CN210984965U - 一种5g单极子天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种5G单极子天线，包括铝座（1）、连接头（2）和同轴线（3），所述连接头（2）固定在铝座（1）上；所述连接头（2）包括芯轴（21）和屏蔽壳（22），所述同轴线（3）包括芯线（31）和屏蔽网（32）；所述连接头（2）的芯轴（21）与同轴线（3）的芯线（31）连接，所述连接头（2）的屏蔽壳（22）与同轴线（3）的屏蔽网（32）连接，并且连接头（2）的屏蔽壳（22）与铝座（1）连接在一起。本实用新型用于5G天线。

Description

一种5G单极子天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，具体涉及一种5G单极子天线。

背景技术

近年来，新一代通信技术——5G已经进入了标准制定阶段的尾声，各大运营商也正在积极地部署5G设备。毋庸置疑，5G将给用户带来全新的体验，它拥有比4G快十倍的传输速率，对天线系统提出了新的要求。在5G通信中，实现高速率的关键是毫米波以及波束成形技术，但传统的天线显然无法满足这一需求。电路特性与辐射特性是基站天线的重要表征指标，例如增益、波瓣宽度、前后比、驻波比、隔离度、三阶互调等。随着天线使用年限的增加以及间断性的高功率输入，则会使射频路径温度急速升高，加速其材质老化、导致其辐射特性衰减而影响整个基站系统。

目前5G通信天线的技术中，Massive MIMO毫无疑问的难题，大规模MIMO天线需要快速、准确的捕捉不同终端的信号，功率损耗的问题 ；MIMO的应用导致天线振子数的快速增长，而且由于5G天线频率的提升，天线的性价比降低；主要障碍在于研制大带宽、低噪声、高可靠性、多功能和低成本的高频器件，目前市场上实现产业化瓶颈也比较突出。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是针对背景技术中的不足，有必要提供一种新型5G单极子天线，成本低，制造简单，接收信号稳定，辐射大。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种5G单极子天线，包括铝座、连接头和同轴线，所述连接头固定在铝座上；所述连接头包括芯轴和屏蔽壳，所述同轴线包括芯线和屏蔽网；所述连接头的芯轴与同轴线的芯线连接，所述连接头的屏蔽壳与同轴线的屏蔽网连接，并且连接头的屏蔽壳与铝座连接在一起。

进一步地，还包括筒状铜箔结构，所述筒状铜箔结构设置在屏蔽网的外围，并且与屏蔽网电性连接在一起。

进一步地，还包括筒状绝缘内壳结构，所述筒状绝缘内壳结构固定在铝座上、同轴线外侧位置，所述筒状铜箔结构固定在筒状绝缘内壳结构上。

进一步地，还包括外壳结构，所述外壳结构固定在铝座上，并且罩设在同轴线、筒状铜箔结构和筒状绝缘内壳结构的外围。

进一步地，所述筒状绝缘内壳结构和外壳结构均为FRP材料件。

进一步地，所述连接头为N-KF型接头。

本实用新型实现的有益效果主要有以下几点：5G单极子天线包括铝座、连接头和同轴线，形成了以同轴线的芯线作为辐射体、同轴线的屏蔽网与铝座一起作为接地结构的单极子天线，芯线的长度采用5G频段的中心频点波长的75％设置，由此形成了一个5G单极子天线，该天线与一般的5G天线相比，结构更加简单，尺寸更小，采用低成本的铝座和同轴线制作，成本比传统天线成本低，降低了天线的生产成本；并且工作频率更高、辐射性更强；而且采用同轴线的屏蔽网与铝座一起作为接地结构，可以提高天线的增益和方向性。同时单极子天线利用天线对地的镜像原理，一正电荷将在其镜像处感应出一负电荷，天线的上臂将产生一镜像，该镜像上的电流分布完全等同于偶极天线的下臂，因而采用单极子天线形式整体的尺寸比偶极子天线缩小1/2，可以实现小型化。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中5G单极子天线整体的结构示意图（包括外壳结构）；

图2为本实用新型实施例一中5G单极子天线的纵向剖面结构示意图（包括外壳结构）；

图3为本实用新型实施例一中5G单极子天线同轴线一侧的结构示意图（不包括外壳结构）；

图4为本实用新型实施例一中5G单极子天线连接头一侧的结构示意图（不包括外壳结构）；

图5为本实用新型实施例一中5G单极子天线的驻波图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。

实施例一

参阅图1~4，一种5G单极子天线，包括铝座1、连接头2和同轴线3，铝座1作为5G单极子天线的地，并且用来支撑整个天线结构，铝座1一般设置为圆盘结构的铝片。同轴线3作为5G单极子天线的辐射体，向外辐射无线信号或接收空间的无线信号，同轴线3可以采用常用的同轴线结构。连接头2用来将同轴线3连接在铝座1上，并且与外部的馈源连接。所述连接头2固定在铝座1上，可以在铝座1上开孔，将连接头2从开孔一侧穿至开孔另一侧，并通过螺丝将连接头2螺接固定在铝座1上。

参阅图1~4，所述连接头2包括芯轴21、屏蔽壳22和中间绝缘体23，芯轴21与屏蔽壳22之间通过中间绝缘体23绝缘开，并且通过中间绝缘体23机械连接在一起。所述同轴线3包括芯线31、屏蔽网32和中间绝缘连接体33，芯线31与屏蔽网32之间通过间绝缘连接体33绝缘连接，并通过间绝缘连接体33将芯线31和屏蔽网32固定在一起。所述连接头2的芯轴21与同轴线3的芯线31连接，一般可以采用焊接或插接的方式，即将两者电性连接在一起，也将芯线31固定连接在芯轴21上。所述连接头2的屏蔽壳22与同轴线3的屏蔽网32连接，同样将两者电性连接在一起，也将屏蔽网32固定在屏蔽壳22上；同时连接头2的屏蔽壳22与铝座1连接在一起，可以将连接头2的外侧的屏蔽壳22直接焊接或抵接在铝座1上。

