CN212011251U - 一种用于5g测试的双极化低增益喇叭天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，包括天线管体、第一馈电探针、第二馈电探针，所述天线管体包括直波导管、喇叭管，所述直波导管一端与喇叭管相连，所述第一馈电探针、第二馈电探针分别插于直波导管另一端处，且所述第一馈电探针与第二馈电探针在直波导管内正交，所述双极化低增益喇叭天线的增益小于12dBi。本实用新型将两组天线合二为一，实现双极化低增益喇叭天线，有效节省空间，同时确保两组天线的开口位置都正对产品。

Description

一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线

技术领域

本实用新型属于毫米波射频测试领域，涉及一种双极化喇叭天线，特别是涉及一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线。

背景技术

2019年为5G元年，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24GHz～44GHz)，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)。单极化天线设计不存在两通道相互干扰的问题，设计难度相对较低，但这种方法耗时，不符合量产的需求，特别是对于有限空间的量产型屏蔽箱，没有足够空间在相邻位置摆放两根正交天线。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，以减少天线的使用量及占用空间。

本实用新型提供了一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，包括天线管体、第一馈电探针、第二馈电探针，所述天线管体包括直波导管、喇叭管，所述直波导管一端与喇叭管相连，所述第一馈电探针、第二馈电探针分别插于直波导管另一端处，且所述第一馈电探针与第二馈电探针在直波导管内正交，所述双极化低增益喇叭天线的增益小于12dBi。

进一步地，所述天线管体内还设有第一天线脊、第二天线脊，所述第一天线脊、第二天线脊均与直波导管、喇叭管相连，且所述第一天线脊与第二天线脊正交，所述第一馈电探针插于第一天线脊内，所述第二馈电探针插于第二天线脊内。

更进一步地，所述第一天线脊为两个，且所述两个第一天线脊之间以第二天线脊所在平面为平面对称，所述第二天线脊为两个，且所述两个第二天线脊之间以第一天线脊所在平面为平面对称。

更进一步地，所述第一馈电探针插于两个第一天线脊内，所述第二馈电探针插于两个第二天线脊内，所述第一馈电探针与第二馈电探针之间的垂直距离不大于1mm。

进一步地，所述两个第一天线脊之间的最小距离不大于2mm，所述两个第二天线脊之间的最小距离不大于2mm。

更进一步地，所述第一馈电探针、第二馈电探针均为3段阶梯式一体探针，所述3段阶梯式一体探针包括固定段、检测段、导入段，所述固定段、检测段、导入段依次相连，所述固定段、检测段、导入段的截面积逐渐缩小，所述双极化低增益喇叭天线还包括同轴接头，所述导入段插于同轴接头内，所述第一馈电探针的检测段插于两个第一天线脊内，所述第二馈电探针的检测段插于两个第二天线脊内。

更进一步地，所述直波导管、喇叭管的截面均为正方形，所述直波导管与喇叭管组成截面为正方形的天线检测腔，所述第一天线脊、第二天线脊安装在天线检测腔内。

更进一步地，所述天线管体包括第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板、固定法兰，所述第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板依次围成截面为正方形的管状结构，所述固定法兰与所述管状结构的一端固定相连，所述管状结构远离固定法兰的一端为喇叭天线口，所述第一侧板、第三侧板上均设有第一天线脊，所述第二侧板、第四侧板上均设有第二天线脊。

更进一步地，所述固定法兰上设有用于与第一馈电探针匹配的第一卡件、用于与第二馈电探针匹配的第二卡件。

进一步地，所述喇叭管远离直波导管的一端为锥形。

本实用新型与现有技术相比，将两组天线合二为一，实现双极化低增益喇叭天线，有效节省空间，同时确保两组天线的开口位置都正对产品。

附图说明

图1为本实用新型实施例立体图；

图2为本实用新型实施例主视爆炸示意图；

图3为本实用新型实施例立体爆炸示意图；

图4为本实用新型实施例第二侧板示意图；

图5为本实用新型实施例3段阶梯式一体探针结构示意图；

图6为本实用新型实施例AA处剖面结构示意图；

图7为本实用新型实施例AA处剖面结构放大示意图；

图8为本实用新型实施例BB处剖面结构示意图；

图9为本实用新型实施例VSWR的驻波比测试结果图；

图10为本实用新型实施例第一馈电探针、第二馈电探针之间隔离度测试结果图；

图11为本实用新型实施例垂直方向信号增益值；

图12为本实用新型实施例水平方向信号增益值；

图13为本实用新型实施例对20GHz5G信号的测试；

图14为本实用新型实施例对40GHz5G信号的测试。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。

本实用新型实施例公开了一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，包括天线管体、第一馈电探针31、第二馈电探针32，所述天线管体包括直波导管7、喇叭管6，所述直波导管7一端与喇叭管6相连，所述第一馈电探针31、第二馈电探针32分别插于直波导管7另一端处，且所述第一馈电探针31与第二馈电探针32在直波导管7内正交，所述双极化低增益喇叭天线的增益小于12dBi。

