CN2619372Y - 一种超薄型一体化全向天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超薄型一体化全向天线。该天线具有传输线、阻抗匹配电路、馈电电路、辐射单元和底座，其中馈电电路、阻抗匹配电路，辐射单元以及传输线均印制在一块双面敷铜板上。辐射单元具有辐射振子和感应振子，其中辐射振子通过馈电电路与传输线直接电连接，感应振子与双面敷铜板上对应的另一面的辐射振子感应耦合。本实用新型所述的超薄型一体化全向天线由于采用新颖的设计和先进的制造工艺，使得本天线不仅可以实现信号的高增益，良好匹配以及波瓣赋形，而且制造简单易行，可靠性高，能保证电性能的一致，特别适合大规模的生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种天线，特别涉及一种将馈电电路，阻抗匹配电路及天线辐射单元等集成为一体的超薄型一体化全向天线，属于天线技术领域。
背景技术
在移动通信系统中，天线是十分重要的组成部分，它的性能好坏对整个通信系统的信号传输效果影响甚大。
图1是目前移动通信系统中常用的一种硬同轴结构天线的剖面示意图。如图1所示，传输线2位于天线的中心处，在传输线2上套有辐射体1以增强信号传输的效果。在辐射体2上还套有支撑环3，支撑环3与天线外部的管形外罩连接在一起，以使内部的传输线和辐射件能够稳定地竖立。在传输线2的底端连接有阻抗匹配电路4以进行阻抗匹配。整个硬同轴结构天线固定在底座5上。
这种硬同轴结构天线存在如下的不足之处：
1.硬同轴结构不易加工。微波天线对结构尺寸要求很高，细微的变化都会极大地影响到天线的电性能指标。硬同轴结构的天线加工时的公差，人工焊接时造成的不确定性，都会导致天线性能的不稳定。
2.在1900MHz频段，若想设计出高增益，波瓣赋形并且驻波比参数达到要求的硬同轴天线是非常困难的。
3.该结构天线的阻抗匹配电路不易调整，使天线的驻波指标可重复性差，从而影响到天线整体指标的一致性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种新型的超薄型一体化全向天线。该天线以聚四氟乙烯双面敷铜微带电路板为基础，将馈电电路，阻抗匹配电路，天线辐射单元及传输线等集成为一体，并采用印刷电路工艺制造，从而构成超薄型一体化天线。该天线可以充分保证天线的电性能指标和稳定性。
为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案：
一种超薄型一体化全向天线，具有传输线、阻抗匹配电路和底座，其特征在于：
所述超薄型一体化全向天线还具有馈电电路和辐射单元，所述馈电电路、阻抗匹配电路，辐射单元以及传输线均印制在一块双面敷铜板上；所述辐射单元具有辐射振子和感应振子，其中所述辐射振子通过馈电电路与传输线直接电连接，所述感应振子与所述双面敷铜板上对应的另一面的辐射振子感应耦合。
本实用新型所述的超薄型一体化全向天线由于采用新颖的设计和先进的制造工艺，使得本天线不仅可以实现信号的高增益，良好匹配以及波瓣赋形，而且制造简单易行，可靠性高，能保证电性能的一致，特别适合大规模的生产。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
图1为现有的一种硬同轴结构天线的剖面示意图。
图2为本实用新型所述的超薄型一体化全向天线的整体结构正视图。
图3为本实用新型所述的超薄型一体化全向天线的整体结构后视图。
图4为天线辐射单元及馈电电路的局部放大图。
图5为阻抗匹配电路的局部放大图。
具体实施方式
本实用新型所述的超薄型一体化全向天线的整体结构如图2所示。其中1为直流接地端，2为高阻线馈电电路，3为辐射振子，4为感应振子，5为传输线，6为阶梯阻抗变换匹配电路，7为开路双枝节阻抗匹配电路。图2所示的正面为底馈点与同轴电缆芯线相连的一面，图3所示的反面为底馈点与同轴电缆外导体相连的一面。如图4所示，该天线的特点在于将高阻线馈电电路2、包括辐射振子3和感应振子4的辐射单元电路、传输线5、阶梯阻抗变换匹配电路6和开路双枝节阻抗匹配电路7等采用印刷电路工艺印刷在一块厚度小于或等于2毫米的聚四氟乙烯双面敷铜板上，形成一个整体。这种一体化的设计有意模糊了各个电路间的界限，提高天线的整体电性能。双面敷铜板上的电路与传输线直接物理电连接或者通过间接感应相连接。传输线5为双带线传输线。双带线传输线的顶端为直流接地端1，其底端与同轴线相连接进行底馈并封装于天线底座8中，最终形成一个完整的天线电路。
