CN112928463A - 一种垂直极化全向天线 - Google Patents

一种垂直极化全向天线 Download PDF

Info

Publication number
CN112928463A
CN112928463A CN202110151078.3A CN202110151078A CN112928463A CN 112928463 A CN112928463 A CN 112928463A CN 202110151078 A CN202110151078 A CN 202110151078A CN 112928463 A CN112928463 A CN 112928463A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
metal column
dielectric substrate
hole
column
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110151078.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112928463B (zh
Inventor
董元旦
文思超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN202110151078.3A priority Critical patent/CN112928463B/zh
Publication of CN112928463A publication Critical patent/CN112928463A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112928463B publication Critical patent/CN112928463B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种垂直极化全向天线，包括金属地板、双面敷铜的介质基板和馈电同轴线，金属地板与介质基板之间设置有第一金属柱、第二金属柱以及中心金属柱，介质基板上表面设置有微带线、下表面设置有金属贴片，第一金属柱、第二金属柱的两端分别与金属贴片和金属地板连接，中心金属柱穿过介质基板分别与金属地板和微带线末端连接，馈电同轴线内导体穿过介质基板与微带线始端连接，馈电同轴线的外导体作为一根连接金属贴片和金属地板的短路柱，保证了天线工作模式的对称性，介质基板的下表面承担辐射贴片和微带线地板的作用，而微带线则可以显著拓展天线工作带宽，具有较低的剖面高度，适用于室内吸顶基站。

