專利名稱：一種低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及移動通信系統(tǒng)和通用系統(tǒng)頻域的室內覆蓋天線，特別涉及一種覆 蓋在800-2700MHZ所有可用頻段的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線。
技術背景。目前，隨著3G時代的到來，在移動通信領域要求通用功能的一體化、增益小，布局 的小型化、密集化方向發(fā)展。這就要求天線具有多頻、寬帶、小體積等特征。以往的室內覆 蓋天線存在剖面高，制造工藝復雜等缺陷，有的只包括其中的一到兩個頻段。這樣天線制造 成本高，難以與建筑物融為一體。當今，天線領域(特別是微帶天線)的研究熱點是寬帶、多頻、小型化等方面。但 大部分研究都集中在3. IGHz-IIGHz超寬帶微帶天線的研究，而對無線通用頻段的應用主 要還在傳統(tǒng)的三維天線。室內覆蓋天線需求大，傳統(tǒng)的室內覆蓋天線已不適應時代發(fā)展要 求。由于微帶貼片天線的獨特優(yōu)點，國際上已經(jīng)開始對微帶天線在室內覆蓋分布上進行研 發(fā)，成功案例已經(jīng)投入市場，但在這些產(chǎn)品中，都有一個共同特點，駐波比要比傳統(tǒng)天線要 差(傳統(tǒng)天線的駐波比標準是小于1. 5)，而現(xiàn)在已設計的運用于室內覆蓋系統(tǒng)的微帶天線 駐波比標準均大于1. 5。我們國家室內分布駐波比的標準是小于1. 5。同時天線的尺寸也 比較大。發(fā)明專利ZL200510024288. 7揭示了一種超寬帶平面單極天線，該天線由介質板 上印刷單極天線板、共面金屬地板和內嵌式饋電線構成，單極天線板為橢圓形貼片、或圓形 貼片、或圓環(huán)形貼片；內嵌式饋電線為共面波導導帶貼片；共面金屬地板為梯形金屬貼片， 此金屬貼片分割為左右兩片而貼置于共面波導導帶貼片的兩旁。上述的結構為共面波導的 傳輸機理，在本實用新型所在的頻帶范圍內增益和駐波比難以達到移動通信網(wǎng)絡使用的要 求。同時兩者的頻帶寬度不同，其為超寬帶，該天線如果用著移動通信室內覆蓋，其帶外的 抗干擾性能較差。同時該天線采用側饋方式饋電，不符合移動通信室分天線使用習慣。天 線采用了共面波導漸變饋電方式，增加了額外的調節(jié)尺寸，使得仿真和設計難度增加，對性 能的穩(wěn)定性有一定影響。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種制作簡單、成 本低、可以覆蓋移動通訊系統(tǒng)的各個通用頻段、駐波比小于1.4的低剖面移動通信室內覆 蓋貼片天線。微帶天線的一個主要的缺點是工作頻帶比較窄，一般典型微帶天線的相對駐波比 帶寬只有在2 5%左右。為展寬其駐波比帶寬，天線工作者做了大量的研究，提出了多種 增大微帶天線駐波比帶寬的方法，概括起來主要包括四種途徑1.降低等效諧振回路的Q值，如，E. chang等通過實驗用增加基片厚度的方法，可 得到20%的微帶天線工作帶寬；
3[0008]2.修改等效電路，附加寄生貼片、采用電磁耦合饋電等，如，Y.uhinand和 A. Hessell在探針耦合的微帶天線上加一個尺寸微小的寄生單元，可得到20 — 30%的工作 帶寬；3.附加阻抗匹配網(wǎng)絡，如，H. M. An等在微帶天線輸入端與微帶饋線之間加入一個 電抗匹配網(wǎng)絡，可以得到17%的天線工作帶寬；4.隨著對微帶天線研究的深入，人們改進或發(fā)展了一些新的方法。例如采用高介 電常數(shù)e，并在介質板上開孔的方法，即降低了 Q值，又兼顧了高介電常數(shù)帶來的天線小型 化優(yōu)點；在矩形微帶貼片線上開U形槽，由于縫隙引入附加諧振，同時也引入了容抗，抵消 了探針的感抗，因得到寬帶效果，這種貼片天線可以獲得47%的阻抗帶寬；采用L形金屬帶 對單層片天線饋電可以得到49%的阻抗帶寬(vswR ( 2)，而通過改進，將L形金屬帶改為 斜坡形狀，則帶寬可以展寬到53% ；采用共面波導或者微帶通過縫隙耦合饋電，同樣得到帶 寬的擴展。新型美化室內覆蓋天線具有廣泛的市場前景。傳統(tǒng)的單極子天線具有超寬帶特 性，把此理念運用于微帶天線的設計，同樣具有寬頻特性。