CN219476979U - 一种角馈电微带天线单元及天线模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种角馈电微带天线单元及天线模组，所述角馈电微带天线单元包括由下至上依次层叠相连的地层、基材层和方形贴片，所述方形贴片的第一角部的对应区域具有馈电点，所述方形贴片的中央设有矩形槽，所述矩形槽沿所述方形贴片的一对角线设置，所述对角线连接所述第一角部。角馈电微带天线单元中方形贴片的中央具有设置矩形槽，切断了水平方向电流的传输路径，降低甚至是消除了水平方向的电流，使得角馈电微带天线单元激励时，只剩垂直方向的电流，即降低了甚至是消除了高次模，令角馈电微带天线单元只剩主模式，从而有效地降低了角馈电微带天线单元的交叉极化，利于改善主极化方向图、提高天线增益及辐射性能。

Description

一种角馈电微带天线单元及天线模组

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种角馈电微带天线单元及天线模组。

背景技术

微带天线是一种性能优秀且应用广泛的天线，可以用于5G毫米波基站和移动端天线。

而角馈微带天线具有高阻抗、易馈电的特点，且其结构紧凑、天线尺寸小、馈线与单元分离便于设计，阻抗带宽较宽，能非常容易地实现低副瓣阵列天线。

图1示出了现有的典型的角馈电微带天线单元，其包括依次层叠相连的地层1、基材层2和方形贴片3，方形贴片3的一角部区域具有馈电点4。图2所示角馈电微带天线单元在工作时，会激发出主模式TM01/TM10模式和TM11、TM20/TM02等高次模式，一般只讨论最靠近主模TM01/TM10的高次模式，这里是TM11，因为剩下的高次模的能量已经可以忽略不计了，这2种模式有主模式的垂直方向(沿图2的上下方向)电流和高次模式引起的水平方向(沿图2的左右方向)电流，矢量合成后会使电流如图2所示，斜向上(如图2中的箭头所示)。这就导致在设计角馈方形微带阵列天线时，常常会出现交叉极化较高的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题为：提供一种能够降低高次模的角馈电微带天线单元，以及具有该角馈电微带天线单元的天线模组。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案一为：一种角馈电微带天线单元，包括由下至上依次层叠相连的地层、基材层和方形贴片，所述方形贴片的第一角部的对应区域具有馈电点，所述方形贴片的中央设有矩形槽，所述矩形槽沿所述方形贴片的一对角线设置，所述对角线连接所述第一角部。

进一步地，所述矩形槽的中轴线与所述对角线重合。

进一步地，所述矩形槽的中心点与所述方形贴片的中心点重合。

进一步地，所述矩形槽的长度为所述对角线的长度的一半。

进一步地，所述馈电点位于所述对角线上。

进一步地，所述基材层的顶面设有馈电线，所述馈电线与所述方形贴片的连接处形成所述馈电点。

进一步地，还包括穿设于所述基材层内的馈电柱，所述馈电柱与所述方形贴片的连接处形成所述馈电点，所述地层具有用于避让所述馈电柱的避让孔。

进一步地，所述馈电柱为金属柱或金属化孔。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案二为：天线模组，包括上述角馈电微带天线单元，所述角馈电微带天线单元的数量为多个。

进一步地，数量为多个的所述角馈电微带天线单元呈阵列设置。

本实用新型的有益效果在于：角馈电微带天线单元中方形贴片的中央具有设置矩形槽，切断了水平方向电流的传输路径，降低甚至是消除了水平方向的电流，使得角馈电微带天线单元激励时，只剩垂直方向的电流，即降低了甚至是消除了高次模，令角馈电微带天线单元只剩主模式，从而有效地降低了角馈电微带天线单元的交叉极化，利于改善主极化方向图、提高天线增益及辐射性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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结构获得其他的附图。

图1为现有技术的角馈电微带天线单元的结构示意图；

图2为现有技术的角馈电微带天线单元工作时电流方向示意图；

图3为本实用新型实施例一的角馈电微带天线单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一的角馈电微带天线单元工作时电流方向示意图；

图5为本实用新型实施例一的天线模组的结构示意图；

图6为本实用新型实施例一的对照组的主极化和交叉极化方位向图；

图7为本实用新型实施例一的测试组的主极化和交叉极化方位向图。

附图标号说明：

1、地层；

2、基材层；

3、方形贴片；

4、馈电点；

5、矩形槽；

6、馈电线。

具体实施方式

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“和/或”为例，包括方案，或方案，或和同时满足的方案。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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一

