CN215911584U - 一种宽带高增益天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽带高增益天线，所述天线包括天线罩A、辐射单元B、寄生单元C、辐射地板D、同轴线馈电端口结构、耦合馈电结构E；辐射单元B由两对正交的磁电偶极子构成，辐射片为切圆角的矩形片；寄生单元C采用双层圆形平板的形式，并将馈电结构中心接地；辐射地板为圆形，口径尺寸大于辐射单元B的口径尺寸；同轴馈电端口外导体与辐射地板D直接相连，内导体与耦合馈电结构E相连；耦合馈电结构E由两对正交的倒U形平板结构组成，E的中心与寄生单元C相连。本发明实用新型的优点是有效的拓展了天线的工作带宽，提高了天线的增益。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线通信技术领域，特别涉及一种提升增益拓展宽带的天线。
背景技术
自2019年5G元年起，我国的移动通信领域快速发展，对移动通信系统的终端天线要求不断提升，要求天线在设计的过程中通过拓展带宽可以满足不同通信系统的要求，实现单一天线可以在不同的平台系统之间相互兼容。在基站天线设计的过程中，通过拓展带宽可以使得天线同时满足多个系统标准，避免重复建站，减低基站的建设成本，同时可以减少后期的基站维护费用。
随着无线电通信技术的快速发展，对天线性能的要求越来越高。一直以来，很多国内外专家学者都致力于对高性能天线的研究。由于在天线的众多性能指标中，天线的增益是决定天线好坏的关键因素，因为在天线发射功率固定的情况下，天线的增益越高，电磁波传输的距离越远，信号的覆盖范围越广，因此国内外学者一直以来都在致力于对高增益天线的研究。
由于传统的偶极子频带窄，辐射覆盖为水平全向，单极化，抗干扰能力差。所以现在的移动通信基站采用了磁电偶极子天线，具有高增益、宽频带、抗干扰能力强等优点，但是常规的磁电偶极子天线一般只有70％的带宽，在特定的场合下仍然无法满足频带的要求，为解决此类问题，常规的做法是将水平的偶极子设计为渐变结构，但是该方法对带宽的提升也是有限度的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了，一种宽带高增益天线，水平偶极子采用渐变结构并加载寄生结构可以有效的拓展带宽和提高增益，与此同时，考虑到天线结构的稳定性，该天线在结构设计上也考虑到了后期可以通过振动实验。
本实用新型采取的技术方案如下：
一种宽带高增益天线，包括：天线罩1、辐射单元2、寄生单元3、辐射地板4、耦合馈电结构5、同轴线馈电端口6和圆柱导体9；
所述天线罩1为掏空倒圆角圆柱体，天线罩1倒扣于辐射地板4上；
所述辐射单元2包括四个立体的结构，一个立体结构是由长方体的二个侧面8和一个顶面7构成，这三个面都经过倒角，其中顶面7为辐射片经过倒圆角，两个侧面8的尺寸一致，所述三个面相互正交且与耦合馈电结构5相连；
所述圆柱导体9由两节直径不同的圆柱体组成，直径大的圆柱体在下段，圆柱导体9竖立固定在辐射地板4中心位置。
所述寄生单元3由两个同心圆形导体片构成，这两个同心圆形导体片的中心固定在圆柱导体9的小直径圆柱体上，两个同心圆形导体片彼此存在间距，上面的同心圆形导体片与圆柱导体9顶端平行；
所述耦合馈电结构5由两对正交的倒U形平板结构组成，耦合馈电结构5的中心固定于圆柱导体9直径大的圆柱体上。
所述同轴线馈电端口6有四个，分别设置辐射地板4表面，每一个同轴线馈电端口6位置都对应一个倒U形平板结构的，同轴线馈电端口6包括内外两部分，内部为圆柱形导体，外部为环状金属片，圆柱形导体设置在环状金属片的中心，环状金属圆片固定在辐射地板4表面，圆柱形导体竖立，其前段与倒U形平板结构连接。
本实用新型的有益效果为：
利用寄生单元结构和辐射片切角的特点，有效的将拓展了天线的工作带宽，提升了天线的增益,并且保证了天线结构的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型实施例天线整体结构(包括天线罩)示意图；
图2为本实用新型实施例天线整体结构(不包括天线罩)示意图；
图3为本实用新型实施例去掉辐射片天线结构(不包括天线罩)示意图；
图4为本实用新型实施例天线的S11反射系数曲线图；
图5为本实用新型实施例天线的最大增益曲线图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本实用新型做进一步详细说明。
如图1至3所示，一种宽带高增益天线，包括：天线罩1、辐射单元2、寄生单元3、辐射地板4、耦合馈电结构5、同轴线馈电端口6和圆柱导体9；
所述天线罩1为掏空倒圆角圆柱体，天线罩1倒扣于辐射地板4上，用于保护整个天线；
所述辐射单元2包括四个立体的结构，一个立体结构是由长方体的二个侧面8加一个顶面7构成，这三个面都经过倒角，其中顶面7为辐射片经过倒圆角，另外两个侧面8的尺寸一致，所述三个面相互正交且与同轴馈电结构6的相连；
所述圆柱导体9由两节直径不同的圆柱体组成，直径大的圆柱体在下段，圆柱导体9竖立固定在辐射地板4上，采用本例的圆柱导体能够有效的将天线结构接地，起到防静电的作用。
