專利名稱：寬頻帶垂直安裝全向天線的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信天線技術，具體的說是一種能夠垂直安裝的寬頻帶全向天線。可作為室內分布系統和運動載體的移動通信全向天線，也可用于電視傳輸及GPS定位導航系統。
背景技術：
當前，隨著移動通信技術的發展，對通信天線的綜合因素指標要求越來越高。特別是各種制式的工作頻段都在不斷的擴展。例如，CAMA和GSM制式的工作頻段已由800～960MHz擴展到1710～1990MHz。但是，目前使用的室內分布系統和運動載體的移動通信全向天線產品多數為單頻段工作天線。為了降低天線的高度和改善頻帶窄的不足，使其在高度小于0.25λ的情況下，工作頻段能在870～960MHz的頻帶范圍內，駐波比VSWR≤1.5，有的采用變形折合單極子天線，即在金屬平面反射板上垂直安裝的四分之一波長折合振子天線。這種天線相對單極子雖說具有與自由空間的半波折合振子相似的垂直極化特性，有一定展寬工作頻帶的作用，但遠遠不能滿足寬帶和多頻應用的要求。為了與50歐姆或75歐姆的傳輸線阻抗匹配，有一種結構必須采用額外的匹配饋電裝置，如圖6a所示。另有一種結構是饋電臂使用不同比例的較粗直徑導體，如圖6b所示。這兩種結構的天線不僅存在體積笨重，加工難度大，而且存在頻帶較窄(一般產品的寬頻帶駐波比只能作到小于2)，調試困難，在動態情況下可靠性差等缺點。
實用新型的內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種頻帶寬，駐波特性好，體積小，重量輕的垂直安裝全向天線，以實現GSM、CDMA、DCS、3G(三代)和2.4GHz擴頻通信多頻共用一副天線的功能。
實現本實用新型目的的技術關鍵是設計輕便的折合振子，延伸饋電單元的長度，縮短折合部分等效傳輸線的長度，以降低天線高度和展寬頻帶。整個天線包括折合振子、底板、同軸插座及外罩。其中，折合振子采用金屬片狀饋電片結構，該饋電片上分別設有折合延伸段和折合支撐片；折合支撐片與反射底板直接接地，實現振子片的自支撐，而無需要額外的接地裝置。通過延伸折合饋電片的高度，縮短折合振子片構成的等效傳輸線的長度，提高傳輸線部分的電納，有效地改善對輻射部分的電抗補償作用，使阻抗匹配帶寬成倍地增加。
上述全向天線中，饋電片，折合延伸段，折合支撐片四部件為一體成型結構；兩折合延伸段分別折疊成與饋電片相垂直的形狀；折合支撐片與饋電片之間設有可調間距d，調整折合支撐片與饋電片的寬度比，以及兩者之間距離d，可調整天線與不同特性阻抗的射頻同軸饋線匹配，而不需要設置專門的匹配過渡段。
本實用新型由于采用片狀自支撐折合振子結構，代替現有用圓柱棒作為振子的結構，因而減輕了重量，方便了加工；同時由于采用對饋電片的折合延伸段，不但展寬了天線的工作帶寬，實現了多頻共用，而且通過把延伸段折疊使結構更加緊湊，降低了天線高度，進一步將體積縮小到φ113×80(高)；此外由于采用將折合支撐片與反射底板直接接地，既實現了振子片的穩固支撐，又減少了額外的接地裝置。實測表明，本實用新型具有垂直極化和在水平面內全向輻射的方向性，在824MHz～2500MHz頻帶范圍內，駐波比≤1.5。本天線不僅結構簡單，阻抗匹配頻帶寬，而且容易生產調試，批量生產電性能一致性好。適宜在室內天花板、車頂、飛行器上安裝應用。在GSM、CDMA移動通信頻段及集群、擴頻通信系統中都有廣闊的應用前景。


圖1是本實用新型的結構圖。
