[发明专利]全向吸顶天线

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种全向吸顶天线。

背景技术

移动通信室内全向吸顶天线广泛用于室内分布系统中，是用于室内无线信号覆盖的主要天线类型，其性能和质量直接影响室内无线通信质量和室内分布系统投资效率。全向吸顶天线一般运用半波振子原理，采用锥形振子加反射板结构。锥形振子可以展宽天线的阻抗宽带，国内现有的全向吸顶天线通常还通过辐射振子和反射地板之间连接阻抗匹配线(片)，缩小体积和进一步扩展频率低端的带宽，满足806～960MHz(低频段)和1710～2500MHz频段或更宽频率范围内电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio；简称：VSWR)小于1.5的要求。但是，现有全向吸顶天线产品均没有考虑方向图带宽特性，在1710～2500MHz频段，普遍存在信号向下聚集和方向图圆度差等技术缺陷，低辐射角增益高、高辐射角增益低，结合无线信号随频率和传播距离衰减的损耗特性，导致3G、4G等高频段信号在天线底下电磁辐射强、而覆盖范围远小于2G低频段信号。事实上，对室内吸顶全向天线，85°高辐射角(以垂直向下为0°，下同)一般对应最大覆盖半径边缘，30°低辐射角以内对应天线底下近处很小范围。在室内场景中，信号覆盖希望在覆盖半径边缘信号足够强，增强覆盖效果；天线底下希望信号尽量弱，减小电磁辐射。因此，室内全向天线增益须加上辐射角限定，才能更准确说明其性能优劣，高辐射角增益高才意味着覆盖能力强，而低辐射角增益高则意味着辐射强，反之，高辐射角增益低意味着覆盖能力弱，而低辐射角增益低则意味着电磁辐射弱。

为了解决上述问题，已有改进技术，采用具有锥柱结构的单臂振子和盘锥结构的反射盘的特殊结构和一定尺寸比例的全向吸顶天线，改善了高频信号的辐射特性，并取消阻抗匹配连接线，保证天线完全轴对称，解决了1710～2500MHz频段信号向下聚集和方向图圆度差等问题，30°低辐射角增益大幅降低7～15dB，85°高辐射角增益提高3～6dB，方向图带宽和阻抗带宽同时超过102％，从而大幅提高了3G等高频信号的覆盖效率。

但是，随着LTE/4G等更高频率网络部署，上述技术改进的全向吸顶天线没考虑LTE/4G等更高频率信号向下聚集问题，对2500MHz以上频率最大增益方向约在60°辐射角，85°方向增益衰减达到2dB左右，信号向下聚集仍然非常明显，使得LTE/4G等更高频信号覆盖效率仍然较低、天线底下辐射强度仍然较高。

发明内容

本发明提供一种全向吸顶天线，同时考虑阻抗带宽和方向图带宽的超宽带特性，解决包括移动通信2G、3G和4G在内的整个高频段(1710-2700MHz)信号向下聚集的问题，不仅扩大了高频段信号的有效覆盖范围，使室内信号覆盖更均匀，还有效地降低了天线底下电磁辐射，保证了室内电磁环境的安全。

本发明提供一种全向吸顶天线，包括呈锥柱状的辐射振子、呈锥柱状的反射器、呈盘柱状的底板、呈空心管状接线柱、绝缘介质环和馈电电缆；其中，所述反射器的尖端朝向所述辐射振子的尖端，所述辐射振子的尖端与所述馈电电缆的内导体连接，所述反射器的尖端通过所述接线柱与所述馈电电缆的外导体连接；

所述反射器包括第一空心圆锥和第一圆柱环，所述第一空心圆锥的扩口端连接所述第一圆柱环，且所述第一圆柱环外径小于所述第一空心圆锥的扩口端外径；

所述底板上设置有第二圆柱环，所述第二圆柱环与所述第一圆柱环套接，形成空间隔离的耦合结构；

所述绝缘介质环设置在所述第二圆柱环与所述第一圆柱环之间，以实现所述反射器与所述底板之间的隔离和支撑固定。

本发明提供的全向吸顶天线，通过改变反射器的结构，即反射器中的第一圆柱环外径小于该反射器中的第一空心圆锥的扩口端外径，进一步扩展方向图带宽和阻抗带宽，从而解决了整个高频段(1710～2700MHz)，尤其是2500～2700MHz频段信号向下聚集的问题，将最大增益辐射角调整到80°左右，扩大了天线对高频段信号的有效覆盖范围，使室内信号覆盖更均匀。同时，该天线增加了盘柱结构的底板，并将该底板的第二柱圆环与反射器中第一圆柱环套接，形成空间隔离的耦合结构，从而增加了反射器底部容抗，并改变了反射器表面电流分布，使反射器与底板分布电流反相，进而使得高频信号在低辐射角方向电磁波相互抵消，有效地降低了天线底下电磁辐射，保证了室内电磁环境的安全。

附图说明

图1为本发明全向吸顶天线的一个实施例结构的示意图；

图2为低频段806、870和960MHz频点的E面方向图；