CN206134951U - 小型双极化高隔离可折叠式天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了小型双极化高隔离可折叠式天线，涉及无线定向远距离通信天线，属于无线通信技术领域。本实用新型通过将主抛物面反射面分块设计为八边形抛物面和八个四边形抛物面，四边形抛物面依照八边形抛物面折边上转动轴承的轴心转动，四边形抛物面侧边上的固定栓在天线展开时卡入相邻四边形抛物面侧边的固定孔内，将固定栓弹出固定孔即可折叠天线，不需要将各抛物面拆卸下来，增大了天线灵活性，折叠后的天线所占空间减半，方便包装运输；双极化设计的馈源能够增强天线发射/接收信号的能力，调整两组偶极子天线的间距能够提升天线间的隔离度，进一步增强馈源的抗干扰能力，进而增大天线的覆盖范围。

Description

小型双极化高隔离可折叠式天线

技术领域

本实用新型公开了小型双极化高隔离可折叠式天线，涉及无线定向远距离通信天线，属于无线通信技术领域。

背景技术

由于商业运作的需要，许多相距较远的建筑物之间要求能够相互通信，而传统的有线远程网络互连面临着不少问题，如：一般的专线不能提供足够的带宽、有些场合无法租用到线路、有些场合根本无法采用有线链接等，因此利用远程高速信号传输系统方案来构建多个建筑物之间网络互连有着有线网络不可替代的优势。常见的无线网桥就是通用高速信号传输系统，通过其来实现网络互联既经济也简单、方便。

无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离点对点网间互联而设计的一种在链路层实现局域网络互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离无线组网，而无线网桥的使用必须使用定向天线进行远距离无线信号的传输。

无线电发射机输出的射频信号，通过馈线(电缆)输送到天线，天线以电磁波形式将射频信号辐射出去；电磁波到达接收地点后由天线接收后通过馈线送到无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。

抛物面天线是广泛应用的一种反射面定向天线，它根据微波似光性仿照探照灯的结构组成，方向性强、增益高。抛物面天线由馈源和抛物面反射器构成。天线的反射面由形状为抛物面的导体表面构成，在抛物面的焦点上放置馈源。馈源是一种弱方向性天线，它把高频电流或导波能量转变成电磁波辐射能量并投射至抛物面上，馈源投射过来的球面电磁波沿抛物面轴线方向反射出去，从而获得方向性很强的电磁波。

而目前常用的无线网桥天线多采用单极化设计，且反射面为一体化设计，无法折叠、工艺复杂、冲压成型尺寸过大、包装运输困难。利用无线网桥组网时需使用数量较多的天线，造成远距离无线组网的成本过高。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了小型双极化高隔离可折叠式天线及其高速信号系统设备，可折叠主抛物面反射面实现了天线的折叠，双极化设计的馈源增强了馈源的抗干扰能力，解决了无线网桥天线覆盖范围有限且无法折叠的技术问题。

本实用新型为实现上述发明目的采用如下技术方案：

小型双极化高隔离可折叠式天线，包括：可折叠主抛物面反射面、圆心与可折叠主抛物面反射面焦点重合的次抛物面散射面、相位中心位于次抛物面散射面负焦距处的馈源、塑胶支撑外壳、高速信号模块、馈电匹配网络，其中，

所述次抛物面散射面固定在塑胶支撑外壳内部，馈源通过馈电匹配网络与高速信号模块连接，馈源和高速信号模块内嵌于塑胶支撑外壳中，塑胶支撑外壳固定在可折叠主抛物面反射面的中心位置处。

