CN219555167U - 5g天线 - Google Patents

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李昌荣
刘永刚
朱思萌
彭洪松
吴浩
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Abstract

本实用新型公开了一种5G天线，包括射频链路和与所述射频链路连接的天线本体，所述射频链路包括依次连接的第一LC低通滤波器、LC陷波器和第二LC低通滤波器，所述天线本体包括依次连接的PCB半波偶极子、第一倒相器、PCB单极子、第二倒相器和铜管单极子；本实用新型可以有效的降低整机成本和减少射频链路插损，从而提升WIFI性能。

Description

5G天线
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，特别是一种5G天线。
背景技术
随着电子商务和移动办公的进一步普及,家庭和小型办公网络用户对移动连接的需求越来越大，无线AP的数量呈井喷式增长,无线网络的方便与高效使其能够得到迅速的发展壮大。随着4K、8K以及AR和VR等大数据业务的进一步普及，对WIFI类产品的性能要求也是越来越高。在竞争激烈的终端市场，怎么用更低的成本做出性能优异的WIFI类产品也是厂商提高产品竞争力的一个关键因素。
无线通信的基础是频谱资源，但是随着移动通信的发展，越来越多的频谱资源被占用，ISM频段也越来越拥挤，为保证无线通信质量，各个国家的无线电管理机构对工作在ISM频段的设备的发射功率、模板、带宽以及杂散都有明确限值。
如图1所示，现有解决带外杂散的方案主要是在射频链路中加带通滤波器(图1中①)以滤除带外辐射和干扰，其电路实测插损S21如图2所示。此方案的优点：减少了调试环节的难度；缺点：器件本身有0.5dBm-1dBm的插损，如果芯片方案力能不足时，整体的性能会有影响且增加整机的成本。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种5G天线，本实用新型可以有效的降低整机成本和减少射频链路插损，从而提升WIFI性能。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种5G天线，包括射频链路和与所述射频链路连接的天线本体，所述射频链路包括依次连接的第一LC低通滤波器、LC陷波器和第二LC低通滤波器，所述天线本体包括依次连接的PCB半波偶极子、第一倒相器、PCB单极子、第二倒相器和铜管单极子。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一LC低通滤波器和第二LC低通滤波器均为切比雪夫Pi型LC低通滤波器。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过在5GHz-6GHz射频电路部分链路中加入切比雪夫Pi LC低通滤波器抑制系统中发射机谐波辐射和接收机高频干扰，提升系统的抗高频干扰能力；
2、本实用新型通过在5GHz-6GHz射频电路部分链路中加入LC陷波器的方式抑制系统中特定2.3GHz-2.6GHz频率的信号幅度，增强接收机的抗特定频率干扰能力；
3、本实用新型通过针对天线系统的pattern做优化，减少10MHz-3.5GHz频段信号接收和发射效率，抑制10MHz-3.5GHz频段信号对接收机干扰从而增强系统抗干扰能力，另外也能抑制系统本身10MHz-3.5GHz频段内信号通过天线对外部设备的辐射干扰幅度。
附图说明
图1为现有WIFI类射频电路的电路图；
图2为现有WIFI类射频电路的电路实测插损S21参数示意图；
图3为本实用新型实施例中射频链路部分的电路图；
图4为本实用新型实施例中射频链路部分实测陷波电路和低通电路对二次谐波抑制作用示意图；
图5为本实用新型实施例中射频链路的插损S21参数示意图；
图6为本实用新型实施例中天线本体的结构示意图；
图7为本实用新型实施例中5G天线实测S11参数示意图；
图8为本实用新型实施例中实测系统2.4G和5G天线S21参数示意图；
图9为现有天线实测S11参数示意图；
图10为现有天线实测系统2.4G和5G天线S21参数示意图。
附图标记：
1、PCB半波偶极子，2、第一倒相器，3、PCB单极子，4、第二倒相器，5、铜管单极子。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
实施例
如图3所示，一种5G天线，图3中的①和③为本实施例中WIFI 5GHz-6GHz射频电路部分切比雪夫Pi LC低通滤波器，通过公式计算并设计出来截止频率FC＝7500MHz，阻抗Impedance Z0＝50ohm，Pi电路实际原理图，实际上件值为LA2589＝LA2590＝1.0nH，CA5706＝CA5707＝CA5708＝CA5709＝0.2pF；参考计算公式：截止频率fc＝1/π√(LC)，电容值C＝1/Z0πfc，电感值L＝Z0/πfc；图4为实测数据，由图4看出对5.5G的二次谐波11GHz抑制能力是在-21dB，对13GHz以上的信号抑制能力在-30dB。
图3中的②为本实施例中WIFI 5GHz-6GHz射频电路部分2.4G陷波电路，也为带阻滤波器，主要作用是针对系统中2.4GHz-2.5GHz的信号做衰减抑制，通过公式计算出来谐振频率为2.4GHz的陷波电路；实际上件值为LA2635＝2.4nH，CA5752＝1.8pF，图4为陷波电路实测数据，对2.4GHz-2.5GHz频段抑制能力在-20dB左右；图5为本实施例WIFI 5GHz-6GHz射频电路部分的插损S21数据，实测整体插损控制在-1.4506dB左右；对比图2中的插损S21，减少插损影响在0.7dB左右。
如图6所示，图6为本实施例中使用的WIFI 5G天线中天线本体模型图；包括PCB半波偶极子1，第一倒相器2，PCB单极子3，第二倒相器4和铜管单极子5。优化前天线由8个单元组成(包含4个铜管单极子+3个倒相器+1个PCB半波偶极子)，振子数量越多增益越高，但是会导致谐振点变多，2.4G频率的抑制不够。优化后天线5个单元组成(包括PCB半波偶极子1，第一倒相器2，PCB单极子3，第二倒相器4和铜管单极子5)，优化天线谐振点减少，2.4G抑制足够。图7为WIFI 5G天线部分实测的S11参数，2400MHz的S11值为-2.7119dB，5500MHz的S11值为-13.947dB，图9为原始5G天线实测S11参数，2400MHz的S11值为-6.7944dB，本设计单天线对2400MHz的抑制比原始强4.02dB；图8为整机系统2.4G和5G天线的S21隔离度参数，实测S21隔离度在2400MHz为-49.554dB；图10为原始整机的2.4G和5G天线的S21隔离度参数，实测S21隔离度在2400MHz为-35.403dB。
本实施例提供了一种提高WIFI类产品抗干扰能力的方案，通过2.4G LC陷波器+切比雪夫Pi LC低通滤波器+特定5G pattern天线组成；相较于现有的WIFI类产品抗干扰解决方案，本实施例在同射频芯片方案的情况下(芯片能力一定)，因减少了滤波器的使用而降低射频链路S21插损，能有效提升0.5-1dBm的发射和接收能力；相较于现有的WIFI类产品抗干扰解决方案，本实施例减少了专业滤波器的使用，降本了整机的物料成本。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种5G天线，其特征在于，包括射频链路和与所述射频链路连接的天线本体，所述射频链路包括依次连接的第一LC低通滤波器、LC陷波器和第二LC低通滤波器，所述天线本体包括依次连接的PCB半波偶极子、第一倒相器、PCB单极子、第二倒相器和铜管单极子。
2.根据权利要求1所述的5G天线，其特征在于，所述第一LC低通滤波器和第二LC低通滤波器均为切比雪夫Pi型LC低通滤波器。
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