双极化吸顶天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于无线宽带通信系统的双极化吸顶天线，包括第一接头、第二接头、金属反射板，第一接头的内导体和金属片相连接，金属片通过介质片、第一接头内导体通过第一接头内介质与振子辐射杯体的底部内平台之间形成电容耦合；第二接头的内导体通过连接电缆与馈电电路板上的顶层电路相连接，馈电电路板的介质板位于底层电路和顶层电路之间，底层电路与振子辐射杯体的缝隙相连接，第一接头、第二接头的外导体均与金属反射板相连接。本发明使用一个辐射体，同时实现水平极化和垂直极化，且保证两极化的宽频带和高隔离度；结构简单、性能稳定、造价低廉。
【专利说明】双极化吸顶天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于无线宽带通信系统的天线，具体涉及一种双极化吸顶天线。
【背景技术】
[0002]随着移动通信技术的迅猛发展,新一代LTE (Long Term Evolution ;即长期演进项目)与 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access,即全球微波互联接入)的4G无线宽带技术的多体制已经开始商业应用，为了节省基站站址安装资源，网络融合的技术趋势逐步显露，因此天线可多系统共用已成为人们亟待解决的问题。为解决这问题，宽频双极化天线成为LTE天线研究的重点。
[0003]在各种小范围覆盖中，尤其是室内覆盖，常常使用吸顶天线。为了增加系统容量，提高系统抗干扰能力，一种双极化吸顶天线在市场上已经出现，用于LTE系统的小范围的覆盖。这种天线要求在常规的吸顶天下内再集成一种宽带的与之正交的宽带天线。
[0004]现有的双极化吸顶天线产品，一般采用扩大天线反射板，在原垂直极化旁边增加一组水平极化来实现。例如在2011年6月8日公告的中国实用新型专利CN201859942U中提出了一种双极化全向吸顶天线，该天线的结构为:上锥振子、介质基板和下锥振子上下依次排列，上锥振子和下锥振子分别与馈电同轴电缆的芯线和外导体连接，中间用介质螺母绝缘，构成垂直极化的全向天线；馈电同轴电缆的外导体与对称振子相连，馈电同轴电缆的芯线与馈电巴伦相连，4?6个对称振子在水平介质基板上组成均匀的圆环阵列，各对称振子分别和微带线功分板连接，构成水平极化的全向天线。
[0005]但是这种天线产品，结构比较复杂，实现成本比较高，馈电网路复杂，而且天线之间的极化隔离度较差。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，馈电简洁，成本低廉的一体化双极化吸顶天线。
[0007]为了实现这一目的，本发明一种双极化吸顶天线，包括第一接头、第二接头、金属反射板，第一接头的内导体和金属片相连接，金属片通过介质片、第一接头内导体通过第一接头内介质与振子辐射杯体的底部内平台之间形成电容耦合；第二接头的内导体通过连接电缆与馈电电路板上的顶层电路相连接，馈电电路板的介质板位于底层电路和顶层电路之间，底层电路与振子辐射杯体的缝隙相连接，第一接头、第二接头的外导体均与金属反射板相连接。
[0008]作为本发明的一种优选方案，振子福射杯体的中心轴垂直于金属反射板，金属反射板通过第一接头与振子辐射杯体的椎体顶部相连接。
[0009]作为本发明的另一种优选方案，缝隙沿振子辐射杯体的轴线方向剖开，缝隙的形状为3个长条型槽。[0010]作为本发明的又一种优选方案，振子辐射杯体的顶面形状在为圆形，馈电电路板的形状为圆型。振子辐射杯体的底部形状为圆锥体，金属片为环形。
[0011]作为本发明的再一个优选方案，底层电路和顶层电路的枝节分支在馈电电路板上沿圆周均匀分布，枝节分支数量为3个，枝节分支形状相同。
[0012]相对于现有技术的产品，本发明具有以下有益的效果:
[0013]由于一个振子采用了两个独立的馈电点，使得该振子可以同时独立的工作于两个不同的频率段，且两个频率段的频率值可以相差很大。这种设计避免了为追求宽带特性而牺牲天线的其他一些性能。
[0014]尤其是，本发明两个馈电均采用耦合方式，使得振子的阻抗匹配变得相对容易。从频带上来看，可以使振子拥有更宽的频带。不同频段拥有不同的极化方式，这增加了极化分集的数目，为整个通信系统的容量提升带来好处。水平极化由于采用一体化设计，极化单元距离较近，因此可以用较少的单元就可以获得比较好的极化圆度。
[0015]此外，本发明由于多个频段共用一个振子体，且馈电平衡的实现方式简单，使得天线所需的零部件较少，在制造成本上具有优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明双极化吸顶天线的纵剖图。
[0017]图2为图1中馈电电路板3的俯视图。
