低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線制造技術

本實用新型專利技術提供了一種低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線，該天線包括地板、輻射體和圓環輻射組件；地板為以其中心線為軸線的回轉體；輻射體設置在地板的上，起包括依次相接的兩個直徑不同的空心的圓柱和圓臺，輻射體的直徑朝地板方向逐漸減小，圓柱和圓臺的中心線重合，兩個圓柱的相接處、圓柱和圓臺的相接處以及兩個圓臺的相接處均由于直徑突變而形成臺階部；圓環輻射組件設置在輻射體的頂部，圓環輻射組件的最大直徑與輻射體頂部的圓柱的直徑相等，以使天線內最大輻射方向靠近水平方向，從而增強低仰角增益；地板、輻射體和圓環輻射組件的中心線重合。本實用新型專利技術實現了天線的低剖面和小型化，并增強低仰角增益。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及天線領域，特別是涉及一種低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線。
技術介紹
目前，人類已經全面進入信息時代，獲取資訊成為人們日常生活不可或缺的組成部分。移動通信以其特有的便捷性，已成為人們隨時隨地獲取信息和彼此通信的主要方式。天線則是無線通信系統關鍵子部件，它的性能優劣對整個系統的影響是決定性的。隨著移動通信技術的發展，家庭、辦公室、商場、候機樓、教室、圖書館等室內環境已成為話務和數據流量的熱點區域。室外宏基站由于考慮覆蓋范圍、選址、成本等實際因素，天線尺寸大、增益高、發射功率大、架設高度高，以實現信號廣域連續覆蓋，卻難以對建筑物內部進行深度、精確覆蓋。自然地，人們將室外基站小型化后部署于樓宇內部各處，形成了室內分布式覆蓋系統。綜合考慮到容量、選址、成本等方面因素，室分小基站必須支持多制式(GSM2G/CDMA-3G/LTE-4G)、全頻段(0.80-0.96GHz/1.71-2.70GHz)，而且水平面需覆蓋較大區域。受制于安裝位置，室分天線通常有定向壁掛和全向吸頂兩大類。由于多頻段技術上實現較難，兩類天線通常設計成寬頻帶。吸頂天線安裝于樓層天花板，要求方向圖在不同仰角的方位面內必須是均勻全向的(不圓度)，且低俯角方向仍需保持較高增益，這樣才能保證覆蓋較大的范圍。另外，考慮用戶視覺和感受，吸頂天線宜小尺寸和低剖面。綜合上述要求，單錐是適合設計全向吸頂天線的優選形狀，它具有寬頻帶、全向性的特點，而且高度較僅為雙錐天線的一半。然而，由于單錐天線是將雙錐的傾斜下臂變成平直地板的緣故，其高頻最大輻射方向會上翹較大的角度，致使低仰角增益較低，而低頻最大增益則跟雙錐天線一樣是在水平方向。這會造成低頻覆蓋范圍寬、高頻覆蓋范圍小的現象。雖然，通過增加網絡部署密度可以使高低頻覆蓋范圍較為一致，但是建設成本會成倍增加。因此，全向吸頂天線的邊緣覆蓋效果增強成為解決問題的關鍵。如圖2和圖3所示，常規全向吸頂單錐天線采用平直圓盤地板2、杯狀錐體1和短路枝條3，它的低仰角增益低、方位面不圓度差。
技術實現思路
本技術提供一種低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線，能夠解決現有技術存在的在低剖面情況下難以增強低仰角增益的問題。為解決上述技術問題，本技術采用的一個技術方案是：提供一種低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線，該天線包括地板、輻射體和圓環輻射組件；所述地板為以其中心線為軸線的回轉體；所述輻射體設置在所述地板的上方，所述輻射體包括由上往下依次相接的兩個直徑不同的空心的圓柱和兩個空心的圓臺，且所述輻射體的直徑朝地板方向逐漸減小，所述圓柱和所述圓臺的中心線重合，兩個所述圓柱的相接處、所述圓柱和所述圓臺的相接處以及兩個所述圓臺的相接處均由于直徑突變而形成臺階部；所述圓環輻射組件設置在所述輻射體的頂部，所述圓環輻射組件的最大直徑與所述輻射體頂部的圓柱的直徑相等，以使所述天線內最大輻射方向靠近水平方向，從而增強低仰角增益；所述地板、所述輻射體和所述圓環輻射組件的中心線重合。其中，所述圓環輻射組件包括第一圓環、第二圓環、支撐片及支撐柱；所述第一圓環通過所述支撐片固定并連接在所述輻射體頂部；所述第二圓環通過所述支撐柱固定并連接在所述第一圓環之上；所述第一圓環的部分圓弧在兩個正交直徑的方向朝內部凹陷形成四個凹陷區，所述第二圓環與所述第一圓環呈45°旋轉對稱。其中，所述凹陷區包括兩個折角，所述支撐柱設置在第一圓環內、與所述第二圓環的折角所對應的位置處。其中，所述支撐片設置在輻射體上、與所述第一圓環的未凹陷的圓弧所對應的位置處。其中，所述支撐片有八個，且兩兩一組，組與組之間的間隔均勻，同一組的兩個所述支撐片對應于相鄰的兩個所述凹陷區之間的未凹陷的圓弧。其中，所述地板包括圓柱體部分和在所述圓柱體上方的圓臺，所述圓臺的底面的直徑與所述圓柱體部分的直徑相同，所述地板中心設有饋電孔，以便同軸電纜穿過。其中，所述饋電孔上設置有圓柱狀的饋電座，所述饋電座中心設有圓孔，同軸電纜依次穿過所述饋電孔和所述饋電座，其外導體與所述饋電座平齊，其內導體則朝上延伸至所述輻射體的底部并與所述輻射體連接。其中，所述地板的底部還設有圓盤介質板，所述圓盤介質板的底部平整。