[发明专利]小型化双频超宽带全向天线

说明书

小型化双频超宽带全向天线，主要包括非对称振子，同轴电缆和天线罩，非对称振子可单面设置或双面设置，并由设置在介质基板上并按上下设置的振子上臂和振子下臂组成，振子下臂呈H型，振子上臂从顶部至底部由多段不等径的矩形段首尾相连组成，位于底部的矩形段与振子下臂不接触并嵌入至振子下臂的顶部的空间内，同轴电缆对非对称振子馈电，天线罩罩设在非对称振子的外侧，实现了全向天线的双频超宽带宽（0.698~0.96GHz，BW=262MHz，31.60%，VSWR<2.25；1.427~2.70GHz，BW=1273MHz，61.7%，VSWR<2.28）、较高增益（G=1.4‑2.73dBi）、水平全向性（不圆度<2.67dB）、高效率（η_A≥82%）和小型化（长宽分别为0.352×λ_L、0.065×λ_L）。

技术领域

本发明涉及一种无线通信天线设备与技术，特别是涉及小型化双频超宽带全向天线。

背景技术

移动通信技术的发展经历了1G、2G、3G和4G，目前正进入5G时代。众所周知，频谱是移动通信的战略性资源，产业发展始终围绕着这一主题进行。由于频谱资源的稀缺性、专用性、昂贵性，下一代移动通信技术在规划少量新频段的同时，总是沿用之前各代的全部或大部分频谱。另外，频率规划具有非连续性、离散性、地区差异性等特征。如此以来，新旧频谱的众多频率碎片便散布在多个超宽频带内。再者，由于多频天线设计难度远超超宽带天线，于是移动通信天线便形成了目前小型化、超宽带的技术发展趋势和路线，如覆盖698~960MHz/1427~2700MHz频段，以满足1G到4G的全部及5G的部分需求。在移动通信中，常见的天线类型有定向和全向两种。前者方向性好、增益高、覆盖范围大，但尺寸大、成本高、安装不便；后者水平全向覆盖、增益低，然而尺寸小、成本低、安装简单。鉴于上述的独特优点，全向天线这种最古老的天线至今仍在移动通信中广泛应用，如GSM频段小型基站天线。常见的全向天线分垂直（V）极化和水平（H）极化两种。V极化全向天线一般为单个半波振子或全波振子，或者多个振子共轴组阵。要实现超宽带工作，振子宽度或直径需加大或加粗。进一步地，若要实现两个或以上的超宽频带的话，振子宽度或直径将更大、更粗。然而，在工程应用领域，大部分天线的尺寸是严格受限的，尺寸过大会带来诸多问题，如风载大、不美观、成本高、安装不便等。因此，实际应用中的全向天线，在宽度或直径限定情况下，实现双频宽带将是非常困难的，然而其工程意义却是十分巨大的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种小型化、双频超宽带、高增益、全向性、高效率，以及高可靠、结构简单、低成本、易生产的垂直极化全向天线，并为小型化超宽带高增益全向天线设计和改进提供有益的参考方法。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：小型化双频超宽带全向天线，包括：

非对称振子，单个非对称振子设置在介质基板的一面上，或者将两对相同的非对称振子对称设置在介质基板的两面上，两面上的非对称振子由金属化过孔阵相连，非对称振子由设置在介质基板上并按上下设置的振子上臂和振子下臂组成，所述的振子下臂呈H型，其包括左右对称设置的两个支臂、在顶部连接两个支臂的水平段以及寄生枝节，两个支臂和水平段围成顶部的空间和底部的空间，在底部的空间内设置有按轴线方向设置的寄生枝节，振子上臂从顶部至底部由多段不等径的矩形段首尾相连组成，矩形段的宽度由顶部至底部逐渐减小，位于中部的矩形段的左右两侧分别连接有至少一个外连枝节，位于底部的矩形段与振子下臂不接触并嵌入至振子下臂的顶部的空间内；

同轴电缆，对非对称振子馈电，同轴电缆的内导体连接至振子上臂的底部的矩形段，同轴电缆的外导体连接至振子下臂的水平段的中心处，并沿非对称振子的中心线连接在寄生枝节朝振子下臂的底部延伸；