一种天线振子单元板和天线的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线振子单元板和天线。


背景技术：

2.近年来随着人民物质、文化生活水平的普遍提高，人们对通信质量的要求也越来越高，因此，具有超高频率、高数据速率的第五代移动通信技术兴起，成为新一代移动通信系统，5g将具有超高的频谱利用率和能效，可以进一步提升无线移动通信的网络系统、无线传输技术等，挖掘无限空间维度资源，而提高功率效率的有效性和频谱效率的基本途径，是运用多天线发送和多接收技术。
3.天线振子是构成天线的最基本单位，具有导向和放大电磁波的作用，使天线接收到的电磁信号更强。当导线上有交变电流流动时，可以发生电磁波辐射，天线振子的辐射能力与导线的长度和形状相关。
4.现有技术中的超宽带天线，结构复杂且覆盖的频率范围相对来说还是比较窄，往往无法覆盖现有通信频段的常用范围，无法满足现有通信天线需求。例如，目前没有一种天线，既能满足2g/3g/4g从698mhz～6ghz的频率覆盖范围，又能满足5g通信的毫米波26.5ghz～40ghz的频率覆盖范围，覆盖率较低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种天线振子单元板和天线，以解决现有技术中，超宽带天线结构复杂且超宽带天线的覆盖频率较低，导致无法满足现有通信天线需求的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
7.提供一种天线振子单元板，包括介质板和对称设置于所述介质板的两椭圆天线振子，两所述椭圆天线振子不相交，两所述椭圆天线振子与所述介质板的边缘不相交，两所述椭圆天线振子的对称中心点为馈电点。
8.可选地，以所述馈电点作为直角坐标原点，横向为x轴，竖向为y轴建立直角坐标系，则两所述椭圆天线振子的椭圆解析式分别为：
[0009][0010]
其中，a为所述椭圆天线振子的长轴长度的一半，b为所述椭圆天线振子的短轴长度的一半，δ为所述馈电点与所述椭圆天线振子之间的距离。
[0011]
可选地，所述长轴长度为根据介质板的介电常数、所述天线振子单元板需要覆盖的最低频率点以及所述最低频率点的波长所确定；所述短轴长度为根据所述椭圆天线振子的长轴长度所确定。
[0012]
可选地，所述椭圆天线振子的长轴长度的确定关系式为：
[0013][0014]
所述椭圆天线振子的短轴长度与所述椭圆天线振子的长轴长度的关系式为：
[0015][0016]
其中，f为所述天线振子单元板需要覆盖的最低频率点，λ为所述最低频率点的波长，c为真空中的光速，ε
r
为所述介质板的介电常数。
[0017]
可选地，两所述椭圆天线振子之间的距离为根据所述天线振子单元板需要覆盖的频率、所述天线振子单元板的馈电方式所确定。
[0018]
一种天线，包括金属反射板、金属支撑杆、同轴射频座和上述的天线振子单元板；
[0019]
所述金属支撑杆的一端连接至所述天线振子单元板的接地点，所述金属支撑杆的另一端固定于所述金属反射板，所述同轴射频座固定在所述金属反射板下端且连接至所述天线振子单元板的馈电点。
[0020]
可选地，所述天线还包括吸波块，所述吸波块具有通道，所述金属反射板贴设安装于所述吸波块的下端面，所述天线振子单元板贴设安装于所述吸波块的上端面，所述同轴射频座的馈电芯线穿过所述通道并连接至所述天线振子单元板的馈电点，所述金属支撑杆穿过所述通道并连接至所述天线振子单元板。
[0021]
可选地，所述天线还包括上壳，所述上壳盖设于所述天线振子单元板的上端，并固定至所述金属反射板。
[0022]
可选地，所述天线振子单元板与所述金属反射板之间的垂直距离为：
[0023][0024]
其中，h为所述天线振子单元板与所述金属反射板之间的垂直距离，f为所述天线振子单元板需要覆盖的最低频率点，λ为所述最低频率点的波长，c为真空中的光速，ε
r
为所述介质板的介电常数，为常数。
[0025]
一种天线，包括多个天线金属支架、倒梯锥型金属反射板、同轴射频座和上述的天线振子单元板；
[0026]