采用上述结构的优点在于省去了原有天线所需的机械连接、紧固及支撑等工序，结构简单，可靠性增强，加工的一致性也得到了保证，从而确保了本实用新型所述天线批量生产时电性能的一致性。另外，上述结构保证了本实用新型所述天线在需要进行电路微调时非常容易实现。
下面对各电路的细节做进一步说明。
为显示方便起见，图4中包含了同一电路板的正面和背面，其中图左侧显示的是背面的电路，图右侧显示的是正面的电路。在图4所示电路中，辐射振子3通过高阻线馈电电路2与传输线5连接，与之对应的背面电路中的感应振子4通过电磁耦合与之相关联，因此加大了辐射振子的有效宽度，增加天线的工作带宽。
馈电电路2采用高阻线，可有效改善沿传输线方向从天线底端到顶端各馈电点的馈电强度，达到均匀馈电。另外，各馈电点高阻线的宽度可设计成由下至上逐渐变宽，从而进一步实现均匀馈电。
图5中的阻抗匹配电路分为两种：阶梯阻抗变换匹配电路6和开路双枝节匹配电路7。阶梯阻抗变换匹配电路6是在传输线上设计出宽度(与特性阻抗相关)与传输线不同的一段长度为四分之一波长的阶梯状匹配电路。由此可知，该种天线设计中传输线沿传输方向是非均匀的，呈阶梯状，并且传输线与匹配电路融为了一体。开路双枝节匹配电路7由两个开路枝节组成，调整它们的间距及长度可以决定天线的匹配状态。上述两种阻抗匹配电路相结合，可以使天线达到良好匹配。
本天线设计了波瓣赋形，即波瓣电子下倾或上倾和零点填充。利用这种天线可以更好地进行覆盖。波瓣电子下倾或上倾是使各个馈电点的间距不等于工作波长的整数倍，如图2所示，其差值决定了倾角角度，角度可取值5度，10度，15度和20度。零点填充原理与电子倾角类似，设计振子单元间的间距来达到目的。
本天线设计了各种增益类别，分别是4.5dBi，7.5dBi和9.0dBi。对于9dBi的高增益天线，前述高阻线均匀馈电起到相当大的作用。
经实际检测，本实用新型所述天线在波瓣电子下倾20°的情况下，还能实现9dBi以上的高增益。
本天线所采用的超薄型一体化结构设计，除可以用于上述的全向天线外，同样适用于其它类型的天线，例如用于室内覆盖的吸顶天线和壁挂天线等。
需要说明的是，本实用新型的特定实施方案已经对本实用新型的技术内容进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种超薄型一体化全向天线，具有传输线、阻抗匹配电路和底座，其特征在于：
所述超薄型一体化全向天线还具有馈电电路和辐射单元，所述馈电电路、阻抗匹配电路，辐射单元以及传输线均印制在一块双面敷铜板上；所述辐射单元具有辐射振子和感应振子，其中所述辐射振子通过馈电电路与传输线直接电连接，所述感应振子与所述双面敷铜板上对应的另一面的辐射振子感应耦合。
2.如权利要求1所述的超薄型一体化全向天线，其特征在于：
所述传输线为双带线传输线。
3.如权利要求1所述的超薄型一体化全向天线，其特征在于：
所述传输线的顶端为直流接地端。
4.如权利要求1或2所述的超薄型一体化全向天线，其特征在于：
所述双带线传输线的底端与同轴线相连接。
5.如权利要求1所述的超薄型一体化全向天线，其特征在于：
所述双面敷铜板的厚度不大于2mm，上下敷铜面之间为聚四氟乙烯介质。
6.如权利要求1所述的超薄型一体化全向天线，其特征在于：
所述馈电电路为高阻线。
7.如权利要求1或6所述的超薄型一体化全向天线，其特征在于：
所述各馈电点高阻线的宽度由下至上逐渐变宽。
8.如权利要求1所述的超薄型一体化全向天线，其特征在于：
所述阻抗匹配电路包括阶梯阻抗变换匹配电路和开路双枝节匹配电路两部分。
9.如权利要求1所述的超薄型一体化全向天线，其特征在于：
所述传输线沿传输方向是非均匀的，呈阶梯状。
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2003
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