其中，所述圓盤介質板的制作材料選自PVC、PC、ABS和PTFE中的至少一種。其中，所述地板、所述輻射體和所述圓環輻射組件的制作材料選自紫銅、合金銅或者純鋁中的至少一種。。本技術的有益效果是：區別于現有技術的情況，本技術通過采用不同直徑的兩個圓柱和兩個圓臺形成輻射體，即對輻射體的錐面進行賦形設計，并在其頂部加載圓環輻射組件，使得天線帶內最大輻射向始終靠近水平方向，由于豎直面波束寬度較寬，增益在偏離最大輻射方向后緩慢下降，這樣低仰角方向增益仍能保持較高值，從而保證全頻段內覆蓋范圍大致相同，本技術實現了單錐吸頂天線良好的水平全向性、邊緣覆蓋效果增強，以及低剖面和小型化。附圖說明為了更清楚地說明本技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為天線模型所采用的直角坐標系定義的示意圖；圖2為常規單錐全向吸頂天線的正視圖；圖3為常規單錐全向吸頂天線的側視圖。圖4是輻射體的縱剖面輪廓圖；圖5是輻射體的3D側視圖；圖6是輻射體表面加厚側視圖；圖7是輻射體表面加厚俯視圖；圖8是地板縱剖面輪廓圖；圖9是地板3D俯視圖；圖10是地板3D側視圖；圖11是地板表面加厚3D側視圖；圖12是圓盤介質板的俯視圖；圖13是圓盤介質板的正視圖；圖14是圓盤介質板的側視圖；圖15是支撐片的俯視圖；圖16是支撐片的正視圖；圖17是支撐片的側視圖；圖18是第二圓環的俯視圖；圖19是第二圓環的正視圖；圖20是第二圓環的側視圖；圖21是支撐柱的俯視圖；圖22是支撐柱的正視圖；圖23是支撐柱的斜視圖；圖24是第一圓環、第二圓環和支撐柱組合后的俯視圖；圖25是第一圓環、第二圓環和支撐柱組合后的正視圖；圖26是第一圓環、第二圓環和支撐柱組合后的側視圖；圖27是圓環輻射組件整體的側視圖。圖28是本技術低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線實施例的正視圖；圖29是圖28的俯視圖；圖30是圖28的側視圖。圖31為低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線的輸入阻抗Zin頻率特性曲線。其中，橫軸(X軸)是頻率f，單位為GHz；縱軸(Y軸)是輸入阻抗Zin，單位為Ω；實線表示實部Rin，虛線表示虛部Xin。圖32為低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線的反射系數|S11|曲線。其中，橫軸(X軸)是頻率f，單位為GHz；縱軸(Y軸)是S11的幅度|S11|，單位為dB。由圖知，天線在0.80-2.70GHz頻段內實現了良好的阻抗匹配(|S11|≤-12.80dB，1.71-2.70GHz頻段內，|S11|≤-13.16dB)。圖33為低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線的駐波比VSWR曲線。其中，橫軸(X軸)是頻率f，單位為GHz；縱軸(Y軸)是VSWR。由圖知，天線在0.80-2.70GHz頻段內實現了良好的阻抗匹配(VSWR≤本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線，其特征在于，包括：地板，為以其中心線為軸線的回轉體；輻射體，設置在所述地板的上方，所述輻射體包括由上往下依次相接的兩個直徑不同的空心的圓柱和兩個空心的圓臺，且所述輻射體的直徑朝地板方向逐漸減小，所述圓柱和所述圓臺的中心線重合，兩個所述圓柱的相接處、所述圓柱和所述圓臺的相接處以及兩個所述圓臺的相接處均由于直徑突變而形成臺階部；圓環輻射組件，設置在所述輻射體的頂部，所述圓環輻射組件的最大直徑與所述輻射體頂部的圓柱的直徑相等，以使所述天線內最大輻射方向靠近水平方向，從而增強低仰角增益；所述地板、所述輻射體和所述圓環輻射組件的中心線重合。

【技術特征摘要】
1.一種低剖面室內覆蓋增強型單極化全向吸頂天線，其特征在于，包括：地板，為以其中心線為軸線的回轉體；輻射體，設置在所述地板的上方，所述輻射體包括由上往下依次相接的兩個直徑不同的空心的圓柱和兩個空心的圓臺，且所述輻射體的直徑朝地板方向逐漸減小，所述圓柱和所述圓臺的中心線重合，兩個所述圓柱的相接處、所述圓柱和所述圓臺的相接處以及兩個所述圓臺的相接處均由于直徑突變而形成臺階部；圓環輻射組件，設置在所述輻射體的頂部，所述圓環輻射組件的最大直徑與所述輻射體頂部的圓柱的直徑相等，以使所述天線內最大輻射方向靠近水平方向，從而增強低仰角增益；所述地板、所述輻射體和所述圓環輻射組件的中心線重合。2.根據權利要求1所述的天線，其特征在于，所述圓環輻射組件包括第一圓環、第二圓環、支撐片及支撐柱；所述第一圓環通過所述支撐片固定并連接在所述輻射體頂部；所述第二圓環通過所述支撐柱固定并連接在所述第一圓環之上；所述第一圓環的部分圓弧在兩個正交直徑的方向朝內部凹陷形成四個凹陷區，所述第二圓環與所述第一圓環呈45°旋轉對稱。3.根據權利要求2所述的天線，其特征在于，所述凹陷區包括兩個折角，所述支撐柱設置在第一圓環內、與所述第二圓環的折角所對應的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李道鐵，吳中林，劉木林，
申請(專利權)人：廣東通宇通訊股份有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44