CN105024144B - 高性能全频段双极化全向吸顶天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高性能全频段双极化全向吸顶天线，包括上锥振子、第一介质基板、第二介质基板、水平极化馈电线和垂直极化馈电线；第一介质基板位于上锥振子的下方；第二介质基板位于上锥振子的内部；第二介质基板上设有水平极化高频馈电网络；上锥振子的外壁设有与水平极化高频馈电网络所在平面互相垂直的缝隙；上锥振子与垂直极化馈电线电连通；第一介质基板的上表面设有若干水平极化低频馈电端，第一介质基板的下表面设有与所述水平极化低频馈电端位置一一对应的水平极化低频振子；还设有合路器，合路器分别与水平极化低频馈电端、水平极化高频馈电网络、水平极化馈电线电连通。本发明实现了双极化超宽频，具有成本低和节省资源的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其是垂直和水平都是全频段极化的吸顶天线。
背景技术
随着移动通信技术的不断发展，人们对于通信速度的要求日益增高，移动通信技术的信号已经渐渐从2G发展到3G和4G，并且越来越多人接受和使用3G、4G通信。3G和4G具有传输速度快的优势，但其对信号发射站和接收站天线的技术要求也相对较高。而目前的双向吸顶天线，往往能满足高频段辐射，但水平极化不能同时实现698-960MHz低频段的辐射。
如，专利号为201410832970.8的中国专利申请，公开了一种一体式双极化吸顶天线的技术方案，该技术方案是实现了双向极化天线，其水平极化带宽能满足高频段(3G)要求，且能保持垂直极化的频率圆度。
随着通讯的飞速发展，水平极化1710-2700MHz满足不了4G、5G的需求，因此需要扩展698-960MHz频段的频谱资源。从节省天线资源的角度考虑，最好是能设计一种全频段双极化的天线，这样既能降低通信成本、也能提高信号覆盖的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高性能全频段双极化全向吸顶天线，既保证天线双极化的功能，又能同时实现2G、3G以及4G频段的通信，也保持天线小型化的优势，节省资源、节省成本。本发明采用的技术方案如下：
高性能全频段双极化全向吸顶天线，包括上锥振子、第一介质基板、第二介质基板、水平极化馈电线和垂直极化馈电线；所述第一介质基板位于上锥振子的下方；所述第二介质基板位于上锥振子的内部；所述第二介质基板上设有水平极化高频馈电网络；在上锥振子的外壁设有若干与所述水平极化高频馈电网络所在平面互相垂直的缝隙；所述上锥振子与所述垂直极化馈电线电连通；特别地：所述第一介质基板的上表面设有若干水平极化低频馈电端，第一介质基板的下表面设有与所述水平极化低频馈电端位置一一对应的水平极化低频振子；还设有合路器，所述合路器的低频连接端与水平极化低频馈电端电连通，合路器的高频连接端与水平极化高频馈电网络电连通；合路器的馈线连接端与水平极化馈电线电连通。
优选地，所述合路器布置在第一介质基板的下表面。
本发明也适合于垂直极化单元为双锥形的条件下，其具体结构为：高性能全频段双极化全向吸顶天线，包括上锥振子、第一介质基板、第二介质基板、水平极化馈电线和垂直极化馈电线；所述第一介质基板位于上锥振子的下方；所述第二介质基板位于上锥振子的内部；所述第二介质基板上设有水平极化高频馈电网络；在上锥振子的外壁设有若干与所述水平极化高频馈电网络所在平面互相垂直的缝隙；所述上锥振子与所述垂直极化馈电线电连通；特别地：所述第一介质基板的上表面设有若干水平极化低频馈电端，第一介质基板的下表面设有与所述水平极化低频馈电端位置一一对应的水平极化低频振子；还设有合路器，所述合路器的低频连接端与水平极化低频馈电端电连通，合路器的高频连接端与水平极化高频馈电网络电连通；合路器的馈线连接端与水平极化馈电线电连通；第一介质基板的下方还设有下锥振子；所述下锥振子内设有第三介质基板，所述合路器布置在第三介质基板上。
作为本发明的可进一步优化的结构为：在第一介质基板上，所述若干个水平极化低频馈电端呈环形阵列分布。
以上为本发明的吸顶天线分别在垂直极化单元为单锥形和双锥形情况下的技术方案。
本发明的有益效果是：能在双极化天线的前提下，实现双极化超宽频的功能，尤其是克服了现有技术中双极化天线中水平极化不能满足698-960MHz辐射的缺陷，而且能保持天线体积小型化。本发明的天线具有超宽频，能同时实现2G、3G和4G频段的信号辐射，具有比现有天线成本更低、更节省资源和空间的优势。
附图说明
图1为实施例1的剖面结构图；
图2为实施例1的立体图；
图3为实施例1的俯视图；
图4为实施例1的第一介质基板的下表面结构图；
图5为实施例2的剖面结构图；
图6为实施例2的立体图；
图7为实施例2的俯视图；
图8为实施例2的第三介质基板的下表面结构图；
图9为实施例2的垂直极化馈电线与水平极化高频馈电网络连接的示意图；
图10为实施例2的水平极化馈电线与水平极化高频馈电网络和水平极化低频馈电端连接的示意图。
附图标记：1-上锥振子；11-缝隙；2-第一介质基板；21-水平极化低频馈电端；22-水平极化低频振子；3-第二介质基板；31-水平极化高频馈电网络；4-合路器；5-水平极化馈电线；6-垂直极化馈电线；
