CN114824804A - 天线及其制备方法 - Google Patents

天线及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114824804A
CN114824804A CN202110119558.1A CN202110119558A CN114824804A CN 114824804 A CN114824804 A CN 114824804A CN 202110119558 A CN202110119558 A CN 202110119558A CN 114824804 A CN114824804 A CN 114824804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sub
dielectric layer
antenna
layer
reference electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110119558.1A
Other languages
English (en)
Inventor
吴倩红
张硕
张东东
曲峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN202110119558.1A priority Critical patent/CN114824804A/zh
Priority to PCT/CN2021/127072 priority patent/WO2022160823A1/zh
Priority to US17/800,152 priority patent/US20230071974A1/en
Publication of CN114824804A publication Critical patent/CN114824804A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/002—Protection against seismic waves, thermal radiation or other disturbances, e.g. nuclear explosion; Arrangements for improving the power handling capability of an antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H01Q1/523—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between antennas of an array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0075—Stripline fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/25—Ultra-wideband [UWB] systems, e.g. multiple resonance systems; Pulse systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Abstract

本发明提供一种天线及其制备方法，属于通信技术领域。本发明的天线，其包括：介质层，具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面；参考电极层，设置在所述介质层的第一表面上，且所述参考电极层的至少一个侧边上具有第一开槽，第一开槽为弧形开槽；至少一个辐射元件，设置在所述介质层的第二表面上，且至少一个所述辐射元件在所述介质层上的正投影落入所述第一开槽在所述介质层上的正投影内；至少一条第一微带线，设置在所述介质层的第二表面上，所述第一微带线与所述辐射贴片电连接，且与所述参考电极层在所述介质层上的正投影至少部分交叠。

Description

天线及其制备方法
技术领域
本发明属于天线技术领域，具体涉及一种天线及其制备方法。
背景技术
与4G(the 4th generation mobile communication technology；第四代移动通信技术)相比，5G(5th generation mobile networks；第五代移动通信技术)具有更高的数据速率、更大的网络容量，更低的延时等优点。5G频率规划包含低频段和高频段两个部分，其中低频段(3-6GHz)具有良好的传播特性且频谱资源非常丰富，因此，针对低频段通信应用的天线单元及阵列开发逐渐成为现在的研发热点。
基于5G移动通信的实际应用场景，5G低频段天线应当具有高增益、小型化、宽频段等技术特征。微带天线是常用的一种结构简单，易于组阵，能够实现高增益的天线形式，但是其窄带宽，低频段时大的天线尺寸制约了它在5G低频移动通信中的应用。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种天线及其制备方法。
第一方面，本公开实施例提供了一种天线，其包括：
介质层，具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面；
参考电极层，设置在所述介质层的第一表面上，且所述参考电极层的至少一个侧边上具有第一开槽，所述第一开槽为弧形开槽；
至少一个辐射元件，设置在所述介质层的第二表面上，且至少一个所述辐射元件在所述介质层上的正投影落入所述所述第一开槽在所述介质层上的正投影内；
至少一条第一微带线，设置在所述介质层的第二表面上，所述第一微带线与所述辐射贴片电连接，且与所述参考电极层在所述介质层上的正投影至少部分交叠。
其中，所述辐射元件和所述第一开槽一一对应设置，且对应设置的所述辐射元件和所述第一开槽二者的中心在所述介质层上的正投影存在一定距离。
