一种垂直极化全向天线的制作方法

1.本发明属于天线技术领域，具体涉及一种垂直极化全向天线。


背景技术：

2.根据应用场景可以将无线通信基站大致分为室内基站和室外基站两类，室外基站为了实现大的覆盖范围倾向于采用高增益的定向天线，而室内基站主要强调大的覆盖角度，经常使用全向天线，基站安装在室内天花板上，从而实现室内信号的360度全覆盖。当代人们的工作和生活主要集中在室内，绝大部分通信数据流量也发生在室内，因此，大量架设室内基站是当前通信设施建设的重要任务。
3.全向天线根据其极化方式分为垂直极化天线、水平极化天线以及双极化天线。垂直极化天线的形式较多，多是立体结构，比较容易实现大带宽和高增益，是实用中采用较多的方案。单锥天线是典型的垂直极化全向天线，它可以实现超宽带工作，并且带内方向图比较稳定。然而，单锥天线剖面高度较高，这会使得整个基站略显臃肿。短路加载和顶部圆盘加载的单锥天线可以显著缩减天线尺寸，是目前的主要研究方向，但是多数方案结构复杂，不利于工业生产和应用。在此基础上，如何进一步缩减天线的高度以及简化天线结构、降低天线成本、提高装配误差容忍度是垂直极化全向天线设计需要解决的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种结构简单、低剖面的垂直极化全向天线。
5.所提供的垂直极化全向天线，包括金属地板和介质基板，所述介质基板的上表面设置有中心对称分布的四个三角形金属贴片，相邻两个三角形金属贴片之间设置有焊盘，所述三角形金属贴片和焊盘分别通过垂直于所述金属地板的金属片与金属地板连接。
6.作为优选的，所述介质基板的上表面中心位置设有十字形金属贴片，金属地板中心位置伸出一根同轴馈电探针，所述馈电探针顶部穿过介质基板焊接在所述十字形贴片中央。
7.作为优选的，所述金属片的底部弯折成直角并通过螺钉固定在金属地板上，金属片的顶部穿过介质基板连接三角形金属贴片或焊盘。
8.作为优选的，穿过介质基板部分的金属片的宽度小于位于介质基板下方部分的金属片的宽度。
9.作为优选的，所述焊盘位于十字形金属贴片枝节的延伸方向，十字形金属贴片的枝节延伸方向分别指向介质基板
±
45
°
方向和
±
135
°
方向。
10.作为优选的，在所述介质基板上表面0
°
、
±
90
°
、180
°
方向各设置一个所述三角形金属贴片，四个三角形金属贴片呈中心对称分布。
11.本发明至少具有以下有益效果：
12.所提供的一种垂直极化全向天线，从中间进行馈电实现激励起中心对称的场分布，从而实现全向辐射。垂直于地板的金属片既有辐射的作用，又有物理支撑的作用，可进
行天线高度的调节。三角形贴片做顶部加载、金属片做短路加载，从而实现天线的低剖面。第一金属片和馈电探针构成垂直于地的开口谐振环，拓展了天线的工作带宽。
附图说明
13.图1为本发明实施例中天线的爆炸结构示意图；
14.图2为本发明实施例中天线的整体结构示意图；
15.图3为本发明实施例中天线的主视图；
16.图4为本发明实施例中介质基板上表面的布置结构图；
17.图5为本发明实施例中金属片安装结构示意图。
18.10-金属地板；20-馈电探针；21-第一金属片；22-第二金属片；23-第三金属片；24-第四金属片；25-第五金属片；26-第六金属片；27-第七金属片；28-第八金属片；29-螺钉；30-介质基板；31-第一三角形贴片；32-第二三角形贴片；33-第三三角形贴片；34-第四三角形贴片；35-第一焊盘；36-第二焊盘；37-第三焊盘；38-第四焊盘；39-十字形金属贴片。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.参阅图1-5所示，本发明提供如下实施例：