1'-上锥振子；11'-缝隙；2'-第一介质基板；21'-水平极化低频馈电端；22'-水平极化低频振子；3'-第二介质基板；31'-水平极化高频馈电网；4'-合路器；5'-水平极化馈电线；6'-垂直极化馈电线；7'-下锥振子；8'-第三介质基板。
具体实施方式
以下结合附图，进一步说明本发明可实现的具体结构：
实施例1
本实施例为垂直极化单元为单锥体的形式。
图如1和图2，一种高性能全频段双极化全向吸顶天线，包括上锥振子1、第一介质基板2、第二介质基板3、水平极化馈电线5和垂直极化馈电线6。
第一介质基板2位于上锥振子1的下方，上锥振子1的倒锥状端与第一介质基板2靠近。上锥振子1包括圆环状的上部和倒锥状的下部。第二介质基板3位于上锥振子1的圆环状的内部。第二介质基板3与上锥振子1的中轴互相垂直，第二介质基板3与第一介质基板2互相平行。第二介质基板3上设有水平极化高频馈电网络31。上锥振子1的圆环状外壁上设有若干与水平极化高频馈电网络31互相垂直的缝隙11。缝隙11的数量与水平极化高频馈电网络31中馈电端的数量成正比的。水平极化高频馈电网络31中的馈电端优选为3个，缝隙11的数量优选是6条。上锥振子1与垂直极化馈电线6电连通。
如图3和图4，第一介质基板2的下表面设有水平极化低频振子22，第一介质基板2的上表面设有与水平极化低频振子22位置一一对应的水平极化低频馈电端21。水平极化低频振子22的辐射频率为698-960MHz。水平极化低频振子22优选为3个，3个水平极化低频振子22均匀地布置在第一介质基板2上形成环形阵列。
在第一介质基板2的下表面、水平极化低频振子环形阵列的中心，设有合路器4。合路器4的低频连接端与水平极化低频馈电端22电连通，合路器4的高频连接端与水平极化高频馈电网络31电连通。合路器4的馈线连接端与水平极化馈电线5电连通。
实施例2
本实施例为垂直极化单元为双锥体的形式。
图如5和图6，一种高性能全频段双极化全向吸顶天线，包括上锥振子1'、下锥振子7'、第一介质基板2'、第二介质基板3'、水平极化馈电线5'和垂直极化馈电线6'。
上锥振子1'和下锥振子7'分别置于第一介质基板2'的上下两侧。上锥振子1'的倒锥状尖端和下锥振子7'的尖端互相靠近。
上锥振子1'包括圆环状的上部和倒锥状的下部。第二介质基板3'位于上锥振子1'的圆环状内部。第二介质基板3'与上锥振子1'的中轴互相垂直，第二介质基板3'与第一介质基板2'互相平行。第二介质基板3'上设有水平极化高频馈电网络31'。上锥振子1'的圆环状外壁上设有若干与水平极化高频馈电网络31'互相垂直的缝隙11'。缝隙11'的数量与水平极化高频馈电网络31'中馈电端的数量成正比的。水平极化高频馈电网络31'中的馈电端优选为3个，缝隙11'的数量优选是6条。垂直极化馈电线5'与上锥振子1'电连通。
下锥振子7'内设有第三介质基板8'。第三介质基板8'与第一介质基板2'互相平行设置。如图8，第三介质基板8'的下表面布置有合路器4'。
如图1、图7、图9和图10，第一介质基板2'的下表面设有水平极化低频振子22'，第一介质基板2'的上表面设有与水平极化低频振子22'位置一一对应的水平极化低频馈电端21'。水平极化低频振子22'的辐射频率为698-960MHz。水平极化低频振子22'优选为3个，3个水平极化低频振子22'均匀地布置在第一介质基板2'上形成环形阵列。
合路器4'的低频连接端与水平极化低频馈电端22'电连通，合路器4'的高频连接端与水平极化高频馈电网络31'电连通。合路器4'的馈线连接端与水平极化馈电线5'电连通。
Claims (4)
1.高性能全频段双极化全向吸顶天线，包括上锥振子、第一介质基板、第二介质基板、水平极化馈电线和垂直极化馈电线；所述第一介质基板位于上锥振子的下方；所述上锥振子包括圆环状的上部和倒锥状的下部，所述第二介质基板位于上锥振子的圆环状内部，第二介质基板上设有水平极化高频馈电网络；在上锥振子的圆环状外壁上设有若干与所述水平极化高频馈电网络所在平面互相垂直的缝隙；所述上锥振子与所述垂直极化馈电线电连通；其特征在于：所述第一介质基板的上表面设有若干水平极化低频馈电端，第一介质基板的下表面设有与所述水平极化低频馈电端位置一一对应的水平极化低频振子；所述水平极化高频馈电网络中的馈电端为3个，缝隙的数量是6条；所述水平极化低频振子的个数也为3个；还设有合路器，所述合路器的低频连接端与水平极化低频馈电端电连通，合路器的高频连接端与水平极化高频馈电网络电连通；合路器的馈线连接端与水平极化馈电线电连通。
2.根据权利要求1所述的高性能全频段双极化全向吸顶天线，其特征在于：所述合路器布置在第一介质基板的下表面。
3.根据权利要求1所述的高性能全频段双极化全向吸顶天线，其特征在于：第一介质基板的下方还设有下锥振子；所述下锥振子内设有第三介质基板，所述合路器布置在第三介质基板上。
4.根据权利要求1或2或3所述的高性能全频段双极化全向吸顶天线，其特征在于：在第一介质基板上，所述若干个水平极化低频馈电端呈环形阵列分布。
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