格控制，本实施例中，平板部211的尺寸为:长121.5mm，宽120mm，翻折部212具有位于两侧的第一折板217、位于中部的第二折板218，该第一折板217的高度为10mm，该第二折板218的高度为16.2mm。其中，第一缝隙213的尺寸为长79.1mm，宽4.1mm，第二缝隙214的尺寸为长111.5mm,宽7.9_。经过大量优化计算得出最佳缝隙尺寸结构，使天线整体性能显著上升，驻波比明显下降。
[0067]此外，于该低频缝隙辐射平面21上设置圆形通孔215、带形通孔216，该圆形通孔215、带形通孔216和第一缝隙213均做非金属化处理。还有，于该低频缝隙辐射平面21的四个角落安装塑胶支撑棒23，塑胶支撑棒23选用低介电常数塑料，安装塑胶支撑棒23时，低频缝隙辐射平面21可由用户选择相应塑胶螺丝，切不可使用金属螺丝，而塑胶支撑棒23与金属载板10连接可选用相应平头金属螺丝。
[0068]所述馈线条带22为能够与低频缝隙辐射平面21 (不锈钢材料)焊接的防锈处理黄铜或其它材料，该馈线条带22的一端焊接于低频缝隙辐射平面21的带形通孔216，另一端固定于低频天线PCB板24，对低频缝隙辐射平面21提供耦合增益。
[0069]如图7和图8所示，所述低频天线PCB板24为聚四氟乙烯2层板，介电常数为4.4，板厚为1mm。该低频天线PCB板24包括PCB基板241，该PCB基板241的正反面均具有覆铜区域242，并于PCB基板241的正反两面均涂覆阻焊材料，但不包括第一框部243和第二框部244，该第一和第二框部243、244为裸露区域。于第一框部243中设有圆形金属化接地通孔245，用于接地线。于PCB基板241的四个角落设置圆形非金属化通孔246，用于将该低频天线PCB板24固定于金属载板10。
[0070]结合图1、图2、图9至图12所示，所述高频圆环天线30包括高频圆环福射平面31、馈线公地PCB板32、金属支撑棒33。该馈线公地PCB板32与高频圆环辐射平面31层叠设置，该金属支撑棒33支承于高频圆环辐射平面31与金属载板10之间。
[0071]如图9和图10所示，所述高频圆环辐射平面31包括方形PCB基板311，该PCB基板311的长和宽为59mm，板厚为1mm。该PCB基板311的正反面均涂覆有阻焊材料，但位于PCB基板311中心的四个圆形区域312除外，此处四个圆形区域312为裸露部分。于PCB基板311的表面覆盖四个圆环形的覆铜区域313，并于覆铜区域313的圆环中心设置非金属化通孔314。此外，该覆铜区域313的圆环上还设有金属化接地通孔315。从PCB基板311的背面看，该PCB基板311表面的覆铜区域313延伸至P⑶基板311底面，并在P⑶基板311底面呈四个圆弧形316。
[0072]此外，于该PCB基板311的中心设有四个通孔317，一方面，馈线公地PCB板32通过该四个通孔317与高频圆环辐射平面31叠置式连接，另一方面，各金属支撑棒33支连接于该四个通孔317中。
[0073]如图11和图12所示，所述馈线公地PCB板32包括矩形PCB基板321，该PCB基板321的正反面均涂覆有阻焊材料，但位于PCB基板中心的三个矩形区域322除外，于PCB基板321中心设有与高频圆环辐射平面31之其中两个通孔正对的金属化接地通孔323。
[0074]所述金属支撑棒33必须为黄铜材料，或者是经特定工艺处理后的其它材料，使之能够与金属载板10稳固焊接。
[0075]如图13所示，所述分路滤波器40位于低频平板缝隙天线20和高频圆环天线30之间，用于将壁挂天线的高低频隔离。该分路滤波器40的PCB板结构包括呈矩形的PCB基板41，该PCB基板41为聚四氟乙烯2层板，介电常数为4.4，板厚为1mm。该PCB基板41的正反面均涂覆有阻焊材料，但三个矩形区域411除外，此处三个圆形区域411为裸露部分。于该PCB基板41表面覆盖有多个扇形结构的覆铜部分412，此种扇形结构使天线的性能更优，走线结构优化，滤波性能更好。此外，于该PCB基板的周缘设有多个非金属化通孔413，用于将分路滤波器40固定在金属载板10上。而覆铜部分412的终端设有圆形金属化接地通孔414。
[0076]生产时，可将所有PCB板加工在同一块电路板上，然后划分切割即可。所有PCB板均为聚四氟乙烯2层板，介电常数为4.4，板厚为1mm。
[0077]组装时，还需要在图1所示的组合状态下设置同轴电缆(图未示)和天线罩(图未示)，同轴电缆可选用型号为SYV-50-2-2，内直径0.68mm，外直径2.2mm，之间绝缘体为聚乙烯，介电常数为2.22，特性阻抗为50 Ω。天线罩可采购市场通用低成本型号即可。
[0078]本设计采用先进的APDS优化设计系统进行大量优化计算，采取进化方式进行推演得出最优代的结构参数。
[0079]图14显示了壁挂天线低频段驻波比S (1，I)的数据。
[0080]图15显示了壁挂天线低频段电压驻波比(VSWR)的数据。
[0081]图16显示了壁挂天线高频段驻波比S (2，2)的数据。
[0082]图17显示了壁挂天线高频段电压驻波比(VSWR)的数据。
[0083]图18显示了壁挂天线PCB板滤波器驻波比S(l，I)的数据。
