一种天线单元及阵列天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种天线单元及阵列天线，天线单元包括反射板、馈电板、振子基板、贴片振子、馈电柱以及短路柱；其中，馈电板设置于反射板上，振子基板位于馈电板上方，贴片振子设置于振子基板上，馈电柱设置于贴片振子与馈电板之间，短路柱设置于反射板与贴片振子之间。本实用新型专利技术天线单元具有低剖面、宽频带的特点。

An antenna unit and an array antenna

The utility model discloses an antenna element and array antenna, the antenna unit comprises a reflecting plate, feeder panels, vibrator, vibrator, substrate patch feed column and short column; wherein, the feeding pad located on the reflection plate and the substrate is positioned above the feeding plate vibrator, oscillator arranged on the oscillator chip substrate feed the column is arranged between the vibrator and the Fed patch panels, the short column is arranged between the reflecting board and chip oscillator. The antenna unit of the utility model has the characteristics of low profile and wide frequency band.

【技术实现步骤摘要】
一种天线单元及阵列天线
本技术涉及通信设备领域，尤其是涉及一种天线单元及阵列天线。
技术介绍
随着移动通信技术的发展，天线需要能覆盖更多频段，通常设置于移动设备中的天线采用定向辐射的方式，并且由于移动设备轻薄化的发展趋势，对于天线的高度要求也更加严格。在现有的天线中，能够实现宽带宽的天线高度较高，不适用于低剖面或超低剖面的应用场合；而低剖面的定向天线带宽较窄，所覆盖频段较少。
技术实现思路
本技术提供一种天线单元及阵列天线，以解决现有技术中低剖面定向天线带宽较窄的问题。为解决上述技术问题，本技术提供一种天线单元，其包括反射板、馈电板、振子基板、贴片振子、馈电柱以及短路柱；其中，所述馈电板设置于所述反射板上，所述振子基板位于所述馈电板上方，所述贴片振子设置于所述振子基板上，所述馈电柱设置于所述贴片振子与所述馈电板之间，所述短路柱设置于所述反射板与所述贴片振子之间。其中，所述贴片振子其中心位置设置有一圆形槽，围绕所述圆形槽设置有两C形槽。其中，所述圆形槽的半径为0.0770λ～0.0780λ，所述C形槽内圈的半径为0.1030λ～0.1040λ，所述C形槽外圈的半径为0.1160λ～0.1170λ，所述λ为所述贴片振子所产生的中心频率的波长。其中，所述贴片振子为矩形，其四个边均设置有矩形槽。其中，所述馈电柱与所述贴片振子连接处与所述贴片振子中心位置的距离为0.1615λ～0.1625λ，所述λ为所述贴片振子所产生的中心频率的波长。其中，所述馈电柱高度为0.0480λ～0.0490λ，直径为0.0255λ～0.0260λ。其中，所述短路柱与所述贴片振子连接处与所述贴片振子中心位置的距离为0.2250λ～0.2260λ，所述λ为所述贴片振子所产生的中心频率的波长。其中，所述短路柱的直径为0.0125λ～0.0130λ。其中，所述馈电板与所述振子基板之间进一步设置有支撑柱。为解决上述技术问题，本技术还提供一种阵列天线，其包括多个上述天线单元，且多个天线单元排列在同一平面上。本技术天线单元包括反射板、馈电板、振子基板、贴片振子、馈电柱以及短路柱；其中，馈电板设置于反射板上，振子基板位于馈电板上方，贴片振子设置于振子基板上，馈电柱设置于贴片振子与馈电板之间，短路柱设置于反射板与贴片振子之间。本技术天线单元具有低剖面、宽频带的特点。附图说明图1是本技术天线单元的映射基准坐标系X-Y-Z的示意图；图2是本技术天线单元一实施方式在轴X-Z平面映射的结构示意图；图3是图2所示天线单元一实施方式在轴Y-Z平面映射的结构示意图；图4是图2所示天线单元一实施方式中的部分结构在轴X-Y平面映射的结构示意图；图5是图2所示天线单元一实施方式的驻波曲线图；图6是图2所示天线单元一实施方式的S参数曲线图；图7是图2所示天线单元一实施方式在工作频率为1756MHz时的增益方向图；图8是图2所示天线单元一实施方式在工作频率为1802MHz时的增益方向图；图9是图2所示天线单元一实施方式在工作频率为1848MHz时的增益方向图；图10是图2所示天线单元一实施方式在工作频率为1940MHz时的增益方向图；图11是图2所示天线单元一实施方式在工作频率为2032MHz时的增益方向图；图12是图2所示天线单元一实施方式在工作频率为2170MHz时的增益方向图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对天线单元及阵列天线进一步详细描述。