请参照图3至图7，本实用新型的实施例一为：如图3和图4所示，一种角馈电微带天线单元，包括由下至上依次层叠相连的地层1、基材层2和方形贴片3，所述方形贴片3的第一角部的对应区域具有馈电点4，所述方形贴片3的中央设有矩形槽5，所述矩形槽5沿所述方形贴片3的一对角线设置，所述对角线连接所述第一角部。

所述矩形槽，切断了水平方向(图4左右方向)电流的传输路径，使得角馈电微带天线单元激励时，只剩垂直方向(图4上下方向)的电流，即降低了甚至是消除了高次模，令角馈电微带天线单元只剩主模式，从而有效地降低了角馈电微带天线单元的交叉极化，利于改善主极化方向图、提高天线增益及辐射性能。

优选的，所述矩形槽5的中轴线与所述对角线重合；所述矩形槽5的中心点与所述方形贴片3的中心点重合。在一些实施例中，所述矩形槽5的中轴线与所述对角线之间稍有偏差也是可以的，同理，所述矩形槽5的中心点与所述方形贴片3的中心点不重合也是可以的。

本实施例中，所述矩形槽5的长度为所述对角线的长度的一半，所述馈电点4位于所述对角线上。当所述馈电点4位于所述对角线上时，所述角馈电微带天线单元的天线性能表现达到最佳。当所述馈电点4稍稍偏离所述对角线时，设有所述矩形槽5的角馈电微带天线单元相比于未设置所述矩形槽的角馈电微带天线单元交叉极化效果改善更为明显。

作为一种典型的角馈电微带天线单元，所述基材层2的顶面设有馈电线6，所述馈电线6与所述方形贴片3的连接处形成所述馈电点4。

在其他实施例中，角馈电微带天线单元还包括穿设于所述基材层内的馈电柱，所述馈电柱与所述方形贴片的连接处形成所述馈电点，所述地层具有用于避让所述馈电柱的避让孔；所述馈电柱为金属柱或金属化孔。此为另一种典型的角馈电微带天线单元。

如图5所示，本实施例中还提供一种天线模组，所述天线模组包括本实施例前述的角馈电微带天线单元，所述角馈电微带天线单元的数量为多个，数量为多个的所述角馈电微带天线单元呈阵列设置。

为充分说明本实施例的天线模组的优势，发明人进行了仿真测试：

测试组(如图5所示)：包括呈一排设置的16个角馈电微带天线单元，其中，角馈电微带天线单元的方形贴片上有矩形槽；

对照组：包括呈一排设置的16个角馈电微带天线单元，其中，角馈电微带天线单元的方形贴片上无矩形槽；

其他条件相同，测试组可以视为是在对照组的基础上作出的改进。

图6示出了对照组的主极化和交叉极化方位向图，可以发现交叉极化最大值为10dBi，主极化比交叉极化最小值为7dBi，这种天线模组的方向图会比较畸形。

图7示出了测试组的主极化和交叉极化方位向图，可以发现交叉极化整个方位向内都小于-4dBi，与图6相比改善了14dBi。

上述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种角馈电微带天线单元，包括由下至上依次层叠相连的地层、基材层和方形贴片，所述方形贴片的第一角部的对应区域具有馈电点，其特征在于：所述方形贴片的中央设有矩形槽，所述矩形槽沿所述方形贴片的一对角线设置，所述对角线连接所述第一角部。

2.根据权利要求1所述的角馈电微带天线单元，其特征在于：所述矩形槽的中轴线与所述对角线重合。

3.根据权利要求1所述的角馈电微带天线单元，其特征在于：所述矩形槽的中心点与所述方形贴片的中心点重合。

4.根据权利要求1所述的角馈电微带天线单元，其特征在于：所述矩形槽的长度为所述对角线的长度的一半。

5.根据权利要求1所述的角馈电微带天线单元，其特征在于：所述馈电点位于所述对角线上。

6.根据权利要求1所述的角馈电微带天线单元，其特征在于：所述基材层的顶面设有馈电线，所述馈电线与所述方形贴片的连接处形成所述馈电点。

7.根据权利要求1所述的角馈电微带天线单元，其特征在于：还包括穿设于所述基材层内的馈电柱，所述馈电柱与所述方形贴片的连接处形成所述馈电点，所述地层具有用于避让所述馈电柱的避让孔。

8.根据权利要求7所述的角馈电微带天线单元，其特征在于：所述馈电柱为金属柱或金属化孔。

9.天线模组，其特征在于：包括权利要求1-8中任意一项所述的角馈电微带天线单元，所述角馈电微带天线单元的数量为多个。

10.根据权利要求9所述的天线模组，其特征在于：数量为多个的所述角馈电微带天线单元呈阵列设置。