專利名稱：中等增益的寬頻帶全向天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
無線電通信設(shè)備，電磁場與微波技術(shù)，移動通信天線。
背景技術(shù)：
由于無線電通信設(shè)備和電子設(shè)備朝著多功能，小型化，超寬帶及與周圍環(huán)境友好協(xié)調(diào)的方向發(fā)展，這使得寬頻帶，小型化天線的研究成為國內(nèi)外移動通信行業(yè)的熱點課題，它涉及到天線的加載和電抗補償技術(shù)，小天線外型的優(yōu)化設(shè)計，適合于不同小區(qū)信號覆蓋的小天線寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計以及多頻段共用天線的集成設(shè)計，把多個頻段集成為一種天線結(jié)構(gòu)是當(dāng)前天線技術(shù)發(fā)展的一種趨勢，也是實現(xiàn)設(shè)備小型化的推動力。以往的天線產(chǎn)品是針對不同的工作頻段進行設(shè)計的， 一般尺寸和體積都比較大，各不同的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獨立設(shè)計，是否兼容或兼容的程度取決于天線系統(tǒng)的帶寬及相應(yīng)的性能，有些通信產(chǎn)品系統(tǒng)集成時使用頻率和路器，不便于安裝，提高了成本，而且開發(fā)的都是定向天線產(chǎn)品，雖然也有為數(shù)很少的寬頻帶全向天線產(chǎn)品，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高，而且性能上存在一些缺陷，不宜推廣，這樣給移動通信小區(qū)覆蓋造成了一定的難度，因此開發(fā)多頻段小型化，結(jié)構(gòu)簡單，省電減排，成本低廉的寬頻帶全向天線是十分必要的。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種中等的增益寬頻帶全向天線。
本實用新型的主饋線6給主振子饋電主饋線6連接一分為二功分器16的輸入端， 一分為二功分器16輸出端的等長第一饋線17和第二饋線18分別給上主振子和下主振子饋電，上下主振子的間距約為0. 8入0，入0為中心頻率對應(yīng)的波長；主振子包括上振子12和下振子13，上振子12、下振子13的下端口32短接在一起且之間設(shè)有塑料固定小盤5，在主振子中間穿有中空的銅管4，銅管4外面分別套有內(nèi)層套筒8和外層套筒7，在上振子12的內(nèi)層套筒8中添加有兩層介質(zhì)環(huán)塊14。主振子中間起始段采用漸變過渡形式，漸變部分與中心銅管4的夾角為30° —45° 。介質(zhì)環(huán)塊14由四氟己烯制成。介質(zhì)環(huán)塊14的厚度是可調(diào)的，兩層介質(zhì)
3環(huán)塊14的間距亦是可調(diào)的。本發(fā)明還可以增加垂直大補償片9接于外套筒7的外壁，且垂向主振子中心的水平線；在上下振子形成的夾角處設(shè)有垂直小補償片IO和傾斜補償片11，傾斜補償片11的兩端分別連接在上下振子的外壁，傾斜補償片11與饋電點34在電氣上連接在
一起，與傾斜補償片ii對稱的另一側(cè)有垂直小補償片io，垂直小補償片10的兩端分別連接在上下振子的外壁。在主振子的外部介質(zhì)天線罩3，在天線罩3的兩端設(shè)有上、下定位蓋1和2，中心銅管4穿過下定位蓋2。天線罩3采用由PVC熟料或玻璃鋼管做成的天線罩。有益效果
1、 由于該天線采用了粗振子及漸變段和雙套筒電抗補償措施，不僅保證了寬頻帶的阻抗匹配特性，同時大大減小了輻射單元的尺寸，更有利于省電減排。
2、 在天線結(jié)構(gòu)中，中空的銅管起到三重作用a 、支撐天線輻射體
b 、饋線從中空銅管中穿入及穿出，在管中鋪設(shè)，有效地防止了饋線對天線輻射方向圖的影響，使饋線輻射單元可沿該管自由移動有利于改變陣元間距及饋電相位，達到方便地改變方向圖特性，調(diào)節(jié)天線波束寬度的目的。
c、它起著雙層同軸扼流套筒內(nèi)導(dǎo)體的作用，同時套在它上面的介質(zhì)套管起到調(diào)諧作用，省去了多種補償片，保持了輻射振子在結(jié)構(gòu)上的對稱性，因而使天線具有良好的方向性和均勻性。
