專利名稱：低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信系統和通用系統頻域的室內覆蓋天線，特別涉及一種覆蓋在 800-2700MHZ所有可用頻段的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線。
背景技術：
。目前，隨著3G時代的到來，在移動通信領域要求通用功能的一體化、增益小，布局 的小型化、密集化方向發(fā)展。這就要求天線具有多頻、寬帶、小體積等特征。以往的室內覆 蓋天線存在剖面高，制造工藝復雜等缺陷，有的只包括其中的一到兩個頻段。這樣天線制造 成本高，難以與建筑物融為一體。當今，天線領域(特別是微帶天線)的研究熱點是寬帶、多頻、小型化等方面。但 大部分研究都集中在3. IGHz-IIGHz超寬帶微帶天線的研究，而對無線通用頻段的應用主 要還在傳統的三維天線。室內覆蓋天線需求大，傳統的室內覆蓋天線已不適應時代發(fā)展要 求。由于微帶貼片天線的獨特優(yōu)點，國際上已經開始對微帶天線在室內覆蓋分布上進行研 發(fā)，成功案例已經投入市場，但在這些產品中，都有一個共同特點，駐波比要比傳統天線要 差(傳統天線的駐波比標準是小于1. 5)，而現在已設計的運用于室內覆蓋系統的微帶天線 駐波比標準均大于1. 5。我們國家室內分布駐波比的標準是小于1. 5。同時天線的尺寸也 比較大。發(fā)明專利ZL200510024288. 7揭示了一種超寬帶平面單極天線，該天線由介質板 上印刷單極天線板、共面金屬地板和內嵌式饋電線構成，單極天線板為橢圓形貼片、或圓形 貼片、或圓環(huán)形貼片；內嵌式饋電線為共面波導導帶貼片；共面金屬地板為梯形金屬貼片， 此金屬貼片分割為左右兩片而貼置于共面波導導帶貼片的兩旁。上述的結構為共面波導的 傳輸機理，在本發(fā)明所在的頻帶范圍內增益和駐波比難以達到移動通信網絡使用的要求。 同時兩者的頻帶寬度不同，其為超寬帶，該天線如果用著移動通信室內覆蓋，其帶外的抗干 擾性能較差。同時該天線采用側饋方式饋電，不符合移動通信室分天線使用習慣。天線采 用了共面波導漸變饋電方式，增加了額外的調節(jié)尺寸，使得仿真和設計難度增加，對性能的 穩(wěn)定性有一定影響。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種制作簡單、成本 低、可以覆蓋移動通訊系統的各個通用頻段、駐波比小于1.4的低剖面移動通信室內覆蓋 貼片天線。微帶天線的一個主要的缺點是工作頻帶比較窄，一般典型微帶天線的相對駐波比 帶寬只有在2 5%左右。為展寬其駐波比帶寬，天線工作者做了大量的研究，提出了多種 增大微帶天線駐波比帶寬的方法，概括起來主要包括四種途徑1.降低等效諧振回路的Q值，如，E. chang等通過實驗用增加基片厚度的方法，可 得到20%的微帶天線工作帶寬；
2.修改等效電路，附加寄生貼片、采用電磁耦合饋電等，如，Y.uhinand和 A. Hessell在探針耦合的微帶天線上加一個尺寸微小的寄生單元，可得到20 — 30%的工作 帶寬； 3.附加阻抗匹配網絡，如，H. M. An等在微帶天線輸入端與微帶饋線之間加入一個 電抗匹配網絡，可以得到17%的天線工作帶寬；4.隨著對微帶天線研究的深入，人們改進或發(fā)展了一些新的方法。例如采用高介 電常數e，并在介質板上開孔的方法，即降低了 Q值，又兼顧了高介電常數帶來的天線小型 化優(yōu)點；在矩形微帶貼片線上開U形槽，由于縫隙引入附加諧振，同時也引入了容抗，抵消 了探針的感抗，因得到寬帶效果，這種貼片天線可以獲得47%的阻抗帶寬；采用L形金屬帶 對單層片天線饋電可以得到49%的阻抗帶寬(vswR ( 2)，而通過改進，將L形金屬帶改為 斜坡形狀，則帶寬可以展寬到53% ；采用共面波導或者微帶通過縫隙耦合饋電，同樣得到帶 寬的擴展。新型美化室內覆蓋天線具有廣泛的市場前景。傳統的單極子天線具有超寬帶特 性，把此理念運用于微帶天線的設計，同樣具有寬頻特性。