專利名稱：室內(nèi)雙極化全向吸頂天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)通信室內(nèi)分布天線，尤其涉及一種包括垂直極化天線和水平極化天線的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線。
背景技術(shù)：
室內(nèi)分布系統(tǒng)是當(dāng)今無(wú)線通信系統(tǒng)重要的組成部分，室內(nèi)分布天線的性能直接影響系統(tǒng)的整體表現(xiàn)。隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)的復(fù)雜度越來(lái)越高，對(duì)天線也提出了新的要求與挑戰(zhàn)。因此設(shè)計(jì)并采用新型高性能的室內(nèi)分布天線對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)而言至關(guān)重要。目前室內(nèi)吸頂天線的實(shí)現(xiàn)形式有單錐、單錐加球冠或雙錐結(jié)構(gòu)的，但是這些天線都是單極化的，在室內(nèi)信號(hào)覆蓋方面存在著固有的盲區(qū)和陰影區(qū)，而且在當(dāng)今高效、高質(zhì)量、高容量、高速率傳輸數(shù)據(jù)的情況下，容易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)阻塞以致掉話，不能應(yīng)用于TD-SCDMA、TD-LTE等系統(tǒng)中。為了提高無(wú)線通信系統(tǒng)的頻譜利用率，在不增加頻譜資源的情況下，盡可能大地提高系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的能力，則需要采用新型雙極化吸頂天線。尤其是在室內(nèi)多徑反射顯著的場(chǎng)合中，雙極化吸頂天線可以通過(guò)極化分集實(shí)現(xiàn)信號(hào)的良好覆蓋，同時(shí)可以兼容2G、3G以及TD-LTE等移動(dòng)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)共用，節(jié)省工程資源。但是要在保證吸頂天線性能的前提下實(shí)現(xiàn)雙極化，天線的尺寸普遍會(huì)變得很大，在使用過(guò)程中容易受到用戶的排斥。2010年7月14日公布的申請(qǐng)公布號(hào)為CN 101777704A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書，公開了一種室內(nèi)全向天線，其包括一垂直極化天線和一水平極化天線，垂直極化天線與水平極化天線之間設(shè)有隔板，可提高兩個(gè)極化天線之間的非相關(guān)性(即隔離度)，滿足LTE系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)全向天線雙極化的要求。但是該專利中的水平極化天線的帶寬有限，而且高頻段的輻射方向圖圓度特性欠佳，不能滿足TD-SCDMA/TD-LTE的帶寬要求。2010年12月15日公布的申請(qǐng)公布號(hào)為CN 101916909A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書，公開了一種雙極化全向吸頂天線，由水平與垂直兩種極化構(gòu)成，上錐振子、介質(zhì)基板和下錐振上下依次排列，上錐振子和下錐振子分別與同軸電纜的芯線和外導(dǎo)體連接，構(gòu)成垂直極化的全向天線；對(duì)稱振子及寄生單元位于介質(zhì)基板的背面，饋電巴倫線位于介質(zhì)基板的正面，同軸電纜的外導(dǎo)體與對(duì)稱振子相連，同軸電纜的芯線與饋電巴倫相連，4 一6個(gè)對(duì)稱振子在介質(zhì)基板上組成圓環(huán)陣列，構(gòu)成水平極化的全向天線。該雙極化室內(nèi)分布系統(tǒng)天線垂直極化就能夠滿足GSM系統(tǒng)覆蓋需求；LTE系統(tǒng)收發(fā)天線由垂直和水平兩種極化構(gòu)成，使得水平和垂直極化能實(shí)現(xiàn)MMO功能，極化復(fù)用使LTE室內(nèi)信號(hào)覆蓋和利用達(dá)到最佳狀態(tài)。適用于GSM、DCS、TD-SCDMA、TD-LTE、WCDMA、CDMA2000等多制式系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋。但是這種雙極化全向吸頂天線尺寸較大，極化隔離度較差，無(wú)法滿足系統(tǒng)要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能同時(shí)工作在2G、3G以及TD-LTE頻段，尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、隔離度高的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，它能顯著改善室內(nèi)信號(hào)覆蓋，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)共用，節(jié)省工程資源。