The invention relates to a low-cost millimeter-wave beam scanning antenna applied to 5G mobile terminal, which is suitable for mobile communication field, including a patch array, a floor with a coupling slot and a feeding microstrip line with a 2-bit phase shifter; a patch array consists of ten rectangular patch units arranged at equal intervals; a pair of coupling slots under each patch unit, each of which has a couple slot. There is a 2 bit phase shifter below the coupling slot; each phase shifter draws four branch microstrip lines from the central feeding microstrip line, and the length of each branch line is controlled by a binary switch to provide phase changes of 0, 90, 180 and 270 degrees; the invention uses the traveling wave characteristics of leaky wave antenna to construct a phase shifter, reduces the antenna cost, and places the radiation antenna and the feeding network on the floor respectively. On both sides, the degree of freedom of design is increased.
【技术实现步骤摘要】
一种应用于5G移动终端的低成本波束扫描天线
本专利技术属于无线通信技术的天线设计领域,特别涉及一种应用于5G移动终端的低成本波束扫描天线。
技术介绍
毫米波频段在即将到来的5G移动通信系统中将扮演重要角色。国际电信联盟ITU以及美国、日本等国已经将28GHz频段作为5G移动通信的主要毫米波频段。在该频段,天线的物理尺寸很小,频率带宽很宽,适用于高速无线数据传输。为了克服毫米波路径损耗大的缺点并且提供较广的空间覆盖范围,5G移动通信中的毫米波天线需要具备高增益和波束动态扫描能力。相控阵技术是目前广泛采用的实现方案。每个单元的相位可由模拟移相器或者基带波束成形网络独立控制。但是这种方案只适用于成本和供电容忍度较高的基站。对于手持式的移动终端,电池的电量非常有限,而且成本控制要求也较高,需要一种低成本高增益波束可扫描的毫米波天线。经过对现有技术的文献和专利检索发现,当前低成本的波束扫描方案主要有两种方法。第一种方法利用主动辐射单元与被动辐射单元之间的耦合控制相位,通过改变被动辐射单元的阻抗来改变波束扫描角度。这种方法的缺点在于天线的增益较低,可切换的波束状态有限。第二种方法利用漏波天线的行波特性控制相位,通过周期性地加载元器件来改变辐射单元的相位,从而改变波束的指向。然而,在已公开的文献中,这种方法的馈电网络与辐射天线没有分离,天线结构较为复杂,增益等性能指标也较差。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种应用于5G移动终端的低成本波束扫描天线,馈电网络与辐射天线分离,可单独设计,且不需要使用传统的移相器,降低了馈电网络损耗以及天线成 ...
【技术保护点】
1.一种应用于5G移动终端的低成本波束扫描天线,其特征在于,包括贴片阵列(1)和地板(2),贴片阵列(1)印刷于介质板一(10)的上表面,地板(2)印刷于介质板二(11)的上表面,介质板一(10)与介质板二(11)紧密贴合在一起,介质板二(11)的下表面印刷有馈电微带线(4)、分支微带线(5)和悬浮微带线(6),所述馈电微带线(4)的两端分别为信号输入口(8)和信号输出口(9),所述地板(2)刻蚀有耦合槽(3),耦合槽(3)由分别位于贴片阵列(1)中各贴片单元正下方的若干耦合单元组成,每个单元包括两条平行的短路槽,所述分支微带线(5)由分别位于各耦合单元正下方的若干分支微带线单元组成,且各分支微带线单元与馈电微带线(4)垂直相交,所述悬浮微带线(6)由分别垂直跨过所述短路槽的若干悬浮微带线单元组成,所述介质板二(11)的下表面还设置有二进制开关(7),所述二进制开关(7)由若干开关单元组成,通过各开关单元控制各分支微带线单元与悬浮微带线单元的联通状态。
【技术特征摘要】
1.一种应用于5G移动终端的低成本波束扫描天线,其特征在于,包括贴片阵列(1)和地板(2),贴片阵列(1)印刷于介质板一(10)的上表面,地板(2)印刷于介质板二(11)的上表面,介质板一(10)与介质板二(11)紧密贴合在一起,介质板二(11)的下表面印刷有馈电微带线(4)、分支微带线(5)和悬浮微带线(6),所述馈电微带线(4)的两端分别为信号输入口(8)和信号输出口(9),所述地板(2)刻蚀有耦合槽(3),耦合槽(3)由分别位于贴片阵列(1)中各贴片单元正下方的若干耦合单元组成,每个单元包括两条平行的短路槽,所述分支微带线(5)由分别位于各耦合单元正下方的若干分支微带线单元组成,且各分支微带线单元与馈电微带线(4)垂直相交,所述悬浮微带线(6)由分别垂直跨过所述短路槽的若干悬浮微带线单元组成,所述介质板二(11)的下表面还设置有二进制开关(7),所述二进制开关(7)由若干开关单元组成,通过各开关单元控制各分支微带线单元与悬浮微带线单元的联通状态。2.根据权利要求1所述应用于5G移动终端的低成本波束扫描天线,其特征在于,所述贴片单元、耦合单元、分支微带线单元、悬浮微带线单元和开关单元均有十个,沿馈电微带线(4)的长度方向等间距排布。3.根据权利要求1或2所述应用于5G移动终端的低成本波束扫描天线,其特征在于,所述贴片单元的形状为矩形,所述耦合单元的短路槽与馈电微带线(4)的长度方向平...
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