CN113851826A - 一种单极化低不圆度的室内分布天线 - Google Patents

一种单极化低不圆度的室内分布天线 Download PDF

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Abstract

一种单极化低不圆度的室内分布天线，包括有顶部辐射单元、垂直极化辐射单元和接地板；垂直极化辐射单元包括有以接地板的中心为圆心呈圆周阵列分布的若干个辐射贴片，并且，每个辐射贴片沿竖直方向延伸布置；每个辐射贴片的外侧开有至少一个凹口；顶部辐射单元包括有呈上下布置的第一圆贴片和第二圆贴片；通过呈圆周阵列分布的六个辐射贴片，在维持天线高增益的辐射特性的同时，改善天线的不圆度，并且，通过在辐射贴片开设两个凹口，增加天线的频率谐振点，拓展带宽；通过设有间距的第一圆贴片和第二圆贴片改善垂直极化辐射的不圆度；通过接地板的圆弧形孔改善天线的阻抗匹配并保持天线较好的全向辐射特性。

Description

一种单极化低不圆度的室内分布天线
技术领域
本发明涉及天线的技术领域，尤其是涉及一种单极化低不圆度的室内分布天线。
背景技术
室内通信是日常生活通信的主要场景，室分天线系统可以为室内通信提供信源与信宿，来进行信号的传输。因此，开发同时覆盖2G / 3G / LTE / 5G频段的室内分布天线应用前景广泛。一般，室内场景下每一个信宿都要求能接收到良好的信号，这就要求室内分布天线需要具备较好的全向辐射特性，在XOY平面内具有较好的不圆度。目前，在设计单极化室内分布天线时，往往采用锥形结构来实现垂直极化，但是，现有的单锥结构难以实现覆盖2G/3G/LTE/5G频带的宽带宽136.4%（0.70GHz-3.7GHz），并且，难以同时在实现天线宽带宽的基础上保持天线良好的全向辐射特性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种单极化低不圆度的室内分布天线。
为实现上述目的，本发明提供的方案为一种单极化低不圆度的室内分布天线，包括有顶部辐射单元、垂直极化辐射单元和接地板；所述垂直极化辐射单元包括有以接地板的中心为圆心呈圆周阵列分布的若干个辐射贴片，并且，每个所述辐射贴片沿竖直方向延伸布置；每个所述辐射贴片的外侧开有至少一个凹口；所述顶部辐射单元包括有呈上下布置的第一圆贴片和第二圆贴片，其中，所述第一圆贴片和所述第二圆贴片之间设有间距；所述第二圆贴片与若干个所述辐射贴片的顶部固定连接；若干个所述辐射贴片的底部与所述接地板固定连接。
进一步，所述第一圆贴片和所述第二圆贴片通过绝缘支架固定连接。
进一步，每个所述辐射贴片包括有一体成型且呈上下布置的第一辐射部和第二辐射部，其中，所述第一辐射部的顶部与所述第二圆贴片固定连接，所述第二辐射部的底部与所述接地板固定连接，并且，所述第一辐射部的外侧开有至少一个凹口。
进一步，所述第一辐射部和所述第二辐射部均呈多边形。
进一步，若干个所述第二辐射部相互固定连接。
进一步，每个所述第一辐射部的内侧沿竖直方向延伸布置。
进一步，若干个所述第一辐射部互不相连。
进一步，所述接地板呈圆形。
进一步，所述接地板预设有以接地板的中心为圆心呈圆周阵列分布的若干个圆弧形孔。
进一步，若干个所述圆弧形孔互不相连。
本发明的有益效果为：通过呈圆周阵列分布的六个辐射贴片，在维持天线高增益的辐射特性的同时，改善天线的不圆度，并且，通过在辐射贴片开设两个凹口，增加天线的频率谐振点，拓展带宽；通过设有间距的第一圆贴片和第二圆贴片改善垂直极化辐射的不圆度；通过接地板的圆弧形孔改善天线的阻抗匹配并保持天线较好的全向辐射特性。
附图说明
图1为天线的示意图。
图2为辐射贴片的示意图。
图3为接地板的示意图。
图4为天线仿真的S参数图。
图5为天线的增益图。
图6为天线的不圆度图。
图7为天线的方向图。
其中，1-顶部辐射单元，11-第一圆贴片，12-第二圆贴片，2-辐射贴片，21-第一辐射部，22-第二辐射部，23-凹口，3-接地板，31-圆弧形孔，32-通孔。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面参照附图对本发明进行更全面地描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
参照图1至图3，在本实施例中，一种单极化低不圆度的室内分布天线，包括有呈竖向中心对齐的顶部辐射单元1、垂直极化辐射单元和呈圆形的接地板3，其中，接地板3的中心位置预设用以馈电的通孔32，馈电电线通过通孔32分别对垂直极化辐射单元和接地板3馈电。接地板3预设有四个圆弧形孔31，其中，四个圆弧形孔31以接地板的中心为圆心呈圆周阵列分布，具体地，四个圆弧形孔31分别以45°、135°、225°和315°为中心布置。在天线使用时，通过四个圆弧形孔31，能够有引导接地板3的电流，改善垂直极化的阻抗匹配，降低天线的不圆度。