其中，还包括馈电结构，所述馈电结构与所述第一微带线电连接。
其中，所述参考电极层具有沿其长度方向相对设置的第一侧边和第二侧边；在所述第一侧边和所述第二侧边中的至少一者上设置有所述第一开槽；所述馈电结构包括至少一个馈电单元，且一个所述馈电单元与位于同一侧的所述辐射元件所连接的第一微带线电连接。
其中，在所述参考电极层的第一侧边和第二侧边均设置有第一开槽，且所述第一侧边和所述第二侧边上的所述第一开槽数量均为2n个，每个所述馈电单元包括n级第二微带线；
位于第1级的一个所述第二微带线连接两个相邻的所述第一传输线，且位于第1级的不同的所述第二微带线所连接的所述第一传输线不同；位于第m级的一个所述第二微带线连接位于第m-1级的两个相邻的所述第二微带线，位于第m级的不同的所述第二微带线所述连接的位于第m-1级的所述第二微带线不同；其中，n≥2，2≤m≤n，m、n均为整数。
其中，所述参考电极层包括并排设置的第一子参考电极层和第二子参考电极层，且所述第一子参考电极层与所述第二子参考电极层相对的侧边为所述第一侧边，所述第二子参考电极层与所述第一子参考电极层相对的侧边为所述第二侧边。
其中，所述馈电结构还包括转换器；其中，所述转换器包括第一馈电端口、第二馈电端口和第三馈电端口；其中，第二馈电端口和第三馈电端口分别连接两个不同的所述馈电单元的第n级的所述第二微带线。
其中，所述天线沿所述参考电极层宽的中垂线的延伸方向呈呈镜像对称设置。
其中，所述馈电结构沿所述参考电极层沿宽的中垂线的延伸方向呈呈镜像对称设置。
其中，在所述参考电极层的第一侧边和第二侧边中仅一者上设置有第一开槽，且所述第一开槽数量均为2n个，每个所述馈电单元包括n级第二微带线；
位于第1级的一个所述第二微带线连接两个相邻的所述第一传输线，且位于第1级的不同的所述第二微带线所连接的所述第一传输线不同；位于第m级的一个所述第二微带线连接位于第m-1级的两个相邻的所述第二微带线，位于第m级的不同的所述第二微带线所述连接的位于第m-1级的所述第二微带线不同；其中，n≥2，2≤m≤n，m、n均为整数。
其中，所述馈电结构还包括转换器；其中，所述转换器包括第一馈电端口和第二馈电端口，所述第二馈电端口连接所述馈电单元的第n级的所述第二微带线。
其中，所述介质层包括叠层设置的第一子介质层和第二子介质层；所述参考电极层设置在所述第一子介质层背离所述第二子介质层的一侧，所述辐射元件和所述第一微带线设置在所述第二子介质层背离所述第一子介质层的一侧，且所述第一子介质层和所述第二子介质层通过粘结层连接。
其中，所述第一子介质层和所述第二子介质层均采用玻璃材质。
其中，位于所述参考电极层同一侧边的两相邻的所述第一开槽之间的间距相同。
其中，位于所述参考电极层同一侧的两相邻的所述第一开槽之间设置有第二开槽。
其中，所述第二开槽包括矩形开槽。
其中，所述辐射元件在所述第一介质层上的正投影位于与之对应的所述第一开槽在所述第一介质层所限定的范围内。
其中，第一微带线为电连接的第一部分和第二部分，所述第一部分与所述辐射元件连接，所述第二部分与馈电结构电连接，且所述第一部分的延伸方向和所述第二部分的延伸方向相互垂直。
其中，所述第一微带线的阻抗为50Ω。
其中，在所述第一微带线和所述辐射元件背离所述介质层第二表面的一侧还设置有盖板。
第二方面，本公开实施例提供一种天线的制备方法，其包括：
提供一介质层；
在所述介质层的第一表面上，通过构图工艺形成包括参考电极层的图形；其中，所述参考电极层的至少一个侧边上具有第一开槽，第一开槽为弧形开槽；
在所述介质层的第二表面上，通过构图工艺形成包括辐射元件和第一微带线的图形；其中，一个所述辐射元件与一个所述第一开槽在所述介质层上的正投影至少部分重叠；所述第一微带线与所述辐射贴片电连接，且与所述参考电极层在所述介质层上的正投影至少部分交叠。
其中，所述介质层包括叠层设置的第一子介质层和第二子介质层；所述方法包括：
在所述第一子介质层背离所述第二子介质层的一侧形成所述参考电极层；
在所述所述第二子介质层背离所述第一子介质层的一侧形成所述辐射元件和所述第一微带线；
将所述所述第一子介质层和所述第二子介质层通过粘结层粘结在一起。
其中，所述第一子介质层和所述第二子介质层均采用玻璃材质。
其中，所述在所述介质层的第二表面上，通过构图工艺形成包括辐射元件和第一微带线的图形的同时，还包括形成馈电结构的步骤。
附图说明
图1为本公开实施例的一种天线的截面图；
图2为本公开实施例的一种天线的俯视图；
图3为本公开实施例的天线单元的示意图；
图4a为本公开实施例的另一种天线的截面图；
图4b为本公开实施例的另一种天线的截面图；
图5为本公开实施例的另一种天线的俯视图；
图6为本公开实施例的另一种天线的截面图；
图7为图5所示的2*8天线阵列端口的S11参数曲线图；
图8为图5所示的2*8天线阵列在频率f＝3.75GHz下的平面方向图；
图9为图5所示的2*8天线阵列在频率f＝3.75GHz下的平面方向图的极坐标示形式；
图10为本公开实施例的另一种天线的俯视图；
图11为本公开实施例的另一种天线的俯视图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
需要说明的是，在下述描述中所提及的S11是指S参数中的一个，表示回波损耗特性，一般通过网络分析仪来看其损耗的dB值和阻抗特性。参数S11表示天线的发射效率好不好，值越大，表示天线本身反射回来的能量越大，这样天线的效率就越差。
第一方面，图1为本公开实施例的一种天线的截面图；图2为本公开实施例的一种天线的俯视图；如图1和2所示，本公开实施例提供一种天线，其包括介质层1、参考电极层、辐射元件31和第一微带线32；其中，介质层1包括沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，例如：第一表面为图1中所示的下表面，第二表面为图1中所示的上表面。参考电极层设置在第一表面上，且参考电极层的至少一个侧边上具有第一开槽21，且第一开槽21采用弧形开槽。辐射元件31设置在介质层1的第二表面上，一个辐射元件31在介质层1的正投影位于一个第一开槽21在介质层1的正投影的范围内，例如辐射元件31与第一开槽21一一对应设置。第一微带线32设置在介质层1的第二表面上，且第一微带线32与辐射元件31电连接，且与参考电极层在介质层1上的正投影至少部分交叠。第一微带线32被配置为给辐射元件31馈电。