进一步的，所述小型双极化高隔离可折叠式天线的可折叠主抛物面反射面包括：八边形抛物面、八个结构相同的四边形抛物面，八个转动轴承，其中，

所述八边形抛物面：中心位置处开有用于固定塑胶支撑外壳的固定孔Ⅰ，每条折边都开有用于固定转动轴承的固定孔Ⅱ，

每个四边形抛物面：折边上开有供转动轴承穿过的固定孔Ⅲ，一侧边上安装有固定栓，另一侧边上开有与相邻四边形抛物面侧边上固定栓连接的固定孔Ⅳ。

进一步的，所述小型双极化高隔离可折叠式天线的塑胶支撑外壳通过螺丝锁附在可折叠主抛物面反射面的中心位置处。

再进一步，所述小型双极化高隔离可折叠式天线的固定栓为弹簧栓，弹簧栓铆接在四边形抛物面的一侧边上。

更进一步的，所述小型双极化高隔离可折叠式天线的馈源包括两组相互垂直摆放的偶极子天线，每组偶极子天线的臂长度为二分之一工作波长。

作为所述小型双极化高隔离可折叠式天线的进一步优化方案，一组偶极子天线水平摆放，另一组偶极子天线垂直摆放。

作为所述小型双极化高隔离可折叠式天线的进一步优化方案，一组偶极子天线与垂直方向呈+45度摆放，另一组偶极子天线与垂直方向呈-45度摆放。

本实用新型采用上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提出了一种反射器可折叠的天线，通过将主抛物面反射面分块设计为八边形抛物面和八个四边形抛物面，四边形抛物面依照八边形抛物面折边上转动轴承的轴心转动，四边形抛物面侧边上的固定栓在天线展开时卡入相邻四边形抛物面侧边上的固定孔内，将固定栓弹出固定孔即可折叠天线，不需要将各抛物面拆卸下来，增大了天线灵活性，折叠后的天线所占空间减半，方便包装运输，采用本实用新型公开的天线与无线网桥组网时能够降低成本。

(2)馈源、次抛物面散射面、主抛物面发射面位于主抛物面反射面主轴上的设计，使得高速信号模块发射出的信号经过二次反射后发射出去，提高了定向天线的方向性和增益。

(3)双极化设计的馈源能够增强天线发射/接收信号的能力，调整两组偶极子天线的间距能够提升天线间的隔离度，进一步增强馈源的抗干扰能力，进而增大天线的覆盖范围。

(4)高速信号模块、馈源、次抛物面散射面固定在塑胶支撑外壳中，方便和主抛物面反射面、次抛物面散射面的组装，也可以实现与信号源设备的一体化设计，这有利于无线通信装置小型化的发展。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型所涉及天线的拆分结构图。

图2(a)、图2(b)为本实用新型所涉及天线展开后的整体结构图。

图3为本实用新型所涉及天线折叠后的整体结构图。

图4为可折叠主抛物面反射面的拆分结构图。

图5(a)、图5(b)分别为馈源的拆分结构图及塑胶支撑外壳的拆分结构图。

图中标号说明：100、可折叠主抛物面反射面，101、八边形抛物面，102、四边形抛物面，103、转动轴承，111、固定孔Ⅰ，112、固定孔Ⅲ，121、固定孔Ⅱ，122、固定栓，132、固定孔Ⅳ，200、馈源，201和202、偶极子天线，300、次抛物面散射面，400、塑胶支撑外壳，402、螺丝，500、高速信号模块，600、馈电匹配网络。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。本领域技术人员应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其它元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。

小型双极化高隔离可折叠式天线如图1所示，包括：可折叠主抛物面反射面100、馈源200、次抛物面散射面300、塑胶支撑外壳400、高速信号模块500、馈电匹配网络600。次抛物面散射面300固定在塑胶支撑外壳400内部，馈源200通过馈电匹配网络600与高速信号模块500连接，馈源200和高速信号模块500内嵌于塑胶支撑外壳400中，塑胶支撑外壳400固定在可折叠主抛物面反射面100的中心位置处。次抛物面散射面300的圆心与可折叠主抛物面反射面100的焦点重合，馈源200的相位中心位于次抛物面散射面300的负焦距处。

可折叠主抛物面反射面100如图4所示，包括：八边形抛物面101、八个结构相同的四边形抛物面102，八个转动轴承103。八边形抛物面101中心位置处开有用于固定塑胶支撑外壳400的固定孔Ⅰ111，八边形抛物面101的每条折边都开有用于固定转动轴承103的固定孔Ⅱ121。每个四边形抛物面102的折边上开有供转动轴承103穿过的固定孔Ⅲ112，每个四边形抛物面102的一侧边上安装有固定栓122，每个四边形抛物面102的另一侧边上开有与相邻四边形抛物面侧边上固定栓连接的固定孔Ⅳ132。各四边形抛物面102和八边形抛物面101采用同一抛物面方程设计，经模具冲压成型，对冲压成型后的进行电镀处理。每个转动轴承103穿过一个四边形抛物面102折边上的固定孔Ⅲ112后固定在八边形抛物面101一折边上的固定孔Ⅱ121内。选用弹簧栓作为固定栓，弹簧栓自由状态为弹起，可以通过手动进行压缩，采用铆压工艺将每个弹簧栓铆接在各四边形抛物面的折边上。当需要展开天线时，依照转动轴承的轴心转动四边形抛物面至图2(a)所示位置，压缩四边形抛物面侧边上的弹簧栓使得弹簧栓卡入相邻四边形抛物面折侧边上的固定孔内，从而使得八边形抛物面和八个四边形抛物面形成一个整体；当需要折叠天线时，压缩弹簧栓使其从固定孔中弹出并恢复自由状态，依照转动轴承的轴心转动四边形抛物面至图3所示位置实现天线的折叠，主反射面折叠后使得天线的空间尺寸减半。

