[发明专利]一种室内外中继通讯窗体天线

说明书

本发明公开了一种室内外中继通讯窗体天线。它包括缝隙天线单元、连接线、窗体框架和无线中继收发机。天线单元为双面金属结构，上下表面金属层分别开有十字缝隙和椭圆形缝隙，中间为介质材料，十字缝隙一侧朝外安装在窗体框架上。天线单元按周期间隔竖直安装在窗体框架上，一列天线十字缝隙朝向室内、另一列天线十字缝隙朝向室外，使其天线方向图最大方向分别指向室内和室外。每列天线的馈线并行连接，分别连接到无线中继收发机的两端来实现室内外无线信号的接收、放大和发射。本发明结构紧凑、兼容各种金属窗体结构，可作为无线通信尤其5G通讯中继站，解决无线通讯覆盖中室内信号不足的问题，有效提升无线通信质量。

技术领域

本发明涉及以窗体为载体的室内外无线通讯中继天线，属于天线技术领域，具体地说可作为无线通讯的中继站，实现室内外通讯信号增强，提升无线通讯质量。

背景技术

随着社会经济的发展，各类科技也得到不断的变迁，特别是在无线通信方面。无线通信技术打破了传统的通信应用方式，拥有很强大的抗自然灾害的能力，并且其在建设方面也不十分依赖电网网架，同时还拥有传输距离远、非视距传输等优良的特点，能够最大程度的弥补当前实际通信应用中方式的单一化、覆盖面不全等不良缺陷。但在传输高频段信号时，电磁波近乎直线传播，绕射能力非常弱，很容易被障碍物阻挡，即使信号能够“穿透”障碍物，但透过的信号已经产生很大衰减，特别是频率越高时，产生的衰减越大，信号接收越不稳定，尤其对室内用户而言，无线通讯信号的衰减会对用户使用无线设备造成很大影响。

而近年来，第五代移动通信系统5G已经成为通信业和学术界探讨的热点。由于5G商用频段上移，电磁波波长变短，5G所面临的挑战除了覆盖差之外，还有穿透性差和信号不稳定问题。根据3GPP制定的规则，无线基站可按照功率划分为四大类，分别为宏基站、微基站、皮基站和飞基站。5G时代，利用单一宏基站实现室内和室外全覆盖难度增大。一方面，5G相比4G使用频段上移，导致5G宏基站信号在穿透墙壁时相比4G衰减更大，室内信号覆盖难度凸显。室外信号在穿透砖墙、玻璃和水泥等障碍物后只能提供浅层的室内覆盖，无法保证室内深度覆盖所需要的良好体验，因此传统的“室外覆盖室内”方式将面临更多挑战。同时，室内5G新业务对室内覆盖体验提出更高要求，且与室外网络建设相比，室内网络建设周期更长、难度更大。对此，5G将会选择“宏基站为主，小基站为辅”的组网方式来实现室内外全面覆盖。

发明内容

为解决现阶段无线通讯信号穿透性差及信号不稳定所带来的室内外通讯问题，本发明提出一种室内外中继通讯窗体天线，该天线可兼容各种金属窗体结构。

本发明的技术方案如下：

本发明包括窗体框架以及安装在窗体框架内的两组天线阵列和无线中继收发机，窗体框架的两侧分别布置有一组天线阵列，每组天线阵列主要由多个缝隙天线单元沿窗体框架的侧边等间隔排列组成，无线中继收发机安装在窗体框架的底部，两组天线阵列分别连接到无线中继收发机的两端。

缝隙天线单元包括介质载体、下层辐射缝隙、上层辐射缝隙和馈电端口，介质载体的上下表面均覆盖有金属薄层，上表面的金属薄层镂空有十字形结构形成上层辐射缝隙，下表面的金属薄层镂空有椭圆形结构形成下层辐射缝隙，下表面的金属薄层还镂空开有条形缝隙，条形缝隙的一端与下层辐射缝隙连通，条形缝隙的另一端连通到介质载体的边沿；下层辐射缝隙内同心布置有环型结构，金属条安装在条形缝隙中，并且金属条的一端与环型结构连接，金属条的另一端与设置在介质载体边沿处的馈电端口连接，同组天线阵列的所有缝隙天线单元并行连接后再通过连接线与无线中继收发机连接。

其中一组天线阵列的所有缝隙天线单元均安装在窗体框架朝向室内的内侧表面，并使所有缝隙天线单元的上层辐射缝隙均朝向室内，另外一组天线阵列的所有缝隙天线单元均安装在窗体框架朝向室外的外侧表面，并使所有缝隙天线单元的上层辐射缝隙均朝向室外。