双极化全向吸顶天线的制作方法

1.本实用新型涉及移动通信技术领域，具体涉及了一种天线，更具体涉及一种双极化全向吸顶天线。


背景技术：

2.在人流量大的公共场合，比如商业写字楼或大型商场、交通枢纽等地方，无线通信业务量非常巨大，因此需要不断优化和改进室内无线信号的覆盖范围和信号强度，这也是是网络运营商进行网络优化的首要考虑因素。
3.室分天线是实现上述高效率高质量室内无线信号覆盖的重要设备之一，并且也是室内分布系统的重要组成部分。常见的室分天线主要包括单极化吸顶天线、双极化吸顶天线、壁挂天线等。在当今的4g、5g高容量、高速率传输数据的背景下，双极化吸顶天线正逐步取代单极化吸顶天线。因此，双极化吸顶天线的性能、成本对其推广应用及室内无线信号的覆盖性能起着至关重要的作用。
4.现有技术中的一种双极化吸顶天线通常包含上锥体、下锥体及设置于上下两个锥体之间的水平极化天线。所述水平极化天线通常由4-5个偶极子天线组成环状阵列，并通过设置于下锥体内部的功分网络对所有偶极子馈电，每个偶极子和功分网络通过对应的同轴电缆相连。水平极化天线及功分网络一般集成在印刷电路板（pcb）上。
5.这种双极化吸顶天线具有诸多缺点：
6.首先，由于水平极化天线及功分网络集成在pcb上，因此导致pcb的面积大，无形之中增加了整个天线的制造成本。
7.其次，由于每个偶极子与功分网络采用单独的同轴电缆电性连接，而偶极子的数量通常为4-5个，因此意味着需要4-5条同轴电缆来实现全部偶极子与功分网络之间的连接，并且这些同轴电缆还需要穿过下锥体后再焊接到其他组件上，同时需要使用介质柱支撑水平极化天线及功分网络，因此整个天线设备的装配过程非常繁琐费时。
8.另外，对于水平极化天线而言，下锥体同时起着反射板的作用，这种波束反射会使水平极化天线所产生的电磁波能量太集中。根据实验测试可知：垂直极化天线的垂直面方向图的波束指向约为60
°
，而水平极化天线的垂直面方向图的波束指向约为30
°
，当将双极化天线安装到天花板时，水平极化天线主要覆盖天线的正下方区域，而垂直极化天线的覆盖范围较大，导致两个极化的天线的覆盖范围不同，不能发挥双极化天线的作用。换句话说，为了增加覆盖范围，减少天线的数量，两个极化的天线的波束指向应大于60
°
。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在解决上述问题，提供一种双极化全向吸顶天线。
10.为满足本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：
11.一种双极化全向吸顶天线，包括：下锥体及绝缘设置在所述下锥体上的上锥体，所述下锥体和/或上锥体上形成至少一个缝隙，形成缝隙天线。
12.优选地，所述下锥体具有环形锥面；所述上锥体具有环形表面及形成于所述环形表面下端的上锥形部；所述上锥体的环形表面上通过开设所述至少缝隙而形成所述缝隙天线。所述缝隙天线包括蝶形孔洞及设置在所述蝶形孔洞中间的馈电部。所述上锥体的环形表面所围成的空间内设置与所述缝隙天线电性连接的功分网络。通过功分网络，可以实现对所述缝隙天线进行馈电，从而确保缝隙天线的正常运行。
13.进一步优选地，所述上锥体的上锥形部上开设上穿孔；所述下锥体的环形锥面上开设下穿孔；通过设置上述两个穿孔，可以方便地让第一同轴电缆依次穿过，进而与设置在外部的馈电网络电性连接，最终实现对缝隙天线进行馈电。所述功分网络与第一同轴电缆电性连接，所述第一同轴电缆依次穿过所述上穿孔及下穿孔。
14.优选地，所述功分网络在该馈电部处对所述蝶形孔洞馈电。这种馈电形式，可以同时且均匀同步对蝶形孔洞馈电。
15.优选地，所述功分网络具有接地端和馈电线路，所述接地端与所述缝隙天线的一侧电性连接，而所述功分网络的馈电线路与所述缝隙天线的另一侧电性连接。所述上锥体通过绝缘环绝缘设置在所述下锥体上；所述下锥体的环形锥面的顶部开设通孔，所述绝缘环上开设与所述通孔对应的过孔，所述上锥体的上锥形部的底部与依次穿过所述过孔及通孔的第二同轴电缆电性连接。
