CN112886253B - 紧凑型5g毫米波双极化喇叭天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线，涉及喇叭天线技术领域。所述天线包括上板、下板、前板、后板以及盖板，所述盖板位于所述天线的后端，所述前板和后板位于所述上板和下板之间，所述上板、下板、前板和后板的右端设置有向所述喇叭天线延伸的倾斜面，上板、下板、前板、后板与盖板围合成激励腔体结构，所述激励腔体结构内形成有横截面为矩形且横截面保持不变的激励腔，所述激励腔的左端通过所述盖板封闭，所述激励腔内的上板、下板、前板和后板上均形成有一条曲线脊，脊与脊之间的夹角为90°，所述曲线脊上形成有若干个阿基米德螺旋曲线。所述天线能够改善E面和H面方向图的对称性，高频方向图更稳定，改善增益平坦度。

Description

紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线

技术领域

本发明涉及喇叭天线技术领域，尤其涉及一种紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线。

背景技术

目前大量的5G消费类电子产品处于研发验证阶段，急需验证其性能。而目前毫米波段的测试天线(测试频率为18GHz～50GHz)，都被国外供应商垄断。导致天线的价格高、交期长，无法应对国内需求的爆发性增长。由于5G的特性，在测试过程中需要对每一款产品做360°球面扫描，从而确认其天线品质。 传统测试方法是采用多根单极化天线形成测试天线阵列， 对产品进行全方位扫描(多根天线进行测试，代替旋转)。现有技术中出现的双极化高增益喇叭天线E面和H面方向图的对称性较差，高频方向图不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够改善E面和H面方向图的对称性，高频方向图更稳定，改善增益平坦度的紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线，其特征在于：包括上板、下板、前板、后板以及盖板，所述盖板位于所述天线的后端，所述前板和后板位于所述上板和下板之间，所述上板、下板、前板和后板的右端设置有向所述喇叭天线延伸的倾斜面，上板、下板、前板、后板与盖板围合成激励腔体结构，所述激励腔体结构内形成有横截面为矩形且横截面保持不变的激励腔，所述激励腔的左端通过所述盖板封闭，所述激励腔内的上板、下板、前板和后板上均形成有一条曲线脊，脊与脊之间的夹角为90°，

所述上板、下板、前板、后板的左端内侧形成有第一插槽结构，所述盖板的右侧端面形成有凸台，所述凸台插入到所述上板、下板、前板和后板围合而成的第一插槽内，所述凸台的左端面上形成有两排呈十字交叉的盲孔，且与四条曲线脊形成的“+”字正交。

进一步的技术方案在于：所述曲线脊相对较大的两个面上形成有若干个阿基米德螺旋曲线；或所述曲线脊上形成有贯穿其较大的两个面的连续的波纹状凹槽；或所述曲线脊相对较大的两个面上形成有若干个与曲线脊的外侧面垂直的条状沉槽；或所述曲线脊相对较大的两个面上形成有若干个与曲线脊的外侧面平行的条状沉槽。

进一步的技术方案在于：上板和下板上分别形成有贯穿其曲线脊的第一中心孔和第二中心孔，且第一中心孔与第二中心孔相对设置，第一中心柱的上端依次穿过第二中心孔以及第一中心孔后与固定在上板外周的第一连接器电连接，所述第一中心柱的下端固定到所述第二中心孔内；前板和后板上分别形成有贯穿其曲线脊的第三中心孔和第四中心孔，且第三中心孔与第四中心孔相对设置，第二中心柱的后端依次穿过第三中心孔以及第四中心孔后与固定在后板外周的第二连接器电连接，所述第二中心柱的前端固定到所述第三中心孔内；所述第一中心柱与第二中心柱之间保持有间隙。

所述凸台的中心上形成有凹槽，所述凹槽的四周形成有凸环，所述凸环的每条边上形成有一个第二插槽，所述曲线脊的尾端插入到所述第二插槽内，所述盲孔设置于所述凸台以及凹槽的底部。

优选的，所述第一中心柱与第二中心柱之间的距离为0.5mm。

进一步的技术方案在于：所述上板和下板的前后侧分别设置有一行螺纹安装孔，前板和后板上与上、下板相对应的位置上也设置有螺纹安装孔，上板、下板、前板和后板通过相互配合的螺纹安装孔以及螺钉固定到一起。