需要说明的是，在本公开实施例中以辐射元件31与第一开槽21一一对应设置为例进行说明，其中，第一开槽21采用弧形开槽，相应为了与第一开槽21适配辐射元件31优选的采用圆形金属贴片结构，如图2所示，在本公开实施例中以辐射元件31的形状为圆形为例，但应当理解是，在实际产品中辐射元件31可以采用椭圆形、半圆形、多边形等等板状元件。
的，也即如图2所示。另外，参考电极层包括但不限于接地电极层2，在本公开实施例中，以参考电极层为接地电极层2为例进行说明。
在本公开实施例的天线中，接地电极层2上设置有弧形开槽，辐射元件31采用圆形金属贴片，图3为本公开实施例的天线单元的示意图；如图3所示，接地电极层2上的一个第一开槽21和连接第一微带线32的一个辐射元件31构成一个天线单元；在超宽带的高频段，辐射元件31作为主要的辐射源，其结构原型等效为单极子天线。在低频段时，辐射元件31和圆弧形的第一开槽21增加了天线的容性。通过仿真验证可以实现天线单元的频段展宽，工作带宽为1.22GHz(3.28-4.5GHz，S11＜-10dB)/1.34GHz(3.16-4.5GHz，S11＜-10dB)。同时结合小型化设计，使得天线单元的尺寸仅在25mm*25mm*1.5mm左右。为了满足高增益和宽带宽的要求，对天线单元进行阵列化，得到本公开实施例的天线。例如对图3所示的天线单元进行阵列，并采用镜像的排布的方式，得到2*8个阵列天线。该阵列天线增益在3.75GHz时可达到10.59dBi，阻抗带宽1.34GHz(3.16-4.5GHz，S11＜-10dB)/1.5GHz(3-4.5GHz，S11＜-6dB)，该阵列天线的尺寸仅在132.8mm*375mm*1.5mm左右，可以看出的，本公开实施例的天线阵列具有带宽宽、高增益、小型化的技术特征，本公开实施例的应用在n77(3.3-4.2GHz)和n78(3.3-3.8GHz)频段的5G移动通信中。
在一些示例中，辐射元件31和第一开槽21二者的中心在介质层1上的正投影存在一定的间距。例如：辐射元件31为圆形时，辐射元件31和第一开槽21二者的圆心在介质层1上的正投影存在一定的间距；辐射元件31为矩形或者正方形时，辐射元件31的对角线的连线的交点在介质层1上的正投影和第一开槽21的圆心在介质层1上的正投影存在一定的间距。通过该种方式可以实现最优的阻抗匹配。
在一些示例中，天线不仅包括上述结构，而且在位于接地电极层2的同一侧边上的两相邻的第一开槽21之间还设置有第二开槽22，第二开槽22包括但不限于矩形开槽。
在一些示例中，在天线结构的第一微带线32和辐射元件31背离介质层1的第二表面的上方还设置有盖板4，用以对天线结构上的各个元件进行保护。该盖板4可以采用玻璃材质。需要说明的是，盖板4与辐射元件31和第一微带线32所在层之间通过透明光学胶固定。
在一些示例中，图4a为本公开实施例的另一种天线的截面图；如图4a所示，本公开实施例中的介质层1包括叠层设置的第一子介质层11和第二子介质层12，其中，第一子介质层11背离第二子介质层12的表面用作介质层1的第一表面，第二子介质层12背离第一子介质层11的表面用作介质层1的第二表面，也即接地电极层2设置在第一子介质层11背离第二子介质层12的一侧，辐射元件和第一微带线设置在第二子介质层12背离第一子介质层11的一侧。另外，第一子介质层11和第二子介质层12之间通过粘结层13粘结在一起。在一些示例中，第一子介质层11和第二子介质层12均可以选用包括但不限于玻璃材质，以此可以实现天线至少部分透光，且该种天线的体积较为轻薄。在一些示例中，粘结层13的材料包括但不限于透明光学胶。
在一些示例中，图4b为本公开实施例的另一种天线的截面图；如图4b所示，与图4a所述的天线结构大致相同，区别仅在于，接地电极层2设置在第一子介质层11靠近第二子介质层12的一侧，这样一来，可以通过第二子介质层12对接地电极层2进行保护。
在一些示例中，天线不仅包括上述结构，而且还包括位于介质层1的第二表面上的馈电结构5，该馈电结构5与第一微带线32连接，被配置为对第一微带线32进行馈电。其中，馈电结构5可以采用微带线连接转换器52的结构。例如：馈电结构5包括至少一个馈电单元51和转换器52，每个馈电单元51采用由多条第二微带线511连接形成的功分网络。若天线的接地电极层2仅一个侧边设置第一开槽21，每个第一开槽21的位置对应设置一个辐射元件31。此时馈电单元51可以仅包括一个馈电单元51。在该种情况下辐射元件31的数量为2n，n＞2，且n为整数；第一微带线32的数量同样为2n条，且第一微带线32与辐射元件31一一对应连接。相应的馈电单元51包括n级第二微带线511，位于第1级的一个第二微带线511连接两个相邻的第一传输线，且位于第1级的不同的第二微带线511所连接的所述第一传输线不同；位于第m级的一个第二微带线511连接位于第m-1级的两个相邻的第二微带线511，位于第m级的不同的第二微带线511所述连接的位于第m-1级的所述第二微带线511不同；其中2≤m≤n，m为整数。此时，第n级第二微带线511的数量为一条，第n级第二微带线511与转换器52连接，转换器52用于对微波信号进行馈电。若在接地电极层2的两相对的侧边均设置有第一开槽21，且每个第一开槽21的位置均设置有辐射元件31，此时，馈电结构5可以包括两个馈电单元51，每个馈电单元51也可采用上述结构，不同的是，馈电结构5中的转换器52此时可以采用三端口的转换器52，在该种情况下，两个馈电单元51的第n级第二微带线511分别连接在转换结构的两个不同的端口上。为了清楚本公开实施例中天线结构，以下以n为3对本公开实施例的天线结构进行具体说明。
