一种宽频带天线单元制造技术

一种用于移动通信的宽频带天线单元，可工作于１７１０－２５００ＭＨｚ频带（覆盖ＤＣＳ　１８００ＭＨｚ、ＰＣＳ　１９００ＭＨｚ、ＩＭＴ－２０００、２．４ＧＨｚ　ＷＬＡＮ等频段）。包括：一辐射单元部分，一馈电转换器部分，一金属反射器。所述的辐射单元的正面为一数学分形结构，在微波基片的反面的金属部分为一矩形结构，印刷在微波基片的上下表面，通过介质支撑棒与金属反射器紧固在一起；所述的馈电转换器采用金属薄片加工而成，宽边短路连接到所述的辐射单元上，窄边通过同轴转换连接到同轴电缆上，并通过带同轴接头的同轴电缆与外部通信部件相连。本实用新型专利技术工作频带宽，具有尺寸小巧、外形美观、便宜和安装使用方便等特点。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明 本技术涉及一种宽频带天线单元，尤指用于移动通信室内覆盖系统的宽频带室内壁挂天线。在今日的信息时代，通信的发展缩短了人与人之间的距离。移动通信的发展更是一日千里，业务量和用户数连年出现爆炸式的增长。就中国移动通信目前的现状来说，其两个最大运营商——中国移动和中国联通根据业务发展的要求，不断地在扩容和增加覆盖的范围。其措施是一方面增加已有基站的容量和在室外增加基站和直放站的数目，另一方面，加大服务区内“补盲”的力度。服务区内存在许多“盲区”，诸如宾馆、写字楼、地下商场、停车场、隧道、地铁、车站、码头、机场等等，比比皆是。由于系统容量的不断扩展，在城市中心密集区采用微蜂窝和微微蜂窝技术，使得室内“盲区”的数量大量增加。运营商为改善室内“盲区”的服务质量，通常采用室内覆盖通信系统的形式，投入少，见效快。“室内天线”是移动通信室内覆盖系统的关键部件，具有广阔的应用前景。壁挂天线就是其中的一种。不同的运营商采用不同的通信频带，同一运营商为增加系统容量和提高服务质量而采用多个通信频带。而现有技术中，常规的半波辐射单元的工作频带宽度大约为15％，这在类似1710MHz到2500MHz的宽频段的情况下，要同时实现天线的驻波和方向图指标有一定的难度，即使能够兼顾1～2个波段但以牺牲部分性能指标为代价。这样，在需要多个波段同时工作时，规划中需要采用多个天线，系统设计将因此变得复杂和使用不便，同时成本上升。为了改进现有技术的缺点，本技术的一个目的是提供一种用于移动通信室内覆盖系统的宽频带天线单元，可用于DCS1800MHz、DECT1800MHz、PCS1900MHz、IMT-2000、2.4GHz WLAN等频段的通信用途。本技术的另一个目的是提供一种用于移动通信室内覆盖系统的宽频带定向壁挂天线单元，其驻波比和方向图等指标性能优良、且尺寸小巧，外形美观，便宜和安装使用方便。为了达到上述目的，本技术是这样实现的提供一种用于移动通信的宽频带天线单元，可工作于1710-2500MHz(覆盖DCS1800MHz、PCS1900MHz、IMT-2000、2.4GHz WLAN等频段)，其特征在于由如下各部分组成一个辐射单元部分；一个馈电转换器部分；一个金属反射器；所述的辐射单元的正面为一数学分形结构，所述辐射单元在微波基片的反面的金属部分为一矩形结构，所述的辐射单元印刷在微波基片的上下表面，所述的辐射单元通过介质支撑棒与金属反射器紧固在一起；所述的馈电转换器采用金属薄片加工而成，所述的馈电转换器的宽边短路连接到所述的辐射单元上，所述的馈电转换器的窄边通过同轴转换连接到同轴电缆上，并通过带同轴接头的同轴电缆与外部通信部件相连。所述的辐射单元在微带基片的正面的金属部分为一个正方形的数学分形结构；其组成规律如下将一块边长为a的正方形划分成9块同样大小且边长为a/3的正方形，并将位于中心的边长为a/3的正方形抽走；再将余下的每个边长为a/3的正方形各自划分成9块同样大小且边长为a/9的正方形，并将每个位于中心的边长为a/9的正方形抽走；进一步按此规则，再将余下的每个边长为a/9的正方形各自划分成9块同样大小且边长为a/27的正方形，并将每个位于中心的边长为a/27的正方形抽走；最后将余下的每个边长为a/27的正方形各自划分成9块同样大小且边长为a/81的正方形，并将每个位于中心的边长为a/81的正方形抽走；所述辐射单元在微波基片的反面的金属部分为一矩形结构，其长度为2a/3、宽度a/6，所述的辐射单元的反面的矩形的一长度边定位于所述辐射单元的正面的正方形的中线位置且左右对称布置，所述辐射单元的反面的矩形的另一长度边缘与所述的辐射单元的正面通过微波基片中的金属过孔短路连接。