向相反的折边。锥形地板中心的突出部分下部为圆柱形，上部为圆 台形。
[0035] 在杯状辐射体的大直径端还设有环形外沿，该环形外沿同样可以通过弯折形成。 杯状辐射体的小直径端为一平面，在该平面设有用于连接馈线的圆孔。
[0036] 所述的杯状福射体和锥形地板均为具有一定壁厚T的中空结构，T大于0,小于最大 直径，即杯状辐射体的厚度T小于其最大直径，锥形地板的厚度T相应小于其本身最大直径。
[0037] 所述的杯状辐射体和锥形地板均可采用CNC工艺或压铸工艺一体成型。在杯状辐 射体与锥形地板之间留有一定高度的间隙。
[0038]该天线的馈电电缆可采用带31^、8%、了从：4型等常见连接头的50〇标准同轴线。
[0039]本发明的天线模型的设计方法包括以下步骤：图1为设计天线模型所采用的坐标 系示意图，一个点P的坐标为1〇、7〇、2()。步骤一，在水平面乂0￥建立直角坐标系；步骤二，在父02 平面，画一连续七次弯折的折线（前四次为钝角弯折，后三次为直角弯折），再绕Z轴旋转 360°形成一回转体，然后变成有一定厚度的杯状体，见图4、5、6中的标号4部分;步骤三，在 步骤二的赋形杯状体正下方，构造一条连续四次弯折的折线(前两次为钝角弯折，后两次为 直角弯折），同样绕Z轴旋转360°形成一回转体再变成有一定厚度的钣金体，见图4、5、6中的 标号5部分;步骤四，在步骤二、三的赋形杯状辐射体和锥形地板中心位置对齐，并在该处钻 一贯穿两者的圆孔，用于馈电同轴线穿过;同轴线外导体连接锥形地板，内导体则朝上延伸 至杯状辐射体底部并与之焊接为一体，见图4的标号6部分。
[0040] 图7为本发明的全向吸顶天线的输入阻抗Zin频率特性曲线。其中，横轴(X轴)是频 率f，单位为GHz;纵轴(Y轴)是输入阻抗Z in，单位为Ω ;实线表示实部Rin，虚线表示虚部Xin。
[0041] 图8为本发明的全向吸顶天线的反射系数I Sn I曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单 位为GHz;纵轴(Y轴）是Sn的幅度I S111，单位为dB。由图知，天线在0.80-2.70 GHz频段内实 现了良好的阻抗匹配（|Sn| <-10 dB，1.00-2.70 GHz频段内，|Sn| <-15 dB)。
[0042] 图9为本发明的全向吸顶天线的驻波比VSWR曲线。其中，横轴(X轴)是频率f，单位 为GHz ;纵轴（Y轴）是VSWR。由图知，天线在0.80-2.70 GHz频段内实现了良好的阻抗匹配 (VSWR < 2.0，1.00-2.70 GHz频段内，VSWRS 1.35)。
[0043]图10为本发明的全向吸顶天线各频点归一化E-面(竖直面)增益方向图。其中，其 中，实线表示fi=0.8 GHz，虚线表示f2=1.71 GHz，点线表示f3=2.30 GHz，点划线线表示f4= 2.70 GHz。由图知，低频最大方向出现在Theta=70°-80°，高频则出现在Theta=46°-48°;全频 段内具有理想的半波阵子方向图。
[0044]图11为本发明的全向吸顶天线各频点在Theta=47°归一化H-面(方位面)增益方向 图。其中，实线表示fi=0.8 GHz，虚线表示f2=1.71 GHz，点线表示f3=2.30 GHz，点划线线表 示f4=2.70 GHz。由图知，不圆度在0.1 dB以内，理论上应该为0 dB，这是由仿真本身误差所 造成的。
[0045] 图12为本发明的全向吸顶天线带内E-面半功率波束宽度频率曲线。其中，横轴(X 轴)是频率f，单位为GHz;纵轴(Y轴)是波束宽度，单位是度(deg)。由图知，低频波束宽度在 105。-110。，高频在 50。-60。。
[0046] 图13为本发明的全向吸顶天线最大增益出现的仰角频率曲线。其中，横轴(X轴)是 频率f，单位为GHz;纵轴（Y轴）是波束宽度，单位是度（deg)。由图知，低频最大增益仰角 ?1ιθ?&=80°-90。，高频最大增益仰角 ??θ?&=46°-48。。
[0047] 图14为本发明的全向吸顶天线的最大增益随频率f变化曲线。由图，低频增益G= 1.4-2.1 dBi，高频增益G=3-4 dBi。
[0048] 图15为本发明的全向吸顶天线的效率ru随频率f变化曲线。带内天线效率接近于 理想的 100%( 2 98%)。
[0049]下表为各频点在不同Theta角（Θ)下的增益值(f-GHz，G-dBi)。由表知，在最大辐射 角两侧，增益均缓慢下降且基本对称，低仰角方向增益值仍较高。