16.优选地，在另一个实施例中，所述下锥体具有环形锥面，所述环形锥面上通过开设至少一个缝隙而形成所述缝隙天线。换句话说，缝隙天线也可以形成于下锥体上。由于通常情况下，下锥体比上锥体的尺寸大，因此，可以在下锥体上开设尺寸更大的缝隙，以形成尺寸更大的缝隙天线，其适于更低工作频段。
17.根据另一个实施例，双极化全向吸顶天线包括反射板及设置在所述反射板上的上锥体，所述上锥体具有环形表面，所述环形表面上通过开设至少缝隙而形成缝隙天线。换句话说，缝隙天线设置在上锥体上，而在整个结构中，并无下锥体，取而代之的是反射板。所述反射板与所述上锥体之间通过接地片互相连接。所述缝隙天线为哑铃形状。这种哑铃形状的缝隙天线也可以实现与上述缝隙天线类似的技术效果。当然，所述缝隙天线也可以为与上述实施例相同的蝶形天线。
18.相对于现有技术，本实用新型的优势如下：
19.根据以上描述，本实用新型提供的一种双极化全向吸顶天线，在锥体上开设缝隙，其形成了缝隙天线。相对于现有技术，不需要单独制造水平极化天线，并且将水平极化天线和功分网络整合集成到专门的印刷电路板（pcb）上，而是利用了锥体自身的结构，在锥体本身的结构上通过开设缝隙而形成了缝隙天线，其发挥着水平极化天线的作用，因此避免了采用大面积的pcb，有效降低了整个天线的制造成本。同时，单独一个功分网络直接与缝隙天线电性连接，然后功分网络通过单独电缆与馈电网络连接，从而简化了天线的电气连接结构，有利于天线的批量生产。并且，水平极化天线与垂直极化天线的垂直面方向图接近，波束指向均大于60
°
，这增加了整个天线的无线信号覆盖范围，减少了天线的使用数量。
20.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为根据本实用新型一个实施例的双极化全向吸顶天线的立体结构图。
23.图2为图1所示的双极化全向吸顶天线的立体分解图。
24.图2a展示了图1-图2所示的双极化全向吸顶天线的缝隙天线的详细构造。
25.图3a为图1-图2所示的双极化全向吸顶天线的垂直极化的垂直面方向图。
26.图3b为图1-图2所示的双极化全向吸顶天线的水平极化的垂直面方向图。
27.图4为根据本实用新型另一个实施例的双极化全向吸顶天线的立体结构图。
28.图5为根据本实用新型又一个实施例的双极化全向吸顶天线的立体结构图。
29.图6为根据本实用新型又一个实施例的双极化全向吸顶天线的立体结构图。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是实例性的，仅用于解释本实用新型而不能解释为对本实用新型的限制。
31.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
32.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
33.在业界，锥形天线由于工作带宽较宽，在单极化全向吸顶天线中应用广泛，常见的锥形天线包括有单锥或双锥天线，天线的极化方式为垂直极化。双极化全向吸顶天线通常在单极化吸顶天线的基础上增加水平极化天线，最常见的是在双锥天线中间增加环状的5单元偶极子天线阵列，但由于天线阵列尺寸较大，两个极化的天线容易相互影响，从而影响天线的性能。为了提升天线性能，本实用新型采用缝隙天线作为水平极化天线。双极化全向吸顶天线通常在单极化吸顶天线的基础上增加水平极化天线，最常见的是在双锥天线中间增加环状的5单元偶极子天线阵列，但由于天线阵列尺寸较大，两个极化的天线容易相互影响，从而影响天线的性能。
34.为了提升天线性能，本实用新型采用缝隙天线作为水平极化天线。缝隙天线与偶
极子天线为互补关系，两者的辐射场具有相同的波瓣图，但电场e和磁场h的方向互换，利用该原理，在垂直方向上开缝时可以形成等效的水平极化天线。
35.具体来说，本实用新型提供了一种双极化全向吸顶天线，其通过在锥体上比如上锥体或下锥体上开设缝隙，从而形成作为水平极化天线使用的缝隙天线。具体来说，在本实用新型的实施例中，并未像现有技术那样，单独设计制造水平极化天线，并且水平极化天线和功分网络整合集成到专门的印刷电路板（pcb）上，而是利用了锥体自身的结构，在锥体本身的结构上通过开设缝隙而形成了缝隙天线，其发挥着水平极化天线的作用，因此可以视为是水平极化天线，因此并未专门增加单独额外的水平极化天线，因此完全避免了采用大面积的pcb，有效降低了整个天线的制造成本。
