一种垂直极化全向天线及其双极化全向天线的制作方法

本实用新型涉及天线技术领域，更具体地，涉及一种垂直极化全向天线及其双极化全向天线。

背景技术：

天线是一种在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。随着无线数字电视信号的普及，越来越多人在户外或移动中接收电视信号，而不只局限于室内。在户外特别是移动中接收电视信号，因为信号塔是固定的，而接收天线的位置会不断变化，因此需要使用全向天线来保证较好的接收效果。

全向天线在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，覆盖范围大，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。从目前市面上的接收天线来看，UHF信号接收一般采用单一极化的接收振子，要么水平极化要么垂直极化，特别是全向天线振子大部分是水平极化的，如果要接收电视塔发出的垂直极化电磁波信号，就只能将天线重新放置，对于安装在室外的天线来说是非常不方便的。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种不足，提供一种阻抗稳定、接收信号质量高的垂直极化全向天线。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种垂直极化全向天线，通过包括内导体与外导体的同轴线馈电，其特征在于，包括由上而下依次叠置且顺序连接的主振子、绝缘介质和参考地，所述主振子包括十字交叉设置的两个振子片，振子片间的相交线所在直线垂直穿过参考地中心，每个振子片的底角设为切角，所述内导体穿过参考地和绝缘介质中心与主振子底部连接，外导体与参考地连接。

本实用新型垂直极化全向天线通过主振子、绝缘介质以及参考地的相互配合实现对来自各个方向的垂直极化电视信号的稳定接收，其中绝缘介质既是定位主振子与参考地相对位置的构件，也是调节天线阻抗、起阻抗匹配作用的关键因素，使得天线对各个方向的垂直极化电视信号的接收效果大幅提升，阻抗稳定，信号接收稳定性及信号质量均得到大幅提升。主振子由两个十字交叉设置的振子片组成，即振子片间相互垂直相交，相交线与各个振子片的中心线重合且垂直参考地所在平面；振子片的底角设有切角，即振子片至少下部呈倒置梯形结构，确保振子片底边能够与绝缘介质稳定有效的接触，从侧面看主振子整体呈漏斗状，与锥形天线振子的接收原理相同，但相比锥形天线振子而言，加工制造更为容易，适合批量生产。参考地确保天线参数的稳定。

为了尽可能减小主振子尺寸，所述振子片的侧边上部设有若干相互平行且平行水平面设置的条形缺口，条形缺口的设置，一方面可以扩展UHF信号低频接收，另一方面可以改善振子的特性阻抗，实现最佳匹配。通过对条形缺口的位置和宽度设计改善带宽和匹配阻抗，经过仿真和实测，条形缺口的宽度为5~10mm，长度为10~40mm时，信号接收质量和稳定性达到最佳。

所述切角从振子片的侧边中部斜切至振子的底边中部，使得振子片的下部呈倒置的梯形结构。切角位置的设计一方面可以拓展带宽、提高方向图不圆度，进一步改善天线的接收效果；另一方面在振子片的上部为条形缺口的设置提供了可能，两者的共同作用更进一步改善了天线的接收效果。

为提高振子片间的连接稳定性，所述主振子中，其中一个振子片设有沿中心线由上而下开至中部的缝隙，另一振子片设有沿中心线由下而上开至中部的缝隙，两个振子片通过缝隙间的交叉配合形成十字交叉结构。为进一步提高振子片间的连接稳定性，所述缝隙的两侧为对称的齿状结构，整体呈“串”形结构，有利于提高信号传输的导向性，提高信号质量，同时降低了装配难度。

为了稳固天线，所述绝缘介质上四个支架，每个支架设有一插缝，四个支架的插缝构成与主振子相匹配的十字形，振子片插接于所述插缝得到固定，天线安装运用于移动物体诸如车船等时，保证车船快速移动时振子不会摇晃变形，从而保证接收效果。

为进一步提高主振子的装配稳定性、结合阻抗匹配效果、降低装配难度，所述插缝的内侧面设有若干凸起。优选地，所述支架上穿设有贯穿振子片的紧固件，进一步提高天线的稳固程度。