22.所提供的垂直极化全向天线，包括金属地板10和介质基板30，所述介质基板30的上表面设置有中心对称分布的四个三角形金属贴片，分别为第一三角形贴片31、第二三角形贴片32、第三三角形贴片33和第四三角形贴片34；相邻两个三角形金属贴片之间设置有焊盘(35、36、37、38)，所述三角形金属贴片和焊盘分别通过垂直于所述金属地板的金属片与金属地板10连接。具体的，所述金属片分为两组，第一组金属片包括第一金属片21、第二金属片22、第三金属片23和第四金属片24，第一金属片21顶部穿过基板30焊接在介质基板上表面第一焊盘35上，第二金属片22顶部穿过基板30焊接在介质基板上表面第二焊盘36上，第三金属片23顶部穿过基板30焊接在介质基板上表面第三焊盘37上，第四金属片24顶部穿过基板30焊接在介质基板上表面第四焊盘38上；第二组金属片包括第五金属片25、第六金属片26、第七金属片27和第八金属片28，第五金属片25顶部穿过基板30焊接在介质基板上表面第一三角形贴片31上，第六金属片26顶部穿过介质基板30焊接在介质基板上表面第二三角形贴片32上，第七金属片27顶部穿过介质基板30焊接在介质基板上表面第三三角形贴片33上，第八金属片28顶部穿过介质基板30焊接在介质基板上表面第四三角形贴片34上。介质基板30上表面的三角形金属贴片可通过覆铜后刻蚀形成，介质基板下表面无金属覆盖。可以理解的是，在本实施例中，垂直于金属地板10的金属片既作为信号辐射组件，同时又有物理支撑的作用，实现对介质基板30的稳定支撑。本实施例的天线设计，通过三角形
金属贴片做顶部加载、金属片做短路加载，从而实现天线的低剖面。
23.作为一种优选的实施方式，所述介质基板30的上表面中心位置设有十字形金属贴片39，金属地板10中心位置伸出一根馈电探针20，所述馈电探针20顶部穿过介质基板30焊接在所述十字形金属贴片39中央。应该说明的是，图中未示出馈电接头的完整视图，使用现有技术中常用的同轴线或sma即可。本实施例方案中，从天线中间进行馈电实现激励起中心对称的场分布，从而实现全向辐射。进一步的，第一金属片21、馈电探针20以及二者之间的金属地板所形成的电流路径约为工作频率下的半波长，可等效为一个开口谐振环，谐振时，第一金属片21和馈电探针20上电流方向相反；所述开口即为介质基板30上表面十字形金属贴片39和第一焊盘35之间没有金属直接相连的部分，十字形金属贴片39和第一焊盘35之间的距离影响所述开口谐振环的等效电容大小，因此可以通过所述距离的大小调节谐振频率。同理，第二金属片22、第三金属片23、第四金属片24分别与馈电探针20构成相同结构的开口谐振环，四个相同的开口谐振环以天线中心呈轴对称分布，从而形成全向辐射。以三角形金属贴片和第五金属片25所形成的类蘑菇形结构谐振在低频，开口谐振环尺寸相对较小，工作在高频，二者联合形成较大的工作带宽。
24.作为一种优选的实施方式，所述金属片的底部弯折成直角贴在金属地板10上，并通过螺钉29固定在金属地板10上，金属片的顶部穿过介质基板30连接三角形金属贴片或焊盘。进一步的，可优化设计金属片与介质基板30上表面的三角形金属贴片和焊盘之间的连接结构，使得金属地板10与介质基板30的安装高度可调节。作为一种优选的，金属片贯穿介质基板30部分的宽度小于介质基板30下方部分的宽度，介质基板30上相对应的贯穿槽也小于金属片在介质基板下方的部分，由此可较为便捷的控制天线的装配高度。
25.作为一种优选的实施方式，焊盘位于十字形金属贴片39的枝节的延伸方向上，十字形金属贴片39的枝节延伸方向分别为介质基板
±
45
°
方向和
±
135
°
方向，以介质基板为方形为例，十字形金属贴片39的枝节处在介质基板30的两条对角线上。进一步优选的，在所述介质基板上表面0
°
、
±
90
°
、180
°
方向各设置一个所述三角形金属贴片，即三角形金属贴片分别设置在介质基板30的左右两端和上下两端，三角形金属贴片的一个角指向介质基板中心，四个三角形金属贴片呈中心对称分布。
26.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。