CN220474900U - 一种宽带毫米波天线及通信设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种宽带毫米波天线及通信设备，该宽带毫米波天线包括射频层和安装于所述射频层上的馈电层，所述射频层上包括围合形成矩形框架的两个共电区和两个异电区，其中，两个所述共电区相对设置，两个所述异电区相对设置，所述共电区和异电区内均设有馈电柱，所述馈电层上四根分别与共电区以及异电区箱对应的微带线，所述微带线的第一端置于射频层的边缘，所述微带线的第二端置于所述馈电柱所对应的位置上，采用简单结构实现高增益、频段覆盖率广的高性能天线。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线领域，尤其涉及一种宽带毫米波天线及通信设备。
背景技术
近年来，阵列天线在无线通信中的应用越来越重要，因为它们可以显著增加信道容量和覆盖范围。通常，现代阵列扫描天线技术对天线设计提出了一些要求，如：1)高效率。大量的天线和射频(RF)信道导致能量消耗的急剧增加。为了提高功率效率，天线应该具有高效率。2)宽带。天线应具有较宽的带宽(例如，带宽超过15％)，以支持高数据吞吐量。3)体积小巧。为了实现良好的波束扫描性能并避免不需要的旁瓣，天线阵列间距应保持在0.5λ波长。因此阵列元件的平面尺寸需要紧凑(小于0.4λ×0.4λ)。因此，对于天线工程师来说，需要设计出宽带小型的，高效率的阵列天线单元。DRA是一种很好的选择，但是标准DRA通常带宽与微带天线类似较窄，
DRA由于集成在PCB目前有胶水粘和焊接这2种实现方式但是这2种都是因为工艺精度等原因使天线性能偏离仿真。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于一种解决上述技术问题的宽带毫米波天线及通信设备。
本实用新型在第一方面提供了一种宽带毫米波天线，其包括射频层以及均安装于所述射频层上的馈电层和介质谐振器，所述介质谐振器上包括围合形成矩形框架的两个共电区和两个异电区，其中，两个所述共电区相对设置，两个所述异电区相对设置，所述共电区和异电区内均设有馈电柱，所述馈电层上连接有四根分别与共电区以及异电区箱相对应的微带线，所述微带线的第一端置于馈电层的边缘，所述微带线的第二端置于所述馈电柱所对应的位置上。
优选地，所述共电区包括并列设置的第一孔组和第二孔组，所述第一孔组包括两个并排设置的第一孔，所述第二孔组包括三个并排设置的第二孔。
优选地，所述第二孔组中置于中间位置的所述第二孔内安装有馈电柱。
优选地，两个所述共电区镜像对称设置于射频层上。
优选地，所述异电区包括阵列设置有五个第三孔，所述异电区中置于中间位置的所述第三孔内安装有馈电柱。
优选地，所述馈电柱包括介质块和四个金属板，四个所述金属板分别贴附于所述介质块的周遭上。
优选地，所述金属板的材料为铜。
优选地，所述第一孔、第二孔以及第三孔的形状均为正方形，所述馈电柱的形状为适配孔的长方形。
优选地，四根所述微带线相邻之间两两垂直设置。
本实用新型在第二方面提供了一种通信设备，其包括上述任意一项方案的宽带毫米波天线。
本实用新型的有益效果在于：提供了一种宽带毫米波天线及通信设备，该宽带毫米波天线包括射频层和安装于所述射频层上的馈电层，所述射频层上包括围合形成矩形框架的两个共电区和两个异电区，其中，两个所述共电区相对设置，两个所述异电区相对设置，所述共电区和异电区内均设有馈电柱，所述馈电层上四根分别与共电区以及异电区箱对应的微带线，所述微带线的第一端置于射频层的边缘，所述微带线的第二端置于所述馈电柱所对应的位置上，采用简单结构实现高增益、频段覆盖率广的高性能天线。
附图说明
图1为本实用新型中实施例的结构示意图一；
图2为本实用新型中实施例的结构示意图二；
图3为本实用新型中实施例的爆炸示意图；
图4为本实用新型中在介质谐振器上不同挖空数量时的TE111模式和TE131模式下的频率变化示意图；
图5为本实用新型中介质谐振器的S参数曲线图；
图6(a)为介质谐振器在TE111模式下的磁场分布图；
图6(b)为介质谐振器在TE131模式下的磁场分布图
图7为本实用新型中的极化1和极化2的S参数曲线以及增益曲线图；
图8为现有常规馈电结构的极化示意图；
图9为本实用新型中的双极化差分馈电结构的极化示意图。
图中标号表：
| 标号 | 名称 |
| 100 | 射频层 |
| 101 | 共电区 |
| 1011 | 第一孔组 |
| 1012 | 第一孔 |
| 1013 | 第二孔组 |
| 1014 | 第二孔 |
| 102 | 异电区 |
| 1021 | 第三孔 |
| 200 | 馈电层 |
| 201 | 微带线 |
| 300 | 馈电柱 |
| 301 | 介质块 |
| 302 | 金属板 |
| 400 | 介质谐振器 |
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
