一种垂直极化全向天线的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种垂直极化全向天线，其包括：辐射片、金属支撑片、金属底盘及同轴电缆，其中，金属支撑片设置于辐射片及金属底盘之间，同轴电缆的芯线与辐射片的中心电连接，同轴电缆的外导体与金属底盘电连接；辐射片设置有：顶面辐射臂及底面辐射臂，顶面辐射臂设置于辐射面的顶面，底面辐射臂设置于辐射面的底面，顶面辐射臂的一端及底面辐射臂的一端位于辐射片的中心，且在中心处相连；从垂直投影看，底面辐射臂位于相邻两顶面辐射臂之间；顶面辐射臂的数量与底面辐射臂的数量相同，顶面辐射臂的数量及底面辐射臂的数量都至少为四个，且都为偶数个，都两两相对。本发明的垂直极化全向天线，实现了小型化、低剖面。
【专利说明】
一种垂直极化全向天线
技术领域
[0001]本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种垂直极化全向天线。
【背景技术】
[0002]天线是移动通信系统中的空中电气连接桥梁，是整个射频收发系统中最关键的部件之一，天线的质量直接影响通信质量。随着通信容量及集成电路的发展，天线越来越往小型化发展，但同时对天线也提出了比以往更高的质量要求。
[0003]另一方面，由于无线电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能，而使得无线电波迅速衰减。垂直极化方式则不易在大地表面产生极化电流，从而避免了电磁波的大幅衰减，保证了信号的有效传播。因此，在移动通信系统中，一般采用垂直极化的天线。
[0004]此外，对于一些特殊应用场合的垂直极化天线，比如汽车，水表，交通控制，石油天然气管线等等，需要天线在水平面实现全向辐射，方便用户终端在各个角度方位，均能实现良好的信号发射与接收。同时更需要超低剖面，易于埋藏和安装。
[0005]目前用于移动通信中的垂直极化全向天线。一般采用偶极子和单极子作为天线原型，正是看中了此类天线具有良好的全向辐射性，然而由于单极子天线的高度为四分之一波长，因此制作出来的垂直极化全向天线高度相对较高，特别是当工作频段较低时，天线高度更高。例如用于地面移动业务的450-470MHZ频段，由于其频段窄，传播特性良好，适应广覆盖、容量相对不大的应用场景。如果采用单极子天线设计，高度将达到大约163mm(四分之一中心频率波长)。影响美观，不易埋藏，对安装条件有较大的要求，不利于天线的小型化。
[0006]因此，现有垂直极化全向天线主要存在的缺点有:小型化困难，整体剖面高。
【发明内容】
[0007]本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种垂直极化全向天线，实现了现有垂直极化全向天线所无法实现的小型化、低剖面。
[0008]为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的:
[0009]本发明提供一种垂直极化全向天线，其包括:辐射片、金属支撑片、金属底盘以及同轴电缆，其中，所述金属支撑片设置于所述辐射片以及所述金属底盘之间，用于在辐射片和金属底盘之间形成空气间隙，改变金属支撑片的高度，可以改变天线的增益和阻抗带宽；所述同轴电缆的芯线与所述辐射片的中心电连接，且所述同轴电缆的外导体与金属底盘电连接；
[0010]所述辐射片设置有:顶面辐射臂以及底面辐射臂，所述顶面辐射臂设置于所述辐射面的顶面，所述底面辐射臂设置于所述辐射面的底面，所述顶面辐射臂的一端以及所述底面辐射臂的一端位于所述辐射片的中心，且在中心处相连;从垂直投影看，所述底面辐射臂位于相邻两所述顶面辐射臂之间；
