CN115064867B - 一种5g宽频兼容wifi6和wifi7的阵列天线单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,包括天线基板,设在天线基板上的A天线及B天线,其中A天线在顶面的天线分支与B天线在顶面的天线分支关于中轴对称;A天线中的A1天线分支为内部镂空的七边形结构,镂空处设有A13天线分支,并在A1天线分支靠近天线基板的中心点处设有A11天线分支及A12天线分支,A11天线分支作为A天线的信号馈电点,A12天线分支作为A天线的接地馈电点;A天线中的A2天线分支为内部镂空的七边形结构,镂空处设有A23天线分支,天线基板的底面设有A天线及B天线的天线分支。本发明的有益效果在于:天线单元带宽宽,隔离度好,频带内天线增益高,具有可拓展性。
Description
技术领域
本发明涉及一种阵列天线单元,尤其是指一种5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元。
背景技术
目前5G通讯市场异军突起,WIFI6产品也随着日渐增多,受天线带宽影响,目前5G天线和WIFI天线多是分开设计,且多是单极化方式。
鉴于目前的天线单元功能单一,有必要提出对目前的天线单元进行进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,包括,呈正方形的天线基板、设在天线基板上的A天线及B天线;
天线基板顶面上环绕中心点顺时针环绕设有A1天线分支、B1天线分支、A2天线分支及B2天线分支;
A1天线分支为内部镂空的七边形结构,A1天线分支的镂空处设有A13天线分支,A1天线分支靠近天线基板的中心点处设有A11天线分支及A12天线分支,A11天线分支作为A天线的信号馈电点,A12天线分支作为A天线的接地馈电点,A1天线分支靠近天线基板边角的一条边上设有A14天线分支,天线基板的底面设有A111天线分支、A121天线分支及A122天线分支,A111天线分支与A11天线分支通过沉铜过孔连接,A121天线分支与A12天线分支通过沉铜过孔连接,A122天线分支与A1天线分支通过沉铜过孔连接;
B1天线分支与A1天线分支关于中轴对称,B1天线分支的镂空处设有B13天线分支,B1天线分支靠近天线基板的中心点处设有B11天线分支及B12天线分支,B11天线分支作为B天线的信号馈电点,B12天线分支作为B天线的接地馈电点,B1天线分支靠近天线基板边角的一条边上设有B14天线分支,天线基板的底面设有B111天线分支、B121天线分支及B122天线分支,B111天线分支与B11天线分支通过沉铜过孔连接,B121天线分支与B12天线分支通过沉铜过孔连接,B122天线分支与B1天线分支通过沉铜过孔连接;
A2天线分支为内部镂空的七边形结构,A2天线分支的镂空处设有环形的A23天线分支,A2天线分支靠近天线基板边角的一条边上设有A24天线分支,天线基板的底面与A2天线分支相背的位置设有A25天线分支及A26天线分支;
B2天线分支与A2天线分支关于中轴对称,B2天线分支的镂空处设有环形的B23天线分支,B2天线分支靠近天线基板边角的一条边上设有B24天线分支,天线基板的底面与B2天线分支相背的位置设有B25天线分支及B26天线分支;
天线基板顶面的中心点设有B32天线分支,天线基板底面设有A3天线分支、B31天线分支及B33天线分支,B32天线分支通过沉铜与B31天线分支及B33天线分支连接,B31天线分支与B111天线分支连接,A3天线分支与A111天线分支连接。
进一步的,所述A1天线分支及B1天线分支的内部镂空为七边形结构,A2天线分支及B2天线分支的内部镂空为八边形结构。
进一步的,所述A14天线分支、B14天线分支、A24天线分支及B24天线分支均为卷轴立体结构,其中,A14天线分支及A24天线分支用于拓展A天线功能及频率;B14天线分支及B24天线分支用于拓展B天线功能及频率。
进一步的,所述A13天线分支、B13天线分支、A23天线分支及B23天线分支为大小相同的天线耦合环;A13天线分支及A23天线分支用于A天线的带宽扩展;B13天线分支及B23天线分支用于B天线的带宽扩展。
进一步的,所述天线耦合环的外径为3.50mm,内径为1.08mm。
进一步的,所述A111天线分支为A天线连接器拓展口信号馈电点,A121天线分支为A天线连接器拓展口接地馈电点,A122天线分支为A天线连接器拓展口另一接地馈电点。
进一步的,所述B111天线分支为B天线连接器拓展口信号馈电点,B121天线分支为B天线连接器拓展口接地馈电点,B122天线分支为B天线连接器拓展口另一接地馈电点。
进一步的,所述A3天线分支呈树状结构,为A天线的信号馈电枝节,A3天线分支与A2天线分支组成A天线的偶极子结构馈电臂;B33天线分支呈树状结构,B2天线分支与B32天线分支、B31天线分支及B33天线分支组成B天线的偶极子结构馈电臂。
进一步的,所述A25天线分支与A26天线分支呈镰刀型,A25天线分支与A26天线分支分别设在天线分支A26的两侧,A25天线分支与A26天线分支为A2天线分支的耦合结构段,用于拓展A天线的带宽;所述B25天线分支、B26天线分支与A25天线分支、A26天线分支关于中轴对称,B25天线分支与B26天线分支为B2天线分支的耦合结构段,用于拓展B天线的带宽。
