[发明专利]一种超宽带叶片状垂直极化全向天线

说明书

本发明公开了一种超宽带叶片状垂直极化全向天线，金属圆台连接在金属圆柱的底端，金属叶片均匀连接在金属圆柱的周侧；金属圆盘和金属圆环分别位于圆形介质基板的上表面和下表面，且同轴设置；同轴馈线从中央穿过圆形介质基板，外导体与金属圆盘连接，内芯与金属圆台连接。金属圆环的内径小于等于金属圆盘的外径；在金属圆环的三个不同半径的圆周上分别间隔蚀刻若干弧形槽，各圆周上的弧形槽在径向方向上分别正对排布，位于最外圈的弧形槽长度大于内圈的两个弧形槽的长度。本发明利用多组环形分布弧形槽的反射相位调节作用及分层金属的电容效应，有效拓展叶片状垂直极化天线的高频边带和低频边带，实现了超宽带的叶片状垂直极化全向天线。

技术领域

本发明涉及一种垂直极化全向天线。

背景技术

在目前的移动通信系统中，室内通信密度远高于室外通信密度，室内天线的需求不断增加，宽带垂直极化全向天线能够以垂直极化的方法实现宽频带的全向覆盖能力和匹配，是一种重要的室内天线。随着5G通信在世界范围内的大力推广，迫切需要宽带垂直极化全向天线能够覆盖Sub-6G的全频段。传统的双锥垂直极化全向天线拥有稳定的方向图和良好的匹配，但因为体积过大逐渐被单锥垂直极化全向天线取代。而后，叶片状垂直极化全向天线相较于单锥垂直极化全向天线大大减轻了天线重量，并且与水平极化全向天线的耦合更小、兼容性更高，因此叶片状垂直极化全向天线在室内通信领域拥有广阔的前景，是一种重要的天线。

现有的叶片状垂直极化全向天线，通常由三至四个金属叶片组成，以提供稳定的全向辐射。为了提升天线带宽，部分叶片天线通过弯折振子增加可激励的模式，部分叶片天线通过短路引脚的加载增加低频工作模式，还有的叶片天线在顶部加载金属贴片的方式改善匹配，但它们主要聚焦于0.7~3.7GHz的频段范围，带宽有限，无法满足Sub-6G全频段匹配的要求。另一方面，部分叶片状垂直极化全向天线存在多个水平金属平面，当与水平极化全向天线进行共口径设计时，存在兼容性问题。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种超宽带叶片状垂直极化全向天线，解决现有叶片状垂直极化全向天线带宽有限，无法满足覆盖Sub-6G全频段的问题。

技术方案：一种超宽带叶片状垂直极化全向天线，包括若干金属叶片、金属圆柱、金属圆台、金属圆盘、圆形介质基板、金属圆环以及同轴馈线；金属圆台连接在金属圆柱的底端，金属叶片均匀连接在金属圆柱的周侧；金属圆盘和金属圆环分别位于圆形介质基板的上表面和下表面，且同轴设置；同轴馈线依次从中央穿过金属圆环、圆形介质基板以及金属圆盘，同轴馈线的外导体与金属圆盘连接，同轴馈线的内芯与金属圆台连接；

其中，金属圆环的内径小于等于金属圆盘的外径，金属圆环的外径和圆形介质基板的外径相等；在金属圆环的三个不同半径的圆周上分别间隔蚀刻若干弧形槽，各圆周上的弧形槽在径向方向上分别正对排布，位于最外圈的弧形槽长度大于内圈的两个弧形槽的长度，最外圈与中间圈的弧形槽间隔大于中间圈与最内圈的弧形槽间隔。

进一步的，通过改变金属圆盘和金属圆环的相对重叠区域的大小来拓展天线的最低工作频率。

进一步的，通过改变金属圆环不同半径圆周上的弧形槽的弧长以及径向方向上弧形槽之间的间距来拓展天线的最高工作频率。

有益效果：本发明利用多组环形分布弧形槽的反射相位调节作用及分层金属的电容效应，有效拓展叶片状垂直极化天线的高频边带和低频边带，实现了超宽带的叶片状垂直极化全向天线。具体的：

1、双层天线反射面包含金属圆盘和金属圆环，分别位于圆形介质基板的上表面和下表面，其中金属圆环的内径小于等于金属圆盘的外径，其外径和圆形介质基板的外径相等，因此得到适量的电容加载效应，有效拓展了天线的低频边带。