两所述天线振子单元板交错设置为交错天线振子单元板；
[0027]
所述天线金属支架的一端安装于所述倒梯锥型金属反射板，所述天线金属支架的另一端连接至所述交错天线振子单元板的接地点，且所述倒梯锥型金属反射板的开口朝向所述交错天线振子单元板；
[0028]
所述天线的同轴射频座分别连接至所述天线振子单元板的馈电点。
[0029]
可选地，所述天线还包括安装于所述倒梯锥型金属反射板上方的保护壳。
[0030]
可选地，所述交错天线振子单元板中两所述天线振子单元板为十字交错设置。
[0031]
可选地，所述交错天线振子单元板与所述金属反射板之间的垂直距离为：
[0032][0033]
其中，h为所述交错天线振子单元板与所述金属反射板之间的垂直距离，f为所述天线振子单元板需要覆盖的最低频率点，λ为所述最低频率点的波长，c为真空中的光速，ε
r
为所述介质板的介电常数，为常数。
[0034]
本实用新型提供的天线振子单元板和天线的有益效果在于：天线振子单元板通过在介质板上对称设置两个不相交的椭圆天线振子，并将两椭圆天线振子的对称中心点为馈电点，当电流流过时，椭圆天线振子具有不同的电流流经长度，使得椭圆天线振子对电磁波的辐射能力更强，进而使得天线接收到的电磁信号更强；采用本实施例中提供的天线振子单元板组装的天线，结构简单，容易安装且超宽带宽，对不同频率的可移植性强，能轻易实现各种频率的天线带宽覆盖，满足现有通信频段范围的要求，从而通过不同组装方式即可实现670mhz～40ghz的天线频率覆盖范围，进而满足2g/3g/4g/5g通信的各个频段的通信天线的要求，覆盖频率较高。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]
图1为本实用新型一实施例中天线振子单元板的结构示意图；
[0037]
图2为本实用新型一实施例中天线振子单元板的效率仿真效果示意图；
[0038]
图3为本实用新型一实施例中天线振子单元板的增益仿真示意图；
[0039]
图4为本实用新型一实施例中天线振子单元板的参数示意图；
[0040]
图5为本实用新型一实施例中平板天线的一结构爆炸图；
[0041]
图6为本实用新型一实施例中平板天线的一结构剖视图；
[0042]
图7为本实用新型一实施例中平板天线的一俯视图；
[0043]
图8为本实用新型一实施例中多进多出天线的一结构爆炸图；
[0044]
图9为本实用新型一实施例中多进多出天线的一俯视图；
[0045]
图10为本实用新型一实施例中多进多出天线的一侧视图；
[0046]
图11为本实用新型一实施例中多进多出天线的驻波比仿真效果示意图；
[0047]
图12为本实用新型一实施例中多进多出天线的增益仿真示意图；
[0048]
图13为本实用新型一实施例中多进多出天线的一参数示意图；
[0049]
图14为本实用新型一实施例中天多进多出天线的剖视参数示意图。
[0050]
其中，图中各附图标记：
[0051]
1-上壳；2-天线振子单元板；3-金属支撑杆；4-吸波块；5-金属反射板；
[0052]
6-同轴射频座；7-交错天线振子单元板；8-天线金属支架；9-倒梯锥型金属反射板；9-天线的同轴射频座；
[0053]
21-介质板；22-椭圆天线振子；23-馈电点。
具体实施方式
[0054]
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0055]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0056]
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。
[0057]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0058]
请一并参阅图1至图6，现对本实施例提供的一种天线振子单元板2进行说明。
[0059]
