CN106058446B - 低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，该天线包括地板、辐射体和圆环辐射组件；地板为以其中心线为轴线的回转体；辐射体设置在地板的上，起包括依次相接的两个直径不同的空心的圆柱和圆台，辐射体的直径朝地板方向逐渐减小，圆柱和圆台的中心线重合，两个圆柱的相接处、圆柱和圆台的相接处以及两个圆台的相接处均由于直径突变而形成台阶部；圆环辐射组件设置在辐射体的顶部，圆环辐射组件的最大直径与辐射体顶部的圆柱的直径相等，以使天线内最大辐射方向靠近水平方向，从而增强低仰角增益；地板、辐射体和圆环辐射组件的中心线重合。本发明实现了天线的低剖面和小型化，并增强低仰角增益。
Description
技术领域
本发明涉及天线领域，特别是涉及一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线。
背景技术
目前，人类已经全面进入信息时代，获取资讯成为人们日常生活不可或缺的组成部分。移动通信以其特有的便捷性，已成为人们随时随地获取信息和彼此通信的主要方式。天线则是无线通信系统关键子部件，它的性能优劣对整个系统的影响是决定性的。随着移动通信技术的发展，家庭、办公室、商场、候机楼、教室、图书馆等室内环境已成为话务和数据流量的热点区域。室外宏基站由于考虑覆盖范围、选址、成本等实际因素，天线尺寸大、增益高、发射功率大、架设高度高，以实现信号广域连续覆盖，却难以对建筑物内部进行深度、精确覆盖。自然地，人们将室外基站小型化后部署于楼宇内部各处，形成了室内分布式覆盖系统。综合考虑到容量、选址、成本等方面因素，室分小基站必须支持多制式(GSM 2G/CDMA-3G/LTE-4G)、全频段(0.80-0.96GHz/1.71-2.70GHz)，而且水平面需覆盖较大区域。受制于安装位置，室分天线通常有定向壁挂和全向吸顶两大类。由于多频段技术上实现较难，两类天线通常设计成宽频带。吸顶天线安装于楼层天花板，要求方向图在不同仰角的方位面内必须是均匀全向的(不圆度)，且低俯角方向仍需保持较高增益，这样才能保证覆盖较大的范围。另外，考虑用户视觉和感受，吸顶天线宜小尺寸和低剖面。
综合上述要求，单锥是适合设计全向吸顶天线的优选形状，它具有宽频带、全向性的特点，而且高度较仅为双锥天线的一半。然而，由于单锥天线是将双锥的倾斜下臂变成平直地板的缘故，其高频最大辐射方向会上翘较大的角度，致使低仰角增益较低，而低频最大增益则跟双锥天线一样是在水平方向。这会造成低频覆盖范围宽、高频覆盖范围小的现象。虽然，通过增加网络部署密度可以使高低频覆盖范围较为一致，但是建设成本会成倍增加。因此，全向吸顶天线的边缘覆盖效果增强成为解决问题的关键。如图2和图3所示，常规全向吸顶单锥天线采用平直圆盘地板2、杯状锥体1和短路枝条3，它的低仰角增益低、方位面不圆度差。
发明内容
本发明提供一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，能够解决现有技术存在的在低剖面情况下难以增强低仰角增益的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，该天线包括地板、辐射体和圆环辐射组件；所述地板为以其中心线为轴线的回转体；所述辐射体设置在所述地板的上方，所述辐射体包括由上往下依次相接的两个直径不同的空心的圆柱和两个空心的圆台，且所述辐射体的直径朝地板方向逐渐减小，所述圆柱和所述圆台的中心线重合，两个所述圆柱的相接处、所述圆柱和所述圆台的相接处以及两个所述圆台的相接处均由于直径突变而形成台阶部；所述圆环辐射组件设置在所述辐射体的顶部，所述圆环辐射组件的最大直径与所述辐射体顶部的圆柱的直径相等，以使所述天线内最大辐射方向靠近水平方向，从而增强低仰角增益；所述地板、所述辐射体和所述圆环辐射组件的中心线重合。
其中，所述圆环辐射组件包括第一圆环、第二圆环、支撑片及支撑柱；所述第一圆环通过所述支撑片固定并连接在所述辐射体顶部；所述第二圆环通过所述支撑柱固定并连接在所述第一圆环之上；所述第一圆环的部分圆弧在两个正交直径的方向朝内部凹陷形成四个凹陷区，所述第二圆环与所述第一圆环呈45°旋转对称。
其中，所述凹陷区包括两个折角，所述支撑柱设置在第一圆环内、与所述第二圆环的折角所对应的位置处。
其中，所述支撑片设置在辐射体上、与所述第一圆环的未凹陷的圆弧所对应的位置处。
