CN216120728U - 一种适于5g的双极化室内分布天线 - Google Patents
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Abstract
一种适于5G的双极化室内分布天线，包括有水平极化单元和垂直极化单元，其中，水平极化单元布置于垂直极化单元的底部；水平极化单元包括有介质板和布置于介质板的下表面的辐射组件，其中，辐射组件包括有布置于介质板的中心位置的贴片本体、若干个寄生贴片和若干个偶极子，其中，若干个偶极子以介质板的中心为圆心呈发射状圆周阵列分布，并且，若干个偶极子与贴片本体一体成型；若干个寄生贴片分别布置于若干个偶极子的外侧；垂直极化单元包括有呈上下布置的第一辐射部和第二辐射部，其中，第一辐射部为呈“皇冠”形状的圆环，第二辐射部为倒圆锥体；通过以上改良，使得本天线具备宽带宽、低不圆度和5G频段增益高的特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线的技术领域，尤其是涉及一种适于5G的双极化室内分布天线。
背景技术
随着5G的大规模商用，5G天线的应用变得普及。在室内上网需要室分系统来给信源和信宿来进行信号传输，除了5G信号的覆盖外，2G/3G/LTE频段的信号也需要同时保留，因此，开发能够同时覆盖2G/3G/LTE/5G频段的天线具有很好的应用前景。室内分布天线需要具备全向辐射的特性，使得每一个信宿都能够接收到良好的信号，因而要求室内分布天线的辐射在XOY面具有较好的不圆度。而天线的增益大小与不圆度之间相互制约，不圆度好的天线往往增益很低。
目前，在室内分布天线实现双极化时，一般由垂直极化和水平极化两个全向辐射单元来完成。垂直极化可以利用锥体结构很好地实现，同时不圆度和增益都较好。但是水平极化方面，在保证天线覆盖全频段的基础上，如何使得天线实现良好的全向特性的同时，得到较高的增益也成为一个难点。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种适于5G的双极化室内分布天线。
为实现上述目的，本实用新型提供的方案为一种适于5G的双极化室内分布天线，包括有水平极化单元和垂直极化单元，其中，所述水平极化单元布置于所述垂直极化单元的底部；所述水平极化单元包括有介质板和布置于所述介质板的下表面的辐射组件，其中，所述辐射组件包括有布置于所述介质板的中心位置的贴片本体、若干个寄生贴片和若干个偶极子，其中，若干个所述偶极子以所述介质板的中心为圆心呈发射状圆周阵列分布，并且，若干个所述偶极子与所述贴片本体一体成型；若干个所述寄生贴片分别布置于若干个所述偶极子的外侧；所述垂直极化单元包括有呈上下布置的第一辐射部和第二辐射部，其中，所述第一辐射部为呈“皇冠”形状的圆环，所述第二辐射部为倒圆锥体。
进一步，所述辐射组件还包括有若干个金属条，其中，若干个所述金属条以介质板的中心为圆心呈发射状圆周阵列分布，并且，每两个所述偶极子之间相隔一个所述金属条。
进一步，每个所述偶极子成型有相互对称的两个辐射臂，其中，两个所述辐射臂均呈弧形。
进一步，每个所述偶极子的中间预设有一个由圆形孔和矩形孔组合而成的中间缝隙。
进一步，所述水平极化单元还包括有布置于介质板的上表面的功分器，所述功分器成型有若干个呈U形的末端导体，其中，若干个所述末端导体分别布置于若干个所述中间缝隙的圆形孔的上方。
进一步，所述辐射组件还包括有等间距布置于介质板的圆周边沿的若干个的引向器贴片。
进一步，所述辐射组件还包括有金属圆环，其中，所述金属圆环与若干个所述偶极子连接。
进一步，所述第一辐射部的顶部成型有若干个辐射支部，其中，若干个所述辐射支部沿所述第一辐射部的顶部呈圆周阵列分布。
进一步，每个所述寄生贴片呈半椭圆形。
进一步，所述第二辐射部的底部贯穿所述介质板且连接至所述贴片本体。
本实用新型的有益效果为：通过在呈倒圆锥体的第二辐射部上叠加呈“皇冠”形状的第一辐射部，在保持较好的不圆度和增益的同时，实现天线的超带宽；通过寄生贴片补充偶极子中间缝隙前方的辐射，改善水平极化的阻抗匹配；通过金属圆环增大四个偶极子上的电流路径，改善水平极化的不圆度；通过八个引向器贴片提高天线5G频段增益；通过以上改良，使得本天线具备宽带宽、低不圆度和5G频段增益高的特性。
附图说明
图1为天线的示意图。
图2为介质板的下表面示意图。
图3为介质板的上表面示意图。
图4为天线仿真的S参数图。
图5为天线的增益图。
图6为天线的垂直极化不圆度图。
图7为天线的水平极化不圆度图。
图8为水平极化的方向图。
图9为垂直极化的方向图。