如图1所示，天线振子单元板2包括介质板21和两椭圆天线振子22，两椭圆天线振子22对称设置在介质板21上，两椭圆天线振子22不相交，即两椭圆天线振子22之间具有距离，且两椭圆天线振子22与介质板21的边缘不相交，即两椭圆天线振子22与介质板21的边缘具有安全距离，两椭圆天线振子22的对称中心点为馈电点23。
[0060]
其中，椭圆天线振子22是指天线振子两端的辐射体形状是椭圆形，椭圆天线振子22为金属天线辐射体，即材料椭圆天线振子22可以是铜。在其他实施例中，椭圆天线振子22的材料还可以是其他金属，在此不再赘述。
[0061]
其中，天线振子单元板2的介质板21为绝缘介质板21，例如，绝缘介质板21的材料是fr4、陶瓷，即介质板21可以为fr4介质板21或者陶瓷介质板21。本实施例中，介质板21为fr4介质板21或者陶瓷介质板21仅为示例性说明，在其他实施例中，介质板21还可以是其他绝缘介质板21，在此不再赘述。
[0062]
如图2和图3所示，根据对两对称设置的椭圆天线振子22进行效率仿真，在不同频率(frequency，单位40ghz)的总效率(total-efficiency)仿真效果如图2所示，在频率为0.698ghz(f＝0.698ghz)、phi在90-270之间时的远场方向效果(farfield directivity abs)，即增益仿真效果如图3所示，可获知使用不同介电损耗的介质板21和两对称设置的椭圆天线振子22组成的天线振子单元板2，其效率在天线覆盖全频段范围内可达到60％以上(取决于介质板21的介电损耗)。当驻波比<2，也即(介电损耗)return loss<-10db时，最高覆盖频率与最低覆盖频率之比约为59:1，虽然起始阶段有一点点高于-10db，大约在-9db左右，但是根据需求组装的天线参数完全能满足使用要求，可以覆盖从670mhz～40ghz的频段范围。
[0063]
采用天线振子单元板2制作而成的天线，其天线效率因所选用介质板21的介电损耗而不同，如果制作的天线只是用于较低频段，介质板21可以选用稍高介电损耗的材质，如果需要覆盖较高频率，则介质板21可以选择较低介电损耗的材质。此外，如果工艺允许，也可选用纯粹两对称椭圆金属振子，而不需要介质板21也可以满足不同需求。
[0064]
例如，不需要介质板21，仅采用两对称的椭圆形天线振子，加以合适的馈电网络，可以作为超宽带天线使用；或者，采用多块天线振子单元板2，再匹配合适的馈电网络，制作为阵列天线，以实现超宽带宽；或者，将两个天线振子单元板2相互交错设置为交错天线振
子单元板7，然后将多个交错天线振子单元板7匹配合适的馈电网络，形成超宽带天线以进行使用。
[0065]
本实施例中，天线振子单元板2通过在介质板21上对称设置两个不相交的椭圆天线振子22，并将两椭圆天线振子22的对称中心点为馈电点23，当电流流过时，椭圆天线振子22具有不同的电流流经长度，使得椭圆天线振子22对电磁波的辐射能力更强，进而使得天线接收到的电磁信号更强；采用本实施例中提供的天线振子单元板2组装的天线，结构简单，容易安装且超宽带宽，对不同频率的可移植性强，能轻易实现各种频率的天线带宽覆盖，满足现有通信频段范围的要求，从而通过不同组装方式即可实现670mhz～40ghz的天线频率覆盖范围，进而满足2g/3g/4g/5g通信的各个频段的通信天线的要求，覆盖频率较高。
[0066]
此外，可以采用天线振子单元板2、高介电常数且低介电损耗的介质板21，并配合适当的馈电网络制作成阵列天线，还可以将天线振子单元板2等比例缩小之后，制成超宽带毫米波天线加以利用。
[0067]
在一实施例中，以天线振子单元板2的馈电点23作为直角坐标原点，横向为x轴，竖向为y轴建立直角坐标系，则两椭圆天线振子22的椭圆解析式分别为：
[0068][0069]
其中，a为椭圆天线振子22的长轴长度的一半，b为椭圆天线振子22的短轴长度的一半，δ为馈电点23与椭圆天线振子22之间的距离。
[0070]