其中，所述支撑片有八个，且两两一组，组与组之间的间隔均匀，同一组的两个所述支撑片对应于相邻的两个所述凹陷区之间的未凹陷的圆弧。
其中，所述地板包括圆柱体部分和在所述圆柱体上方的圆台，所述圆台的底面的直径与所述圆柱体部分的直径相同，所述地板中心设有馈电孔，以便同轴电缆穿过。
其中，所述馈电孔上设置有圆柱状的馈电座，所述馈电座中心设有圆孔，同轴电缆依次穿过所述馈电孔和所述馈电座，其外导体与所述馈电座平齐，其内导体则朝上延伸至所述辐射体的底部并与所述辐射体连接。
其中，所述地板的底部还设有圆盘介质板，所述圆盘介质板的底部平整。
其中，所述圆盘介质板的制作材料选自PVC、PC、ABS和PTFE中的至少一种。
其中，所述地板、所述辐射体和所述圆环辐射组件的制作材料选自紫铜、合金铜或者纯铝中的至少一种。。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过采用不同直径的两个圆柱和两个圆台形成辐射体，即对辐射体的锥面进行赋形设计，并在其顶部加载圆环辐射组件，使得天线带内最大辐射向始终靠近水平方向，由于竖直面波束宽度较宽，增益在偏离最大辐射方向后缓慢下降，这样低仰角方向增益仍能保持较高值，从而保证全频段内覆盖范围大致相同，本发明实现了单锥吸顶天线良好的水平全向性、边缘覆盖效果增强，以及低剖面和小型化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面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来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为天线模型所采用的直角坐标系定义的示意图；
图2为常规单锥全向吸顶天线的正视图；
图3为常规单锥全向吸顶天线的侧视图。
图4是辐射体的纵剖面轮廓图；
图5是辐射体的3D侧视图；
图6是辐射体表面加厚侧视图；
图7是辐射体表面加厚俯视图；
图8是地板纵剖面轮廓图；
图9是地板3D俯视图；
图10是地板3D侧视图；
图11是地板表面加厚3D侧视图；
图12是圆盘介质板的俯视图；
图13是圆盘介质板的正视图；
图14是圆盘介质板的侧视图；
图15是支撑片的俯视图；
图16是支撑片的正视图；
图17是支撑片的侧视图；
图18是第二圆环的俯视图；
图19是第二圆环的正视图；
图20是第二圆环的侧视图；
图21是支撑柱的俯视图；
图22是支撑柱的正视图；
图23是支撑柱的斜视图；
图24是第一圆环、第二圆环和支撑柱组合后的俯视图；
图25是第一圆环、第二圆环和支撑柱组合后的正视图；
图26是第一圆环、第二圆环和支撑柱组合后的侧视图；
图27是圆环辐射组件整体的侧视图。
图28是本发明低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线实施例的正视图；
图29是图28的俯视图；
图30是图28的侧视图。
图31为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的输入阻抗Zin频率特性曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是输入阻抗Zin，单位为Ω；实线表示实部Rin，虚线表示虚部Xin。
图32为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的反射系数|S11|曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是S11的幅度|S11|，单位为dB。由图知，天线在0.80-2.70GHz频段内实现了良好的阻抗匹配(|S11|≤-12.80dB，1.71-2.70GHz频段内，|S11|≤-13.16dB)。
图33为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的驻波比VSWR曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是VSWR。由图知，天线在0.80-2.70GHz频段内实现了良好的阻抗匹配(VSWR≤1.59，1.71-2.70GHz频段内，VSWR≤1.57)。
