CN115663446B

CN115663446B - 吸顶天线

Info

Publication number: CN115663446B
Application number: CN202211680227.6A
Authority: CN
Inventors: 李明超; 苏国生
Original assignee: Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd; Jingxin RF Technology Guangzhou Co ltd
Current assignee: Comba Telecom Technology Guangzhou Ltd; Jingxin RF Technology Guangzhou Co ltd
Priority date: 2022-12-27
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2042-12-27
Also published as: CN115663446A

Abstract

一种吸顶天线，包括：第一子天线；及工作频段高于所述第一子天线的第二子天线；第一子天线包括第一辐射体，其包括底壁及设于所述底壁上的环形侧壁，所述环形侧壁上设有频率选择单元；第二子天线包括第二辐射体，其设置于所述环形侧壁围设而成的空腔内；频率选择单元对所述第二辐射体呈带通特性。本发明提供的吸顶天线可以支持多系统频段的网络信号覆盖需求，具备结构简单、体积小和成本低的优点。

Description

吸顶天线

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种天线，更具体涉及一种吸顶天线。

背景技术

随着物联网时代的快速发展，出现了越来越多的各种室内智能场景，比如智慧小区、智慧楼宇等。这种室内智能互连系统需要具有室内无线信号覆盖，这就导致室内的数据流量大幅增加，这对传统的室分系统提出了巨大的挑战。

现有的吸顶天线通常仅支持单一系统频段的覆盖需求。比如，其仅仅适用于单一系统频段比如4G数据网络，因此其信号频段只覆盖2700MHz的频率信号，而无法适用于其他系统频段，比如5G数据网络，因此无法覆盖3400MHz~3800MHz，或4600MHz~5000MHz的信号频段。

因此，实有必要提供一种改进的吸顶天线，以能够支持多系统频段的覆盖要求，并且体积小、成本低。

发明内容

本发明的目的在解决上述问题，提供一种吸顶天线。

为满足本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种吸顶天线，包括：

第一子天线；及工作频段高于所述第一子天线的第二子天线；所述第一子天线包括第一辐射体，所述第一辐射体包括底壁及设于所述底壁上的环形侧壁，所述环形侧壁上设有频率选择单元；所述第二子天线包括第二辐射体，所述第二辐射体设置于所述环形侧壁围设而成的空腔内；所述频率选择单元对所述第二辐射体呈带通特性。

所述吸顶天线的第一子天线可以工作在相对较低的频段，比如：698~960/1710~2700MHz频段，而第二子天线可以工作在相对较高的频段，比如：3400~3800MHz或4600MHz~5000MHz。

所述频率选择单元具有带通性能，其带通频段为相对高的工作频段。因此，当第二子天线的工作频段的电磁波照射到所述频率选择单元时，电磁波能够透过所述频率选择单元而辐射出去，其透射波损耗小于0.1dB，回波损耗小于-16.9，可见，所述频率选择单元针对第二子天线的电磁波具有良好的透射性能，不影响其辐射性能。同时，在具体实施时，导电板可通过塑料件固定到所述频率选择单元栅格。

优选地，所述频率选择单元包括设置在所述环形侧壁内的频率选择单元栅格及设于所述频率选择单元栅格内的导电板。

进一步优选地，所述频率选择单元包括设置在所述环形侧壁内的频率选择单元栅格及沿所述频率选择单元栅格的边缘朝内延伸形成导体枝节。

优选地，所述第一子天线进一步包括第一反射板；所述环形侧壁借助多个接地片支撑于所述第一反射板上。所述第二子天线包括第二反射板，所述第二辐射体设置在第二反射板上。所述底壁具有金属辐射面，所述第二反射板由所述金属辐射面提供。

优选地，所述第二辐射体为单极子或偶极子。每个所述偶极子具有整体为L形的构造。优选地，所述底壁设置用于对所述第一辐射体馈电的第一同轴电缆。类似地，所述底壁还开设通孔，其内设置用于对所述第二辐射体馈电的第二同轴电缆。

优选地，所述第二子天线包括多个所述第二辐射体，多个所述第二辐射体呈环形分布并且通过功分网络互相电性连接。

优选地，所述第一辐射体为金属振子或PCB印刷振子；所述第二辐射体也为金属振子或PCB印刷振子。

优选地，所述第一子天线工作于698~960/1710~2700MHz频段，第二子天线工作于3400~3800MHz或4600MHz~5000MHz频段。

相对于现有技术，本发明的优势如下：

由于所采用的频率选择单元具有带通性能，其带通频段为相对较高的工作频段，因此，当第二子天线的工作频段的电磁波照射到所述频率选择单元时，电磁波能够透过所述频率选择单元而辐射出去，其透射波损耗小于0.1dB，回波损耗小于-16.9，可见，所述频率选择单元针对第二子天线的电磁波具有良好的透射性能，不影响其辐射性能。采用上述技术，可以在不额外增加吸顶天线体积的情况下，利用频段较低的第一子天线的内部空间设置频段较高的第二子天线，从而增加了吸顶天线的覆盖频段，尤其适合用于增加5G系统频段的覆盖。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的吸顶天线的立体图。