进一步的,所述A1天线分支、B1天线分支、A2天线分支及B2天线分支依次之间的间隙为1.2mm。
本发明的有益效果在于:提供了一种5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,设有A天线及B天线,采用双极化设计,天线带宽可涵盖2.3GHz~8GHz,兼容了5G NR2500MHz~5GHz,WiFi 2400MHz~5850MHz,也可兼容WIFI6和未来的WIFI7频谱;该天线单元带宽宽,隔离度好,频带内天线增益高,具有可拓展性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的机构获得其他的附图。
图1为本发明实施例的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元的顶面图;
图2为本发明实施例的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元的底面图;
图3为本发明实施例的A天线的VSWR指标测试图;
图4为本发明实施例的A天线的RL指标测试图;
图5为本发明实施例的B天线的VSWR指标测试图;
图6为本发明实施例的B天线的RL指标测试图;
图7为本发明实施例的A天线与B天线的隔离度S21测试图;
其中,10-天线基板、11-A1天线分支、12-A14天线分支、13-A13天线分支、14-A12天线分支、15-A11天线分支、16-A121天线分支、17-A111天线分支、18-A122天线分支;21-B1天线分支、22-B14天线分支、23-B13天线分支、24-B12天线分支、25-B11天线分支、26-B121天线分支、27-B111天线分支、28-B122天线分支;31-A2天线分支、32-A24天线分支、33-A23天线分支、34-A25天线分支、35-A26天线分支;41-B2天线分支、42-B24天线分支、43-B23天线分支、44-B25天线分支、45-B26天线分支;51-B32天线分支、52-A3天线分支、53-B33天线分支。
具体实施方式
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作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。
需要说明,本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1、图2所示,本发明的第一实施例为:一种5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,天线带宽可涵盖2.3GHz~8GHz,兼容了5G NR2500MHz~5GHz,WiFi 2400MHz~5850MHz,包括,呈正方形的天线基板10、设在天线基板10上的A天线及B天线;
天线基板10顶面上环绕中心点顺时针环绕设有A1天线分支11、B1天线分支21、A2天线分支31及B2天线分支41;
A1天线分支11为内部镂空的七边形结构,A1天线分支11的镂空处设有A13天线分支13,A1天线分支11靠近天线基板10的中心点处设有A11天线分支15及A12天线分支14,A11天线分支15作为A天线的信号馈电点,A12天线分支14作为A天线的接地馈电点,A1天线分支11靠近天线基板10边角的一条边上设有A14天线分支12,天线基板10的底面设有A111天线分支17、A121天线分支16及A122天线分支18,A111天线分支17与A11天线分支15通过沉铜过孔连接,A121天线分支16与A12天线分支14通过沉铜过孔连接,A122天线分支18与A1天线分支11通过沉铜过孔连接;
A1天线分支11的外围七条边的边长从上往下顺时针开始分别为7.00mm、7.9mm、10.95mm、11.05mm、7.74mm、6.85mm、5.94mm。A1天线分支11的内部镂空为七边形状,镂空的七条边从上往下顺时针开始分别为4.40mm、4.40mm、8.61mm、8.70mm、4.20mm、4.20mm、6.20mm。
B1天线分支21与A1天线分支11关于中轴对称,B1天线分支21的镂空处设有B13天线分支23,B1天线分支21靠近天线基板10的中心点处设有B11天线分支25及B12天线分支24,B11天线分支25作为B天线的信号馈电点,B12天线分支24作为B天线的接地馈电点,B1天线分支21靠近天线基板10边角的一条边上设有B14天线分支22,天线基板10的底面设有B111天线分支27、B121天线分支26及B122天线分支28,B111天线分支27与B11天线分支25通过沉铜过孔连接,B121天线分支26与B12天线分支24通过沉铜过孔连接,B122天线分支28与B1天线分支21通过沉铜过孔连接;
A2天线分支31为内部镂空的七边形结构,A2天线分支31的镂空处设有环形的A23天线分支33,A2天线分支31靠近天线基板10边角的一条边上设有A24天线分支32,天线基板10的底面与A2天线分支31相背的位置设有A25天线分支34及A26天线分支35;