图34为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的各频点E-面(竖直面)归一化增益方向图。其中，其中，实线表示f1＝0.8GHz，虚线表示f2＝1.71GHz，点线表示f3＝2.30GHz，点划线线表示f4＝2.70GHz。由图知，低频最大方向出现在Theta＝73o-84o，高频则出现在Theta＝36o-63o；全频段内具有理想的半波阵子方向图。
图35、图36和图37为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的各频点在不同Theta值处的H-面(方位面)归一化增益方向图。其中，实线表示f1＝0.8GHz，虚线表示f2＝1.71GHz，点线表示f3＝2.30GHz，点划线线表示f4＝2.70GHz。图35表示Theta＝30o，图36表示Theta＝60o，图37表示Theta＝85o。由图知，Theta＝30o、60o和85o的不圆度分别小于0.15dB、0.14dB、0.20dB，各仰角均具有理想的水平全向性、均匀性。
图38为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的带内E-面半功率波束宽度随频率f变化曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是波束宽度，单位是度(deg)。由图知，低频波束宽度在101.2o-104.6o，高频在43.1o-51.7o。
图39为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的最大增益仰角随频率f变化曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是波束宽度，单位是度(deg)。由图知，低频最大增益仰角Theta＝72.2o-84.0o，高频最大增益仰角Theta＝35.2o-50.0o。
图40为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的实增益随频率f变化曲线。由图知，低频增益G＝1.78-2.04dBi，高频增益G＝2.55-4.0dBi。
图41为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的效率ηA随频率f变化曲线。由图知，整个频带内天线效率ηA>94％。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图28、图29和图30，本发明提供了一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，该天线包括地板2、辐射体1和圆环辐射组件。
其中，地板2为以其中心线为轴线的回转体。
辐射体1设置在所述地板的上方，所述辐射体2包括由上往下依次相接的两个直径不同的空心的圆柱和两个空心的圆台，且所述辐射体1的直径朝地板方向逐渐减小，所述圆柱和所述圆台的中心线重合，两个所述圆柱的相接处、所述圆柱和所述圆台的相接处以及两个所述圆台的相接处均由于直径突变而形成台阶部。
具体而言，辐射体1整体呈类似倒立的锥体的形状，具体为内部空心的薄壁锥面，并在锥面进行连续几何弯折赋形。例如，本实施例中，是将锥面母线为先4次钝折后，再进行3次直折的连续折线。
圆环辐射组件设置在所述辐射体1的顶部，所述圆环辐射组件的最大直径与所述辐射体1顶部的圆柱的直径相等，以使所述天线内最大辐射方向靠近水平方向，从而增强低仰角增益。
具体地，地板2、所述辐射体1和所述圆环辐射组件的中心线重合，从而保证带内方向性一致圆对称。
区别于现有技术，本发明通过采用不同直径的两个圆柱和两个圆台形成辐射体1，即对辐射体1的锥面进行赋形设计，并在其顶部加载圆环辐射组件，使得天线带内最大辐射向始终靠近水平方向，由于竖直面波束宽度较宽，增益在偏离最大辐射方向后缓慢下降，这样低仰角方向增益仍能保持较高值，从而保证全频段内覆盖范围大致相同，本发明实现了单锥吸顶天线良好的水平全向性、边缘覆盖效果增强，以及低剖面和小型化。
具体而言，如图15至图27所示，本实施例中的圆环辐射组件包括第一圆环4、第二圆环5、支撑片3及支撑柱6。所述第一圆环4通过所述支撑片3固定并连接在所述辐射体1顶部。所述第二圆环5通过所述支撑柱6固定并连接在所述第一圆环4之上。所述第一圆环4的部分圆弧在两个正交直径的方向朝内部凹陷形成四个凹陷区，第一圆环4的部分圆弧凹陷之后，形成了关于两个正交直径方向的对称结构。所述第二圆环5与所述第一圆环4呈45°旋转对称，即，第二圆环5的形状与第一圆环4的形状相同，具体地，将另一个第一圆环4旋转±45°之后，固定在支撑柱6上即形成了第二圆环5。
