[发明专利]一种适于LTE室内分布的宽带缝隙天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统综合设计中的天线技术领域，更具体的涉及一种适于LTE室内分布的宽带缝隙天线。

背景技术

随着现代移动通信技术的蓬勃发展，无线信道将变得更加拥挤。现有的3G网络已经无法满足人们日益增长的需求，无线通信技术正在快速地向更高端的4G技术领域演进。TD-SCDMA，TD-LTE成为了中国移动通讯3G向4G的快速发展的必然选择，其也将在国内外得到大型的商业化。在TD-LTE的未来应用中，D(2500～2690MHz)，E(2300-2400MHz)和F(1880～1920MHz)频段将作为城市的大范围和连续性覆盖的选择。

用来收发无线电波以传递无线电信号的天线，无疑是无线通讯中十分重要的元件之一。TD-LTE覆盖频率范围比较宽，所以对应的天线也需要是宽频带的。现有的天线方案是在D、E、F频段各设计一款天线来发射和接受电波，如果能用一款天线跨越多个频段无疑将是不可多得的选择。与室外移动基站天线相比，室内天线工作频带宽，增益小，功率低(单系统一般小于15dBm)，覆盖范围小(10～30m)，因此，天线数量多，分布广。为不影响室内环境美观，室内天线还要求体积小、外形美观，甚至要求便于隐蔽或伪装。除此之外，室内天线还要求结构简单，生产装配简单，以保证天线性能和信号质量。综上，目前市场上提供的天线无法完全满足TD-LTE在室内分布的应用。

发明内容

发明目的：为了适应第四代移动通讯系统TD-LTE的未来应用，本发明提供一种适于LTE室内分布应用的宽带缝隙天线，覆盖频带宽、具有双向辐射特性，且体积小、制造工艺简单且安装简便。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的一种适于LTE室内分布的宽带缝隙天线，包括介质基板、设于介质基板一表面的金属板以及设于介质基板另一表面的辐射单元，其特征在于：所述金属板呈“工”字型、外周被矩形框金属条带包围、通过设于“工”字型中轴一侧的巴伦与矩形框金属条带相连，所述金属板与所述矩形框金属条带之间的凹槽形成缝隙，所述辐射单元为矩形贴片，其尺寸按计算微带贴片的基本公式确定并结合细缝的影响进行微调；辐射单元上开有背对的双“C”形细缝，所述双“C”形细缝的缝宽与所述介质基板的厚度比例为0.8～1.2，所述介质基板的厚度根据实际工作频率进行确定，所述缝隙上下边缘和内测边缘投影与双“C”形细缝相对于介质基板上、下重合；单个C形细缝的周长约为1/2个工作波长；辐射单元两侧边又分别开有一对接近正方形的矩形宽缝，矩形宽缝的高度为双“C”形细缝高度的一半左右；所述辐射单元中轴设有50Ω微带馈线。通过一对背对的双“C”形细缝结构扰动辐射单元，结合辐射单元上左右两侧开有的矩形宽缝，以及设于介质基板一表面上的工字形金属板和条带边框的技术措施，控制天线上的电流传输模式，以实现一个相当宽的阻抗带宽，并获得双面辐射的特性来达到工作频段覆盖TD-LTE的D频段、E频段的宽带宽缝隙室内应用天线的需求。

本发明技术方案的进一步限定为：

所述金属板与所述辐射单元均为对称结构，对称轴相对于介质基板上、下重合。

所述缝隙为对称结构。

所述辐射单元的尺寸为17.8mm×32.4mm。

所述辐射单元可通过金属条带弯曲而成。

所述宽带缝隙工作在TD-LTE的D、E频段。

所述介质基板为PCB板。

所述巴伦结构为梯形。

采用如上的技术方案，本发明能获得宽带辐射模式和稳定的增益。实测结果表明，该天线在回波损耗小于-15分贝下的工作频段为1890MHz-2750MHz，其带宽大于850MHz(37％的相对带宽)，覆盖了TD-LTE的D和E频段。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供一种适于LTE室内分布的宽带缝隙天线，具有如下优点：

1.通过在金属板上开有对称的缝隙，使天线的双向辐射效益基本等同。

2.通过在辐射单元上开有一对“C”型细缝以及一组矩形宽缝，细缝边缘电流引入附加谐振，在拓宽了带宽的同时，减小了天线辐射单元的尺寸。

3.该天线的辐射单元尺寸为17.8mm×32.4mm，比同频段的矩形贴片天线尺寸小。

4.本发明天线的频段可以同时覆盖TD-LTE的D、E频段，较之前针对不同频段要重新设置天线尺寸等要方便环保，并且降低了成本。