CN216251118U - 一种5g宽带双圆极化贴片天线 - Google Patents

Abstract

一种5G宽带双圆极化贴片天线，包括由上至下设置的辐射片、馈电支架和功分基板，馈电支架包括竖直正交设置的两块馈电基板，馈电基板的正面设有由两条馈电支路构成的耦合馈电电路；功分基板的正面设有两条等分功分电路，等分功分电路包括一个输入端和两个输出端，两条等分功分电路上的输入端之间连接有90度移相器，同一等分功分电路上的两个输出端和同一馈电基板上的两条馈电支路对应电性连接。本实用新型通过设计四个以介质板为载体的“F”型馈线作为辐射片的馈电结构来实现双圆极化工作模式，并且左旋圆极化和右旋圆极化具有在3.0‑6.0GHz频率范围里面都小于1dB的轴比带宽，提升了轴比性能。

Description

一种5G宽带双圆极化贴片天线

技术领域

本实用新型涉及天线及通讯技术领域，特别涉及一种5G宽带双圆极化贴片天线。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，第五代无线通信系统对天线性能要求越来越高。中国为适应和促进5G在我国的应用和发展，颁布了3300-3600MHz和4800-5000MHz频段为IMT-2020工作频段，即第五代移动通信技术。为了减少反射信号的影响，而又能接受任何线极化的来波，需要一款能同时满足上述功能的双圆极化天线。而轴比是圆极化天线的一个重要的性能指标，它代表圆极化的纯度，轴比不大于3dB的带宽，定义为天线的圆极化带宽。它是衡量整机对不同方向的信号增益差异性的重要指标。由于是两个正交场中的功率和原来单极化的信号相同，使得圆极化波的穿透能力较好。因此圆极化天线在通信、广播电视台等方面有着重要的应用。

实现圆极化天线的方式可以有三种：（1）构建环形电流（磁流）（周长为波长的整数倍）；（2）放置两个正交的线电流（磁流），只要两个等幅的相位差为90°的电流（磁流）；（3）平行放置一个线电流与一个线磁流，只要电流与磁流幅度的场等幅、相位差为90°。

传统的微带天线通常采用单点馈电和多点馈电法来实现圆极化性能，虽然能够实现圆极化特性，但是其轴比带宽一般比较窄，加之微带天线本身的带宽也比较窄，很难应用于宽带圆极化天线系统中。贴片天线常常采用单探针和双探针的馈电结构来实现圆极化性能。但是传统探针馈电结构稳定性较差，容易影响天线的性能。因而，提升圆极化天线的带宽以及稳定性是很有必要的

所以，针对现有技术存在的不足，有必要设计一种5G宽带双圆极化贴片天线，以解决上述问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种能同时覆盖3.3-3.6GHz和4.8-5.0GHz频段的应用于5G宽带双圆极化贴片天线。该天线同时具备双圆极化、轴比性能好、带宽宽、高增益、以及结构简单稳定的特性。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供的技术方案是：一种5G宽带双圆极化贴片天线，包括由上至下设置的辐射片、馈电支架和功分基板，所述馈电支架包括竖直正交设置的两块馈电基板，所述馈电基板的正面设有由两条馈电支路构成的耦合馈电电路；所述功分基板的正面设有两条等分功分电路，所述等分功分电路包括一个输入端和两个输出端，两条所述等分功分电路上的输入端之间连接有90度移相器，同一等分功分电路上的两个输出端和同一馈电基板上的两条馈电支路对应电性连接。

优选的技术方案为：所述馈电基板的背面顶部局部覆铜并与所述辐射片焊接固定；所述馈电基板的背面底部局部覆铜并与所述功分基板的背面覆铜电性连接。

优选的技术方案为：所述馈电支路采用F型馈电结构或7字形馈电结构或弧线型馈电结构。

优选的技术方案为：所述辐射片为单面覆铜的介质基板或单层铜片。

优选的技术方案为：所述辐射片上设有开槽，所述开槽的槽口为折线型或直线型或弧线型。

本实用新型提供的一种5G宽带双圆极化贴片天线具有以下有益效果：该5G宽带双圆极化贴片天线通过设计四个以介质板为载体的弯折的“F”型馈线作为辐射片的馈电结构来实现双圆极化工作模式，并且左旋圆极化和右旋圆极化具有在3.0-6.0GHz频率范围里面都小于1dB的轴比带宽，提升了轴比性能。“F”型结构探针的优化设计可以实现宽频性能，有效覆盖中国颁布了3300-3600MHz和4800-5000MHz频段为IMT-2020工作频段，即第五代移动通信技术。同时，在左旋圆极化工作模式时，在3.3-3.6GHz的增益为7.37-7.59dB，在4.8-5.0GHz的增益为8.60-8.77 dB；在右旋圆极化工作模式时，在3.3-3.6GHz的增益为7.36-7.62dB，在4.8-5.0GHz的增益为8.64-8.79dB。通过引入馈电支架为载体，将探针刻蚀在馈电支架上，使得探针馈电结构更稳定。馈电支架的引入也使得整体馈电结构和辐射结构更易于组合。

