CN103280626A - 双宽频双极化全向吸顶天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双宽频双极化全向吸顶天线，包括反射板、第一片状振子和第二片状振子，其中，第一片状振子包括第一辐射板和用于固定第一辐射板的第一固定座；第二片状振子包括第二辐射板和用于固定第二辐射板的第二固定座；第一辐射板与第二辐射板均倾斜设置于所述反射板上，且第一辐射板与第二辐射板相互垂直；第一辐射板与第二辐射板的底部均设有与馈电电缆连接的馈电点。本发明中的第一片状振子和第二片状振子均采用辐射板接收信号，与现有室内双极化天线的振子臂相比，其辐射面积大大增加，且本发明中第一片状振子和第二片状振子还分别包括能够进一步拓宽带宽的第一耦合片和第二耦合片，因此本发明能够满足移动通讯网络中的各种制式。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信天线领域，尤其涉及一种适用于室内蜂窝移动通信系统无线信号的传输与覆盖的双宽频双极化全向吸顶天线。
背景技术
随着现代高楼大厦的日益增多和移动通讯终端用户的增加，对于移动通讯系统的信号覆盖、话务密度及数据流量等的要求也越来越高。由于现有移动基站高度的限制，基站发出的通信信号并不能完全覆盖高层建筑的每个角落。现有提高高层建筑内部信号全方位覆盖的方法为在高层建筑内设置室内天线分布系统。室内天线分布系统包括若干分布于室内的天线。通过室内天线分布系统，移动基站的信号可均匀分布在室内每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。
传统的2G室内天线分布系统（GSM，800MHz系统等）一般采用单极化天线。而随着移动通信的更新换代，3G及LTE(Long Term Evolution,长期演进)系统已进入到全面建设阶段，由于3G及LTE系统的频段普遍较高，如TD-SCDMA系统的频段为1880-2025MHz，TD-LTE（Time Division Long TermEvolution，分时长期演进）的频段更高达2570-2620MHz，因此单极化天线已不适应这种要求。室内双极化天线由于其能够大大增加带宽，且具有体积小、重量轻而日益受到室内网络覆盖供应商的青睐。现有室内双极化天线的结构多为在反射板上设置相互正交的偶极子辐射器。偶极子辐射器由两个呈中心对称的振子臂组成，振子臂通过支撑巴伦固定于反射板上。但现有室内双极化天线工作频段最宽可同时覆盖790～960/1710～2690MHz，对于LTE的700MHz频谱仍无法支持，因而还不能完全兼容移动通信网络中的各种制式。
因此有必要提供一种应用于室内天线分布系统，其带宽能够兼容移动通信网络中的各种制式，并能提高移动网络通讯容量的双宽频双极化全向吸顶天线。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种应用于室内天线分布系统的双宽频双极化全向吸顶天线，其具有带宽较宽，能够兼容移动通信中的各种制式，并能提高网络通讯容量的优点。
根据本发明的实施例，提供了一种双宽频双极化全向吸顶天线，包括反射板、第一片状振子和第二片状振子，其中，
第一片状振子包括第一辐射板和用于固定第一辐射板的第一固定座；第二片状振子包括第二辐射板和用于固定第二辐射板的第二固定座；
第一辐射板与第二辐射板均倾斜设置于所述反射板上，且第一辐射板与第二辐射板相互垂直；
第一辐射板与第二辐射板的底部均设有与馈电电缆连接的馈电点。
进一步地，第一片状振子还包括第一支柱，第二片状振子还包括第二支柱；第一辐射板包括第一弯折部和第二弯折部，第二辐射板包括第三弯折部和第四弯折部，其中，
第一弯折部由第一支柱支撑，第二弯折部由第一固定座固定于所述反射板上；第三弯折部由第二支柱支撑，第四弯折部由第二固定座固定于所述反射板上；
第二弯折部和第四弯折部的辐射面相互垂直。
更进一步地，第一片状振子还包括第一支柱，第二片状振子还包括第二支柱；第一辐射板包括第一弯折部、第二弯折部和第五弯折部，第二辐射板包括第三弯折部、第四弯折部和第六弯折部，其中，
