CN201898200U - 一种u形槽结构中馈高增益全向天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动通信用中馈高增益全向天线，其包括U形槽，芯线及辐射单元。U形槽和芯线组成传输线结构，对辐射单元进行馈电。辐射单元沿U形槽等间距分布，并通过金属支撑柱与U形槽及芯线相连。馈电点位于天线阵中部，对上下两子阵进行馈电。本实用新型结构简单紧凑，易于生产加工，成本低廉，安装调试方便，并且具有良好的方向图特性和极高的实用价值。

Description

一种U形槽结构中馈高增益全向天线

技术领域

本发明涉及一种全向天线，尤其涉及一种移动通信用中馈高增益全向天线。

背景技术       

目前在移动通信领域中VHF和UHF频段所采用的高增益基站全向天线一般是通过在其轴线方向上增加辐射单元，从而组成天线阵来提高增益。其馈电方式一般为底馈和中馈两种方式。

专利CN96240834.4公开了一种高增益全向天线，它采用交叉底馈共轴辐射单元组阵结构，辐射阵元由5至20节辐射单元构成，辐射单元每节之间内外导体交叉焊接。此种底馈方案的缺点就是波束的指向随频率的变化而发生偏移，天线高低频率的方向图倾角不一样，并且带宽越大，波速倾角偏差也越大，从而限制了天线的带宽。此外，它由多个辐射单元两两人工焊接而成，其工艺要求高，生产一致性较差。

为了克服波束下倾的问题，专利CN200410041560.8公开了一种中馈全向天线阵列，它由空心阵子和馈电电路组成，馈电电路由微带介质基片、功率分配器、微带短路器组成。并放置于空心阵子内部。整付天线采用并馈方式进行馈电。此种方案解决了方向图波束下倾的问题，但由于它需要将多个一分二功分器及馈电电缆放置在空心阵子中，其结构比较复杂。生产工艺要求比较高，并且其焊点较多，一致性也难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，易于加工的中馈高增益全向天线，以克服一般全向天线波束下倾或结构和工艺复杂的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种U形槽结构中馈高增益全向天线，包括：辐射单元，U形槽和芯线，其中由U形槽和芯线组成传输线结构，对辐射单元进行馈电,所述芯线固定在所述U形槽中，所述辐射单元分别与U形槽和芯线相连接，由于U形槽结构的稳固性，其同时作为天线阵列的支撑体，保证天线阵列不弯曲变形。

作为一种优选方案，所述的U形槽由金属挤压成形，或由金属板折弯而成，所述U形槽壁上开有矩形孔或矩形槽，使得连接辐射单元和芯线的金属支撑柱穿过。

作为一种优选方案，所述的芯线由金属条或金属管组成，并通过塑料支撑件固定在所述U形槽中。

作为一种优选方案，所述的辐射单元为双折合振子形式，双折合振子对称分布在U形槽两侧，馈电端通过金属支撑柱分别与芯线及U形槽相连接。

作为一种优选方案，所述的辐射单元为偶极子形式，偶极子由两金属套筒组成，分别为第一金属套筒和第二金属套筒套装在U形槽外侧，第一金属套筒通过金属支撑柱穿过U形槽壁上开有的矩形孔或矩形槽与芯线相连接，第二金属套筒通过金属支撑柱与U形槽相连接。

作为一种优选方案，所述的辐射单元为对称半波振子形式，辐射单元由半波振子上臂和半波振子下臂组成，半波振子上臂及下臂分别由对称分布在U形槽两侧的两金属片组成。半波振子下臂通过金属支撑柱穿过U形槽壁上开有的矩形孔或矩形槽与芯线相连接，半波振子上臂通过金属支撑柱与U形槽相连接。

优选地，所述的半波振子外形为矩形或三角形。

作为一种优选方案，所述的全向天线包括两个或两个以上辐射单元，辐射单元沿U形槽对称、等间距分布，间距为一个波长。

作为一种优选方案，馈电点在天线阵列中部，两辐射单元中间，天线底部设有电缆头，通过同轴电缆与馈电点相连，同轴电缆外皮与U形槽相连，电缆芯线与芯线相连，优选地，所述的馈电点将天线阵分为上、下对称的两子阵，子阵采用串馈形式对各个辐射单元进行馈电。

本发明与背景技术相比具有以下优点：

1 本发明采用金属U形槽结构作为传输线的一部分，即可有效的保证其电性能参数不变，又可作为整个天线阵的支撑结构，同时，极大的方便了芯线和辐射单元的安装和固定。

2 天线采用中馈方式进行馈电，馈电点将天线阵分为上、下对称的两子阵，子阵采用串馈形式对各个辐射单元进行馈电。这样，即可保证天线的波束指向不下倾，又可简化天线的馈电网络。

