CN105071025A - 一种双室内吸顶宽带全向mimo天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双室内吸顶宽带全向MIMO天线，其特征在于，它包括反射底板、左、右侧辐射振子，左、右侧辐射振子之间留有间隔，反射底板上设置有支撑柱，左、右侧辐射振子分别通过支撑柱固定在反射底板上；左、右辐射振子均有槽一和枝节，以进行驻波优化；反射底板上有槽二和设置有引向单元，开槽位于左、右侧辐射振子之间。本发明是一种完全覆盖现有移动通信频段的宽带MIMO天线，能够很好的改善目前无线信号室内覆盖的问题。

Description

一种双室内吸顶宽带全向MIMO天线

技术领域

本发明涉及一种移动通信室内分布式覆盖的设备与技术，具体涉及一种室内吸顶双宽频带全向MIMO天线。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展、信息化社会的全面普及，移动通信技术的发展已经越来越重要，移动用户对无线通信的容量及质量的要求越来越高。然而，目前的无线信道存在多径衰减、频谱拥挤、噪声干扰等问题，大大影响了数据速率的提高。

为了增强无线信号的室内覆盖，改善室内覆盖的盲区，人们通常会使用各种室内天线。室内天线是各种移动通信对密闭空间进行无线信号覆盖的关键部分，而多输入多输出(MIMO)天线能够改善目前这种状况。MIMO技术能在不增加带宽与发射功率的条件下，成倍地提高无线通信的质量及数据速率，尤其是室内稳定、丰富的多径无线环境非常有利于使用MIMO多天线技术。能同时满足多个网络的宽频天线无疑将最大限度地满足运营商的需求，而现有的室内MIMO天线频带较窄，导致其应用受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种宽频带、多输入多输出(MIMO)、小型化、全向性、低成本的室内吸顶天线。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种双室内吸顶宽带全向MIMO天线，其特征在于，它包括反射底板、左、右侧辐射振子，左、右侧辐射振子之间留有间隔，反射底板上设置有支撑柱，左、右侧辐射振子分别通过支撑柱固定在反射底板上；左、右辐射振子均有槽一和枝节，以进行驻波优化；反射底板有槽二，该槽二于左、右侧辐射振子之间，达到标准的隔离度；在反射底板有引向单元，以达到优化方向图的效果。

作为上述方案的进一步说明，所述左、右侧辐射振子相互对称设置，成一定的夹角。

所述辐射振子通过至少两根立向设置的支撑柱固定于反射底板上，槽一位于辐射振子的中部，支撑柱设置在槽一的外侧。

所述槽二包括依次设置的前部的锥形槽孔、中部的向两侧延伸的横向槽孔以及后部的与横向槽孔垂直的条形孔，锥形槽孔的前端为弧形端，延伸至左、右辐射振子之间。

所述辐射振子有至少两条接反射底板的枝节，其馈电点在辐射振子的其中一枝节上。

一种室内吸顶双宽频带全向MIMO天线的设计方法，它包括以下步骤：

步骤一，建立天线所在的空间直角坐标系；

步骤二，为固定辐射振子而准备支撑柱；

步骤三，为调试天线驻波而进行的在辐射振子上加枝节和开槽一，并且将枝节折弯；

步骤四，为调试天线隔离度而实施的反射底板上开槽二；

步骤五，为调试天线的方向图而在反射底板上续加引向单元。

优选地，所述天线为PIFA天线(低剖面，长度为0.25·λ)，保证了天线的小型化。

优选地，天线的材质为铜，保证天线的互调指标。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1、本发明采用采用MIMO技术，实现了天线的高信号质量、高信道容量、高传输速率和高室内稳定，能够很好的改善目前无线信号室内覆盖的问题。

2、本发明选用PIFA天线来实现该MIMO天线，实现了天线的双频段、宽带化、小型化和低剖面。

3、本发明在反射底板上增设引向单元，实现了天线的全向性。

附图说明

图1为天线模型所采用的空间直角坐标系定义的示意图；

图2为天线设计过程中的步骤示意图，分别为图2a-图2e；

图3为天线辐射振子所采用的空间直角坐标系定义的斜视图；

图4为天线的实测驻波、隔离图；

图5为天线的实测互调高低频图；

图6为天线的实测增益图；

图7为天线的实测方向图；

图8为本发明的天线的结构示意图；

图9为本发明的天线辐射振子结构示意图。

附图标记说明：1、反射底板2、左侧辐射振子3、右侧辐射振子4、支撑柱5、槽一6、枝节7、槽二7-1、锥形槽孔7-2、横向槽孔7-3、条形孔8、引向单元。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作详细的描述。

