CN116613506A - 一种中型室内分布定向天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中型室内分布定向天线，包括低频天线，所述低频天线包括由下至上依次布置的低频主反射板、低频副反射板和低频基板，其中，所述低频基板的上表面设有两组呈旋转对称的低频辐射贴片，所述低频基板的下表面设有半圆形馈电贴片，并且所述低频基板设有分别连接低频辐射贴片和半圆形馈电贴片的低频金属过孔。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统的技术领域，尤其是指一种中型室内分布定向天线。
背景技术
室内分布天线是移动通信系统天线的一种，主要用于室内信号覆盖。比如会场、宾馆、酒店、写字楼等，需要室内分布式系统来覆盖，就采用室分天线。定向天线作为室内分布天线应用于WLAN、LTE等无线通信系统的不可或缺的设备之一，其性能的优劣将直接影响网络的覆盖效果。
目前市面上存在的室分定向天线只能定向覆盖频段范围在0.8GHz-2.7GHz，随着5G技术的不断发展，传统的室分定向存在覆盖频率窄等问题，已经不能满足新型网络建设的要求。因此，设计出一款具备宽带宽的天线将是未来的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时覆盖0.6-0.96GHz、1.7-2.2GHz、2.3-2.7GHz、3.3-4.2GHz频段的中型室内分布定向天线，同时具备宽带宽、宽波束等特性。
为了实现上述的目的，本发明所提供的一种中型室内分布定向天线，包括低频天线，所述低频天线包括由下至上依次布置的低频主反射板、低频副反射板和低频基板，其中，所述低频基板的上表面设有两组呈旋转对称的低频辐射贴片，所述低频基板的下表面设有半圆形馈电贴片，并且所述低频基板设有分别连接低频辐射贴片和半圆形馈电贴片的低频金属过孔。
进一步，每组所述低频辐射贴片包括梯形辐射单元和弯折辐射单元，所述弯折辐射单元的横臂端连接至梯形辐射单元的一侧；所述梯形辐射单元的中心位置设有U型孔。
进一步，所述低频主反射板表面的四个斜角方位均设有一个低频寄生金属片。
进一步，还包括与低频天线临近布置的高频天线，其中，所述高频天线包括由下至上依次布置的高频反射板和高频基板，其中，所述高频基板的上表面设有一条高频微带线，所述高频基板的下表面设有两组呈对称布置的高频辐射贴片，并且所述高频基本设有分别连接高频微带线和高频辐射贴片的高频金属过孔。
进一步，所述高频反射板表面的四个斜角方位均设有一个高频寄生金属片。
进一步，每组所述高频辐射贴片包括竖条辐射单元和两条分别垂直连接在竖条辐射单元两端的横条辐射单元，其中，所述竖条辐射单元的宽度大于横条辐射单元的宽度。
进一步，所述高频微带线与横条辐射单元相平行。
进一步，所述低频天线的中心与高频天线的中心相共线布置，并且低频天线与高频天线相临近并排布置。
本发明采用上述的方案，其有益效果在于：1）通过将覆盖0.59GHz-1.27GHz、1.60GHz-2.84GHz的低频天线和覆盖2.96GHz-4.5GHz的高频天线进行组合，从而同时满足2G/3G/LTE和5G的部分频段通信需求，实现宽频段通信，具有更加丰富的应用场景。
通过低频天线的低频基板设置有梯形辐射单元和弯折辐射单元，实现了宽带宽的效果；通过低频天线采用低频主反射板和低频副反射板的多层反射板结构，在稳定天线定向性能的同时，提供了2.1GHz处的谐振点，并改善了2.1GHz附近的方向图和增益；通过在低频主反射板上设置多个低频寄生金属片，有效地拓宽了天线的半功率波束宽度。
通过高频天线的高频基板设置有相耦合馈电的高频微带线及两组高频辐射贴片，实现了高频段的谐振效果；其次，通过在高频反射板上设置多个高频寄生金属片，有效地拓宽了天线的半功率波束宽度。
附图说明
图1为室内分布定向天线的整体示意图。
图2为低频基板上表面图的结构示意图。
