一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线，包括介质板，介质板上有多个按对数周期排列的印刷振子，每一个印刷振子的末端处设有一个洞穿印刷介质版的小孔，每一个小孔中插有一根金属振子；所述印刷振子的长度均进行了缩减，且缩短的尺寸随着印刷振子阶数的增加而按照一定的比例减小，金属振子的长度与印刷振子缩减的尺寸一致，且按照与印刷振子相同的对数周期排列，印刷振子和金属振子共同组成了新的天线振子，由最初的平面印刷介质板变成印刷介质板与空气加载共存的形式。本实用新型专利技术同时缩减印刷介质板的长度与宽度，并能极大保留天线的电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线
本技术涉及5G通信领域，尤其是一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线。
技术介绍
目前，5G网络部署成为新基建的热点，5G的通信频段包含FR1的450MHz到6GHz和FR2的24GHz到52GHz，如果想即保持一定的天线增益又能同时覆盖5G的全频段，对数周期天线无疑是最好的选择。公知的印刷对数周期天线是一种与频段无关的天线，即宽带天线，它由若干个对称振子组成。在一定的增益条件下，想保持较宽的带宽，就必须要牺牲掉天线的尺寸，致使天线尺寸过大而不易安装使用。印刷对数周期天线的尺寸由4个参数来决定：最小频率工作波长、最高频率工作波长、间距因子和比例因子。天线的振子的臂长、臂宽，振子的间距均由以上4个参数决定，且随着振子数量的增多，振子臂长、臂宽随着比例因子逐渐缩短，振子的间距随着间距因子逐渐缩短。对于给定的频率范围，最小频率工作波长和最高频率工作波长是固定的，只能通过将印刷振子进行弯折来缩短印刷介质板的宽度，但并不能缩减印刷介质版的长度；对于比例因子和间距因子来说，如果二者取值较小，会影响天线的辐射性能。故传统的缩减尺寸的方法无法同时兼顾到天线的电性能和尺寸。
技术实现思路
为了克服现有的印刷5G全频段对数周期天线尺寸过大的问题，本技术创造提供一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线，其不仅能大大缩减印刷介质版的长度和宽度，还能使天线的电性能得到较好的保留。本技术采用如下技术方案：一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线，包括介质板，介质板上有多个按对数周期排列的印刷振子，每一个印刷振子的末端处设有一个洞穿印刷介质版的小孔，每一个小孔中插有一根金属振子；所述印刷振子的长度均进行了缩减，且缩短的尺寸随着印刷振子阶数的增加而按照一定的比例减小，金属振子的长度与印刷振子缩减的尺寸一致，且按照与印刷振子相同的对数周期排列，印刷振子和金属振子共同组成了新的天线振子，由最初的平面印刷介质板变成印刷介质板与空气加载共存的形式。进一步地，金属振子的长度弥补被缩减的印刷振子的长度，天线振子总长度不变的情况下，缩减了印刷介质板上的印刷振子长度，减小了印刷板的宽度；印刷振子之间的间距与印刷振子长度有关，印刷介质板上印刷振子长度的缩减，使印刷振子之间的间距缩减，进而减小了印刷介质板的长度。进一步地，所述介质板呈梯形，介质板的上层和下层平行印刷有尺寸相同的上层集合线、下层集合线，上层集合线、下层集合线的左端与介质板的顶边持平作为馈电点，右端与距离介质板的底边留有一定距离。进一步地，所述上层集合线、下层集合线的最右端留有通孔，通孔贯穿介质板，其高度与介质板的厚度一致，直径与上层集合线一致，通孔内嵌有一铝制实心圆柱将上层集合线、下层集合线连接。进一步地，所述印刷振子和金属振子上下左右交错排布在介质板上层和下层及上层集合线、下层集合线的左侧和右侧。进一步地，所述介质板上层的印刷振子与介质板上层的集合线连接，介质板下层的印刷振子与介质板下层的集合线连接。进一步地，所述位于同一水平线上分别连接上层集合线、下层集合线的印刷振子尺寸相同，其分别连接的金属振子尺寸相同。进一步地，所述不同水平线上相邻印刷振子之间的比例为定值且称为比例因子；其所连接的金属振子之间的比例为定值且称为比例因子。更进一步地，所述小孔内沉铜并均贯穿介质板，且插在小孔内的金属振子为铝制的金属振子，金属振子的直径和与之对应的印刷振子一致。采用如上技术方案取得的有益技术效果为：加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线的金属振子的长度弥补被缩减的印刷振子的长度，天线振子总长度不变的情况下，缩减了印刷介质板上的印刷振子长度，减小了印刷板的宽度；印刷振子之间的间距与印刷振子长度有关，印刷介质板上印刷振子长度的缩减，使印刷振子之间的间距缩减，进而减小了印刷介质板的长度。改进后还能使天线的电性能得到较好的保留。附图说明图1为加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线俯视图。图2为加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线侧视图。图3为加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线立体图。图4为τ和σ的取值对应曲线图。图中，1、介质板，2、上层集合线；3、印刷振子一，4、印刷振子四，5、印刷振子五，6、印刷振子八，7、印刷振子九，8、印刷振子十二，9、印刷振子十三，10、印刷振子二，11、印刷振子三，12、印刷振子六，13、印刷振子七，14、印刷振子十，15、印刷振子十一，16、印刷振子十四；17、金属振子一，18、金属振子四，19、金属振子五，20、金属阵子八，21、金属阵子九，22、金属阵子十二，23、金属阵子十三，24、金属振子二，25、金属振子三，26、金属阵子六，27、金属阵子七，28、金属阵子十，29、金属阵子十一，30、金属阵子十四；31、通孔，32、下层集合线。具体实施方式结合附图1至4对本技术的具体实施方式做进一步说明：一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线，包括介质板，介质板上有多个按对数周期排列的印刷振子。对印刷对数周期天线的每一个印刷振子都进行缩短，且缩短的尺寸随着印刷振子阶数的增加而按照一定的比例减小，这个比例与对数周期天线的比例因子一致。在每一个印刷振子的末端处打一个小孔洞穿印刷介质板，每个小孔的直径与它的印刷振子的宽度一致，然后在每一个小孔中插入一根金属振子，金属振子的直径与小孔一致，长度与印刷振子缩减的尺寸一致，且按照与印刷振子相同的对数周期排列，这样，印刷振子和金属振子共同组成了新的天线振子。以加载金属振子的形式来弥补被缩减的印刷振子的长度，这样，可以在保证天线振子总长度不变的情况下，缩减了印刷介质板上的印刷振子长度，这样就减小了印刷板的宽度。同时，因为印刷振子之间的间距与印刷振子长度有关，印刷介质板上印刷振子长度的缩减，导致了印刷振子之间的间距的缩减，进而减小了印刷介质板的长度。这使得天线由最初的平面印刷介质板变成印刷介质板与空气加载共存的形式。印刷振子的长度采用如下计算公式：Ln+1＝Ln·τ(1)Ln为第n个振子的长度，τ为比例因子；印刷振子之间的间距采用如下计算公式：Dn＝2·Ln·σ(2)Dn为第n个振子与前一个振子的间距，Ln为第n个振子的长度，σ为间距因子；所述印刷振子的宽度采用如下计算公式：Wn+1＝Wn·τ(3)Wn为第n个振子的宽度，τ为比例因子。以空气加载为例，频段在1GHz到3GHz的体现，其最长的振子计算公式如下：L＝C/F(4)其中，L是振子的长度，C是光速F是频率，所以最长振子L1＝300mm，最短振子Ln＝100mm。根据印刷振子的长度计算公式(1)Ln+1＝Ln·τ，这里比例因子τ取值为0.8，即：L1＝300mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线，其特征在于，包括介质板，介质板上有多个按对数周期排列的印刷振子，每一个印刷振子的末端处设有一个洞穿印刷介质版的小孔，每一个小孔中插有一根金属振子；/n所述印刷振子的长度均进行了缩减，且缩短的尺寸随着印刷振子阶数的增加而按照比例减小，金属振子的长度与印刷振子缩减的尺寸一致，且按照与印刷振子相同的对数周期排列，印刷振子和金属振子共同组成了新的天线振子，由最初的平面印刷介质板变成印刷介质板与空气加载共存的形式。/n

【技术特征摘要】
1.一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线，其特征在于，包括介质板，介质板上有多个按对数周期排列的印刷振子，每一个印刷振子的末端处设有一个洞穿印刷介质版的小孔，每一个小孔中插有一根金属振子；
所述印刷振子的长度均进行了缩减，且缩短的尺寸随着印刷振子阶数的增加而按照比例减小，金属振子的长度与印刷振子缩减的尺寸一致，且按照与印刷振子相同的对数周期排列，印刷振子和金属振子共同组成了新的天线振子，由最初的平面印刷介质板变成印刷介质板与空气加载共存的形式。


2.根据权利要求1所述的一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线，其特征在于，所述金属振子的长度弥补被缩减的印刷振子的长度，天线振子总长度不变的情况下，缩减了印刷介质板上的印刷振子长度，减小了印刷板的宽度；
印刷振子之间的间距与印刷振子长度有关，印刷介质板上印刷振子长度的缩减，使印刷振子之间的间距缩减，进而减小了印刷介质板的长度。


3.根据权利要求2所述的一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线，其特征在于，所述印刷振子的长度采用如下计算公式：
Ln+1＝Ln·τ(1)
Ln为第n个振子的长度，τ为比例因子；
印刷振子之间的间距采用如下计算公式：
Dn＝2·Ln·σ(2)
Dn为第n个振子与前一个振子的间距，Ln为第n个振子的长度，σ为间距因子；
所述印刷振子的宽度采用如下计算公式：
Wn+1＝Wn·τ(3)
Wn为第n个振子的宽度，τ为比例因子。


4.根据权利要求1所述的一种加载金属振子的5G全频段印刷对数周期天线，其特征在于，所述介质板呈梯形，介质板的上层和下...

【专利技术属性】
技术研发人员：于照成，关琦，
申请(专利权)人：山东华箭科工创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37