在一个示例中，图5为本公开实施例的另一种天线结构的俯视图；如图5所示，以2*8的阵列天线为例，在该天线中接地电极层2沿其长度方向的两侧边分别为第一侧边和第二侧边，在第一侧边和第二侧边上均设置有8个第一开槽21，与此同时任一第一开槽21的位置均对应设置有一个辐射元件31，也即每侧边上设置8个辐射元件31。每个辐射元件31连接一条第一微带线32。该天线的介质层1的第二表面上的馈电结构5包括两个馈电单元51和一个转换器52；其中，该转换器52可以为T型转换器52、Y型转换器52等，也即该转换器52包括第一馈电端口、第二馈电端口和第三馈电端口。每个馈电单元51包括3级第二微带线511，位于第1级的第二微带线511中的每一条连接两个相邻的第一传输线，且位于第1级的不同的第二微带线511连接的第一传输线不同，例如，由上至下第1级的第1条第二微带线511连接第1个和第2个辐射单元所连接的第一传输线，第1的第2条第二微带线511连接第3个和第4个辐射单元所连接的第一传输线。位于第2级的第二微带线511中的每一条连接两个相邻的位于第1级的第二微带线511，且位于第2级的不同的第二微带线511所连接的位于第1级的第二微带线511不同，例如：由上至下第2级的第1条第二微带线511连接位于第1级的第1条和第2条第二微带线511；第2级的第2条第二微带线511连接位于第1级的第3条和第4条第二微带线511；位于第3级的第二微带线511则连接位于第2级的两条第二微带线511。继续参照图4，T型转换器52的第二馈电端口和第三馈电端口分别连接在两个馈电单元51的第3级第二微带线511上，由于可以看出的是仅有T型转换器52的第一馈电单元51馈入的微波信号经过左右两个包括三级第二微带线511的馈电单元51一分二、一分二、一分四的三级功率均分，实现一分十六的2*8天线阵列设计。
继续参照图5，该天线中的馈电结构5是与第一微带线32直接电连接，也即第1级的第二微带线511直接与第一微带线连接，此时可以将第一微带线32和第二微带线511同层设置，且采用相同的材料，也即在同一次构图工艺中形成包括第一微带线32和第二微带线511的图形。图6为本公开实施例的另一种天线的截面图；如图6所示，馈电结构5和第一微带线32分别设置在第二子介质层12的两个相对表面上，此时，馈电结构5中的第二微带线511与第一微带线32在第一子介质层11上的正投影至少部分重叠，故可以采用耦合馈电的方式将微波信号馈入第一微带线32上，并通过辐射元件31进行辐射。
继续参照图5，位于接地电极层2的第一侧边上的第一开槽21均匀排布，位于第二侧边上的第一开槽21也可以均匀排布，相应的，与第一侧边上的第一开槽21一一对应设置的辐射元件31均匀排布，与第二侧边上的第一开槽21一一对应设置的辐射元件31均匀排布，且与辐射元件31连接的第一微带线32的排布方式一致，在该种情况下，沿接地电极层2宽的中垂线的延伸方向第一开槽21镜像对称设置，辐射元件31镜像对称，第一微带线32进行对称；相应的馈电结构5采用三级功率均分结构，馈电结构5同样沿接地电极层2长度方向的中轴线第一开槽21镜像对称设置，在该种情况下，可以减小天线阵列的尺寸和插损，同时天线方便布线，易于实现批量生产。
图7为图5所示的2*8天线阵列端口的S11参数曲线图；如图7所示，天线阵列的阻抗带宽为1.34GHz(3.16-4.5GHz，S11＜-10dB)/1.5GHz(3-4.5GHz，S11＜-6dB)。图8为图5所示的2*8天线阵列在频率f＝3.75GHz下的平面方向图；图9为图5所示的2*8天线阵列在频率f＝3.75GHz下的平面方向图的极坐标形式如图8和9所示，在频率3.75GHz下，天线阵列的增益为10.59dBi，半功率波瓣宽度为10°/23°。
在另一个示例中，图10为本公开实施例的另一种天线的俯视图；如图5所示，与上述示例大致相同，区别在于，接地电极层2包括并排设置的第一子接地电极层201和第二子接地电极层202；其中，第一子接地电极层201与第二子接地电极层202相对的侧边上用作接地电极层2的第一侧边，也即在该侧边上设置第一开槽21和第二开槽22；第二子接地电极层202与第一子接地电极层201相对的侧边上用作接地电极层2的第一侧边，也即在该侧边上设置第一开槽21和第二开槽22。另外，第一子接地电极层201和第二子接地电极层202电连接，例如二者为一体成型结构。对于该种天线中的馈电结构与图5所示的天线中的馈电结构大致相同，故在此不再详细描述。在另一个示例中，图11为本公开实施例的另一种天线结构的俯视图；如图5所示，与上述示例大致相同，区别在于，接地电极层2的第一侧边和第二侧边中的一者上设置有第一开槽21，图8中以仅在第一侧边上设置第一开槽21为例，此时馈电结构5仅包括一个馈电单元51，馈电单元51的结构与上述结构相同，故在此不再重复赘述。另外，在该馈电结构5中，此时转换器52可以采用二个端口的馈电结构5，例如包括第一馈电端口和第二馈电端口，第二馈电端口连接第3级第二微带线511，第一馈电端口可用以对微波信号进行馈电。无论是上述任一天线结构，在一些示例中，对应设置的第一开槽21和辐射元件31的中心在介质层1上的正投影存在一定距离，也即，对应设置的第一开槽21和辐射元件31的中心存在偏移，如此设置便于实现最优的阻抗匹配。
在一些示例中，第一微带线32可以采用L型结构，其包括电连接的第一部分和第二部分，且第一部分连接辐射元件31，第二部分连接馈电结构5(例如连接第1级第二微带线511)，第一部分的延伸方向与第二部分的延伸方向垂直。对于第一部分和第二部分的连接拐角，可以为圆倒角或者平倒角。第一部分和第二部分的连接拐角优选为非直角，避免微波信号在该位置发生反射，造成微波信号传输损耗增大。
在一些示例中，第一微带线32采用50Ω的微带线，也即第一微带线32的阻抗在50Ω左右。当然，也可以根据天线结构的增益的参数要求，选用相应阻抗的微带线作为第一微带线32。