以天线振子单元板2的馈电点23作为直角坐标原点，横向为x轴，竖向为y轴建立直角坐标系，如图4所示，椭圆天线振子22的长轴长度a＝2a，椭圆天线振子22单元的短轴长度b＝2b，两椭圆天线振子22之间的距离s＝2δ，在天线振子单元板2中，两椭圆天线振子22在介质板21上的位置需满足关系式：此外，天线振子单元板2的长度为l，天线振子单元板2的宽度为w，天线振子单元板2的长度l即介质板21的长度l，为椭圆天线振子22的两倍短轴长度加上两椭圆天线振子22至介质板21边缘的之间的安全距离，再加上两椭圆天线振子22之间的距离2δ；天线振子单元板2宽度w即介质板21的宽度w，为椭圆天线振子22的长轴长度加上两椭圆天线振子22至介质板21边缘的之间的最近距离；介质板21的厚度为t，可以根据实际需求设计。
[0071]
本实施例中，通过以天线振子单元板2的馈电点23作为直角坐标原点，横向为x轴，竖向为y轴建立直角坐标系，两椭圆天线振子22的椭圆解析式分别为明确了两椭圆天线振子22和馈电点23在介质板21上的具体位置，为后续根据需求设计两椭圆天线振子22的大小以及介质板21的大小提供了理论基础。
[0072]
在一实施例中，椭圆天线振子22的长轴长度为根据介质板21的介电常数、天线振子单元板2需要覆盖的最低频率点以及最低频率点的波长所确定，椭圆天线振子22的短轴长度为根据椭圆天线振子22的长轴长度所确定。
[0073]
具体地，根据介质板21的介电常数、天线振子单元板2需要覆盖的最低频率点以及最低频率点的波长确定椭圆天线振子22的长轴长度的关系式为：
[0074][0075]
确定椭圆天线振子22的短轴长度的关系式为：
[0076][0077]
其中，f为天线振子单元板2需要覆盖的最低频率点，λ为最低频率点的波长，c为真空中的光速，ε
r
为介质板21的介电常数。
[0078]
即，椭圆天线振子22的长轴长度根据介质板21的介电常数、天线振子单元板2需要覆盖的最低频率点以及最低频率点的波长确定，椭圆天线振子22的短轴长度可以根据长轴长度和实际需求进行调整，短轴长度范围为长轴长度的四分之一至四倍长轴长度之间，即椭圆天线振子22的长轴或者短轴可以相互颠倒。
[0079]
本实施例中，根据介质板21的介电常数、天线振子单元板2需要覆盖的最低频率点以及最低频率点的波长确定椭圆天线振子22的长轴长度和短轴长度，明确了天线振子单元板2中椭圆天线振子22的设计准则，使得天线振子单元板2的频率覆盖范围可以根据实际需求进行调整，采用双椭圆的形状作为天线振子，椭圆天线振子22的长短轴关系可以互换甚至相等，即可将椭圆天线振子22转化为双圆形天线振子，选择多变。
[0080]
在一实施例中，根据天线振子单元板2需要覆盖的频率、天线振子单元板2的馈电方式确定两椭圆天线振子22之间的距离，即天线振子单元板2中两椭圆天线振子22之间的距离2δ可以根据天线振子单元板2实际需要覆盖的频率、天线振子单元板2的实际馈电方式进行调整，以使得天线振子单元板2的覆盖频率即辐射效果符合预期。
[0081]
结合上述天线振子单元板2，可以有多种天线应用，具体地，包括本实用新型实施例提出的平板天线和多进多出天线，下面分别以此两种天线类型进行详细描述。
[0082]
请一并参阅图5至图7，提供一种天线，该天线为平板天线，包括金属反射板5、金属支撑杆3、同轴射频座6和上述的天线振子单元板2；金属支撑杆3的一端连接至天线振子单元板2的接地点，金属支撑杆3的另一端固定于金属反射板5，同轴射频座6固定在金属反射板5下端且连接至天线振子单元板2的馈电点23。
[0083]
如图5所示，在根据天线振子单元板2制作天线时，需要在先将天线振子单元板2、金属支撑杆3、金属反射板5和同轴射频座6等部件按照设计尺寸和装配方式、加工、选型完成好，然后将金属支撑杆3固定在金属反射板5上，然后将天线振子单元板2的接地点，即两椭圆天线振子22的接地点与金属支撑杆3连接，再将同轴射频座6穿过金属反射板5和金属支撑杆3之后，将同轴射频座6固定在金属反射板5下端，同轴射频座6的馈电芯线与天线振子单元板2的馈电点23连接，组装成一个简单的单端口平板天线，该单端口平板天线结构简单，成本低廉，可根据时间需要覆盖的频率和介质板21的特性制作成不同覆盖频率的单端口平板天线，容易安装且具有超宽带宽。
[0084]