并且，为更加清楚的理解天线单元的结构，首先构建如图1所示的坐标系X-Y-Z，图1是本技术天线单元的映射基准坐标系X-Y-Z的示意图。将本技术的一实施方式天线单元100映射到图1所示的坐标系X-Y-Z中，获得如图2-4所示的结构示意图。图2是本技术天线单元在轴X-Z平面映射的结构示意图，图3是本技术天线单元在轴Y-Z平面映射的结构示意图，图4是本技术天线单元中部分结构在轴X-Y平面映射的结构示意图。本实施方式天线100包括反射板11、馈电板12、振子基板131、贴片振子132、馈电柱14以及短路柱15。其中，反射板11为金属材质，能够对电磁波进行反射，使电磁波向对应的方向进行辐射，产生定向辐射主瓣。馈电板12设置于反射板11上，其包括一基板122，基板122两面均设置有铜箔，与反射板11之间的为背面铜箔121，基板122上方的为正面铜箔123，两铜箔的厚度相同，本实施方式中为0.035mm。振子基板131则位于馈电板12上方，与设置于其上的贴片振子132共同构成半波振子，贴片振子132采用微带形式，用于辐射核心谐振频点周围的核心频段的电磁波。馈电板12和贴片振子132之间设置有金属的馈电柱14，馈电板12将接头与馈电柱14连接，馈电柱14对贴片振子132进行馈电，即将信号传输到贴片振子132上。接头一般为SMA、BNC、TNC、N型等常规接头，馈电柱14与贴片振子132的接触处则为贴片振子132的馈电点。贴片振子132采用微带形式，用于辐射中心频点周围的中心频段的电磁波，在馈电点的激励下，贴片振子132产生核心谐振频率，并向外辐射中心频点周围的中心频段的电磁波，该中心频点一般与贴片振子132的尺寸相关。在贴片振子132和反射板11之间还设置有金属的短路柱15，用于拓宽天线单元100的阻抗带宽。短路柱15一端与背面铜箔121电连接，另一端与贴片振子132接触，实现短路。短路柱15位于馈电柱14附近，当馈电柱14对贴片振子132馈电时，产生激励电流，激励电流通过短路柱15和背面铜箔121形成闭合回路，从而延长电流路径，拓宽阻抗带宽，使得天线单元100在1710～2170MHz范围内保持较低的驻波比。具体的，馈电柱14高度为0.0480λ～0.0490λ，优选0.0485λ；直径为0.0255λ～0.0260λ，优选0.0259λ。馈电柱14的位置关系到贴片振子132的输入阻抗，本实施方式中馈电柱14与贴片振子132连接处与贴片振子132中心位置的距离L1为0.1615λ～0.1625λ，优选0.1621λ。能够保证输入阻抗在整个频带范围内的实部平坦，趋近50Ω，即常规接头的阻抗，其虚部则趋近于0，使得匹配的电路的设计也较为简单。本实施方式中L1约为25mm。λ为贴片振子132的中心频率的波长。而短路柱15直径则为0.0125λ～0.0130λ，优选0.0129λ。短路柱15与贴片振子132连接处与贴片振子132中心位置的距离L2为0.2250λ～0.2260λ，优选0.2256λ，短路柱15的位置则根据需要拓宽的频点有关，即根据需拓宽频点的电流路径，在适当的位置设置短路柱15。在贴片振子132的中心位置设置有一圆形槽1321，围绕该圆形槽1321，设置有两C形槽，也能够通过改变电流路径，从而增大阻抗带宽，拓宽频带范围。本实施方式中两C形槽和圆形槽1321同心设置，且两C形槽有不同的圆心角，在图4中分别标示为第一C形槽1322和第二C形槽1323。第一C形槽1322的圆心角为270°，第二C形槽1323的圆心角为90°，且两C形槽的宽度相同，两者内圈半径R2为0.1030λ～0.1040λ，优选0.1035λ；外圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线单元，其特征在于，所述天线单元包括：反射板、馈电板、振子基板、贴片振子、馈电柱以及短路柱；其中，所述馈电板设置于所述反射板上，所述振子基板位于所述馈电板上方，所述贴片振子设置于所述振子基板上，所述馈电柱设置于所述贴片振子与所述馈电板之间，所述短路柱设置于所述反射板与所述贴片振子之间。

【技术特征摘要】
1.一种天线单元，其特征在于，所述天线单元包括：反射板、馈电板、振子基板、贴片振子、馈电柱以及短路柱；其中，所述馈电板设置于所述反射板上，所述振子基板位于所述馈电板上方，所述贴片振子设置于所述振子基板上，所述馈电柱设置于所述贴片振子与所述馈电板之间，所述短路柱设置于所述反射板与所述贴片振子之间。2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述贴片振子其中心位置设置有一圆形槽，围绕所述圆形槽设置有两C形槽。3.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述圆形槽的半径为0.0770λ～0.0780λ，所述C形槽内圈的半径为0.1030λ～0.1040λ，所述C形槽外圈的半径为0.1160λ～0.1170λ，所述λ为所述贴片振子所产生的中心频率的波长。4.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述贴片振子为矩形，其四个边均设置有矩形槽。5.根据权利要求1所述的天线单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪常娥，谭想，彭猛，吴中林，刘木林，
申请(专利权)人：广东通宇通讯股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44