3、 值得進步說明的是2中b點由于天線結(jié)構(gòu)上的特點，可以方便地調(diào)整天線的波束寬度，對于低增益全向天線而言，它的波束己經(jīng)足夠?qū)捔?，不便于也無需調(diào)整了，主要針對中高增益的全向天線進行調(diào)整，可以把它們當(dāng)作二元天線陣處理，根據(jù)需要，天線要覆蓋高層建筑，就要展寬波束寬度，展寬的辦法就是改變陣元間距和改變各陣元的饋電相位(不再是各單元等長的饋線了)，能在較大的范圍內(nèi)改變天線波束寬度，比如，達到6(F。左右的波束寬度是不成問題的，相應(yīng)地天線增益就要降低2-3dBi左右，甚至損失更多一點。
說明書附圖


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型的主振子結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行更詳細的說明。圖l、圖2，其中l(wèi)為上定位蓋，2為下定位蓋，3為天線罩，4為銅管，5為塑料固定小盤，6為主饋線，7為外層套筒，8為內(nèi)層套筒，9為大補償片，IO為小補償片，U為傾斜補償片，12為上振子，13為下振子，14為介質(zhì)環(huán)塊，16為一分為二功分器，17為第一饋線，18為第二饋線，31為上端口， 32為下端口， 34為饋電點。
在現(xiàn)代通信等電子設(shè)備系統(tǒng)中，使用的天線種類繁多，其中套筒振子天線以其良好的寬頻帶特性得到了廣泛的應(yīng)用，但它的寬頻帶特性遠遠滿足不了目前移動通信所使用的頻率范圍(800-2500M/HZ)同時，與普通偶振子天線類似，套筒偶振子天線的總長度通常取為工作頻段下限頻率所對應(yīng)的半波長，而本方案為了適應(yīng)小型化的需求，實際采用的尺寸遠小于入max/2 (Amax為對應(yīng)的最長工作波長)，我們在全向陣列天線中，采用的單元同軸套筒天線其長度為100mm，遠小于正常的Amax/2^83.5mm的長度，在寬頻段全向陣列天線中傳統(tǒng)的串并聯(lián)饋電方式無法滿足全頻段方向圖不發(fā)生畸變，故在本方案中采用等幅同相不等間距并聯(lián)饋電(二元以上陣列中將用之)有效地避免了垂直面方向圖的畸變。
來自通信機的信號經(jīng)主饋線6連接一分為二功分器16的輸入端， 一分為二功分器16輸出端的等長第一饋線17和第二饋線18分別給上主振子和下主振子饋電，上下主振子的間距約為0.8入。，入。為中心頻率對應(yīng)的波長。主振子包括上振子12和下振子13，上振子12、下振子13的下端口32短接在一起且之間設(shè)有塑料固定小盤5，在主振子中間穿有中空的銅管4，銅管4外面分別套有內(nèi)層套筒8和外層套筒7，外層套筒7和內(nèi)層套筒8形成多頻工作的主輻射單元，雙層套筒在上端口 31接于中空的銅管4，起到雙層厄流的作用，彌補了由于主振子過長上端電流弱的缺點，使電流形成回路，從而使天線上的電流為行波分布，減小了電流的反射，這是電抗補償措施之一。上振子12、下振子13的下端口 32短接在一起且之間設(shè)有塑料固定小盤5，并共同由同軸線饋電。下振子13在上端口 31接于中心銅管4之上，由于同軸線在高頻時可以實現(xiàn)能量的輻射，等效于天線，采用此種安裝方案，中空的銅管4可以屏蔽掉同軸線向外輻射電磁能量，而且對偶極子饋電，起到了巴倫的作用。這種偶極子近似工作于l/2波長，外層套筒7尺寸對低頻段設(shè)計，內(nèi)層套筒8尺寸針對高頻設(shè)計。下面的兩層套筒作為主振子的負極，這種結(jié)構(gòu)是一種偶極子單元。在上振子12的內(nèi)層套筒8中添加有兩層介質(zhì)環(huán)塊14 (一般用四氟已烯制成)，可以對天線特性阻抗進行進一步調(diào)試，使天線的輸入阻抗接近于50歐姆，與軸線特性阻抗相匹配，這是電抗補償之二，該介質(zhì)環(huán)塊14的厚度是可調(diào)的直到頻率發(fā)生諧振即匹配最佳為止，兩層介質(zhì)環(huán)塊14的間距亦是可調(diào)的，為了進一步改善匹配，可增加垂直大補償片9和垂直小補償片10及傾斜補償片11;垂直大補償片9接于外套筒7的外壁，且垂向主振子中心的水平線；在上下振子形成的夾角處設(shè)有垂直小補償片IO和傾斜補償片11，傾斜補償片11的兩端分別連接在上下振子的外壁，傾斜補償片11與饋電點34在電氣上連接在一起，與傾斜補償片11對稱的另一側(cè)有垂直小補償片10，垂直小補償片IO的兩端分別連接在上下振子的外壁。為了改善阻抗匹配，主振子中間起始段采用漸變過渡形式，漸變部分與中心銅管4的夾角為30。 一45° 。在上、下振子的外部介質(zhì)天線罩3，它是由PVC熟料或玻璃鋼管做成的保護天線的外罩， 一般要求它對電磁的衰減要小，機械強度好，環(huán)境適應(yīng)性強，最后利用上、下定位蓋1和2進行封裝，中心銅管4穿過下定位蓋2。
這種振子的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、易于安裝和固定，在同一個結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)多頻工作，便于系統(tǒng)集成。
雖然本實用新型已以較佳實施例公開如上，但它們并不是用來限定本實用新型，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本實用新型之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤飾，因此本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求保護范圍所界定的為準。
權(quán)利要求1、一種中等增益的寬頻帶全向天線，主饋線(6)給主振子饋電，主振子包括上振子(12)和下振子(13)，其特征在于主饋線(6)連接一分為二功分器(16)的輸入端，一分為二功分器(16)輸出端的等長第一饋線(17)和第二饋線(18)分別給上主振子和下主振子饋電，上下主振子的間距約為0.8入0，入0為中心頻率對應(yīng)的波長；上振子(12)、下振子(13)的下端口(32)短接在一起且之間設(shè)有塑料固定小盤(5)，在主振子中間穿有中空的銅管(4)，銅管(4)外面分別套有內(nèi)層套筒(8)和外層套筒(7)，在上振子(12)的內(nèi)層套筒(8)中添加有兩層介質(zhì)環(huán)塊(14)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中等增益的寬頻帶全向天線，其特征在于主振子中間起始段 采用漸變過渡形式，漸變部分與中心銅管(4)的夾角為30° —45° 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中等增益的寬頻帶全向天線，其特征在于介質(zhì)環(huán)塊(14)由 四氟己烯制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中等增益的寬頻帶全向天線，其特征在于介質(zhì)環(huán)塊(14)的 厚度是可調(diào)的，兩層介質(zhì)環(huán)塊(14)的間距亦是可調(diào)的。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中等增益的寬頻帶全向天線，其特征在于在外套筒(7)的 外壁設(shè)有垂直大補償片(9)，且垂直大補償片(9)垂向主振子中心的水平線；在上下振子形成的夾角處設(shè)有垂直小補償片(10)和傾斜補償片(11)，傾斜補償片(11)的兩端分別連接 在上下振子的外壁，傾斜補償片(11)與饋電點(34)在電氣上連接在一起，與傾斜補償片 (11)對稱的另一側(cè)有垂直小補償片(10)，垂直小補償片(10)的兩端分別連接在上下振子 的外壁。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的中等增益的寬頻帶全向天線，其特征在于在 主振子的外部介質(zhì)天線罩(3)，在天線罩(3)的兩端設(shè)有上、下定位蓋(1)和(2)，中心 銅管(4)穿過下定位蓋(2)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的中等增益的寬頻帶全向天線，其特征在于天線罩(3)采用 由PVC熟料或玻璃鋼管做成的天線罩。
專利摘要本實用新型涉及一種中等增益的寬頻帶全向天線，主饋線(6)給主振子饋電，主振子包括上振子(12)和下振子(13)，其特征在于主饋線(6)連接一分為二功分器(16)的輸入端，一分為二功分器(16)輸出端的等長第一饋線(17)和第二饋線(18)分別給上主振子和下主振子饋電，上下主振子的間距約為0.8入₀，入₀為中心頻率對應(yīng)的波長；上振子(12)、下振子(13)的下端口(32)短接在一起且之間設(shè)有塑料固定小盤(5)，在主振子中間穿有中空的銅管(4)，銅管(4)外面分別套有內(nèi)層套筒(8)和外層套筒(7)，在上振子(12)的內(nèi)層套筒(8)中添加有兩層介質(zhì)環(huán)塊(14)。
文檔編號H01Q21/28GK201298594SQ200820160548
公開日2009年8月26日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者燕 徐, 李渠塘, 邢紅兵 申請人:邢紅兵