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型室內(nèi)雙極化全向吸頂天線包括提供有頂部端面的垂直極化天線和水平極化天線，所述垂直極化天線包括作為輻射振子使用的錐形振子，所述水平極化天線包括設(shè)置在水平極化介質(zhì)板上的水平輻射振子，所述水平極化介質(zhì)板置于所述垂直極化天線所提供的頂部端面上方，所述水平輻射振子置于所述水平極化介質(zhì)板的頂面與底面之內(nèi)，所述水平極化介質(zhì)板的直徑小于或等于所述垂直極化天線頂部端面的直徑。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，錐形振子包括倒圓錐體部；還可以包括圓柱或圓臺(tái)體部，圓柱或圓臺(tái)體部位于倒圓錐體部的上方，可以一體成型。作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，錐形振子的倒圓錐體部與一支撐座相連接，支撐座呈圓柱狀，中心開有貫通的導(dǎo)線孔，頂部有一倒錐形凹槽，該凹槽與倒圓錐體部端部配合安裝。支撐座下方連接具有反射板功能的垂直極化金屬板，垂直極化金屬板為圓板形，中心開有圓孔，支撐座的導(dǎo)線孔安裝在圓孔上，圓孔底部與一提供信號(hào)輸入的第一同軸電纜的外導(dǎo)體連接以便接地，第一同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體可穿過(guò)圓孔、支撐座的導(dǎo)線孔與錐形振子連接。作為本實(shí)用新型的又一種優(yōu)選方案，水平輻射振子包括分別置于水平極化介質(zhì)板頂面和底面周向均勻分布、呈中心放射狀的頂面振子陣列和底面振子陣列。頂面振子陣列和底面振子陣列可以分別由3至6個(gè)對(duì)數(shù)周期振子陣或Vivaldi振子陣構(gòu)成。底面振子陣列與提供信號(hào)輸入的第二同軸電纜的外導(dǎo)體連接，頂面振子陣列與提供信號(hào)輸入的第二同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體連接。上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將水平極化介質(zhì)板置于垂直極化輻射振子的上方，其上水平輻射振子的徑向尺寸小于或等于垂直極化天線頂部端面的直徑，在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)，提高了兩個(gè)極化之間的隔離度，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的水平輻射振子位于中間的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，隔離度可以提高5-10dB，從而確保駐波比達(dá)到較佳效果。經(jīng)實(shí)測(cè)，在TD-SCDMA和TD-LTE頻段，兩個(gè)極化的隔離度< -35dB，交叉極化比< -20dB。本實(shí)用新型的產(chǎn)品能同時(shí)工作在2G、3G以及TD-LTE頻段，在保證較好的電氣性能的同時(shí)，使吸頂天線的整體尺寸變得更為小巧，而結(jié)構(gòu)可靠性提高，造價(jià)成本降低；實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)共用，增強(qiáng)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的能力，提高無(wú)線通信系統(tǒng)的頻譜利用率；在室內(nèi)多徑反射顯著的場(chǎng)合，可以通過(guò)極化分集實(shí)現(xiàn)室內(nèi)信號(hào)的良好覆蓋。

圖1是本實(shí)用新型的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線的內(nèi)部透視圖(天線罩和第一同軸電纜、第二同軸電纜未示出)；圖2是圖1所示的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線的俯視圖；圖3是垂直極化天線輻射振子的主視圖；圖4是垂直極化金屬板的主視圖和右視圖；圖5是調(diào)節(jié)片的不意圖；圖6支撐座的縱剖圖；[0020]圖7是水平極化介質(zhì)板的俯視圖；圖8是水平極化介質(zhì)板的仰視圖；圖9是室內(nèi)雙極化全向吸頂天線的極化隔離度特性曲線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明:請(qǐng)參閱圖1、圖2，本實(shí)用新型室內(nèi)雙極化全向吸頂天線包括提供有頂部端面的垂直極化天線和水平極化天線，水平極化天線置于垂直極化天線所提供的頂部端面上方。此夕卜，為了封裝垂直極化天線與水平極化天線，還應(yīng)設(shè)置一與所述天線底板相組裝的天線罩(未圖示)，將垂直極化天線與水平極化天線封裝于兩者形成的內(nèi)部空間中。如圖1所示，垂直極化天線包括錐形振子1、調(diào)節(jié)片2、支撐座3以及垂直極化金屬板4。所述錐形振子I如圖3所示，包括呈圓柱體的上部11和呈倒圓錐體的下部12，上部11與下部12可一體成型。