图2为图1所示的吸顶天线的另一个角度的立体图。

图2a为图1所示的吸顶天线的局部立体分解图。

图2b为图2a所示结构的组装图。

图3为图1-2所示的吸顶天线的频率选择单元的电气性能参数图。

图4为根据本发明另一个实施例的吸顶天线的立体图。

图5为图4所示的吸顶天线的另一个角度的平面视图。

图6为根据本发明再一个实施例的吸顶天线的立体图。

图7为图6所示的吸顶天线的另一个角度的立体图。

图8为图6-7所示的吸顶天线的频率选择单元的电气性能参数图。

图9为根据本发明又再一个实施例的吸顶天线的立体图。

图10为图9所示的吸顶天线的另一个角度的平面视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是实例性的，仅用于解释本发明而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

根据本发明的一个实施例，结合图1-2，一种吸顶天线100包括：

第一子天线102；及

设置在所述第一子天线102内的第二子天线104，其工作频段高于所述第一子天线102；

所述第一子天线102包括第一辐射体20，其具有底壁比如锥形底壁22及形成于所述锥形底壁22上的设于所述底壁22上的环形侧壁24，所述环形侧壁24设置频率选择单元28，所述频率选择单元28包括频率选择单元栅格25，所述频率选择单元栅格25内固定有导电板26；

所述第二子天线104包括第二辐射体50，所述第二辐射体50设置于所述环形侧壁24围设而成的空腔内；

所述频率选择单元28对所述第二辐射体50呈带通特性。

优选地，所述第一子天线102进一步包括第一反射板10；所述环形侧壁24借助多个接地片30支撑于所述第一反射板10上。通过接地片30实现第一子天线102稳固的支撑在所述的第一反射板10上；同时，可通过调整所述接地片30的宽度和物理长度，优化天线的辐射参数。

由于所述第二辐射体50设置在所述环形侧壁24内，或者说环形侧壁24限定的空腔内，因此第二辐射体工作时不会影响第一子天线对外辐射信号。

优选地，所述第二子天线104进一步包括第二反射板40；所述第二辐射体50设置在所述第二反射板40上。所述第二反射板的作用之一在于方便安装第一辐射体，作用之二在于可通过调整其尺寸和高度进行第二子天线辐射参数的优化。

优选地，所述底壁22具有金属辐射面（未标号），所述第二反射板40由所述金属辐射面提供。

所述第二辐射体50可以为单极子52。

优选地，所述锥形底壁22的底部设置用于对所述第一子天线102馈电的第一同轴电缆222。所述第一同轴电缆222与射频接头焊接，通过所述射频接头便利地与室分系统的信号收发设备连接。

进一步优选地，所述锥形底壁22的底部还开设通孔224，其内设置用于对所述第二子天线104馈电的第二同轴电缆226。所述第二同轴电缆226固有的屏蔽结构充分保护第二子天线的馈电信号，不容易受到所述第一子天线的耦合影响。

在上述实施例中，所述吸顶天线100的第一子天线102可以工作在相对较低的频段，比如：698~960/1710~2700MHz频段，而第二子天线104可以工作在相对较高的频段，比如：3400~3800MHz或4600MHz~5000MHz频段。

所述频率选择单元28具有带通性能，其带通频段为相对高的工作频段。因此参考图3，曲线S21代表的是由第二子天线在不同频点发出的辐射电磁波，穿透所述第一子天线的所述频率选择单元后，电磁波能量的衰减电平的仿真结果；曲线S11代表的是第二子天线在不同频点发出的辐射电磁波，到达所述第一子天线的所述频率选择单元时，电磁波反射能量的电平的仿真结果。从以上仿真曲线可以看出：当第二子天线104的工作频段（3400~3800MHz）的电磁波照射到所述频率选择单元28时，电磁波能够透过所述频率选择单元28而辐射出去，其透射波损耗小于0.1dB，回波损耗小于-16.9dB，透射损耗小，回波反射也很弱，可见，所述频率选择单元28针对第二子天线104工作频段的电磁波具有良好的透射性能，在第一子天线上设置了所述的频率选择单元28后，第一子天线的结构不影响第二子天线的辐射性能。

在具体实施时，导电板26可通过塑料件固定到所述频率选择单元栅格25。

如图2a-2b所示，所述导电板26可以通过卡设在所述环形侧壁24上的固定圈27而定在环形侧壁24上。通过将多个螺钉23穿过固定圈27而螺锁在环形侧壁24上，从而将固定圈27安装在环形侧壁24上，然后通过将其他螺钉23穿过固定圈27而螺锁在导电板26上，从而将导电板26借助固定圈27而被固定在环形侧壁24上。