Description

一种垂直极化全向天线
技术领域
本发明属于天线技术领域，具体涉及一种垂直极化全向天线。
背景技术
早期的无线通信基站主要布置在室外，可以实现较大范围的信号覆盖。而随着通信技术和移动数据业务的快速发展，无线终端数量急剧增加，通信数据量也呈现爆炸式增长。单靠室外基站已经无法满足人们日常通信需求，室内分布式基站成为主要解决方案。大型公共场所如写字楼、商场等环境下多采用全向吸顶式基站天线来实现室内信号的360°全覆盖。传统的吸顶天线常采用单锥天线，它具有结构简单、带宽大等优点，能实现稳定的全向辐射方向图，是实用中的首选方案。然而单锥天线的剖面高度受工作频率制约，约为其工作频率下的四分之一波长。对于低频应用场景，这就意味着过大的剖面高度。而安装在天花板上的设备，大的剖面高度不利于安装，也不符合人们对美学的追求。为了降低单锥型天线的剖面高度，电抗加载技术是最常采用的手段，如顶部金属盘加载、短路加载等。另外，从中心进行馈电的圆形贴片天线也可以实现全向辐射，但是这类天线的带宽通常比较窄，难以满足基站天线的要求。
发明内容
本发明提供一种垂直极化全向天线，以解决上述问题，包括金属地板、双面敷铜的介质基板和馈电同轴线，所述金属地板与所述介质基板之间设置有第一金属柱、第二金属柱以及中心金属柱，所述介质基板上表面设置有微带线、下表面设置有金属贴片，所述第一金属柱、第二金属柱的两端分别与所述金属贴片和金属地板连接，所述中心金属柱穿过所述介质基板分别与所述金属地板和微带线末端连接，所述馈电同轴线内导体穿过介质基板与所述微带线始端连接，所述馈电同轴线外导体分别与所述金属贴片和金属地板连接。
优选的，所述介质基板中心设置有第一非金属化通孔，所述中心金属柱从所述第一非金属化通孔穿过。
优选的，所述金属贴片与所述第一非金属化通孔对应的位置设置有圆形槽，所述圆形槽的直径大于所述中心金属柱直径。
优选的，所述第一金属柱、第二金属柱垂直于所述金属地板设置。
优选的，所述介质基板上设置有第一金属化通孔和第二金属化通孔，所述第一金属柱、第二金属柱分别通过所述第一金属化通孔和第二金属化通孔与介质基板上表面的焊盘焊接。
优选的，所述第一金属柱、第二金属柱为金属螺钉。
优选的，所述馈电同轴线穿过第二非金属化通孔与所述微带线始端连接。
优选的，所述第一金属柱、第二金属柱以所述第一非金属化通孔和第二非金属化通孔的连线为对称轴对称设置。
优选的，以所述第一非金属化通孔为顶角，所述第一金属柱、第二金属柱之间的夹角为120°，所述第二非金属化通孔和所述第一金属柱、第二金属柱位于同一圆周上。
优选的，所述微带线为曲线型。
优选的，所述介质基板为圆形，所述金属贴片也为圆形。
优选的，所述微带线包括多段以第一非金属化通孔为圆形设置的弧形段，各弧形段首尾连接。
优选的，所述介质基板与所述金属地板间隔设置。
本发明具有以下有益效果：提供一种垂直极化全向天线，从侧边进行馈电来激励圆形贴片进行全向辐射，同时利用馈电同轴线的外导体作为一根连接金属贴片和金属地板的短路柱，保证了天线工作模式的对称性，介质基板的下表面既承担辐射贴片的作用，又作为微带线的地板，而微带线则可以显著拓展天线工作带宽，具有较低的剖面高度，适用于室内吸顶基站。
附图说明
图1为本发明实施例中整体结构爆炸示意图；
图2为本发明实施例中天线的部分结构示意图；
图3为本发明实施例中天线的俯视图。
10-金属地板；20-介质基板；21-第一金属化通孔；22-第二金属化通孔；23-第一非金属化通孔；24-焊盘；26-微带线；27-第二非金属化通孔；30-金属贴片；31-圆形槽；40-第一金属柱；50-第二金属柱；60-中心金属柱。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-3所示，图中未示出馈电同轴线，使用现有技术中常用的同轴线即可，一种垂直极化全向天线，包括金属地板10、双面敷铜的介质基板20和馈电同轴线，所述金属地板10与所述介质基板20之间设置有第一金属柱40、第二金属柱50以及中心金属柱60，所述介质基板20上表面设置有微带线26、下表面设置有金属贴片30，所述第一金属柱40、第二金属柱50的两端分别与所述金属贴片30和金属地板10连接，所述中心金属柱60穿过所述介质基板20分别与所述金属地板10和微带线26末端连接，所述馈电同轴线内导体穿过介质基板20与所述微带线26始端连接，所述馈电同轴线外导体分别与所述金属贴片30和金属地板10连接。
作为优选的方案，所述介质基板20中心设置有第一非金属化通孔23，所述中心金属柱60从所述第一非金属化通孔23穿过。
作为优选的方案，所述金属贴片30与所述第一非金属化通孔23对应的位置设置有圆形槽31，所述圆形槽31的直径大于所述中心金属柱60直径，保证中心金属柱60不会和金属贴片30直接接触，中心金属柱60对天线在中心进行直接激励，可以产生中心对称的场分布，其工作模式可以认为是圆形贴片的TMon模，在金属贴片30的边缘电场垂直于天线平面，等效为一个磁流环，从而产生垂直极化全向辐射。
作为优选的方案，所述第一金属柱40、第二金属柱50垂直于所述金属地板10设置。
作为优选的方案，所述介质基板20上设置有第一金属化通孔21和第二金属化通孔22，所述第一金属柱40、第二金属柱50分别通过所述第一金属化通孔21和第二金属化通孔22与介质基板20上表面的焊盘24焊接，一方面保证金属柱和金属贴片30良好的电气连接，另一方面把焊点转移到天线的上表面，方便天线的焊接加工。
作为优选的方案，所述第一金属柱40、第二金属柱50为金属螺钉，很容易实现加工组装等，简单方便，实用性强。
作为优选的方案，所述馈电同轴线穿过第二非金属化通孔27与所述微带线26始端连接。
作为优选的方案，所述第一金属柱40、第二金属柱50以所述第一非金属化通孔23和第二非金属化通孔27的连线为对称轴对称设置。
作为优选的方案，以所述第一非金属化通孔23为顶角，所述第一金属柱40、第二金属柱50之间的夹角为120°，所述第二非金属化通孔27和所述第一金属柱40、第二金属柱50位于同一圆周上，保证天线场分布的对称性，也就保证了天线辐射方向图有较好的圆度。
作为优选的方案，所述微带线26为曲线型。
作为优选的方案，所述介质基板20为圆形，所述金属贴片30也为圆形，所述金属地板10也为圆形。
作为优选的方案，所述微带线26包括多段以第一非金属化通孔23为圆形设置的弧形段，各弧形段首尾连接。
微带线26采用弯曲形式以实现较好的阻抗匹配特性，也可以是分支型；作为馈电同轴线和天线辐射体之间的阻抗变化器，实现对天线的良好匹配。
作为优选的方案，所述介质基板20与所述金属地板10间隔设置，使得介质基板20和金属地板10之间存在一定厚度的空气层。
馈电同轴线将射频信号传输到介质基板20上的微带线26，微带线26再讲射频信号传输到中心金属柱60，中心金属柱60的底端直接连接金属地板10。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垂直极化全向天线，其特征在于：包括金属地板、双面敷铜的介质基板和馈电同轴线，所述金属地板与所述介质基板之间设置有第一金属柱、第二金属柱以及中心金属柱，所述介质基板上表面设置有微带线、下表面设置有金属贴片，所述第一金属柱、第二金属柱的两端分别与所述金属贴片和金属地板连接，所述中心金属柱穿过所述介质基板分别与所述金属地板和微带线末端连接，所述馈电同轴线内导体穿过介质基板与所述微带线始端连接，所述馈电同轴线外导体分别与所述金属贴片和金属地板连接。
2.根据权利要求1所述的一种垂直极化全向天线，其特征在于：所述介质基板中心设置有第一非金属化通孔，所述中心金属柱从所述第一非金属化通孔穿过。
3.根据权利要求2所述的一种垂直极化全向天线，其特征在于：所述金属贴片与所述第一非金属化通孔对应的位置设置有圆形槽，所述圆形槽的直径大于所述中心金属柱直径。
4.根据权利要求1所述的一种垂直极化全向天线，其特征在于：所述第一金属柱、第二金属柱垂直于所述金属地板设置。
5.根据权利要求4所述的一种垂直极化全向天线，其特征在于：所述介质基板上设置有第一金属化通孔和第二金属化通孔，所述第一金属柱、第二金属柱分别通过所述第一金属化通孔和第二金属化通孔与介质基板上表面的焊盘焊接。
6.根据权利要求5所述的一种垂直极化全向天线，其特征在于：所述第一金属柱、第二金属柱为金属螺钉。
7.根据权利要求5所述的一种垂直极化全向天线，其特征在于：所述馈电同轴线穿过第二非金属化通孔与所述微带线始端连接。
8.根据权利要求7所述的一种垂直极化全向天线，其特征在于：所述第一金属柱、第二金属柱以所述第一非金属化通孔和第二非金属化通孔的连线为对称轴对称设置。
9.根据权利要求8所述的一种垂直极化全向天线，其特征在于：以所述第一非金属化通孔为顶角，所述第一金属柱、第二金属柱之间的夹角为120°，所述第二非金属化通孔和所述第一金属柱、第二金属柱位于同一圆周上。
10.根据权利要求1所述的一种垂直极化全向天线，其特征在于：所述微带线为曲线型。
CN202110151078.3A 2021-02-04 2021-02-04 一种垂直极化全向天线 Active CN112928463B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110151078.3A CN112928463B (zh) 2021-02-04 2021-02-04 一种垂直极化全向天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110151078.3A CN112928463B (zh) 2021-02-04 2021-02-04 一种垂直极化全向天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112928463A true CN112928463A (zh) 2021-06-08
CN112928463B CN112928463B (zh) 2022-04-19