所述参考地上冲压有凸槽或凹槽，有利于参考地尺寸的缩小，从而满足天线整体的小型化需求。

所述垂直极化全向天线还包括底座以及罩设于底座上方的外壳，底座与外壳之间形成密闭的空腔，主振子、绝缘介质和参考地均设置于所述空腔中，主振子固定连接于绝缘介质的上侧，参考地固定连接于参考地的下侧，绝缘介质再通过紧固件固接与底座上，确保主振子、绝缘介质及参考地之间的整体性，有利于保证信号接收的稳定性。

所述底座内侧还设有在垂直参考地方向上与参考地相距设置的VHF振子，所述VHF振子为偶极子振子，由一对对称设置的弯曲的带状振子片构成。带状振子片在平行参考地平面上的投影呈现为一对对称设置、弧心相对的弧线，保证振子长度、输入阻抗前提下降低集成天线的周向尺寸，更好地实现集成天线的小型化。在平行参考地平面内呈现绕垂直极化全向天线布局的设置方式，与垂直极化全向天线相距设置，进一步确保对VHF频段信号的接收，又不会对其它天线振子的信号接收产生影响。

一种具有上述垂直极化全向天线的双极化全向天线，还包括相距设置于垂直极化全向天线上方的水平极化全向天线，所述水平极化全向天线包括包括基板和振子，振子通过同轴电缆连接至信号处理器，所述振子包括设置于基板中心的用于与同轴电缆连接的接线埠和多个绕基板中心周向阵列分布于基板上的振子单元，所述振子单元包括辐射部和传导部，所述辐射部包括平行设置于基板上的第一辐射片和垂直设置于基板边缘的第二辐射片，所述第一辐射片的外侧边缘与第二辐射片的内侧面相连，所述传导部平行设置于基板上，传导部一端与第一辐射片的一端连接，另一端与接线埠连接。

本实用新型的垂直极化全向天线与上述水平极化全向天线的结合，只要是两者之间保持较小的间距，就不会造成两者之间的相互干扰，还有利于促进天线的小型化发展。

所述双极化全向天线还包括相距设置于垂直极化全向天线下方的VHF振子，所述VHF振子为偶极子振子，由一对对称设置的弯曲的带状振子片构成。带状振子片在平行参考地平面上的投影呈现为一对对称设置、弧心相对的弧线，保证振子长度、输入阻抗前提下降低集成天线的周向尺寸，更好地实现集成天线的小型化。在平行参考地平面内呈现绕垂直极化全向天线或水平极化全向天线布局的设置方式，与垂直极化全向天线相距设置，进一步确保对VHF频段信号的接收，又不会对其它天线振子的信号接收产生影响。

所述双极化全向天线还包括底座以及罩设于底座上方的外壳，底座与外壳之间形成密闭的空腔，水平极化全向天线、垂直极化全向天线以及VHF振子由上而下顺序设置于所述空腔中。水平极化全向天线通过基板与外壳顶部的连接实现固定；垂直极化全向天线的主振子固定连接于绝缘介质的上侧，参考地固定连接于参考地的下侧，绝缘介质再通过紧固件固接与底座上，确保主振子、绝缘介质及参考地之间的整体性，有利于保证信号接收的稳定性；VHF振子绕设于底座的内壁上。

本实用新型与现有技术相比较有如下有益效果：本实用新型垂直极化全向天线通过主振子、绝缘介质以及参考地的相互配合实现对来自各个方向的垂直极化电视信号的稳定接收，其中绝缘介质既是定位主振子与参考地相对位置的构件，也是调节天线阻抗、起阻抗匹配作用的关键因素，使得天线对各个方向的垂直极化电视信号的接收效果大幅提升，阻抗稳定，信号接收稳定性及信号质量均得到大幅提升。振子片至少下部呈倒置梯形结构，确保振子片底边能够与绝缘介质稳定有效的接触，从侧面看主振子整体呈漏斗状，与漏斗天线振子的接收原理相同，但相比漏斗天线振子而言，加工制造更为容易，适合批量生产。条形缺口的设置，一方面可以扩展UHF信号低频接收，另一方面可以改善振子的特性阻抗，实现最佳匹配。