在本发明中，所述第二子天线104也可以采用其他的结构形式，具体来说，参考图4-5，根据本发明的另一个实施例，提供类似的吸顶天线100’，其结构与结合图1-2描述的吸顶天线100的结构类似，区别仅在于：第二子天线的详细结构。在图4-5展示的实施例中，第二子天线104’包括第二辐射体50’，其具有多个环形分布并且互相电性连接起来的偶极子52’。在本实施例中，所述偶极子52’的数量为5个；并且每个所述偶极子52’具有整体为L形的构造，所述每个偶极子52’的具体结构为PCB印刷振子，其馈电线路为微带线，各个偶极子52’的馈电线通过功分网络相连，总馈电端采用同轴电缆馈电。该实施例中的吸顶天线100’具有与上述实施例类似的技术效果，在此不再赘述。

图6-7展示了本发明的吸顶天线的又一个实施例。该实施例描述的吸顶天线的结构与结合图1-2描述的吸顶天线100的结构类似，区别仅在于：吸顶天线100’’的频率选择单元栅格242上未设置导电板，而是设置从所述频率选择单元栅格242的边缘朝内延伸形成的导体枝节2422，比如在图6-7中，所述频率选择单元栅格242为矩形的频率选择单元栅格242，其四个边缘均朝内延伸形成导体枝节2422。

在该实施例中，第一子天线工作在相对较低的频段：698~960/1710~2700MHz频段，而第二子天线工作在相对较高的频段：4600~5000MHz。同样地，所述频率选择单元具有带通性能，其带通频段为相对高的工作频段。因此参考图8，曲线S21代表的是由第二子天线在不同频点发出的辐射电磁波，穿透所述第一子天线的所述频率选择单元后，电磁波能量的衰减电平仿真结果；曲线S11代表的是第二子天线在不同频点发出的辐射电磁波，到达所述第一子天线的所述频率选择单元时，电磁波反射能量的电平仿真结果。可见，当第二子天线的工作频段(4600~5000MHz)的电磁波照射到所述频率选择单元时，电磁波透过所述频率选择单元辐射出去，其透射波损耗小于0.1dB，回波损耗小于-17.9dB，透射损耗小，回波反射也很弱，可见，所述频率选择单元针对第二子天线工作频段的电磁波具有良好的透射性能，第一子天线上设置了所述的频率选择单元28后，第一子天线的结构不影响第二子天线的辐射性能。

图9-10展示了根据本发明另一个实施例的吸顶天线100’’，其与结合图6-7描述的实施例类似，区别仅在于：在该实施例中，第二辐射体为PCB印刷振子，其包括介质板及设于所述介质板上的振子及对应的功分电路。具体来说，第二子天线104’’包括第二辐射体50’’，其具有多个环形分布并且互相电性连接起来的偶极子52’’。在本实施例中，所述偶极子52’’的数量可以为比如5个；每个所述偶极子52’’具有整体为L形，所述每个偶极子52’’的具体结构可以为PCB印刷振子，其馈电线路为微带线，各个偶极子52’’的馈电线通过功分网络相连，总馈电端采用同轴电缆馈电。该实施例中的吸顶天线100’’具有与上述实施例类似的技术效果，在此不再赘述。

在该实施例中，第一子天线1工作频段为：698~960/1710~2700MHz，第二子天线的工作频段为：4600~5000MHz。

概括而言，本发明提供一种吸顶天线，其包括：

本发明提供的吸顶天线可覆盖各运商的5G频段，具备结构简单、体积小和成本低的优点。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种吸顶天线，其特征在于包括：

第一子天线；及工作频段高于所述第一子天线的第二子天线；

所述第一子天线包括第一辐射体，所述第一辐射体包括底壁及设于所述底壁上的环形侧壁，所述环形侧壁上设有频率选择单元；

所述第二子天线包括第二辐射体，所述第二辐射体设置于所述环形侧壁围设而成的空腔内；

所述频率选择单元对所述第二辐射体呈带通特性；所述频率选择单元包括设置在所述环形侧壁内的频率选择单元栅格及沿所述频率选择单元栅格的边缘朝内延伸形成的导体枝节。

2.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于：所述第一子天线进一步包括第一反射板；所述环形侧壁借助多个接地片支撑于所述第一反射板上。

3.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于：所述第二子天线包括第二反射板，所述第二辐射体设置在第二反射板上。

4.根据权利要求3所述的吸顶天线，其特征在于：所述底壁具有金属辐射面，所述第二反射板由所述金属辐射面提供。

5.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于：所述第二辐射体为单极子或偶极子。

6.根据权利要求5所述的吸顶天线，其特征在于：每个所述偶极子具有整体为L形的构造。

7.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于：所述底壁设置用于对所述第一辐射体馈电的第一同轴电缆。

8.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于：所述底壁还开设通孔，其内设置用于对所述第二辐射体馈电的第二同轴电缆。

9.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于：所述第二子天线包括多个所述第二辐射体，多个所述第二辐射体呈环形分布并且通过功分网络互相电性连接。

10.根据权利要求1所述的吸顶天线，其特征在于：所述第一辐射体为金属振子或PCB印刷振子；所述第二辐射体为金属振子或PCB印刷振子。

11.根据权1至10中任意一项所述的吸顶天线，其特征在于，所述第一子天线工作于698~960/1710~2700MHz频段，第二子天线工作于3400~3800MHz或4600MHz~5000MHz频段。