CN209461638U - 一种微带线馈电的宽频带双频5g天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微带线馈电的宽频带双频5G天线，包括介质基板、辐射单元、微带馈线和接地面；所述介质基板正面印刷有辐射单元和微带馈线；所述辐射单元和微带馈线连接，微带馈线与介质基板底边连接；辐射单元的中轴线与微带馈线的中轴线共线；所述介质基板背面印刷有接地面，接地面的底边与介质基板背面底边连接并且共线；辐射单元下部采用倒阶梯型结构，并开两个倒L形槽，产生了两个工作频带3.2～3.7GHz和4.6～6.0GHz，可以工作在3.5GHz和4.9GHz的5G工作频段上。本天线尺寸小、结构简单、易于制作，适用于第五代移动通信系统及设备。
Description
技术领域
本实用新型属于无线通信技术领域，具体是一种微带线馈电的宽频带双频5G天线。
背景技术
随着无线通信技术的飞速发展，目前全球已处于4G系统规模商用阶段。然而，4G系统的标准已无法满足人们对于更高数据传输速率的需求。因此，5G成为当前移动通信领域的关注焦点。5G系统研发正在全球范围内如火如荼地开展，而研究5G天线具有很大的应用价值。目前规划了3300～3400MHz(原则上限室内使用)、3400～3600MHz和4800～5000MHz三个频段作为5G系统的工作频段。
目前为了实现低频段(6GHz及以下频段)的双频带和多频带天线，通常采用微带线馈电与平面单极子天线等结构的天线，它将接地面与馈线分别置于介质板两侧，实现双频和三频段，但都很少应用在5G的低频段。申请号201310596353.8的文献公开了一种用于WIMAX和WLAN的三频段单极子天线，采用两个不同长度的金属枝节条带，在一个枝节上加载一个L形谐振枝节，并将三个枝节进行折叠，使天线具有多频特性，但该天线尺寸较大，不易于集成，只是简单通过改变枝节长度改变工作频段，加工过程容易产生误差。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种微带线馈电的宽频带双频5G天线。
本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种微带线馈电的宽频带双频5G天线，其特征在于该天线包括介质基板、辐射单元、微带馈线和接地面；所述介质基板正面印刷有辐射单元和微带馈线；所述辐射单元和微带馈线连接，微带馈线与介质基板底边连接；辐射单元的中轴线与微带馈线的中轴线共线；所述介质基板背面印刷有接地面，接地面的底边与介质基板背面底边连接并且共线；
所述辐射单元为矩形贴片；辐射单元的左下角开有左阶梯形结构，右下角开有右阶梯形结构；两个阶梯形结构尺寸和结构相同，对称于辐射单元两侧角；所述左阶梯形结构包括左小矩形和左大矩形，左大矩形位于左小矩形下方；所述右阶梯形结构包括右小矩形和右大矩形，右大矩形位于右小矩形下方；辐射单元的左右两侧边对称开有尺寸和结构相同的左倒L形槽和右倒L形槽；左倒L形槽与左小矩形不连通，右倒L形槽与右小矩形不连通。
与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：
1、本天线采用微带线馈电的方式，馈线为50Ω的微带线，不需要设计阻抗匹配器就能与50Ω阻抗达成匹配。
2、辐射单元下部采用倒阶梯型结构，并开两个倒L形槽，产生了两个工作频带3.2～3.7GHz和4.6～6.0GHz，在其工作频带内均具有全向辐射特性，方向性好。
3、工作频带较宽，阻抗带宽分别为500MHz(3.2～3.7GHz)和1.4GHz(4.6～6.0GHz)，可以同时覆盖3.5GHz和4.9GHz的5G频带。
4、本天线尺寸小、结构简单、易于制作，可以应用于第五代移动通信(5G)系统及设备。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的正面结构示意图。
图2是本实用新型一种实施例的背面结构示意图。
图3是本实用新型实施例1的天线的回波损耗曲线图。
图4是本实用新型实施例1的天线的电压驻波比曲线图。
图5是本实用新型实施例1的天线在3.5GHz的辐射方向图。
图6是本实用新型实施例1的天线在4.9GHz的辐射方向图。
图中：1.介质基板、2.辐射单元、21.左小矩形、22.左大矩形、23.右小矩形、24.右大矩形、25.左倒L形槽、26.右倒L形槽、3.微带馈线、4.接地面。
具体实施方式
下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。
