CN210272677U - 场强覆盖均匀的室内高性能天线阵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，包括若干节点式均匀分布在室内的微型天线阵，所述微型天线阵包括安装板和设于安装板上的若干相互平行的天线，所述天线包括壳体和设于壳体内的介质基片，所述介质基片的一侧表面上设有呈镜像对称分布的两个第一辐射元，所述第一辐射元为长条状的宽度渐变式的辐射元，两所述第一辐射元的较窄端相对；所述介质基片的中部设有射频传输线接头，该射频传输线接头的输出端通过功率分配器分别与两所述第一辐射元的较窄端连接。本实用新型的天线阵，辐射信号的场强的覆盖宽度大，场强分布均匀，移动终端的接收效果好。

Description

场强覆盖均匀的室内高性能天线阵

技术领域

本实用新型涉及室内通讯技术领域，特别是涉及一种场强覆盖均匀的室内高性能天线阵。

背景技术

室内的信号覆盖一般会采用天线阵，分成多个辐射节点的形式进行信号覆盖，每个辐射节点均是一个微型的天线阵，目前，所用到的微型天线阵，其场强的方向图竖直向下，其辐射信号的场强的覆盖宽度有限，而且，其场强在覆盖区域内呈现由中间向两端逐渐变弱的状态，导致室内辐射信号的场强分布不均匀，移动终端的接收效果不好。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，辐射信号的场强的覆盖宽度大，场强分布均匀，移动终端的接收效果好。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，包括若干节点式均匀分布在室内的微型天线阵，所述微型天线阵包括安装板和设于安装板上的若干相互平行的天线，所述天线包括壳体和设于壳体内的介质基片，所述介质基片的一侧表面上设有呈镜像对称分布的两个第一辐射元，所述第一辐射元为长条状的宽度由一端向另一端逐渐变窄的渐变式的辐射元，两所述第一辐射元的较窄端相对；所述介质基片的中部设有射频传输线接头，该射频传输线接头的输出端通过功率分配器分别与两所述第一辐射元的较窄端连接；所述壳体的内底部设有金属箔，可以减少天线的无效的背向辐射。

本实用新型的天线，其上的第一辐射单元的宽度由天线中部向其远端逐渐变大，天线的信号辐射的方向图呈一个倾斜的椭圆状，该椭圆的长径的一端位于天线处，该椭圆的长径的另一端位于远离天线的斜下方，由于天线上的辐射元的宽度向外侧逐渐变大，因此，使得天线所发出的辐射信号的最强点(及场强最大点)位于天线的场强覆盖范围的远端的下方，进而使得天线在空间内的矩形辐射区域(矩形区域的长即为天线倾斜的椭圆形信号辐射方向图的长径在水平面上的投影长度，矩形区域的宽即为天线倾斜的椭圆形信号辐射方向图的长径在竖直面上的投影长度)内，其场强覆盖的强度由远端向天线逐渐变弱，该场强的强度差可以弥补信号向远端传递时的损耗，进而，使得天线在空间范围内形成了矩形的场强分布均匀的辐射区域，提高了移动终端的接收效果，保证了天线在室内辐射信号的高性能。设置镜像对称分布的两个宽度渐变式的第一辐射元，射频传输线接头接收来自基站的射频信号，并由功率分配器等分给两个第一辐射单元，在空间形成了以天线为中心的两个对称的矩形辐射区域，覆盖范围更广。

优选的，所述第一辐射元为由多个第一金属贴片通过第一金属带依次连接形成的藤状的渐变微带天线阵，多个所述第一金属贴片和第一金属带一体成型。

采用藤状的渐变微带天线阵，形成了异性波导辐射，使得辐射元发出的辐射信号在向远端传递的过程中更加均匀稳定。

优选的，所述介质基片的另一侧表面上设有呈镜像对称分布的两个第二辐射元，所述第二辐射元为由多个第二金属贴片通过第二金属带依次连接形成的藤状的渐变微带天线阵，多个所述第二金属贴片和第二金属带一体成型，多个所述第二金属贴片分别与相邻两所述第一金属贴片之间的位置一一对应，两所述第二辐射元的较窄端相对；两所述第二辐射元的较窄端分别与两所述第一辐射元的较窄端连接。

在介质基片的上下表面分别设置第一辐射元和第二辐射元，保证了两个辐射元的相对隔离，减少了两个辐射元之间的相互影响，使得天线的增益可提升到9-10dbi，满足了5G天线的射频场强覆盖要求。第一辐射元上的第一金属贴片和第二辐射元上的第二金属贴片交错布置，而且第一辐射元和第二辐射元的渐变方向一致，第一辐射元和第二辐射元共同形成了异形波导微带天线阵，使得天线沿着藤状传输方向形成了均匀的矩形覆盖区域，从而在空间形成了沿矩形覆盖范围内的幅度、相位一致，场强均匀的辐射信号，使移动终端在信号覆盖的范围内移动时都能够接收均匀的等幅等相的辐射信号，具有良好的接收效果。