馈源200采用双偶极天线结构设计，依照偶极子天线原理，其天线臂长度为二分之一工作波长。为达到双极化工作特性，设计两组相互垂直摆放的偶极子天线，如图5(a)所示的偶极子天线201和偶极子天线202相互垂直摆放，每一组偶极子天线的臂长度为二分之一工作波长。一组偶极子天线水平摆放，另一组偶极子天线垂直摆放；或者，一组偶极子天线与垂直方向呈+45度摆放，另一组偶极子天线与垂直方向呈-45度摆放。

塑胶支撑外壳400热注塑成型，穿过八边形抛物面中心位置处的固定孔Ⅰ111，通过螺丝402锁附在可折叠主抛物面反射面的中心，如图2(b)、图5(b)所示。馈源、高速信号模块内嵌在塑胶支撑外壳内进一步缩减天线尺寸，实现了馈源、反射器、信号源的一体成型。

高速信号模块500依照信号源选用其对应的模块，如、LTE、微站等。馈电匹配网络600依照高速信号模块500的工作频率，采用HFSS仿真设计好相应匹配网络的尺寸，设计layout在PCB上，确保馈源与高速信号模块之间的阻抗匹配，避免能量损耗。调整馈源的尺寸大小、形状并调试馈电匹配网络，确保天线优良的驻波性能，降低回波损耗，同时提升隔离度。

本实用新型涉及的天线工作在高速信号模块设定的工作频段，高速信号模块发出的信号通过馈电匹配网络传送到偶极子天线，偶极子天线通过电磁波的形式将接收的信号发射出去，次抛物面散射面对偶极子天线发射的信号进行散射和反射，可折叠主抛物面反射面对次抛物面散射面反射的信号进行二次反射，使得无线信号密集得朝抛物面轴的正前方进行发射，天线将形成波束的信号发射到远端，进而实现远距离无线信号的传送及接收。调整两组偶极子天线的间距能够提升天线间的隔离度，以增强馈源的抗干扰能力，进而增大天线的覆盖范围。

Claims (7)

1.小型双极化高隔离可折叠式天线，其特征在于，包括：可折叠主抛物面反射面(100)、圆心与可折叠主抛物面反射面(100)焦点重合的次抛物面散射面(300)、相位中心位于次抛物面散射面(300)负焦距处的馈源(200)、塑胶支撑外壳(400)、高速信号模块(500)、馈电匹配网络(600)，其中，

所述次抛物面散射面(300)固定在塑胶支撑外壳(400)内部，馈源(200)通过馈电匹配网络(600)与高速信号模块(500)连接，馈源(200)和高速信号模块(500)内嵌于塑胶支撑外壳(400)中，塑胶支撑外壳(400)固定在可折叠主抛物面反射面(100)的中心位置处。

2.根据权利要求1所述小型双极化高隔离可折叠式天线，其特征在于，所述可折叠主抛物面反射面(100)包括：八边形抛物面(101)、八个结构相同的四边形抛物面(102)，八个转动轴承(103)，其中，

所述八边形抛物面(101)：中心位置处开有用于固定塑胶支撑外壳(400)的固定孔Ⅰ(111)，每条折边都开有用于固定转动轴承(103)的固定孔Ⅱ(121)，

每个四边形抛物面(102)：折边上开有供转动轴承(103)穿过的固定孔Ⅲ(112)，一侧边上安装有固定栓(122)，另一侧边上开有与相邻四边形抛物面侧边上固定栓连接的固定孔Ⅳ(132)。

3.根据权利要求1所述小型双极化高隔离可折叠式天线，其特征在于，所述塑胶支撑外壳(400)通过螺丝(402)锁附在可折叠主抛物面反射面(100)的中心位置处。

4.根据权利要求2所述的小型双极化高隔离可折叠式天线，其特征在于，所述固定栓(122)为弹簧栓，弹簧栓铆接在四边形抛物面(102)的一侧边上。

5.根据权利要求1或2或3或4所述小型双极化高隔离可折叠式天线，其特征在于，所述馈源(200)包括两组相互垂直摆放的偶极子天线，每组偶极子天线的臂长度为二分之一工作波长。

6.根据权利要求5所述小型双极化高隔离可折叠式天线，其特征在于，一组偶极子天线水平摆放，另一组偶极子天线垂直摆放。

7.根据权利要求5所述小型双极化高隔离可折叠式天线，其特征在于，一组偶极子天线与垂直方向呈+45度摆放，另一组偶极子天线与垂直方向呈-45度摆放。