图3为低频基板下表面图的结构示意图。
图4为低频主反射板及低频寄生金属片的示意图。
图5为高频基板的示意图。
图6为高频反射板及高频寄生金属片的示意图。
图7为室内分布定向天线的S参数性能图。
图8为低频天线的增益图。
图9为高频天线的增益图。
图10为0.8GHz频点处的半功率波束宽度图。
图11为1.9GHz频点处的半功率波束宽度图。
图12为2.5GHz频点处的半功率波束宽度图。
图13为3.7GHz频点处的半功率波束宽度图。
其中，1-低频天线，11-低频主反射板，12-低频副反射板，13-低频基板，131-低频辐射贴片，1311-梯形辐射单元，1312-弯折辐射单元，1313-U型孔，132-半圆形馈电贴片，14-低频寄生金属片，2-高频天线，21-高频反射板，22-高频基板，221-高频辐射贴片，2211-竖条辐射单元，2212-横条辐射单元，222-高频微带线，23-高频寄生金属片。
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。
参见附图1-5所示，在本实施例中，一种中型室内分布定向天线，包括临近布置的低频天线1和高频天线2，其中，低频天线1用于覆盖0.59GHz-1.27GHz的频段，高频天线2用于覆盖1.60GHz-2.84GHz的频段。其次，所述低频天线1的中心与高频天线2的中心相共线布置，并且低频天线1与高频天线2之间间隔一定距离相临近并排布置。
在本实施例中，低频天线1包括由下至上依次布置的低频主反射板11、低频副反射板12和低频基板13，其中，低频基板13采用FR4基板，介电常数4.4，厚度1.6mm。低频基板13的上表面设有两组呈旋转对称的低频辐射贴片131，具体地，每组低频辐射贴片131包括梯形辐射单元1311和弯折辐射单元1312，弯折辐射单元1312的横臂端连接至梯形辐射单元1311的一侧，其中，梯形辐射单元1311负责主要的带宽，弯折辐射单元1312有效地增长了梯形辐射单元1311的电长度，改善了阻抗匹配，拓宽了低频的带宽，从而实现了宽频带以及良好的辐射性能。梯形辐射单元1311的中心位置设有U型孔1313。其次，低频基板13的下表面设有半圆形馈电贴片132，并且低频基板13设有分别连接低频辐射贴片131和半圆形馈电贴片132的低频金属过孔。
进一步，通过在低频基板13和低频主反射板11之间增设低频副反射板12，以便于在稳定天线定向性能的同时，提供了2.1GHz处的谐振点，并改善了2.1GHz附近的方向图和增益，具体地，本实施例的低频主反射板11用于实现天线辐射的定向性，而低频副反射板12呈圆环式结构，其负责2.1GHz处的谐振点，从而改善了2.1GHz附近的方向图和增益。
在本实施例中，低频主反射板11表面的四个斜角方位均设有一个低频寄生金属片14，从而通过四个低频寄生金属片14在拓宽了1.7GHz-2.7GHz处的波束宽度的同时，拓宽了低频带宽。
上述的低频主反射板11、低频副反射板12和低频基板13可通过不导电的支撑架（图中未示）进行支撑安装，以实现多层布置的结构。
在本实施例中，高频天线2包括由下至上依次布置的高频反射板21和高频基板22，其中，高频基板22采用FR4基板，介电常数4.4，厚度0.6mm。其次，高频基板22的上表面设有一条高频微带线222，所述高频基板22的下表面设有两组呈对称布置的高频辐射贴片221，并且高频基本设有分别连接高频微带线222和高频辐射贴片221的高频金属过孔，由此，通过高频微带线222和两组高频辐射贴片221进行耦合馈电，实现了高频段的谐振。具体地，每组高频辐射贴片221包括竖条辐射单元2211和两条分别垂直连接在竖条辐射单元2211两端的横条辐射单元2212，其中，竖条辐射单元2211的宽度大于横条辐射单元2212的宽度。
进一步，通过高频基板22上的两组高频辐射贴片221配合高频反射板21，从而在2.96GHz-4.5GHz带宽内实现了较好的定向辐射性能。