平板天线的同轴射频座6可以是sma型或n型的50欧姆同轴射频座，在其他实施例中，同轴射频座还可以是其他型号的同轴射频座，本实施例中，以同轴射频座6为sma型或n型的50欧姆同轴射频座为例进行说明。
[0085]
平板天线的金属反射板5可以是与天线振子单元板2适配的矩形反射板，在其他实施例中，平板天线的金属反射板5还可以是其他形状的金属反射板5，本实施例中，以平板天
线的金属反射板5为矩形反射板为例进行说明。
[0086]
本实施例中，通过天线振子单元板2、金属支撑杆3、金属反射板5和同轴射频座6进行组装，获得一种结构简单、成本低廉且超宽带宽的单端口平板天线。
[0087]
可选地，在制作天线振子单元板2、金属支撑杆3、金属反射板5和同轴射频座6等部件时，可以选用螺钉、螺栓、铆钉等固定方式固定各部件，在安装时，可通过螺钉、过盈铆接、焊接等方式金属支撑杆3固定在金属反射板5上，然后天线振子单元板2的接地点通过焊接的方式固定到金属支撑杆3的突起金属上，可采用螺钉或者焊接的固定式把sma型或n型的50欧姆同轴射频座6固定到金属反射板5上，接着再把sma型或n型的50欧姆同轴射频座的馈电芯线对准并焊接到天线振子单元板2的馈电点23的焊接点上，以增加天线的结构牢固性和稳定性。
[0088]
在一实施例中，天线还包括吸波材料制成的吸波块4，吸波块4具有通道，金属反射板5贴设安装于吸波块4的下端面，天线振子单元板2贴设安装于吸波块4的上端面，同轴射频座6的馈电芯线穿过通道连接至天线振子单元板2的馈电点23，金属支撑杆3穿过通道连接至天线振子单元板2。通过在金属反射板5上方设置吸波块4，使得平板天线在工作时，可以通过吸波块4吸收或者大幅减弱平板天线接收到的电磁波能量，从而减少电磁波的干扰，提高平板天线的数据传输质量。
[0089]
在一实施例中，天线还包括上壳1，上壳1盖设于天线振子单元板2的上端，并固定至金属反射板5，以保护天线振子单元板2。
[0090]
其中，上壳1可以是塑料上壳1，也可以是其他材料的绝缘上壳1，在根据天线振子单元板2和金属反射板5的形状将上壳1制作完成后，可将上壳1通过螺钉、卡扣或者点胶等方式固定到金属反射板5上，塑料上壳1可减少对平板天线的辐射影响，并提高上壳1对天线振子单元板2的保护作用，在平板天线处于暴露环境时，延长平板天线的使用寿命。
[0091]
在一实施例中，在平板天线中，天线振子单元板2与金属反射板5之间的垂直距离为：
[0092][0093]
其中，h为天线振子单元板2与金属反射板5之间的垂直距离，f为天线振子单元板2需要覆盖的最低频率点，λ为最低频率点的波长，c为真空中的光速，ε
r
为介质板21的介电常数，n为常数。
[0094]
根据天线振子单元板2的特性，在天线振子单元板2的实际应用中，天线振子单元板2所在的平面与金属反射板5之间的垂直距离h，根据平板天线所要覆盖的最低频率点f的波长λ计算得出，计算公式为：
[0095][0096]
其中，n为常数，也可以为天线振子单元板2的数量，即组成不同天线所需要的天线振子单元板2的数量n，天线振子单元板2天线所需要覆盖的最低频率点f，以及f最低频率点的波长，可以确定出组装天线中天线振子单元板2与金属反射板5之间的垂直距离h。
[0097]
因此，在仅用到一个天线振子单元板2的单端口平板天线中，n＝1，所以单端口平
板天线中天线振子单元板2与金属反射板5之间的垂直距离为：
[0098][0099]
例如，可将平板天线的参数设定为：设定天线振子单元板2的长度l为160mm，天线振子单元板2的宽度w为100mm，椭圆天线振子22的长轴长度a(2a)为99mm，椭圆天线振子22的短轴长度b(2b)为79.4mm，两椭圆天线振子22之间的距离s(2δ)为0.2mm，介质板21的介电常数ε
r
为4.5，介质板21的介电损耗约等于0.002，介质板21的厚度t为1mm，且金属反射板5的长度la为260mm，金属反射板5的宽度wa为180mm，天线振子单元板2到金属反射板5之间的距离为h为48mm，n＝1，平板天线总高度为ta为70mm。
[0100]
本实施例中，上述平板天线的参数仅为示例性说明，在其他实施例中，平板天线的参数还可以是其他参数，在此不再赘述。
