專利名稱：高增益寬頻帶全向天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
無(wú)線電通信設(shè)備，電磁場(chǎng)與微波技術(shù)，移動(dòng)通信天線。
背景技術(shù)：
由于無(wú)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(guó)內(nèi)外移動(dòng)通信行業(yè)的熱點(diǎn)課題，它涉及到天線的加載和電抗補(bǔ)償技術(shù)，小天線外型的優(yōu)化設(shè)計(jì)，適合于不同小區(qū)信號(hào)覆蓋的小天線寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)以及多頻段共用天線的集成設(shè)計(jì)，把多個(gè)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(shì)，也是實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化的推動(dòng)力。以往的天線產(chǎn)品是針對(duì)不同的工作頻段進(jìn)行設(shè)計(jì)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(dú)立設(shè)計(jì)，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(shí)使用頻率和路器，不便于安裝，提高了成本，而且開(kāi)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(dòng)通信小區(qū)覆蓋造成了一定的難度，因此開(kāi)發(fā)多頻段小型化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省電減排，成本低廉的寬頻帶全向天線是十分必要的。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種高增益寬頻帶全向天線。
本實(shí)用新型的主饋線6給主振子饋電，主饋線6連接一分為四功分器26的輸入端， 一分為四功分器26輸出端等長(zhǎng)的第一饋線17、第三饋線24、第二饋線18、第四饋線25分別給上下直線排列的四元主振子饋電，上下主振子的間距約為0.8入o，入o為中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；主振子包括上振子12和下振子13，其特征在于上振子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(pán)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(guò)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由四氟已烯制成。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。本實(shí)用新
4型還可以增加垂直大補(bǔ)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(bǔ)償片IO和傾斜補(bǔ)償片11，傾斜補(bǔ)償片11的兩端分別連接在上
下振子的外壁，傾斜補(bǔ)償片11與饋電點(diǎn)34在電氣上連接在一起，與傾斜補(bǔ)償片11對(duì)稱的另 一側(cè)有垂直小補(bǔ)償片10，垂直小補(bǔ)償片10的兩端分別連接在上下振子的外壁。在四元主振 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(guò)下定位 蓋2。此分路器可選用一分為六功分器，給六元主振字饋電，也可選用一分為八功分器，給 八元主振字饋電。 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(bǔ)償措施，不僅保證了寬頻帶的阻抗 匹配特性，同時(shí)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(duì)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(dòng)有利于改變陣元間距及饋電相位，達(dá)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(shí)套在它上面的介質(zhì)套管起到調(diào)諧作用， 省去了多種補(bǔ)償片，保持了輻射振子在結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱性，因而使天線具有良好的方向性和均 勻性。
3、 值得進(jìn)步說(shuō)明的是2中b點(diǎn)由于天線結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，可以方便地調(diào)整天線的波束寬 度，對(duì)于低增益全向天線而言，它的波束已經(jīng)足夠?qū)捔?，不便于也無(wú)需調(diào)整了，主要針對(duì)中 高增益的全向天線進(jìn)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(zhǎng)的饋線了)，能在較大的范圍內(nèi)改變天線波束寬度，比如，達(dá)到60%左右的波束寬 度是不成問(wèn)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(diǎn)。
說(shuō)明書(shū)附圖


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型的主振子結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
200820160549.7
說(shuō)明書(shū)第3/4頁(yè)
以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)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(pán)，6為主饋線，7為外層套筒，8為內(nèi)層套筒，9為大補(bǔ)償片，IO為小補(bǔ)償片，ll為傾斜補(bǔ) 償片，12為上振子，13為下振子，14為介質(zhì)環(huán)塊，17為第一饋線，18為第二饋線，24為第 三饋線，25為第四饋線，26—分為四功分器，31為上端口， 32為下端口， 34為饋電點(diǎn)。