3 芯线的宽度可以方便的进行改变，这样有利于天线的阻抗匹配及调试。

4因为金属U形槽同时起到支撑作用，因此天线尺寸可以做的比较大，天线增益可以做到大于10dBi，是一种高增益全向天线。

5本发明结构简单紧凑，易于生产加工，成本低廉，安装调试方便，具有极高的实用价值。

附图说明

图1a为本发明的第一实施例的立体结构示意图。

图1b为本发明的第一实施例的辐射单元结构示意图。

图1c为本发明的第一实施例的垂直面方向图和水平面方向图。

图2a为本发明的第二实施例的立体结构示意图。

图2b为本发明的第二实施例的辐射单元结构示意图。

图3a为本发明的第三实施例的立体结构示意图。

图3b为本发明的第三实施例的辐射单元结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1a，该全向天线包括U形槽1，芯线2以及4个辐射单元31，辐射单元31等间距排列在U形槽上，间隔为λ，以保证各辐射单元相位相同。信号经同轴电缆传输至馈电点4，对天线进行馈电。电缆的外导体与U形槽1相连，电缆的内导体与芯线2相连。

如图1b，辐射单元31为双折合振子结构，其一端通过金属支撑柱51与U形槽相连接，另一端通过金属支撑柱52与芯线相连接，金属相连接处可以通过焊接或铆接的形式进行固定。同时，U形槽壁上开有矩形孔或矩形槽6，使得金属支撑柱52与U形槽不接触。两折合振子相并联，对称分布在U形槽1两侧。此实施例的方向图见图1c。从图中可见，其垂直面波束未见明显偏斜，水平面方向图不圆度<1dB。

图2a为本发明的第二实施例，其与第一实施例的不同在于：辐射单元32为偶极子形式。请参阅图2b，辐射单元32由第二金属套筒321和第一金属套筒322组成，并套装在U形槽1外侧。两金属套筒分别通过金属支撑柱51和52与U形槽及芯线相连接。

图3a为本发明的第三实施例，其与第一实施例的不同在于：辐射单元33为对称半波振子形式。请参阅图3b，辐射单元33由半波振子上臂331和半波振子下臂332组成，半波振子上臂及下臂分别由对称分布在U形槽1两侧的两金属片组成。半波振子下臂332通过金属支撑柱52穿过U形槽壁上开有的矩形孔或矩形槽与芯线2相连接，半波振子上臂331通过金属支撑柱51与U形槽1相连接。

由上述实施例构成的全向天线，不仅波束指向不偏斜，而且其它辐射方向图参数及电路参数也同样满足指标要求。同时其结构简单紧凑，易于生产加工，成本低廉，安装调试方便，能够很好的应用于移动通信场合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全向天线，包括：辐射单元，U形槽和芯线，其特征在于：由U形槽（1）和芯线（2）组成传输线结构，对辐射单元进行馈电,所述芯线（2）固定在所述U形槽（1）中，所述辐射单元分别与U形槽（1）和芯线（2）相连接。

2.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述的U形槽（1）由金属挤压成形，或由金属板折弯而成，所述U形槽（1）壁上开有矩形孔或矩形槽，使得连接辐射单元和芯线（2）的金属支撑柱穿过。

3.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述的芯线（2）由金属条或金属管组成，并通过塑料支撑件固定在所述U形槽（1）中。

4.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述的辐射单元（31）为双折合振子形式，双折合振子对称分布在U形槽两侧，馈电端通过金属支撑柱分别与芯线（2）及U形槽（1）相连接。

5.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述的辐射单元（32）为偶极子形式，偶极子由两金属套筒组成，分别为第一金属套筒（322）和第二金属套筒（321）套装在U形槽（1）外侧，第一金属套筒（322）通过金属支撑柱（52）穿过U形槽壁上开有的矩形孔或矩形槽与芯线（2）相连接，第二金属套筒（321）通过金属支撑柱（51）与U形槽（1）相连接。

6.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述的辐射单元（33）为对称半波振子形式，辐射单元（33）由半波振子上臂（331）和半波振子下臂（332）组成，半波振子上臂及下臂分别由对称分布在U形槽（1）两侧的两金属片组成，半波振子下臂（332）通过金属支撑柱（52）穿过U形槽壁上开有的矩形孔或矩形槽与芯线（2）相连接，半波振子上臂（331）通过金属支撑柱（51）与U形槽（1）相连接。

7.根据权利要求6所述的全向天线，其特征在于，所述的半波振子外形为矩形或三角形。

8.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，所述的全向天线包括两个或两个以上辐射单元，辐射单元沿U形槽对称、等间距分布，间距为一个波长。

9.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于，馈电点（4）在天线阵列中部，两辐射单元中间，天线底部设有电缆头，通过同轴电缆与馈电点（4）相连，同轴电缆外皮与U形槽（1）相连，电缆芯线与芯线（2）相连。

10.根据权利要求9所述的全向天线，其特征在于，所述的馈电点（4）将天线阵分为上、下对称的两子阵，子阵采用串馈形式对各个辐射单元进行馈电。

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