附图说明

图1为本实用新型辐射片和馈电支架结构示意图。

图2为本实用新型辐射片的正面示意图。

图3为本实用新型辐射片的背面示意图。

图4为本实用新型第一馈电基板的正面示意图。

图5为本实用新型第一馈电基板的背面示意图。

图6为本实用新型第二馈电基板的正面示意图。

图7为本实用新型第二馈电基板的背面示意图。

图8为本实用新型功分基板的正面示意图。

以上附图中，1、辐射片；11、开槽；2、第一馈电基板；3、第二馈电基板；4、功分基板；5、第一等分功分电路；6、第二等分功分电路。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1-图8。须知，在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

如图1-图8所示，为本实用新型提出的一种5G宽带双圆极化贴片天线，包括由上至下设置的辐射片1、馈电支架和功分基板4。

馈电支架包括第一馈电基板2和第二馈电基板3，第一馈电基板2的顶部中间位置设有开口，第二馈电基板3的底部中间位置设有开口，第一馈电基板2和第二馈电基板3通过两个开口竖直正交插设。第一馈电基板2和第二馈电基板3的正面两侧均设有一条馈电支路，构成耦合馈电电路，以提高天线带宽。

功分基板4的正面设有第一等分功分电路5和第二等分功分电路6，第一等分功分电路5和第二等分功分电路6均包括一个输入端和两个输出端。其中，第一等分功分电路5上的两个输出端和第一馈电基板2上的两条馈电支路对应电性连接，第二等分功分电路6上的两个输出端和第二馈电基板3上的两条馈电支路对应电性连接。第一等分功分电路5上的输入端和第二等分功分电路6上的输出端之间连接有90度移相器（未画出），形成A，B两个信号端口，分别对应左旋圆极化工作模式和右旋圆极化模式。当端口A输入时，能量经90度移相器分配到第一等分功分电路5的两个输出端所连接的两条馈电支路形成左旋圆极化；当端口B输入时，能量经90度移相器分配到第二等分功分电路6的两个输出端所连接的两条馈电支路形成右旋圆极化；通过这样的方式实现宽频双圆极化天线。

此外，第一馈电基板2和第二馈电基板3的背面顶部局部覆铜并与辐射片焊接（辐射片水平放置），起固定作用；第一馈电基板2和第二馈电基板3的背面底部局部覆铜并与功分基板4的背面覆铜电性连接。第一馈电基板2和第二馈电基板3的背面采用局部覆铜层，可以看作为缺陷地，主要目的是去耦合，提高隔离度。

馈电支路采用F型馈电结构或7字形馈电结构或弧线型馈电结构，其目的是延长辐射片电流路径，进而实现辐射片的小型化，通过调整优化能更好的实现宽频特性。

辐射片1为单面覆铜的介质基板或单层铜片，其形状可以根据电气性能需要进行调整。辐射片1上设有开槽11，开槽11的槽口为折线型或直线型或弧线型；开槽11的位置和个数可以根据电气性能需要进行调整；开槽11在辐射片1上均匀分布，相邻开槽11间的间距可以根据电气性能需要进行调整，开槽11的宽度、长度等物理参数同样可以根据电气性能需要进行调整。

所以，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的一种5G宽带双圆极化贴片天线通过设计四个以介质板为载体的 “F”型馈线作为辐射片的馈电结构来实现双圆极化工作模式，并且左旋圆极化和右旋圆极化具有在3.0-6.0GHz频率范围里面都小于1dB的轴比带宽，提升了轴比性能。“F”型结构探针的优化设计可以实现宽频性能，有效覆盖中国颁布了3300-3600MHz和4800-5000MHz频段为IMT-2020工作频段，即第五代移动通信技术。同时，在左旋圆极化工作模式时，在3.3-3.6GHz的增益为7.37-7.59dB，在4.8-5.0GHz的增益为8.60-8.77 dB；在右旋圆极化工作模式时，在3.3-3.6GHz的增益为7.36-7.62dB，在4.8-5.0GHz的增益为8.64-8.79dB。通过引入馈电支架为载体，将探针刻蚀在馈电支架上，使得探针馈电结构更稳定。馈电支架的引入也使得整体馈电结构和辐射结构更易于组合。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神和技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种5G宽带双圆极化贴片天线，其特征在于：包括由上至下设置的辐射片、馈电支架和功分基板，所述馈电支架包括竖直正交设置的两块馈电基板，所述馈电基板的正面设有由两条馈电支路构成的耦合馈电电路；所述功分基板的正面设有两条等分功分电路，所述等分功分电路包括一个输入端和两个输出端，两条所述等分功分电路上的输入端之间连接有90度移相器，同一等分功分电路上的两个输出端和同一馈电基板上的两条馈电支路对应电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种5G宽带双圆极化贴片天线，其特征在于：所述馈电基板的背面顶部局部覆铜并与所述辐射片焊接固定；所述馈电基板的背面底部局部覆铜并与所述功分基板的背面覆铜电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种5G宽带双圆极化贴片天线，其特征在于：所述馈电支路采用F型馈电结构或7字形馈电结构或弧线型馈电结构。

4.根据权利要求1所述的一种5G宽带双圆极化贴片天线，其特征在于：所述辐射片为单面覆铜的介质基板或单层铜片。

5.根据权利要求1所述的一种5G宽带双圆极化贴片天线，其特征在于：所述辐射片上设有开槽，所述开槽的槽口为折线型或直线型或弧线型。

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