在本实施例中，所述高频反射板21表面的四个斜角方位均设有一个高频寄生金属片23，从而有效地拓宽高频天线2的半功率波束宽度。
为了便于对上述的中型室内分布定向天线的理解，以下结合具体附图作出进一步解释说明。
如附图7所示的S参数图可知，图中的黑色实线|S11|表示低频段天线的性能参数，在0.59GHz-1.27GHz、1.60GHz-2.84GHz带宽内，|S11|小于-10dB。图中的黑色虚线为高频段天线的|S22|参数性能，在2.96GHz-4.5GHz带宽内，|S22|小于-10dB。
如附图8所示的低频天线1的增益图可知，在0.6GHz-0.96GHz带宽内增益为5.4-6.4dBi，在1.7GHz-2.7GHz带宽内增益为6-9.8dBi。
如附图9所示的高频天线2的争议图可知，在3.3GHz-4.2GHz带宽内增益为8.1-10.2dBi。
如附图10所示的0.8GHz频点处的半功率波束宽度图、附图11所示的1.9GHz频点处的半功率波束宽度图、附图12所示的2.5GHz频点处的半功率波束宽度图以及附图13所示的3.7GHz频点处的半功率波束宽度图中可知，本实施例的中型室内分布定向天线具有较好的定向辐射性能，并在特定频段处有较宽的波束宽度。
以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。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 (8)
1.一种中型室内分布定向天线，包括低频天线（1），其特征在于：所述低频天线（1）包括由下至上依次布置的低频主反射板（11）、低频副反射板（12）和低频基板（13），其中，所述低频基板（13）的上表面设有两组呈旋转对称的低频辐射贴片（131），所述低频基板（13）的下表面设有半圆形馈电贴片（132），并且所述低频基板（13）设有分别连接低频辐射贴片（131）和半圆形馈电贴片（132）的低频金属过孔。
2.根据权利要求1所述的一种中型室内分布定向天线，其特征在于：每组所述低频辐射贴片（131）包括梯形辐射单元（1311）和弯折辐射单元（1312），所述弯折辐射单元（1312）的横臂端连接至梯形辐射单元（1311）的一侧；所述梯形辐射单元（1311）的中心位置设有U型孔（1313）。
3.根据权利要求1所述的一种中型室内分布定向天线，其特征在于：所述低频主反射板（11）表面的四个斜角方位均设有一个低频寄生金属片（14）。
4.根据权利要求1所述的一种中型室内分布定向天线，其特征在于：还包括与低频天线（1）临近布置的高频天线（2），其中，所述高频天线（2）包括由下至上依次布置的高频反射板（21）和高频基板（22），其中，所述高频基板（22）的上表面设有一条高频微带线（222），所述高频基板（22）的下表面设有两组呈对称布置的高频辐射贴片（221），并且所述高频基本设有分别连接高频微带线（222）和高频辐射贴片（221）的高频金属过孔。
5.根据权利要求4所述的一种中型室内分布定向天线，其特征在于：所述高频反射板（21）表面的四个斜角方位均设有一个高频寄生金属片（23）。
6.根据权利要求4所述的一种中型室内分布定向天线，其特征在于：每组所述高频辐射贴片（221）包括竖条辐射单元（2211）和两条分别垂直连接在竖条辐射单元（2211）两端的横条辐射单元（2212），其中，所述竖条辐射单元（2211）的宽度大于横条辐射单元（2212）的宽度。
7.根据权利要求6所述的一种中型室内分布定向天线，其特征在于：所述高频微带线（222）与横条辐射单元（2212）相平行。
8.根据权利要求1所述的一种中型室内分布定向天线，其特征在于：所述低频天线（1）的中心与高频天线（2）的中心相共线布置，并且低频天线（1）与高频天线（2）相临近并排布置。
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