第一弯折部由第一支柱支撑，第五弯折部由第一固定座固定于所述反射板上；第三弯折部由第二支柱支撑，第六弯折部由第二固定座固定于所述反射板上；
第二弯折部和第四弯折部的辐射面相互垂直。
优选地，第一片状振子还包括:第一耦合片，设置于第一辐射板背面和所述反射板顶面之间且与所述反射板顶面平行，并通过金属耦合柱支撑于所述反射板上，用于接收电磁波信号并与第一辐射板接收的电磁波信号进行耦合以增加第一片状振子的带宽；
第二片状振子还包括：第二耦合片，设置于第二辐射板背面与所述反射板顶面之间且与所述反射板顶面平行，并通过金属耦合柱支撑于所述反射板上，用于接收电磁波信号并与第一辐射板接收的电磁波信号进行耦合以增加第二片状振子的带宽。
其中，第一耦合片和第二耦合片均为金属片或其表面裹附有铜板层的塑料片。
进一步地，第一耦合片顶部设有用以支撑第一辐射板的垫柱；第二耦合片顶部设有用以支撑第二辐射板的垫柱。。
其中，第一片状振子和第二片状振子关于所述反射板的中心点对称；
第一辐射板的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为30°～60°；
第二辐射板的辐射面与所述反射板顶面呈之间的夹角为60°～30°。
其中，第一辐射板的第一弯折部平行于所述反射板，第二弯折部的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为30°～60°；
第二辐射板的第三弯折部平行于所述反射板，第四弯折部的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为60°～30°。
其中，第一辐射板的第一弯折部平行于所述反射板，第二弯折部的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为30°～60°，第五弯折部垂直于所述反射板的顶面；
第二辐射板的第三弯折部平行于所述反射板，第四弯折部的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为60°～30°，第六弯折部垂直于所述反射板的顶面。
第一支柱和第二支柱为金属柱或塑料柱。
由上述技术方案可知，本发明中双宽频双极化全向吸顶天线的第一片状振子和第二片状振子均采用辐射板接收信号，与现有室内双极化天线偶极子辐射器的振子臂相比，其天线辐射面积大大增加，因而使得本发明中的全向吸顶天线的带宽大大增加。同时第一片状振子和第二片状振子还分别设有第一耦合片和第二耦合片，由于第一耦合片和第二耦合片能够分别增加第一片状振子和第二片状振子的谐振点，从而使第一片状振子和第二片状振子的带宽进一步增加，进而满足移动通讯网络中的各种制式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1示出了实施例1中双宽频双极化全向吸顶天线的结构示意图；
图2示出了实施例2中双宽频双极化全向吸顶天线的结构示意图；
图3示出了实施例3中双宽频双极化全向吸顶天线的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
本发明中的双宽频双极化全向吸顶天线采用在反射板上设置相互正交的片状振子，与现有室内双极化天线的振子臂相比，本发明中的片状振子辐射面积大幅增加，从而使天线的工作频段增加。此外，本发明在发射板上还设有能够增加片状振子谐振点的耦合片，因而使得本发明中的天线能够适用于全球移动通信系统（GSM，Global System for Mobile communications）、码分多址（CDMA，Code Division Multiple Access）、数字蜂窝系统（DCS，Digital CellularSystem）、个人通讯服务（PCS，Personal Communication Service）、时分同步码分多址（TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess）、宽带码分多址（WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access）、CDMA2000及LTE等多种制式和系统的室内外移动通讯网络。同时由于本发明中天线的工作频段增宽，因而能够大大提升网络的通信容量。
