CN2563761Y - 宽频带移动通信室内吸顶式全向天线 - Google Patents

Abstract

一种宽频带室内吸顶式全向天线，可同时工作于CDMA 800MHz、GSM 900MHz二个移动通信频带实现电磁波信号的发射和接收。它包括：一个辐射单元，一个加载金属片，一个阻抗匹配网络，一个反射板。所述的辐射单元为展宽的单极振子，并印刷在介质基片上，介质基片垂直于反射板；所述的加载金属片电连接于所述的辐射单元的上方末端，并与辐射单元垂直；所述的阻抗匹配网络印刷在介质基片上，为微带电路，阻抗匹配网络的一端与所述的辐射单元的下方末端电连接，另一端与反射板背面探针馈电的同轴转接头连接，同轴转接头通过同轴电缆与外部高频收发信机等通信部件相连。

Description

宽频带移动通信室内吸顶式全向天线

技术领域

本实用新型涉及一种移动通信天线，尤指用于移动通信室内覆盖系统的宽频带吸顶式全向天线。

背景技术

在今日的信息时代，通信的发展缩短了人与人之间的距离。移动通信的发展更是一日千里，业务量和用户数连年出现爆炸式的增长。就中国移动通信目前的现状来说，其两个最大运营商——中国移动和中国联通根据业务发展的要求，不断地在扩容和增加覆盖的范围。其措施是：一方面增加已有基站的容量和在室外增加基站和直放站的数目，另一方面，加大服务区内“补盲”的力度。服务区内存在许多“盲区”，诸如：宾馆、写字楼、地下商场、停车场、隧道、地铁、车站、码头、机场等等，比比皆是。由于系统容量的不断扩展，在城市中心密集区采用微蜂窝和微微蜂窝技术，使得室内“盲区”的数量大量增加。运营商为改善室内“盲区”的服务质量，通常采用室内覆盖通信系统的形式，投入少，见效快。

“室内天线”是室内覆盖系统的关键部件，具有广阔的应用前景。吸顶式全向室内天线就是其中的一种，它通常采用常规的垂直极化单极振子来实现。

现有技术中，常规的单极振子在反射板之上的长度为四分之一波长左右，这在类似GSM频段的情况下，其天线的体积和厚度就会显得较大。由于整个室内覆盖通信系统的其它部件对于用户来说是隐蔽的，唯有室内天线是展示在用户的视野内，考虑到许多室内环境空间有限，缩小天线尺寸才能更好地适应各种使用要求。

另外，不同的运营商采用不同的通信频带，同一运营商为增加系统容量和提高服务质量而采用多个通信频带。而现有的天线产品往往只能工作在单一的频带，这样，既增加了成本，也使系统变得复杂和使用不便。

发明目的

为了改进现有技术的缺点，本实用新型的一个目的是提供一种用于移动通信室内覆盖系统的宽频带室内吸顶式全向天线，可同时用于CDMA800MHz和GSM900MHz二个不同的运营频带的通信用途。

本实用新型的另一个目的是提供一种用于移动通信室内覆盖系统的宽频带室内吸顶式全向天线，其尺寸小巧，外形美观，便宜和安装使用方便。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种用于移动通信室内覆盖系统的宽频带室内吸顶式全向天线，其特征在于包括如下各部分：一个辐射单元、一个加载金属片、一个阻抗匹配网络和一个金属反射板；

所述的辐射单元为展宽的单极振子，并印刷在垂直于金属反射板的介质基片上；

所述的加载金属片电连接于辐射单元的一末端，并与辐射单元垂直；

所述的阻抗匹配网络是印刷在介质基片上的微带电路，该介质基片的下表面为金属覆层，该介质基片平行放置于金属反射板上面，该介质基片的下表面与金属反射板上表面在物理上无缝共面接触；