在一些示例中，第一开槽21的弧度在200°-300°左右，例如可以为250°。第一开槽21的弦长在20mm-25mm左右，例如可以为22.7mm。在本公开实施例中，第一开槽21的弦的延伸方向与接地电极层2的长度方向平行。在一些示例中，位于接地电极层2同一侧的相邻的第一开槽21之间距离在40mm-60mm左右，例如可以为50mm。此时，若在相邻的第一开槽21之间设置第二开槽22，第二开槽22的深度和宽度均在为20mm-30mm左右，例如第二开槽22的深度和宽度均为25mm。
在一些示例中，辐射元件31的尺寸在2mm-3mm左右，例如可以为2.4mm。
在一些示例中，接地电极层2、第一微带线32、第二微带线511、辐射元件31的材料包括但不限于采用铝或铜。
在一些示例中，介质层1、第一子介质层11和第二子介质层12可以采用玻璃材质，在该种情况下，应用玻璃材质的天线结构可以实现部分透光，且较为轻薄。在一些示例中，介质层1具体可以采用介电常数为5.2的玻璃，这类玻璃具有高效率、重量轻、低成本、易于批量生产、透光性好等特点。在一些示例中，介质层1的厚度在0.5mm-2mm左右，例如为1mm。在需要说明的是，本公开实施例中的介质层1、第一子介质层11和第二子介质层12均包括但不限于采用玻璃材质，这些层的材料可以选用柔性材料，例如聚酰亚胺或者透明光学胶等。
综上本公开实施例提供的天线结构可以应用在n77(3.3-4.2GHz)和n78(3.3-3.8GHz)频段的5G移动通信应用，采用了玻璃材质材，组合接地电极层2设置圆弧形的第一开槽21，小型化和镜像组阵均分馈电的技术，同时实现了天线阵列宽带宽、高增益、小型化的技术指标，具有可部分透光且轻薄的特点。
第二方面，本公开实施例提供一种天线的制备方法，该方法可以用于制备上述的天线。该方法具体包括如下步骤：
S1、提供一介质层1。
其中，介质层1可以采用玻璃，在步骤S1中可以包括对介质层1清洗的步骤。
S2、在介质层1的第一表面上通过构图工艺形成包括参考电极层2的步骤。其中，在参考电极层2的至少一个侧边上形成第一开槽21，第一开槽21为弧形开槽。
在一些示例中，步骤S2具体可以包括：在介质层1的第一表面采用包括但不限于磁控溅射的方式沉积第一金属薄膜，然后进行涂胶、曝光、显影，随后进行湿法刻蚀，刻蚀完后strip去胶，形成包括参考电极层2的图形。在一些示例中，参考电极层2还可以包括设置在两相邻第一开槽21之间的第二开槽22，此时，第一开槽21和第二开槽22可以在一次构图工艺中形成。
S3、在介质层1的第二表面通过构图工艺形成包括辐射元件31和第一微带线32的图形。其中，一个辐射元件31在介质层1上的正投影与第一开槽21在介质层1上的正投影至少部分重叠，优选的一个辐射元件31在在介质层1上的正投影位于第一开槽21在介质层1上的正投影所限定的范围内。当然，在一些示例中，辐射元件31和第一微带线32也可以分两次构图工艺制备。
在一些示例中步骤S3具体可以包括，在介质层1的第一表面采用包括但不限于磁控溅射的方式沉积第二金属薄膜，然后进行涂胶、曝光、显影，随后进行湿法刻蚀，刻蚀完后strip去胶，形成包括辐射元件31和第一微带线32的图形。
在此需要说明的是，上述步骤S2和S3的制备顺序可以互换，也即可以在介质层1的第二表面上形成辐射元件31和第一微带线32，之后在介质层1的第一表面上形成参考电极层2，均在本公开实施例的保护范围内。
在一些示例中，本公开实施例中的介质层1包括叠层设置的第一子介质层11和第二子介质层12，其中，第一子介质层11背离第二子介质层12的表面用作介质层1的第一表面，第二子介质层12背离第一子介质层11的表面用作介质层1的第二表面，也即接地电极层2设置在第一子介质层11背离第二子介质层12的一侧，辐射元件31和第一微带线32设置在第二子介质层12背离第一子介质层11的一侧。另外，第一子介质层11和第二子介质层12之间通过粘结层13粘结在一起。本公开实施例的制备方法还可以采用如下步骤实现。
S11、提供第一子介质层11。
其中，第一子介质层11可以采用玻璃，在步骤S11中可以包括对第一子介质层11清洗的步骤。
S12、在第一子介质层11上通过构图工艺形成包括参考电极层的步骤。其中，在参考电极层的至少一个侧边上形成第一开槽21，第一开槽21为弧形开槽。
其中，形成参考电极层2的步骤与上述步骤S2相同，故在此不再重复描述。
S13、提供第二子介质层12。
其中，第二子介质层12可以采用玻璃，在步骤S13中可以包括对第二子介质层12清洗的步骤。
S14、第二子介质层12上通过构图工艺形成包括辐射元件31和第一微带线32的图形。其中，一个辐射元件31在第二子介质层12上的正投影在第一开槽21在介质层1上的正投影内。当然，在一些示例中，辐射元件31和第一微带线32也可以分两次构图工艺制备。
其中，形成辐射元件31和第一微带线32的步骤与上述步骤S3的步骤相同，，故在此不再重复描述。
S15、将形成有参考电极层2的第一子介质层11和形成有辐射元件31和第一微带线32的第二子介质层12通过粘结层13粘结在一起。
需要说明的是，以上以步骤S11和S12的步骤先于步骤S13和S14为例，在实际工艺中，也可以先进行步骤S13和S14，再进行步骤S11和S12。
另外，在本公开实施例中，天线结构也不仅包括上述所形成的介质层1、参考电极层2、辐射元件31和第一微带线32。该天线结构还可以包括形成在介质层1的第二表面和第一微带线32电连接的馈电结构5。其中，若馈电结构5采用上述的第二微带线511所形成馈电网络，在形成第一微带线32和辐射元件31的同时还可以形成由第二微带线511组成的馈电结构5。
在本公开实施例中，天线结构的各个结构均可以采用构图工艺形成在玻璃材质的第一子介质层11和第二子介质层12上，以使所形成的天线结构可以实现小型化且轻薄的设计。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (26)

1.一种天线，其包括：
介质层，具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面；
参考电极层，设置在所述介质层的第一表面上，且所述参考电极层的至少一个侧边上具有第一开槽，所述第一开槽为弧形开槽；
