CN117477213A - 一种贴壁天线 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种贴壁天线，涉及天线的技术领域，所述贴壁天线包括：壳体、第一偶极子和反射板；所述反射板设置于所述壳体的目标端盖上，所述第一偶极子设置于所述反射板远离所述目标端盖的一面上，所述目标端盖为所述壳体的设置有天线接头一侧的端盖；所述第一偶极子包括四个折合振子，所述四个折合振子以所述第一偶极子的几何中心为阵列中心呈圆形阵列布置，且所述第一偶极子的馈电激活位置为所述第一偶极子的几何中心。通过设置四个折合振子以预设阵列中心呈圆形阵列布置，组合形成第一偶极子，以使得形成第一偶极子的单个折合振子支持1710MHz‑2700MHz中宽频段，从而实现对贴壁天线的带宽扩展，提升贴壁天线的应用效果。
Description
技术领域
本公开涉及天线的技术领域，具体涉及一种贴壁天线。
背景技术
现有的公路隧道的高增益天线包括贴壁天线，相关技术提供的贴壁天线无法支持多家运营商的共享接入需求，一般只能覆盖1710MHz-2170MHz频段或者2300MHz-2700MHz频段等窄频段。
也就是说，相关技术提供的贴壁天线的带宽较低。
发明内容
本公开的目的在于提供一种贴壁天线，用于解决相关技术提供的贴壁天线的带宽低的技术问题。
本公开实施例提供一种贴壁天线，包括：
壳体、第一偶极子和反射板；
所述反射板设置于所述壳体的目标端盖上，所述第一偶极子设置于所述反射板远离所述目标端盖的一面上，所述目标端盖为所述壳体的设置有天线接头一侧的端盖；
所述第一偶极子包括四个折合振子，所述四个折合振子以所述第一偶极子的几何中心为阵列中心呈圆形阵列布置，且所述第一偶极子的馈电激活位置为所述第一偶极子的几何中心。
在一个实施例中，所述四个折合振子为一体压铸成型。
在一个实施例中，所述折合振子上设置有空槽，所述空槽沿所述折合振子的厚度方向贯通所述折合振子。
在一个实施例中，所述折合振子的辐射面上设置有寄生柱，所述寄生柱沿所述折合振子的厚度方向延伸，且形成所述寄生柱的材料和形成所述折合振子的材料相同。
在一个实施例中，所述贴壁天线还包括引向器组件；
所述引向器组件设置于所述壳体内，所述引向器组件位于所述第一偶极子远离所述反射板的一侧，且所述引向器组件的几何中心和所述第一偶极子的几何中心所连直线垂直于所述折合振子的辐射面。
在一个实施例中，所述引向器组件包括支撑柱，所述第一偶极子的几何中心位于所述支撑柱的轴线上，所述支撑柱上设置有多个导电片，所述多个导电片沿所述支撑柱的轴线方向等距间隔设置。
在一个实施例中，所述支撑柱的介电常数小于2.5。
在一个实施例中，所述多个导电片包括第一导电片和第二导电片，所述第一导电片与所述第一偶极子的距离小于所述第二导电片与所述第一偶极子的距离，所述第一导电片的面积大于所述第二导电片的面积。
在一个实施例中，所述支撑柱的长度大于目标阈值，所述目标阈值为所述第一偶极子的工作中心频率的波长的四倍。
在一个实施例中，所述贴壁天线还包括第二偶极子，所述第二偶极子设置于所述反射板远离所述目标端盖的一面上，且所述第二偶极子和所述第一偶极子关于所述反射板的一条中线对称设置。
在本公开中，通过设置四个折合振子以预设阵列中心呈圆形阵列布置，组合形成第一偶极子，并将预设阵列中心作为馈电激活位置，也即将第一偶极子的几何中心作为馈电激活位置，以使得形成第一偶极子的单个折合振子支持1710MHz-2700MHz中宽频段，从而实现对贴壁天线的带宽扩展，提升贴壁天线的应用效果。
附图说明
图1是本公开实施例提供的一种贴壁天线的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种第一偶极子的示意图之一；
图3是本公开实施例提供的一种第一偶极子的示意图之二；
图4是本公开实施例提供的一种新型宽带偶极子贴壁天线的内部示意图；
图5是本公开实施例提供的一种新型宽带偶极子贴壁天线的外部示意图；
图6是本公开实施例提供的一种新型宽带偶极子贴壁天线的偶极子示意图；
图7是本公开实施例提供的一种新型宽带偶极子贴壁天线的在极坐标下的方向图；
图8是本公开实施例提供的一种新型宽带偶极子贴壁天线的在直角坐标下的方向图；
图9是本公开实施例提供的一种多频段贴壁天线的内部示意图；
图10是本公开实施例提供的一种多频段贴壁天线的在极坐标下的方向图；
图11是本公开实施例提供的一种多频段贴壁天线的在直角坐标下的方向图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
