一種適用于車輛移動(dòng)通信的低剖面寬帶倒f天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通信天線設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體的是涉及一種適用于車輛蜂窩移動(dòng)通信的天線。
【背景技術(shù)】
[0002]互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信等信息技術(shù)已經(jīng)深刻地改變了人類生活，訊息成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾Y源。其中，移動(dòng)通信技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢成為人們獲取信息最重要、最便捷、最常用的途徑。目前，移動(dòng)通信基本實(shí)現(xiàn)了城鎮(zhèn)和農(nóng)村等廣大地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，中低速用戶可在大部分區(qū)域獲得較好的通信質(zhì)量。然而，對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的用戶，比如汽車、火車、高鐵乘客，由于越區(qū)切換頻繁，多普勒效應(yīng)顯著，通信鏈路健壯性較差，經(jīng)常出現(xiàn)掉話中斷、信息傳輸不暢、時(shí)延較長等問題。隨著人們出行日益頻繁，在交通工具上度過的時(shí)間越來越多。自然地，人們希望在乘坐火車和高鐵等交通工具時(shí)，能享受到如同在市區(qū)和家中一樣的高質(zhì)量無線通信服務(wù)。因此，只有解決高速交通工具的移動(dòng)通信問題，“任何人、在任何時(shí)候、任何地方、以任意方式獲取信息”的夢想才能真正成為現(xiàn)實(shí)。目前，高速公路和高速鐵路多采用沿線建設(shè)專用的移動(dòng)基站以實(shí)現(xiàn)全線路無縫覆蓋的方案。由于車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一般較大，導(dǎo)致電波穿透損耗增大，車內(nèi)信號(hào)電平顯著下降。有鑒于此，采用車內(nèi)直放站便可很好地克服上述困難。然而，天線突出于車體表面，會(huì)帶來行駛風(fēng)阻問題。綜上所述，高性能、寬頻帶、小型化、低剖面、輕重量、低成本的車載天線成為高速車輛無線通信技術(shù)的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種旨在為高速行駛的交通工具，如長途大巴、火車、高鐵列車等，提供一種高性能、小型化、低剖面、輕重量、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的移動(dòng)通信寬帶天線解決方案。
[0004]本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:一種適用于車輛移動(dòng)通信的低剖面寬帶倒F天線，包括單極子輻射體和金屬底板，其特征在于，所述單極子輻射體由一塊矩形金屬片經(jīng)邊緣輪廓賦形加厚得到的，單極子輻射體立于金屬底板上，單極子輻射體的前后兩端分別設(shè)置有饋電點(diǎn)和短路點(diǎn)，饋電點(diǎn)上通過饋電同軸連接頭連接金屬底板，短路點(diǎn)與金屬底板直接連接，單極子輻射體的外邊緣輪廓從饋電點(diǎn)出發(fā)，向上依次延伸為圓弧段和樣條曲線段，在樣條曲線段的末端連接有水平段，水平段的末端向下彎折為階梯狀邊緣一，階梯狀邊緣一的下端連接有主凹槽，在主凹槽的另一端側(cè)向上彎折延伸為與階梯狀邊緣一對(duì)應(yīng)的階梯狀邊緣二，階梯狀邊緣一與階梯狀邊緣二之間設(shè)置有間隔，階梯狀邊緣二的末端彎折向下為階梯狀邊緣三，階梯狀邊緣三穿過短路點(diǎn)，向饋電點(diǎn)方向延伸并形成連接于饋電點(diǎn)和短路點(diǎn)之間的內(nèi)邊緣凹槽。
[0005]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步說明，所述水平段中部下凹為頂部水平凹槽，頂部水平凹槽的側(cè)緣水平段連接階梯狀邊緣一的起始端。
[0006]所述單極子輻射體的主凹槽左側(cè)設(shè)置有中心圓孔，能減輕天線整體重量和節(jié)省材料。
[0007]所述單極子輻射體的內(nèi)外邊緣輪廓有直邊角倒圓角處理，以方便加工制造。
[0008]所述單極子輻射體和金屬底板均選用常見的金屬材料，包括銀、純銅、金、合金銅、純鋁和壓鑄鋁。
[0009]所述饋電同軸連接頭為帶法蘭盤的同軸連接器，如BNC-M、SMA-M連接頭，饋電同軸連接頭連接50 Ω標(biāo)準(zhǔn)同軸線，電氣連接可靠和方便。
[0010]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是:
[0011]1、本實(shí)用新型將矩形的單極子輻射體長邊沿水平方向放置以降低剖面高度。
[0012]2、本實(shí)用新型的饋電點(diǎn)和短路點(diǎn)選取矩形片上兩個(gè)相距最大的位置點(diǎn)，使得低頻電流有足夠長的路徑，左側(cè)邊緣采用光滑的圓弧和樣條曲線能減小安裝時(shí)所帶來的風(fēng)阻。
[0013]3、本實(shí)用新型的單極子輻射體邊緣四周不同位置向內(nèi)開多個(gè)凹槽，以及對(duì)直邊進(jìn)行幾何彎折，進(jìn)一步增大電流路徑、減小天線尺寸。
[0014]4、本實(shí)用新型的內(nèi)開凹槽的形狀、位置、大小不僅決定電流路徑的長短，還影響帶隙寬度和失配程度，同時(shí)也決定通帶寬度和匹配好壞。
[0015]5、本實(shí)用新型的單極子輻射體通過變成具有一定厚度的金屬塊，再結(jié)合末端短路到地板，從而實(shí)現(xiàn)寬頻范圍內(nèi)的良好阻抗匹配。
[0016]6、本實(shí)用新型從左側(cè)中心位置打出一個(gè)半徑為R、貫穿厚度的中心圓孔，以及從矩形輻射體邊緣附近位置往中心部分切削出深度均勻的凹槽，能減輕天線整體重量和節(jié)省材料。
[0017]7、輻射體內(nèi)外邊緣所有直邊角進(jìn)行倒圓角處理，以方便加工制造。
[0018]8、本實(shí)用新型的寬帶倒F天線輸入阻抗接近50 Ω，但并非用標(biāo)準(zhǔn)同軸線直接饋電，而是通過帶法蘭盤的同軸連接器，如BNC-M、SMA-M連接器與天線連接，使得天饋電氣連接更加可靠和方便。
[0019]9、寬帶倒F天線具有寬頻帶、全向性好、效率高、小型化、低剖面、重量輕、低成本的優(yōu)勢，尤其適合高速交通工具如高鐵列車的移動(dòng)通信，但其應(yīng)用領(lǐng)域不限于此。
【附圖說明】
[0020]圖1為寬帶倒F天線正視圖；
[0021]圖2為寬帶倒F天線俯視圖；
[0022]圖3為寬帶倒F天線側(cè)視圖；
[0023]圖4為寬帶倒F天線底板及饋點(diǎn)位置；
[0024]圖5為寬帶倒F天線反射系數(shù)IS111 ；
[0025]圖6為寬帶倒F天線f\= 824MHz實(shí)增益方向圖(實(shí)線-Phi = 0° ,XOZ平面；虛線-Theta = 90o，XOY 平面),G = 3.31dBi ；
[0026]圖7為寬帶倒F天線f2 = 1710MHz實(shí)增益方向圖(實(shí)線-Phi = 0°，XOZ平面；虛線-Theta = 90°，XOY 平面)，G = 4.77dBi ；
[0027]圖8為寬帶倒F天線f\= 5850MHz實(shí)增益方向圖(實(shí)線-Phi = 0°，XOZ平面；虛線-Theta = 90°，XOY 平面)，G = 5.91dBi ；
[0028]圖9為寬帶倒F天線效率η與頻率f關(guān)系曲線。
[0029]附圖標(biāo)記說明:1、單極子輻射體；1_1、圓弧段；1_2、樣條曲線段；1_3、頂部水平凹槽；1_4、主凹槽開口處階梯狀邊緣；1_5、主凹槽；1_6、短路點(diǎn)處階梯狀邊緣；1_7、短路點(diǎn)；1_8、內(nèi)邊緣凹槽；1-9、中心圓孔；1-10、饋電點(diǎn)；1-11、饋點(diǎn)同軸連接頭；1_12、倒圓角；1-13、水平段；2、金屬底板。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作詳細(xì)的描述