一种室内全向天线

技术领域

本发明涉及天线结构的技术领域，尤其是涉及一种室内全向天线。

背景技术

随着中国工信部于2017年颁布了中国5G频段的预选用频段，因此，国内外越来越多研究者开展关于5G频段的天线研究，而新技术的产生不会瞬间淘汰原有的技术，因此，对于天线的研究方向中，既能工作于原有的2G/3G/LTE频段、同时也能工作于新的5G频段的天线是亟需的。

其次，随着频率的不断升高，波长不断变短，波长变短对物体的穿透能力变弱，其主要原因是携带信息的电磁波能量不够，在穿透障碍物的过程中能量全部被消耗，所以需要高增益的天线来弥补能量的不足。

现有的室内分布系统采用的天线通常是全向的天线，全向天线会使在每个方向获得同等能量的信号，但在全向天线的增益较低。而部分对高不圆度的天线研究中，使天线在某一个方向获得同等能量，实现某一个面能量的均分。众所周知，一个在三维方向完全均分的全向天线增益为0 dBi，在某一个面完全实现均分，也不能够实现高增益。并且在室内使用时不一定每一个方位都有接收信号的信宿，且可通过墙壁的反射或者绕射实现室内信号覆盖。现如今较实用的室内分布系统天线是高增益的全向天线，对全向天线的不圆度没有过高的要求，如何实现高增益全向天线是设计的难点。

此外，现有的室内天线通常需要一个接收天线和一个发射天线放在一个天线盒子，如何实现天线之间高的隔离度是设计的难点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种室内全向天线，能够解决了高宽频室内分布系统难以实现高增益全向天线的问题。

为实现上述目的，本发明提供的方案为一种室内全向天线，其特征在于：包括地板、竖向设于地板上的隔离板、两组辐射组件以及两个竖向设于地板上的接地板，其中，两组所述辐射组件对称布置于隔离板的两侧，每组所述辐射组件包括呈上下双层布置的两个辐射板、以及呈竖向布置于辐射板下方的馈电片，所述馈电片用于支撑连接同组的两个辐射板；两个所述接地板呈对称布置于隔离板两侧，其中，每个所述接地板顶端与同侧的两个辐射板相连接。

进一步，每个所述辐射板均刻蚀有大谐振槽和小谐振槽。

进一步，所述大谐振槽和小谐振槽均呈“U”字形结构。

进一步，每个所述接地板均刻蚀有接地槽。

进一步，所述接地槽呈“U”字形结构。

进一步，所述地板的中心位置刻蚀有隔离槽。

进一步，所述隔离板位于地板的中线上。

进一步，所述馈电片呈上宽下窄的倒三角形结构。

本发明的有益效果为：1）采用双层辐射板结构，可有效地减小天线的尺寸；2）通过在辐射板上刻蚀双“U”型槽，实现了带宽的展宽，覆盖了2G/3G/LTE/5G频段；3）采用了在地板上刻蚀隔离槽，以及加入了隔离板和接地板，从而有效地改善了低频和中频的隔离度，在所需的频段内，隔离度大于20 dB。

附图说明

图1为全向天线的结构示意图。

图2为馈电片的结构示意图。

图3为地板的结构示意图。

图4为辐射板的结构示意图。

图5为隔离板的结构示意图。

图6为接地板的结构示意图。

图7为天线在不同频点辐射电场分布图。

图8为|S11|参数对比图。

图9为|S21|参数对比图。

图10为|S21|参数对比图。

图11为|S21|参数对比图。

图12为S参数和增益曲线图。

图13为天线的高中低频的3D方向图。

其中，1-地板，11-隔离槽，12-止挡环，2-隔离板，4-接地板，41-接地槽，5-辐射板，51-大谐振槽，52-小谐振槽，6-馈电片。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面参照附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。需要说明的是，本发明所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅用于名称的区分。

参见附图1所示，在本实施例中，一种室内全向天线，包括地板1、隔离板2、两组辐射组件以及两个接地板4，其中，地板1为在FR4（介电常数为4.4,损耗为0.02)）介质板的上下表面印刷制成且呈圆形结构。隔离板2为在FR4介质板表面覆铜制成，隔离板2呈竖向设于地板1上，其底部与地板1相接触连接且述隔离板2位于地板1的中线上，通过设置隔离板2用来提高天线的隔离度。