本公开实施例提供一种贴壁天线，如图1和图2所示，所述贴壁天线包括：
壳体11、第一偶极子12和反射板13；
所述反射板13设置于所述壳体11的目标端盖上，所述第一偶极子12设置于所述反射板13远离所述目标端盖的一面上，所述目标端盖为所述壳体11的设置有天线接头一侧的端盖；
所述第一偶极子12包括四个折合振子，所述四个折合振子以所述第一偶极子12的几何中心为阵列中心呈圆形阵列布置，且所述第一偶极子12的馈电激活位置为所述第一偶极子12的几何中心。
其中，所述壳体11围成一个保护空腔，所述第一偶极子12和所述反射板13均设置于所述保护空腔，通过壳体11的设置，以阻隔贴壁天线的内部元器件(如第一偶极子12和反射板13)同外界之间的接触，降低天线受损的概率。
示例性的，所述壳体11可以为一体成型的统一结构，也可以为由多个零部件拼接成的组合结构。
在一个示例中，所述壳体11包括两个相互平行的端盖，其中一个端盖上设置由天线接头，该端盖也即前述目标端盖；另外一个端盖用于配合目标端盖以及壳体11的其他部分形成前述保护空腔，所述第一偶极子12和所述反射板13位于前述目标端盖和另外一个端盖之间。
如图2所示，四个折合振子以所述第一偶极子12的几何中心为阵列中心呈圆形阵列布置，并组合形成第一偶极子12(图2中虚线所围成区域即指示形成第一偶极子12的四个折合振子中的一个折合振子)，且所述第一偶极子12的馈电激活位置为所述第一偶极子12的几何中心，也即是说，可以从第一偶极子12的几何中心馈电激活第一偶极子12。
示例性的，形成所述折合振子的材料可以为铝合金材料。
所述反射板13用于引导天线信号朝正面(指所述反射板13朝向第一偶极子12的一面)集中，同时抑制天线信号在背面(指所述反射板13背向第一偶极子12的一面)的发散，并同时还能起到阻挡、屏蔽来自背面方向的其他电波干扰的效果，能使得贴壁天线的天线信号的接收灵敏度得以提高，举例来说，反射板13可以为铝板或PCB板。
示例性的，所述反射板13与所述目标端盖相互平行。
需要说明的是，应用中，为完成第一偶极子12在保护空腔的稳固放置，可以在保护空腔内设置限位框架或限位支架，以完成第一偶极子12在壳体11内的位置锁定，例如，设置限位框架或限位支架与壳体11内壁抵紧或固定连接，且第一偶记子与限位框架或限位支架抵紧或固定连接。
在本公开中，通过设置四个折合振子以预设阵列中心呈圆形阵列布置，组合形成第一偶极子12，并将预设阵列中心作为馈电激活位置，也即将第一偶极子12的几何中心作为馈电激活位置，以使得形成第一偶极子12的单个折合振子支持1710-2700MHz中宽频段，从而实现对贴壁天线的带宽扩展，提升贴壁天线的应用效果。
在一个实施例中，所述四个折合振子为一体压铸成型。
通过一体压铸成型的设置，降低所述四个折合振子组合为第一偶极子12时，折合振子在第一偶极子12中的实际位置和预设位置之间的位置偏移，从而减少甚至规避由于位置偏移带来的信号损失，保障贴壁天线在应用中，形成第一偶极子12的单个折合振子对1710-2700MHz中宽频段的有效支持。
在一些可选的实施方式中，也可以基于实际需求，采用卡扣连接、螺纹连接、焊接等方式完成四个折合振子的组合。
在一个实施例中，所述折合振子上设置有空槽，所述空槽沿所述折合振子的厚度方向贯通所述折合振子。
上述空槽的设置，一方面来说，可以降低折合振子的重量，也即降低贴壁天线的重量，这使得贴壁的使用更加灵便(如搬运更加便利、安装更加便捷)；另一方面来说，也可以作为第一偶极子12的匹配传输线使用。
举例来说，图3中虚线框围住部分所指示空槽可用作匹配传输线。
在一个实施例中，所述折合振子的辐射面上设置有寄生柱，所述寄生柱沿所述折合振子的厚度方向延伸，且形成所述寄生柱的材料和形成所述折合振子的材料相同。
该实施例中，通过寄生柱的设置，以拓展第一偶极子12的带宽和改善贴壁天线的交叉极化比，优化贴壁天线的信号增益效果。
具体的，当寄生柱设置于折合振子的第一辐射面上时，寄生柱用于改善交叉极化比；而当寄生柱设置于折合振子的第二辐射面上时，寄生柱则用于拓展第一偶极子12的带宽，同时匹配驻波，其中，折合振子的第一辐射面为折合振子远离反射板13的一面，折合振子的第二辐射面为折合振子朝向反射板13的一面。
应用中，可以仅在折合振子的第一辐射面设置一个或多个寄生柱，也可以仅在折合振子的第二辐射面设置一个或多个寄生柱，还可以既在折合振子的第一辐射面设置一个或多个寄生柱，又在折合振子的第二辐射面设置一个或多个寄生柱。
示例性的，寄生柱的截面形状可以为圆形、环形、正多边形等。
