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邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的制作方法

文檔序號(hào):11956991閱讀:388來源:國(guó)知局
邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的制作方法與工藝
本發(fā)明涉及天線領(lǐng)域,特別是涉及一種邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線。
背景技術(shù)
:目前,人類已經(jīng)全面進(jìn)入信息時(shí)代,獲取資訊成為人們?nèi)粘I畈豢苫蛉钡慕M成部分。移動(dòng)通信以其特有的便捷性,已成為人們隨時(shí)隨地獲取信息和彼此通信的主要方式。天線則是無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵子部件,它的性能優(yōu)劣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響是決定性的。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展,家庭、辦公室、商場(chǎng)、候機(jī)樓、教室、圖書館等室內(nèi)環(huán)境已成為話務(wù)和數(shù)據(jù)流量的熱點(diǎn)區(qū)域。室外宏基站由于考慮覆蓋范圍、選址、成本等實(shí)際因素,天線尺寸大、增益高、發(fā)射功率大、架設(shè)高度高,以實(shí)現(xiàn)廣域信號(hào)連續(xù)覆蓋,卻難以對(duì)建筑物內(nèi)部進(jìn)行深度、精確覆蓋。自然地,人們將室外基站小型化后部署于樓宇內(nèi)部各處,形成了室內(nèi)分布式覆蓋系統(tǒng)。綜合考慮到容量、選址、成本等方面因素,室分小基站必須支持多制式(GSM2G/CDMA-3G/LTE-4G)、全頻段(800-960MHz/1710-2700MHz),而且水平面需覆蓋較大區(qū)域。受制于安裝位置,室分天線通常有定向壁掛和全向吸頂兩大類。由于實(shí)現(xiàn)多頻段技術(shù)上難度很大,兩類天線通常設(shè)計(jì)成寬頻帶。吸頂天線安裝于天花板,要求方向圖在不同仰角的方位面內(nèi)必須是均勻全向的,且低俯角方向仍需保持較高增益,這樣才能保證較大的覆蓋范圍。另外,考慮用戶視覺和感受,吸頂天線宜小尺寸和低剖面。綜合上述要求,單錐是適合設(shè)計(jì)全向吸頂天線的幾何形狀,它具有寬頻帶、全向性的特點(diǎn),而且高度較僅為雙錐天線的一半。然而,由于單錐天線將雙錐的傾斜下臂變成平直地板的緣故,其高頻最大輻射方向會(huì)上翹較大的角度,致使低仰角增益較低,而低頻最大輻射方向則恰好在水平方向。這會(huì)造成低頻覆蓋范圍寬、高頻覆蓋范圍小的現(xiàn)象。雖然,通過增加網(wǎng)絡(luò)部署密度可以使高低頻覆蓋范圍較為一致,但是建設(shè)成本會(huì)成倍增加。因此,增強(qiáng)全向吸頂天線的邊緣覆蓋效果成為解決問題的關(guān)鍵。如圖2和圖3所示,常規(guī)全向吸頂天線采用平直圓盤地板2、杯狀錐體1和短路枝條3,其低仰角增益低、不圓度差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明提供一種邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線,能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存在的邊緣覆蓋效果差的問題。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線,該天線包括地板和單錐輻射體,其中所述地板為以其中心線為軸線的回轉(zhuǎn)體;所述單錐輻射體設(shè)置在所述地板上,所述單錐輻射體和所述地板的中心線重合,所述單錐輻射體包括十字交叉的第一薄片和第二薄片,所述第一薄片和所述第二薄片的中心重合,所述第一薄片的形狀呈軸對(duì)稱圖形,其兩側(cè)邊設(shè)有多個(gè)彎折而形成階梯狀,所述第一薄片的寬度朝地板方向逐漸減小,所述第二薄片的兩側(cè)的形狀與所述第一薄片的兩側(cè)的形狀相同。其中,所述第一薄片/所述第二薄片的靠近所述地板的一端為第一端,遠(yuǎn)離所述地板的一端為第二端,所述第一薄片的第二端向內(nèi)凹陷形成兩個(gè)對(duì)稱的第一凹槽,所述第二薄片的第二端向內(nèi)凹陷形成兩個(gè)對(duì)稱的第二凹槽,所述第一凹槽和所述第二凹槽相同。