可选的，如图2所示，所述天线管体内还设有第一天线脊21、第二天线脊21，所述第一天线脊21、第二天线脊均22与直波导管6、喇叭管7相连，且所述第一天线脊21与第二天线脊22正交，所述第一馈电探针31插于第一天线脊21内，所述第二馈电探针32插于第二天线脊22内。

特别的，如图1-3所示，所述天线管体包括第一侧板11、第二侧板12、第三侧板13、第四侧板14、固定法兰15，所述第一侧板11、第二侧板12、第三侧板13、第四侧板14依次围成截面为正方形的管状结构，所述固定法兰15与所述管状结构的一端固定相连，所述管状结构远离固定法兰15的一端为喇叭天线口5，所述第一侧板11、第三侧板13上均设有第一天线脊21，所述第二侧板12、第四侧板14上均设有第二天线脊22。

特别的，如图3所示，所述固定法兰15上设有用于与第一馈电探针31匹配的第一卡件151、用于与第二馈电探针32匹配的第二卡件152。

可选的，所述喇叭管6远离直波导管7的一端为锥形。

其中，如图1所示，喇叭管6远离直波导管7的一端为喇叭天线口5结构，喇叭天线口5的外围设有倾斜面16，使喇叭管6在喇叭天线口5处的结构为锥形。如图4所示，以第二侧板12为例，第二侧板12在设有第二天线脊22的一侧设有直波导管7的侧壁122和喇叭管6的侧壁121，侧壁122与侧壁121之间具有倾斜角度，第一侧板11、第三侧板13、第四侧板14均采用与第二侧板12相同的结构设计，在拼合时，如图8所示，侧壁122组成的直波导管7为直筒结构，侧壁121组成的喇叭管6为从直波导管7至喇叭天线口5逐渐扩张的筒型结构，且控制喇叭管6的扩张度，确保双极化低增益喇叭天线的增益小于12dBi。同时第一侧板11、第二侧板12、第三侧板13、第四侧板14、固定法兰15均采用铝合金，且表面具有电镀结构，确保零件间具有较好的连接性。

本实用新型实施例将两组天线合二为一，实现双极化低增益喇叭天线，有效节省空间，在24GHz～44GHz的频段下进行有效工作，并确保隔离度大于25dB，同时确保两组天线的开口位置都正对产品。同时，本实用新型实施例将天线管体设置为第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板、固定法兰的零部件组合结构，降低了天线的生产难度，降低机加工能力的要求，可通过4轴CNC进行快速低成本加工，极大节省成本。此外，本实用新型实施例通过在天线喇叭口位置添加倾斜面16，改善小信号反射的现象，增加测试稳定性。

特别的，如图1、图4所示，所述第一天线脊21为两个，且所述两个第一天线脊21之间以第二天线脊22所在平面为平面对称，所述第二天线脊22为两个，且所述两个第二天线脊22之间以第一天线脊21所在平面为平面对称。

特别的，如图6-7所示，所述第一馈电探针31插于两个第一天线脊21内，所述第二馈电探针32插于两个第二天线脊22内，所述第一馈电探针31与第二馈电探针32之间的垂直距离不大于1mm。

其中，如图2所示，两个第一天线脊21处于同一平面，两个第二天线脊22处于同一平面，第一天线脊21所在平面与第二天线脊22所在平面垂直。如图6所示，第一天线脊21、第二天线脊22为弧形，且两个第一天线脊21之间朝向固定法兰15方向上逐渐靠近，两个第二天线脊22之间朝向固定法兰15方向上逐渐靠近，控制第一天线脊21、第二天线脊22的脊曲线满足对数函数公式：y＝0.0528e^0.1042x(因坐标轴可调换,函数也可表达为:y＝9.5947ln(x)+28.218)其中x是变量，单位是mm，使第一天线脊21、第二天线脊22的得VSWR典型值<1.8。所述两个第一天线脊21之间的最小距离不大于2mm，所述两个第二天线脊22之间的最小距离不大于2mm。第一馈电探针31沿着两个第一天线脊21的方向插于两个第一天线脊21内，第二馈电探针32沿着两个第二天线脊22的方向插于两个第二天线脊22内，使第一馈电探针31、第二馈电探针32的正交位置在第一天线脊21和第二天线脊22之间，且第一馈电探针31、第二馈电探针32之间的距离不大于1mm,在本实用新型实施例中，第一馈电探针31、第二馈电探针32之间的距离为0.4mm。