参见图1-4所示，在本实施例中，两组辐射组件对称布置于隔离板2的两侧，其中，每组辐射组件包括两个辐射板5和一个馈电片6。两个辐射板5呈上下双层布置，采用双层辐射板5的结构，可有效地减小天线的尺寸。馈电片6用于支撑连接同组的两个辐射板5，此时的馈电片6呈竖向布置于辐射板5的下方位置，作为上方的两个辐射板5的支撑结构，具体地，馈电片6的顶端依次与同组的两个辐射板5相连。馈电片6可降低天线的不圆度，提高天线的增益，本实施例在所需频段内天线增益大于3.5 dBi。其次，本实施例的馈电片6位于辐射板5与地板1之间，地板1开有两个供预设有的外部馈电导线（图中未示）穿过的圆形穿孔，外部馈电导线用于馈电片6底部相接。

进一步，每个馈电片6呈上宽下窄的倒三角形结构。

参见图4所示，本实施例的辐射板5呈不规则的半圆形结构，此处不限定辐射板5的具体结构形式，可根据所需作出适应性调整。每个辐射板5均刻蚀有大谐振槽51和小谐振槽52，其中，大谐振槽51和小谐振槽52均呈“U”字形结构，大谐振槽51分布在小谐振槽52的外围，通过大谐振用于在低频产生一个谐振点，小谐振槽52在中频产生一个谐振点，由此，通过双“U”型的大谐振槽51和小谐振槽52能够有效地实现带宽的展宽，使天线覆盖2G/3G/LTE/5G这几个频段。

参见图6所示，在本实施例中，两个接地板4呈对称布置于隔离板2的两侧，并且每个接地板4均呈竖向设于地板1上，即，接地板4的底端与接地板4相接触连接。每个接地板4顶端与同侧的两个辐射板5相连接。其次，每个接地板4均刻蚀有接地槽41，具体地，呈“U”字形结构。此处的两个接地板4能够有效地改善低频的隔离度。

参见图3所示，在本实施例中，地板1的中心位置刻蚀有隔离槽11，其中，此处的隔离槽11呈长方形结构，通过设置有隔离槽11用于提高天线的隔离度。

由此，上述的接地板4及隔离板2用于阻止不同频段的信号通过，用于提高两组辐射组件之间的隔离度。

为了便于对上述的天线的理解，以下结合具体附图对天线的参数性能做进一步解释说明。

参见图7所示的天线在不同频点辐射电场分布图，可得出：在低频（0.75 GHz）辐射时，由整个辐射体的边缘进行辐射，其原因是低频的相对波长较长，需要更大的电尺寸；在中频（2.5 GHz）辐射时，由辐射体的中心部分作为主要辐射体，其原因是其波长长度需用完整个辐射体；在高频（3.6 GHz）辐射时，由左边的边缘来辐射，且其波长相对较短，在边缘处产生多个模式来辐射。

参见图8所示的|S11|参数对比图中，是以无大谐振槽51和小谐振槽52的天线作为参照例，与本实施例所述的具有大谐振槽51和小谐振槽52的天线进行|S11|参数比对，可得出：具有大谐振槽51和小谐振槽52的天线能够有效地展宽天线的带宽，其中，大谐振槽51在0.698-0.96 GHz频段内产生了一个谐振点，并且能够完全覆盖所需的低频；小谐振槽52在1.7-2 GHz频段内产生谐振点，并且能够完全覆盖所需的中频。

参见图9所示的|S21|参数对比图中，是以无隔离板2的天线作为参照例，与本实施例所述的具有隔离板2的天线进行|S21|参数对比，可得出：具有隔离板2的天线在中频的|S21|参数小于-20 dB的区间变大，由2.1 GHz偏移到1.7 GHz；而无隔离板2的天线在低频的|S21|参数小于-20 dB的区间内具有凸起，由此，加入隔离板2能够对中频和低频均能有效地提高隔离度。

参见图10所示的|S21|参数对比图中，是以无接地板4的天线作为参照例，与本实施例所述的具有接地板4的天线进行|S21|参数对比，可得出：无接地板4的天线在低频的|S21|参数仅小于-12.5 dB，而具有接地板4的天线在低频的|S21|参数均小于-20 dB，由此可知，加入接地板4能够有效地提高低频的隔离度。

参见图11所示的|S21|参数对比图中，是以无隔离槽11的天线作为参照例，与本实施例所述的具有隔离槽11的天线进行|S21|参数对比，可得出：无隔离槽11的天线在低频和中频的|S21|参数中不能够在所需的频段内完全小于-20 dB，而具有隔离槽11的天线能够减少共地面的情况以及有效地改善了天线的隔离度。

参见图12所示的S参数和增益曲线图中，可得出：在所需的频段（0.698-0.96 GHz、1.7-2.7 GHz 、3.3-3.8 GHz) 中的|S11|&|S22|均小于-14 dB，|S21|在所需频段小于-20dB，在低频增益大于3.5 dBi，中频和高频的增益大于4 dBi。

参见图13所示的天线的高中低频的3D方向图，可得出：天线在不同的频点出现全向的特性。

以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所做的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。