其中,所述第一薄片的第二端的中點(diǎn)處開設(shè)有第一縫隙,所述第一縫隙垂直于所述地板,所述第一縫隙的寬度不小于所述第二薄片的厚度;所述第一薄片的第一端的中點(diǎn)處開設(shè)有第二縫隙,所述第二縫隙垂直于所述地板;所述第二薄片的第一端的中點(diǎn)處開設(shè)有第三縫隙,所述第三縫隙垂直于所述地板,所述第三縫隙的寬度不小于所述第一薄片的厚度;所述第二薄片插入所述第一縫隙中,所述第一薄片的所述第一縫隙和所述第二縫隙之間部位則位于所述第三縫隙中。其中,從所述第一薄片的第一端到第二端,側(cè)邊的彎折依次包括:兩個(gè)直角彎折、六個(gè)鈍角彎折、兩個(gè)直角彎折和兩個(gè)鈍角彎折。其中,所述地板包括依次連接的多個(gè)圓臺(tái),所述圓臺(tái)的中心設(shè)有饋電孔,以供同軸電纜穿過。其中,所述地板包括依次堆疊的第一圓臺(tái)、第二圓臺(tái)、第三圓臺(tái)和第四圓臺(tái),所述第一圓臺(tái)的頂面的直徑大于所述第二圓臺(tái)的底面的直徑,所述第二圓臺(tái)的頂面的直徑大于所述第三圓臺(tái)的底面的直徑,所述第三圓臺(tái)的頂面的直徑等于所述第四圓臺(tái)的底面的直徑,所述第三圓臺(tái)的側(cè)面與底面之間的夾角大于所述第四圓臺(tái)的側(cè)面與底面之間的夾角。其中,所述第一圓臺(tái)的底部還設(shè)有圓盤介質(zhì)板,所述圓盤介質(zhì)板與所述地板同心,所述圓盤介質(zhì)板的底部平整。其中,所述圓盤介質(zhì)板的制作材料選自PVC、PC、ABS和PTFE中的至少一種。其中,所述地板上方依次堆疊有金屬圓環(huán)和介質(zhì)圓環(huán),所述金屬圓環(huán)和所述介質(zhì)圓環(huán)與所述饋電孔同心,所述金屬圓環(huán)的頂面與所述同軸電纜的外導(dǎo)體連接,所述同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體則穿過所述介質(zhì)圓環(huán)與所述但椎體連接。其中,所述地板和所述單錐輻射體的制作材料選自紫銅、合金銅和純鋁中的至少一種。本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況,本發(fā)明通過將單錐輻射體的十字交叉的第一薄片和第二薄片的兩側(cè)設(shè)置了彎折形成階梯狀,從而獲得了邊緣覆蓋效果增強(qiáng)的天線,獲得了優(yōu)于常規(guī)單極化全向吸頂天線的寬帶性、全向性和帶內(nèi)覆蓋一致性。同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了天線的高效率、小型化和低成本。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為天線模型所采用的直角坐標(biāo)系定義的示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)的規(guī)全向吸頂天線的正視圖;圖3是圖2的側(cè)視圖;圖4是本發(fā)明邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的第一薄片的正視圖;圖5是圖4的側(cè)視圖;圖6是本發(fā)明邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的第二薄片的正視圖;圖7是圖6的側(cè)視圖;圖8是本發(fā)明邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的單錐輻射體的正視圖;圖9是圖8的側(cè)視圖;圖10是圖8的俯視圖;圖11是本發(fā)明邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的地板的表面輪廓圖;圖12是本發(fā)明邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的地板的剖面圖;圖13是本發(fā)明邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的地板、金屬圓環(huán)、介質(zhì)圓環(huán)及同軸電纜裝配后的剖面圖;圖14是圖13的A區(qū)域的放大圖;圖15是本發(fā)明邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的正視圖;圖16是圖15的側(cè)視圖;圖17為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的輸入阻抗Zin頻率特性曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是輸入阻抗Zin,單位為Ω;實(shí)線表示實(shí)部Rin,虛線表示虛部Xin。由圖知,天線具有明顯的寬帶阻抗特性;圖18為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的反射系數(shù)|S11|曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是S11的幅度|S11|,單位為dB。