三频全向天线的制作方法

1.本实用新型涉及无线通讯技术领域，具体的，涉及一种三频全向天线。


背景技术：

2.随着5g技术的商用，通信系统的频率不断向高频演进。同时2g/3g/lte频段也仍然处于使用之中。如果同时使用多个频段的天线，则器材复用率低，占地面积过大，系统复杂。因此将多个频段的天线整合到同一个室分天线内，实现双频甚至多频的天线非常有必要。
3.在工业生产中，一般采用金属锥形天线作为吸顶天线使用，但是其不足之处在于其占据天线中央位置，难以在底板放置多个天线，或隔离度较差。其剖面高度也与天线工作频率成正比。为了获取更佳的信号辐射效果往往导致室分天线的厚度较大，影响室内的结构设计。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种成本低、高度低、增益高的三频全向天线。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供一种三频全向天线，包括：介质基板，一侧表面设有覆铜接地层；双频辐射振子，具有平行于所述介质基板的辐射主体，所述辐射主体的一端设有与所述覆铜接地层相连的第一支路结构，所述辐射主体的另一端设有与设在所述介质基板上的同轴线相连的第二支路结构，在所述辐射主体上设有位于所述第一支路结构与所述第二支路结构之间的镂空带；两个单频辐射振子，所述单频辐射振子为f形结构，包括两个垂直于所述介质基板的枝节，所述枝节分别与所述覆铜接地层和设在所述介质基板上的同轴线相连。
6.优选地，所述双频辐射振子及两个单频辐射振子分别设在所述介质基板的不同的端部。
7.优选地，所述单频辐射振子与所述介质基板的侧边呈45
°
夹角。
8.优选地，在所述介质基板上设有位于所述双频辐射振子及两个单频辐射振子之间的若干周期性电介质结构。
9.优选地，所述覆铜接地层与所述介质基板的至少一个侧边间设有隔离带。
10.优选地，还包括：三个同轴线，其外导体与所述覆铜接地层相连，内导体分别与所述双频辐射振子及两个单频辐射振子相连。
11.优选地，所述单频辐射振子包括f形的基底层和铜片。
12.优选地，所述双频辐射振子的工作频段为820mhz～960mhz和1700mhz～2700mhz；所述单频辐射振子的工作频段为3300mhz～3600mhz。
13.优选地，所述两个单频辐射振子相互垂直。
14.根据上面的描述和实践可知，本实用新型所述的三频全向天线通过在介质基板上设置一个双频辐射振子和两个单频辐射振子，可以辐射三个频段的信号，其中双频辐射振
子的辐射主体平行于介质基板设置，可以降低该三频全向天线的高度。另外，在该双频辐射振子上还设置了镂空带，提高了该双频辐射振子整体的长度，可提高天线的增益。两个单频辐射振子采用倒f形结构，在降低天线外形尺寸的同时，还可增加该辐射振子所辐射信号的强度。
附图说明
15.图1为本实用新型的一个实施例涉及的三频全向天线在第一视角下的结构示意图。
16.图2为本实用新型的一个实施例涉及的三频全向天线在第二视角下的结构示意图。
17.图3为本实用新型的一个实施例涉及的三频全向天线在第三视角下的结构示意图。
18.图4为本实用新型的一个实施例涉及的三频全向天线的侧视图。
19.图5为本实用新型的一个实施例涉及的单频辐射振子的分解结构示意图。
20.图6为本实用新型的一个实施例涉及的三频全向天线的俯视图。
21.图7a和图7b为本实用新型的一个实施例涉及的三频全向天线的驻波比图。
22.图8a为本实用新型的一个实施例涉及的三频全向天线在820mhz～960mhz频段的方向图。
23.图8b为本实用新型的一个实施例涉及的三频全向天线在1700mhz～2700mhz频段的方向图。
24.图8c为本实用新型的一个实施例涉及的三频全向天线在3300mhz～3600mhz频段的方向图。
25.图中的附图标记为：
26.1.双频辐射振子
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2.单频辐射振子
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3.介质基板
27.4.覆铜接地层
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5.周期性电介质结构
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11.辐射主体
28.12.第一支路结构
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13.第二支路结构
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14.镂空带
29.21.基底层
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22.铜片。
具体实施方式