[0101]
本实施例中，可根据天线振子单元板2天线所需要覆盖的最低频率点以及最低频率点的波长，确定出需求平板天线中天线振子单元板2与金属反射板5之间的垂直距离，明确了根据需求覆盖频率制作平板天线的过程，使得制作的平板天线能够精准的覆盖需求频率，提高了平板天线的适用性。
[0102]
请一并参阅图8至图10，在一实施例中，提供一种天线，包括多个天线金属支架8、倒梯锥型金属反射板9、同轴射频座10和上述的天线振子单元板2；两天线振子单元板2交错设置为交错天线振子单元板7；天线金属支架8的一端安装于倒梯锥型金属反射板9，天线金属支架8的另一端连接至交错天线振子单元板7的接地点，且倒梯锥型金属反射板9的开口朝向交错天线振子单元板7；天线的同轴射频座10分别连接至天线振子单元板2的馈电点23。
[0103]
其中，交错天线振子单元板7中两天线振子单元板2的交错方式可以为垂直十字交错，倒梯锥型金属反射板9可以为近似碗状的倒梯锥型金属反射器，天线的两个同轴射频座10可以为两个sma型或n型的50欧姆同轴射频座，在其他实施例中，交错天线振子单元板7中两天线振子单元板2的交错还可以是其他方式，倒梯锥型金属反射板9还可以是其他形状，天线的同轴射频座10还可以是其他同轴射频座。
[0104]
安装时，先把两个天线金属支架8通过螺钉、过盈铆接、焊接等方式安装到倒梯椎型金属反射板5上，然后把天线的两个同轴射频座10也通过螺钉、过盈铆接、焊接等方式安装到倒梯椎型金属反射板5上，最后把交错天线振子单元板7的接地端焊接到天线金属支架8，把天线振子单元板2的馈电点23分别焊接到天线的两个同轴射频座10的芯线上，提高天线的结构牢固性和稳定性。
[0105]
本实施例中，根据需要设计的天线类型确定天线金属支架8、倒梯锥型金属反射板9、天线的同轴射频座10和天线振子单元板2的数量，以制作为不同类型的天线，增加天线振子单元板2在天线应用上的适用性。
[0106]
例如，如图8至图10所示，可设计一种多进多出(mimo)天线，包括两天线金属支架8、倒梯锥型金属反射板9、天线的两个同轴射频座10和两个天线振子单元板2；两天线振子单元板2十字交错；天线金属支架8的一端安装于倒梯锥型金属反射板9，天线金属支架8的另一端连接至两天线振子单元板2的接地点，且倒梯锥型金属反射板9的开口朝向十字交错的两天线振子单元板2；天线的两同轴射频座10分别连接至两天线振子单元板2的馈电点
23。其中，两十字交错的天线振子单元板2可以为十字垂直交错的天线振子单元板2，水平极化天线振子单元板2与垂直极化天线振子单元板2的椭圆天线振子22都是采用微带馈电形式，椭圆天线振子22的微带线宽为1.5mm，椭圆天线振子22的微带线到介质板21边缘的安全距离是0.25mm，然后，水平极化天线振子单元板2中间在上方开槽50.1
×
2mm，垂直极化天线振子单元板2中间在下方开槽50.1
×
2mm。还可以设计一种短背射天线，在mimo天线的基础上，增加另一个副反射器，把天线制作成短背射天线。
[0107]
本实施例中，两交错的天线振子单元板2的各参数仅为示例性说明，在其他实施例中，两交错的天线振子单元板2的各参数还可以是其他数值，在此不再赘述。
[0108]
本实施例中，mimo天线、短背射天线的采用天线金属支架8、倒梯锥型金属反射板9、天线的同轴射频座10和天线振子单元板2的数量仅为示例性说明，在其他实施例中，天线还可以采用其他数量的天线金属支架8、倒梯锥型金属反射板9、同轴射频座和天线振子单元板2，在此不再赘述。
[0109]
如图11和图12所示，以mimo天线为例，将本实施例中的mimo天线进行回波损耗、电压驻波和增益效果仿真，在不同频率(frequency，单位：ghz)的驻波比(voltage standing wave ratio，vswr)仿真效果如图11所示，在频率为0.698ghz(f＝0.698ghz)、phi在90-270之间时的远场方向效果(farfield directivity abs)，即增益仿真效果如图12所示，可以很清楚的获知，只需要采用这种单一的对称椭圆天线振子22形式，便可完全覆盖698mhz～6ghz频段，在这个频段范围内，天线增益也轻易可以达到11dbi～16dbi，可见对称椭圆天线振子22的优越性。传统天线要覆盖698mhz～6ghz频段，需要很复杂的天线形式，而本实施例中的mimo天线，结构简单，成本低廉。
