CN202797286U - 一种四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，包括天线套筒，设于天线套筒下端的SMA射频连接器，位于天线套筒内部与SMA射频连接器连接并与天线套筒同轴的内导体，以及嵌套于内导体外部的外导体。天线套筒包括作为天线振子的第一天线套筒和第二天线套筒，第一天线套筒底端设有第一天线套筒连接器，第二天线套筒底端设有第二天线套筒十字渐变接地连接器，第一天线套筒和第二天线套筒通过塑胶固定连接器连接。实现多频覆盖的效能，具有接近超宽带的带宽和高频段优良的增益及效率，结构简洁，体积小，节省了物料，大大降低生产的难度以及成本，克服传统的因频段跨越大和超宽带宽的技术要求而迫使天线结构上的复杂化和多级大尺寸化的难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线。
背景技术
目前，全球化3G时代已经来临，3G手机除通话业务外，越来越多的高速数字下载如高清视频，高清晰图片等业务需求日益高涨。LTE通讯协议已经成为引领该项技术中的主流。一部手机，集通话和多种功能外，高速数据下载功能成为最为重要的需求领域。本天线的实用新型，正是为了大规模全面应用于3G手机集LTE高速数字下载技术，同时兼容传统的GSM，GPRS等的大众化规模化的应用。
LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络 演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。在3G持续优化和4G演进格局下，面对频谱资源的严重不足、大流量业务的激增，在天线等配套设备上引入新技术已经被运营商作为重点工程。此前针对TD智能天线，中国移动在3G深度优化上提出了天线小型化、双极化、宽带化和电调化的“四化”要求。
目前，城市化大流量LTE技术需求的用户与日俱增，密集型的LTE网络成为全方位空中接入的焦点。相应的密集型，小型化基站的要求愈实用新型显。为最大限度的利用空间，小型化天线，多频覆盖天线成为该项要求的技术主导之一。传统的多频宽带天线，不仅需要足够的高度和径向尺寸，而且，为了实现多频的应用，还要增加多个级间变换。使得天线结构不仅大高粗，其成本的增加和加工的一致性的难度都是致命的难题。
实用新型内容
为了解决上述天线“四化”要求所存在的困难，本实用新型提供一种新型天线的设计方案。
一种四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，包括天线套筒，设置于天线套筒下端的SMA射频连接器，还设置有位于天线套筒内部与SMA射频连接器连接并与天线套筒同轴的内导体，以及嵌套于内导体外部的外导体；所述天线套筒包括第一天线套筒和第二天线套筒，第一天线套筒作为天线振子，底端设置有第一天线套筒连接器，第一天线套筒和第二天线套筒通过塑胶固定连接器连接。
具体的，所述外内导体顶端设置于第一天线套筒底端，通过第一天线套筒连接器与第一天线套筒焊接或铸压连接。
更具体的，外导体外部位于第二天线套筒底端还设置有第二天线套筒十字渐变接地连接器，第二天线套筒通过第二天线套筒十字渐变接地连接器与外导体及馈电地连接。
更具体的，第一天线套筒与第二天线套筒之间带有间隙。内导体外部设置有绝缘套。
优选的，还设置有位于第二天线套筒下端的第一塑胶套以及位于SMA射频连接器外部的第二塑胶套，第一塑胶套通过转轴和第二塑胶套连接。
优选的，第一塑胶套和第二塑胶套在同一侧均设置有缺口，通过缺口配合转轴实现天线的弯折。
优选的，第一天线套筒的直径小于等于5mm，第二天线套筒的直径小于等于8mm，SMA射频连接器至第一天线套筒总高度小于等于108mm。第一天线套筒的轴向长度小于等于50mm，第二天线套筒的轴向长度小于等于22mm。
进一步的，第一天线套筒以及第二天线套筒还设置有绝缘塑胶外壳。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：（1）实现多频覆盖的效能，具有接近超宽带的带宽和高频段优良的增益及效率，使得应用领域几乎跨越了手机电信功能的所有内容。（2）小型化的设计，为规模化消费群体的密集使用，小空间使用的固话尤其是密集型基站的使用，带来了革命性的最大限度的空间使用效率；（3）结构简洁，节省了物料，大大降低生产的难度以及成本，克服传统的因频段跨越大和超宽带宽的技术要求而迫使天线结构上的复杂化和多级大尺寸化的难题。
附图说明
图1为本实用新型所述四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线的整体结构示意图；
图2为本实用新型所述四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线的弯折状态示意图；
图3为本实用新型所述四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线的剖视图；
图4为实施例的驻波比参数图；
图5为实施例的回波损耗图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员能够更好地了解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的阐述。
如图1-3所示，本实用新型揭示了一种四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，包括天线套筒，设置于天线套筒下端的SMA射频连接器7，还设置有位于天线套筒内部与SMA射频连接器7连接并与天线套筒同轴的内导体3，内导体3外部设置有绝缘套31。嵌套于内导体3外部的外导体4。
所述天线套筒包括第一天线套筒1和第二天线套筒2，第一天线套筒1作为天线振子，底端设置有第一天线套筒连接器11。内导体3顶端位于第一天线套筒1底端，通过第一天线套筒连接器与第一天线套筒焊接或铸压连接。第一天线套筒1和第二天线套筒2之间带有间隙，通过塑胶固定连接器12连接，确保天线的机械强度，同时能对第一天线套筒1与第二天线套筒2的耦合效应给予调节，对高端频率的带宽起到扩展的作用。
外导体4外部位于第二天线套筒2底端还设置有第二天线套筒十字渐变接地连接器21（其横截面成十字状，如图3标号21所指阴影部分，该结构可以影响到振子镜像地成为阻抗渐变的结构，从而扩展整个频段的带宽），第二天线套筒2通过第二天线套筒十字渐变接地连接器21与外导体4及馈电地连接。第二天线套筒2与内导体3构成了套筒同轴线的阻抗变换器。由此产生的随频率变化的电抗最大限度的抵消了4频段内由第一天线套筒1构成的振子的电抗成分，使其在高端频段内的电抗接近零。产生了接近1 GHZ带宽的低驻波的工作频段。
第一天线套筒1以及第二天线套筒2外部还设置有绝缘塑胶外壳8，并设置有位于第二天线套筒下端的第一塑胶套5以及位于SMA射频连接器外部的第二塑胶套6，并第一塑胶套5通过转轴和第二塑胶套6连接，第一塑胶套5和第二塑胶套6在同一侧均设置有缺口，通过缺口配合转轴实现天线的弯折。实际应用中可根据需要调整其工作状态为直立或弯折，其直立状态为图1所示，弯折状态如图2所示。
本实用新型的第一天线套筒1的直径小于等于5mm，轴向长度小于等于50mm，第二天线套筒2的直径小于等于8mm，轴向长度小于等于22mm。SMA射频连接器7至第一天线套筒1总高度能够控制在108mm以内，加上外壳之后总高度能够控制在140mm以内，有效地控制了天线的体积，使得天线的小型化得以实现。
本实施例中，第一天线套筒直径为5mm，轴向长度为50mm，第二天线套筒直径为8mm，轴向长度为22mm，天线总长度为108mm。如图3和图4所示，高端频率段的GSM的DCS段可以被完全覆盖，从1710-1880MHZ段的驻波比全部小于1.3。从整个频段视窗显示的2.3GHZ的带宽可以推断，从M4点（1920MHZ点）向前推导一格的宽度，应该在1720MHZ即接近1710MHZ的点，其驻波比应全部小于M4点。其射频参数性能在大部分频段内达或接近单频标准天线的射频参数。在高端频段内，平均驻波比小于1.8，低端频率的平均驻波比小于2.0，高端频段内增益平均大于等于2.0dBi，低端GSM900段不小于1.5dBi.高端频段内效率大于等于86%，低端大于等于56%。
本实用新型未具体描述的部分，均可采用本领域成熟技术手段。
本实施例只是本实用新型的较优实施方式，需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，包括天线套筒，设置于天线套筒下端的SMA射频连接器，其特征在于，还设置有位于天线套筒内部与SMA射频连接器连接并与天线套筒同轴的内导体，以及嵌套于内导体外部的外导体；
所述天线套筒包括第一天线套筒和第二天线套筒，第一天线套筒作为天线振子，底端设置有第一天线套筒连接器，第一天线套筒和第二天线套筒通过塑胶固定连接器连接。
2.根据权利要求1所述的四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，其特征在于，所述外内导体顶端设置于第一天线套筒底端，通过第一天线套筒连接器与第一天线套筒焊接或铸压连接。
3.根据权利要求2所述的四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，其特征在于，外导体外部位于第二天线套筒底端还设置有第二天线套筒十字渐变接地连接器，第二天线套筒通过第二天线套筒十字渐变接地连接器与外导体及馈电地连接。
4.根据权利要求3所述的四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，其特征在于，第一天线套筒与第二天线套筒之间带有间隙。
5.根据权利要求4所述的四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，其特征在于，内导体外部设置有绝缘套。
6.根据权利要求5所述的四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，其特征在于，还设置有位于第二天线套筒下端的第一塑胶套以及位于SMA射频连接器外部的第二塑胶套，第一塑胶套通过转轴和第二塑胶套连接。
7.根据权利要求6所述的四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，其特征在于，第一塑胶套和第二塑胶套在同一侧均设置有缺口，通过缺口配合转轴实现天线的弯折。
8.根据权利要求1-7任一项所述的四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，其特征在于，第一天线套筒的直径小于等于5mm，第二天线套筒的直径小于等于8mm，SMA射频连接器至第一天线套筒总长度小于等于108mm。
9.根据权利要求8所述的四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，其特征在于，第一天线套筒的轴向长度小于等于50mm，第二天线套筒的轴向长度小于等于22mm。
10.根据权利要求9所述的四频宽带阻抗变换式套筒单极子天线，其特征在于，天线还设置有绝缘塑胶外壳。
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| CN109755741A (zh) * | 2017-11-06 | 2019-05-14 | 大连海事大学 | 一种并馈单极子共轴电视发射天线阵 |
| CN109950689A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-06-28 | 上海鸿洛通信电子有限公司 | 支持专用网络通信的宽带高增益全向天线和通信设备 |
| WO2020133529A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 海能达通信股份有限公司 | 一种天线和通信装置 |
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