30.现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
31.此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。需要说明的是，本公开中，用语“包括”、“配置有”、“设置于”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象数量或次序的限制；术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便
于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.请参考图1至图6，该实施例中的三频全向天线包括：双频辐射振子1、两个单频辐射振子2、介质基板3、覆铜接地层4和周期性电介质结构5。该三频全向天线中双频辐射振子1的工作频段为820mhz～960mhz和1700mhz～2700mhz，单频辐射振子2的工作频段为3300mhz～3600mhz。
34.介质基板3在该实施例中为矩形结构，双频辐射振子1及两个单频辐射振子2分别设在介质基板3的不同的端部。其中，两个单频辐射振子2设在该介质基板3的两个角部，双频辐射振子1设在与两个单频辐射振子2相向的侧边处，使该三个辐射振子呈三角形排列，尽可能地减小各个辐射振子间的互耦，形成辐射模式稳定、不圆度良好、隔离度较高的三频全向天线。当然也可根据实际需求改变介质基板3的形状，相应地，将该三个辐射振子呈三角形的形式排列即可。
35.在介质基板3的一侧表面上设有覆铜接地层4，如图1至图3所示，该覆铜接地层4的一个侧边与介质基板3该侧的侧边间设置有隔离带，即介质基板3的该侧侧边处未设置覆铜面，以此来调节天线的驻波比，通过调整该隔离带的形状，可以使该天线的驻波比处于最佳状态。
36.在该实施例中，介质基板3为fr4板，三个辐射振子焊接在该介质基板3上，简化了天线的制作步骤。另外介质基板3上仅有单侧表面部分区域设置了覆铜接地层4，因此相比于纯金属的基板能够降低天线整体的重量。
37.双频辐射振子1具有平行于介质基板3的辐射主体11，辐射主体11的一端设有与覆铜接地层4相连的第一支路结构12，辐射主体11的另一端设有与设在介质基板3上的同轴线相连的第二支路结构13。如图2所示，第一支路结构12直接与覆铜接地层4焊接相连；如图2至图4所示，第二支路结构13与覆铜接地层4之间为断路状态，二者未直接相连，而是将第二支路结构13与设在介质基板3上的同轴线的内导体相连，作为双频辐射振子1的馈电端。该同轴线的外导体则与覆铜接地层4直接相连。
38.请参考图1至图3，在辐射主体11上还设置有位于第一支路结构12与第二支路结构13之间的镂空带14，镂空带14为不规则的条形结构，目的之一是增加辐射主体11的长度，如图所示，在较小的外形尺寸下，辐射主体11具有较长的实际电长度。不规则的镂空带14使辐射主体11具有相互错落的实体结构，可令该双频辐射振子1的谐振频点增加，在此基础上在镂空带14的边缘还可适当增加枝节结构，进一步提高该辐射振子与同轴线的匹配度。
39.在该实施例中，两个单频辐射振子2均为f形结构，包括两个垂直于介质基板3的枝节，如图5所示，单频辐射振子2包括f形的基底层21和铜片22，铜片22粘贴或印刷在基底层21上。其中，基底层21为fr4介质板，在实际制作中方便将该基底层21卡接在介质基板3上，使天线的组装更便捷。如图4所示，单频辐射振子2的其中一个枝节与覆铜接地层4直接相连，作为接地端，另一个枝节直接与设在介质基板3上的同轴线的内导体相连，作为馈电端。
需要注意的是，馈电端的枝节未与覆铜接地层4直接相连，二者之间设有一定的距离，以使该辐射振子具有较好的驻波比。对于不同尺寸的单频辐射振子2可以通过调整该馈电端的枝节的粗细以及与覆铜接地层4之间的距离，可以使其驻波比处于最佳状态。如图6所示，在该实施例中，两个单频辐射振子2相互垂直并且与介质基板3的侧边呈45
°
夹角，构成正负45
°
的双极化天线。如图7a和图7b所示，该实施例中的三频全向天线在工作频段内的驻波比均小于2。
40.上述三个辐射振子分别由三个同轴线独立进行馈电，该三个同轴线的内导体分别与双频辐射振子1及两个单频辐射振子2相连，该三个同轴线的外导体则与覆铜接地层相连，构成完整的回路。
41.此外，在该实施例中，还在介质基板3上设有位于双频辐射振子1及两个单频辐射振子2之间的若干周期性电介质结构5。如图6所示，各个周期性电介质结构5均匀地布设在介质基板3上，通过调整各个周期性电介质结构5的边长与间距，阻断了各个辐射振子工作频段内的表面波在覆铜接地层4表面的传播，进一步减小了双频辐射振子1与单频辐射振子2之间的互耦，使该三频全向天线具有较好的隔离度。
42.如图8a～图8c所示，在该实施例中，双频辐射振子与单频辐射振子在各自工作频段均满足不圆度小于3的要求，同时也具有较为良好的最大增益。
43.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。