[0011]所述顶面辐射臂的数量与所述底面辐射臂的数量相同，所述顶面辐射臂的数量以及所述底面辐射臂的数量都至少为四个，且都为偶数个，都两两相对。
[0012]较佳地，至少四个所述顶面辐射臂以及至少四个所述底面辐射臂都沿所述辐射片均匀分布，当底面辐射臂为四个时，为十字形分布，当为八个时，为米字形分布，或者为更多时类似。
[0013]较佳地，至少四个所述顶面辐射臂为一体化结构和/或至少四个所述底面辐射臂为一体化结构，方便制作，结构更稳定。
[0014]较佳地，所述顶面辐射臂的边缘设置有切口和/或凸起，进一步地，每个所述顶面辐射臂上设置有多个所述切口和/或凸起，能够调节谐振频率和带宽，实现更好的阻抗匹配。
[0015]较佳地，所述金属支撑片的数量与所述底部辐射壁的数量相同，每个所述金属支撑片对应一个所述底面辐射臂，所述支撑片设置于所述底面辐射臂的末端。
[0016]较佳地，所述辐射片和/或所述金属底盘为圆形、方形、多边形中的一种。
[0017]较佳地，所述顶面辐射臂为扇形、楔形、圆弧花瓣形、多边形中的一种。
[0018]较佳地，所述底面辐射臂为矩形、楔形、花瓣形、直线形中的一种。
[0019]较佳地，所述金属底盘的中心位置设置有开孔；
[0020]所述同轴电缆的一端在所述辐射片的中心位置处与所述辐射片相连，所述同轴电缆的另一端穿过所述开孔。
[0021 ]较佳地，所述垂直极化全向天线的外部罩有天线罩。
[0022]相较于现有技术，本发明具有以下优点:
[0023](I)本发明提供的垂直极化全向天线，通过将单极子天线巧妙变形，利用金属支撑片(相当于倒F天线的短路臂)实现垂直极化，实现了超低剖面，天线整体剖面高度为0.046λο，适当调整顶面辐射臂的结构尺寸，可以使金属支撑片高度更小，进而获得更低的剖面，远小于现有单极子天线的理论高度0.25λ0;
[0024](2)本发明提供的垂直极化全向天线，顶面辐射臂在辐射片上均匀分布，其电场分布也沿辐射片均匀分布，其具有优良的圆度，不圆度小于0.4dB;
[0025](3)本发明的垂直极化全向天线，整体结构材料包括一块PCB(即辐射片)、金属支撑片，金属底盘、同轴电缆以及天线罩，安装步骤只需4步:I)将金属支撑片安装在金属底盘，2)固定PCB，3)焊接同轴电缆，4)盖上天线罩，结构简单，质量轻便，安装方便。
[0026]当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【附图说明】
[0027]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明:
[0028]图1为本发明的实施例的垂直极化全向天线的结构示意图；
[0029]图2为本发明的实施例的辐射片的顶面图；
[0030]图3为本发明的实施例的辐射片的底面图；
[0031 ]图4为本发明的实施例的辐射片的俯视图；
[0032]图5为本发明的实施例的支撑片的设置示意图；
[0033]图6为本发明的实施例的垂直极化全向天线的侧视图；
[0034]图7为本发明的实施例的辐射片上的电流分布图；
[0035]图8为本发明的实施例的垂直极化全向天线的电场矢量图；
[0036]图9为本发明的实施例的垂直极化天线的驻波比图；
[0037]图10为本发明的实施例的垂直极化天下的水平面不圆度示意图；
[0038]图11为奔发明的时实施例的垂直极化取向图；
[0039]图12为本发明的较佳实施例的辐射片的俯视图；
[0040]图13为本发明的另一实施例的辐射片的俯视图；
[0041 ]图14为本发明的较佳实施例的辐射片的俯视图；
[0042]图15为本发明的另一实施例的辐射片的俯视图。