优选的，多个所述第一金属贴片的宽度的渐变比例为1.1-1.2，保证了第一辐射元向远端发出的辐射信号的场强变化的均匀、稳定，同时，能够满足辐射信号向远端传递时的场强衰减。

优选的，多个所述第二金属贴片的宽度的渐变比例为1.1-1.2，保证了第二辐射元向远端发出的辐射信号的场强变化的均匀、稳定，同时，能够满足辐射信号向远端传递时的场强衰减。

优选的，所述壳体为透明材料，方便天线本身可以更好的融入室内环境，提高了天线隐形、伪装的效果。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的天线在空间形成了以天线为中心的两个对称的矩形辐射区域，覆盖范围更广，每个矩形辐射区域内的辐射信号的场强均匀，移动终端的接收效果好。

2、辐射元采用藤状的渐变微带天线阵，形成了异性波导辐射，使得辐射元发出的辐射信号在向远端传递的过程中更加均匀稳定。

3、在介质基片的上下表面分别设置第一辐射元和第二辐射元，保证了两个辐射元的相对隔离，减少了两个辐射元之间的相互影响，使得天线的增益可提升到9-10dbi，满足了5G天线的射频场强覆盖要求。第一辐射元上的第一金属贴片和第二辐射元上的第二金属贴片交错布置，而且第一辐射元和第二辐射元的渐变方向一致，第一辐射元和第二辐射元共同形成了异形波导微带天线阵，使得天线沿着藤状传输方向形成了均匀的矩形覆盖区域，从而在空间形成了沿矩形覆盖范围内的幅度、相位一致，场强均匀的辐射信号，使移动终端在信号覆盖的范围内移动时都能够接收均匀的等幅等相的辐射信号，具有良好的接收效果。

4、多个第一金属贴片的宽度的渐变比例为1.1-1.2，保证了第一辐射元向远端发出的辐射信号的场强变化的均匀、稳定，同时，能够满足辐射信号向远端传递时的场强衰减。

5、多个第二金属贴片的宽度的渐变比例为1.1-1.2，保证了第二辐射元向远端发出的辐射信号的场强变化的均匀、稳定，同时，能够满足辐射信号向远端传递时的场强衰减。

6、壳体为透明材料，方便天线本身可以更好的融入室内环境，提高了天线隐形、伪装的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述场强覆盖均匀的室内高性能天线阵的俯视图；

图2为本实用新型实施例所述场强覆盖均匀的室内高性能天线阵的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述介质基片的俯视图；

图4为本实用新型实施例所述介质基片的仰视图；

图5为本实用新型实施例所述异形波导微带天线阵的结构示意图；

图6为现有技术中天线的辐射信号的方向图；

图7为本实用新型实施例所述天线的辐射信号的方向图。

附图标记说明：

1、安装板；2、天线；21、壳体；22、介质基片；23、射频传输线接头；24、金属箔；25、第一辐射元；251、第一金属贴片；252、第一金属带；26、第二辐射元；261、第二金属贴片；262、第二金属带；27、功率分配器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例：

如图1-图3所示，一种场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，包括若干节点式均匀分布在室内的微型天线阵，所述微型天线阵包括安装板1和设于安装板1上的若干相互平行的天线2，所述天线2包括壳体21和设于壳体21内的介质基片22，所述介质基片22的一侧表面上设有呈镜像对称分布的两个第一辐射元25，所述第一辐射元25为长条状的宽度由一端向另一端逐渐变窄的渐变式的辐射元，两所述第一辐射元25的较窄端相对；所述介质基片22的中部设有射频传输线接头23，该射频传输线接头23的输出端通过功率分配器27分别与两所述第一辐射元25的较窄端连接；所述壳体21的内底部设有金属箔24，可以减少天线2的无效的背向辐射。

本实用新型的天线2，其上的第一辐射单元的宽度由天线2中部向其远端逐渐变大，如图7所示，天线2的信号辐射的方向图呈一个倾斜的椭圆状，该椭圆的长径的一端位于天线2处，该椭圆的长径的另一端位于远离天线2的斜下方，由于天线2上的辐射元的宽度向外侧逐渐变大，因此，使得天线2所发出的辐射信号的最强点B(及场强最大点)位于天线2的场强覆盖范围的远端的下方，进而使得天线2在空间内的矩形辐射区域(矩形区域的长即为天线2倾斜的椭圆形信号辐射方向图的长径在水平面上的投影长度，矩形区域的宽即为天线2倾斜的椭圆形信号辐射方向图的长径在竖直面上的投影长度)内，其场强覆盖的强度由远端向天线2逐渐变弱，该场强的强度差可以弥补信号向远端传递时的损耗，进而，使得天线2在空间范围内形成了矩形的场强分布均匀的辐射区域，提高了移动终端的接收效果，保证了天线2在室内辐射信号的高性能。设置镜像对称分布的两个宽度渐变式的第一辐射元25，射频传输线接头23接收来自基站的射频信号，并由功率分配器27等分给两个第一辐射单元，在空间形成了以天线2为中心的两个对称的矩形辐射区域，覆盖范围更广。