來(lái)自通信機(jī)的信號(hào)經(jīng)主饋線6連接一分為四功分器26的輸入端， 一分為四功分器26輸出 端等長(zhǎng)的第一饋線17、第三饋線24、第二饋線18、第四饋線25分別給上下直線排列的四元 主振子饋電，上下主振子的間距約為0.8入o，入o為中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。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(pán) 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(bǔ)了由于主振子過(guò)長(zhǎng)上端電流弱的缺點(diǎn)，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(bǔ)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(pán)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(shí)可以實(shí)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(duì)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(zhǎng)，外層套筒7尺寸對(duì)低頻段設(shè)計(jì)，內(nèi)層套 筒8尺寸針對(duì)高頻設(shè)計(jì)。下面的兩層套筒作為主振子的負(fù)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(duì)天線特 性阻抗進(jìn)行進(jìn)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(bǔ)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(jìn)一步改善匹配，可增加垂直大補(bǔ)償片9和垂直小補(bǔ)償片10 及傾斜補(bǔ)償片ll;垂直大補(bǔ)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(bǔ)償片IO和傾斜補(bǔ)償片11，傾斜補(bǔ)償片11的兩端分別連接 在上下振子的外壁，傾斜補(bǔ)償片11與饋電點(diǎn)34在電氣上連接在一起，與傾斜補(bǔ)償片11對(duì)稱 的另一側(cè)有垂直小補(bǔ)償片10，垂直小補(bǔ)償片10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(guò)渡形式，漸變部分與中心銅管4的夾角為30。 一 45° 。在四元主振子的外部介質(zhì)天線罩3，它是由PVC熟料或玻璃鋼管做成的保護(hù)天線的外 罩， 一般要求它對(duì)電磁的衰減要小，機(jī)械強(qiáng)度好，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，最后利用上、下定位蓋1 和2進(jìn)行封裝，中心銅管4穿過(guò)下定位蓋2。此分路器可選用一分為六功分器，給六元主振字饋電，也可選用一分為八功分器，給八元主振字饋電。
這種振子的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、易于安裝和固定，在同一個(gè)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)多頻工作，便于系 統(tǒng)集成。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但它們并不是用來(lái)限定本實(shí)用新型，任何熟 習(xí)此技藝者，在不脫離本實(shí)用新型之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤(rùn)飾，因此本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種高增益寬頻帶全向天線，主饋線(6)給主振子饋電，主饋線(6)連接一分為四功分器(26)的輸入端，一分為四功分器(26)輸出端等長(zhǎng)的第一饋線(17)、第三饋線(24)、第二饋線(18)、第四饋線(25)分別給上下直線排列的四元主振子饋電，上下主振子的間距約為0.8入0，入0為中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；主振子包括上振子(12)和下振子(13)，其特征在于上振子(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(pán)(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l所述的高增益寬頻帶全向天線，其特征在于主振子中間起始段采用 漸變過(guò)渡形式，漸變部分與中心銅管(4)的夾角為3(T —45° 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高增益寬頻帶全向天線，其特征在于介質(zhì)環(huán)塊(14)由四氟 已烯制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高增益寬頻帶全向天線，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所述的高增益寬頻帶全向天線，其特征在于在外套筒(7)的外壁還設(shè)有垂直大補(bǔ)償片(9)，垂直大補(bǔ)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(bǔ)償片(10)和傾斜補(bǔ)償片(11)，傾斜補(bǔ)償片(11)的兩端分別連接在上 下振子的外壁，傾斜補(bǔ)償片(11)與饋電點(diǎn)(34)在電氣上連接在一起，與傾斜補(bǔ)償片(11) 對(duì)稱的另一側(cè)有垂直小補(bǔ)償片(10)，垂直小補(bǔ)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(xiàng)所述的高增益寬頻帶全向天線，其特征在于在四元 主振子的外部介質(zhì)有天線罩(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(guò)下定位蓋(2)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高增益寬頻帶全向天線，其特征在于 一分為四功分器(26) 也可以為一分為六功分器，給六元主振子饋電。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的高增益寬頻帶全向天線，其特征在于 一分為四功分器(26)也可以為一分為八功分器，給八元主振子饋電。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高增益寬頻帶全向天線。主饋線(6)給主振子饋電，主饋線(6)連接一分為四功分器(26)的輸入端，一分為四功分器(26)輸出端等長(zhǎng)的第一饋線(17)、第三饋線(24)、第二饋線(18)、第四饋線(25)分別給上下直線排列的四元主振子饋電，上下主振子的間距約為0.8入₀，入₀為中心頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；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(pán)(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(hào)H01P5/08GK201298595SQ200820160549
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:邢紅兵