36.此外，在本实用新型中，功分网络直接同时与所有缝隙天线电性连接，然后所述功分网络通过单独的一个电缆与外部的馈电网络连接，从而大大简化了整个天线的电气连接结构，有利于整体天线的大批量生产。
37.同时，本实用新型提供的双极化全向吸顶天线的水平极化天线与垂直极化天线的垂直面方向图接近，波束指向均大于60
°
，因此大大增加整个天线的无线信号覆盖范围，减少了天线的数量。
38.在本实用新型的一个实施例中，结合图1-图2a，一种双极化全向吸顶天线100包括：下锥体10及绝缘设置在所述下锥体10上的上锥体20。
39.所述下锥体10具有环形锥面12；所述上锥体20具有环形表面22及形成于所述环形表面22下端的上锥形部24。
40.所述上锥体20的环形表面22上通过开设至少一个缝隙而形成作为水平极化天线使用的缝隙天线222。
41.所述上锥体20的环形表面22所围成的空间内设置与所述至少一个缝隙天线222电性连接的功分网络40，所述功分网络40通过第一同轴电缆50与外部的馈电网络（图未示）电性连接，以便通过所述功分网络40给所述至少一个缝隙天线222馈电。
42.优选地，所述上锥体20的上锥形部24上开设上穿孔242；对应地，所述下锥体10的环形锥面12上开设下穿孔122；所述第一同轴电缆50依次穿过所述上穿孔242及下穿孔122而与外部的馈电网络电性连接，以实现对所述缝隙天线222进行馈电。
43.进一步优选地，所述缝隙天线222的数量为多个，其均匀分布在所述上锥体20的环形表面22上。这种均匀分布的缝隙天线222的排布形式能够让整体缝隙天线222产生均衡的水平极化信号，并且具有良好的信号辐射特性。更优选地，所述缝隙天线222的数量为5个，当数量较多时，可以提升整个天线的不圆度指标，从而消除制造误差，但过多数量的缝隙天线也会增加天线的功分网络的设计难度及缝隙的加工难度。
44.优选地，参考图2a，所述缝隙天线222的缝隙为蝶形缝隙。具体来说，所述缝隙天线222包括蝶形孔洞2222及设置在所述蝶形孔洞2222中间的馈电部2224。这种由蝶形孔洞2222及设置在所述蝶形孔洞2222中间的馈电部2224所构成的缝隙天线222能够更好地发挥水平极化天线的作用，产生强度更均匀和辐射角度更广的水平极化的电磁波。
45.所述功分网络40在该馈电部2224处对所述蝶形孔洞2222供电，从而实现对整个缝隙天线222的水平极化馈电。其中，所述功分网络40的接地端（图未示）与所述缝隙天线222的一侧（比如顶部）电性连接，而所述功分网络40的馈电线路则与所述缝隙天线222的另一
侧（比如底部）电性连接，从而实现对所述缝隙天线222的馈电。
46.所述功分网络40可以采用塑料结构件支撑，也可以在所述缝隙天线222的馈电部2224设置凸台，用于焊接并且支撑所述功分网络40。优选地，所述功分网络40为一分五功分器，分别连接5个缝隙天线222，并采用上述第一同轴电缆50（参考图1、2）与天线射频端口电性连接。
47.虽然在本实用新型的上述实施例中，所述缝隙天线222是纵向设置在所述上锥体20的环形表面22上，但是本实用新型并非局限于此，而是可以以更多的角度进行设置，比如多个缝隙天线222在水平方向或以相对于水平方向具有一定锐角的角度进行设置，这都在本实用新型的技术本意范围之内。不同角度的设置，可以形成其他方向的极化天线，以满足特定辐射需求。 除此之外，多个缝隙天线222也可以各自不同的角度形成于所述环形表面22上。
48.此外，所述缝隙天线222的形状也不局限于上述蝶形形状，其也可以为圆形或其他任何形状。
49.优选地，所述上锥体20的上锥形部24与所述下锥体10的环形锥面12之间设置绝缘环30，以便将所述上锥体20与下锥体10互相电性绝缘。
50.优选地，所述下锥体10的环形锥面12的顶部开设通孔（图未示），所述绝缘环30上开设与所述通孔对应的过孔32（参考图2），所述上锥体20的上锥形部24的底部借助依次穿过所述过孔32及通孔的第二同轴电缆60而与外部的馈电网络电性连接，从而实现垂直极化的馈电。