所述寄生单元3由两个同心圆形导体片构成，这两个同心圆形导体片的中心固定在圆柱导体9的小直径圆柱体上，两个同心圆形导体片彼此存在间距，上面的同心圆形导体片与圆柱导体9顶端平行，该结构可以拓展天线的带宽，提高天线的增益；
所述耦合馈电结构5由两对正交的倒U形平板结构组成，耦合馈电结构5的中心固定于圆柱导体9直径大的圆柱体上。采用本例的耦合馈电结构可以有效的提升天线的带宽。所述同轴线馈电端口6有四个，分别设置辐射地板4表面，每一个同轴线馈电端口6都对应一个倒U形平板结构的，同轴线馈电端口6包括内外两部分，内部为圆柱形导体，外部为环状金属片，圆柱形导体设置在环状金属片的中心，环状金属圆片固定在辐射地板4表面，圆柱形导体竖立，其前段与倒U形平板结构连接。为圆柱形导体直径1.3mm，环状金属片的直径为4.1mm。
本实用新型的效果可结合仿真结果作进一步说明：
仿真内容
利用商业仿真软件HFSS_18.2对上述实施例1的S11参数进行仿真计算，结果如图4所示。
参照图4，实施例中天线的最大增益10.1，在1.0GHz到3.1GHz范围内大于4dBi，在较宽的频带内有较大的增益。
参照图5，以S11≤-10dB为标准，实施例1中天线的阻抗带宽为0.94GHz～2.94GHz。
实施例中的最大辐射方向始终垂直于辐射单元表面，最大增益为4.7dB。
以上仿真结果说明，本实用新型天线具有理想的阻抗带宽、较高的增益。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的实施方法，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (1)
1.一种宽带高增益天线，其特征在于，包括：天线罩(1)、辐射单元(2)、寄生单元(3)、辐射地板(4)、耦合馈电结构(5)、同轴线馈电端口(6)和圆柱导体(9)；
所述天线罩(1)为掏空倒圆角圆柱体，天线罩(1)倒扣于辐射地板(4)上；
所述辐射单元(2)包括四个立体的结构，一个立体结构是由长方体的二个侧面(8)和一个顶面(7)构成，这三个面都经过倒角，其中顶面(7)为辐射片经过倒圆角，两个侧面(8)的尺寸一致，所述三个面相互正交且与耦合馈电结构(5)相连；
所述圆柱导体(9)由两节直径不同的圆柱体组成，直径大的圆柱体在下段，圆柱导体(9)竖立固定在辐射地板(4)中心位置；
所述寄生单元(3)由两个同心圆形导体片构成，这两个同心圆形导体片的中心固定在圆柱导体(9)的小直径圆柱体上，两个同心圆形导体片彼此存在间距，上面的同心圆形导体片与圆柱导体(9)顶端平行；
所述耦合馈电结构(5)由两对正交的倒U形平板结构组成，耦合馈电结构(5)的中心固定于圆柱导体(9)直径大的圆柱体上；
所述同轴线馈电端口(6)有四个，分别设置辐射地板(4)表面，每一个同轴线馈电端口(6)位置都对应一个倒U形平板结构的，同轴线馈电端口(6)包括内外两部分，内部为圆柱形导体，外部为环状金属片，圆柱形导体设置在环状金属片的中心，环状金属圆片固定在辐射地板(4)表面，圆柱形导体竖立，其前段与倒U形平板结构连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202122533799.9U CN215911584U (zh) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | 一种宽带高增益天线 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN215911584U true CN215911584U (zh) | 2022-02-25 |
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ID=80312731
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN215911584U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116053776A (zh) * | 2023-01-17 | 2023-05-02 | 广东工业大学 | 双宽带双极化磁电偶极子基站天线及通信设备 |
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2021
- 2021-10-20 CN CN202122533799.9U patent/CN215911584U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN116053776A (zh) * | 2023-01-17 | 2023-05-02 | 广东工业大学 | 双宽带双极化磁电偶极子基站天线及通信设备 |
| CN116053776B (zh) * | 2023-01-17 | 2023-08-18 | 广东工业大学 | 双宽带双极化磁电偶极子基站天线及通信设备 |
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