A2天线分支31的外围七条边的边长从上往下顺时针开始分别为11.05mm、7.74mm、6.85mm、5.94mm、7.00mm、7.92mm、10.95mm。A2天线分支31的内部镂空为八边形状,镂空的七条边从上往下顺时针开始分别为4.48mm、4.22mm、4.22mm、6.19mm、4.39mm、4.39mm、4.36mm、5.94mm。
B2天线分支41与A2天线分支31关于中轴对称,B2天线分支41的镂空处设有环形的B23天线分支43,B2天线分支41靠近天线基板10边角的一条边上设有B24天线分支42,天线基板10的底面与B2天线分支41相背的位置设有B25天线分支44及B26天线分支45。
天线基板10顶面的中心点设有B32天线分支51,天线基板10底面设有A3天线分支52、B31天线分支及B33天线分支53,B32天线分支51通过沉铜与B31天线分支及B33天线分支53连接,B31天线分支与B111天线分支27连接,A3天线分支52与A111天线分支17连接。
本方案中,天线基板10的边长为46.30mm,厚度为0.60mm。A1天线分支11、A13天线分支13、A11天线分支15、A12天线分支14、A14天线分支12、A111天线分支17、A121天线分支16及A122天线分支18共同形成了A天线的偶极子结构馈地臂。B1天线分支21、B13天线分支23、B11天线分支25、B12天线分支24、B14天线分支22、B111天线分支27、B121天线分支26及B122天线分支28共同形成了B天线的偶极子结构馈地臂。
其中,所述A1天线分支11及B1天线分支21的内部镂空为七边形结构,A2天线分支31及B2天线分支41的内部镂空为八边形结构。
其中,所述A14天线分支12、B14天线分支22、A24天线分支32及B24天线分支42均为卷轴立体结构,其中,A14天线分支12及A24天线分支32用于拓展A天线功能及频率;B14天线分支22及B24天线分支42用于拓展B天线功能及频率。
其中,所述A13天线分支13、B13天线分支23、A23天线分支33及B23天线分支43为大小相同的天线耦合环;A13天线分支13及A23天线分支33用于A天线的带宽扩展;B13天线分支23及B23天线分支43用于B天线的带宽扩展。
其中,所述天线耦合环的外径为3.50mm,内径为1.08mm。
其中,所述A111天线分支17为A天线连接器拓展口信号馈电点,A121天线分支16为A天线连接器拓展口接地馈电点,A122天线分支18为A天线连接器拓展口另一接地馈电点。
其中,所述B111天线分支27为B天线连接器拓展口信号馈电点,B121天线分支26为B天线连接器拓展口接地馈电点,B122天线分支28为B天线连接器拓展口另一接地馈电点。
其中,所述A3天线分支52呈树状结构,为A天线的信号馈电枝节,A3天线分支52与A2天线分支31组成A天线的偶极子结构馈电臂;B33天线分支53呈树状结构,B2天线分支41与B32天线分支51、B31天线分支及B33天线分支53组成B天线的偶极子结构馈电臂。
其中,所述A25天线分支34与A26天线分支35呈镰刀型,A25天线分支34与A26天线分支35分别设在天线分支A26的两侧,A25天线分支34与A26天线分支35为A2天线分支31的耦合结构段,用于拓展A天线的带宽;所述B25天线分支44、B26天线分支45与A25天线分支34、A26天线分支35关于中轴对称,B25天线分支44与B26天线分支45为B2天线分支41的耦合结构段,用于拓展B天线的带宽。
其中,所述A1天线分支11、B1天线分支21、A2天线分支31及B2天线分支41依次之间的间隙为1.2mm,天线分支之间的间隙及位置主要影响5G天线带宽及隔离度,天线A和天线B各自可在2500MHZ~5GHZ频率范围内表现良好的带宽、效率及增益。
本发明实施例的有益效果在于:提供了一种5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,设有A天线及B天线,采用双极化设计,天线带宽可涵盖2.3GHz~8GHz,兼容了5G NR2500MHz~5GHz,WiFi 2400MHz~5850MHz,也可兼容WIFI6和未来的WIFI7频谱;如图3、图4分别为A天线的VSWR指标测试图及RL指标测试图,如图5、图6分别为B天线的VSWR指标测试图及RL指标测试图;图7为A天线与B天线的隔离度S21测试图;表1及表2分别为A天线及B天线的增益和效率表,从图表可知该天线单元带宽宽,隔离度好,频带内天线增益高,具有可拓展性。
表1:A天线的增益和效率表
Passive Test For A(5G NR&WIFI2.4/5.8G)
表2:B天线的增益和效率表
Passive Test For B(WiFi 5G NR&WIFI2.4/5.8G)
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:包括,呈正方形的天线基板、设在天线基板上的A天线及B天线;
天线基板顶面上环绕中心点顺时针环绕设有A1天线分支、B1天线分支、A2天线分支及B2天线分支;