由圖知,天線在0.80-2.70GHz頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)了良好的阻抗匹配(0.80-0.96GHz頻段內(nèi),|S11|≤-13.19dB;171-2.70GHz頻段內(nèi),|S11|≤-16.13dB);圖19為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的駐波比VSWR曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是VSWR。由圖知,天線在0.80-2.70GHz頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)了良好的阻抗匹配(0.80-0.96GHz頻段內(nèi),VSWR≤1.56;1.71-2.70GHz頻段內(nèi),VSWR≤1.37);圖20為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線各頻點(diǎn)歸一化E-面(豎直面)增益方向圖。其中,其中,實(shí)線表示f1=0.8GHz,虛線表示f2=1.71GHz,點(diǎn)線表示f3=2.30GHz,點(diǎn)劃線表示f4=2.70GHz。由圖知,低頻最大方向出現(xiàn)在Theta=79°-87°,高頻則出現(xiàn)在Theta=65°-79°;全頻段內(nèi)具有理想的豎直半波振子方向圖;圖21、圖22和圖23為增強(qiáng)型單錐全向吸頂天線各頻點(diǎn)在Theta=30°、60°和85°歸一化H-面(方位面)增益方向圖。其中,圖21、圖22和圖23分別表示Theta=30°、Theta=60°、Theta=85°;實(shí)線表示f1=0.8GHz,虛線表示f2=1.71GHz,點(diǎn)線表示f3=2.30GHz,點(diǎn)劃線表示f4=2.70GHz。由圖知,各仰角面不圓度均小于0.14dB,說明方位面具有良好的全向性和均勻性;圖24為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線E-面半功率波束寬度HBPW隨頻率f變化曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是波束寬度,單位是度(deg)。由圖知,低頻波束寬度為102.1°-108.6°,高頻為43.6°-64.6°;圖25為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線最大增益的仰角Theta(θ)隨頻率f變化曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是角度,單位是度(deg)。由圖知,低頻最大增益仰角Theta=79°-87°,高頻最大增益仰角Theta=65°-79°;圖26為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的最大增益隨頻率f變化曲線。由圖知,低頻增益G=1.26-1.42dBi,高頻增益G=2.08-4.34dBi;圖27為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的效率ηA隨頻率f變化曲線,帶內(nèi)天線效率接近于理想的100%(≥95%)。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請(qǐng)參閱圖圖15和圖16,本發(fā)明提供了一種邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線,該天線包括地板和單錐輻射體。其中,地板3為以其中心線為軸線的回轉(zhuǎn)體。單錐輻射體設(shè)置在所述地板3上,所述單錐輻射體和所述地板3的中心線重合,所述單錐輻射體包括十字交叉的第一薄片1和第二薄片2,所述第一薄片1和所述第二薄片2的中心重合,所述第一薄片1呈軸對(duì)稱圖形,其兩側(cè)邊設(shè)有多個(gè)彎折而形成階梯狀,所述第一薄片1的寬度朝地板方向逐漸減小,所述第二薄片2的兩側(cè)的形狀與所述第一薄片1的兩側(cè)的形狀相同。具體而言,第一薄片1和第二薄片2的外周輪廓形狀相同,整體上呈倒置的等腰梯形的形狀,等腰梯形的兩個(gè)腰經(jīng)多次彎折形成階梯,例如,本實(shí)施例中,等腰梯形的兩個(gè)腰經(jīng)過了12次彎折形成了階梯。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù),區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況,本發(fā)明通過將單錐輻射體的十字交叉的第一薄片1和第二薄片2的兩側(cè)設(shè)置了彎折形成階梯狀,從而獲得了邊緣覆蓋效果增強(qiáng)的天線,獲得了優(yōu)于常規(guī)單極化全向吸頂天線的寬帶性、全向性和帶內(nèi)覆蓋一致性。