51.在上述实施例中，所述双极化全向吸顶天线100的垂直面方向图如图3a-3b所示，其中，图3a为垂直极化天线的垂直面方向图，图3b为水平极化天线的垂直面方向图，从附图可以明显看出：两个极化的天线的垂直面方向图的波束指向均大于60
°
，这意味着两者产生的电磁波覆盖范围相似，从而利于对网络进行优化。
52.概括而言，本实用新型提供的一种双极化全向吸顶天线，在锥体上开设缝隙，其形成了缝隙天线。相对于现有技术，不需要单独制造水平极化天线，并且将水平极化天线和功分网络整合集成到专门的印刷电路板（pcb）上，而是利用了锥体自身的结构，在锥体本身的结构上通过开设缝隙而形成了缝隙天线，其发挥着水平极化天线的作用，因此避免了采用大面积的pcb，有效降低了整个天线的制造成本。同时，单独一个功分网络直接与所有缝隙天线电性连接，然后功分网络通过单独电缆与馈电网络连接，从而大大简化了整个天线的电气连接结构，有利于整体天线的大批量生产。此外，水平极化天线与垂直极化天线的垂直面方向图接近，波束指向均大于60
°
，因此大大增加整个天线的无线信号覆盖范围，减少了天线的数量。
53.根据上述实施例的原理，可以形成更多变异的实施例，其同样可以产生与上述实施例相同或相似的有益技术效果。下面继续对这些实施例展开描述。
54.图4展示了根据本实用新型另一个实施例的双极化全向吸顶天线的立体结构图。在该实施例中，双极化全向吸顶天线100’同样包括下锥体10’及绝缘设置在所述下锥体10’上的上锥体20’。 与上述实施例的不同之处在于：所述下锥体10’的环形锥面12’上通过开设至少一个缝隙而形成作为水平极化天线使用的缝隙天线122’，而所述上锥体20’上则没有设置缝隙天线。由于通常情况下，下锥体比上锥体的尺寸大，因此，可以在下锥体上开设
开尺寸更大的缝隙，以形成尺寸更大的缝隙天线122’，其适于更低的工作频段。该实施例中在所述下锥体上设置的缝隙天线同样可以获得与上述实施例类似的技术效果，在此不再赘述。
55.图5展示了根据本实用新型又一个实施例的双极化全向吸顶天线的立体结构图。在该实施例中，双极化全向吸顶天线100
’’
包括下锥体10
’’
及绝缘设置在所述下锥体10
’’
上的上锥体20
’’
。 与首个实施例的不同之处在于：所述下锥体10
’’
的环形锥面12
’’
上也通过开设至少一个缝隙而形成作为水平极化天线使用的缝隙天线122
’’
。换句话说，在该实施例中，缝隙天线同时设置在上锥体和下锥体上，两种缝隙天线的尺寸不一样，因此两者可以分别工作在不同的频段，并且两者可借助一个合路器合并成一路信号然后通过单个端口输出，也可以分别采用不同的端口输出。该实施例中进一步也在所述下锥体上设置缝隙天线，同样可以获得与上述实施例类似的技术效果，在此不再赘述。
56.图6为根据本实用新型又一个实施例的双极化全向吸顶天线的立体结构图。在该实施例中，双极化全向吸顶天线100
’’’
包括反射板70及设置在所述反射板70上的上锥体80，所述反射板70与所述上锥体80之间通过接地片102互相连接和支撑。所述上锥体80具有环形表面804，所述环形表面804上通过开设至少一个缝隙而形成作为水平极化天线使用的缝隙天线802。在该实施例中，所述缝隙天线802优选为哑铃形状。但是正如在本实用新型的首个实施例中描述的那样，缝隙天线的具体形状、数量、朝向均可根据实际情况灵活设置，以实现满足不同目的的不同配置。所述上锥体80与所述反射板70之间采用所述若干接地片102相连，并用同轴电缆馈电形成垂直极化天线，同时，在所述上锥体80上设置有若干缝隙天线802，这些缝隙天线802用功分网络相连，形成水平极化天线。该实施例同样可以获得与前述多个实施例类似的技术效果，在此不再赘述。
57.本技术领域技术人员可以理解，本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本技术中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
58.以上所述仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。