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是一種低剖面移動通信室內覆蓋貼 片天線，包括在介質板一面上金屬貼片和與金屬貼片相連接的微帶漸變線構成輻射單元、 金屬接地板，其特征在于所述的金屬接地板設在介質板的另一面，并通過同軸接頭與輻射 單元進行耦合，所述的微帶漸變線與金屬接地板之間設有LC匹配網(wǎng)絡；所述的LC匹配網(wǎng)絡，用于調整移動頻率，獲得最佳移動通信頻率范圍。所述的微帶漸變線為帶狀貼片與金屬貼片連接處至饋電口為梯形。所述的微帶漸變線帶狀貼片與金屬貼片連接處至饋電口為階梯形。所述的同軸接頭設在金屬接地板上，同軸接頭的外導體與接地板相連接，其內導 體與輻射單元的饋電口相連接。為了降低天線的實際物理高度，便于安裝，本實用新型應用 背部饋電，SMA(N形或者用同軸線)連接頭相連。力求天線隱形效果好。所述的金屬貼片為橢圓形或類圓形，金屬接地板為梯形或類梯形。所述的金屬貼片為橢圓形貼片時，其橢圓形橫軸a小于金屬接地板梯形下底寬 度，橢圓形橫軸a與縱軸b之比為0. 2-7。所述金屬接地板為類梯形時，其高度H1+H2為最長工作波長的0. 1-0. 5倍，其下底 寬度為其高度的0. 7-1. 6倍，類梯形頂部為最短工作波長的0. 1-0. 5倍。所述的介質板上對稱地設有四只調諧螺釘，并起到固定作用。利用單極子天線和有限接地面的結構，依據(jù)相關寬頻原理，把其應用于微帶天線， 從而實現(xiàn)對當前使用的公共移動通信頻段(806MHz——2700MHz)進行全覆蓋。也就是說本 實用新型實用于通用無線通信系統(tǒng)。比以往的天線更小、更薄。一種低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，由于采用上述結構，與現(xiàn)有技術相比， 具有以下優(yōu)點(1)在實現(xiàn)微帶貼片天線的超寬帶特性，又體現(xiàn)了微帶天線的低剖面特性， 特別是在駐波比小于1. 4的情況下滿足806-2700M移動通信可用頻段。(2)采用有別于 傳統(tǒng)設計思路，同時設計出多頻、寬帶、低剖面貼片天線，無需組陣、單端口饋電無需復雜 的饋電系統(tǒng)的貼片天線，即可實現(xiàn)多頻、寬帶和低剖面。(3)在原有單極子天線理論的基 礎上，成功應用于微帶天線的設計，在保證微帶天線低剖面的基礎上，兩個頻段完全滿足 806MHz-2700MHz無線通信系統(tǒng)頻段的要求。該微帶天線制作簡單，運行成本低，易于實現(xiàn)，可工作于通用通信系統(tǒng)的各個頻段，適合批量生產(chǎn)。以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明；圖la、圖lb，為本實用新型低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線結構示意圖；圖2、圖3為本實用新型駐波比曲線圖；圖4為本實用新型低頻段方向圖；圖5為本實用新型高頻段方向圖；在
圖1中，1、金屬貼片；2、微帶漸變線；3、金屬接地板；4、介質板；5、同軸接頭；7、 LC匹配網(wǎng)絡。
具體實施方式
如圖1所示，一種低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，包括在介質板4 一面上金屬 貼片1和與金屬貼片1相連接的微帶漸變線2構成輻射單元，和金屬接地板3 —起構成單 極天線金屬主體，所述的金屬接地板3設在介質板4的另一面，并通過同軸接頭5與輻射單 元進行耦合。所述的微帶漸變線2為帶狀貼片，與金屬貼片1連接處至饋電口為梯形。所 述的同軸接頭5設在金屬接地板3上，同軸接頭5的外導體與金屬接地板3相連接，其內導 體與輻射單元的饋電口相連接。天線正面腐蝕成50歐姆微帶線連接微帶漸變線與類圓形 金屬貼片1相連(覆銅部分)，相當于單極子。根據(jù)單極子天線的基本原理，利用介質板4 把輻射單元和金屬接地板3分隔開，采用漸變微帶線2進行耦合，保證匹配和頻段的需要， 通過改變結構，把帶寬移到所需的移動通信頻段內，從而實現(xiàn)室內覆蓋天線的寬頻效應，滿 足無線通信通用頻段的要求。微帶漸變線2與金屬接地板3之間設有LC匹配網(wǎng)絡7，LC匹配網(wǎng)絡7的一端與微 帶漸變線2相連接，另一端穿過介質板4與金屬接地板3相連接，在微帶漸變線2焊接加入 集總參數(shù)LC匹配網(wǎng)絡7改變匹配諧振特性，使頻點較好落入移動通信頻段內，通過該匹配 網(wǎng)絡7位置和參數(shù)的優(yōu)化調整，使本實用新型天線在整個移動通信頻段內獲得最優(yōu)駐波和 增益特性。