同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了天線的高效率、小型化和低成本。具體而言,如圖4至圖7,本實(shí)施例中的第一薄片1和第二薄片2的靠近所述地板3的一端為第一端,遠(yuǎn)離所述地板的一端為第二端。所述第一薄片1的第二端向內(nèi)凹陷形成兩個(gè)對(duì)稱的第一凹槽11,所述第二薄片2的第二端向內(nèi)凹陷形成兩個(gè)對(duì)稱的第二凹槽21,所述第一凹槽11和所述第二凹槽21相同。本實(shí)施例中,第一凹槽11和第二凹槽21的深度較深,例如,第一凹槽11的深度為第一薄片1的高度的1/2。當(dāng)然,在其它實(shí)施例中,第一凹槽11也可以是其它深度。第一薄片1的第二端的中點(diǎn)處開設(shè)有第一縫隙12,所述第一縫隙12垂直于所述地板3,即第一縫隙12為縱向的縫隙,其與第一薄片1的對(duì)稱軸重合,所述第一縫隙12的寬度不小于所述第二薄片2的厚度。具體地,本實(shí)施例中,第一縫隙12的寬度等于第二薄片2的厚度。所述第一薄片1的第一端的中點(diǎn)處開設(shè)有第二縫隙13,所述第二縫隙13垂直于所述地板3,第二縫隙13也是縱向的縫隙,也與第一薄片1的對(duì)稱軸重合。本實(shí)施例中,第一縫隙12和第二縫隙13的開設(shè)相當(dāng)于在一個(gè)等腰梯形的頂邊和底邊的中間均開設(shè)有縫隙,第一縫隙12和第二縫隙13位于同一條直線上,且第一縫隙12和第二縫隙13并不相接。所述第二薄片2的第一端的中點(diǎn)處開設(shè)有第三縫隙22,所述第三縫隙22垂直于所述地板3,該第三縫隙22也是縱向的縫隙,其與第二薄片2的對(duì)稱軸重合,所述第三縫隙22的寬度不小于所述第一薄片1的厚度,具體地,本實(shí)施例中的第三縫隙22的寬度等于第一薄片1的厚度。安裝的時(shí)候,所述第二薄片2插入所述第一縫隙12中,所述第一薄片1的所述第一縫隙12和所述第二縫隙13之間部位則位于所述第三縫隙22中。具體地,第一薄片1的第一縫隙12的底部與第二薄片2的第三縫隙22的頂部接觸。第一薄片1的第一端和第二薄片2的第一端平齊,第一薄片1的第二端和第二薄片2的第二端平齊。第二縫隙13和第三縫隙22的下部圍成一個(gè)柱狀的空間,同軸電纜7的內(nèi)導(dǎo)體伸入到該空間的最頂端,且該內(nèi)導(dǎo)體的側(cè)面與第二縫隙13和第三縫隙22的側(cè)壁焊接為一體,如圖8至圖10所示。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖4和圖6,本實(shí)施例的單錐輻射體中,從所述第一薄片1的第一端到第二端,側(cè)邊的彎折依次包括:兩個(gè)直角彎折、六個(gè)鈍角彎折、兩個(gè)直角彎折和兩個(gè)鈍角彎折。第二薄片兩個(gè)側(cè)邊的彎折情況與第一薄片的彎折情況相同,角度也相同。實(shí)際上,第一薄片1和第二薄片2僅僅是在對(duì)稱軸上所開設(shè)的縫隙不同,其余如形狀和大小均相同。所述地板3包括依次連接的多個(gè)圓臺(tái),如圖13至圖16所示,所述圓臺(tái)的中心設(shè)有饋電孔31,以供同軸電纜7穿過。由于第一薄片1和第二薄片2的對(duì)稱軸即單錐輻射體的中心線,因而,位于對(duì)稱軸上的第二縫隙13和所述第三縫隙22即位于單錐輻射體的中心線上,即,第二縫隙13和第三縫隙22與饋電孔31對(duì)應(yīng)。舉例而言,本實(shí)施例的地板3包括依次堆疊的第一圓臺(tái)、第二圓臺(tái)、第三圓臺(tái)和第四圓臺(tái),所述第一圓臺(tái)位于底部,第一圓臺(tái)的頂面的直徑大于所述第二圓臺(tái)的底面的直徑,因而在第一圓臺(tái)和第二圓臺(tái)之間形成了臺(tái)階。所述第二圓臺(tái)位于第一圓臺(tái)之上,第二圓臺(tái)的頂面的直徑大于所述第三圓臺(tái)的底面的直徑,因而在第二圓臺(tái)和第三圓臺(tái)之間形成了臺(tái)階。所述第三圓臺(tái)的頂面的直徑等于所述第四圓臺(tái)的底面的直徑,第三圓臺(tái)的側(cè)面與底面之間的夾角大于所述第四圓臺(tái)的側(cè)面與底面之間的夾角。具體地,地板3整體呈類似于圓臺(tái)的形狀,而圓臺(tái)的側(cè)面經(jīng)過其次彎折賦形而形成了階梯狀,因而表現(xiàn)為多個(gè)圓臺(tái)堆疊的形狀,且多次彎折均為鈍角彎折。本實(shí)施例的所述地板3和所述單錐輻射體的制作材料選自紫銅、合金銅和純鋁中的至少一種,且均采用CNC或壓鑄工藝一體成型。在地板3的底部,即第一圓臺(tái)的底部還設(shè)有圓盤介質(zhì)板4,所述圓盤介質(zhì)板4與所述地板同心,所述圓盤介質(zhì)板4的底部平整,以方便安裝。