[发明专利]一种紧凑型宽带垂直极化全向天线

说明书

本发明公开了一种紧凑型宽带垂直极化全向天线，所述天线包括：顶层金属辐射片、下层介质板、中间金属柱、若干短路金属柱；下层介质板上开设有镂空区域，中间金属柱上端与顶层金属辐射片连接，中间金属柱下端向镂空区域延伸，短路金属柱上端与顶层金属辐射片连接，短路金属柱下端与下层介质板上表面连接；微带馈线穿过下层介质板的镂空区域后与中间金属柱下端连接；本申请提出了地板开缝引入容抗加载的方法，使天线获得新的谐振模式，结合短路金属棒引入感抗加载所得到的谐振模式，构成了双谐振工作，使得天线在一个较宽的范围内获得了良好的全向垂直极化辐射特性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体地，涉及一种紧凑型宽带垂直极化全向天线。

背景技术

全向天线是指在方位角平面内能够实现360°无死角收发电磁波的装置。垂直极化全向天线已经在诸如室内精确定位、WIFI覆盖、蓝牙设备接收、GPS信号接收、雷达传感器等军民领域获得大量应用。随着无线通信技术的快速发展及半导体器件性能的大步提升，需要担任收发电磁波信号的前端天线具备小体积、低剖面、高集成化等特点。这使得具备紧凑结构的全向垂直极化天线具有广阔的应用前景。另一方面，随着大信息量，高数据传输速率，高可靠性等条件的约束，迫切要求天线具备宽带工作特性。这不仅可以大大降低多天线之间带来的信号串扰，提升信号传送质量，还能显著减少通信系统的制造成本，实现系统小型化。因此，对于具备全向辐射波瓣的宽带紧凑型天线而言，其正受到越来越多的关注，也已成为当下研究的热点。

对于紧凑型宽带垂直极化全向天线的研究，在最新一些可查到的研究成果中，大多数还是基于单极辐射贴片的形式，并在此基础上进行电抗加载、套筒加载、多缝加载等技术手段，实现天线的小型化辐射目的。采用这些加载技术的本质是引入新的LC谐振模式，使得天线在一个紧凑的尺寸下仍然能够获得宽带阻抗特性，实现宽带工作。不过，大部分的研究都没有给出清晰的物理机理分析，且天线调节方式繁杂，制作精度要求较高，难度较大。

发明内容

本发明提供了一种新型的紧凑型宽带垂直极化全向天线。针对单个金属辐射贴片加载的单极子辐射结构宽带窄、剖面高等缺点。提出了地板开缝引入容抗加载的方法，使天线获得新的谐振模式，结合短路金属棒引入感抗加载所得到的谐振模式，构成了双谐振工作，使得天线在一个较宽的范围内获得了良好的全向垂直极化辐射特性。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种紧凑型宽带垂直极化全向天线，所述天线包括：

顶层金属辐射片、下层介质板、中间金属柱、若干短路金属柱；下层介质板上开设有镂空区域，中间金属柱上端与顶层金属辐射片连接，中间金属柱下端向镂空区域延伸，短路金属柱上端与顶层金属辐射片连接，短路金属柱下端与下层介质板上表面连接；微带馈线穿过下层介质板的镂空区域后与中间金属柱下端连接。

进一步的，所述天线还包括绝缘垫片，所述绝缘垫片固定在中间金属柱与下层介质板之间，将中间金属柱与下层介质板进行绝缘。

进一步的，所述镂空区域具体为孔或槽。

进一步的，中间金属柱上端与顶层金属辐射片下表面中心连接，镂空区域位于下层介质板中部，中间金属柱下端向镂空区域中心延伸，若干短路金属柱均匀分布在中间金属柱四周。

进一步的，下层介质板上层印制金属地面，下层印制微带馈线。

进一步的，所述中间金属柱上端设有第一凸块，顶层金属辐射片下表面设有第一凹槽，第一凸块用于嵌入第一凹槽中将间金属柱与顶层金属辐射片进行连接固定。

进一步的，所述中间金属柱下端设有第二凸块，第二凸块用于嵌入镂空区域中与微带馈线连接。

进一步的，短路金属柱具体为4个。

进一步的，所述绝缘垫片具体为PVC绝缘垫片。

进一步的，所述天线采用PCB加工工艺和CNC加工工艺制成。