[0043]标号说明:1-福射片，2-金属支撑片，3-金属底盘，4-同轴电缆；
[0044]11-顶面辐射臂，12-底面辐射臂；
[0045]111-切口。
【具体实施方式】
[0046]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0047]下面结合图1-图11，对本发明的垂直极化全向天线做详细的描述，如图1所示为其结构示意图，其包括:辐射片1、金属支撑片2、金属底盘3以及同轴电缆4，其中，金属支撑片支撑于辐射片I和金属底盘3之间，用于在辐射片I和金属底片3之间形成空气间隙，适当的调整金属支撑片2的高度，可以改变天线的增益和阻抗带宽；同轴电缆4的芯线与辐射片I的中心电连接，同轴电缆4的外导体与金属底盘3电连接，，连接方式包括但不限于焊接，压接，铆接等；同轴电缆4的另一端与其他设备或者装置通过连接器连接。辐射片I上设置有顶面辐射臂11和底面辐射臂12，顶面辐射臂11设置于辐射片I的顶面，底面辐射臂12设置于辐射片I的底面，顶面辐射臂11的数量与底面辐射臂12的数量相等，都包括至少四个，本实施例以四个为例，顶面辐射臂11为扇形，四个顶面辐射臂11均匀设置在辐射片I的顶面，顶面辐射臂11组成的扇形组的圆心处开有小孔，用于焊接同轴电缆，如图2所示;底面辐射臂12为矩形，四个底面辐射臂12均匀设置在辐射片I的底面，呈十字分布，十字的摆放姿态如图3所示，顶面辐射臂11和底面辐射臂12的一端都位于辐射片I的中心，且在中心处相连;且从顶面透视投影来看，十字的4个矩形臂位于相邻两个顶扇形之间的缝隙区域，如图4所示。
[0048]如图5所示为本实施例的金属支撑片2的设置示意图，其数量与顶面辐射臂11以及底面辐射臂12的数量相等，也为四个，且分别设置于底面辐射臂12的靠近辐射片I的边缘的一端，本实施例中，金属支撑片为U形的矩形片，不同实施例中，也可以为L形;形状也不一定为矩形，也可以为圆柱形或六角柱形等其他的形状。
[0049]本实施例中，金属底盘3的中心处设置有开孔，孔径大小与同轴电缆4的外径相同，用于同轴电缆4从中穿过，天线的侧视图如图6所示，这样设置可以使天线结构更紧凑，结构更稳定。
[0050]如图7所示为本实施例的辐射片上的电流分布图，从图中可以看出，沿圆心呈中心对称的两个顶面辐射臂上的电流方向相反，这表明该一组顶面辐射臂上的电流在远场辐射上相互抵消，没有贡献;沿圆心呈中心对称的两个底面辐射臂上的电流方向也相反，这表明该一组底面辐射臂上的电流在远场辐射上也相互抵消，没有贡献。以上表明，当辐射片上的顶面辐射臂及底面辐射臂的数量为偶数时，由于电流方向相反，因此该天线没有水平极化分量。如图8所示为本实施例的垂直极化全向天线的电流矢量图，从图中可以看出，该天线电场矢量垂直于福射片I，确实为垂直极化。
[0051 ]本实施例的垂直极化全向天线的电性能良好，如图9-11所示，如图9所示为驻波比图，从图中可以看出，450MHz-470MHz范围内，端口驻波比小于2.5，天线辐射能量损失少，性能好;如图10所示为水平面不圆度示意图，从图中可以看出在450MHz-470MHz的工作频带范围内，水平面方向全向性优异，不圆度小于0.2dB;如图11所示为其增益曲线图，从图中可以看出，在450MHz-470MHz的工作频带范围内，增益大于1.53dBi。
[0052]较佳实施例中，为了使辐射更均匀，圆度越来越好，可以增加顶面辐射臂11和底面辐射臂12的数量，多个顶面辐射臂11均匀分布在辐射片I的顶面上，多个底面辐射臂12均匀分布在辐射片I的底面上，从垂直方向看，多个底面辐射臂12分别位于相邻两顶面辐射臂11之间，如图12所示为设置八个顶面辐射臂11和八个底面辐射臂12的辐射片的俯视图，八个顶面辐射臂11沿辐射片I的圆周均匀分布，八个底面辐射臂12分别位于相邻两顶面辐射臂11的缝隙之间，呈米字形分布。