下面通过具体实施例对本发明中双宽频双极化全向吸顶天线的结构及工作原理进行详细阐述。
实施例1：
图1示出了本发明实施例1中双宽频双极化全向吸顶天线的结构示意图。如图1所示，双宽频双极化全向吸顶天线包括：圆形反射板1及设置于反射板1上相互正交的第一片状振子2和第二片状振子3。
第一片状振子2包括第一辐射板21和第一固定座22。其中，
第一辐射板21倾斜设置于反射板1上，用于发射和接收电磁波信号，其辐射面与反射板1顶面之间的夹角为30°～60°。第一辐射板21通过第一固定座22固定于反射板1上。第一固定座22为夹角为锐角的角钢，其一个边侧固定于发射板上，其另一个边侧上固定第一辐射板21。本实施例中，第一固定座22两边侧之间的夹角与第一辐射板21的辐射面与反射板1顶面之间的夹角相同。优选地，本实施例中第一辐射板21的辐射面与反射板1顶面之间的夹角为45°。
进一步地，为使第一辐射板21安装更加牢固，第一片状振子2还包括第一支柱23。第一支柱23的一端与反射板1固定连接，另一端与第一辐射板21固定连接，用于支撑第一辐射板21。本发明中，第一支柱23的个数至少为一个，其具体个数由技术人员根据生产需要确定，此处不做具体限定。
第二片状振子3包括第二辐射板31和第二固定座32。其中，
第二辐射板31倾斜设置于反射板1上，用于发射和接收电磁波信号，其辐射面与反射板1顶面之间的夹角为60°～30°。第二辐射板31通过第二固定座32固定于反射板1上。第二固定座32为夹角为锐角的角钢，其一个边侧固定于发射板上，其另一个边侧上固定第二辐射板31。本实施例中，第二固定座32两边侧之间的夹角与第二辐射板31的辐射面与反射板1顶面之间的夹角相同。优选地，本实施例中第二辐射板31的辐射面与反射板1顶面之间的夹角为45°。
进一步地，为使第二辐射板31安装更加牢固，第一片状振子2还包括第二支柱33。第二支柱33的一端与反射板1固定连接，另一端与第二辐射板31固定连接，用于支撑第二辐射板31。本发明中，第二支柱33的个数与第一支柱23的个数相同。
第一片状振子2和第二片状振子3关于反射板1的中心点对称。第一辐射板21和第二辐射板31相互垂直。第一辐射板21和第二辐射板31构成本发明中双宽频双极化全向吸顶天线的±45°双极化天线。
本发明中，第一辐射板21的形状为圆形、椭圆形或边缘光滑过渡的规则曲形。第二辐射板31的形状与第一辐射板21的形状相同。
第一片状振子2的第一辐射板21的底部和第二片状振子3的第二辐射板31的底部分别设有馈电点，用于与馈电同轴电缆连接。
进一步地，双宽频双极化全向吸顶天线的第一片状振子2还包括第一耦合片24，第二片状振子3还包括第二耦合片34。其中，
第一耦合片24设置于第一辐射板21背面和反射板1顶面之间，且与反射板1平行，用于接收电磁波信号并与第一辐射板21接收的电磁波信号进行耦合以增加第一片状振子2的带宽。第一耦合片24为金属片或其表面附有铜板层的塑料片。第一耦合片24通过金属耦合柱25支撑于反射板1上。
第二耦合片34设置于第二辐射板31背面和反射板1顶面之间，且与反射板1平行，用于接收电磁波信号并与第二辐射板31接收的电磁波信号进行耦合以增加第二片状振子3的带宽。第一耦合片24为金属片或其表面裹附有铜板层的塑料片。第二耦合片34通过金属耦合柱25支撑于反射板1上。
第一耦合片24和第二耦合片34关于反射板1的中心点对称。
由于第一耦合片24通过金属耦合柱25支撑且设置于第二辐射板31背面和反射板1顶面之间，实际应用中，可以在第一耦合片24的顶部设置垫柱来支撑第一片状振子2的第一辐射板21，以节省第一支柱23的个数。同样地，也可以在第二耦合片34的顶部设置垫柱来支撑第二片状振子3的第二辐射板31，以减少第二支柱33的根数。
本发明实施例中，第一支柱23、第二支柱33和第一耦合片24和第二耦合片34顶部的垫柱均可由塑料材料制成也可由金属材料制成。