Family

ID=76170059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110151078.3A Active CN112928463B (zh) 2021-02-04 2021-02-04 一种垂直极化全向天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112928463B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113964516A (zh) * 2021-09-27 2022-01-21 浙江大学 一种基于可调天线罩的二维波束扫描天线
CN114512814A (zh) * 2022-01-13 2022-05-17 微网优联科技(成都)有限公司 一种基于多谐振模式的垂直极化全向天线

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030231138A1 (en) * 2002-06-17 2003-12-18 Weinstein Michael E. Dual-band directional/omnidirectional antenna
CN102324620A (zh) * 2011-07-15 2012-01-18 华南理工大学 一种可工作于gps和td-scdma的双频双极化天线
CN104103900A (zh) * 2014-07-10 2014-10-15 电子科技大学 一种低剖面宽带双极化全向天线
CN105720361A (zh) * 2016-01-26 2016-06-29 电子科技大学 一种基于人工磁导体结构的宽带低剖面双极化全向天线
CN106450714A (zh) * 2016-11-24 2017-02-22 电子科技大学 一种适用于阵列的宽带圆极化天线
CN107732425A (zh) * 2017-09-01 2018-02-23 哈尔滨工业大学 宽带低剖面垂直极化全向天线
CN207651657U (zh) * 2017-12-18 2018-07-24 深圳市鼎耀科技有限公司 一种圆极化全向天线
CN110444881A (zh) * 2019-08-30 2019-11-12 华南理工大学 一种宽带全向/定向方向图可重构天线

