专利名称：一种用于移动通信的高增益宽频带全向天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于通信，移动通信领域内所有通信网络中作为发射和接收无
线电信号的宽频带全向天线。
背景技术：
由于无线电通信设备和电子信息设备朝着多功能化，小型化，超宽带以及与周围 环境友好协调的方向发展，这使得宽频带，小型化成为国内外研究的热点课题之一。它涉及 到天线的宽带阻抗匹配技术，天线的加载技术，天线的电抗补偿技术，小天线外形的优化设 计等先进技术和工艺。同时解决现有天线的一些缺点(l)目前要求天线的增益比较高，比 如要求有5-6dBi的增益，而已有的天线大多数是偶极子天线和单极子天线，方向图上下相 等，所以有一部分电波被消耗，因此增益比较低。(2)目前用户使用的天线要求小型化，要 求移动用天线能很好的安装在路灯、草坪灯、以及广告标语牌等场合，因此天线的小型化成 为现代移动通信的重要发展方向。(3)现在的通信对带宽的要求越来越高，目前移动通信 使用的天线要求既能实现向下兼容，有要求实现共站共址，已解决现有的资源紧缺现象。目 前的天线不能满足现在的通信需求，特别是双频宽频带高增益天线达不到要求。(4)目前 的小区覆盖和美化天线，大多采用单极子天线和偶极子天线，频带的控制比较困难，同时为 了充分利用现有的资源，适应不同环境的需求，要求天线的设计灵活，能满足不同场合的需 求。因此把多个频段的天线集成为一种天线结构，设计超宽带天线是当今技术发展的一种 趋势，也是实现设备小型化的主要动力。以往的天线产品是针对不同的工作频段进行设计 的，一般尺寸和体积都比较大，各不同的通信系统独立设计，能否兼容或兼容的程度取决于 天线系统的带宽及成本。而且开发的产品都是定向天线产品，虽然也有为数不多的宽频带 全向天线产品，但是结构复杂，设计繁琐，通用性差，加工成本高，且性能存在一定的缺陷， 不宜推广，这个移动通信小区覆盖造成了一定的难度，因此开发多频段，小型化，结构简单， 设计灵活，成本低廉的宽频带全向天线是当今研究的重中之重。
发明内容
1、所要解决的技术问题 针对以上不足本发明提供了一种有较高的辐射效率和高的增益、结构简单的一种
用于移动通信的高增益宽频带全向天线。 2、技术方案 —种用于移动通信的高增益宽频带全向天线，包括接地板、主辐射单元和馈电结 构、寄生单元；主辐射单元由两个槽线天线并联组成，即槽线天线的上辐射单元和槽线天线 的下辐射单元并联； 槽线部分采用指数渐变线和直线渐变结构构成的不对称形状；寄生单元与指数渐
变槽线天线的上辐射单元成正交结构分布； 槽线天线由激励区、辐射区和传输区组成；
激励区、辐射区和传输区采用聚四氟介质作为支撑； 主馈线穿过固定底座和接地板给槽线天线馈电，槽线天线的下辐射单元与馈电 电缆的外导体连接在一起，馈电电缆的内导体与槽线天线的上辐射单元连接在一起，馈电 电缆的内导体与并联槽线的指数渐变部分相连接，外导体与直线渐变部分相连接在连接点 处，形成辐射区和激励区。 所述的指数渐变线，其指数曲线的方程为y = 士AePx+D，y为槽线间距的一半，A为 常数，P为放大因子，D为偏离位置，设计时可以取D为零。 所述的直线渐变结构，其直线渐变曲线的方程为y = kx+B，k为比例系数，x为辐
射口径的长度，B为位置参量，可以设置为零。 槽线指数渐变曲线可采用多段圆弧拟合结构组成。 上辐射单元、下辐射单元和寄生辐射单元可以采用引导电磁波传播的延伸单元和
开槽裂缝单元。 3、有益效果 (1)本发明利用槽线天线的宽频带特性，设计一款高增益宽频带全向天线，本发明 的带宽超过130%，并且有较高的辐射效率和高的增益。(2)本发明是一款全向天线，可安 装在塑料桶内和任何形状的天线罩内，方向图比较理想，能覆盖整个空间，电流分布均匀， 实现无盲区覆盖，大大提高了通信质量，改善了通信环境。(3)本发明采用非对称的槽线结 构和并联槽线结构组成全向天线，不仅改善天线的宽频带阻抗匹配，增加天线的工作带宽， 同时提供很好的全向辐射特性。(4)本发明提出的天线结构简单、设计灵活，可以根据不同 的天线罩，优化相应的天线尺寸，便于实际生产和推广。(5)本发明采用采用同轴馈电结构， 材料简便，生产容易，成本低，便于批量生产。
图1为本发明结构示意图的主视图；
图2为本发明结构示意图的侧视图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细地说明。
图l，其中l为上辐射单元、2为寄生单元、3为下辐射单元、4为聚四氟、5为接地 板、6为固定底座、7为主馈线、8为、9为内导体、10为外导体、11为N型连接器、12为连接 点、13为激励区、14为辐射区、15为传输区、16为固定螺栓。 —种用于移动通信的高增益宽频带全向天线包括接地板、主辐射单元、寄生单元 和馈电结构。 天线的主辐射单元由两个槽线天线并联组成(即槽线天线的上辐射单元1和槽线 天线的下辐射单元3并联)； 槽线部分采用指数渐变线和直线渐变结构构成的不对称形状，寄生单元2与指数 渐变槽线天线的上辐射单元1成正交结构分布； 其指数曲线的方程为y二 士AePx+D，y为槽线间距的一半，A为常数，P为放大因子， D为偏离位置，设计时可以取D为零；