本发明中的双宽频双极化全向吸顶天线的第一片状振子2和第二片状振子3均采用弧形渐变结构的辐射板，与现有室内双极化天线偶极子辐射器的振子臂相比，其天线辐射面积大大增加，因而使得本发明中的全向吸顶天线的带宽大大增加。同时第一片状振子2和第二片状振子3还分别包括第一耦合片24和第二耦合片34，由于第一耦合片24和第二耦合片34能够分别增加第一片状振子2和第二片状振子3的谐振点，从而使第一片状振子2和第二片状振子3的带宽进一步增加。经测试，本发明中全向吸顶天线的第一片状振子2和第二片状振子3能够支持从698MHz到2700MHz的超宽频带，从而能够满足移动通讯网络中的各种制式。
实施例2：
实施例2中双宽频双极化全向吸顶天线的结构与实施例1中双宽频双极化全向吸顶天线的结构相似，其不同之处在于本实施例中第一片状振子2的第一辐射板和第二片状振子3的第二辐射板与实施例1中第一片状振子2的第一辐射板和第二片状振子3的第二辐射板的结构不同。图2示出了实施例2中的双宽频双极化全向吸顶天线的结构示意图。如图2所示，第一片状振子2的第一辐射板21和第二片状振子3的第二辐射板31在实施例1的基础上进行了一次弯折。本实施例中的第一辐射板21包括第一弯折部211和第二弯折部212，第二辐射板31包括第三弯折部311和第四弯折部312。
第一辐射板的第一弯折部211平行于反射板1，第二弯折部212的辐射面与反射板1顶面之间的夹角为30°～60°；
第二辐射板的第三弯折部311平行于反射板1，第四弯折部312的辐射面与反射板顶面1之间的夹角为60°～30°。
第一弯折部211由第一支柱23支撑，第二弯折部212由第一固定座22固定于反射板1上；第三弯折部311通过第二支柱33支撑，第四弯折部312通过第二固定座32固定于反射板1上。
本实施例中，第二弯折部为第一片状振子2的主辐射部分，第四弯折部312为第二片状振子3的主辐射部分。第二弯折部212和第四弯折部312的辐射面垂直。
优选地，本实施例中，第二弯折部212的辐射面与反射板1顶面之间的夹角为45°；第四弯折部312的辐射面与反射板1顶面之间的夹角为45°。
对于第一弯折部211与第二弯折部212之间的夹角、第三弯折部311与第四弯折部312之间的夹角，本实施例中不对其做具体限定。
本实施例中的双宽频双极化全向吸顶天线的工作原理与实施1中双宽频双极化全向吸顶天线的工作原理相同，此处不再赘述。
实施例3：
实施例3中双宽频双极化全向吸顶天线的结构与实施例2中双宽频双极化全向吸顶天线的结构相似，其不同之处在于本实施例中对第一片状振子2的第一辐射板21和第二片状振子3的第二辐射板31进行了二次弯折。图3示出了实施例3中的双宽频双极化全向吸顶天线的结构示意图。如图3所示，本实施例中的第一辐射板21包括第一弯折部211、第二弯折部212和第五弯折部213，第二辐射板31包括第三弯折部311、第四弯折部312和第六弯折部313。
第一弯折部211平行于反射板1，第二弯折部212的辐射面与反射板1顶面之间的夹角为30°～60°，第五弯折部213垂直于反射板1的顶面；
第三弯折部311平行于反射板1，第四弯折部312的辐射面与反射板1顶面之间的夹角为60°～30°，第六弯折部313垂直于反射板1的顶面。
第一弯折部211通过第一支柱23支撑，第五弯折部213通过第一固定座22固定于反射板1上；第三弯折部311通过第二支柱33支撑，第六弯折部313通过第二固定座32固定于反射板1上。
本实施例中，第二弯折部212为第一片状振子2的主辐射部分，第四弯折部312为第二片状振子3的主辐射部分。第二弯折部212和第四弯折部312的辐射面垂直。
优选地，本实施例中，第二弯折部212的辐射面与反射板1顶面之间的夹角为45°；第四弯折部312的辐射面与反射板1顶面之间的夹角为45°。
对于第二弯折部212与第一弯折部211之间的夹角、第二弯折部212与第五弯折部213之间的夹角、第四弯折部312与第三弯折部311之间的夹角、第四弯折部312与第六弯折部313之间的夹角，本实施例中不对其做具体限定。只需使第二弯折部212和第四弯折部312的辐射面相互垂直且均与反射板1的顶面呈45°角即可。
本实施例中的双宽频双极化全向吸顶天线的工作原理与实施1中双宽频双极化全向吸顶天线的工作原理相同，此处不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双宽频双极化全向吸顶天线，包括反射板，其特征在于，还包括：第一片状振子和第二片状振子，其中，
