CN105958202A - 一种室外无线点对点双极化天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室外无线点对点双极化天线，其包括两个馈电网络、位于同一层面上的8个金属贴片一、与8个金属贴片一形成叠层结构且上下一一对应的8个金属贴片二。8个金属贴片一与8个金属贴片二分别间隔一定间距一按2行4列形式排列，且8个金属贴片二以一定间距二分别放置在相应金属贴片一的正上方。两个馈电网络分别与8个金属贴片一均电连接，金属贴片一与金属贴片二均设置为方形。本发明为一款结构简单，易安装，低成本，小尺寸，宽带宽，高增益双极化室外点对点定向AP天线，能够提高无线通信系统容量，提高系统的抗干扰性。

Description

一种室外无线点对点双极化天线
技术领域
本发明涉及一种无线通讯技术领域的一种天线，尤其涉及一种室外无线点对点双极化天线。
背景技术
随着无线技术的快速发展，有线网络布局越来越少，为了实现无线网络布局，需要设计室外无线点对点的天线，天线的设计与无线通信距离息息相关，其辐射方向图、增益、天线带宽、阻抗匹配、尺寸、结构和成本均是影响天线的设计重要因素。因此，该无线室外点对点双极化天线需要满足多极化，高增益，宽带宽，小型化，结构简单，易安装。利用多极化天线可以提高天线分集增益，提高无线网络吞吐量，高增益天线可以提高网络覆盖范围，宽带宽可以满足日益增加的通信频段，结构简单和小型化可以让产品的外观更漂亮，且降低加工成本，同时易安装会降低安装错误以及安装成本。
发明内容
为了解决上述的技术问题：提高无线通信系统容量，提高系统的抗干扰性，本发明提供一种室外无线点对点双极化天线，其为一款结构简单，易安装，低成本，小尺寸，宽带宽，高增益双极化室外点对点定向AP天线。
为了达到上述的目的，本发明采用以下技术方案实现：一种室外无线点对点双极化天线，其包括两个馈电网络、位于同一层面上的8个金属贴片一、与8个金属贴片一形成叠层结构且上下一一对应的8个金属贴片二；8个金属贴片一与8个金属贴片二分别间隔一定间距一按2行4列形式排列，且8个金属贴片二以一定间距二分别放置在相应金属贴片一的正上方；两个馈电网络分别与8个金属贴片一均电连接，金属贴片一与金属贴片二均设置为方形。
作为上述方案的进一步改进，所述室外无线点对点双极化天线还包括基板一、以一定间距二处于基板一上方的基板二；8个金属贴片一与两个馈电网络设置在基板一上表面，8个金属贴片二设置在基板二的上表面。
优选地，基板一的底面设置有金属形成天线的地平面。再优选地，每片金属贴片一的面中心设置有防雷接地金属化过孔，防雷接地金属化过孔与金属电性连接。
优选地，基板一与基板二通过安装非金属化定位孔实现以一定间距二固定。
优选地，基板一上设置有两个天线端口，两个天线端口分别电性连接两个馈电网络。
优选地，金属贴片一的尺寸小于金属贴片二的尺寸。再优选地，基板一的尺寸为185×65×0.8mm3，基板二尺寸为185×65×0.3mm3，基板一的上表面与基板二下表面相距3.2mm。
作为上述方案的进一步改进，两个馈电网络均采用阶梯形渐变金属结构。
作为上述方案的进一步改进，金属贴片一的尺寸为16.2×16.2mm2，形成2行4列的排列方式，行间距为33mm，列间距为42mm；金属贴片二的尺寸为18.4×18.4mm2，形成2行4列的排列方式，行间距为33mm，列间距为42mm。
本发明的天线包括设置基板一上的金属贴片一和两个馈电网络、设置基板二上的金属贴片二。8个金属贴片一间隔一定间距一按2行4列形式排列，8个金属贴片二也间隔一定间距一按2行4列形式排列，金属贴片二以一定间距二放置在金属贴片一的正上方，两个天线馈电网络分别与金属贴片一电连接，金属贴片一和金属贴片二均设置为方形，通过设定金属贴片一和金属贴片二特定的尺寸和两个天线馈电网络，使之与馈线阻抗相匹配，提高所述天线辐射性能，达到通信性能良好的目的。