如图6所示，现有技术中的天线2所发出的辐射信号在辐射区域内的最强点A点位于该辐射区域的中心，使得整个辐射区域内辐射信号的场强呈现自中心向边缘逐渐变小的情况，辐射区域内辐射信号的场强不均匀，移动终端的接收效果不好。

在其中一个实施例中，如图3所示，所述第一辐射元25为由多个第一金属贴片251通过第一金属带252依次连接形成的藤状的渐变微带天线阵，多个所述第一金属贴片251和第一金属带252一体成型。

采用藤状的渐变微带天线阵，形成了异性波导辐射，使得辐射元发出的辐射信号在向远端传递的过程中更加均匀稳定。

在其中一个实施例中，如图4和图5所示，所述介质基片22的另一侧表面上设有呈镜像对称分布的两个第二辐射元26，所述第二辐射元26为由多个第二金属贴片261通过第二金属带262依次连接形成的藤状的渐变微带天线阵，多个所述第二金属贴片261和第二金属带262一体成型，多个所述第二金属贴片261分别与相邻两所述第一金属贴片251之间的位置一一对应，两所述第二辐射元26的较窄端相对；两所述第二辐射元26的较窄端分别与两所述第一辐射元25的较窄端连接。

在介质基片22的上下表面分别设置第一辐射元25和第二辐射元26，保证了两个辐射元的相对隔离，减少了两个辐射元之间的相互影响，使得天线2的增益可提升到9-10dbi，满足了5G天线2的射频场强覆盖要求。第一辐射元25上的第一金属贴片251和第二辐射元26上的第二金属贴片261交错布置，而且第一辐射元25和第二辐射元26的渐变方向一致，第一辐射元25和第二辐射元26共同形成了异形波导微带天线阵，使得天线2沿着藤状传输方向形成了均匀的矩形覆盖区域，从而在空间形成了沿矩形覆盖范围内的幅度、相位一致，场强均匀的辐射信号，使移动终端在信号覆盖的范围内移动时都能够接收均匀的等幅等相的辐射信号，具有良好的接收效果。

在其中一个实施例中，多个所述第一金属贴片251的宽度的渐变比例为1.1-1.2，保证了第一辐射元25向远端发出的辐射信号的场强变化的均匀、稳定，同时，能够满足辐射信号向远端传递时的场强衰减。

在其中一个实施例中，多个所述第二金属贴片261的宽度的渐变比例为1.1-1.2，保证了第二辐射元26向远端发出的辐射信号的场强变化的均匀、稳定，同时，能够满足辐射信号向远端传递时的场强衰减。

在其中一个实施例中，所述壳体21为透明材料，方便天线2本身可以更好的融入室内环境，提高了天线2隐形、伪装的效果。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，包括若干节点式均匀分布在室内的微型天线阵，其特征在于，所述微型天线阵包括安装板和设于安装板上的若干相互平行的天线，所述天线包括壳体和设于壳体内的介质基片，所述介质基片的一侧表面上设有呈镜像对称分布的两个第一辐射元，所述第一辐射元为长条状的宽度渐变式的辐射元，两所述第一辐射元的较窄端相对；所述介质基片的中部设有射频传输线接头，该射频传输线接头的输出端通过功率分配器分别与两所述第一辐射元的较窄端连接。

2.根据权利要求1所述的场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，其特征在于，所述第一辐射元为由多个第一金属贴片通过第一金属带依次连接形成的藤状的渐变微带天线阵，多个所述第一金属贴片和第一金属带一体成型。

3.根据权利要求2所述的场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，其特征在于，所述介质基片的另一侧表面上设有呈镜像对称分布的两个第二辐射元，所述第二辐射元为由多个第二金属贴片通过第二金属带依次连接形成的藤状的渐变微带天线阵，多个所述第二金属贴片和第二金属带一体成型，多个所述第二金属贴片分别与相邻两所述第一金属贴片之间的位置一一对应，两所述第二辐射元的较窄端相对；两所述第二辐射元的较窄端分别与两所述第一辐射元的较窄端连接。

4.根据权利要求3所述的场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，其特征在于，多个所述第一金属贴片的宽度的渐变比例为1.1-1.2。

5.根据权利要求4所述的场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，其特征在于，多个所述第二金属贴片的宽度的渐变比例为1.1-1.2。

6.根据权利要求1或5所述的场强覆盖均匀的室内高性能天线阵，其特征在于，所述壳体为透明材料。

Images