如图1-图9所示，本发明是一种双室内吸顶宽带全向MIMO天线，它包括反射底板1、左、右侧辐射振子2、3，左、右侧辐射振子之间留有间隔，反射底板上设置有支撑柱4，左、右侧辐射振子分别通过支撑柱固定在反射底板上；左、右辐射振子均有槽一5和枝节6，以进行驻波优化；反射底板上有槽二7，该槽二7位于左、右侧辐射振子之间，达到标准的隔离度；在反射底板有引向单元8，以达到优化方向图的效果。左、右侧辐射振子相互对称设置，并成一定的夹角。辐射振子通过两根立向设置的支撑柱固定于反射底板上，槽一5位于辐射振子的中部，两根支撑柱设置在槽一的外侧，并呈前后设置。槽二7包括依次设置的前部的锥形槽孔7-1、中部的向两侧延伸的横向槽孔7-2以及后部的与横向槽孔垂直的条形孔7-3，锥形槽孔的前端为弧形端，延伸至左、右辐射振子之间。辐射振子有两条接反射底板的枝节6，其馈电点在辐射振子的其中一枝节上。

以下是室内吸顶双宽频带全向MIMO天线的设计方法，分为以下几个步骤：

步骤一，选用铝板作为辐射振子，并且选用另一铝板为反射底板；

步骤二，为了固定辐射振子，在地板上设置两个支撑柱，保证了辐射振子性能的稳定；

步骤三，在辐射振子上加枝节以改善阻抗匹配；

步骤四，在辐射振子上开槽一而达到最优化低频驻波的效果；

步骤五，由于所述MIMO天线的隔离会有问题，故在反射底板上开槽二，从而达到隔离度要求；

步骤六，所述天线为全向天线，故需要在低板增加引向单元，以达到优化方向图的效果；

步骤七，所述天线需要保证互调，故天线各部分的材质选用纯铜，以保证互调指标的基本要求。

以下是结合附图对室内吸顶双宽频带全向MIMO天线的设计方法的详细说明，它的具体步骤为：

步骤一，建立天线所在的空间直角坐标系，如图1所示；

步骤二，如图2a-图2e所示，依次演示了在实际操作过程中，所设计的基本步骤和思路，分为以下几个步骤来设计：

图2a为所准备的天线材料图；

图2b为初步固定和设计准备支撑柱，柱子高度为h；

图2c为调试天线驻波而进行的在辐射振子上加枝节、开槽一；

图2d为调试天线隔离度而实施的反射底板开槽二；

图2e为调试天线的方向图而在底板上续加引向单元；

步骤三，如图3所示为设计完成后完整的天线示意图；

步骤四，如图4-7所示分别为完整天线的基本电性能实测图；图4为天线的实测驻波图，图5为天线的实测高低频互调图，图6为天线的实测增益图，图7为天线的实测方向图。

本发明所提出的室内吸顶双宽频带全向MIMO天线就是一种完全覆盖现有移动通信频段的宽带MIMO天线，能够很好的改善目前无线信号室内覆盖的问题，具体表现为：本发明的天线采用MIMO技术，实现了天线的高信号质量、高信道容量、高传输速率和高室内稳定；天线采用低剖面PIFA天线技术，实现了天线的双频段、宽带化、小型化；采用引向单元，实现了天线的全向性；天线通过辐射振子开槽一和加枝节的方式来进行驻波的优化；天线通过在底板上开槽二而实现了隔离度的优化；所述天线通过支撑柱和将辐射振子焊接接地的方式来固定辐射振子。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双室内吸顶宽带全向MIMO天线，其特征在于，它包括反射底板、左、右侧辐射振子，左、右侧辐射振子之间留有间隔，反射底板上设置有支撑柱，左、右侧辐射振子分别通过支撑柱固定在反射底板上；左、右辐射振子均有槽一和枝节，以进行驻波优化；反射底板上有槽二和设置有引向单元，开槽位于左、右侧辐射振子之间。

2.根据权利要求1所述的一种双室内吸顶宽带全向MIMO天线，其特征在于，所述左、右侧辐射振子相互对称设置，成一定的夹角。

3.根据权利要求1所述的一种双室内吸顶宽带全向MIMO天线，其特征在于，所述辐射振子通过至少两根立向设置的支撑柱固定于反射底板上，槽一位于辐射振子的中部，支撑柱设置在槽一的外侧。

4.根据权利要求1所述的一种双室内吸顶宽带全向MIMO天线，其特征在于，所述槽二包括依次设置的前部的锥形槽孔、中部的向两侧延伸的横向槽孔以及后部的与横向槽孔垂直的条形孔，锥形槽孔的前端为弧形端，延伸至左、右辐射振子之间。

5.根据权利要求1所述的一种双室内吸顶宽带全向MIMO天线，其特征在于，所述辐射振子有至少两条接反射底板的枝节，其馈电点在辐射振子的其中一枝节上。

6.一种权利要求1-5任意一项所述的室内吸顶双宽频带全向MIMO天线的设计方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一，建立天线所在的空间直角坐标系；

步骤二，为固定辐射振子而准备支撑柱；

步骤三，为调试天线驻波而进行的在辐射振子上加枝节和开槽一，并且将枝节折弯；

步骤四，为调试天线隔离度而实施的反射底板开槽二；

步骤五，为调试天线的方向图而在反射底板上续加引向单元。

7.根据权利要求6所述的室内吸顶双宽频带全向MIMO天线的设计方法，其特征在于，天线为PIFA天线。

8.根据权利要求6所述的室内吸顶双宽频带全向MIMO天线的设计方法，其特征在于，天线的材质为铜，保证天线的互调指标。