在本实施例中，垂直极化辐射单元包括有以接地板3的中心为圆心呈圆周阵列分布的六个辐射贴片2，其中，六个辐射贴片2分别布置在0°、60°、120°、180°、240°和300°所在的切面上，在天线使用时，令天线在保持宽带宽的同时，保持较好的全向特性。每个辐射贴片2由有一体成型且呈上下布置的第一辐射部21和第二辐射部22组成，其中，六个第二辐射部22相互固定连接，并且，六个第二辐射部22的底部与接地板3的中心位置固定连接，同时，六个第二辐射部22的底部与馈电电线连接。六个第一辐射部21互不相连。每个第一辐射部21的内侧为沿竖直方向延伸布置的直边；每个第一辐射部21的外侧开有两个凹口23，在天线使用时，通过两个凹口23有效引导辐射贴片2上的电流，增加频率谐振点，改善垂直极化的阻抗匹配。在本实施例中，第一辐射部21和第二辐射部22均呈多边形，具体地，第一辐射部21呈四边形，第二辐射部22呈直角三角形，因此，辐射贴片2具有呈多边形的片状结构，通过呈多边形的辐射贴片2能够有效延长电长度，拓展了垂直极化天线的低频带宽。
在本实施例中，顶部辐射单元1包括有呈上下布置的第一圆贴片11和第二圆贴片12，其中，第一圆贴片11和第二圆贴片12通过绝缘支架固定连接，令第一圆贴片11和第二圆贴片12之间设有间距，其中，绝缘支架的材料为塑料。由顶部辐射单元1和垂直极化辐射单元组合呈垂直极化的辐射结构，其中，每个辐射贴片2的第一辐射部21的顶部与第二圆贴片12固定连接，在天线使用时，通过第二圆贴片12改善垂直极化的不圆度，并且，通过与第二圆贴片12保持一定间距的第一圆贴片11进一步地改善垂直极化的不圆度，优化天线的全向辐射特性。
参照图4，图为天线仿真的S参数图，由图中看出，在本实施例中，天线的阻抗带宽为144.3% (0.66GHz-4.08GHz)，天线保持有较宽的带宽。
参照图5，图为天线的增益图，由图中看出，在本实施例中，天线垂直极化的增益在有效频带内变化范围为0.86dBi-8.00dBi。
参照图6，图为天线的不圆度图，由图中看出，在本实施例中，天线的不圆度均大于-2dBi，满足工业设计要求。
参照图7，图为天线的方向图，由图中看出，在本实施例中，天线的XOY面具有良好的全向的特性，其交叉极化小于-16dB。
以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所做的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种单极化低不圆度的室内分布天线，包括有顶部辐射单元（1）、垂直极化辐射单元和接地板（3），其特征在于：所述垂直极化辐射单元包括有以所述接地板（3）的中心为圆心呈圆周阵列分布的若干个辐射贴片（2），并且，每个所述辐射贴片（2）沿竖直方向延伸布置；每个所述辐射贴片（2）的外侧开有至少一个凹口（23）；所述顶部辐射单元（1）包括有呈上下布置的第一圆贴片（11）和第二圆贴片（12），其中，所述第一圆贴片（11）和所述第二圆贴片（12）之间设有间距；所述第二圆贴片（12）与若干个所述辐射贴片（2）的顶部固定连接；若干个所述辐射贴片（2）的底部与所述接地板（3）固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种单极化低不圆度的室内分布天线，其特征在于：所述第一圆贴片（11）和所述第二圆贴片（12）通过绝缘支架固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种单极化低不圆度的室内分布天线，其特征在于：每个所述辐射贴片（2）包括有一体成型且呈上下布置的第一辐射部（21）和第二辐射部（22），其中，所述第一辐射部（21）的顶部与所述第二圆贴片（12）固定连接，所述第二辐射部（22）的底部与所述接地板（3）固定连接，并且，所述第一辐射部（21）的外侧开有至少一个凹口（23）。
4.根据权利要求3所述的一种单极化低不圆度的室内分布天线，其特征在于：若干个所述第二辐射部（22）相互固定连接。
5.根据权利要求3所述的一种单极化低不圆度的室内分布天线，其特征在于：每个所述第一辐射部（21）的内侧沿竖直方向延伸布置。
6.根据权利要求3所述的一种单极化低不圆度的室内分布天线，其特征在于：若干个所述第一辐射部（21）互不相连。
7.根据权利要求3所述的一种单极化低不圆度的室内分布天线，其特征在于：所述第一辐射部（21）和所述第二辐射部（22）均呈多边形。
8.根据权利要求1所述的一种单极化低不圆度的室内分布天线，其特征在于：所述接地板（3）呈圆形。
9.根据权利要求1所述的一种单极化低不圆度的室内分布天线，其特征在于：所述接地板（3）预设有以所述接地板（3）的中心为圆心呈圆周阵列分布的若干个圆弧形孔（31）。
10.根据权利要求9所述的一种单极化低不圆度的室内分布天线，其特征在于：若干个所述圆弧形孔（31）互不相连。
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