附图说明

图1是垂直极化全向天线的结构示意图。

图2是垂直极化全向天线的分解图。

图3是垂直极化全向天线的剖视图。

图4是图3中A部的放大图。

图5是振子片的主视图一。

图6是振子片的主视图二。

图7是主振子的结构示意图。

图8是绝缘介质的结构示意图。

图9是参考地的结构示意图。

图10是垂直极化全向天线的结构示意图二。

图11是双极化全向天线的结构示意图。

图12是双极化全向天线的剖视图。

附图标记说明：垂直极化全向天线100，主振子110，振子片111，切角1111，条形缺口1112，缝隙1113，绝缘介质120，支架121，插缝1211，参考地130，凸槽131，水平极化全向天线200，基板210，接线埠221，辐射部2221，传导部2222，VHF振子300，同轴线400，内导体410，外导体420，底座510，外壳520。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

实施例1

如图1~3所示，一种垂直极化全向天线100，通过包括内导体410与外导体420的同轴线400馈电，其特征在于，包括由上而下依次叠置且顺序连接的主振子110、绝缘介质120和参考地130，所述主振子110包括十字交叉设置的两个振子片111，振子片111间的相交线所在直线垂直穿过参考地130中心，每个振子片111的底角设为切角1111，所述内导体410穿过参考地130和绝缘介质120中心与主振子110底部连接，外导体420与参考地130连接。

本实施例垂直极化全向天线100通过主振子110、绝缘介质120以及参考地130的相互配合实现对来自各个方向的垂直极化电视信号的稳定接收，其中绝缘介质120既是定位主振子110与参考地130相对位置的构件，也是调节天线阻抗、起阻抗匹配作用的关键因素，使得天线对各个方向的垂直极化电视信号的接收效果大幅提升，阻抗稳定，信号接收稳定性及信号质量均得到大幅提升。主振子110由两个十字交叉设置的振子片111组成，即振子片111间相互垂直相交，相交线与各个振子片111的中心线重合且垂直参考地130所在平面；振子片111的底角设有切角1111，即振子片111至少下部呈倒置梯形结构，确保振子片111底边能够与绝缘介质120稳定有效的接触，从侧面看主振子110整体呈漏斗状，与漏斗天线振子的接收原理相同，但相比漏斗天线振子而言，加工制造更为容易，适合批量生产。

如图4所示，为了尽可能减小主振子110尺寸，所述振子片111的侧边上部设有若干相互平行且平行水平面设置的条形缺口1112，条形缺口1112的设置，一方面可以扩展UHF信号低频接收，另一方面可以改善振子的特性阻抗，实现最佳匹配。通过对条形缺口1112的位置和宽度设计使得接收效果达到最佳，经过仿真和实测，条形缺口1112的宽度a为5~10mm，长度b为10~40mm时，信号接收质量和稳定性达到最佳。

如图4所示，所述切角1111从振子片111的侧边中部斜切至振子的底边中部，使得振子片111的下部呈倒置的梯形结构。切角1111位置的设计一方面可以拓展带宽、提高方向图不圆度，进一步改善天线的接收效果；另一方面在振子片111的上部为条形缺口1112的设置提供了可能，两者的共同作用更进一步改善了天线的接收效果。

为提高振子片111间的连接稳定性，所述主振子110中，其中一个振子片111设有沿中心线由上而下开至中部的缝隙1113（如图5所示），另一振子片111设有沿中心线由下而上开至中部的缝隙1113（如图6所示），两个振子片111通过缝隙1113间的交叉配合形成十字交叉结构（如图7所示）。为进一步提高振子片111间的连接稳定性，如图4所示，所述缝隙1113的两侧为对称的齿状结构，整体呈“串”形结构，有利于提高信号传输的导向性，提高信号质量，同时降低了装配难度。