通过上述结构，形成了同轴线3的芯线31作为辐射体、同轴线3的屏蔽网32与铝座1一起作为接地结构的单极子天线，芯线31的长度采用5G频段5725MHz~5850MHz的中心频点波长的75％，由此形成了一个5G单极子天线，该天线与一般的5G天线相比，结构更加简单，尺寸更小、工作频率更高、辐射性更强，降低了天线的生产成本；而且采用同轴线3的屏蔽网32与铝座1一起作为接地结构，可以提高天线的增益和方向性。同时单极子天线利用天线对地的镜像原理，一正电荷将在其镜像处感应出一负电荷，天线的上臂将产生一镜像，该镜像上的电流分布完全等同于偶极天线的下臂，因而采用单极子天线形式整体的尺寸比偶极子天线缩小1/2，可以实现小型化。

参阅图1~4，作为进一步的优选方案，还包括筒状铜箔结构4，所述筒状铜箔结构4设置在屏蔽网32的外围，并且与屏蔽网32电性连接在一起，从而筒状铜箔结构4与屏蔽网32及铝座1一起作为天线的接地部分，可以使得芯线31与筒状铜箔结构4和屏蔽网32更好的形成辐射回路，进一步提高天线的增益和方向性。筒状铜箔结构4可以采用常用的平面铜箔卷成的筒状结构。

参阅图1~4，为了更好的安装固定筒状铜箔结构4，还包括筒状绝缘内壳结构5，筒状绝缘内壳结构5为筒状结构，采用绝缘的材料制作。所述筒状绝缘内壳结构5固定在铝座1上，可以采用粘接等方式固定；同轴线3容纳在筒状绝缘内壳结构5内部，筒状铜箔结构4固定在筒状绝缘内壳结构5的顶部，可以在筒状绝缘内壳结构5的顶部设置插接结构，使得筒状绝缘内壳结构5插接在筒状铜箔结构4内，从而通过筒状绝缘内壳结构5将筒状铜箔结构4固定在铝座1上。

参阅图1~4，为了更好的保护整个天线结构，还设置外壳结构6，外壳结构6为下部具有开口的半封闭壳状结构，下部的开口与铝座1大小一致，所述外壳结构6固定在铝座1上，并且罩设在同轴线3、筒状铜箔结构4和筒状绝缘内壳结构5的外围，从而通过外壳结构6可以保护内部的同轴线3、筒状铜箔结构4和筒状绝缘内壳结构5，使其不容易受到外部结构的磕碰损坏，而且可以通过外壳结构6来防尘。

参阅图1~4，作为进一步的优选方案，所述筒状绝缘内壳结构5和外壳结构6最好均采用FRP材料制作的结构件，FRP材料为纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，或Fiber Reinforced Plastic，简称FRP)，是由增强纤维材料（如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等）与基体材料经过缠绕、模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料，其质轻而硬、不导电、机械强度高、耐腐蚀，因而作为壳体材料可以保证天线结构的稳定性和长期使用的可靠性。

参阅图1~4，所述连接头2可以根据需要选用，只要能过将同轴线与外部的馈电结构连接在一起即可，本实施例中选用N-KF型接头。

参阅图5和表一，采用上述结构制作的5G频段5725MHz~5850MHz天线的驻波图如图5所示，在整个频带内驻波系数小于2；天线的增益如表一所示，天线在整个频段内的增益都大于3dBi。

表一：天线在不同频点的增益表

本实施例的5G单极子天线在使用时，将连接头2的芯轴21与馈源连接，将屏蔽壳22接地即可。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种5G单极子天线，其特征在于：包括铝座（1）、连接头（2）和同轴线（3），所述连接头（2）固定在铝座（1）上；所述连接头（2）包括芯轴（21）和屏蔽壳（22），所述同轴线（3）包括芯线（31）和屏蔽网（32）；所述连接头（2）的芯轴（21）与同轴线（3）的芯线（31）连接，所述连接头（2）的屏蔽壳（22）与同轴线（3）的屏蔽网（32）连接，并且连接头（2）的屏蔽壳（22）与铝座（1）连接在一起。

2.根据权利要求1所述的5G单极子天线，其特征在于：还包括筒状铜箔结构（4），所述筒状铜箔结构（4）设置在屏蔽网（32）的外围，并且与屏蔽网（32）电性连接在一起。

3.根据权利要求2所述的5G单极子天线，其特征在于：还包括筒状绝缘内壳结构（5），所述筒状绝缘内壳结构（5）固定在铝座（1）上、同轴线（3）外侧位置，所述筒状铜箔结构（4）固定在筒状绝缘内壳结构（5）上。

4.根据权利要求3所述的5G单极子天线，其特征在于：还包括外壳结构（6），所述外壳结构（6）固定在铝座（1）上，并且罩设在同轴线（3）、筒状铜箔结构（4）和筒状绝缘内壳结构（5）的外围。

5.根据权利要求4所述的5G单极子天线，其特征在于：所述筒状绝缘内壳结构（5）和外壳结构（6）均为FRP材料件。

6.根据权利要求1~5任一项所述的5G单极子天线，其特征在于：所述连接头（2）为N-KF型接头。

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