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做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。
在本实施例中，参阅附图1-9，本实用新型在第一方面所提供的一种宽带毫米波天线，其包括射频层100以及均安装于射频层100上的馈电层200和介质谐振器400，介质谐振器400上包括围合形成矩形框架的两个共电区101和两个异电区102，其中，两个共电区101相对设置，两个异电区102相对设置，共电区101和异电区102内均设有馈电柱300，馈电层200上连接有四根分别与共电区101以及异电区102箱相对应的微带线201，微带线201的第一端置于馈电层200的边缘，微带线201的第二端置于馈电柱300所对应的位置上。
具体的，共电区101和异电区102实际是指在TE11模式以及TE131模式下的共同磁场区域以及不同磁场区域，如附图6(a)和附图6(b)，为了能够确保该介质谐振器400在这两种模式下高频段覆盖率以及高增益效果，便在介质谐振器400上的共电区101以及异电区102进行挖孔处理，附图4和附图5所示，其能够保证本实施例中介质谐振器400-宽带覆盖于23-29GHz、N257以及N258的频段。
进一步的，共电区101包括并列设置的第一孔组1011和第二孔组1013，第一孔组1011包括两个并排设置的第一孔1012，第二孔组1013包括三个并排设置的第二孔1014。第二孔组1013中置于中间位置的第二孔1014内安装有馈电柱300，两个共电区101镜像对称设置于射频层100上，异电区102包括阵列设置有五个第三孔1021，异电区102中置于中间位置的第三孔1021内安装有馈电柱300，馈电柱300包括介质块301和四个金属板302，四个金属板302分别贴附于介质块301的周遭上，金属板的材料为铜，第一孔1012、第二孔1014以及第三孔1021的形状为正方形，馈电柱300的形状为适配孔的长方形。
进一步的，四根微带线201相邻之间两两垂直设置。
具体的，四根微带线201实际是两两为一组，其作为极化1和极化2，其中，极化1是指对应处于两个共电区101下的两根微带线201，极化2指对应处于两个异电区102下的两根微带线201，其中，四根微带线201相邻之间两两垂直设置，也就是极化1以及极化2中的两根微带线201是相位相差180度，如附图7所示，发现极化1和极化2均表现出宽带性能其增益在5G频段N257 N258上大于7dBi，其中，四根微带线201在本实施例中也可以称之为双极化差分馈电结构，并且附图8和附图9，该双极化差分馈电结构相比于常规馈电结构，交叉极化是大幅度降低的。
本实用新型第二方面提供了一种通信设备，其包括上述任一项方案的宽带毫米波天线。
以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种宽带毫米波天线，其特征在于，包括射频层以及均安装于所述射频层上的馈电层和介质谐振器，所述介质谐振器上包括围合形成矩形框架的两个共电区和两个异电区，其中，两个所述共电区相对设置，两个所述异电区相对设置，所述共电区和异电区内均设有馈电柱，所述馈电层上连接有四根分别与共电区以及异电区相对应的微带线，所述微带线的第一端置于馈电层的边缘，所述微带线的第二端置于所述馈电柱所对应的位置上。
2.根据权利要求1所述的宽带毫米波天线，其特征在于，所述共电区包括并列设置的第一孔组和第二孔组，所述第一孔组包括两个并排设置的第一孔，所述第二孔组包括三个并排设置的第二孔。
3.根据权利要求2所述的宽带毫米波天线，其特征在于，所述第二孔组中置于中间位置的所述第二孔内安装有馈电柱。
4.根据权利要求3所述的宽带毫米波天线，其特征在于，两个所述共电区镜像对称设置于射频层上。
5.根据权利要求3所述的宽带毫米波天线，其特征在于，所述异电区包括阵列设置有五个第三孔，所述异电区中置于中间位置的所述第三孔内安装有馈电柱。
6.根据权利要求5所述的宽带毫米波天线，其特征在于，所述馈电柱包括介质块和四个金属板，四个所述金属板分别贴附于所述介质块的周遭上。
7.根据权利要求6所述的宽带毫米波天线，其特征在于，所述金属板的材料为铜。
8.根据权利要求5所述的宽带毫米波天线，其特征在于，所述第一孔、第二孔以及第三孔的形状均为正方形，所述馈电柱的形状为适配孔的长方形。
9.根据权利要求1所述的宽带毫米波天线，其特征在于，四根所述微带线相邻之间两两垂直设置。
10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项的宽带毫米波天线。
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| CN202321729811.6U CN220474900U (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 一种宽带毫米波天线及通信设备 |
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