其直线渐变曲线的方程为y = kx+B， k为比例系数，x为辐射口径的长度，B为位 置参量，可以设置为零； 槽线天线由激励区13、辐射区14和传输区15组成； 激励区13、辐射区14和传输区15采用聚四氟4介质作为支撑。 主馈线7穿过固定底座6和接地板5给槽线天线馈电，槽线天线的下辐射单元3
与馈电电缆的外导体10连接在一起，馈电电缆的内导体9与槽线天线的上辐射单元1连接
在一起，馈电电缆的内导体9与并联槽线的指数渐变部分相连接，外导体10与直线渐变部
分相连接在连接点12处，形成辐射区14和激励区13。整个天线根据图1上所示结构，采用
固定螺栓16固定整个天线结构，最后天线通过主馈线7的N形连接器11与射频前端连接。 槽线指数渐变曲线可以采用多段圆弧拟合结构组成。 辐射单元(辐射单元包括上辐射单元1、下辐射单元3和寄生辐射单元2)可以采 用引导电磁波传播的延伸单元和开槽裂缝单元。 在槽线天线的指数渐变曲线的末端建立直流通路技术，提高天线的阻抗匹配和辐 射带宽。 与普通的槽线天线相比，该天线总宽度通常为设计通信频带的下限频率的半个波 长，本方案为了实现小型化设计的需求，实际采用的尺寸，远远小于A max/2 ( A max为工作波 段的最长工作波长)，在本实施实例中，我们采用槽线天线的辐射口径小于正常的Amax/2， 通常的槽线天线的增益虽然很高，但是其辐射口径都在1.3个波长以上，而本发明的天线 的辐射口径较小，因此增益相对有所降低，但是可以完全满足移动通信基站的使用。同时采 用指数渐变和直线渐变的槽线结构，尺寸进一步縮小。这种宽频带天线的高度可以随着渐 变结构的变化而改变，以适应不同的安装环境需求。
此结构的优点 a.由于采用的槽式天线采用指数渐变和直线渐变线组成，既兼顾宽频带的阻抗匹
配特性，同时有利于天线的小型化设计，使得天线能作为美化天线使用。 b.天线采用正交寄生单元的结构，能够很好的改善方位面的辐射方向图，提高天
线的不圆度，满足天线的全向特性需求。 本发明采用电波传播原理，电波沿着槽线张开的方向，向外辐射电磁波，高频因激 励区的逐渐张开辐射能量，低频可以延伸到最大的辐射口径，同样基板的形状和辐射体一 致，均构成渐变结构，因此可以覆盖很宽的带宽，满足CDMA2000， GSM， 3G和蓝牙通信需求， 同时还可以覆盖UWB的低端部分，提供很好的全向辐射特性。 虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟悉
此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护 范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
权利要求
一种用于移动通信的高增益宽频带全向天线，包括接地板、主辐射单元和馈电结构，其特征在于还包括寄生单元(2)；主辐射单元由两个槽线天线并联组成，即槽线天线的上辐射单元(1)和槽线天线的下辐射单元(3)并联；槽线部分采用指数渐变线和直线渐变结构构成的不对称形状；寄生单元(2)与指数渐变槽线天线的上辐射单元(1)成正交结构分布；槽线天线由激励区(13)、辐射区(14)和传输区(15)组成；激励区(13)、辐射区(14)和传输区(15)采用聚四氟(4)介质作为支撑；主馈线(7)穿过固定底座(6)和接地板(5)给槽线天线馈电，槽线天线的下辐射单元(3)与馈电电缆的外导体(10)连接在一起，馈电电缆的内导体(9)与槽线天线的上辐射单元(1)连接在一起，馈电电缆的内导体(9)与并联槽线的指数渐变部分相连接，外导体(10)与直线渐变部分相连接在连接点(12)处，形成辐射区(14)和激励区(13)。
2. 根据权利要求1所述的一种用于移动通信的高增益宽频带全向天线，其特征在于 所述的指数渐变线，其指数曲线的方程为y = ±Aepx+D， y为槽线间距的一半，A为常数，P 为放大因子，D为偏离位置，设计时可以取D为零。
3. 根据权利要求1所述的一种用于移动通信的高增益宽频带全向天线，其特征在于 所述的直线渐变结构，其直线渐变曲线的方程为y = kx+B，k为比例系数，x为辐射口径的 长度，B为位置参量，可以设置为零。
4. 根据权利要求1或2所述的一种用于移动通信的高增益宽频带全向天线，其特征在 于槽线指数渐变曲线可采用多段圆弧拟合结构组成。
5. 根据权利要求1所述的一种用于移动通信的高增益宽频带全向天线，其特征在于上辐射单元(l)、下辐射单元(3)和寄生辐射单元(2)可以采用引导电磁波传播的延伸单元 和开槽裂缝单元。
全文摘要
本发明涉及一种用于移动通信的高增益宽频带全向天线，其主辐射单元由两个槽线天线并联组成，即槽线天线的上辐射单元(1)和槽线天线的下辐射单元(3)并联；槽线部分采用指数渐变线和直线渐变结构构成的不对称形状；寄生单元(2)与指数渐变槽线天线的上辐射单元(1)成正交结构分布；寄生单元和槽线天线单元成正交结构，槽线部分采用指数渐变线和直线渐变结构构成的不对称形状，不仅很好的改善天线的阻抗带宽，同时有很好的全向辐射特性。本发明有较高的辐射效率和高的增益；提高了通信质量，改善了通信环境；增加天线的工作带宽；改善天线的阻抗带宽；成本低，便于批量生产。
文档编号H01Q13/08GK101699658SQ200910213030
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者刘乘源, 吴成云, 姜兴文, 徐燕, 李渠塘, 李迎松, 王积祥, 邢红兵 申请人:江苏安特耐科技有限公司