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030231138A1 (en) * 2002-06-17 2003-12-18 Weinstein Michael E. Dual-band directional/omnidirectional antenna
CN102324620A (zh) * 2011-07-15 2012-01-18 华南理工大学 一种可工作于gps和td-scdma的双频双极化天线
CN104103900A (zh) * 2014-07-10 2014-10-15 电子科技大学 一种低剖面宽带双极化全向天线
CN105720361A (zh) * 2016-01-26 2016-06-29 电子科技大学 一种基于人工磁导体结构的宽带低剖面双极化全向天线
CN106450714A (zh) * 2016-11-24 2017-02-22 电子科技大学 一种适用于阵列的宽带圆极化天线
CN107732425A (zh) * 2017-09-01 2018-02-23 哈尔滨工业大学 宽带低剖面垂直极化全向天线
CN207651657U (zh) * 2017-12-18 2018-07-24 深圳市鼎耀科技有限公司 一种圆极化全向天线
CN110444881A (zh) * 2019-08-30 2019-11-12 华南理工大学 一种宽带全向/定向方向图可重构天线

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SICHAO WEN: "《A Low-Profile Vertically Polarized Antenna With Conical Radiation Pattern for Indoor Micro Base Station Application》", 《IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS ( VOLUME: 20, ISSUE: 2, FEB. 2021)》 *
TAKESHI FUKUSAKO: "《A design of bi-directional and low-profile antenna using microstrip element》", 《2016 IEEE-APS TOPICAL CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION IN WIRELESS COMMUNICATIONS (APWC)》 *
YINWAN NING: "《Omnidirectional Circularly Polarized Antenna Based on Dual Zeroth-Order Resonances》", 《2019 IEEE ASIA-PACIFIC MICROWAVE CONFERENCE (APMC)》 *
田洁;郭益敏;李莉;陈新伟: "《一种低剖面宽带垂直极化全向天线设计》", 《测试技术学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113964516A (zh) * 2021-09-27 2022-01-21 浙江大学 一种基于可调天线罩的二维波束扫描天线
CN114512814A (zh) * 2022-01-13 2022-05-17 微网优联科技(成都)有限公司 一种基于多谐振模式的垂直极化全向天线
CN114512814B (zh) * 2022-01-13 2024-04-12 微网优联科技(成都)有限公司 一种基于多谐振模式的垂直极化全向天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN112928463B (zh) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105720361B (zh) 一种基于人工磁导体结构的宽带低剖面双极化全向天线
CN112928463B (zh) 一种垂直极化全向天线
CN107808998B (zh) 多极化辐射振子及天线
CN102856640B (zh) 一种带有寄生圆片的高隔离度双极化e型微带天线
CN110492239B (zh) 一种应用于5g-v2x车联网通信系统的三极化车载天线
CN108448244A (zh) 一种工作于bds-1 s的紧凑型全向圆极化可重构天线
CN107634322B (zh) 双频高增益全向天线
CN114976665B (zh) 一种加载频率选择表面辐射稳定的宽带双极化偶极子天线
CN109301486B (zh) 用于5g移动通信的单层贴片式微波毫米波跨频段双频双极化辐射单元
US11239544B2 (en) Base station antenna and multiband base station antenna
CN208240873U (zh) 一种工作于bds-1 s的紧凑型全向圆极化可重构天线
CN113594705A (zh) 一种低剖面共口径双极化全向天线
CN201243085Y (zh) 一种wimax双极化基站定向天线
CN111799573B (zh) 一种应用于Sub-6GHz的双频双极化5G基站天线
CN105048066A (zh) 一种低剖面高增益分形小型基站天线
CN116053776B (zh) 双宽带双极化磁电偶极子基站天线及通信设备
CN112310630A (zh) 宽频带高增益印刷天线
CN217823253U (zh) 全向吸顶天线
CN108173008B (zh) 一种新型平面全向圆极化天线、无线通信基站、移动终端
CN212011245U (zh) 低剖面高隔离度双极化基站天线
CN115954661A (zh) 一种具有360°周向波束覆盖的可重构微带天线
CN211238500U (zh) 平面磁电偶极子天线
CN209487707U (zh) 一种双层蝶形天线
CN211062855U (zh) 一种双频天线系统及终端设备
CN103594780B (zh) 一种天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant