CN203119097U - 一种室内分布系统双极化天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种室内分布系统双极化天线，包括：垂直极化振子，所述垂直极化振子用于形成垂直极化分量，其中所述垂直极化振子包括锥形面，所述锥形面上设置有至少一个用于利用所形成的磁流及所形成的水平方向的电场来获得水平极化分量的狭缝。通过在双锥或盘锥形的垂直极化振子上开设至少一个狭缝，利用垂直极化振子所产生的沿狭缝流动的磁流以及水平方向的电场，双极化天线可获得水平极化分量。由于狭缝的谐振由纵向长度决定，而非沿圆周的宽度，当宽度较窄，且沿周向布置多个相同缝隙时即可达到改善不圆度的效果，同时由于在天线内部无需额外增加其他振子，因此天线体积也无需增加。

Description

一种室内分布系统双极化天线

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其是指一种室内分布系统双极化天线。

背景技术

室内分布系统频段已覆盖GSM900/DCS1800/F/A/LTE-E/WLAN/LTE-D制式，因而需要室内分布系统天线（简称室分天线，下同）的频段也同时支持以上频段，即需要目前的室分吸顶天线的频带宽度约为一个倍频程。

在WLAN和LTE应用中，室内分布系统为增加通信容量和提高频谱利用率，通常采用MIMO技术来提高无线数据传输速率。此外，GSM和DCS1800通常采用发射分集技术来实现较好的覆盖。目前，在室内分布系统中，通常有两种做法来实现MIMO或分集——一种是采用两个单极化吸顶天线拉开一定距离实现MIMO，但此方案需要多增加一个天线布置点；另一种是采用双极化吸顶天线。

目前，已有的双极化吸顶天线可采用一对±45°极化振子、一对正交放置的水平振子或者一对垂直/水平振子来实现。前两个方案的频段仅可覆盖1710～2700MHz，频带较窄，一般不为采用。第三种方案中的垂直振子采用垂直极化双锥或盘锥天线来实现较宽的频带覆盖，频带可覆盖698～2700MHz；而水平振子通常采用若干个宽频偶极子来实现，频带可覆盖1710～2700MHz。因而通常我们采用第三种室分双极化天线方案。

在第三种室分双极化天线方案中，如图1和图2所示，现有技术方案通常在传统垂直单极化天线1外加水平极化振子2来实现。且由于受到室分天线总体积限制，通常水平极化振子2个数较少，然而水平极化振子2的不圆度与水平振子2个数密切相关。因而较难实现水平极化的较好不圆度。由于不圆度指标直接影响室内全向覆盖，因而改善室分天线水平极化不圆度可有效提高室分系统水平极化的覆盖效果。

同时，由于是外加水平极化振子，天线的高度会有所增加，也不利于室内分布系统建设。

因此根据上述分析，已有垂直/水平双极化室分天线阵列方案具有如下缺点：

受限于水平振子体积和整体天线体积，水平极化振子不圆度指标较差：室分系统天线不圆度和室内分布系统的全向覆盖息息相关。水平振子是定向天线，其3dB水平面波瓣宽度通常小于100度。若要在整个水平面（即360度）内满足较好的不圆度（一般取不圆度为3dB，即整个水平面内最大值和最小值的差值），则需要若干个（一般取4～6个）水平振子沿圆周排列实现较好的不圆度。相同振子个数越多，不圆度越好。但是由于振子个数受限于水平振子宽度，

无法在圆周上排布较多的水平振子，因而不圆度会受到此限制而无法提高。

增加了整体天线高度：由于外加水平振子，导致天线高度和直径增加。

实用新型内容

本实用新型技术方案的目的是提供一种室内分布系统双极化天线，在无需增加天线体积的条件下，改善不圆度。

本实用新型提供一种室内分布系统双极化天线，包括：

垂直极化振子，所述垂直极化振子用于形成垂直极化分量，其中所述垂直极化振子包括锥形面，所述锥形面上设置有至少一个用于利用所形成的磁流及所形成的水平方向的电场来获得水平极化分量的狭缝。

优选地，上述所述的室内分布系统双极化天线，所述狭缝沿所述垂直极化振子锥形面的母线方向设置。

优选地，上述所述的室内分布系统双极化天线，所述狭缝为多个，且沿所述垂直极化振子的锥形面均匀分布。

优选地，上述所述的室内分布系统双极化天线，沿所述狭缝的长度方向，所述狭缝的宽度为一固定值。

优选地，上述所述的室内分布系统双极化天线，沿所述狭缝的长度方向，所述狭缝的宽度变化。

优选地，上述所述的室内分布系统双极化天线，沿所述狭缝的长度方向，所述狭缝的宽度增大、缩小、先增大后缩小或者先缩小后增大。

优选地，上述所述的室内分布系统双极化天线，所述狭缝包括领结形、梯形、三角形或椭圆形。

优选地，上述所述的室内分布系统双极化天线，所述垂直极化振子还包括一盘形的底面。

优选地，上述所述的室内分布系统双极化天线，所述垂直极化振子包括第一锥形垂直极化振子和第二锥形垂直极化振子，其中所述第一锥形垂直极化振子和/或所述第二锥形垂直极化振子的锥形面上设置有所述狭缝。

本实用新型具体实施例上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果：

通过在双锥或盘锥形的垂直极化振子上开设至少一个狭缝，利用垂直极化振子所产生的沿狭缝流动的磁流以及水平方向的电场，双极化天线可获得水平极化分量。由于狭缝的谐振由纵向长度决定，而非沿圆周的宽度，当宽度较窄，且沿周向布置多个相同缝隙时即可达到改善不圆度的效果，同时由于在天线内部无需额外增加其他振子，因此天线体积也无需增加。

附图说明

图1表示现有技术双极化天线的侧视图；

图2表示现有技术双极化天线的俯视图；

图3表示本实用新型第一实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的侧视图；

图4表示本实用新型第一实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的俯视图；

图5表示本实用新型第一实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为双锥时的侧视图；

图6表示本实用新型第一实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为单锥时的侧视图；

图7表示本实用新型第二实施例所述双极化天线中的狭缝结构；

图8表示本实用新型第二实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的侧视图；

图9表示本实用新型第二实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的俯视图；

图10表示本实用新型第二实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为双锥时的侧视图；

图11表示本实用新型第二实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为单锥时的侧视图；

图12表示本实用新型第三实施例所述双极化天线中的狭缝结构；

图13表示本实用新型第三实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的侧视图；

图14表示本实用新型第三实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的俯视图；

图15表示本实用新型第三实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为双锥时的侧视图；

图16表示本实用新型第三实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为单锥时的侧视图；

图17表示本实用新型第四实施例所述双极化天线中的狭缝结构；

图18表示本实用新型第四实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的侧视图；

图19表示本实用新型第四实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的俯视图；

图20表示本实用新型第四实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为双锥时的侧视图；

图21表示本实用新型第四实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为单锥时的侧视图；

图22表示本实用新型第五实施例所述双极化天线中的狭缝结构；

图23表示本实用新型第五实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的侧视图；

图24表示本实用新型第五实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为盘锥时的俯视图；

图25表示本实用新型第五实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为双锥时的侧视图；

图26表示本实用新型第五实施例所述双极化天线中，垂直极化振子为单锥时的侧视图。

具体实施方式

以下将合附图对本实用新型具体实施例进行详细描述。

本发明具体实施例所述室内分布系统双极化天线，包括：

垂直极化振子，所述垂直极化振子用于形成垂直极化分量，其中所述垂直极化振子包括锥形面，所述锥形面上设置有至少一个用于利用所形成的磁流及所形成的水平方向的电场来获得水平极化分量的狭缝。

通常，顶端馈电的圆锥金属体电流是沿着锥体的母线的，磁场沿着锥体的圆周。若沿着母线开缝，缝与相同的尺寸的金属体是对偶体，即磁流沿着缝中的锥体的母线，而电场沿着锥体的圆周，即产生了水平极化的分量。因此通过在单锥、双锥或盘锥形的垂直极化振子上开设至少一个狭缝，利用垂直极化振子所产生的沿狭缝流动的磁流以及水平方向的电场，双极化天线可获得水平极化分量。由于狭缝的谐振由纵向长度决定，而非沿圆周的宽度，当宽度较窄，且沿周向布置多个相同缝隙时即可达到改善不圆度的效果，同时由于在天线内部无需额外增加其他振子，因此天线体积也无需增加。

图3及图4分别表示本实用新型第一实施例所述双极化天线的侧视图和俯视图。参阅图1及图2，所述双极化天线包括：

垂直极化振子10，形成为盘锥形式，包括锥形面，在锥形面上开设有多个狭缝20。本实用新型具体实施例中，狭缝20在垂直极化振子10的锥形面上等间隔设置有八个狭缝20，但并不以此数量为限。

优选地，所述狭缝20沿垂直极化振子10的锥形面的母线方向设置，使得狭缝20内的磁流沿垂直极化振子10的锥体母线方向，而电场为水平方向，因而天线可获得水平极化分量。然而，狭缝20的设置不限于严格按照锥体母线方向，相对于锥体母线略呈倾斜角度也可。

本实用新型具体实施例的双极化天线，所述垂直极化振子10除图3所示的盘锥振子外，还形成为双锥振子或为单锥振子，如图5及图6所示，本领域技术人员可以理解，当为盘锥振子时，垂直极化振子10包括一盘形的底面；当为双锥振子时，包括第一锥形垂直极化振子和第二锥形垂直极化振子，图5所示的垂直极化振子10可以为其中一种形式之一，两个锥形垂直极化振子上均设置狭缝，另外其中一个垂直极化振子的锥形面上可以设置狭缝，也可以不设置狭缝，具体情况依据对双极化天线的要求设定。

本实用新型第一实施例中，所述狭缝20在垂直极化振子10上，沿锥体的母线方向等宽度，也即沿狭缝20的长度方向，宽度为一固定值。

但狭缝20的设置形状并不限于上述所示，也可以形成为沿长度方向宽度变化的形式，例如形成为图7、图12、图17及图22所示的形状，沿狭缝20的长度方向，狭缝20的宽度增大、缩小、先增大后缩小或者先缩小后增大，只要能够构成电场为水平的极化效果即可。

图8至图11表示了本实用新型第二实施例中，狭缝20形成为领结型时，盘锥形垂直极化振子的侧视图和俯视图、双锥垂直极化振子的侧视图和单锥垂直极化振子的侧视图；图13至图16表示了本实用新型第三实施例中，狭缝20形成为梯型时，盘锥形垂直极化振子的侧视图和俯视图、双锥垂直极化振子的侧视图和单锥垂直极化振子的侧视图；图18至图21表示了本实用新型第四实施例中，狭缝20形成为椭圆型时，盘锥形垂直极化振子的侧视图和俯视图、双锥垂直极化振子的侧视图和单锥垂直极化振子的侧视图；图23至图26表示了本实用新型第五实施例中，狭缝20形成为三角型时，盘锥形垂直极化振子的侧视图和俯视图、双锥垂直极化振子的侧视图和单锥垂直极化振子的侧视图。

另外，本实用新型中，对所述狭缝20的宽度没有严格限定，越窄越好，具体设置尺寸依据双极化天线的要求设定。

本实用新型具体实施例所述双极化天线，在不增加天线体积的情况下，通过在原有垂直极化吸顶天线(双锥或盘锥)表面开纵向缝隙，来实现水平极化。同时，由于缝隙宽度较窄，沿双锥或盘锥的周向可以开更多的缝隙来改善天线的不圆度，从而有效提高室内分布系统的全向覆盖。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种室内分布系统双极化天线，其特征在于，包括：

垂直极化振子，所述垂直极化振子用于形成垂直极化分量，其中所述垂直极化振子包括锥形面，所述锥形面上设置有至少一个用于利用所形成的磁流及水平方向的电场来获得水平极化分量的狭缝。

2.如权利要求1所述的室内分布系统双极化天线，其特征在于，所述狭缝沿所述垂直极化振子锥形面的母线方向设置。

3.如权利要求2所述的室内分布系统双极化天线，其特征在于，所述狭缝为多个，且沿所述垂直极化振子的锥形面均匀分布。

4.如权利要求1至3任一项所述的室内分布系统双极化天线，其特征在于，沿所述狭缝的长度方向，所述狭缝的宽度为一固定值。

5.如权利要求1至3任一项所述的室内分布系统双极化天线，其特征在于，沿所述狭缝的长度方向，所述狭缝的宽度变化。

6.如权利要求5所述的室内分布系统双极化天线，其特征在于，沿所述狭缝的长度方向，所述狭缝的宽度增大、缩小、先增大后缩小或者先缩小后增大。

7.如权利要求6所述的室内分布系统双极化天线，其特征在于，所述狭缝包括领结型、梯形、三角形或椭圆形。

8.如权利要求1所述的室内分布系统双极化天线，其特征在于，所述垂直极化振子还包括一盘形的底面。

9.如权利要求1所述的室内分布系统双极化天线，其特征在于，所述垂直极化振子包括第一锥形垂直极化振子和第二锥形垂直极化振子，其中所述第一锥形垂直极化振子和/或所述第二锥形垂直极化振子的锥形面上设置有所述狭缝。

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