[0110]
本实施例中，提供了一种天线的具体结构，采用多个天线金属支架8、倒梯锥型金属反射板9、天线的同轴射频座10和天线振子单元板2的制作的天线，结构简单，成本低廉，在能根据不同需求覆盖不同频段的基础上，提高了通信容量和频谱利用率。
[0111]
可选地，上述天线还包括安装于倒梯锥型金属反射板9的开口上方的保护壳，以保护天线中的交错天线振子单元板7，从而增加天线的使用寿命。
[0112]
在一实施例中，上述天线的倒梯锥型金属反射板9的底部与交错天线振子单元板7之间的垂直距离为：
[0113][0114]
其中，h为倒梯锥型金属反射板9的底部与天线振子单元板2之间的垂直距离，f为天线振子单元板2需要覆盖的最低频率点，λ为最低频率点的波长，c为真空中的光速，ε
r
为介质板21的介电常数，n为常数。
[0115]
以包括两天线金属支架8、倒梯锥型金属反射板9、天线的两个同轴射频座10和两个天线振子单元板2的mimo天线为例，倒梯锥型金属反射板9的底部与交错天线振子单元板7之间的垂直距离为：
[0116][0117]
根据采用天线振子单元板2的特性，在天线振子单元板2的实际应用中，由于天线
采用了两个天线振子单元板2，因此n为2，即mimo天线中，倒梯锥型金属反射板9的底部与天线振子单元板2之间的垂直距离线振子单元板2之间的垂直距离可根据覆盖频率的特征十分方便地计算出天线振子单元板2所在的平面与金属反射板5之间的垂直距离，从而制作出符合覆盖频率需求的天线，提高天线在不同频率段的适用性。
[0118]
如图13至图14所示可将mimo天线的参数设定为：天线振子单元板2的长度l为160mm，天线振子单元板2的宽度w为100mm，椭圆天线振子22的长轴长度a(2a)为99mm，椭圆天线振子22的短轴长度b(2b)为78.5mm，两椭圆天线振子22之间的距离s(2δ)为2mm，两椭圆天线振子采用微带馈电形式，微带线宽1.5mm，介质板21的介电常数ε
r
为4.5，介质板21的介电损耗约等于0.002，介质板21的厚度t为1mm，倒梯椎型金属反射板5的高度tb为203mm，倒梯椎型金属反射板5的开口口径d为600mm，倒梯椎型金属反射板5的底部小径d为300mm，倒梯锥型金属反射板9的底部与十字交错的天线振子单元板2之间的垂直距离h为101mm(hb)，倒梯椎型金属反射板5的上边沿垂直长度为50mm(fb)。
[0119]
本实施例中，明确了倒梯锥型金属反射板9的底部与交错天线振子单元板7之间的垂直距离，可根据天线振子单元板2所需要覆盖的最低频率点以及最低频率点的波长，确定出需求天线中天线振子单元板2与倒梯锥型金属反射板9底部之间的垂直距离，明确了根据需求覆盖频率获取天线的参数的过程，使得制作的天线能够精准的覆盖需求频率，提高了天线的适用性。
[0120]
本实施例中，天线振子单元板2通过在介质板21上对称设置两个不相交的椭圆天线振子22，并将两椭圆天线振子22的对称中心点为馈电点23，当电流流过时，椭圆天线振子22具有不同的电流流经长度，使得椭圆天线振子22对电磁波的辐射能力更强，进而使得天线接收到的电磁信号更强；采用本实施例中提供的天线振子单元板2组装的天线，结构简单，容易安装且超宽带宽，对不同频率的可移植性强，能轻易实现各种频率的天线带宽覆盖，满足现有通信频段范围的要求，从而通过不同组装方式即可实现670mhz～40ghz的天线频率覆盖范围，进而满足2g/3g/4g/5g通信的各个频段的通信天线的要求；然后根据不同的金属反射板、金属支架和同轴射频座，根据不同的频率覆盖需求将天线振子单元板2组装成为适应不同场景需求的天线，提高天线振子单元板2的适用性。
[0121]
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。