所述的辐射单元与金属反射器的距离为中心工作频率波长的六分之一左右；所述的辐射单元的正面的正方形的边长为中心工作频率波长的二分之一左右。所述的馈电转换器为两段阶梯金属片，其较宽一段的宽度为a/2左右、长度2a/3左右，较窄一段的宽度为a/10左右、长度为a/10左右；所述的馈电转换器的较宽一段的宽度边缘短路连接到所述辐射单元的反面，所述的馈电转换器的较窄一段的宽度边缘通过同轴转换连接到同轴接头上，并通过带同轴接头的同轴电缆与外部通信部件相连，所述的馈电转换器的金属片厚度相对于天线的工作波长可以忽略不计，为了连接方便，所述的馈电转换器的两端可以有一定的附加折弯。所述的金属反射器为一金属板，其长、宽大约为中心工作频率的1个波长，金属板的厚度相对于天线的工作波长可以忽略不计。所述的馈电转换器的阶梯数、各阶梯的宽度、长度与所述的辐射单元的连接方式可以调整和优化，以实现最佳的宽带阻抗匹配效果。所述的金属反射器的四周允许有一定的翻边，且四周的翻边高度和形状可以不一样。所述的馈电转换器和同轴接头之间可以附加匹配网络以实现最佳的匹配效果。本技术提供了一种用于移动通信室内覆盖系统的宽频带壁挂式天线，可用于DCS、PCS、DECT、UMTS、IMT-2000、WLAN等多个不同的运营频带的通信用途，且具有驻波比和方向图等指标性能优良，尺寸小巧、外形美观、便宜和安装使用方便的特点。以下结合附图及具体实施例对本技术再作进一步详细的说明附图说明图1为本技术的三维结构示意图。图2为本技术的侧视图。图3为本技术的辐射单元正面图。图4为本技术的辐射单元反面图。图5为本技术馈电转换部分三维示意图图。应注意在附图中使用的相同参照数字和符号表示相同的构成元件。请参阅图1、图2、图3、图4、图5所示，本技术的一个优选实施例采用以下步骤予以实现02为天线辐射单元；12为天线辐射单元正面；22为天线辐射单元反面；03为馈电转换器；天线辐射单元印刷在微波介质基片02上下表面；微波介质基片02通过介质支撑棒04支撑于金属反射器01的前方。辐射单元的正面12和反面22分别印刷在同一块微波介质基片02的上下表面，上表面的金属部分为辐射单元的正面，下表面的金属部分为辐射单元的反面，上下表面通过微波基片中的金属过孔32连接在一起。馈电转换器03的一端焊接在辐射单元的反面上，另一端与同轴转换头05的内导体连接。辐射单元与金属反射器的距离H2设计为中心工作频率波长的六分之一左右；辐射单元正面的正方形的宽度W1设计为中心工作频率波长的二分之一左右；金属反射器的宽度W0和长度L0设计为中心工作频率的一个波长左右；辐射单元反面的矩形22的长度L2设计为W1的六分之一左右；其宽度W2设计为W1的三分之二左右。辐射单元反面的矩形22的长度L2和宽度W2可以通过微波CAD软件进行了调整和优化，最终以实现最佳的宽带阻抗匹配效果为目的。馈电转换器设计为两段阶梯变化的金属片，为了便于焊接，在两节阶梯铜片的两端有一小段附加的45度折弯边13为较宽一段的附加折弯，23为较窄一段的附加折弯，其较宽的一段的附加折弯13焊接在辐射单元的反面，较窄一段的附加折弯23与同轴转换头05的内导体连接。馈电转换器的金属片的厚度设计为0.5mm的铜片。馈电转换器各段的长度L3、L4和各段的宽度W3、W4以及阶梯的个数可以通过微波CAD软件进行了调整和优化，最终以实现最佳的宽带阻抗匹配效果为目的。金属反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽频带天线单元，可工作于１７１０－２５００ＭＨｚ（覆盖ＤＣＳ１８００ＭＨｚ、ＰＣＳ１９００ＭＨｚ、ＩＭＴ－２０００、２．４ＧＨｚ　　　ＷＬＡＮ等频段）频段，其特征在于包括如下各部分：　　　　一个辐射单元部分；　　　　一个馈电转换器部分；　　　　一个金属反射器；　　　　所述的辐射单元在微波基片的正面的金属部分为一正方形结构，所述辐射单元在微波基片的反面的金属部分为一矩形结构，所述的辐射单元印刷在微波基片的上下表面，所述的辐射单元通过介质支撑棒与金属反射器紧固在一起；　　　　所述的馈电转换器采用金属薄片加工而成，所述的馈电转换器的宽边短路连接到所述的辐射单元上，所述的馈电转换器的窄边通过同轴转换连接到同轴电缆上，并通过带同轴接头的同轴电缆与外部通信部件相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛锋章，欧阳杰，
申请(专利权)人：京信通信系统广州有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]