CN103296393B - 吸顶天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吸顶天线，包括一PCB板、一连接部、第一辐射部、第二辐射部、第一信号传输线、第二信号传输线以及固定部，连接部两端分别固定连接于PCB板和第二辐射部，固定部固定第一辐射部于第二辐射部，第一辐射部、第二辐射部分别通过第一信号传输线、第二信号传输线电连接于所述PCB板。本发明的吸顶天线通过两个辐射部的设计减小了整体体积，同时应用两个辐射部增加了工作频段，扩大了吸顶天线的工作频段范围，同时应用了两个辐射部，提高了吸顶天线的工作效率。本发明的吸顶天线结构简单、安装方便，而且不会影响室内的装饰。

Description

吸顶天线

技术领域

本发明属于通信设备领域，具体涉及一种吸顶天线。

背景技术

室内吸顶天线是一种用于无线通信室内信号覆盖的天线，一般安装在天花板上，对以其为中心，半径几十米的区域进行无线信号覆盖。室外信号覆盖用的都是板状天线，功率大、信号强、覆盖远；而且室内覆盖，比如会场、宾馆、写字楼、电影院、住宅楼等，需要采用室内分布式系统来覆盖，就采用吸顶天线，外形比较美观，不影响室内装饰。

传统的吸顶天线工作频段在800MHz-2500MHz，因此按照常规的天线设计原理，其高度约为80mm-100mm。在某些室内场合，因为其体积较大而不适合做隐藏。另外，传统吸顶天线加工及装配过程繁琐，需要较多的工序的操作方能完成。

发明内容

为了解决现有吸顶天线中存在的体积较大、工作频段单一等问题，本发明提供了一种吸顶天线，该吸顶天线通过结构设计减小了吸顶天线的体积，扩展了工作频段，，为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种吸顶天线，包括一PCB板、一连接部、第一辐射部、第二辐射部、第一信号传输线、第二信号传输线以及固定部，所述连接部两端分别固定连接于所述PCB板和所述第二辐射部，所述固定部固定所述第一辐射部于第二辐射部，所述第一辐射部、第二辐射部分别通过所述第一信号传输线、第二信号传输线电连接于所述PCB板。

进一步地，还包括第一反射部和第二反射部，所述第二反射部一端与所述第一反射部固接，所述第二反射部另一端与所述连接部固接，所述第一反射部固装于所述PCB板。

进一步地，所述第一反射部为金属圆盘状，所述第二反射部为金属倒圆锥状，所述第二反射部锥口与所述第一反射部圆盘相接。

进一步地，所述第一反射部与所述第二反射部一体成型。

进一步地，还包括若干第一间隔部和若干对第一螺柱，所述若干第一间隔部设置于所述第一反射部与所述PCB板之间，所述若干对第一螺柱分别从所述第一反射部和所述PCB板与所述第一间隔部接触侧的相对侧螺入所述若干第一间隔部。

进一步地，还包括上壳和下壳，所述上壳与下壳固定连接，所述上壳与所述PCB板固接，所述一PCB板、一连接部、第一辐射部、第二辐射部、第一信号传输线、第二信号传输线、第一反射部、第二反射部以及固定部位于所述上壳与所述下壳固定连接形成的空间内。

进一步地，还包括若干第二间隔部和若干对第二螺柱，所述若干第二间隔部设置于所述PCB板与所述上壳之间，所述若干对第二螺柱分别从所述PCB板和所述上壳与所述第二间隔部接触侧的相对侧螺入所述若干第二间隔部。

进一步地，还包括设置于所述PCB板上的合路器，所述合路器分路端分别与所述第一信号传输线、所述第二信号传输线电连接，所述合路器合路端连接于信号源。

进一步地，所述第一信号传输线、所述第二信号传输线为同轴电缆。

进一步地，其特征在于，所述第一辐射部为金属圆盘状，所述第二辐射部为超材料天线单元。

本发明的吸顶天线通过两个辐射部的设计减小了整体体积，同时应用两个辐射部增加了工作频段，扩大了吸顶天线的工作频段范围，同时应用了两个辐射部，提高了吸顶天线的工作效率。本发明的吸顶天线结构简单、安装方便，而且不会影响室内的装饰。