圖2是本實用新型的另兩種實施例圖圖3是本實用新型的外形圖圖4是本實用新型的電壓駐波比特性曲線圖圖5是本實用新型的遠場輻射方向圖圖6是現有折合單極子結構圖，其中1為折合振子饋電臂，2為折合振子接地臂、5為饋電插頭芯、6為饋電插頭座、7為接地金屬反射板、9為匹配饋電裝置。
具體實施方式
參照圖1，1是金屬片狀折合振子饋電片，2是片狀折合振子支撐片，3是饋電片1上部的延伸段，4是饋電片1一側的延伸段。饋電片1、支撐片2，延伸段3與4，四個部件為一次沖壓成型。延伸段3和延伸段4分別折疊成與饋電片1相垂直位置，且延伸段3響應于頻帶的低端，延伸段4響應于頻帶的高端，支撐片2直接與底板7接地。通過適當調整饋電片1與支撐片2的寬度比，可直接實現天線與不同特性阻抗(如50歐姆或75歐姆)的射頻同軸饋線的良好匹配，無需設置專門的匹配過渡段，簡化了結構。饋電插座6一端的同軸線外導體與底板7相連接，同軸線的內導體5與饋電片1相連接。天線外罩8固定在底板7上，饋電插座6可根據不同的安裝載體固定在底板7的下部或側部，如圖3所示。圖3(a)結構可直接安裝于室內的天花板上，圖3(b)的底板7上裝有兩塊磁片，可吸附在鐵磁性材料為外殼的載體上。
參照圖2，本實用新型給出了另兩種實施例結構。其中，圖2(a)是一種平面結構形式，其延伸段未折疊，且饋電片1，支撐片2與底板7及同軸線的連接關系與圖1相同。這種結構適用于頻帶要求不太寬且天線高度沒有嚴格要求的場合。圖2(b)是在饋電片1的上部分別設有兩個延伸段3與4，其他部件的連接關系與圖1相同，這種結構適用于對天線本體橫向尺寸要求更高的場合。
圖4給出了本實用新型對圖1結構天線實測的電壓駐波比曲線。圖5和圖6分別為該天線水平和垂直面內天線遠場輻射方向圖。由這三種圖可見，在824MHz-2500MHz頻帶范圍內，天線的電壓駐波比均在1.5以下，且具有在水平面內為全向，在垂直面內為蝴蝶形的輻射方向圖，滿足移動通信寬帶多頻共用和對輻射方向圖的要求。
權利要求1.一種寬頻帶垂直安裝全向天線，包括折合振子(1)，底板(7)，同軸插座(6)及外罩(8)，其特征在于折合振子采用金屬片狀饋電片結構，該饋電片(1)上分別設有折合延伸段(3)、(4)和折合支撐片(2)，折合支撐片(2)與反射底板(7)直接接地，實現振子片的自支撐。
2.根據權利要求1所述的寬頻帶垂直安裝全向天線，其特征在于饋電片(1)，折合延伸段(3)與(4)，折合支撐片(2)四部件為一體成型結構；兩折合延伸段(3)與(4)分別折疊成與饋電片(1)相垂直形狀；折合支撐片(2)與饋電片(1)之間設有可調間距d。
專利摘要本實用新型公開了一種寬頻帶垂直安裝的全向天線。該天線包括折合振子1，底板7，同軸插座6及外罩8。其中折合振子采用金屬片狀饋電片結構，該饋電片1上分別設有折合延伸段3、4和折合支撐片2，該四部件為一次沖壓成型。折合支撐片2與反射底板7直接接地，實現振子片的自支撐。兩折合延伸段3與4，分別折疊成與饋電片1相垂直的形狀，以減少天線高度。通過延伸折合饋電片1的高度和同時縮短折合振子片構成的等效傳輸線的長度，提高阻抗匹配帶寬。實測表明，本實用新型在824MHz～2500MHz頻帶范圍內，駐波比≤1.5，不僅結構簡單，阻抗匹配的頻帶寬，而且容易生產調試，批量生產電性能一致性好，適宜在室內、車頂、飛行器上安裝應用。
文檔編號H01Q9/00GK2561108SQ0226204
公開日2003年7月16日 申請日期2002年8月12日 優先權日2002年8月12日
發明者沈宗珍, 趙恩惠, 黃國利, 馬軍紅, 張濤 申請人:西安海天天線科技股份有限公司