚点32中心对称，所述汇聚点32位于所述反射板1上表面中心位置且与所述第二馈线电连接。分支天线31可由金属导线折弯形成，也可由多段金属导线焊接形成。

参见图2，所述分支天线31包括依次首尾相接的根段311、过渡段312及末段313，各所述分支天线31的根段311一端汇聚于所述汇聚点32上且相互之间电连接（参见图1）。电流在分支天线31各段内流动，形成电场和磁场（即辐射信号），与现有垂直极化天线相比，本发明实施例所提供的垂直极化天线辐射单元3加工工艺更简单，具有良好的不圆度、驻波比和增益指标。同时，本发明的外轮廓的高度可以做得较低，节约空间，防止天线安装于较低的天花板时容易受到撞击而损坏。

参见图1，所述分支天线31的根段311与所述反射板1上表面形成锐角。可以理解，各分支天线31的根段311围设起来就形成一个虚拟的锥形面，相对于现有锥形面的垂直极化天线来说，在不影响性能的情况下，更加节约材料，可大大减轻天线的重量。

参见图2，所述分支天线31的过渡段312为L形。L形设计不但可以降低垂直极化天线辐射单元3的整体高度，而且有利于辐射信号的发射与接收。电流流过L形的过渡段312，由于每个水平极化馈源同时耦合到两个L形过渡段312垂直极化信号，同时两个信号传输方向相反、幅度相同，因此耦合信号相互抵消，这样大幅度降低了水平极化天线辐射单元2与垂直极化天线辐射单元3之间的干扰，实现了双极化天线的高隔离度指标。

参见图1，所述分支天线31的末段313垂直于所述反射板1上表面，且所述分支天线31的末段313一端设于所述反射板1上表面上。这样，分支天线31的末段313起到发射信号作用的同时还可以起到支撑稳固整个垂直极化天线辐射单元3的作用。

参见图1，所述水平极化天线辐射单元2包括对称振子21及支撑所述对称振子21的连接片22，所述连接片22一端连接所述对称振子21，其另一端设于所述反射板1上表面上。连接片22使得对称振子21与反射板1上表面保持一定的距离，使得水平极化天线辐射单元2所发射的信号频率在正常工作范围之内。作为本发明的一种优选实施方式，对称振子21所在平面与反射板1上表面平行，可起到加强水平极化天线辐射单元2发射信号的作用，有利于信号的发射与接收。

参见图1，所述对称振子21为半波对称振子且为“U”形，满足天线发射信号的要求。

参见图4，本发明实施例还包括若干个用于改善辐射圆度、驻波比、增益的调节片5，所述调节片5均匀分布且垂直围设于所述反射板1的上表面周边。调节片5可如图1与图2所示，成对地均匀分布于反射板1上表面周边，调节片5成对地位于每两个水平极化天线辐射单元2之间。调节片5起到改善辐射圆度、驻波比、增益的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双极化吸顶天线，其特征在于，包括：反射板、至少三个均匀分布围设于所述反射板上表面周边的水平极化天线辐射单元、设于所述反射板上表面中心位置的垂直极化天线辐射单元、用于使所述水平极化天线辐射单元进行同相等幅馈电的水平极化天线功分网络、第一馈线以及第二馈线，所述水平极化天线功分网络设于所述反射板下表面，每个所述水平极化天线辐射单元均与所述水平极化天线功分网络电连接，所述第一馈线与所述水平极化天线功分网络电连接，所述第二馈线与所述垂直极化天线辐射单元电连接。

2.如权利要求1所述的双极化吸顶天线，其特征在于：所述垂直极化天线辐射单元包括至少三个由同一汇聚点延伸出的分支天线，各所述分支天线关于所述汇聚点中心对称，所述汇聚点位于所述反射板上表面中心位置且与所述第二馈线电连接。

3.如权利要求2所述的双极化吸顶天线，其特征在于：所述分支天线包括依次首尾相接的根段、过渡段及末段，各所述分支天线的根段一端汇聚于所述汇聚点上且相互之间电连接。

4.如权利要求3所述的双极化吸顶天线，其特征在于：所述分支天线的根段与所述反射板上表面形成锐角。

5.如权利要求3所述的双极化吸顶天线，其特征在于：所述分支天线的过渡段为L形。

6.如权利要求3所述的双极化吸顶天线，其特征在于：所述分支天线的末段垂直于所述反射板上表面，且所述分支天线的末段一端设于所述反射板上表面上。

7.如权利要求1所述的双极化吸顶天线，其特征在于：所述水平极化天线辐射单元包括对称振子及支撑所述对称振子的连接片，所述连接片一端连接所述对称振子，其另一端设于所述反射板上表面上。

8.如权利要求7所述的双极化吸顶天线，其特征在于：所述对称振子为半波对称振子且为“U”形。

9.如权利要求1所述的双极化吸顶天线，其特征在于：还包括若干个用于改善辐射圆度、驻波比、增益的调节片，所述调节片均匀分布且垂直围设于所述反射板的上表面周边。

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