垂直極化錐形振子采用上部圓柱體加下部倒圓錐體，圓錐到圓柱的漸變形式實(shí)現(xiàn)了垂直極化天線的超寬帶特性，同時(shí)也盡可能減小了天線的整體尺寸。本實(shí)施例上部11為一圓柱體，在其他實(shí)施例中，也可以圓臺(tái)體代替本實(shí)施例中的呈圓柱體的上部11，還可以省略該上部11。垂直極化金屬板4同時(shí)具有反射板的功能,如圖4所不為圓板形，中心開有圓孔40，圓孔40底部與一提供信號(hào)輸入的第一同軸電纜(未圖示)的外導(dǎo)體連接以便接地，第一同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體可穿過(guò)該垂直極化金屬板4的中心圓孔40與錐形振子I連接。錐形振子I與垂直極化金屬板4之間通過(guò)3至6個(gè)調(diào)節(jié)片2進(jìn)行連接，調(diào)節(jié)片2如圖5所示呈曲折狀，各調(diào)節(jié)片2 —端緊鎖于垂直極化金屬板4上，另一端則被緊鎖在錐形振子I上，并由各調(diào)節(jié)片2將錐形振子I支撐起。通過(guò)在垂直極化金屬板4頂面設(shè)置調(diào)節(jié)片2，既解決了垂直極化天線直流接地的功能，又確保了垂直極化天線低駐波比的特性。如圖6所示，錐形振子I的呈倒圓錐體的下部12與支撐座3相連接，該支撐座3呈圓柱狀，可采用金屬材質(zhì)，其高度和直徑均可根據(jù)天線阻抗匹配的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。在支撐座3的中心開有貫通的導(dǎo)線孔30，支撐座3的導(dǎo)線孔30安裝在垂直極化金屬板4的圓孔40上，第一同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體穿過(guò)圓孔40、導(dǎo)線孔30與錐形振子I的下部實(shí)現(xiàn)連接，此連接可采用焊接或者螺母緊固的方式實(shí)現(xiàn)。支撐座3的頂部有一倒錐形凹槽31，凹槽31與垂直極化天線的錐形振子I的下部12端部配合安裝。請(qǐng)參閱圖1、圖2，所述的垂直極化輻射振子I上方裝設(shè)所述水平極化天線，該水平極化天線包括水平極化介質(zhì)板6，水平極化介質(zhì)板6為一種單層雙面介質(zhì)板，呈圓形片狀。如圖7、圖8所示，水平極化介質(zhì)板6的頂面和底面分別周向均勻分布、呈中心放射狀的由3 - 6個(gè)對(duì)數(shù)周期振子陣環(huán)形排列設(shè)置組成的頂面圓環(huán)振子陣列5和底面圓環(huán)振子陣列7。其中，底面圓環(huán)振子陣列7與提供信號(hào)輸入的第二同軸電纜(未圖示)的外導(dǎo)體連接，頂面圓環(huán)振子陣列5與提供信號(hào)輸入的第二同軸電纜(未圖示)的內(nèi)導(dǎo)體連接。在本實(shí)施例中，頂面圓環(huán)振子陣列5和底面圓環(huán)振子陣列7均采用對(duì)數(shù)周期振子陣形式，在其它實(shí)施例中，也可以優(yōu)選為Vivaldi振子陣。為了確保覆蓋效果及極化隔離度要求，水平極化介質(zhì)板6及其頂面圓環(huán)振子陣列5和底面圓環(huán)振子陣列7的徑向尺寸小于或等于錐形振子I的直徑。[0031]第一同軸電纜與第二同軸電纜均穿過(guò)垂直極化金屬板4(未圖示)，通常，為第一同軸電纜和第二同軸電纜各提供饋電連接器，饋電連接器裝設(shè)于垂直極化金屬板4的底面上(未圖示)，此結(jié)構(gòu)為目前的慣用技術(shù)手段，故不詳述。圖9是本實(shí)用新型的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線極化隔離度測(cè)試圖像，示出了本實(shí)用新型兩個(gè)極化端口之間的極化隔離度，其橫坐標(biāo)表示頻率，縱坐標(biāo)表示隔離度數(shù)值。所述垂直極化天線與所述水平極化天線在空間上由垂直極化輻射振子I隔開，且水平極化介質(zhì)板6的徑向尺寸不超過(guò)垂直極化輻射振子I的直徑，具有較高的極化隔離度，在TD-SCDMA和TD-LTE頻段，極化隔離度< -35dB，交叉極化比< -20dB。使用上述結(jié)構(gòu)的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線,天線的整體尺寸進(jìn)一步減小，無(wú)線通信系統(tǒng)的頻譜利用率提高，在室內(nèi)多徑反射顯著的場(chǎng)合，可以通過(guò)極化分集實(shí)現(xiàn)室內(nèi)信號(hào)的良好覆蓋。該室內(nèi)雙極化全向吸頂天線可以同時(shí)兼容2G、3G以及TD-LTE等移動(dòng)通信系統(tǒng)，不僅能替代現(xiàn)網(wǎng)中的吸頂天線，而且解決了 TD-LTE與現(xiàn)有室分共天線的問(wèn)題，通過(guò)多頻段合路與現(xiàn)有GSM/TD-SCDMA系統(tǒng)合路，通過(guò)雙極化振子在一副物理天線中實(shí)現(xiàn)ΜΜ0，使得TD-LTE的室分建設(shè)、改造的工程造價(jià)顯著下降。容易看出，按照本實(shí)用新型制造的天線具有較強(qiáng)的環(huán)境適用性，駐波比低，隔離度高，天線性能優(yōu)越，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、易于制造、價(jià)格便宜并且安裝使用方便。以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型而并非限制本實(shí)用新型所描述的技術(shù)方案。因此，盡管本說(shuō)明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型權(quán)利要求保護(hù)的范圍之中。