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是一種低剖面移動通信室內覆蓋貼片天 線，包括在介質板一面上金屬貼片和與金屬貼片相連接的微帶漸變線構成輻射單元、金屬 接地板，其特征在于所述的金屬接地板設在介質板的另一面，并通過同軸接頭與輻射單元 進行耦合，所述的微帶漸變線與金屬接地板之間設有LC匹配網絡；所述的LC匹配網絡，用于調整移動頻率，獲得最佳移動通信頻率范圍。所述的微帶漸變線為帶狀貼片與金屬貼片連接處至饋電口為梯形。所述的微帶漸變線帶狀貼片與金屬貼片連接處至饋電口為階梯形。所述的同軸接頭設在金屬接地板上，同軸接頭的外導體與接地板相連接，其內導 體與輻射單元的饋電口相連接。為了降低天線的實際物理高度，便于安裝，本發(fā)明應用背部 饋電，SMA(N形或者用同軸線)連接頭相連。力求天線隱形效果好。所述的金屬貼片為橢圓形或類圓形，金屬接地板為梯形或類梯形。所述的金屬貼片為橢圓形貼片時，其橢圓形橫軸a小于金屬接地板梯形下底寬 度，橢圓形橫軸a與縱軸b之比為0. 2-7。所述金屬接地板為類梯形時，其高度H1+H2為最長工作波長的0. 1-0. 5倍，其下底 寬度為其高度的0. 7-1. 6倍，類梯形頂部為最短工作波長的0. 1-0. 5倍。所述的介質板上對稱地設有四只調諧螺釘，并起到固定作用。利用單極子天線和有限接地面的結構，依據相關寬頻原理，把其應用于微帶天線， 從而實現對當前使用的公共移動通信頻段(806MHz——2700MHz)進行全覆蓋。也就是說本 發(fā)明實用于通用無線通信系統。比以往的天線更小、更薄。一種低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，由于采用上述結構，與現有技術相比， 具有以下優(yōu)點(1)在實現微帶貼片天線的超寬帶特性，又體現了微帶天線的低剖面特性， 特別是在駐波比小于1. 4的情況下滿足806-2700M移動通信可用頻段。(2)采用有別于 傳統設計思路，同時設計出多頻、寬帶、低剖面貼片天線，無需組陣、單端口饋電無需復雜 的饋電系統的貼片天線，即可實現多頻、寬帶和低剖面。(3)在原有單極子天線理論的基 礎上，成功應用于微帶天線的設計，在保證微帶天線低剖面的基礎上，兩個頻段完全滿足 806MHz-2700MHz無線通信系統頻段的要求。該微帶天線制作簡單，運行成本低，易于實現，可工作于通用通信系統的各個頻段，適合批量生產。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明；圖la、圖lb，為本發(fā)明低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線結構示意圖；圖2、圖3為本發(fā)明駐波比曲線圖；圖4為本發(fā)明低頻段方向圖；圖5為本發(fā)明高頻段方向圖；在圖1中，1、金屬貼片；2、微帶漸變線；3、金屬接地板；4、介質板；5、同軸接頭；7、LC匹配網絡。
具體實施例方式如圖1所示，低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，包括在介質板4 一面上金屬貼片 1和與金屬貼片1相連接的微帶漸變線2構成輻射單元，和金屬接地板3 —起構成單極天線 金屬主體，所述的金屬接地板3設在介質板4的另一面，并通過同軸接頭5與輻射單元進行 耦合。所述的微帶漸變線2為帶狀貼片，與金屬貼片1連接處至饋電口為梯形。所述的同 軸接頭5設在金屬接地板3上，同軸接頭5的外導體與金屬接地板3相連接，其內導體與輻 射單元的饋電口相連接。天線正面腐蝕成50歐姆微帶線連接微帶漸變線與類圓形金屬貼 片1相連(覆銅部分)，相當于單極子。根據單極子天線的基本原理，利用介質板4把輻射 單元和金屬接地板3分隔開，采用漸變微帶線2進行耦合，保證匹配和頻段的需要，通過改 變結構，把帶寬移到所需的移動通信頻段內，從而實現室內覆蓋天線的寬頻效應，滿足無線 通信通用頻段的要求。微帶漸變線2與金屬接地板3之間設有LC匹配網絡7，LC匹配網絡7的一端與微 帶漸變線2相連接，另一端穿過介質板4與金屬接地板3相連接，在微帶漸變線2焊接加入 集總參數LC匹配網絡7改變匹配諧振特性，使頻點較好落入移動通信頻段內，通過該匹配 網絡7位置和參數的優(yōu)化調整，使本發(fā)明天線在整個移動通信頻段內獲得最優(yōu)駐波和增益 特性。如圖2、圖3所示，本發(fā)明實施例在移動通信頻段內駐波比實際測量數據，可見其 駐波比均在1.4以下。如圖4所示，本實施例在0. 8到IGHz頻段內θ = 120度水平面的方向圖如圖5所示，為本實施例在1.7GHz到2. 5GHz頻段內θ = 120度水平面的方向圖。上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用 于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