該圓盤介質(zhì)板4的制作材料選自PVC、PC、ABS和PTFE中的至少一種。地板3上方依次堆疊有金屬圓環(huán)5和介質(zhì)圓環(huán)6,所述金屬圓環(huán)5和所述介質(zhì)圓環(huán)6與所述饋電孔31同心,所述金屬圓環(huán)5的頂面與所述同軸電纜7的外導(dǎo)體連接,所述同軸電纜7的內(nèi)導(dǎo)體則穿過所述介質(zhì)圓環(huán)6與所述單椎體連接。具體地,同軸電纜7從饋電孔31穿過之后,其外導(dǎo)體延伸至金屬圓環(huán)5的頂面并連接在金屬圓環(huán)5頂面上,其內(nèi)導(dǎo)體則穿過金屬圓環(huán)5,再穿過介質(zhì)圓環(huán)6,向上延伸至第一薄片1的第二縫隙13與第二薄片2的第三縫隙22的最頂端,并與第二縫隙13的側(cè)面以及第三縫隙22的側(cè)面焊接為一體。本實(shí)施例的天線采用帶SMA、BNC、TNC、N型等常見連接頭的50Ω標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜7。具體而言,本發(fā)明中的單錐輻射體、地板3、金屬圓環(huán)5、介質(zhì)圓環(huán)6、圓盤介質(zhì)板4和同軸電纜7的中心線重合,從而保證帶內(nèi)方向圖一致。以下為本發(fā)明的低剖面室內(nèi)覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的設(shè)計(jì)方法,通過該設(shè)計(jì)方法可以更容易地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。該設(shè)計(jì)方法包括以下步驟:步驟一,在水平面XOY建立直角坐標(biāo)系,見圖1。步驟二,在XOZ平面,將一個(gè)頂邊朝下的等腰梯形邊緣進(jìn)行折線賦形,形成一個(gè)左右對(duì)稱、兩腰連續(xù)十二次彎折、底邊兩側(cè)朝內(nèi)開深的凹槽、頂?shù)走呏行拈_長(zhǎng)縱縫的賦形等腰梯形。然后,將其變成有一定厚度的第一薄片1,見圖4和圖5。步驟三,按照步驟二所述方法,構(gòu)造一個(gè)頂邊開長(zhǎng)縱縫的賦形等腰梯形,并變成同樣厚度的第二薄片2,見圖6和圖7。步驟四,將步驟二、三的賦形梯形十字正交、中心重合放置,兩個(gè)縱縫剛好吻合,組成十字交叉單錐體,見圖8、圖9和圖10。步驟五,將一錐頂朝上、中心開有圓孔的圓臺(tái)面母線進(jìn)行折線賦形,形成一個(gè)左右對(duì)稱、母線連續(xù)七次彎折賦形圓錐面。然后,將其變成有一定厚度的金屬薄片,從而形成地板3,見圖11和圖12。步驟六,在步驟五的地板3的中心圓孔上,依次同心疊放一個(gè)金屬圓環(huán)5、介質(zhì)圓環(huán)6。然后,將一根50Ω同軸電纜7自下而上穿過圓孔,外導(dǎo)體延伸至金屬圓環(huán)5頂面,內(nèi)導(dǎo)體則穿過介質(zhì)圓環(huán)6,如圖13和圖14所示。步驟七,將步驟四的十字交叉單錐輻射體直立于步驟六的地板3的中心圓孔正上方,然后緩慢放下使同軸電纜7的內(nèi)導(dǎo)體深入至底邊狹縫的最頂端,最后在狹縫側(cè)面將其與同軸電纜7焊接為一體,見圖15和圖16。步驟八,在地板3底部同心放置一塊等直徑的圓盤介質(zhì)板4,使其底部平直以方便安裝,如圖16所示。請(qǐng)參閱圖17至圖27以及表1,其中:圖17為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的輸入阻抗Zin頻率特性曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是輸入阻抗Zin,單位為Ω;實(shí)線表示實(shí)部Rin,虛線表示虛部Xin。由圖知,天線具有明顯的寬帶阻抗特性;圖18為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的反射系數(shù)|S11|曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是S11的幅度|S11|,單位為dB。由圖知,天線在0.80-2.70GHz頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)了良好的阻抗匹配(0.80-0.96GHz頻段內(nèi),|S11|≤-13.19dB;171-2.70GHz頻段內(nèi),|S11|≤-16.13dB);圖19為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的駐波比VSWR曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是VSWR。