權(quán)利要求1.一種室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，包括提供有頂部端面的垂直極化天線和水平極化天線，所述垂直極化天線包括作為輻射振子使用的錐形振子，所述水平極化天線包括設(shè)置在水平極化介質(zhì)板上的水平輻射振子，其特征在于:所述水平極化介質(zhì)板置于所述垂直極化天線所提供的頂部端面上方，所述水平輻射振子置于所述水平極化介質(zhì)板的頂面與底面之內(nèi)，所述水平極化介質(zhì)板的直徑小于或等于所述垂直極化天線頂部端面的直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，其特征在于:所述錐形振子包括倒圓錐體部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，其特征在于:所述錐形振子還包括圓柱或圓臺(tái)體部，所述圓柱或圓臺(tái)體部位于所述倒圓錐體部底部的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，其特征在于:所述錐形振子一體成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，其特征在于:所述倒圓錐體部與一支撐座相連接，所述支撐座呈圓柱狀，中心開有貫通的導(dǎo)線孔，頂部有一倒錐形凹槽，該凹槽與所述倒圓錐體部端部配合安裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，其特征在于:所述垂直極化天線包括具有反射板功能的垂直極化金屬板，所述垂直極化金屬板為圓板形，中心開有圓孔，所述支撐座的導(dǎo)線孔安裝在所述圓孔上，圓孔底部與一提供信號(hào)輸入的第一同軸電纜的外導(dǎo)體連接以便接地，第一同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體可穿過(guò)圓孔、支撐座的導(dǎo)線孔與所述錐形振子連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，其特征在于:所述錐形振子與所述垂直極化金屬板之間通過(guò)3至6個(gè)調(diào)節(jié)片支撐連接，所述調(diào)節(jié)片呈曲折狀，一端固定于垂直極化金屬板上，另一端固定于錐形振子上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，其特征在于:所述水平輻射振子包括分別置于水平極化介質(zhì)板頂面和底面周向均勻分布、呈中心放射狀的頂面振子陣列和底面振子陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，其特征在于:所述頂面振子陣列和底面振子陣列分別由3至6個(gè)對(duì)數(shù)周期振子陣或Vivaldi振子陣構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，其特征在于:所述底面振子陣列與提供信號(hào)輸入的第二同軸電纜的外導(dǎo)體連接，所述頂面振子陣列與提供信號(hào)輸入的第二同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種能同時(shí)工作在2G、3G以及TD-LTE頻段，尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、隔離度高的室內(nèi)雙極化全向吸頂天線，包括提供有頂部端面的垂直極化天線和水平極化天線，垂直極化天線包括作為輻射振子使用的錐形振子，水平極化天線包括設(shè)置在水平極化介質(zhì)板上的水平輻射振子，水平極化介質(zhì)板置于垂直極化天線所提供的頂部端面上方，水平輻射振子置于水平極化介質(zhì)板的頂面與底面之內(nèi)，水平極化介質(zhì)板的直徑小于或等于垂直極化天線頂部端面的直徑。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了站點(diǎn)共用，提高無(wú)線通信系統(tǒng)的頻譜利用率；在室內(nèi)多徑反射顯著的場(chǎng)合，可以通過(guò)極化分集實(shí)現(xiàn)室內(nèi)信號(hào)的良好覆蓋。
文檔編號(hào)H01Q21/24GK203013939SQ201220646810
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者劉聰, 劉培濤, 孫善球 申請(qǐng)人:京信通信系統(tǒng)(中國(guó))有限公司