[0053]不同实施例中，顶面辐射臂11也可以不为扇形，也可以为楔形、圆弧花瓣形、多边形中的一种，如图13所示为顶面辐射臂11呈楔形时的辐射片的俯视图。
[0054]较佳实施例中，可以在顶面辐射臂11上做切口处理，适当的调整切口尺寸参数，可以获得更低的谐振频率，并且可以进一步减小扇形的口径，进而可以进一步减小辐射片I的口径，缩小天线的尺寸，如图14所示为设置切口 111后的辐射片I的俯视图，在每个扇形的顶面辐射臂11的两侧边设置两个切口 111。不同实施例中，切口也可以为花瓣形或梯形等，每个顶面辐射臂11上的切口数量也不一定为两个，可以为一个或两个以上，可以根据需要进行设置。
[0055]不同实施例中，底面辐射臂12也可以不是较宽的矩形，可以为比较窄的长条形，如图15所示，适当的调整底面辐射臂12的长度和宽度，也可以达到矩形的效果。
[0056]上述实施例中，福射片以及金属底盘为圆形，方便加工，但是并不一定为圆形，也可以为方形或其他多边形。
[0057]此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。
【主权项】
1.一种垂直极化全向天线，其特征在于，包括:辐射片、金属支撑片、金属底盘以及同轴电缆，其中，所述金属支撑片设置于所述辐射片以及所述金属底盘之间，所述同轴电缆的一端与所述辐射片的中心电连接，且所述同轴电缆的外导体与所述金属底盘电连接； 所述辐射片设置有:顶面辐射臂以及底面辐射臂，所述顶面辐射臂设置于所述辐射面的顶面，所述底面辐射臂设置于所述辐射面的底面，所述顶面辐射臂的一端以及所述底面辐射臂的一端位于所述辐射片的中心，且在中心处相连;从垂直投影看，所述底面辐射臂位于相邻两所述顶面辐射臂之间； 所述顶面辐射臂的数量与所述底面辐射臂的数量相同，所述顶面辐射臂的数量以及所述底面辐射臂的数量都至少为四个，且都为偶数个，都两两相对。2.根据权利要求1所述的垂直极化全向天线，其特征在于，至少四个所述顶面辐射臂以及至少四个所述底面辐射臂都沿所述辐射片均匀分布。3.根据权利要求2所述的垂直极化全向天线，其特征在于，至少四个所述顶面辐射臂为一体化结构和/或至少四个所述底面辐射臂为一体化结构。4.根据权利要求1所述的垂直极化全向天线，其特征在于，所述顶面辐射臂的边缘设置有切口和/或凸起，进一步地， 每个所述顶面辐射臂上设置有多个所述切口和/或凸起。5.根据权利要求1所述的垂直极化全向天线，其特征在于，所述金属支撑片的数量与所述底部辐射壁的数量相同，每个所述金属支撑片对应一个所述底面辐射臂，所述支撑片设置于所述底面辐射臂的末端。6.根据权利要求1所述的垂直极化全向天线，其特征在于，所述辐射片和/或所述金属底盘为圆形、方形、多边形中的一种。7.根据权利要求1所述的垂直极化全向天线，其特征在于，所述顶面辐射臂为扇形、圆弧花瓣形、多边形中的一种。8.根据权利要求1所述的垂直极化全向天线，其特征在于，所述底面辐射臂为矩形、楔形、花瓣形、直线形中的一种。9.根据权利要求1所述的垂直极化全向天线，其特征在于，所述金属底盘的中心位置设置有开孔； 所述同轴电缆的一端在所述辐射片的中心位置处与所述辐射片相连，所述同轴电缆的另一端穿过所述开孔。10.根据权利要求1至9任一项所述的垂直极化全向天线，其特征在于，所述垂直极化全向天线的外部罩有天线罩。
【文档编号】H01Q1/36GK105914453SQ201610294785
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】张凯, 董孩李
【申请人】上海安费诺永亿通讯电子有限公司