[0084]图17显示了壁挂天线PCB板滤波器电压驻波比(VSWR)的数据。
[0085]通过以上数据可知，本产品相较于现有产品有着明显的优点和有益效果，使天线整体性能显著上升，驻波比明显下降，走线结构优化，滤波性能更好。
[0086]综上所述，本发明的设计重点在于:
[0087](I)低频缝隙天线上设置有缝隙213、214，并且缝隙213、214尺寸经过大量优化计算得出最佳尺寸结构，添加设置于低频天线PCB板24的阻抗匹配电路，匹配电路走线拓普优化计算得出，满足频率范围在806?960MHz，并同时使低频平板缝隙天线20整体性能显著上升，驻波比明显下降。
[0088](2)使用高频圆环辐射平面31，形成全向模式的双极化天线，其高频极化频率范围在1710-2700MHZ，可以稳定线路功率水平，从而提高线路质量和传输速度，并且在整个频段内的驻波、增益、方向性以及覆盖效果上都好于都传统的壁挂天线。
[0089](3)采用分路滤波器40，将低频平板缝隙天线20和高频圆环天线30连接在一起，实现宽频的设计要求，分路滤波器40电路板结构采用性能更优的扇形结构，走线结构优化，滤波性能更好，宽频段达到了比同类产品更完善的覆盖范围、更优良的性能。在驻波、增益、半角功率和方向上都能够满足现在移动通信系统的要求。可应用于各类无线通信网络中，包括 C 网(Code Divis1n Multiple Access，即码分多址)、G 网(Global System forMobile Communicat1ns，即全球移动通讯系统)、PHS(Personal Handy-phone System，即个人行动通讯系统)、DCS (Distributed Control System,即分散控制系统)、TD_SCDMA(时分同步码分多址接入)、WCDMA (宽带分码多工存取)、WLAN(无线局域网)和LTE (Long TermEvolut1n)等各种无线通信系统。
[0090]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种增益的4G室内壁挂天线，其特征在于:包括 一位于底部的金属载板，该金属载板的表面粘贴有一层绝缘膜； 一安装于该金属载板上的低频平板缝隙天线，该低频平板缝隙天线包括低频缝隙辐射平面、馈线条带、塑胶支撑棒和与该低频平板缝隙天线匹配的低频天线PCB板，该低频缝隙辐射平面通过塑胶支撑棒支承于金属载板上方，该低频天线PCB板固定于金属载板上，该馈线条带连接低频缝隙辐射平面与低频天线PCB板之间，对低频缝隙辐射平面提供耦合增益； 一安装于该金属载板上的高频圆环天线，该高频圆环天线包括高频圆环辐射平面、馈线公地PCB板、金属支撑棒，该金属支撑棒支承于高频圆环辐射平面与金属载板之间，该馈线公地PCB板与高频圆环辐射平面层叠设置，对高频圆环辐射平面提供耦合增益； 一安装于该金属载板上的分路滤波器，该分路滤波器位于低频平板缝隙天线和高频圆环天线之间，于分路滤波器的PCB板上覆盖有多个扇形结构的覆铜部分。2.根据权利要求1所述的一种增益的4G室内壁挂天线，其特征在于:所述低频缝隙辐射平面为不锈钢材料，其结构包括平板部和沿平板部的一侧边下翻形成的翻折部，于该低频缝隙辐射平面上关于水平中心线对称式设有两组缝隙，每组缝隙包括一开设在平板部的第一缝隙和一由平板部延伸至翻折部的第二缝隙。3.根据权利要求2所述的一种增益的4G室内壁挂天线，其特征在于:所述平板部的尺寸为:长121.5mm，宽120mm，翻折部具有位于两侧的第一折板、位于中部的第二折板，该第一折板的高度为10_，该第二折板的高度为16.2_，其中，第一缝隙的尺寸为长79.1_，宽4.1mm，第二缝隙的尺寸为长111.5mm，宽7.9_。4.根据权利要求1所述的一种增益的4G室内壁挂天线，其特征在于:所述高频圆环辐射平面包括方形PCB基板，于PCB基板的表面覆盖四个圆环形的覆铜区域，该PCB基板表面的覆铜区域延伸至PCD基板底面，并在PCD基板底面呈四个圆弧形。5.根据权利要求1所述的一种增益的4G室内壁挂天线，其特征在于:所述馈线条带和金属支撑棒是由能够实现焊接的防锈处理的黄铜材料制成。
【专利摘要】本发明公开一种增益的4G室内壁挂天线，其结构包括位于底部的金属载板、安装于该金属载板上的低频平板缝隙天线、高频圆环天线和分路滤波器。该低频平板缝隙天线的频率范围为806-960MHz，该高频圆环天线的频率范围为1710-2700MHz。将低频平板缝隙天线和高频圆环天线分开的设计避免了传统天线中将两者结合一起时造成的低端增益低、高端水平瓣宽窄和前后比差等问题的出现，并且由于分路滤波器电路板结构采用性能更优的扇形结构，走线结构优化，滤波性能更好，宽频段达到了比同类产品更完善的覆盖范围、更优良的性能。
【IPC分类】H01Q5/28, H01Q5/314, H01Q13/08
【公开号】CN104993244
【申请号】CN201510291946
【发明人】柳培忠, 黄德天
【申请人】华侨大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月1日