多频多极化天线的制作方法

本实用新型涉及移动通信系统天线领域，尤其是指一种多频多极化天线。

背景技术：

信息化高速发展的今天，在人类生存的一切领域，不管是商业还是个人生活中，都是以信息的获取、加工、传递和分配为基础。在众多的信息交换载具中，手机便是其中一个不可缺失的部分。

由2G时代的功能机到3G、4G时代的智能机，在通过3G、4G移动通讯网络无线接入后，人们可以随时随地的管理信息、获取资讯及支付商品等。

3G是第三代数字通信，常用的标准有3种：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA，传输速度相对较快，可部分满足手机上网等需求。4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品，相较于3G几乎能够满足所有用户对于无线服务的要求。

城市化的快速推进需要大型楼宇车站等场所的无缝连接，要满足人们通信的需求，良好的室内覆盖是整个通信网络重要且不可缺失的组成部分。

室内覆盖系统是针对室内用户群体、用于改善室内移动通信环境的一种解决方案。其工作原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀地分布在建筑物内的每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖，较为全面地提高筑物内移动电话的接通率、改善通话质量，开辟出高质量的室内移动通信区域；降低室外宏蜂窝的话务量，扩大网络容量，从整体上提高移动网络的服务水平。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种低成本且结构尺寸小的室内多频多极化天线，满足室内天线系统覆盖要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种多频多极化天线，包括合路器、垂直极化单元和斜极化单元，所述垂直极化单元通过支撑柱设置于合路器的上方，所述垂直极化单元包括呈“E”字形的垂直极化天线和馈电片，所述垂直极化天线包括主天线振子和两个副天线振子，所述主天线振子通过馈电片连接于合路器的第一输入端；

所述斜极化单元包括斜极化天线和馈电支撑件，所述斜极化天线包括两个半波振子，两个半波振子呈十字交叉设置，其中，一个半波振子通过馈电支撑件的一个通道连接于合路器的第二输入端，另一个半波振子通过馈电支撑件的另一个通道连接于合路器的第三输入端。

进一步的，所述垂直极化单元的垂直极化天线的主天线振子和两个副天线振子的端部均设有单元加载部。

进一步的，所述垂直极化单元的垂直极化天线的主天线振子与左右两个副天线振子的间距为0.02λ，其中λ为中心工作频段的电磁波的波长。

进一步的，所述斜极化单元的斜极化天线的半波振子包括两个极子天线，所述极子天线相向且隔离设置。

进一步的，所述斜极化单元的斜极化天线的半波振子的极子天线为微带天线，所述极子天线呈四边形，所述极子天线相向的一端均设有馈电孔，所述极子天线的另一端设有拐角，所述极子天线左右两侧设有向内设置的缺口，所述极子天线内设有四边形空缺，所述空缺靠近馈电孔的一角设有拐角。

进一步的，所述斜极化单元的斜极化天线的半波振子的长度为λ/2。

进一步的，所述馈电支撑件包括第一馈电片和第二馈电片，第一馈电片和第二馈电片通过适配的凹槽嵌合，所述馈电支撑件侧面呈“十”字形。

进一步的，所述馈电支撑件的第一馈电片和第二馈电片均设有巴伦。

进一步的，所述垂直极化单元的垂直极化天线与合路器的距离大于λ/4；所述斜极化单元的斜极化天线与合路器的距离大于λ/4。

进一步的，所述合路器的第一输入端到合路输出端之间、第二输入端到合路输出端之间和第三输入端到支路输出端之间，均设有若干开路支节，所述开路支节的长度为λ/4。

本实用新型的有益效果在于：采用微带贴片振子的垂直极化天线作为低频发射接收天线，采用微带天线的斜极化天线作为高频发射接收天线，再用合路器将两个天线合路成为多频多极化天线，该多频多极化天线的结构简单小巧、成本低，覆盖效果好，满足了室内信号覆盖的要求。

附图说明

下面结合附图详述本实用新型的具体结构：

图1为本实用新型的多频多极化天线的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型的多频多极化天线的合路器的结构示意图；

图3为本实用新型的多频多极化天线的垂直极化天线的结构示意图；

图4为本实用新型的多频多极化天线的斜极化天线的结构示意图；

图5为本实用新型的垂直极化天线的水平面方向图；

图6为本实用新型的+45度极化天线的水平面方向图；

图7为本实用新型的-45度极化天线的水平面方向图；

1-底板；11-挂壁组件；12-支撑柱；13-天线罩；14-隔离调整片；

2-合路器；21-第一输入端；22-第二输入端；23-第三输入端；24-合路输出端；25-分路输出端；26-开路支节；

3-垂直极化天线；31-阻抗调整槽；32-副天线振子；33-主天线振子；34-副加载部；35-主加载部；36-馈电片；

4-斜极化天线；41-极子天线；42-空缺；43-拐角；44-缺口；45-馈电孔；46-第一馈电片；47-第二馈电片。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1至图4，一种多频多极化天线，包括合路器2、垂直极化单元和斜极化单元，所述垂直极化单元通过支撑12柱设置于合路器2的上方，所述垂直极化单元包括呈“E”字形的垂直极化天线3和馈电片36，所述垂直极化天线3包括主天线振子33和两个副天线振子32，所述主天线振子33通过馈电片36连接于合路器2的第一输入端21；

所述斜极化单元包括斜极化天线4和馈电支撑件，所述斜极化天线4包括两个半波振子，两个半波振子呈十字交叉设置，其中，一个半波振子通过馈电支撑件的一个通道连接于合路器2的第二输入端22，另一个半波振子通过馈电支撑件的另一个通道连接于合路器2的第三输入端23。