所述凹陷区包括两个折角，所述支撑柱6设置在第一圆环4内、与所述第二圆环5的折角所对应的位置处。具体而言，凹陷区为方形的凹陷，其内端部形成了两个直角。支撑柱6则在直角的位置处对第二圆环进行支撑，同时，支撑柱6作为导体将将第一圆环4与第二圆环5连接。因此，该支撑柱6有八个，该八个支撑柱6均匀分布在一个圆周上。
所述支撑片3设置在辐射体1上、与所述第一圆环4的未凹陷的圆弧所对应的位置处。所述支撑片3有八个，且两两一组，组与组之间的间隔均匀，同一组的两个所述支撑片3对应于相邻的两个所述凹陷区之间的未凹陷的圆弧。
请参阅图8至图11，地板2包括圆柱体部分和在所述圆柱体上方的圆台，所述圆台的底面的直径与所述圆柱体部分的直径相同，所述地板2中心设有馈电孔，以便同轴电缆穿过。
该地板2整体呈类似锥形，并将锥面进行赋形，该锥形地板的母线为先2次钝折后2次直折的连续折线。
所述馈电孔上设置有圆柱状的馈电座8，所述馈电座8中心设有圆孔，同轴电缆9依次穿过所述馈电孔和所述馈电座8，其外导体与所述馈电座8平齐，其内导体则朝上延伸至所述辐射体1的底部并与所述辐射体1连接。本实施例中，所述圆孔的孔径与所述馈电座8的圆孔的孔径相同。
本发明的天线采用带SMA、BNC、TNC、N型等常见连接头的50Ω标准同轴缆线9。
具体地，本实施例中的地板2的底部还设有圆盘介质板7，所述圆盘介质板7的底部平整，以方便天线倒置平齐安装于天花板。该圆盘介质板7的制作材料选自PVC、PC、ABS和PTFE中的至少一种。
本发明中的所述地板2、所述辐射体1和所述圆环辐射组件的制作材料选自紫铜、合金铜或者纯铝中的至少一种。
本发明通过采用不同直径的两个圆柱和两个圆台形成辐射体1，即对辐射体1的锥面进行赋形设计，并采用圆柱和圆台形成地板2，从而对地板2的锥面进行赋形设计，还在辐射体顶部加载由两个内凹的第一圆环4和第二圆环4等形成的圆环辐射组件，并在地板2中心馈电孔处设置馈电座8，获得了优于常规单锥全向吸顶天线的宽带性，理想的全向性，边缘增益增强、带内覆盖一致性高以及较小的剖面高度及较小的总体尺寸。
以下为本发明的低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的设计方法，通过该设计方法可以更容易地理解本发明的结构。
步骤一，在水平面XOY建立直角坐标系，见图1。
步骤二，在XOZ平面，从左下至右上画一连续弯折斜线，先缓弯折4次、后直弯折3次，然后左右对称复制，构成V形单锥轮廓，如图4所示。单锥边缘赋形可以延长电流路径降低工作频率，并改善方向图低仰角增益。
然后，将V形斜线绕Z轴旋转180°形成单锥锥面，然后将锥面变成有一定厚度的薄片，单锥高度和直径分别为Hc、Dc，从而形成辐射体1，如图5、图6和图7所示。
步骤三，在XOZ平面，自左上朝右下画一连续弯折斜线，先缓弯折2次、后直弯折2次，然后左右对称复制呈等腰梯形，构成单锥地板2边缘轮廓，如图8所示。地板2边缘赋形同样是为了延长电流路径降低工作频率，并改善方向图低仰角增益。然后，将等腰梯形绕Z轴旋转180°形成赋形锥面，再将锥面变成有一定厚度的薄片，地板2的高度和直径分别为Hg、Dg，如图9、图10和图11所示。
步骤四，在步骤三的赋形锥形地板2的底部，画一直径Dp等于地板直径Dg、厚度为Tp的圆盘介质板7，以方便天线倒置平齐安装于天花板，如图12、图13和图14所示。
步骤五，在步骤二的赋形单锥辐射体1的顶部，沿圆周方向画两两一组、四组共8个竖直圆柱面薄片支撑片3，它们的排列关于X/Y轴对称，高度和弧度分别为Ha、βa，如图15、图16和图17所示。
步骤六，在距离步骤五的支撑片3顶端HT处，画一X/Y轴方向弧段朝内凹陷的第二圆环5，其直径DL与辐射体1的直径Dc相等，如图18、图19和图20所示。
步骤七，在步骤六的第二圆环5内凹段的8个折角中心分别画8个竖直排列的圆柱体支撑柱6，直径和高度分别为Ds、Hs，如图21、图22和图23所示。
步骤八，将步骤六的第二圆环5复制一个，然后绕Z轴旋转+45°或-45°形成第一圆环4，再朝-Z轴移动距离Dm＝HT。最后，将其与步骤七的圆柱支撑柱和步骤六的第二圆环5合并为一体，以降低天线高度和增强低仰角增益，如图24、图25、图26和图27所示。
步骤九，在地板中心直径为DH的馈电孔位置，画一个内、外径和高度分别为DFI、DFO、HF的圆柱馈电座8，以便焊接电缆9和调节阻抗；
