宽频多谐振5G天线系统及基站技术方案

本发明专利技术公开了一种宽频多谐振5G天线系统及基站，天线系统包括接地板和天线单元，天线单元包括基板、辐射组件和馈电组件，辐射组件设置于所述基板靠近接地板的一侧面上，辐射组件包括两个的天线辐射组，其中一个的所述天线辐射组的对称轴相对于另一个的天线辐射组的对称轴呈90°夹角设置，馈电组件包括十字形的第一馈电结构和十字形的第二馈电结构。天线单元可以覆盖2.5～5GHz的所有频段，具有平面化、宽频和增益稳定的特点，天线单元之间的隔离度好且其结构简单，制作成本低。

Broadband Multi-Resonance 5G Antenna System and Base Station

【技术实现步骤摘要】
宽频多谐振5G天线系统及基站
本专利技术涉及5G通信
，尤其涉及一种宽频多谐振5G天线系统及基站。
技术介绍
随着无线通信技术的快速发展，第五代(5G)无线通信系统将在2020年商业化。5G无线通信系统将使用下面两个不同的主要频段：6GHz以下和6GHz以上的毫米波频段。由于6GHz以下(sub-6GHz)具有覆盖区域广和技术成熟的优点，所以6GHz以下的5G系统将被优先使用。从sub-6GHz需要覆盖的频率范围方面讲，3GPP公布了5GSub-6GHz的三个频段为：N77为3.3～4.2GHz，N78为3.3～3.8GHz以及N79为4.4～5.0GHz。各国可以根据具体情况在上述三个频段中选取各自要使用的具体频段。例如，韩国将使用3.4～3.6GHz频段；日本将使用3.6～4.2GHz频段；中国将使用3.3～3.4GHz、3.4～3.6GHz和4.8～5.0GHz三个频段。此外，中国移动将把2.515～2.675GHz频段纳入其5G的工作频段之中。因此，中国sub-6GHz的5G基站振子天线需覆盖2.5～5.0GHz频段。而5G基站应用场景多样化，许多场合对5G基站天线振子的结构尺寸要求越来越高，因此如何设计出平面化的振子天线是5G基站天线系统设计中要面临的一个挑战。而5GMIMO天线系统中面临的另外一个挑战是如何设计出宽频的振子天线，使其能够完全覆盖2.5～5.0GHz频段。此外，在满足上述平面化和宽频的情况下，如何得到较好的隔离度(比如优于20dB)的基站天线系统也将是基站振子天线设计中面临的另外一个挑战。到目前为止，虽然存在很多5G基站振子天线的设计，但大多数的带宽太窄。比如，公开号为CN207398340U中国技术专利公开了一种3.5G基站天线辐射单元，其工作频率在3.3～3.6GHz，只有0.3GHz的带宽；公开号为CN109037934A的中国专利公开了一种基于两单元的5G双频MIMO天线，其天线工作频段分别为3.3～3.6GHz及4.8～5.0GHz，而2.5～3.3GHz及3.6～4.8GHz的频段无法覆盖。因此，为了实现5G天线系统的宽频和平面化要求，有必要设计出一种能覆盖整个2.5～5.0GHz频段的平面振子天线。再有，如上所述，基站天线系统面临的另外一个问题是如何减少天线之间的隔离度。降低天线之间的隔离度的问题已经被广泛地研究和讨论过，比如通过在天线下方加入人工磁导体、在相邻两个天线振子单元之间加入隔离条以及使用隔离网络等。无论使用上述哪种设计，都会增加天线振子的复杂程度和设计的难度，同时还会为后期的调试增加难度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种宽频多谐振5G天线系统及基站，能覆盖2.5～5GHz的所有频段。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种宽频多谐振5G天线系统，包括接地板和至少一个的天线单元，所述天线单元设置于所述接地板上，所述天线单元包括基板、辐射组件和馈电组件，所述辐射组件设置于所述基板靠近接地板的一侧面上，所述辐射组件包括两个的天线辐射组，其中一个的所述天线辐射组的对称轴相对于另一个的天线辐射组的对称轴呈90°夹角设置，所述天线辐射组包括两个的天线辐射单元，两个的所述天线辐射单元对应设置，所述天线辐射单元包括第一辐射体和环形的第二辐射体，所述第一辐射体设置于所述第二辐射体内且所述第一辐射体与第二辐射体固定连接；所述馈电组件包括十字形的第一馈电结构和十字形的第二馈电结构，所述第一馈电结构设置于所述基板远离接地板的一侧面上，且所述第一馈电结构与其中一个的天线辐射组对应设置，所述第二馈电结构包括第一馈电部、连接部和第二馈电部，所述第一馈电部和第二馈电部均设置于所述基板远离接地板的一侧面上且与另一个的所述天线辐射组对应设置，所述连接部设置于所述基板靠近接地板的一侧面上，所述连接部分别与所述第一馈电部和第二馈电部电气连接。进一步的，还包括支撑组件，所述天线单元通过所述支撑组件设置于所述接地板上。进一步的，所述基板相对于所述接地板平行设置，且所述基板与所述接地板之间的距离为22～24mm。进一步的，还包括同轴电缆，所述同轴电缆的外导体与所述第二辐射体连接，所述同轴电缆的内导体与所述馈电组件连接。进一步的，所述第二辐射体相对于所述第一馈电结构或第二馈电结构为轴对称结构。进一步的，所述第二辐射体的形状为多边形，所述多边形的边数大于或等于4。进一步的，所述第一辐射体的形状为正多边形，所述正多边形的边数为大于或等于3。进一步的，所述第一辐射体靠近馈电组件设置，所述第二辐射体远离馈电组件的一端设有第一凸起部。进一步的，相邻两个天线辐射单元之间设有缝隙，所述缝隙的宽度值为0.8～1.2mm。本专利技术采用的另一技术方案为：一种基站，包括所述的宽频多谐振5G天线系统。本专利技术的有益效果在于：天线单元可以覆盖2.5～5GHz的所有频段，具有平面化、宽频和增益稳定的特点，且其结构简单，制作成本低。应用于基站时，天线单元之间的隔离度好。附图说明图1为本专利技术实施例一的基站的结构示意图；图2为本专利技术实施例一的天线单元的整体结构示意图；图3为本专利技术实施例一的天线单元的部分结构示意图；图4为本专利技术实施例一的天线单元的部分结构示意图；图5为天线单元中未设置第一辐射体的结构示意图；图6为天线单元中未设置第一凸起部、第一辐射体以及馈电组件为T字形的结构示意图；图7为图5和图6中的天线单元的S11对比结果；图8为图2中的天线单元的S-参数图；图9为图2中的天线单元的主轴增益随频率的变化曲线；图10为天线单元在谐振频率2.70GHz的电流分布图(+45度极化)；图11为天线单元在谐振频率3.84GHz的电流分布图(+45度极化)；图12为天线单元在谐振频率4.92GHz的电流分布图(+45度极化)；图13为图2中的天线单元主轴方向的增益方向图；图14为图1中的天线系统的E-面辐射方向图(无下倾角)；图15为图1中的天线系统的H-面辐射方向图(无下倾角)。标号说明：1、天线单元；11、基板；12、天线辐射单元；121、第一辐射体；122、第二辐射体；123、第一凸起部；13、第一馈电结构；14、第二馈电结构；141、第一馈电部；142、连接部；143、第二馈电部；144、金属柱；2、接地板；3、隔离板；4、同轴电缆；5、支撑组件；6、缝隙。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：天线辐射单元包括第一辐射体和环形的第二辐射体，所述第一辐射体设置于所述第二辐射体内且所述第一辐射体与第二辐射体固定连接；馈电组件包括十字形的第一馈电结构和十字形的第二馈电结构，可以覆盖2.5～5GHz的所有频段。请参照图2至图4，一种宽频多谐振5G天线系统，包括接地板2和至少一个的天线单元1，所述天线单元1设置于所述接地板2上，所述天线单元1包括基板11、辐射组件和馈电组件，所述辐射组件设置于所述基板11靠近接地板2的一侧面上，所述辐射组件包括两个的天线辐射组，其中一个的所述天线辐射组的对称轴相对于另一个的天线辐射组的对称轴呈90°夹角设置，所述天线辐射组包括两个的天线辐射单元12，两个的所述天线辐射单元12对应设置，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽频多谐振5G天线系统，包括接地板和至少一个的天线单元，所述天线单元设置于所述接地板上，所述天线单元包括基板、辐射组件和馈电组件，其特征在于，所述辐射组件设置于所述基板靠近接地板的一侧面上，所述辐射组件包括两个的天线辐射组，其中一个的所述天线辐射组的对称轴相对于另一个的天线辐射组的对称轴呈90°夹角设置，所述天线辐射组包括两个的天线辐射单元，两个的所述天线辐射单元对应设置，所述天线辐射单元包括第一辐射体和环形的第二辐射体，所述第一辐射体设置于所述第二辐射体内且所述第一辐射体与第二辐射体固定连接；所述馈电组件包括十字形的第一馈电结构和十字形的第二馈电结构，所述第一馈电结构设置于所述基板远离接地板的一侧面上，且所述第一馈电结构与其中一个的天线辐射组对应设置，所述第二馈电结构包括第一馈电部、连接部和第二馈电部，所述第一馈电部和第二馈电部均设置于所述基板远离接地板的一侧面上且与另一个的所述天线辐射组对应设置，所述连接部设置于所述基板靠近接地板的一侧面上，所述连接部分别与所述第一馈电部和第二馈电部电气连接。