由圖知,天線在0.80-2.70GHz頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)了良好的阻抗匹配(0.80-0.96GHz頻段內(nèi),VSWR≤1.56;1.71-2.70GHz頻段內(nèi),VSWR≤1.37);圖20為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線各頻點(diǎn)歸一化E-面(豎直面)增益方向圖。其中,其中,實(shí)線表示f1=0.8GHz,虛線表示f2=1.71GHz,點(diǎn)線表示f3=2.30GHz,點(diǎn)劃線表示f4=2.70GHz。由圖知,低頻最大方向出現(xiàn)在Theta=79°-87°,高頻則出現(xiàn)在Theta=65°-79°;全頻段內(nèi)具有理想的豎直半波振子方向圖;圖21、圖22和圖23為增強(qiáng)型單錐全向吸頂天線各頻點(diǎn)在Theta=30°、60°和85°歸一化H-面(方位面)增益方向圖。其中,圖21、圖22和圖23分別表示Theta=30°、Theta=60°、Theta=85°;實(shí)線表示f1=0.8GHz,虛線表示f2=1.71GHz,點(diǎn)線表示f3=2.30GHz,點(diǎn)劃線表示f4=2.70GHz。由圖知,各仰角面不圓度均小于0.14dB,說明方位面具有良好的全向性和均勻性;圖24為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線E-面半功率波束寬度HBPW隨頻率f變化曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是波束寬度,單位是度(deg)。由圖知,低頻波束寬度為102.1°-108.6°,高頻為43.6°-64.6°;圖25為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線最大增益的仰角Theta(θ)隨頻率f變化曲線。其中,橫軸(X軸)是頻率f,單位為GHz;縱軸(Y軸)是角度,單位是度(deg)。由圖知,低頻最大增益仰角Theta=79°-87°,高頻最大增益仰角Theta=65°-79°;圖26為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的最大增益隨頻率f變化曲線。由圖知,低頻增益G=1.26-1.42dBi,高頻增益G=2.08-4.34dBi;圖27為增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線的效率ηA隨頻率f變化曲線,帶內(nèi)天線效率接近于理想的100%(≥95%)。表1是各頻點(diǎn)在不同值θ的增益(f-GHz,G-dBi)。fGθGmθ=30°θ=45°θ=60θ=75°θ=85°0.801.4287°-4.68-2.05-0.71-0.13-0.000.961.2680°-4.00-1.51-0.38-0.02-0.021.712.0868°-4.12-1.56-0.19-0.16-0.911.902.8477°-10.47-5.45-1.40-0.02-0.302.173.5477°-13.49-6.58-1.53-0.02-0.302.303.6073°-9.65-4.72-0.93-0.01-0.592.493.8868°-7.55-3.31-0.40-0.22-1.272.704.3465°-6.86-2.82-0.15-0.66-2.35表1.各頻點(diǎn)在不同值θ的增益(f-GHz,G-dBi)由表1可知,高頻最大輻射指向低仰角方向(θ=90°);在θ=85°處增益G=1.17-3.24dBi,邊緣增強(qiáng)效果十分顯著。結(jié)合圖17至圖27以及表1可知,通過對(duì)十字交叉單錐輻射體和地板3進(jìn)行特殊的連續(xù)幾何彎折賦形,從而獲得了:一、優(yōu)于常規(guī)單錐全向吸頂天線的寬帶性;二、優(yōu)于常規(guī)單錐全向吸頂天線的全向性;三、優(yōu)于常規(guī)單錐全向吸頂天線邊緣覆蓋效果增強(qiáng)和帶內(nèi)覆蓋一致性。該邊緣覆蓋增強(qiáng)型單極化全向吸頂天線在0.80-2.70GHz頻帶內(nèi)獲得了良好的阻抗匹配(低頻VSWR≤1.56,高頻VSWR≤1.37)、理想的全向性(不圓度小于0.15dB)、較高的增益(低頻1.26-1.42dBi,高頻2.08-4.34dBi)、邊緣覆蓋增強(qiáng)(θ=85°增益G=1.17-3.24dBi)、很高的效率(ηA≥95%)和較小的尺寸(直徑-0.507·λL×高度-0.280·λL)。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域
,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 
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