[发明专利]三频段高增益全向偶极子天线

说明书

本发明提供一种三频段高增益全向偶极子天线，其包括三频振子阵列、平衡馈线，以及上下依次设置的第一介质板、第二介质板和第三介质板，该平衡馈线设置在第二介质板顶底两面，沿三频振子单元轴线方向印制，该平衡馈线为平行双线传输线，该三频振子阵列中的三频振子单元印制于第一介质板和第三介质板，并且各三频振子单元之间馈电点通过该平衡馈线连接，该三频振子单元包括有镜像对称设置的上臂和下臂，该上臂和下臂分别包括沿平行轴线设置的第一枝节、第二枝节、第三枝节，该第二枝节、第三枝节对称设置在第一枝节两侧，并且底端通过水平枝节连接为一体，该上臂和下臂的中心突起处为平衡馈电点。本发明高增益、全向性、高效率、尺寸较小、成本低廉，并为其他多频或宽带高增益全向阵列天线的优化设计提供有效或有益的参考。

【技术领域】

本发明涉及一种移动通信终端/基站天线设备与技术，特别是涉及一种三频段高增益全向偶极子天线及其技术。

【背景技术】

目前，移动蜂窝网络已基本实现无线信号广域连续覆盖，基站数量越来越多，密度也愈来愈大。随着无线网络日益完善，终端接入设备越来越多。由于终端设备相对于基站发射台的位置和方位是任意的，一般使用全向天线才能保证良好的通信效果。这要求辐射方向图必须在水平面具有理想的均匀性，即不圆度较好。其次，终端天线必须具有较高增益(G≥3dBi)，才能在距离基站较远处获得较高的信噪比和数据传输率。另外，由于终端设备是广泛部署，需要大量采购，其普遍具有尺寸小、功耗低、价格便宜等要求，故常采用全向辐射、垂直极化、结构简单、成本低廉的印制单/偶极子天线。再者，终端天线要求覆盖的频段越来越多，通常是2G/3G/4G/WLA/WiFi(0.698-0.96GHz/1.71-2.70GHz/3.5GHz/5.5GHz)频带内的两个或以上且彼此间隔很宽的频段。考虑到上述要求，在外形、尺寸、成本等严格受限的情况下，采用常规胖块单/偶极子以连续覆盖各频段的超宽带方案，将不能很好地满足不圆度的要求。常规的印制单/偶极子天线，增大其宽长比，即将两臂由细线形变成胖块状，即可有效展宽带宽，见图2。然而，由于振子宽度较宽，相对于高频是电大尺寸，故高频方向图不圆度较差。而且，为了获得更高增益，宽带偶极子必须共线组阵。考虑到方向图的不圆度，阵列馈电宜采用与轴线重合的中心串馈式网络，即馈线端口位于阵列中点，能量往阵列两端依次馈入各阵元。由于馈线与阵元共面，为了使两者不相交，需要将阵元中间部分切除，这时胖块偶极子带宽将显著变窄，见图3，由超宽带蜕变成单宽频天线后，无法覆盖上述间隔较大的多个频段。另外，终端设备往往更偏爱窄的长条状天线设计，使得外观更加优美协调。这使得靠增大振子宽度展宽带宽的传统方法变得不可行，必须进行深度创新才能满足上述要求。

【发明内容】

本发明旨在为2G/3G/4G/WiFi/WLAN无线通信设计一种三频段、高增益、全向性、高效率、尺寸较小、成本低廉的终端/基站天线，并为其他多频或宽带高增益全向阵列天线的优化设计提供有效或有益的参考方法。

为实现本发明目的，提供以下技术方案：

本发明提供一种三频段高增益全向偶极子天线，其包括三频振子阵列、平衡馈线，以及上下依次设置的第一介质板、第二介质板和第三介质板，该平衡馈线设置在第二介质板顶底两面，沿三频振子单元轴线方向印制，该平衡馈线为平行双线传输线，该三频振子阵列中的三频振子单元印制于第一介质板和第三介质板，并且各三频振子单元的馈电点通过该平衡馈线连接，该三频振子单元包括有镜像对称设置的上臂和下臂，该上臂和下臂分别包括沿平行轴线设置的第一枝节、第二枝节、第三枝节，该第二枝节、第三枝节对称设置在第一枝节的两侧，并且底端通过水平枝节连接为一体，该上臂和下臂的中心突起处为平衡馈电点。

通过三频阵子单元共轴或共线组阵方式实现高增益全向辐射，该第一枝节、第二枝节、第三枝节平行轴线并排放置以实现多谐频特性。

优选的，各三频振子单元的上臂和下臂对称地分布到平衡馈线的上下两侧，上臂印制在第一介质板，下臂印制在第三介质基板上；或者是下臂印制在第一介质板，上臂印制在第三介质基板上。