至少一个辐射元件，设置在所述介质层的第二表面上，且至少一个所述辐射元件在所述介质层上的正投影落入所述第一开槽在所述介质层上的正投影内；
至少一条第一微带线，设置在所述介质层的第二表面上，所述第一微带线与所述辐射贴片电连接，且与所述参考电极层在所述介质层上的正投影至少部分交叠。
2.根据权利要求1所述的天线，其中，所述辐射元件和所述第一开槽一一对应设置，且对应设置的所述辐射元件和所述第一开槽二者的中心在所述介质层上的正投影存在一定距离。
3.根据权利要求1所述的天线，其中，还包括馈电结构，所述馈电结构位于所述介质层的第二表面上，且所述馈电结构与所述第一微带线在所述介质层的正投影至少部分重叠。
4.根据权利要求3所述的天线，其中，所述馈电结构与所述第一微带线电连接。
5.根据权利要求3所述的天线，其中，所述参考电极层具有沿其长度方向相对设置的第一侧边和第二侧边；在所述第一侧边和所述第二侧边中的至少一者上设置有所述第一开槽；所述馈电结构包括至少一个馈电单元，且一个所述馈电单元与位于同一侧的所述辐射元件所连接的所述第一微带线电连接。
6.根据权利要求5所述的天线，其中，在所述参考电极层的第一侧边和第二侧边均设置有第一开槽，且所述第一侧边和所述第二侧边上的所述第一开槽数量均为2n个，每个所述馈电单元包括n级第二微带线；
位于第1级的一个所述第二微带线连接两个相邻的所述第一传输线，且位于第1级的不同的所述第二微带线所连接的所述第一传输线不同；位于第m级的一个所述第二微带线连接位于第m-1级的两个相邻的所述第二微带线，位于第m级的不同的所述第二微带线所述连接的位于第m-1级的所述第二微带线不同；其中，n≥2，2≤m≤n，m、n均为整数。
7.根据权利要求6所述的天线，其中，所述参考电极层包括并排设置的第一子参考电极层和第二子参考电极层，且所述第一子参考电极层与所述第二子参考电极层相对的侧边为所述第一侧边，所述第二子参考电极层与所述第一子参考电极层相对的侧边为所述第二侧边。
8.根据权利要求6或7所述的天线，其中，所述馈电结构还包括转换器；其中，所述转换器包括第一馈电端口、第二馈电端口和第三馈电端口；其中，第二馈电端口和第三馈电端口分别连接两个不同的所述馈电单元的第n级的所述第二微带线。
9.根据权利要求5-7所述的天线，其中，所述天线沿所述参考电极层宽的中垂线的延伸方向呈镜像对称设置。
10.根据权利要求5-7中任一项所述的天线，其中，所述馈电结构沿所述参考电极层宽的中垂线的延伸方向呈镜像对称设置。
11.根据权利要求3所述的天线，其中，在所述参考电极层的第一侧边和第二侧边中仅一者上设置有第一开槽，且所述第一开槽数量均为2n个，每个所述馈电单元包括n级第二微带线；
位于第1级的一个所述第二微带线连接两个相邻的所述第一传输线，且位于第1级的不同的所述第二微带线所连接的所述第一传输线不同；位于第m级的一个所述第二微带线连接位于第m-1级的两个相邻的所述第二微带线，位于第m级的不同的所述第二微带线所述连接的位于第m-1级的所述第二微带线不同；其中，n≥2，2≤m≤n，m、n均为整数。
12.根据权利要求11所述的天线，其中，所述馈电结构还包括转换器；其中，所述转换器包括第一馈电端口和第二馈电端口，所述第二馈电端口连接所述馈电单元的第n级的所述第二微带线。
13.根据权利要求1所述的天线，其中，所述介质层包括叠层设置的第一子介质层和第二子介质层；所述参考电极层设置在所述第一子介质层背离所述第二子介质层的一侧，所述辐射元件和所述第一微带线设置在所述第二子介质层背离所述第一子介质层的一侧，且所述第一子介质层和所述第二子介质层通过粘结层连接。
14.根据权利要求13所述的天线，其中，所述第一子介质层和所述第二子介质层均采用玻璃材质。
15.根据权利要求1所述的天线，其中，位于所述参考电极层同一侧边的两相邻的所述第一开槽之间的间距相同。
16.根据权利要求1所述的天线，其中，位于所述参考电极层同一侧的两相邻的所述第一开槽之间设置有第二开槽。
17.根据权利要求11所述的天线，其中，所述第二开槽包括矩形开槽。
18.根据权利要求1所述的天线，其中，所述辐射元件在所述第一介质层上的正投影位于与之对应的所述第一开槽在所述第一介质层所限定的范围内。
19.根据权利要求1所述的天线，其中，所述辐射元件的形状包括圆形。
20.根据权利要求1所述的天线，其中，第一微带线为电连接的第一部分和第二部分，所述第一部分与所述辐射元件连接，所述第二部分与馈电结构电连接，且所述第一部分的延伸方向和所述第二部分的延伸方向相互垂直。
21.根据权利要求1所述的天线，其中，所述第一微带线的阻抗为50Ω。
22.根据权利要求1所述的天线，其中，在所述第一微带线和所述辐射元件背离所述介质层第二表面的一侧还设置有盖板。
23.一种天线的制备方法，其包括：
提供一介质层；
在所述介质层的第一表面上，通过构图工艺形成包括参考电极层的图形；其中，所述参考电极层的至少一个侧边上具有第一开槽，第一开槽为弧形开槽；
在所述介质层的第二表面上，通过构图工艺形成包括辐射元件和第一微带线的图形；其中，一个所述辐射元件与一个所述第一开槽在所述介质层上的正投影至少部分重叠；所述第一微带线与所述辐射贴片电连接，且与所述参考电极层在所述介质层上的正投影至少部分交叠。
24.根据权利要求23所述的天线的制备方法，其中，所述介质层包括叠层设置的第一子介质层和第二子介质层；所述方法包括：
在所述第一子介质层背离所述第二子介质层的一侧形成所述参考电极层；
在所述所述第二子介质层背离所述第一子介质层的一侧形成所述辐射元件和所述第一微带线；
将所述所述第一子介质层和所述第二子介质层通过粘结层粘结在一起。
25.根据权利要求24所述的制备方法，其中，所述第一子介质层和所述第二子介质层均采用玻璃材质。
26.根据权利要求23所述的制备方法，其中，所述在所述介质层的第二表面上，通过构图工艺形成包括辐射元件和第一微带线的图形的同时，还包括形成馈电结构的步骤。