为了稳固天线，如图8所示，所述绝缘介质120上四个支架121，每个支架121设有一插缝1211，四个支架121的插缝1211构成与主振子110相匹配的十字形，振子片111插接于所述插缝1211得到固定，天线安装运用于移动物体诸如车船等时，保证车船快速移动时振子不会摇晃变形，从而保证接收效果。

为进一步提高主振子110的装配稳定性、结合阻抗匹配效果、降低装配难度，如图3所示，所述插缝1211的内侧面设有若干凸起。优选地，所述支架121上穿设有贯穿振子片111的紧固件，进一步提高天线的稳固程度。

如图9所示，所述参考地130上冲压有凸槽131或凹槽，有利于参考地130尺寸的缩小，从而满足天线整体的小型化需求。

如图10所示，所述垂直极化全向天线100还包括底座510以及罩设于底座510上方的外壳520，底座510与外壳520之间形成密闭的空腔，主振子110、绝缘介质120和参考地130均设置于所述空腔中，主振子110固定连接于绝缘介质120的上侧，参考地130固定连接于参考地130的下侧，绝缘介质120再通过紧固件固接与底座510上，确保主振子110、绝缘介质120及参考地130之间的整体性，有利于保证信号接收的稳定性。

所述底座510内侧还设有在垂直参考地130方向上与参考地130相距设置的VHF振子300，所述VHF振子300为偶极子振子，由一对对称设置的弯曲的带状振子片111构成。带状振子片111在平行参考地130平面上的投影呈现为一对对称设置、弧心相对的弧线，保证振子长度、输入阻抗前提下降低集成天线的周向尺寸，更好地实现集成天线的小型化。在平行参考地130平面内呈现绕垂直极化全向天线100布局的设置方式，与垂直极化全向天线100相距设置，进一步确保对VHF频段信号的接收，又不会对其它天线振子的信号接收产生影响。

实施例2

如图11所示，一种具有上述实施例所述垂直极化全向天线100的双极化全向天线，还包括相距设置于垂直极化全向天线100上方的水平极化全向天线200，所述水平极化全向天线200包括包括基板210和振子，振子通过同轴电缆连接至信号处理器，所述振子包括设置于基板210中心的用于与同轴电缆连接的接线埠221和多个绕基板210中心周向阵列分布于基板210上的振子单元，所述振子单元包括辐射部2221和传导部2222，所述辐射部2221包括平行设置于基板210上的第一辐射片和垂直设置于基板210边缘的第二辐射片，所述第一辐射片的外侧边缘与第二辐射片的内侧面相连，所述传导部2222平行设置于基板210上，传导部2222一端与第一辐射片的一端连接，另一端与接线埠221连接。

本实施例的垂直极化全向天线100与上述水平极化全向天线200的结合，只要是两者之间保持较小的间距，就不会造成两者之间的相互干扰，还有利于促进天线的小型化发展。

所述双极化全向天线还包括相距设置于垂直极化全向天线100下方的VHF振子300，所述VHF振子300为偶极子振子，由一对对称设置的弯曲的带状振子片111构成。带状振子片111在平行参考地130平面上的投影呈现为一对对称设置、弧心相对的弧线，保证振子长度、输入阻抗前提下降低集成天线的周向尺寸，更好地实现集成天线的小型化。在平行参考地130平面内呈现绕垂直极化全向天线100或水平极化全向天线200布局的设置方式，与垂直极化全向天线100相距设置，进一步确保对VHF频段信号的接收，又不会对其它天线振子的信号接收产生影响。

如图12所示，所述双极化全向天线还包括底座510以及罩设于底座510上方的外壳520，底座510与外壳520之间形成密闭的空腔，水平极化全向天线200、垂直极化全向天线100以及VHF振子300由上而下顺序设置于所述空腔中。水平极化全向天线200通过基板210与外壳520顶部的连接实现固定；垂直极化全向天线100的主振子110固定连接于绝缘介质120的上侧，参考地130固定连接于参考地130的下侧，绝缘介质120再通过紧固件固接与底座510上，确保主振子110、绝缘介质120及参考地130之间的整体性，有利于保证信号接收的稳定性；VHF振子300绕设于底座510的内壁上。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。