附图说明

图1是本发明吸顶天线的整体外观图；

图2是图1去除下壳、间隔部及螺柱后的结构示意图；

图3是图1去除间隔部及螺柱后的爆炸示意图；

图4是图1去除下壳后的前视结构示意图；

图5是本发明第一辐射部的结构示意图。

具体实施方式

现在详细参考附图中描述的实施例。为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在其他实施方式中，不详细描述公知的方法。过程、组件和电路，以免不必要地使实施例模糊。

参见图1、图2和图3，图1为本发明吸顶天线的整体外观图，图2为图1去除下壳、间隔部及螺柱后的结构示意图，图1示出了本发明吸顶天线100的整体外观，主要是下壳16，具体结构参见图2和图3。图2及图3所示吸顶天线包括第一辐射部10、第二辐射部11、连接部12、第二反射部13、第一反射部14、PCB板15以及下壳16、上壳17。

下壳16与上壳17扣接形成一空间，第一辐射部10、第二辐射部11、连接部12、第二反射部13、第一反射部14、PCB板15位于下壳16与上壳17形成的空间内。

第一辐射部10为超材料天线单元，第二辐射部11呈金属圆盘状，固定部101卡于第二辐射部11的外圆周上，并形成插槽结构，第一辐射部10插接在固定部101的插槽结构中，进而与第二辐射部11相对固定，第二反射部11设置了中心孔，可供第一反射部10的第一信号传输线穿过。

第二反射部13和第一反射部14为一体成型金属结构，第二反射部13呈倒圆锥形，第一反射部14呈空心圆盘状，第二反射部13的锥口与第一反射部14的空心圆相接。

连接部12呈空心阶梯圆柱状，小端连接第二辐射部11的中心孔，大端与第二反射部13的锥顶部分相接，此处连接可以通过粘结的方式固定，也可以采用螺纹结构固定。

PCB板15上设置有电路结构，还包括一合路器151，该合路器151包括两分路端和一合路端，第一信号传输线102依次穿过第二辐射部11中心孔、连接部12的空心、第二反射部13的锥顶部分、第一反射部14的空心圆将第一辐射部10与合路器151的一分路端电连接，第二信号传输线111穿过第二反射部13锥面上预设的通孔将第二辐射部11与合路器151的另一分路端电连接，合路器合路端则连接于信号源。其中，第一信号传输线102、第二信号传输线111均为同轴电缆。

参见图4，主要为了示出第一反射部14与PCB板15以及PCB板15与上壳17的连接方式，如该图所示，在第一反射部14与PCB板15间设置了4个第一间隔部142，第一反射部14和PCB板15在对应第一间隔部142的位置设置通孔，4对第一螺柱143分别从第一反射部14和PCB板15与第一间隔部142接触侧的相对侧螺入4个第一间隔部143，将第一反射部14和PCB板15固定连接。

在PCB板15与上壳17间设置了4个第二间隔部152，PCB板15和上壳17在对应第二间隔部152的位置设置通孔，4对第二螺柱153分别从PCB板15和上壳17与第二间隔部152接触侧的相对侧螺入4个第二间隔部143，将PCB板15和上壳17固定连接。

第一间隔部和第二间隔部的数量可以以具体情况设计，一般不少于3个。

本发明中作为第一辐射部的超材料天线单元是基于人工电磁材料技术设计而成，人工电磁材料是指将金属片镂刻成特定形状的拓扑金属结构，并将所述特定形状的拓扑金属结构设置于一定介电常数和磁导率基材上而加工制造的等效特种电磁材料，其性能参数主要取决于其亚波长的特定形状的拓扑金属结构。在谐振频段，人工电磁材料通常体现出高度的色散特性，换言之，天线的阻抗、容感性、等效的介电常数和磁导率随着频率会发生剧烈的变化。因而可采用人工电磁材料技术对上述天线的基本特性进行改造，使得金属结构与其依附的介质基板等效地组成了一个高度色散的特种电磁材料，从而实现辐射特性丰富的新型天线。

如图5所示，为本发明第一辐射部10的结构示意图。本实施例中的第一辐射部10包括介质基板7以及设置在介质基板7上的馈电点5、与该馈电点5相连接的馈线4、平面板状的金属结构6。其中，馈线4与金属结构6相互耦合；金属结构6是金属片经镂刻出槽拓扑结构61而成，镂刻时去除槽拓扑结构61对应的材料，剩余的金属片即为金属结构6，在镂刻出槽拓扑结构61后，金属片上呈现出包括在金属结构6内的金属走线62；槽拓扑结构61中相邻槽的间距即为金属走线62的宽度，槽拓扑结构61的槽宽与金属走线62的宽度相等；介质基板7可由陶瓷材料、高分子材料、铁电材料、铁氧材料或铁磁材料制成，优选地，由高分子材料制成，具体地可以是FR-4、F4B等高分子材料。