[0050]通过上表所示结果可以看出，本发明通过对杯状辐射体边缘和锥形地板进行特殊 的连续几何弯折赋形，从而获得了：一、优于常规单锥全向吸顶天线的宽带性;二、优于常规 单锥全向吸顶天线的全向性;三、优于常规单锥全向吸顶天线的带内覆盖一致性(边缘增强 效果）。然而，由于没有加载短路枝节，故尺寸稍大。该增强型单锥全向吸顶天线在〇 . 80-2.70 GHz频带内获得了良好的阻抗匹配(低频VSWR < 2.0，高频VSWR < 1.35)、理想的全向性 (不圆度小于〇. IdBi )、较高的增益(低频1.4-2.1 dBi，高频3-4 dBi )、很好的带内覆盖一致 性、很高的效率(Πα2 98%)和较小的尺寸(直径-0.49 · AlX高度-0.23 · Al)。
【主权项】
1. 一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，设有地板和杯状辐射体，所述地 板和杯状辐射体均为以各自中心线为轴线的回转体，并且杯状辐射体与地板的中心线重 合，地板与杯状辐射体分别与馈线连接，其特征在于:所述的杯状辐射体包括依次相接的两 个直径不同的圆柱形部分和两个圆锥形部分，且杯状辐射体的直径朝地板方向逐渐减小， 两个圆柱形部分的相接处以及两个圆锥形部分的相接处，均由于直径突变而形成台阶部； 所述地板为锥形地板，其中心设有一个朝向杯状辐射体方向的突出部分，锥形地板的圆周 设有方向相反的折边。2. 如权利要求1所述的一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，其特征在于： 所述杯状辐射体的大直径端设有环形外沿。3. 如权利要求1或2所述的一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，其特征在 于:所述杯状辐射体的小直径端为一平面，在该平面设有用于连接馈线的圆孔。4. 如权利要求1所述的一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，其特征在于： 所述锥形地板中心的突出部分下部为圆柱形，上部为圆台形。5. 如权利要求1、2或4所述的一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，其特征 在于:所述的杯状辐射体和锥形地板均为CNC工艺或压铸工艺一体成型。6. 如权利要求1、2或4所述的一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，其特征 在于:所述的杯状辐射体和锥形地板为壁厚为T的中空结构，其中T大于0，小于最大直径。7. 如权利要求1所述的一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，其特征在于： 所述杯状辐射体与锥形地板之间设有间隙，所述的馈线为馈电电缆，馈电电缆的外导体与 锥形地板连接，内导体延伸并穿过杯状辐射体底部中心圆孔并在圆孔上部与之在焊接为一 体。8. 如权利要求7所述的一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，其特征在于： 所述馈电电缆采用带SMA、BNC、TNC或N型连接头的50 Ω标准同轴线。9. 如权利要求1、2或4所述的一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，其特征 在于:所述的杯状辐射体和锥形地板的制作材料为金属良导体。
【专利摘要】一种边缘增强型室内覆盖垂直极化全向吸顶天线，设有地板和杯状辐射体，地板和杯状辐射体均为以各自中心线为轴线的回转体，并且杯状辐射体与地板的中心线重合，地板和杯状辐射体分别与馈电电缆外内导体连接；杯状辐射体包括依次相接的两个直径不同的圆柱形部分和两个圆锥形部分，且杯状辐射体的直径朝地板方向逐渐减小，两个圆柱形部分的相接处以及两个圆锥形部分的相接处，均由于直径突变而形成台阶部；地板中心设有一个朝向杯状辐射体方向的突出部分，地板的圆周设有方向相反的折边。该设计在低仰角方向上仍保持较高增益，实现了优于常规单锥全向吸顶天线的宽带性、全向性、垂直极化、边缘效果增强、带内一致覆盖，以及小尺寸和低剖面。
【IPC分类】H01Q1/50, H01Q1/36
【公开号】CN105680163
【申请号】CN201610082190
【发明人】李道铁, 吴中林, 刘木林
【申请人】广东通宇通讯股份有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年2月6日