如图9-14所示，本实用新型实施例采用第一天线脊、第二天线脊之间的组合，拓宽低频带宽，并改善阻抗匹配，确保信号传输路径上的阻抗匹配，从而降低VSWR的驻波比，实现低驻波比的效果。同时，本实用新型实施例通过将第一馈电探针、第二馈电探针正交设置在第一天线脊和第二天线脊之间，使第一馈电探针、第二馈电探针间的隔离度高于25dB，降低了相互间的干扰，确保双极化喇叭天线可以进行有效的测试。

特别的，如图5所示，所述第一馈电探针31、第二馈电探针32均为3段阶梯式一体探针，所述3段阶梯式一体探针包括固定段311、检测段312、导入段313，所述固定段311、检测段312、导入段313依次相连，所述固定段311、检测段312、导入段313的截面积逐渐缩小，所述双极化低增益喇叭天线还包括同轴接头4，所述导入段313插于同轴接头4内，所述第一馈电探针31的检测段312插于两个第一天线脊21内，所述第二馈电探针32的检测段312插于两个第二天线脊22内。

本实用新型实施例第一馈电探针、第二馈电探针均采采用独特的3段阶梯式一体探针设计，方便微调，消除量产时由于物料公差产生的产品间的差异性，实现同轴到波导的微波信号转换，同时可以通过调整探针导入段在同轴接头处的进给量，可以确保天线两个端口的驻波均低于1.8，从而有效改善驻波比，降低生产不均一对天线的负面影响。

特别的，如图1所示，所述直波导管7、喇叭管6的截面均为正方形，所述直波导管7与喇叭管6组成截面为正方形的天线检测腔，所述第一天线脊21、第二天线脊22安装在天线检测腔内。

其中，喇叭管6的喇叭天线口5为正方形，其内侧边长尺寸在9mm以下,喇叭天线的高为54mm，确保天线增益控制在典型值8dBi附近。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本实用新型申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述双极化低增益喇叭天线包括天线管体、第一馈电探针、第二馈电探针，所述天线管体包括直波导管、喇叭管，所述直波导管一端与喇叭管相连，所述第一馈电探针、第二馈电探针分别插于直波导管另一端处，且所述第一馈电探针与第二馈电探针在直波导管内正交，所述双极化低增益喇叭天线的增益小于12dBi。

2.根据权利要求1所述的一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述天线管体内还设有第一天线脊、第二天线脊，所述第一天线脊、第二天线脊均与直波导管、喇叭管相连，且所述第一天线脊与第二天线脊正交，所述第一馈电探针插于第一天线脊内，所述第二馈电探针插于第二天线脊内。

3.根据权利要求2所述的一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述第一天线脊为两个，且所述两个第一天线脊之间以第二天线脊所在平面为平面对称，所述第二天线脊为两个，且所述两个第二天线脊之间以第一天线脊所在平面为平面对称。

4.根据权利要求3所述的一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述第一馈电探针插于两个第一天线脊内，所述第二馈电探针插于两个第二天线脊内，所述第一馈电探针与第二馈电探针之间的垂直距离不大于1mm。

5.根据权利要求2所述的一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述两个第一天线脊之间的最小距离不大于2mm，所述两个第二天线脊之间的最小距离不大于2mm。

6.根据权利要求3所述的一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述第一馈电探针、第二馈电探针均为3段阶梯式一体探针，所述3段阶梯式一体探针包括固定段、检测段、导入段，所述固定段、检测段、导入段依次相连，所述固定段、检测段、导入段的截面积逐渐缩小，所述双极化低增益喇叭天线还包括同轴接头，所述导入段插于同轴接头内，所述第一馈电探针的检测段插于两个第一天线脊内，所述第二馈电探针的检测段插于两个第二天线脊内。

7.根据权利要求2所述的一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述直波导管、喇叭管的截面均为正方形，所述直波导管与喇叭管组成截面为正方形的天线检测腔，所述第一天线脊、第二天线脊安装在天线检测腔内。

8.根据权利要求2所述的一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述天线管体包括第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板、固定法兰，所述第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板依次围成截面为正方形的管状结构，所述固定法兰与所述管状结构的一端固定相连，所述管状结构远离固定法兰的一端为喇叭天线口，所述第一侧板、第三侧板上均设有第一天线脊，所述第二侧板、第四侧板上均设有第二天线脊。

9.根据权利要求8所述的一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述固定法兰上设有用于与第一馈电探针匹配的第一卡件、用于与第二馈电探针匹配的第二卡件。

10.根据权利要求1所述的一种用于5G测试的双极化低增益喇叭天线，其特征在于，所述喇叭管远离直波导管的一端为锥形。

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