第一片状振子包括第一辐射板和用于固定第一辐射板的第一固定座；第二片状振子包括第二辐射板和用于固定第二辐射板的第二固定座；
第一辐射板与第二辐射板均倾斜设置于所述反射板上，且第一辐射板与第二辐射板相互垂直；
第一辐射板与第二辐射板的底部均设有与馈电电缆连接的馈电点。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，第一片状振子还包括第一支柱，第二片状振子还包括第二支柱；第一辐射板包括第一弯折部和第二弯折部，第二辐射板包括第三弯折部和第四弯折部，其中，
第一弯折部由第一支柱支撑，第二弯折部由第一固定座固定于所述反射板上；第三弯折部由第二支柱支撑，第四弯折部由第二固定座固定于所述反射板上；
第二弯折部和第四弯折部的辐射面相互垂直。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，第一片状振子还包括第一支柱，第二片状振子还包括第二支柱；第一辐射板包括第一弯折部、第二弯折部和第五弯折部，第二辐射板包括第三弯折部、第四弯折部和第六弯折部，其中，
第一弯折部由第一支柱支撑，第五弯折部由第一固定座固定于所述反射板上；第三弯折部由第二支柱支撑，第六弯折部由第二固定座固定于所述反射板上；
第二弯折部和第四弯折部的辐射面相互垂直。
4.根据权利要求1至3中任一所述的天线，其特征在于，第一片状振子还包括:第一耦合片，设置于第一辐射板背面和所述反射板顶面之间且与所述反射板顶面平行，并通过金属耦合柱支撑于所述反射板上，用于接收电磁波信号并与第一辐射板接收的电磁波信号进行耦合以增加第一片状振子的带宽；
第二片状振子还包括：第二耦合片，设置于第二辐射板背面与所述反射板顶面之间且与所述反射板顶面平行，并通过金属耦合柱支撑于所述反射板上，用于接收电磁波信号并与第一辐射板接收的电磁波信号进行耦合以增加第二片状振子的带宽。
5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，第一耦合片和第二耦合片均为金属片或其表面裹附有铜板层的塑料片。
6.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，第一耦合片顶部设有用以支撑第一辐射板的垫柱；第二耦合片顶部设有用以支撑第二辐射板的垫柱。
7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，第一片状振子和第二片状振子关于所述反射板的中心点对称；
第一辐射板的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为30°～60°；
第二辐射板的辐射面与所述反射板顶面呈之间的夹角为60°～30°。
8.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，第一辐射板的第一弯折部平行于所述反射板，第二弯折部的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为30°～60°；
第二辐射板的第三弯折部平行于所述反射板，第四弯折部的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为60°～30°。
9.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，第一辐射板的第一弯折部平行于所述反射板，第二弯折部的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为30°～60°，第五弯折部垂直于所述反射板的顶面；
第二辐射板的第三弯折部平行于所述反射板，第四弯折部的辐射面与所述反射板顶面之间的夹角为60°～30°，第六弯折部垂直于所述反射板的顶面。
10.根据权利要求2或3所述的天线，其特征在于，第一支柱和第二支柱为金属柱或塑料柱。
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