其中，1-垂直极化单元，11-第一辐射部，111-辐射支部，12-第二辐射部，2-介质板，3-功分器，31-末端导体，41-贴片本体，42-偶极子，421-辐射臂，422-中间缝隙，43-金属条，44-寄生贴片，45-金属圆环，46-引向器贴片。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面参照附图对本实用新型进行更全面地描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解得更加透彻全面。
参照图1，在本实施例中，一种适于5G的双极化室内分布天线，包括有水平极化单元和垂直极化单元1，其中，垂直极化单元1包括有呈上下布置的第一辐射部11和第二辐射部12。第一辐射部11为呈“皇冠”形状的圆环，第一辐射部11成型有八个辐射支部111，其中，八个辐射支部111沿第一辐射部11的顶部呈圆周阵列分布，通过八个辐射支部111拓展带宽。第二辐射部12为倒圆锥体，其中，第一辐射部11的半径等于第二辐射部12的最大半径（第二辐射部12的顶部半径），并且，第一辐射部11的底部叠加至第二辐射部12的顶部。通过在呈倒圆锥体的第二辐射部12上叠加呈“皇冠”形状的第一辐射部11，使得天线垂直极化部分的带宽向低频移动，实现天线的超带宽，并且，改善阻抗匹配，降低垂直极化单元1的高度。
参照图2，在本实施例中，水平极化单元包括有介质板2、布置于介质板2的上表面的功分器3和布置于介质板2的下表面的辐射组件，其中，辐射组件包括布置于介质板2的中心位置的贴片本体41、四个呈半椭圆形寄生贴片44、四个偶极子42、四个金属条43、八个引向器贴片46和金属圆环45。贴片本体41为半径为R的圆形贴片。第二辐射部12的底部贯穿介质板2而连接至贴片本体41，从而使水平极化辐射单元和垂直极化单元共用所述贴片本体41作为接地面。四个金属条43以介质板2的中心为圆心呈发射状圆周阵列分布，四个偶极子42以介质板2的中心为圆心呈发射状圆周阵列分布，并且，每两个偶极子42之间相隔一个金属条43；每个偶极子42和每个金属条43均与贴片本体41一体成型。金属条43的长度大于偶极子42的长度，通过金属条43拓宽天线的接地面，改善垂直极化的带宽。每个偶极子42成型有相互对称的两个呈弧形的辐射臂421，其中，四个偶极子42呈圆周整理分布使得四个偶极子42的辐射臂421构成一个环状，实现全向的辐射方向图。
在本实施例中，在介质板2下表面的辐射组件上，每个偶极子42的中间预设有一个由圆形孔和矩形孔组合而成的中间缝隙422，中间缝隙422令两个辐射臂421之间断开。四个寄生贴片44分别布置于四个偶极子42的外侧，并且，四个寄生贴片44分别与四个中间缝隙422同中心轴对齐。金属圆环45以介质板2的中心为圆心，并且，金属圆环45贴于四个偶极子42上，令金属圆环45与四个偶极子42连接。每个引向器贴片46呈“王”字型结构，并且，八个引向器贴片46沿介质板2的圆周边沿等距布置。在使用天线的时候，寄生贴片44与偶极子42的两个辐射臂421耦合，通过寄生贴片44补充偶极子42中间缝隙422前方的辐射，改善水平极化的阻抗匹配；通过金属圆环45增大四个偶极子42上的电流路径，改善水平极化的不圆度；通过八个引向器贴片46提高天线5G频段增益，改善天线不圆度。
参照图3，在本实施例中，介质板2的上表面的功分器3为一分四的功分器3，其中，功分器3成型有四个呈U形的末端导体31，其中，四个末端导体31分别布置于四个中间缝隙422的圆形孔的上方，令四个末端导体31分别与四个偶极子42的完成耦合，通过末端导体31和偶极子42的耦合给辐射臂421传输平衡的能量，使得所有辐射臂421的电流形成一个环，从而实现了良好全向的辐射方向图。
参照图4，图为天线仿真的S参数图，从图中看出，在本实施例中，水平极化的阻抗带宽|S11|<-12 dB为74.5% (1.7 GHz-3.72 GHz)，垂直极化的阻抗带宽|S22|<-12 dB为131.2% (0.8 GHz-3.85 GHz)，水平极化的阻抗带宽和垂直极化的阻抗带宽之间的重叠部分为74.5% (1.7 GHz-3.72 GHz)。水平极化和垂直极化之间|S21|小于-26 dB。
参照图5，图为天线的增益图，从图中看出，在本实施例中，垂直极化部分的增益在有效频带内变化范围为1.65 dBi-6.67 dBi，水平极化部分的增益在有效频带内变化范围为1.71 dBi-3.42 dBi。
参照图6，图为天线的垂直极化不圆度图，从图中看出，在本实施例中，垂直极化不圆度小于2.2 dB。