CN202110119558.1A 2021-01-28 2021-01-28 天线及其制备方法 Pending CN114824804A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110119558.1A CN114824804A (zh) 2021-01-28 2021-01-28 天线及其制备方法
PCT/CN2021/127072 WO2022160823A1 (zh) 2021-01-28 2021-10-28 天线及其制备方法
US17/800,152 US20230071974A1 (en) 2021-01-28 2021-10-28 Antenna and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110119558.1A CN114824804A (zh) 2021-01-28 2021-01-28 天线及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114824804A true CN114824804A (zh) 2022-07-29

Family

ID=82525356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110119558.1A Pending CN114824804A (zh) 2021-01-28 2021-01-28 天线及其制备方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230071974A1 (zh)
CN (1) CN114824804A (zh)
WO (1) WO2022160823A1 (zh)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050248487A1 (en) * 2002-11-27 2005-11-10 Taiyo Yuden Co. Ltd Antenna, dielectric substrate for antenna, radio communication card
CN101304119A (zh) * 2008-06-04 2008-11-12 中国科学技术大学 一种小型化平面超宽频带时域天线
CN101431183A (zh) * 2008-12-03 2009-05-13 中国科学技术大学 一种可滤波小型平面宽带天线
CN102437406A (zh) * 2010-08-25 2012-05-02 长盛科技股份有限公司 天线结构
CN203398287U (zh) * 2013-08-22 2014-01-15 中国计量学院 灯形内8形共面微带天线
CN103794874A (zh) * 2014-01-18 2014-05-14 中国计量学院 双t形开槽式双频微带天线
CN104681931A (zh) * 2013-12-02 2015-06-03 哈尔滨飞羽科技有限公司 一种新型的双矩形开槽u形超宽带天线
CN104681922A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 哈尔滨飞羽科技有限公司 一种新型的带有矩形开槽的u形超宽带天线
CN106981719A (zh) * 2017-05-16 2017-07-25 广东工业大学 一种圆极化阵列天线及通信设备
CN107645067A (zh) * 2017-08-31 2018-01-30 南京理工大学 一种微带阵列天线
CN107871930A (zh) * 2016-09-26 2018-04-03 上海德门电子科技有限公司 一种适用开槽或者开孔金属壳体的nfc天线及其通讯设备
CN209963237U (zh) * 2019-06-28 2020-01-17 成都信息工程大学 一种双极化微带天线及其构成的吸入式天线
CN110867653A (zh) * 2019-12-03 2020-03-06 重庆邮电大学 一种基于电磁带隙结构的超宽带陷波单极子天线
CN111313140A (zh) * 2018-12-11 2020-06-19 苏州竺星信息科技有限公司 一种宽带高增益微带天线
CN112134029A (zh) * 2020-08-13 2020-12-25 江苏鼎汇智能科技有限公司 一种拱形可拉伸天线阵列馈电网络
CN215579068U (zh) * 2021-01-28 2022-01-18 京东方科技集团股份有限公司 天线

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101060200B (zh) * 2007-06-12 2011-06-22 北京交通大学 一种地板弯曲槽型椭圆形平面单极天线
CN104505590B (zh) * 2014-12-05 2018-05-01 深圳市信维通信股份有限公司 Wifi终端的mimo天线结构
CN108429005B (zh) * 2018-01-31 2020-11-24 西安电子科技大学 一种高隔离度平面10天线mimo系统、5g移动终端
US20190305415A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Integrated multi-standard antenna system with dual function connected array
CN108963432A (zh) * 2018-08-28 2018-12-07 昆山睿翔讯通通信技术有限公司 一种移动通讯终端八单元mimo天线系统

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050248487A1 (en) * 2002-11-27 2005-11-10 Taiyo Yuden Co. Ltd Antenna, dielectric substrate for antenna, radio communication card