进一步的技术方案在于：所述盖板的左端面形成有螺纹盲孔，所述螺纹盲孔用于安装底座。

进一步的技术方案在于：所述曲线脊（10）的脊曲线符合曲线方程：y=10^（a*x+b）+c*x，其中y表示脊的高度，x表示脊的长度，a，b，c为常数。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述天线结构简单紧凑，小型化，有效节约空间；采用2.92毫米或2.4毫米同轴接头，优化阻抗匹配设计，天线带宽超宽；每个曲线脊上形成有阿基米德螺旋曲线，可以改善E面和H面方向图的对称性，高频方向图更稳定，改善增益平坦度；且凸台上形成有盲孔，可有效调节驻波匹配，增加宽频工作能力。此外，通过所述第二插槽能够方便对的所述曲线脊的尾端进行限位，方便两者之间的组装；此外，还可以在脊曲线位置上加波纹结构，改善E面和H面方向图的对称性，降低副瓣，改善增益平坦度；还可以在脊上加条状沉槽，抑制表面电流，改善高频方向图。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述喇叭天线的立体结构示意图；

图2是本发明实施例所述喇叭天线的立体结构示意图；

图3是本发明实施例所述喇叭天线的右视结构示意图

图4是图3中A处的放大结构示意图；

图5是本发明实施例所述喇叭天线的剖视结构示意图；

图6是图5的B处的放大结构示意图；

图7是本发明实施例所述喇叭天线的剖视结构示意图；

图8是本发明实施例所述喇叭天线的部分分解结构示意图；

图9是图8的C处的放大结构示意图；

图10是本发明实施例中所述曲线脊与上板的第一种结构示意图；

图11是本发明实施例中所述曲线脊的第二种结构示意图；

图12是本发明实施例中所述曲线脊的第三种结构示意图；

图13是本发明实施例中所述曲线脊的第四种结构示意图；

其中：1 、上板；2、下板；3、前板；4、后板；5、盖板；6、曲线脊；7、阿基米德螺旋曲线；8、凸台；9、盲孔；10、第一中心柱；11、第一连接器；12、第二中心柱；13、第二连接器；14、螺纹安装孔；15、螺纹盲孔；16、倾斜面；17、凸环；18；第二插槽；19、波纹状凹槽；20、条状沉槽。

具体实施方式

下面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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图10所示，本发明实施例公开了一种紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线，包括上板1、下板2、前板3、后板4以及盖板5，所述盖板5位于所述天线的后端，所述前板3和后板4位于所述上板1和下板1之间，所述上板1和下板2的前后侧分别设置有一行螺纹安装孔14，前板3和后板4上与上、下板相对应的位置上也设置有螺纹安装孔14，上板1、下板2、前板3和后板4通过相互配合的螺纹安装孔以及螺钉固定到一起。

如图1-图2以及图5所示，所述上板1、下板2、前板3和后板4的右端设置有向所述喇叭天线延伸的倾斜面16，上板1、下板2、前板3、后板4与盖板围合成激励腔体结构，所述激励腔体结构内形成有横截面为矩形且横截面保持不变的激励腔，所述激励腔的左端通过所述盖板5封闭。所述激励腔内的上板1、下板2、前板3和后板4上均形成有一条曲线脊6，脊与脊之间的夹角为90°，所述曲线脊6上形成有若干个阿基米德螺旋曲线7，所述上板1、下板2、前板3和后板4上的曲线脊6与其为一体成型设置，所述阿基米德螺旋曲线7设置于所述曲线脊6的面积相对较大的两个面上，且所述阿基米德螺旋曲线7通过在曲线脊6上刻槽的形式形成。

此外，如图11所示，所述曲线脊6上还可以形成有贯穿其较大的两个面的连续的波纹状凹槽19；或如图12所示，所述曲线脊6还可以在相对较大的两个面上形成有若干个与曲线脊的外侧面垂直的条状沉槽20；或如图13所示，所述曲线脊6还可以在相对较大的两个面上形成有若干个与曲线脊的外侧面平行的条状沉槽20。

如图5、图7-图8所示，所述上板1、下板2、前板3、后板4的左端内侧形成有第一插槽结构，所述盖板5的右侧端面形成有凸台8，所述凸台8插入到所述上板1、下板2、前板3和后板4围合而成的第一插槽内，所述凸台8的左端面上形成有两排呈十字交叉的盲孔9，且与四条曲线脊6形成的“+”字正交。

如图5-图9所示，上板1和下板2上分别形成有贯穿其曲线脊6的第一中心孔和第二中心孔，且第一中心孔与第二中心孔相对设置，第一中心柱10的上端依次穿过第二中心孔以及第一中心孔后与固定在上板1外周的第一连接器11电连接，所述第一中心柱10的下端固定到所述第二中心孔内；前板3和后板（4）上分别形成有贯穿其曲线脊6的第三中心孔和第四中心孔，且第三中心孔与第四中心孔相对设置，第二中心柱12的后端依次穿过第三中心孔以及第四中心孔后与固定在后板4外周的第二连接器13电连接，所述第二中心柱10的前端固定到所述第三中心孔内；所述第一中心柱10与第二中心柱12之间保持有间隙。优选的，如图6所示，所述第一中心柱10与第二中心柱12之间的距离为0.5mm。