然后，将外径DCO＝DFI的50Ω同轴电缆9孔和馈电座8的外导体与馈电座8的顶面平齐，而内导体则朝上延伸至辐射体1的底部，如图28、图29和图30所示。
步骤十，将以上各步骤所述部件按照水平同心和竖直对齐的原则依次合并组合，以实现天线理想全向辐射特性。至此，所有部件组装为一个完整的全向吸顶天线整体，如图28、图29和图30所示。天线整体尺寸为：高度H＝Tp+Hg+Hc+Ha+HT，直径D＝Dg。
请参阅图31至图41以及表1，其中：
图31为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的输入阻抗Zin频率特性曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是输入阻抗Zin，单位为Ω；实线表示实部Rin，虚线表示虚部Xin。
图32为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的反射系数|S11|曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是S11的幅度|S11|，单位为dB。由图知，天线在0.80-2.70GHz频段内实现了良好的阻抗匹配(|S11|≤-12.80dB，1.71-2.70GHz频段内，|S11|≤-13.16dB)。
图33为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的驻波比VSWR曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是VSWR。由图知，天线在0.80-2.70GHz频段内实现了良好的阻抗匹配(VSWR≤1.59，1.71-2.70GHz频段内，VSWR≤1.57)。
图34为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的各频点E-面(竖直面)归一化增益方向图。其中，其中，实线表示f1＝0.8GHz，虚线表示f2＝1.71GHz，点线表示f3＝2.30GHz，点划线线表示f4＝2.70GHz。由图知，低频最大方向出现在Theta＝73o-84o，高频则出现在Theta＝36o-63o；全频段内具有理想的半波阵子方向图。
图35、图36和图37为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的各频点在不同Theta值处的H-面(方位面)归一化增益方向图。其中，实线表示f1＝0.8GHz，虚线表示f2＝1.71GHz，点线表示f3＝2.30GHz，点划线线表示f4＝2.70GHz。图35表示Theta＝30o，图36表示Theta＝60o，图37表示Theta＝85o。由图知，Theta＝30o、60o和85o的不圆度分别小于0.15dB、0.14dB、0.20dB，各仰角均具有理想的水平全向性、均匀性。
图38为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的带内E-面半功率波束宽度随频率f变化曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是波束宽度，单位是度(deg)。由图知，低频波束宽度在101.2o-104.6o，高频在43.1o-51.7o。
图39为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的最大增益仰角随频率f变化曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位为GHz；纵轴(Y轴)是波束宽度，单位是度(deg)。由图知，低频最大增益仰角Theta＝72.2o-84.0o，高频最大增益仰角Theta＝35.2o-50.0o。
图40为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的实增益随频率f变化曲线。由图知，低频增益G＝1.78-2.04dBi，高频增益G＝2.55-4.0dBi。
图41为低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线的效率ηA随频率f变化曲线。由图知，整个频带内天线效率ηA>94％。
表1是各频点在不同θ值处的相对增益值(归一化到最大值)。
表1.各频点在不同θ值处的相对增益值(归一化到最大值)