A1天线分支为内部镂空的七边形结构,A1天线分支的镂空处设有A13天线分支,A1天线分支靠近天线基板的中心点处设有A11天线分支及A12天线分支,A11天线分支作为A天线的信号馈电点,A12天线分支作为A天线的接地馈电点,A1天线分支靠近天线基板边角的一条边上设有A14天线分支,天线基板的底面设有A111天线分支、A121天线分支及A122天线分支,A111天线分支与A11天线分支通过沉铜过孔连接,A121天线分支与A12天线分支通过沉铜过孔连接,A122天线分支与A1天线分支通过沉铜过孔连接;
B1天线分支与A1天线分支关于中轴对称,B1天线分支的镂空处设有B13天线分支,B1天线分支靠近天线基板的中心点处设有B11天线分支及B12天线分支,B11天线分支作为B天线的信号馈电点,B12天线分支作为B天线的接地馈电点,B1天线分支靠近天线基板边角的一条边上设有B14天线分支,天线基板的底面设有B111天线分支、B121天线分支及B122天线分支,B111天线分支与B11天线分支通过沉铜过孔连接,B121天线分支与B12天线分支通过沉铜过孔连接,B122天线分支与B1天线分支通过沉铜过孔连接;
A2天线分支为内部镂空的七边形结构,A2天线分支的镂空处设有环形的A23天线分支,A2天线分支靠近天线基板边角的一条边上设有A24天线分支,天线基板的底面与A2天线分支相背的位置设有A25天线分支及A26天线分支;
B2天线分支与A2天线分支关于中轴对称,B2天线分支的镂空处设有环形的B23天线分支,B2天线分支靠近天线基板边角的一条边上设有B24天线分支,天线基板的底面与B2天线分支相背的位置设有B25天线分支及B26天线分支;
天线基板顶面的中心点设有B32天线分支,天线基板底面设有A3天线分支、B31天线分支及B33天线分支,B32天线分支通过沉铜与B31天线分支及B33天线分支连接,B31天线分支与B111天线分支连接,A3天线分支与A111天线分支连接。
2.如权利要求1所述的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:所述A1天线分支及B1天线分支的内部镂空为七边形结构,A2天线分支及B2天线分支的内部镂空为八边形结构。
3.如权利要求1所述的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:所述A14天线分支、B14天线分支、A24天线分支及B24天线分支均为卷轴立体结构,其中,A14天线分支及A24天线分支用于拓展A天线功能及频率;B14天线分支及B24天线分支用于拓展B天线功能及频率。
4.如权利要求1所述的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:所述A13天线分支、B13天线分支、A23天线分支及B23天线分支为大小相同的天线耦合环;A13天线分支及A23天线分支用于A天线的带宽扩展;B13天线分支及B23天线分支用于B天线的带宽扩展。
5.如权利要求4所述的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:所述天线耦合环的外径为3.50mm,内径为1.08mm。
6.如权利要求1所述的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:所述A111天线分支为A天线连接器拓展口信号馈电点,A121天线分支为A天线连接器拓展口接地馈电点,A122天线分支为A天线连接器拓展口另一接地馈电点。
7.如权利要求1所述的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:所述B111天线分支为B天线连接器拓展口信号馈电点,B121天线分支为B天线连接器拓展口接地馈电点,B122天线分支为B天线连接器拓展口另一接地馈电点。
8.如权利要求1所述的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:所述A3天线分支呈树状结构,为A天线的信号馈电枝节,A3天线分支与A2天线分支组成A天线的偶极子结构馈电臂;B33天线分支呈树状结构,B2天线分支与B32天线分支、B31天线分支及B33天线分支组成B天线的偶极子结构馈电臂。
9.如权利要求1所述的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:所述A25天线分支与A26天线分支呈镰刀型,A25天线分支与A26天线分支分别设在天线分支A26的两侧,A25天线分支与A26天线分支为A2天线分支的耦合结构段,用于拓展A天线的带宽;所述B25天线分支、B26天线分支与A25天线分支、A26天线分支关于中轴对称,B25天线分支与B26天线分支为B2天线分支的耦合结构段,用于拓展B天线的带宽。
10.如权利要求1所述的5G宽频兼容WIFI6和WIFI7的阵列天线单元,其特征在于:所述A1天线分支、B1天线分支、A2天线分支及B2天线分支依次之间的间隙为1.2mm。
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