【技术特征摘要】
1.一种宽频多谐振5G天线系统，包括接地板和至少一个的天线单元，所述天线单元设置于所述接地板上，所述天线单元包括基板、辐射组件和馈电组件，其特征在于，所述辐射组件设置于所述基板靠近接地板的一侧面上，所述辐射组件包括两个的天线辐射组，其中一个的所述天线辐射组的对称轴相对于另一个的天线辐射组的对称轴呈90°夹角设置，所述天线辐射组包括两个的天线辐射单元，两个的所述天线辐射单元对应设置，所述天线辐射单元包括第一辐射体和环形的第二辐射体，所述第一辐射体设置于所述第二辐射体内且所述第一辐射体与第二辐射体固定连接；所述馈电组件包括十字形的第一馈电结构和十字形的第二馈电结构，所述第一馈电结构设置于所述基板远离接地板的一侧面上，且所述第一馈电结构与其中一个的天线辐射组对应设置，所述第二馈电结构包括第一馈电部、连接部和第二馈电部，所述第一馈电部和第二馈电部均设置于所述基板远离接地板的一侧面上且与另一个的所述天线辐射组对应设置，所述连接部设置于所述基板靠近接地板的一侧面上，所述连接部分别与所述第一馈电部和第二馈电部电气连接。2.根据权利要求1所述的宽频多谐振5G天线系统，其特征在于，还包括支撑组件，所述天线单元通过所述支撑组件设置于所述接...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟炳光，赵安平，
申请(专利权)人：深圳市信维通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44