由表1可知，从最大辐射往水平方向(θ＝90°)，增益缓慢下降，在低仰角方向仍保持较高增益值，边缘增强效果明显；高仰角(靠近θ＝0°两侧)方向也保持较高增益，近区覆盖效果也较佳。
结合图31至图41以及表1可知，本发明通过采用不同直径的两个圆柱和两个圆台形成辐射体，即对辐射体的锥面进行赋形设计，并采用圆柱和圆台形成地板，从而对地板的锥面进行赋形设计，还在辐射体顶部加载由两个内凹的第一圆环和第二圆环等形成的圆环辐射组件，并在地板中心馈电孔处设置馈电座，获得了：一、优于常规单锥全向吸顶天线的宽带性，0.80-2.70GHz频带内低频VSWR≤1.59、高频VSWR≤1.57；二、理想的全向性，带内各仰角不圆度小于0.20dBi；三、边缘增益增强、带内覆盖一致性(增益低频、高频分别为2dBi左右和255-4.00dBi；低频增益仰角θ＝72.2°-84.0°，半功率波宽HPBW＝101.2°-104.6°；高频增益仰角θ＝35.2°-50.0°，半功率波宽HPBW＝43.1°-51.7°)；四、较小的剖面高度及总体尺寸(地板直径-0.493·λL×单锥直径-0.179λL×高度-0.259·λL)；五、接近于理想100％的工作效率(ηA>94％)。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种低剖面室内覆盖增强型单极化全向吸顶天线，其特征在于，包括：
地板，为以其中心线为轴线的回转体；
辐射体，设置在所述地板的上方，所述辐射体包括由上往下依次相接的两个直径不同的空心的圆柱和两个空心的圆台，且所述辐射体的直径朝地板方向逐渐减小，所述圆柱和所述圆台的中心线重合，两个所述圆柱的相接处、所述圆柱和所述圆台的相接处以及两个所述圆台的相接处均由于直径突变而形成台阶部；所述辐射体为空心薄壁倒立锥面体结构，其锥面通过连续几何弯折赋形；
圆环辐射组件，设置在所述辐射体的顶部，所述圆环辐射组件的最大直径与所述辐射体顶部的圆柱的直径相等，以使所述天线内最大辐射方向靠近水平方向，从而增强低仰角增益；
所述地板、所述辐射体和所述圆环辐射组件的中心线重合；
其中，所述圆环辐射组件包括第一圆环、第二圆环、支撑片及支撑柱；
所述第一圆环通过所述支撑片固定并连接在所述辐射体顶部；
所述第二圆环通过所述支撑柱固定并连接在所述第一圆环之上；
所述第一圆环的部分圆弧在两个正交直径的方向朝内部凹陷形成四个凹陷区，所述第二圆环与所述第一圆环呈45°旋转对称。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述凹陷区包括两个折角，所述支撑柱设置在第一圆环内、与所述第二圆环的折角所对应的位置处。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述支撑片设置在辐射体上、与所述第一圆环的未凹陷的圆弧所对应的位置处。
4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述支撑片有八个，且两两一组，组与组之间的间隔均匀，同一组的两个所述支撑片对应于相邻的两个所述凹陷区之间的未凹陷的圆弧。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述地板包括圆柱体部分和在所述圆柱体上方的圆台，所述圆台的底面的直径与所述圆柱体部分的直径相同，所述地板中心设有馈电孔，以便同轴电缆穿过。
6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述馈电孔上设置有圆柱状的馈电座，所述馈电座中心设有圆孔，同轴电缆依次穿过所述馈电孔和所述馈电座，其外导体与所述馈电座平齐，其内导体则朝上延伸至所述辐射体的底部并与所述辐射体连接。
7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述地板的底部还设有圆盘介质板，所述圆盘介质板的底部平整。
8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述圆盘介质板的制作材料选自PVC、PC、ABS和PTFE中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述地板、所述辐射体和所述圆环辐射组件的制作材料选自紫铜、合金铜或者纯铝中的至少一种。
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