如圖2、圖3所示，本實用新型實施例在移動通信頻段內駐波比實際測量數(shù)據(jù)，可 見其駐波比均在1.4以下。如圖4所示，本實施例在0. 8到IGHz頻段內θ = 120度水平面的方向圖如圖5所示，為本實施例在1.7GHz到2. 5GHz頻段內θ = 120度水平面的方向圖。上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受 上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經(jīng) 改進直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，包括在介質板(4) 一面上金屬貼片(1)和 與金屬貼片(1)相連接的微帶漸變線(2)構成輻射單元、金屬接地板(3)，其特征在于所 述的金屬接地板(3)設在介質板(4)的另一面，并通過同軸接頭(5)與輻射單元進行耦合， 所述的微帶漸變線⑵與金屬接地板⑶之間設有LC匹配網(wǎng)絡(7)；所述的LC匹配網(wǎng)絡(7)，用于調整移動頻率，獲得最佳移動通信頻率范圍。
2.根據(jù)權利要求1所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的微 帶漸變線(2)為帶狀貼片，與金屬貼片(1)連接處至饋電口為梯形。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述 的微帶漸變線(2)帶狀貼片，與金屬貼片(1)連接處至饋電口為階梯形。
4.根據(jù)權利要求1所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的同 軸接頭(5)設在金屬接地板(3)上，同軸接頭(5)的外導體與金屬接地板(3)相連接，其內 導體與輻射單元的饋電口相連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的金 屬貼片(1)為橢圓形或類圓形，金屬接地板(3)為梯形或類梯形。
6.根據(jù)權利要求5所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的金 屬貼片(1)為橢圓形貼片時，其橢圓形橫軸(a)小于金屬接地板(3)梯形下底寬度，橢圓形 橫軸(a)與縱軸(b)之比為0. 2-7。
7.根據(jù)權利要求5所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述金屬 接地板(3)為類梯形時，其高度(H1+H2)為最長工作波長的0. 1-0. 5倍，其下底寬度為其高 度的0. 7-1. 6倍，類梯形頂部為最短工作波長的0. 1-0. 5倍。
8.根據(jù)權利要求1所述的低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，其特征在于所述的介 質板(4)上對稱地設有四只調諧螺釘。
專利摘要本實用新型公開了一種低剖面移動通信室內覆蓋貼片天線，包括在介質板一面上金屬貼片和與金屬貼片相連接的微帶漸變線構成輻射單元、金屬接地板，其特征在于所述的金屬接地板設在介質板的另一面，并通過同軸接頭與輻射單元進行耦合，所述的微帶漸變線與金屬接地板之間設有LC匹配網(wǎng)絡；采用上述結構，具有以下優(yōu)點1、在實現(xiàn)微帶貼片天線的超寬帶特性，又體現(xiàn)了微帶天線的低剖面特性，特別是在駐波比小于1.4的情況下滿足806-2700M移動通信可用頻段。2、無需組陣、單端口饋電無需復雜的饋電系統(tǒng)的貼片天線，即可實現(xiàn)多頻、寬帶和低剖面。3、兩個頻段完全滿足806MHz-2700MHz無線通信系統(tǒng)頻段的要求。該微帶天線制作簡單，運行成本低，適合批量生產(chǎn)。
文檔編號H01Q13/08GK201789074SQ20102050101
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權日2010年8月13日
發(fā)明者吳鵬飛, 周敏, 孔令兵, 方珅, 晉奇明, 梁廣俊, 裴進明 申請人:中國移動通信集團安徽有限公司蕪湖分公司, 蕪湖睿爾科技有限公司