所述合路器2还包括有合路输出端24和分路输出端25，所述合路输出端24用于输出来自垂直极化天线3和一个半波振子的合路信号；所述分路输出端25用于输出来自另一个半波振子的信号。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：采用微带贴片振子的垂直极化天线作为低频发射接收天线，采用微带天线的斜极化天线作为高频发射接收天线，再用合路器将两个天线合路，该多频多极化天线的结构简单小巧、成本低，覆盖效果好，满足了室内信号覆盖的要求。

实施示例

所述多频多极化天线包括有底板1，所述合路器2直接固定于底板1的一侧，底板1的另一侧设有挂壁结构件11，所述垂直极化天线3通过与固定在底板1上的支撑柱12悬置于合路器2的上方，所述垂直极化天线3呈“E”字形，为了扩展天线的工作频段，垂直极化天线3包括主天线振子33和两个副天线振子32，其中主天线振子33上设有定位孔和馈电孔，主天线振子33通过馈电片36连接于合路器2的第一输入端21；两个副天线振子32上各设有两个固定孔，两个副天线振子32上还设有用于调整天线阻抗的阻抗调整槽31，如上所述的垂直极化天线3，可单独作为垂直极化定向天线使用；

所述斜极化单元的斜极化天线4通过呈“十”字形的馈电支撑件设置于合路器2上，并与合路器2设有电连接，其中馈电支撑包括有两个馈电通道，一个馈电通道为斜极化天线4的+45度极化天线(即斜极化天线4的一个半波振子)馈电，另一个馈电通道为斜极化天线4的-45度极化天线(即斜极化天线4的另一个半波振子)馈电；

合路器2包括三个输入端，分别为垂直极化天线输入端(作为第一输入端)、+45度极化天线输入端(作为第二输入端)和-45度极化天线输入端(作为第三输入端)，其中垂直极化天线输入端和+45度极化天线输入端经过微带线合路，连接于合路器的合路输出端，-45度极化天线输入端经过微带线传输连接于合路器的-45度极化天线输出端(即分路输出端)。

所述多频多极化天线还包括有天线罩13，可将合路器2、垂直极化单元和斜极化单元置于其容置腔中，并通过螺丝或卡扣等结构锁紧于底板1上，可有效保护天线罩内的多频多极化天线。

请参阅图5至图7，如本实施示例设计的多频多极化天线，在频段806MHz-960MHz和频段1700MHz-2700MHz均能达到设计指标要求。

实施例1

所述垂直极化单元的垂直极化天线3的主天线振子33和两个副天线振子32的端部均设有单元加载部。

在主天线振子33的端部设有折弯的主加载部35，两个副天线振子32的端部分别设有折弯的副加载部34，可减小因为缩减垂直极化天线的尺寸而对天线低频频段带宽产生的影响。

实施例2

所述垂直极化单元的垂直极化天线3的主天线振子33与两侧的副天线振子32的间距为0.02λ，其中λ为中心工作频段的电磁波的波长。

将垂直极化天线开槽分割为一个主天线振子，主天线振子的两侧各设有一个副天线振子，可以最大限度地拓展天线覆盖的频段，本实施例中的垂直极化天线工作频段在806-960MHz之间，即λ为频率为883MHz电磁波的波长。

实施例3

所述斜极化单元的斜极化天线4的半波振子包括两个极子天线41，所述极子天线41相向且隔离设置。

斜极化天线由两个半波振子呈十字交叉组成，有效节省斜极化天线的占用面积，达到天线小型化的目的。

实施例4

所述斜极化单元的斜极化天线4的半波振子的极子天线41为微带天线，所述极子天线呈四边形，所述极子天线相向的一端均设有馈电孔45，所述极子天线41的另一端设有拐角43，所述极子天线41左右两侧设有向内设置的缺口44，所述极子天线41内设有四边形的空缺42，所述空缺42靠近馈电孔45的一角设有拐角。

由上述可知，由FR4材质的PCB制作的微带天线，提高批量生产时的天线加工精度及一致性指标。

实施例5

所述斜极化单元的斜极化天线4的半波振子的长度为λ/2。

斜极化天线的尺寸为工作频率电磁波的波长长度的一半时，即L＝λ/2时，斜极化天线的工作指标最佳。

实施例6

所述馈电支撑件包括第一馈电片46和第二馈电片47，第一馈电片46和第二馈电片47通过适配的凹槽嵌合，所述馈电支撑件侧面呈“十”字形。

将馈电片组合嵌合，形成“十”字形结构，可馈电传输的同时作为斜极化天线的支撑，简化了斜极化单元的设计。

实施例7

所述馈电支撑件的第一馈电片46和第二馈电片47均设有巴伦。

在第一馈电片和第二馈电片均设置有微带线巴伦(即平衡与不平衡馈电)，有效简化第一馈电片和第二馈电片的结构。

实施例8

所述垂直极化单元的垂直极化天线3与合路器2的距离大于λ/4；所述斜极化单元的斜极化天线4与合路器2的距离大于λ/4。

器件之间保持λ/4的距离，有效保证信号的隔离度。

实施例9

所述合路器2的第一输入端21到合路输出端24之间、第二输入端22到合路输出端24之间和第三输入端23到支路输出端25之间，均设有若干开路支节26，所述开路支节26的长度为λ/4。

受限于空间尺寸，单个偶极子阻抗带宽不能满足高频段带宽，天线在1710-2700MHz相对带宽仅有45％，在合路器上添加开路支节可以有效改善天线的阻抗带宽。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。