[0018]图3为图1中振子辐射杯体2的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]图1为本发明双极化吸顶天线的纵剖图。本发明的双极化吸顶天线的一个馈电位置在振子体的底部，通过电容耦合方式为振子提供激励。信号通过第一接头8为振子体提供一个激励。第一接头8的第一接头内导体10和金属片11相连接，金属片11通过介质片12、第一接头内导体10通过第一接头内介质9与振子辐射杯体2隔离，第一接头内导体10、金属片11与振子辐射杯体2的底部内平台2b (参见图3)之间形成电容耦合，为振子辐射杯体2提供激励，形成单极子振子。单极子振子为双极化吸顶天线提供一个垂直方向的极化。
[0020]另外一个馈电位置在振子辐射杯体2的上方。信号通过第二接头4为振子体提供另一个激励。在第二接头4中，接头内介质5将第二接头内导体6与接头外导体隔离。第二接头4的第二接头内导体6通过连接电缆7与馈电电路板3相连接，将信号传递到振子辐射杯体2顶部正中的馈电电路板3上，形成第二馈电位激励通路。振子辐射杯体2的中心轴垂直于金属反射板1，第一接头8、第二接头4的外导体均与金属反射板I相连接。金属反射板I通过第一接头8与振子辐射杯体2的椎体顶部相连接。
[0021]图2是图1中馈电电路板3的俯视图，在馈电电路板3中，介质板3a位于底层电路3b和顶层电路3c之间。底层电路3b与振子辐射杯体2的缝隙2a相连，连接电缆7与顶层电路3c相连，信号通过连接电缆7传到馈电电路板3后，在杯体缝隙2a上形成多个偶极子振子，激励出水平极化辐射。
[0022]如图3为图1中振子辐射杯体2的结构示意图，振子辐射杯体2沿杯体的轴线方向剖开有多个缝隙2a。缝隙2a的长度及宽度可根据振子工作的频率段适当选取，缝隙个数可以是任意自然数，其形状可以是长条型，也可以是其他不规则形状。在振子辐射杯体2的底部，开设有底部内平台2b。
[0023]本发明双极化吸顶天线上部的馈电电路板3，在本实施例中为圆型，在其他不同场合，可以随振子辐射杯体2的上部形状作相应的变化，如可以是三角形、六边形或其他多边形。振子辐射杯体2的顶面形状在本实施中为圆形，在其他不同场合，也可以是三角形、四边形或其他多边形。
[0024]金属片11亦可随振子辐射杯体2底部内平台2b的不同形状作相应的变化，在本实施例中为环形，在其他不同场合金属片11也可以是三角形，正方形或其他多边形。
[0025]如图2所示，在本实施例中，馈电电路板3上的底层电路3b和顶层电路3c的枝节分支在馈电电路板3上沿圆周均匀分布，枝节分支为3个，在其他场合，根据不同的使用要求可以是I个分支，也可以是其他任意分支，分支可以对称分布，也可以是非对称分布，形式可以相同，也可以不同，可以是微带结构，也可以是其它射频传输线结构。
[0026]本发明的双极化吸顶天线，振子体和反射板可以采用各种类型金属，也可以是由表面镀金属材料的其他类型材料做成。馈电电路板3和第二天线接头4的连接电缆7可以是同轴电缆，也可以是其他类型的射频传输线。
[0027]通过上述结构设计的双极化吸顶天线，包括一个单极子振子和多个偶极子振子，在天线的反射板为水平面的情况下，单极子振子提供一个垂直方向的极化，偶极子提供一个水平方向上的极化。使用一个辐射体，同时实现水平极化和垂直极化，且保证两极化的宽频带和高隔离度。本发明的双极化吸顶天线产品可使用在宽频信号的传输上，可以应用于移动通信系统的室内覆盖，也可以适用其他类似场合。本发明中的天线结构简单，性能稳定，从而可以拥有相对低廉的造价。
【权利要求】
1.一种双极化吸顶天线，包括第一接头、第二接头、金属反射板，其特征在于:所述第一接头的内导体和金属片相连接，所述金属片通过介质片、所述第一接头内导体通过第一接头内介质与所述振子辐射杯体的底部内平台之间形成电容耦合；所述第二接头的内导体通过连接电缆与馈电电路板上的顶层电路相连接，所述馈电电路板的介质板位于底层电路和所述顶层电路之间，所述底层电路与所述振子辐射杯体的缝隙相连接，所述第一接头、所述第二接头的外导体均与所述金属反射板相连接。
2.根据权利要求1所述的双极化吸顶天线，其特征在于:所述振子辐射杯体的中心轴垂直于所述金属反射板。
3.根据权利要求1或2所述的双极化吸顶天线，其特征在于:所述金属反射板通过所述第一接头与所述振子辐射杯体的椎体顶部相连接。
4.根据权利要求1所述的双极化吸顶天线，其特征在于:所述缝隙沿振子辐射杯体的轴线方向剖开。
5.根据权利要求1或4所述的双极化吸顶天线，其特征在于:所述缝隙的形状为3个长条型槽。
6.根据权利要求1所述的双极化吸顶天线，其特征在于:所述振子辐射杯体的顶面形状在为圆形，所述馈电电路板的形状为圆型。
7.根据权利要求1所述的双极化吸顶天线，其特征在于:所述振子辐射杯体的底部形状为圆锥体，所述金属片为环形。
8.根据权利要求1所述的双极化吸顶天线，其特征在于:所述底层电路和所述顶层电路的枝节分支在所述馈电电路板上沿圆周均匀分布。
9.根据权利要求8所述的双极化吸顶天线，其特征在于:所述枝节分支数量为3个。
10.根据权利要求8或9所述的双极化吸顶天线，其特征在于:所述枝节分支形状相同。
【文档编号】H01Q1/36GK103682679SQ201310693205
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】丁俊涛, 杨仲凯, 张鹏, 曹明 申请人:京信通信系统（中国）有限公司