一種低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，包括在介質板(4)一面上金屬貼片(1)和與金屬貼片(1)相連接的微帶漸變線(2)構成輻射單元、金屬接地板(3)，其特征在于所述的金屬接地板(3)設在介質板(4)的另一面，并通過同軸接頭(5)與輻射單元進行耦合，所述的微帶漸變線(2)與金屬接地板(3)之間設有LC匹配網絡(7)；所述的LC匹配網絡(7)，用于調整移動頻率，獲得最佳移動通信頻率范圍。
2.根據權利要求1所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的微 帶漸變線(2)為帶狀貼片，與金屬貼片(1)連接處至饋電口為梯形。
3.根據權利要求1或2所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述 的微帶漸變線(2)帶狀貼片，與金屬貼片(1)連接處至饋電口為階梯形。
4.根據權利要求1所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的同 軸接頭(5)設在金屬接地板(3)上，同軸接頭(5)的外導體與金屬接地板(3)相連接，其內 導體與輻射單元的饋電口相連接。
5.根據權利要求1所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的金 屬貼片(1)為橢圓形或類圓形，金屬接地板(3)為梯形或類梯形。
6.根據權利要求5所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的金 屬貼片(1)為橢圓形貼片時，其橢圓形橫軸(a)小于金屬接地板(3)梯形下底寬度，橢圓形 橫軸(a)與縱軸(b)之比為0. 2-7。
7.根據權利要求5所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述金屬 接地板(3)為類梯形時，其高度(H1+H2)為最長工作波長的0. 1-0. 5倍，其下底寬度為其高 度的0. 7-1. 6倍，類梯形頂部為最短工作波長的0. 1-0. 5倍。
8.根據權利要求1所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的介 質板(4)上對稱地設有四只調諧螺釘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，包括在介質板一面上金屬貼片和與金屬貼片相連接的微帶漸變線構成輻射單元、金屬接地板，其特征在于所述的金屬接地板設在介質板的另一面，并通過同軸接頭與輻射單元進行耦合，所述的微帶漸變線與金屬接地板之間設有LC匹配網絡；采用上述結構，具有以下優(yōu)點1、在實現微帶貼片天線的超寬帶特性，又體現了微帶天線的低剖面特性，特別是在駐波比小于1.4的情況下滿足806-2700M移動通信可用頻段。2、無需組陣、單端口饋電無需復雜的饋電系統的貼片天線，即可實現多頻、寬帶和低剖面。3、兩個頻段完全滿足806MHz-2700MHz無線通信系統頻段的要求。該微帶天線制作簡單，運行成本低，適合批量生產。
文檔編號H01Q13/08GK101964451SQ201010259799
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權日2010年8月13日
發(fā)明者吳鵬飛, 周敏, 孔令兵, 方珅, 晉奇明, 梁廣俊, 裴進明 申請人:蕪湖睿爾科技有限公司;中國移動通信集團安徽有限公司蕪湖分公司