[发明专利]一种全向圆极化天线

说明书

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及全向圆极化天线。

背景技术

近年来，无线室内覆盖正日益成为无线通信技术领域的热点，其中，关于天线技术的研究尤为引起行业内的关注。

目前为止的研究已经表明，圆极化波与线极化波相比，具有抗多径衰减，对极化方向不敏感等优点，因此圆极化天线被广泛应用于卫星通信和广播。并且，近来的工作进一步发现，由于可以降低用户终端天线极化方向对接收信噪比的影响，圆极化天线亦可应用于增强室内覆盖。

然而，大多数现有的圆极化天线都是非全向的，例如切角正方形贴片天线，双/四馈贴片天线和螺旋天线等等。由于它们的方向图都有方向性，这些天线并不适合室内无线覆盖。此外，这些天线带宽窄、结构复杂。

虽然在调频和电视广播频段，有几款经典的全向圆极化天线，例如林登布列(Lindenblad)天线和cycloid dipole天线。但如果将它们按比例缩小到室内无线覆盖常用的频段(0.8～2.5GHz)，这些天线将由于体积过大或者结构不稳定而变得不实用。

因此需要一种新型的全向圆极化天线，并且需要具有宽轴比带宽、结构简单且稳定的特点，同时还要求该天线可以工作在常用的无线频段，以实现室内无线覆盖。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种新的全向圆极化天线，使用垂直短偶极子作为馈电网络的一部分来激励几段并联的导线。这些导线沿偶极子的轴线放置，一起构成一个环天线。在偶极子和每段导线上的电流构成半波谐振，因此偶极子和每段导线上的电流都是同相的。通过调整偶极子的高度和并联导线的数量，远区场的水平和垂直分量都可以进行调整，以实现圆极化的全向辐射。

具体地，根据本发明的第一方面，提出了一种全向圆极化天线，包括：水平放置的上下两层具有相同轮辐形状的金属带，每层所述金属带由中心部分和多个与所述中心部分相连接的辐条组成，所述多个辐条在所述轮辐形状的圆周位置处具有沿所述圆周朝同一个方向延伸的延伸部分，其中，所述上下两层金属带上辐条的所述延伸部分的延伸方向相反；与所述金属带上的辐条数量相同的金属柱，将所述上下两层金属带上每个辐条的所述延伸部分的末端上下互相连接；同轴连接器，包括加长内导体和外导体，其中，所述加长内导体与所述上层金属带的中心相连接，所述外导体与所述下层金属带的中心相连接。

优选地，所述天线的所述上下两层金属带分别设置在上下两层印刷电路板中。

优选地，所述天线的所述上下两层金属带设置在一层印刷电路板中。

更优选地，所述天线根据其工作频率调整所述加长内导体的高度和所述辐条的数量。

根据本发明的第二方面，提出了一种无线通信设备，包括上述任意一种天线。优选地，所述天线的所述上下两层金属带设置在一层印刷电路板中。

优选地，所述设备还包括外置宽带匹配网络。

根据本发明的第三方面，提出了一种无线通信系统，包括上述的设备。

本发明中，提出了一个简单、实用的全向圆极化天线设计以用于室内覆盖，与传统的全向圆极化天线相比，提出的天线具有两个显著的优点：首先，整个天线主要基于2个印刷电路板和几个金属柱实现，其结构比其他的圆极化天线简单很多，此外在更高的频率，提出的天线甚至可以在单个印刷电路板上实现，因此，本发明提出的结构更容易制造且更稳定；其次，根据本发明提出的圆极化天线的轴比带宽远宽于其它传统的圆极化天线。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优势将会更为明显。

图1示出了根据本发明的全向圆极化天线一种实施方式的透视图；

图2示出了根据本发明的全向圆极化天线一种实施方式的侧视图；

图3示出了根据本发明的全向圆极化天线一种实施方式的俯视图；

图4示出了根据本发明的全向圆极化天线一种实施方式的反射损耗和最大方位角平面轴比示意图；

图5示出了根据本发明的全向圆极化天线一种实施方式的中心频率的方位角平面轴比和仰角平面轴比示意图；

图6(a)和(b)示出了根据本发明的全向圆极化天线一种实施方式的中心频率归一化方向图。

其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。

具体实施方式