CN101304119A (zh) * 2008-06-04 2008-11-12 中国科学技术大学 一种小型化平面超宽频带时域天线
CN101431183A (zh) * 2008-12-03 2009-05-13 中国科学技术大学 一种可滤波小型平面宽带天线
CN102437406A (zh) * 2010-08-25 2012-05-02 长盛科技股份有限公司 天线结构
CN203398287U (zh) * 2013-08-22 2014-01-15 中国计量学院 灯形内8形共面微带天线
CN104681922A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 哈尔滨飞羽科技有限公司 一种新型的带有矩形开槽的u形超宽带天线
CN104681931A (zh) * 2013-12-02 2015-06-03 哈尔滨飞羽科技有限公司 一种新型的双矩形开槽u形超宽带天线
CN103794874A (zh) * 2014-01-18 2014-05-14 中国计量学院 双t形开槽式双频微带天线
CN107871930A (zh) * 2016-09-26 2018-04-03 上海德门电子科技有限公司 一种适用开槽或者开孔金属壳体的nfc天线及其通讯设备
CN106981719A (zh) * 2017-05-16 2017-07-25 广东工业大学 一种圆极化阵列天线及通信设备
CN107645067A (zh) * 2017-08-31 2018-01-30 南京理工大学 一种微带阵列天线
CN111313140A (zh) * 2018-12-11 2020-06-19 苏州竺星信息科技有限公司 一种宽带高增益微带天线
CN209963237U (zh) * 2019-06-28 2020-01-17 成都信息工程大学 一种双极化微带天线及其构成的吸入式天线
CN110867653A (zh) * 2019-12-03 2020-03-06 重庆邮电大学 一种基于电磁带隙结构的超宽带陷波单极子天线
CN112134029A (zh) * 2020-08-13 2020-12-25 江苏鼎汇智能科技有限公司 一种拱形可拉伸天线阵列馈电网络
CN215579068U (zh) * 2021-01-28 2022-01-18 京东方科技集团股份有限公司 天线

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022160823A1 (zh) 2022-08-04
US20230071974A1 (en) 2023-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3888186B1 (en) Ridge gap waveguide and multilayer antenna array including the same
CN107171065B (zh) 一种新型的宽带低剖面介质透镜天线
CN107134658B (zh) 一种小型化cts平板阵列天线
US8928530B2 (en) Enhanced metamaterial antenna structures
CN215579068U (zh) 天线
US20120287008A1 (en) Antenna
CN107634337B (zh) 基于软表面结构的贴片阵列天线
KR19990007464A (ko) 마이크로파 및 밀리미터파 애플리케이션을 위한 광대역의 인쇄
JP2001094340A (ja) キャビティ付きスロットアレーアンテナ
CN112134010B (zh) 天线单元及制备方法和电子设备
WO2015135153A1 (zh) 阵列天线
CN109193167B (zh) 高谐振点对低谐振点的比值为低值的小型化频率选择表面
CN104332700A (zh) 一种微带均匀直线阵列天线
CN112615148A (zh) 基于新型混合馈电网络的超宽带圆极化超表面天线
CN112310639A (zh) 包括液晶的平板天线
CN112235449A (zh) 壳体组件、天线组件及电子设备
CN111952722A (zh) 一种反射阵列天线单元、反射阵列天线和制作方法
CN114824804A (zh) 天线及其制备方法
US8253641B1 (en) Wideband wide scan antenna matching structure using electrically floating plates
CN112531355B (zh) 一种±45°双极化毫米波阵列天线
CN106450778B (zh) 一种宽带圆极化dra及其设计方法
CN110880632B (zh) 一种基于基片集成波导腔的宽带宽角频率选择表面
Gharbi et al. High gain patch antenna array using dielectric superstrate for the 5G applications
NL2023908B1 (en) Antenna device which is suitable for wireless communications according to a 5g network standard, rf transceiver containing an antenna device, and method for use in wireless communications according to a 5g network standard.
KR102163069B1 (ko) 결합기

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination