一种5G小型化宽带单极子天线制造技术

本发明专利技术公开了一种5G小型化宽带单极子天线，包括位于上层的辐射单元、位于中间层的介质基板和位于下层的阶梯型寄生单元，所述辐射单元由三枝节的单极子天线和外部延伸用金属片组成，所述单极子天线的两侧均开设有L形槽缝，通过两组L形槽缝的设置，所述单极子天线上形成了第一枝节、第二枝节和第三枝节，所述单极子天线上还设置有馈电口，本发明专利技术减小印刷单极子天线的尺寸，增加车载天线的空间利用率，便于集成其他天线单元的高度仅为49mm，宽度为24mm；减小印刷单极子天线的尺寸，增加车载天线的空间利用率，便于集成其他天线单元的高度仅为49mm，宽度为24mm；在小尺寸的结构下，仍然能够达到高增益，克服了现有技术中天线增益低的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种5G小型化宽带单极子天线


[0001]本专利技术涉及单极子天线
，具体为一种5G小型化宽带单极子天线。

技术介绍

[0002]随着娱乐功能和驾驶功能需求的增加，汽车上面的电子设备越来越多，集成在汽车上面的天线也是越来越多，车载天线可用的空间也随之越来越少。同时多媒体信息的传递带宽需求越来越高。传统单极子天线由于体积过大无法集成到汽车上，印刷单极子天线将传统的单极子天线印刷在介质基板上，存在宽带窄以及尺寸大的缺点。通信车载天线目前现有的结构包括：印制在鲨鱼鳍壳表面形式；三维立体结构形式；介质基板印刷形式。但这些天线大多数存在着覆盖频率段窄，尺寸大，制作成本高的问题。
[0003]传统单极子天线，因为要实现频率全覆盖，天线的长短和波长成正比，和频率成反比，频率越高，波长越短，天线也就可以做得越短，导致要实现低频段698
‑
960MHz的谐振，物理尺寸则需要巨大的空间，实际应用中为了达到需要的性能，需要对印刷单极子天线进行变形，即改变辐射贴片，主要有两种变形措施：切割和加载。
[0004]1、申请号为201910797039.3，申请公布号为CN110518347A的专利文献中公开了一种适用5G通信的具有谐振枝节的双频印刷单极子天线。天线由金属地板、介质基板、微带线馈线以及印刷在介质基板上的辐射单元和接地平面组成。运用了多个枝节，添加缝隙结构来实现多频化(多个谐振频率)，但存在着带宽较窄，无法覆盖部分5G频段，且高度达到75mm。因此限制了一些低剖面运用场景的使用；
[0005]2、申请号为201910796216.6，申请公布号为CN110474157A申请的专利文献中公开了一种移动通信频段印刷单极子天线。天线包括金属地板、介质基板以及印刷在介质基板上的辐射单元，辐射单元包括相互连通的T形微带线辐射单元和锥型微带线辐射单元，介质基板、T形微带线辐射单元和锥型微带线辐射单元构成平面天线。使用多个枝节来实现多频化，同样存在着带宽较窄，无法覆盖部分5G频段，且高度达到75mm的，宽度达到65mm。尺寸过大导致安装在汽车车顶较为困难。且增益过低，因此我们需要提出一种5G小型化宽带单极子天线。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种5G小型化宽带单极子天线，减小印刷单极子天线的尺寸，增加车载天线的空间利用率，便于集成其他天线单元的高度仅为49mm，宽度为24mm；减小印刷单极子天线的尺寸，增加车载天线的空间利用率，便于集成其他天线单元的高度仅为49mm，宽度为24mm；在小尺寸的结构下，仍然能够达到高增益，克服了现有技术中天线增益低的技术问题，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种5G小型化宽带单极子天线，包括位于上层的辐射单元、位于中间层的介质基板和位于下层的阶梯型寄生单元，所述辐射单元由三枝节的单极子天线和外部延伸用金属片组成，所述单极子天线的两侧均开设有L形
槽缝，通过两组L形槽缝的设置，所述单极子天线上形成了第一枝节、第二枝节和第三枝节，所述单极子天线上还设置有馈电口，所述馈电口采用渐进式结构的轮廓，可更好的输入阻抗匹配，所述阶梯型寄生单元和辐射单元产生电磁耦合，即阶梯型寄生单元和辐射单元构成电容的正负极，使得单极子天线能在高频段(3300
‑
6000MHz)产生谐振，所述外部延伸用金属片设置为铁片，所述外部延伸用金属片安装在介质基板上，所述外部延伸用金属片上设置有135
°
的弯折部，所述弯折部可延长第二枝节的电流路径，使得单极子天线能在低频段(689
‑
960MHz)产生谐振。
[0008]优选的，在1.7GHz以上的高频率下，所述馈电口的输入阻抗匹配效果更佳明显。
[0009]优选的，所述单极子天线分别在1.1GHz、1.72GHz、3.2GHz和4.88GHz 处产生谐振。
[0010]优选的，所述第一枝节和第三枝节呈左右对称设置，所述第一枝节和第三枝节之间的T形枝节的末端右侧开设一个矩形区域形成第二枝节。
[0011]优选的，所述介质基板上开设有长方形槽，所述外部延伸用金属片嵌设在长方形槽的内部。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0013]1、本专利技术减小印刷单极子天线的尺寸，增加车载天线的空间利用率，便于集成其他天线单元的高度仅为49mm，宽度为24mm；
[0014]2、本专利技术设计天线结构，实现天线频率覆盖698
‑
960MHz；1710
‑
6000MHz。馈电端口采用渐进式结构，有利于阻抗匹配(匹配了才能做到将能量最大的辐射出去)。背部寄生单元耦合形成天线高频段(谐振频率较高的频带)；
[0015]3、本专利技术在小尺寸的结构下，仍然能够达到高增益，克服了现有技术中天线增益低的技术问题。
附图说明
[0016]图1为本专利技术单极子天线和阶梯型寄生单元的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术单极子天线和外部延伸用金属片的结构示意图；
[0018]图3为天线S11测试图之一；
[0019]图4为天线S11测试图之二；
[0020]图5为天线在917MHz处XOY辐射方向图；
[0021]图6为天线在2650MHz处XOY辐射方向图；
[0022]图7为天线在3770MHz处XOY辐射方向图；
[0023]图8为天线在5000MHz处XOY辐射方向图；
[0024]图9为天线在917MHz处XOZ辐射方向图；
[0025]图10为天线在2650MHz处XOZ辐射方向图；
[0026]图11为天线在3770MHz处XOZ辐射方向图；
[0027]图12为天线在5000MHz处XOZ辐射方向图；
[0028]图13为天线在917MHz处YOZ辐射方向图；
[0029]图14为天线在2650MHz处YOZ辐射方向图；
[0030]图15为天线在3770MHz处YOZ辐射方向图；
[0031]图16为天线的具体尺寸图；
[0032]图17为天线正视图。
[0033]图中：1、第一枝节；2、第二枝节；3、第三枝节；4、外部延伸用金属片；5、馈电口；6、阶梯型寄生单元；7、L形槽缝。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]在不同附图中以相同标号来标示相同或类似组件；另外请了解文中诸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“端”、“部”、“段”、“宽度”、“厚度”、“区”等等及类似用语仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G小型化宽带单极子天线，包括位于上层的辐射单元、位于中间层的介质基板和位于下层的阶梯型寄生单元(6)，其特征在于：所述辐射单元由三枝节的单极子天线和外部延伸用金属片(4)组成，所述单极子天线的两侧均开设有L形槽缝(7)，通过两组L形槽缝(7)的设置，所述单极子天线上形成了第一枝节(1)、第二枝节(2)和第三枝节(3)，所述单极子天线上还设置有馈电口(5)，所述馈电口(5)采用渐进式结构的轮廓，可更好的输入阻抗匹配，所述阶梯型寄生单元(6)和辐射单元产生电磁耦合，即阶梯型寄生单元(6)和辐射单元构成电容的正负极，使得单极子天线能在高频段(3300
‑
6000MHz)产生谐振，所述外部延伸用金属片(4)设置为铁片，所述外部延伸用金属片(4)安装在介质基板上，所述外部延伸用金属片(4)上设置有135
°
的弯折部，所述弯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翰鑫，周永宏，陈方园，侯曦，陈郅昊，
申请(专利权)人：西华师范大学，
类型：发明
国别省市：