参照图7，图为天线的水平极化不圆度图，从图中看出，在本实施例中，水平极化不圆度小于2 dB。
参照图8，图为水平极化的方向图，从图中看出，在本实施例中，水平极化的XOY面具有良好的全向的特性，其中，水平极化天线的交叉极化小于-16 dB。
参照图9，图为垂直极化的方向图，从图中看出，在本实施例中，垂直极化的XOY面具有良好的全向的特性，其中，垂直极化天线的交叉极化小于-20 dB。
以上所述之实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本实用新型的等效实施例。故凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型之思路所做的等同等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种适于5G的双极化室内分布天线，包括有水平极化单元和垂直极化单元（1），其中，所述水平极化单元布置于所述垂直极化单元（1）的底部，其特征在于：所述水平极化单元包括有介质板（2）和布置于所述介质板（2）的下表面的辐射组件，其中，所述辐射组件包括有布置于所述介质板（2）的中心位置的贴片本体（41）、若干个寄生贴片（44）和若干个偶极子（42），其中，若干个所述偶极子（42）以所述介质板（2）的中心为圆心呈发射状圆周阵列分布，并且，若干个所述偶极子（42）与所述贴片本体（41）一体成型；若干个所述寄生贴片（44）分别布置于若干个所述偶极子（42）的外侧；所述垂直极化单元（1）包括有呈上下布置的第一辐射部（11）和第二辐射部（12），其中，所述第一辐射部（11）为呈“皇冠”形状的圆环，所述第二辐射部（12）为倒圆锥体。
2.根据权利要求1所述的一种适于5G的双极化室内分布天线，其特征在于：所述辐射组件还包括有若干个金属条（43），其中，若干个所述金属条（43）以介质板（2）的中心为圆心呈发射状圆周阵列分布，并且，每两个所述偶极子（42）之间相隔一个所述金属条（43）。
3.根据权利要求1所述的一种适于5G的双极化室内分布天线，其特征在于：每个所述偶极子（42）成型有相互对称的两个辐射臂（421），其中，两个所述辐射臂（421）均呈弧形。
4.根据权利要求1所述的一种适于5G的双极化室内分布天线，其特征在于：每个所述偶极子（42）的中间预设有一个由圆形孔和矩形孔组合而成的中间缝隙（422）。
5.根据权利要求4所述的一种适于5G的双极化室内分布天线，其特征在于：水平极化单元还包括有布置于介质板（2）的上表面的功分器（3），所述功分器（3）成型有若干个呈U形的末端导体（31），其中，若干个所述末端导体（31）分别布置于若干个所述中间缝隙（422）的圆形孔的上方。
6.根据权利要求1所述的一种适于5G的双极化室内分布天线，其特征在于：所述辐射组件还包括有等间距布置于介质板（2）的圆周边沿的若干个的引向器贴片（46）。
7.根据权利要求1所述的一种适于5G的双极化室内分布天线，其特征在于：所述辐射组件还包括有金属圆环（45），其中，所述金属圆环（45）与若干个所述偶极子（42）连接。
8.根据权利要求1所述的一种适于5G的双极化室内分布天线，其特征在于：所述第一辐射部（11）的顶部成型有若干个沿竖直方向延伸的辐射支部（111），其中，若干个所述辐射支部（111）沿所述第一辐射部（11）的顶部呈圆周阵列分布。
9.根据权利要求1所述的一种适于5G的双极化室内分布天线，其特征在于：每个所述寄生贴片（44）呈半椭圆形。
10.根据权利要求1所述的一种适于5G的双极化室内分布天线，其特征在于：所述第二辐射部（12）的底部贯穿所述介质板（2）且连接至所述贴片本体（41）。
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| CN (1) | CN216120728U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024067496A1 (zh) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 华为技术有限公司 | 天线组件和通信设备 |
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2021
- 2021-09-30 CN CN202122395189.7U patent/CN216120728U/zh active Active
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