在一个实施例中，所述贴壁天线还包括引向器组件；
所述引向器组件设置于所述壳体11内，所述引向器组件位于所述第一偶极子12远离所述反射板13的一侧，且所述引向器组件的几何中心和所述第一偶极子12的几何中心所连直线垂直于所述折合振子的辐射面。
该实施例中，利用引向器组件的设置，沿垂直于所述折合振子的辐射面的方向，提高天线信号的增益，进而优化在宽频段下贴壁天线的信号效果。
在一个实施例中，所述引向器组件包括支撑柱14，所述第一偶极子12的几何中心位于所述支撑柱14的轴线上，所述支撑柱14上设置有多个导电片15，所述多个导电片15沿所述支撑柱14的轴线方向等距间隔设置。
该实施例中，以支撑柱14以及支撑柱14上等距间隔设置的多个导电片15对第一偶极子12输出的天线信号提供增益，能在保障引向器组件的预设增益效果的前提下，降低引向器组件的重量和制造成本，进而降低贴壁天线的重量和生产成本，令贴壁天线的应用方式更加灵活。
示例性的，所述导电片15的形状可以为圆形、矩形、椭圆形或正多边形。
需要说明的是，可以在支撑柱14上额外设置绝缘固定板，以通过绝缘固定板同前述壳体11的内壁抵紧或固定连接，进而实现支撑柱14在保护空腔内的位置锁定，规避由于支撑柱14倾斜造成的天线信号传输干扰问题，所述绝缘固定板可以位于相邻的两个导电片15之间，举例来说，可以基于发泡材料形成所述绝缘固定板，且设置所述绝缘固定板的介电常数小于2.0，以在对支撑柱14提供限位效果的前提下，降低绝缘固定板带来的重量耗损和信号质量损失。
在一个实施例中，所述支撑柱14的介电常数小于2.5。
通过限定支撑柱14的介电常数小于2.5，以减轻支撑柱14的介电常数过大带来的信号干扰，以此保障引向器组件的实际增益效果趋近于预设增益效果，进而形成第一偶极子12的单个折合振子对1710-2700MHz中宽频段的有效支持。
在一个实施例中，所述多个导电片15包括第一导电片15和第二导电片15，所述第一导电片15与所述第一偶极子12的距离小于所述第二导电片15与所述第一偶极子12的距离，所述第一导电片15的面积大于所述第二导电片15的面积。
该实施例中，设定多个导电片15中，导电片15的面积随着对导电片15与第一偶极子12的间距增加而逐渐减小，以进一步提升对第一偶极子12输出的天线信号提供的增益效果。
在一个实施例中，所述支撑柱14的长度大于目标阈值，所述目标阈值为所述第一偶极子12的工作中心频率的波长的四倍。
该实施例中，设置支撑柱14的长度大于目标阈值，以确保支撑柱14上得以设置足够数量的导电片15，进而匹配第一偶极子12的信号增益需求，保障形成第一偶极子12的单个折合振子对1710-2700MHz中宽频段的有效支持。
在一个实施例中，所述贴壁天线还包括第二偶极子，所述第二偶极子设置于所述反射板13远离所述目标端盖的一面上，且所述第二偶极子和所述第一偶极子12关于所述反射板13的一条中线对称设置。
该实施例中，通过第一偶极子12和第二偶极子的组合设置，进一步扩展贴壁天线的带宽范围，令贴壁天线的应用更加灵活。
其中，第二偶极子也可以包括四个折合振子，且第二偶极子所包括的四个折合振子的组合方式和第一偶极子12所包括的四个折合振子的组合方式；或者，所述第二偶极子也可以其他类型的偶极子。
本公开所述贴壁天线，通过四个折合振子组合形成第一偶极子12，能使贴壁天线单振子及端口满足中频段或者高频段的频带范围要求，进而实现对天线带宽的扩展；并且，能便于隧道等场景的安装，同时支持多运营商共享信号，以及降低贴壁天线的制作成本，满足公路隧道等场景的信号覆盖需求。
为便于理解，示例说明如下：
示例1、参见图4至图6，一种新型宽带偶极子贴壁天线，包括：外罩200、设置于所述外罩200两个端部的端盖102、偶极子103(可理解为前述第一偶极子)、反射板105、引向器组件、支撑座104(用于将偶极子固定于外罩200上)和接头101(可理解为前述天线接头101)。
该示例中，外罩200和两个端盖102的组合结构可理解为前述壳体，所述反射板105与端盖102平行设置，所述偶极子103和支撑座104设置于反射板105的上端，所述引向器组件设置于所述偶极子103的正上方，所述引向器组件纵向设置，所述接头101固定在反射板105上，所述接头101的一端通过电缆焊接在偶极子103的极化端口上，所述偶极子103沿所述引向器组件辐射电磁波。
应用中，接头101与外部的通讯电缆连接，偶极子103沿着引向器组件辐射电磁波，偶极子103在引向器组件的作用下，可获得辐射增益。