在本实施例中，金属结构6为轴对称的平面板状。其中金属结构6为铜或银材料制成。优选为铜，价格低廉，导电性能好。为了实现更好阻抗匹配，金属结构6也可为铜和银组合。金属结构6也可以是非轴对称的平面板状。

馈线4与金属结构6之间信号馈入方式可以有多种。馈线4直接与金属结构6相连；且馈线4与金属结构6的相连接点位置可以位于金属结构6上的任意位置。馈线4采用包围方式设置于金属结构6外围且馈线4的末端设置于金属结构6外围任意位置。

本发明中，关于第一辐射部10的加工制造，只要满足本发明的设计原理，可以采用各种制造方式。最普通的方法是使用各类印刷电路板(PCB)的制造方法，如覆铜的PCB制造均可满足本发明的加工要求。除此加工方式，还可以根据实际的需要引入其它加工手段，如导电银浆油墨加工方式、各类可形变器件的柔性PCB加工、铁片天线的加工方式以及铁片与PCB组合的加工方式。其中，铁片与PCB组合加工方式是指利用PCB的精确加工来完成槽拓扑结构的加工，用铁片来完成其它辅助部分。由于采用低成本的铜材料形成所述金属结构6，因此暴露空气中容易被氧化而使第一辐射部10谐振频率偏移或者性能急剧下降，因此第一辐射部表面上设置有非金属的防氧化薄膜。由于本发明的主要性能都集中在金属结构6槽拓扑结构61的设计，因此，馈线4的引线对第一辐射部10的辐射频率影响相对较小。

上面结合附图对本发明的较佳实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种吸顶天线，其特征在于，包括一PCB板、一连接部、第一辐射部、第二辐射部、第一信号传输线、第二信号传输线以及固定部，所述固定部固定所述第一辐射部于第二辐射部，所述第一辐射部、第二辐射部分别通过所述第一信号传输线、第二信号传输线电连接于所述PCB板，所述固定部卡于所述第二辐射部的外周上，并形成插槽结构，所述第一辐射部插接在所述固定部的插槽结构中；所述吸顶天线还包括第一反射部和第二反射部，所述第二反射部一端与所述第一反射部固接，所述第二反射部另一端与所述连接部固接，所述第一反射部固装于所述PCB板，所述连接部两端分别固定连接于所述第二反射部和所述第二辐射部。

2.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于，所述第一反射部为金属圆盘状，所述第二反射部为金属倒圆锥状，所述第二反射部锥口与所述第一反射部圆盘相接。

3.根据权利要求2所述的吸顶天线，其特征在于，所述第一反射部与所述第二反射部一体成型。

4.根据权利要求2所述的吸顶天线，其特征在于，还包括若干第一间隔部和若干对第一螺柱，所述若干第一间隔部设置于所述第一反射部与所述PCB板之间，所述若干对第一螺柱分别从所述第一反射部和所述PCB板与所述第一间隔部接触侧的相对侧螺入所述若干第一间隔部。

5.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于，还包括上壳和下壳，所述上壳与下壳固定连接，所述上壳与所述PCB板固接，所述一PCB板、一连接部、第一辐射部、第二辐射部、第一信号传输线、第二信号传输线、第一反射部、第二反射部以及固定部位于所述上壳与所述下壳固定连接形成的空间内。

6.根据权利要求5所述的吸顶天线，其特征在于，还包括若干第二间隔部和若干对第二螺柱，所述若干第二间隔部设置于所述PCB板与所述上壳之间，所述若干对第二螺柱分别从所述PCB板和所述上壳与所述第二间隔部接触侧的相对侧螺入所述若干第二间隔部。

7.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于，还包括设置于所述PCB板上的合路器，所述合路器分路端分别与所述第一信号传输线、所述第二信号传输线电连接，所述合路器合路端连接于信号源。

8.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于，所述第一信号传输线、所述第二信号传输线为同轴电缆。

9.根据权利要求1-8任一项所述的吸顶天线，其特征在于，所述第一辐射部为金属圆盘状，所述第二辐射部为超材料天线单元。