如图1所示，所述盖板5的左端面形成有螺纹盲孔15，所述螺纹盲孔15用于安装底座。优选的，所述曲线脊6的脊曲线符合曲线方程：y=10^（a*x+b）+ c*x，其中y表示脊的高度，x表示脊的长度，a，b，c为常数。

综上，所述天线结构简单紧凑，小型化，有效节约空间；采用2.92毫米或2.4毫米同轴接头，优化阻抗匹配设计，天线带宽超宽；每个曲线脊上形成有阿基米德螺旋曲线，可以改善E面和H面方向图的对称性，高频方向图更稳定，改善增益平坦度；且凸台上形成有盲孔，可有效调节驻波匹配，增加宽频工作能力；此外，还可以在脊曲线位置上加波纹结构，改善E面和H面方向图的对称性，降低副瓣，改善增益平坦度；还可以在脊上加条状沉槽，抑制表面电流，改善高频方向图。

Claims (5)

1.一种紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线，其特征在于：包括上板（1）、下板（2）、前板（3）、后板（4）以及盖板（5），所述盖板（5）位于所述天线的后端，所述前板（3）和后板（4）位于所述上板（1）和下板（1）之间，所述上板（1）、下板（2）、前板（3）和后板（4）的右端设置有向所述喇叭天线延伸的倾斜面（16），上板（1）、下板（2）、前板（3）、后板（4）与盖板围合成激励腔体结构，所述激励腔体结构内形成有横截面为矩形且横截面保持不变的激励腔，所述激励腔的左端通过所述盖板（5）封闭，所述激励腔内的上板（1）、下板（2）、前板（3）和后板（4）上均形成有一条曲线脊（6），脊与脊之间的夹角为90°；所述上板（1）、下板（2）、前板（3）、后板（4）的左端内侧形成有第一插槽结构，所述盖板（5）的右侧端面形成有凸台（8），所述凸台（8）插入到所述上板（1）、下板（2）、前板（3）和后板（4）围合而成的第一插槽内，所述凸台（8）的右端面上形成有两排呈十字交叉的盲孔（9），且与四条曲线脊（6）形成的“+”字正交；

所述曲线脊（6）相对较大的两个面上形成有若干个阿基米德螺旋曲线（7）；或所述曲线脊（6）上形成有贯穿其较大的两个面的连续的波纹状凹槽（19）；或所述曲线脊（6）相对较大的两个面上形成有若干个与曲线脊的外侧面垂直的条状沉槽（20）；或所述曲线脊（6）相对较大的两个面上形成有若干个与曲线脊的外侧面平行的条状沉槽（20）；

上板（1）和下板（2）上分别形成有贯穿其曲线脊（6）的第一中心孔和第二中心孔，且第一中心孔与第二中心孔相对设置，第一中心柱（10）的上端依次穿过第二中心孔以及第一中心孔后与固定在上板（1）外周的第一连接器（11）电连接，所述第一中心柱（10）的下端固定到所述第二中心孔内；前板（3）和后板（4）上分别形成有贯穿其曲线脊（6）的第三中心孔和第四中心孔，且第三中心孔与第四中心孔相对设置，第二中心柱（12）的后端依次穿过第三中心孔以及第四中心孔后与固定在后板（4）外周的第二连接器（13）电连接，所述第二中心柱（10）的前端固定到所述第三中心孔内；所述第一中心柱（10）与第二中心柱（12）之间保持有间隙；

所述凸台（8）的中心上形成有凹槽，所述凹槽的四周形成有凸环（17），所述凸环（17）的每条边上形成有一个第二插槽（18），所述曲线脊（6）的尾端插入到所述第二插槽（18）内，所述盲孔（9）设置于所述凸台（8）以及凹槽的底部。

2.如权利要求1所述的紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线，其特征在于：所述第一中心柱（10）与第二中心柱（12）之间的距离为0.5mm。

3.如权利要求1所述的紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线，其特征在于：所述上板（1）和下板（2）的前后侧分别设置有一行螺纹安装孔（14），前板（3）和后板（4）上与上、下板相对应的位置上也设置有螺纹安装孔（14），上板（1）、下板（2）、前板（3）和后板（4）通过相互配合的螺纹安装孔以及螺钉固定到一起。

4.如权利要求1所述的紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线，其特征在于：所述盖板（5）的左端面形成有螺纹盲孔（15），所述螺纹盲孔（15）用于安装底座。

5.如权利要求1所述的紧凑型5G毫米波双极化喇叭天线，其特征在于：所述曲线脊（6）的脊曲线符合曲线方程：y=10^（a*x+b）+ c*x，其中y表示脊的高度，x表示脊的长度，a，b，c为常数。

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