所述偶极子103为通过四个折合振子123首尾连接组成的双极化偶极子，且从其起几何中心位置馈电激活双极化偶极子，其中，所述偶极子103的上表辐射面和下表辐射面设置有多个的寄生柱113，所述多个寄生柱113用于展宽偶极子103的带宽和改善交叉极化比。
所述引向器组件包括：支撑柱201，所述支撑柱201的一端与第一支撑座104连接，所述支撑柱201的另一端纵向延伸，所述支撑柱201在沿着其柱体的延伸方向上串接有若干个金属导电片202(指前述导电片)，所述若干个金属导电片202等距分布在支撑柱201的柱体上，具体的，所述支撑柱201的介电常数小于2.5，所述若干金属导电片202的直径沿着支撑柱201的主体延升方向逐渐减小，所述金属导电片202与所述反射板105平行。
其中，所述引向器组件的纵向长度大于4倍的偶极子103的工作中心频率的波长。
该示例中，新型宽带偶极子贴壁天线还包括绝缘固定板300，所述绝缘固定板300用于将引向器组件固定在外罩200中，所述绝缘固定板300为发泡材料构件，所述绝缘固定板300的介电常数小于2.0。
参考7和图8示出的测试过程中的天线方向图，图7表示，在1.7GHz至2.7GHz的频率范围内，新型宽带偶极子贴壁天线在水平面上各个角度范围中的增益，根据图7可见，新型宽带偶极子贴壁天线在1.7GHz至2.7GHz的频率范围内，具有较高的辐射增益，且增益较为均匀，波束收敛性好，具有较高的前后比(达到了19dB以上)。
示例性的，图7中的部分仿真数据如下表1所示：
| 频率(GHz) | 增益(dBi) | 水平波宽(°) | 前后比(dB) |
| 1710 | 12.97 | 36.16 | 24.35 |
| 1765 | 13.11 | 35.60 | 25.03 |
| 1785 | 13.14 | 34.89 | 24.04 |
| 1805 | 13.19 | 35.25 | 25.04 |
| 1860 | 13.39 | 35.11 | 26.35 |
| 1880 | 13.19 | 35.65 | 25.20 |
| 1940 | 13.36 | 34.88 | 21.42 |
| 1965 | 13.35 | 35.18 | 21.76 |
| 2110 | 13.89 | 34.23 | 21.12 |
| 2130 | 13.74 | 34.19 | 21.00 |
| 2170 | 13.84 | 33.68 | 19.92 |
| 2250 | 14.43 | 33.72 | 19.77 |
| 2300 | 14.54 | 32.76 | 19.54 |
| 2350 | 14.70 | 32.22 | 20.29 |
| 2570 | 15.79 | 28.71 | 20.39 |
| 2690 | 15.37 | 25.29 | 21.99 |
表1
示例2、参见图9，一种多频段贴壁天线，包括：任一频段的偶极子以及示例1所述的新型宽带偶极子贴壁天线的偶极子103，示例1所述的新型宽带偶极子贴壁天线的偶极子103与所述任一频段的偶极子共同设置于所述反射板105的上端。
其中，所述任一频段的偶极子包括高频偶极子400，示例1所述的新型宽带偶极子贴壁天线的偶极子103的频段低于所述高频偶极子400的频段。
同样的对于高频偶极子400提供有另一组的引向器组件，支撑座104。并按照与示例1所述的新型宽带偶极子贴壁天线相同的设置方式，将所述高频偶极子400设置在反射板105的上端。
参考图10和图11示出的测试过程的天线方向图，图10表示在3.3GHz至3.8Ghz的频率范围内，天线在水平面上各个角度范围中的增益。
根据图10可见，在3.3GHz至3.8Ghz的频率范围内，多频段贴壁天线具有较高的辐射增益，且增益较为均匀，波束收敛性好，具有较高的前后比(普遍达到了20dB以上)。
其中，图10中的部分仿真数据如下表2所示：
| 频率(GHz) | 增益(dBi) | 水平波宽(°) | 前后比(dB) |
| 3300 | 16.01 | 23.52 | 22.25 |
| 3400 | 16.55 | 20.33 | 23.98 |
| 3500 | 16.54 | 20.82 | 22.75 |
| 3570 | 16.72 | 19.18 | 21.03 |
| 3700 | 16.77 | 19.81 | 20.31 |
| 3800 | 16.31 | 18.24 | 21.24 |
表2
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。
Claims (10)
