[实用新型]移动通信网络室内分布系统中使用的全向吸顶天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及移动通信领域，尤其涉及移动通信网络室内分布系统中使用的全向吸顶天线。

背景技术

现代蜂窝移动通信网络室内分布系统广泛采用全向吸顶天线，其用量占室内分布系统天线的95％以上。现有全向吸顶天线技术规范要求包括：使用频率范围为806～960MHz和1710～2500MHz，电压驻波比(VSWR)＜1.5，增益在低频段2dBi，高频段5dBi。

全向吸顶天线基本原理是半波振子天线，主要由单臂振子和一反射盘组成，单臂振子有锥形、柱形、球形、方形、蝶形和各种组合及变形、各种形状的微带贴片等，加粗或加宽振子可增加辐射带宽；反射盘相当于天线振子的另一臂，一方面形成单臂振子的镜像，同时将电波反射回来，增强振子侧的辐射，另一方面便于在天花板上安装和减小天线凸出高度，减小影响室内美观。

现有移动通信室内全向吸顶天线主要针对GSM900和CDMA等低频段无线信号覆盖系统进行设计，工作频段为806～960MHz。在这个频段全向吸顶天线表现出典型的对称半波振子辐射特性，辐射方向图在赤道面(亦称H面)内是一个圆；在子午面(亦称E面)内是“∞”形，天线增益2dBi左右，除轴向小角度范围外(θ＜30°)，其它方向天线增益差别不大(小于3dB)。在1710～2500MHz频段，辐射方向图在赤道面(亦称H面)内是一个圆；在子午面(亦称E面)内是双叶肺形，虽然天线增益为5dBi左右，在子午面内表现出明显的方向性，不同方向上增益相差较大(见图1)。

现有天线在高频段表现出更强的方向性是由电磁波的反射特性决定的，频率越高，反射能力越强，辐射能量更集中。实测结果表明(如图1a和图1b，其中图1a为800MHz频点E面方向图，图1b为2170MHz频点E面方向图)，现有全向吸顶天线在低频段(806～960MHz)，当θ＞60°时天线增益稳定，变化很小；在高频段(1710～2500MHz)辐射性能向天线正下方集中，子午面内最大辐射方向θ≈35°，θ＝60°时衰减约3dB，θ＝80°时衰减约8dB，θ＝85°时衰减约9dB。可见，θ＞60°时天线增益随θ角增加快速衰减。

现有全向吸顶天线在高频段增益随辐射角度快速衰减的特性，使室内分布系统中DCS1800和3G移动通信信号过于集中在天线底下，影响室内分布系统的覆盖效果。

一般建筑层高约3m，移动通信终端离地一般高于1米。DCS1800和3G室内分布系统天线覆盖半径设计原则为：重要楼宇小于10m、一般楼宇15m、空旷层20m。计算可知，对应天线辐射角θ分别为79°、82°和84°。根据图1，在这些角度天线增益衰减7～8dB，按最大增益5dBi计，这些这些角度天线增益为-2～-3dBi。而增益较高区域θ≤60°(3dB衰减处)，对应的覆盖半径小于3.5m。

由此可知，现有全向吸顶天线将DCS1800和3G信号主要集中在3.5m覆盖半径范围内，而在设计覆盖范围的更大区域内天线增益最大衰减达到7～8dB，加上空间路径损耗随频率增加，所以，在现有室内分布系统中，DCS18000和3G信号比GSM信号覆盖半径要小。为获得良好室内信号，不得不提高信源功率或加密天线，由此带来巨大的室内分布系统改造成本。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种移动通信网络室内分布系统中使用的全向吸顶天线，其目的在于，提高辐射角θ在60°～85°范围的天线增益，从而提高距天线较远区域移动通信信号强度，扩大了天线有效覆盖半径，提升了内分布系统3G室信号质量，降低新建和改造室内分布系统的难度和成本。

本实用新型提供了移动通信网络室内分布系统中使用的全向吸顶天线，包括：具有锥柱结构的单臂振子、具有盘锥结构的反射盘以及馈电接头；单臂振子与反射盘对向设置，信号通过馈电接头馈入天线，由单臂振子和反射盘向外发射。

单臂振子包括第一空心柱、第一空心台锥和馈电柱，第一空心柱、第一空心台锥和馈电柱由上往下依次连接。

反射盘包括圆形盘、第二空心柱和第二空心台锥，圆形盘、第二空心柱和第二空心台锥由下往上依次连接。

圆形盘中心挖空，挖空半径与第二空心柱内半径一致。

单臂振子总长度为800MHz电磁波波长的1/4乘以收缩系数所得的结果。

800MHz电磁波波长的1/4为：93.75mm，收缩系数的取值范围为：0.4～1.0。