[发明专利]一种超宽频带全向吸顶天线

说明书

本发明涉及一种超宽频带全向吸顶天线，包括辐射单元、接地单元、天线探针和馈线，其特征在于：所述辐射单元采用三维空间的单锥螺旋结构，且该单锥螺旋结构采用渐变式单锥螺旋金属片；具体为：该单锥螺旋金属片沿天线探针的轴向呈圆锥形螺旋状延伸，单锥螺旋金属片的直径自端部向尾部逐渐增大，且单锥螺旋金属片的片宽自端部向尾部逐渐减小。与通常的螺旋结构不同，这里的单锥螺旋结构采用宽度渐变螺旋臂，并需要适当地控制螺旋臂的空中姿态，以打破通常意义上的螺旋天线辐射模式限制，实现超宽带宽波束辐射。这个结构中，单锥螺旋金属片与接地单元间形成垂直极化，而螺旋片在水平面内形成圆极化，提供必要的水平极化。

技术领域

本发明涉及一种天线，特别涉及一种超宽频带全向吸顶天线。

背景技术

室内分布系统是解决室内覆盖，吸收话务和数据量，提高用户满意度的直接有效方式。随着4G的两种主流模式TDD-LTE和FDD-LTE 步入商用，用户对室内分布天线的要求也向全频段和双极化转变。全频段天线是为了满足运营商多网公用的要求，双极化是为了在TDD系统中有效提高空间复用增益，提升数据吞吐量和接收信噪比。随着国内外运营商4G网络建设的深入，这两种类型的室内分布天线必将得到大量的应用。

覆盖2G/3G/4G/4G-LTE频段的室内分布天线如果全频段工作，需要宽带/超宽带设计。根据移动通信室内分布系统天线设备规范指标，天线产品必须提供必要的增益、宽波束、良好的极化隔离、较低的输入驻波比和极低的互调等。其中有些参数之间相互制约，比如高增益和宽波束，追求各指标的极限，就有必要采用多目标优化设计技术来优化天线结构。

同时，由于室内分布天线处于整个移动通信网络覆盖的最末端，采购数量会远远大于基站天线，因此在产品设计上要实现标准化、系列化、小型化，减少原材料的耗用，将会成为室内分布天线的关键研究课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、制造成本低且电气性能好的超宽频带全向吸顶天线。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种超宽频带全向吸顶天线，包括辐射单元、接地单元、天线探针和馈线，辐射单元通过绝缘结构支承在接地单元上，天线探针的一端与辐射单元端部连接，天线探针的另一端与馈线连接；其创新点在于：所述辐射单元采用三维空间的单锥螺旋结构，且该单锥螺旋结构采用渐变式单锥螺旋金属片；具体为：该单锥螺旋金属片沿天线探针的轴向呈圆锥形螺旋状延伸，单锥螺旋金属片的直径自端部向尾部逐渐增大，且单锥螺旋金属片的片宽自端部向尾部逐渐减小。

优选的，所述单锥螺旋金属片结构中，单锥螺旋金属片的内、外侧螺旋轮廓线分别通过围绕两个同轴但不同锥度的内、外侧圆锥体形成；所述内侧圆锥体的侧面与其轴线的夹角θ为25-27°。

优选的，所述单锥螺旋金属片的螺距为P，P=38-40mm；单锥螺旋金属片的圈数为N，N=16/9。

优选的，所述单锥螺旋金属片的端部片宽为W₀，W₀=14mm；单锥螺旋金属片的尾部片宽为W₁，W₁=5.2mm；所述单锥螺旋金属片的端部距其轴线的最短距离为r₀，r₀=4.9mm。

优选的，所述单锥螺旋金属片的端部距接地单元的高度为h，h=4.6mm。

本发明的优点在于：

与通常的螺旋结构不同，这里的单锥螺旋结构采用宽度渐变螺旋臂，并需要适当地控制螺旋臂的空中姿态，以打破通常意义上的螺旋天线辐射模式限制，实现超宽带宽波束辐射。这个结构中，单锥螺旋金属片与接地单元间形成垂直极化，而螺旋片在水平面内形成圆极化，提供必要的水平极化。