1.一种贴壁天线，其特征在于，包括：
壳体、第一偶极子和反射板；
所述反射板设置于所述壳体的目标端盖上，所述第一偶极子设置于所述反射板远离所述目标端盖的一面上，所述目标端盖为所述壳体的设置有天线接头一侧的端盖；
所述第一偶极子包括四个折合振子，所述四个折合振子以所述第一偶极子的几何中心为阵列中心呈圆形阵列布置，且所述第一偶极子的馈电激活位置为所述第一偶极子的几何中心。
2.根据权利要求1所述的贴壁天线，其特征在于，所述四个折合振子为一体压铸成型。
3.根据权利要求1所述的贴壁天线，其特征在于，所述折合振子上设置有空槽，所述空槽沿所述折合振子的厚度方向贯通所述折合振子。
4.根据权利要求1所述的贴壁天线，其特征在于，所述折合振子的辐射面上设置有寄生柱，所述寄生柱沿所述折合振子的厚度方向延伸，且形成所述寄生柱的材料和形成所述折合振子的材料相同。
5.根据权利要求1所述的贴壁天线，其特征在于，所述贴壁天线还包括引向器组件；
所述引向器组件设置于所述壳体内，所述引向器组件位于所述第一偶极子远离所述反射板的一侧，且所述引向器组件的几何中心和所述第一偶极子的几何中心所连直线垂直于所述折合振子的辐射面。
6.根据权利要求5所述的贴壁天线，其特征在于，所述引向器组件包括支撑柱，所述第一偶极子的几何中心位于所述支撑柱的轴线上，所述支撑柱上设置有多个导电片，所述多个导电片沿所述支撑柱的轴线方向等距间隔设置。
7.根据权利要求6所述的贴壁天线，其特征在于，所述支撑柱的介电常数小于2.5。
8.根据权利要求6所述的贴壁天线，其特征在于，所述多个导电片包括第一导电片和第二导电片，所述第一导电片与所述第一偶极子的距离小于所述第二导电片与所述第一偶极子的距离，所述第一导电片的面积大于所述第二导电片的面积。
9.根据权利要求6所述的贴壁天线，其特征在于，所述支撑柱的长度大于目标阈值，所述目标阈值为所述第一偶极子的工作中心频率的波长的四倍。
10.根据权利要求1所述的贴壁天线，其特征在于，所述贴壁天线还包括第二偶极子，所述第二偶极子设置于所述反射板远离所述目标端盖的一面上，且所述第二偶极子和所述第一偶极子关于所述反射板的一条中线对称设置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311396971.8A CN117477213A (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种贴壁天线 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311396971.8A CN117477213A (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种贴壁天线 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN117477213A true CN117477213A (zh) | 2024-01-30 |
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| CN202311396971.8A Pending CN117477213A (zh) | 2023-10-26 | 2023-10-26 | 一种贴壁天线 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117791087A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-03-29 | 泰州苏中天线集团有限公司 | Gnss天线及其制造方法 |
-
2023
- 2023-10-26 CN CN202311396971.8A patent/CN117477213A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117791087A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-03-29 | 泰州苏中天线集团有限公司 | Gnss天线及其制造方法 |
| CN117791087B (zh) * | 2024-02-26 | 2024-06-04 | 泰州苏中天线集团有限公司 | Gnss天线及其制造方法 |
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