该阻抗匹配网络的一端与辐射单元远离加载金属片的一端电连接，阻抗匹配网络的另一端与反射板背面探针馈电的同轴转接头连接。

所述的阻抗匹配网络至少包含第一段低阻抗微带线、第二段低阻抗微带线、高阻抗微带线和50欧姆微带传输线；

所述的第一段低阻抗微带线与辐射单元的一端并联连接；

所述的第二段低阻抗微带线与第一段低阻抗微带线连接；

所述的高阻抗微带线与第二段低阻抗微带线连接；

所述的50欧姆微带传输线与高阻抗微带线连接；

50欧姆微带线经过适当的长度延伸至其末端与反射板背面探针馈电的同轴转接头连接。

所述的金属反射板为圆形，直径在120～200mm范围。

更具体的设计是：

所述的辐射单元印刷在一介质基片的一个面上，介质基片的另一个面无金属部分；

所述的辐射单元的金属尺寸呈左右对称型；其由一矩形和一等腰梯形连接而成，与阻抗匹配网络电连接的一端为一矩形，与加载金属片电连接的一端为一等腰梯形，与加载金属片电连接的一端为等腰梯形的长底边；

辐射单元的高度方向总长度远小于四分之一工作波长。

所述的加载金属片由厚度为0.2至1.0mm的铜片构成。

所述的加载金属片由印刷在一介质基片的下方表面上厚度小于0.2mm的覆铜片构成；该介质基片的上方表面上无金属部分。

所述的加载金属片为圆形或椭圆形或任意多边形，加载金属片中间的最宽位置与辐射单元的上方末端电连接。

所述的阻抗匹配网络的结构版图布局以满足微带线传输要求和空间位置安排紧凑为原则。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明：

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的阻抗匹配网络电路平面示意图。

具体实施方式

现在将参照附图提供一个优选实施例示范性地说明本实用新型的目的。应注意在附图中使用的相同参照数字和符号表示相同的构成元件。

请参阅图1、图2所示，本实用新型的结构主要包括：

一个辐射单元01，一个加载金属片02，一个阻抗匹配网络由31、32、33、34组成，一个金属反射板11。

辐射单元01为展宽的印刷单极振子，并垂直于水平反射板11放置。

加载金属片02电连接于辐射单元01的上方末端，与辐射单元01垂直。

阻抗匹配网络为微带电路，印刷在介质基片21的上表面，阻抗匹配网络的一端31与辐射单元01的下方末端电连接，另一端34与反射板背面探针馈电的同轴转接头44连接。

辐射单元01印刷在一块1mm厚的介质基片的前表面上，介质基片的后表面上无金属部分；该介质基片与金属反射板11垂直。辐射单元01的金属尺寸呈左右对称型。该金属尺寸的形状从上下方向观察，下端为一矩形，上端为一等腰梯形，二者连续组合成辐射单元01。该梯形部分由下而上渐宽。

由于加载金属片02的作用，辐射单元01上下方向的总长度可以远远小于四分之一工作波长。本优选例中辐射单元的总长度大致为0.15工作波长，从而缩小了天线占据的空间体积，有利于实际应用。

加载金属片02由印刷在一个1mm厚的介质基片的下方表面上的厚度为0.05mm的覆铜片构成，该介质基片的上方表面上无金属部分。该加载金属片02为正八边形，该正八边形02与辐射单元01相互垂直，且该正八边形02的外接圆直径与辐射单元01的上方末端尺寸相同。该正八边形02沿外接圆直径方向与辐射单元的上方末端电连接。

金属反射板11为1.5mm厚圆形铝板，直径为160mm。

阻抗匹配网络印刷在厚度为1mm的微波介质基片21的上表面，介质基片21的下表面为金属覆层，该介质基片21平行放置于金属反射板11上面，介质基片21的下表面与金属反射板11上表面在物理上无缝共面接触。

阻抗匹配网络包含二段低阻抗微带线31和32、一段高阻抗微带线33和一段50欧姆微带传输线34，其中：

第一段低阻抗微带线31与辐射单元01的下方末端并联连接；

第二段低阻抗微带线32与第一段低阻抗微带线31连接；

高阻抗微带线33与第二段低阻抗微带线32连接；

50欧姆的微带传输线34与高阻抗微带线33连接。

阻抗匹配网络中31、32、33、34各微带线的结构版图布局以满足微带线传输要求和空间位置安排紧凑为原则，如图2所示。50欧姆微带线34的末端经过适当的长度延伸至44的位置，44为馈电点位置，来自反射板背面探针馈电的同轴转接头焊至44(同轴转接头在图2中未示出)，从而通过带N型接头的同轴电缆与外部通信部件相连。