附图说明
图1是本发明室外无线点对点双极化天线的结构示意图。
图2是图1中室外无线点对点双极化天线的基板一的结构示意图。
图3是图1中室外无线点对点双极化天线的基板二的结构示意图。
图4是图1中室外无线点对点双极化天线的仿真结果示意图。
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。
请一并参阅图1至图3，本发明的AP天线即室外无线点对点双极化天线包括基板一1、金属11、金属贴片一10、基板二2、金属贴片二20、两个天线馈电网络30和31、防雷接地金属化过孔50、非金属化定位孔40、两个天线端口301和302。
基板一1的一面设置金属11，另一面设置金属贴片一10、两个天线馈电网络30和31、两个天线端口301和302。金属贴片二20设置在基板二2上。
在本实施例中，基板一1与基板二2是天线的载体部分，天线的主体部分包括设置基板一1上的金属贴片一10和两个馈电网络30、31、设置基板二2上的金属贴片二20。
金属贴片一10包括8个相同单元，8个相同单元间隔一定间距一按2行4列形式排列，金属贴片二20也包括8个相同单元，8个相同单元间隔一定间距一按2行4列形式排列，金属贴片二20以一定间距二放置在金属贴片一10的正上方，两个馈电网络30和31与金属贴片一10电连接，金属贴片一10和金属贴片二20均设置为方形，通过设定金属贴片一10和金属贴片二20特定的尺寸和两个馈电网络30和31。通过金属贴片一10和金属贴片二20形成叠层结构，可以加宽天线的阻抗带宽，同时还能提高天线的增益，提高天线的通信抗干扰能力。
为了简化天线结构及降低成本，本实施例中，两个馈电网络30和31分别为天线水平极化馈电网络30和天线垂直极化馈电网络31，两个馈电网络30和31与金属贴片一10印刷在基板一1的同一面，通过将两个馈电网络30设计为阶梯形天线馈电网络(如两个馈电网络30、31均采用阶梯形渐变金属结构)，使其与馈线匹配(图中未画出馈线)，达到良好的通信性能。
金属贴片一10的尺寸小于金属贴片二20的尺寸，本实施例中，基板一1的尺寸为185×65×0.8mm3，基板二2的尺寸为185×65×0.3mm3，基板一1的上表面与基板二2的下表面相距3.2mm。如图2所示，金属贴片一10的尺寸为16.2×16.2mm2，形成2行4列的排列方式，行间距为33mm，列间距为42mm，且金属贴片一10印刷在基板一1的上表面，基板一1的下表面印刷金属11，形成天线的地平面，其尺寸为185×65mm2。如图3所示，金属贴片二20尺寸为18.4×18.4mm2，形成2行4列的排列方式，行间距为33mm，列间距为42mm，且金属贴片二20印刷在基板二2的上表面，且基板二2在基板一1的正上方，通过在非金属化定位孔40用塑料螺丝固定。根据上述的描述，很容易得出最佳的间距一和间距二。
在基板一1的上表面印刷天线水平极化馈电网络30和天线垂直极化馈电网络31，分别通过多段0.25λ阶梯形馈电网络以及特定的尺寸与特性阻抗为50Ω的同轴线缆在馈电端口301和馈电端口302电连接。在金属贴片一10每单元的面中心通过金属化防雷接地孔50与金属11电连接，预防雷电损坏天线以及整个系统。
基板一1和基板一2的材料为聚四氟乙烯加增强结构玻璃布基板，该材料具有适中的相对介电常数和较低的损耗角正切，交好的耐热性和耐潮性。金属11印刷在基板一1的下表面形成天线的地平面，其金属材料为铜，厚度为35um；金属贴片一10和两个馈电网络30、31印刷在基板一1的上表面，其金属材料为铜，厚度为35um；金属贴片二20印刷在基板二2的上表面，其金属材料为铜，厚度为35um。