本实用新型提供了一种微带线馈电的宽频带双频5G天线(简称天线，参见图1-2)，其特征在于该天线包括介质基板1、辐射单元2、微带馈线3和接地面4；所述介质基板1正面印刷有辐射单元2和微带馈线3；所述辐射单元2和微带馈线3连接，微带馈线3与介质基板1底边连接；辐射单元2的中轴线与微带馈线3的中轴线共线；所述介质基板1背面印刷有接地面4，接地面4的底边与介质基板1背面底边连接并且共线；天线馈电点位于微带馈线3底端。
所述辐射单元2为矩形贴片；辐射单元2的左下角开有左阶梯形结构，右下角开有右阶梯形结构；两个阶梯形结构尺寸和结构完全相同，对称位于辐射单元2两侧角；所述左阶梯形结构包括左小矩形21和左大矩形22，左大矩形22位于左小矩形21下方；所述右阶梯形结构包括右小矩形23和右大矩形24，右大矩形24位于右小矩形23下方；辐射单元2的左右两侧边对称开有尺寸和结构完全相同的左倒L形槽25和右倒L形槽26；左倒L形槽25与左小矩形21不连通，右倒L形槽26与右小矩形23不连通。
优选地，所述介质基板1采用相对介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂覆铜板(FR-4)。
优选地，所述辐射单元2、微带馈线3、接地面4均为矩形金属贴片。
优选地，辐射单元2的中轴线、微带馈线3的中轴线与介质基板1的中轴线共线。
实施例1
本实施例中介质基板1的形状为矩形，其材料是聚四氟乙烯(FR-4)，其介电常数是4.4，介质基板1的尺寸是20mm×32mm×1.6mm(与水平面同方向的定义为长)。
所述辐射单元2为矩形，尺寸是16mm×19mm。再在辐射单元2的左下角和右下角各自切去一个阶梯形结构。阶梯形结构是由两个顺序切去的尺寸不同的矩形形成的。先切去左大矩形22和右大矩形24，尺寸为6mm×2mm。再切去左小矩形21和右小矩形23，尺寸为4mm×2mm。阶梯形结构的阶梯高度为2mm，从下到上第一阶梯的长度为2mm，第二阶梯的长度为4mm，辐射单元2的底边长为4mm。辐射单元2距离介质基板1的顶边为3mm，距离介质基板1的左侧边缘和右侧边缘都为2mm。
在辐射单元2的内部左右两侧边对称开两个尺寸和结构完全相同的左倒L形槽25和右倒L形槽26，两个倒L形槽对称布置于天线中心轴线两侧。两个倒L形槽均由两个宽度尺寸是1mm的矩形形成，倒L形槽距离辐射单元2顶部为6.5mm。倒L形槽的外侧L形的水平长度为3mm，竖直长度为8mm。
微带线3的尺寸为1.6mm×10mm。
所述接地面4为20mm×9mm的矩形，位于介质基板1背面的底部。
图3为本实施例天线的反射系数曲线，从图3中可以看出天线在3.2～3.7GHz和4.6～6.0GHz频段内的反射系数小于-10dB，这使得天线能够工作在3.2～3.7GHz和4.6～6.0GHz频段内，可以覆盖第五代移动通信(5G)3.4～3.6GHz和4.8～5.0GHz两个频段。
图4为本实施例天线的电压驻波比曲线，从图中可以看出在上述反射系数小于-10dB的频段内天线的电压驻波比均小于2，满足工程要求。
图5和图6分别为本实施例天线在3.5GHz和4.9GHz时对应的该天线的辐射方向图，图中E为电场，H为磁场，从图中可以看出本实施例的天线辐射方向图近似为偶极子辐射方向图，说明该天线具有良好的全向辐射特性，满足工程要求。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。
Claims (4)
1.一种微带线馈电的宽频带双频5G天线，其特征在于该天线包括介质基板、辐射单元、微带馈线和接地面；所述介质基板正面印刷有辐射单元和微带馈线；所述辐射单元和微带馈线连接，微带馈线与介质基板底边连接；辐射单元的中轴线与微带馈线的中轴线共线；所述介质基板背面印刷有接地面，接地面的底边与介质基板背面底边连接并且共线；
所述辐射单元为矩形贴片；辐射单元的左下角开有左阶梯形结构，右下角开有右阶梯形结构；两个阶梯形结构尺寸和结构相同，对称于辐射单元两侧角；所述左阶梯形结构包括左小矩形和左大矩形，左大矩形位于左小矩形下方；所述右阶梯形结构包括右小矩形和右大矩形，右大矩形位于右小矩形下方；辐射单元的左右两侧边对称开有尺寸和结构相同的左倒L形槽和右倒L形槽；左倒L形槽与左小矩形不连通，右倒L形槽与右小矩形不连通。
2.根据权利要求1所述的微带线馈电的宽频带双频5G天线，其特征在于辐射单元的中轴线、微带馈线的中轴线与介质基板的中轴线共线。
3.根据权利要求1所述的微带线馈电的宽频带双频5G天线，其特征在于所述介质基板采用相对介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂覆铜板。
4.根据权利要求1所述的微带线馈电的宽频带双频5G天线，其特征在于所述辐射单元、微带馈线、接地面均为矩形金属贴片。
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