由该实施例构成的室内吸顶式全向天线样品，实测增益约为2dBi，电压驻波比在CDMA800、GSM900(824-960MHz)二个频带内小于1.4。当将该天线反射板11平置吸顶于室内天花板上，而辐射单元01在反射板11的下方时，该天线在方位面的辐射方向图为360度全向覆盖，电场的极化方向为垂直极化。如此，该实施例天线能够很好地满足移动通信系统的要求。

容易看出，按照本实用新型制造的该天线具有结构简单紧凑和高性能的优点，且易于制造、便宜和方便安装使用。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和描述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制，本领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围的前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。所附的权利要求书覆盖了本实用新型精神和范围内的所有这些改变和修改。

Claims (11)

1.一种宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于包括如下各部分：一个辐射单元(01)、一个加载金属片(02)、一个阻抗匹配网络和一个金属反射板(11)；

所述的辐射单元(01)为展宽的单极振子，并印刷在垂直于金属反射板(11)的介质基片上；

所述的加载金属片(02)电连接于辐射单元(01)的一末端，并与辐射单元(01)垂直；

所述的阻抗匹配网络(31、32、33、34)是印刷在介质基片(21)上的微带电路，该介质基片(21)的下表面为金属覆层，该介质基片(21)平行放置于金属反射板(11)上面，该介质基片(21)的下表面与金属反射板(11)上表面在物理上无缝共面接触；

该阻抗匹配网络(31、32、33、34)的一端(31)与辐射单元(01)远离加载金属片(02)的一端电连接，阻抗匹配网络(31、32、33、34)的另一端(34)与反射板(11)背面探针馈电的同轴转接头(44)连接。

2.根据权利要求1所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：所述的阻抗匹配网络(31、32、33、34)至少包含第一段低阻抗微带线(31)、第二段低阻抗微带线(32)、高阻抗微带线(33)和50欧姆微带传输线(34)；

所述的第一段低阻抗微带线(31)与辐射单元(01)的一端并联连接；

所述的第二段低阻抗微带线(32)与第一段低阻抗微带线(01)连接；

所述的高阻抗微带线(33)与第二段低阻抗微带线(32)连接；

所述的50欧姆微带传输线(34)与高阻抗微带线(33)连接；

50欧姆微带线(34)延伸至其末端与反射板背面探针馈电的同轴转接头(44)连接。

3.根据权利要求1所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：所述的金属反射板为圆形，直径在120～200mm范围。

4、根据权利要求1所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：所述的辐射单元(01)印刷在一介质基片的一个面上，介质基片的另一个面无金属部分。

5、根据权利要求1或4所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：所述的辐射单元(01)的金属尺寸呈左右对称型；其由一矩形和一等腰梯形连接而成，与阻抗匹配网络电连接的一端为一矩形，与加载金属片(02)电连接的一端为一等腰梯形，与加载金属片(02)电连接的一端为等腰梯形的长底边。

6.根据权利要求1所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：辐射单元(01)的高度方向总长度远小于四分之一工作波长。

7、根据权利要求1所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：所述的加载金属片(02)由厚度为0.2至1.0mm的铜片构成。

8、根据权利要求1所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：所述的加载金属片(02)由印刷在一介质基片的下方表面上厚度小于0.2mm的覆铜片构成；该介质基片的上方表面上无金属部分。

9、根据权利要求1或8所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：所述的加载金属片(02)为圆形或椭圆形或任意多边形。

10、根据权利要求1所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：加载金属片(02)中间的最宽位置与辐射单元(01)的上方末端电连接。

11、根据权利要求1或2所述的宽频带移动通信室内吸顶式全向天线，其特征在于：所述的阻抗匹配网络(31、32、33、34)的结构版图布局以满足微带线传输要求和空间位置安排紧凑为原则。