通过以上设计，使所述室外无线点对点定向AP天线的阻抗特性、天线增益、驻波比、前后比、隔离度、E面和H面3dB波瓣宽度等性能参数满足要求，从而得到一种低成本、高通信效率、高通信容量、高抗干扰性能的定向AP天线。所述定向AP天线的工作频段为5.15～5.85GHz；增益大于16dBi；驻波比小于2；端口隔离度小于-40dB；前后比大于-25dB；特性阻抗为50Ω；极化方式为水平极化和垂直极化；接头方式为IPX带射频屏蔽线，且屏蔽线长度可选。本实施例将所述的尺寸固定，使其成本达到最低，安装简单，通信性能良好，其定向AP天线的部分仿真结果如图4所示。
本发明的天线包括设置基板一1上的金属贴片一10和两个馈电网络30、31、设置基板二2上的金属贴片二20。8个金属贴片一10间隔一定间距一按2行4列形式排列，8个金属贴片二20也间隔一定间距一按2行4列形式排列，金属贴片二20以一定间距二放置在金属贴片一10的正上方，两个天线馈电网络30和31分别与金属贴片一10电连接，金属贴片一10和金属贴片二20均设置为方形，通过设定金属贴片一10和金属贴片二20特定的尺寸和两个天线馈电网络30和31，使之与馈线阻抗相匹配，提高所述天线辐射性能，达到通信性能良好的目的。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室外无线点对点双极化天线，其特征在于：其包括两个馈电网络(30、31)、位于同一层面上的8个金属贴片一(10)、与8个金属贴片一(10)形成叠层结构且上下一一对应的8个金属贴片二(20)；8个金属贴片一(10)与8个金属贴片二(20)分别间隔一定间距一按2行4列形式排列，且8个金属贴片二(20)以一定间距二分别放置在相应金属贴片一(10)的正上方；两个馈电网络(30、31)分别与8个金属贴片一(10)均电连接，金属贴片一(10)与金属贴片二(20)均设置为方形。
2.如权利要求1所述的室外无线点对点双极化天线，其特征在于：所述室外无线点对点双极化天线还包括基板一(1)、以一定间距二处于基板一(1)上方的基板二(2)；8个金属贴片一(10)与两个馈电网络(30、31)设置在基板一(1)的上表面，8个金属贴片二(20)设置在基板二(2)的上表面。
3.如权利要求2所述的室外无线点对点双极化天线，其特征在于：基板一(1)的底面设置有金属(11)形成天线的地平面。
4.如权利要求3所述的室外无线点对点双极化天线，其特征在于：每片金属贴片一(10)的面中心设置有防雷接地金属化过孔(5)，防雷接地金属化过孔(5)与金属(11)电性连接。
5.如权利要求2所述的室外无线点对点双极化天线，其特征在于：基板一(1)与基板二(2)通过安装非金属化定位孔(4)实现以一定间距二固定。
6.如权利要求2所述的室外无线点对点双极化天线，其特征在于：基板一(1)上设置有两个天线端口(301、302)，两个天线端口(301、302)分别电性连接两个馈电网络(30、31)。
7.如权利要求2所述的室外无线点对点双极化天线，其特征在于：金属贴片一(10)的尺寸小于金属贴片二(20)的尺寸。
8.如权利要求7所述的室外无线点对点双极化天线，其特征在于：基板一(1)的尺寸为185×65×0.8mm3，基板二(2)的尺寸为185×65×0.3mm3，基板一(1)的上表面与基板二(2)的下表面相距3.2mm。
9.如权利要求1所述的室外无线点对点双极化天线，其特征在于：两个馈电网络(30、31)均采用阶梯形渐变金属结构。
10.如权利要求1所述的室外无线点对点双极化天线，其特征在于：金属贴片一(10)的尺寸为16.2×16.2mm2，形成2行4列的排列方式，行间距为33mm，列间距为42mm；金属贴片二(20)的尺寸为18.4×18.4mm2，形成2行4列的排列方式，行间距为33mm，列间距为42mm。
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