【技术实现步骤摘要】
5G移动端小型化大频比三频段共孔径天线
[0001]本专利技术属于手机天线
,具体涉及5G移动端小型化大频比三频段共孔径天线。
技术介绍
[0002]近年来,随着智能手机的广泛采用和越来越多宽带应用场景的产生,对蜂窝通信数据速率提出了更高需求,直接激发了第五代移动通信(5G)技术的发展。现在流行的5G系统主要工作在sub
‑
6GHz和毫米波(28GHz)这两个具有大频比的工作频段。与此同时,智能移动设备中预留给天线的空间越来越小,因此,这一发展趋势促使研究人员设计排列紧密,同时支持微波和毫米波波段的集成天线系统。
[0003]此外,日益压缩的天线预留净空间,降低了天线间的隔离度,这就需要在天线间插入各种隔离结构来增大隔离度。传统的解耦结构既包括具有180度相位差的耦合路径结构,如中和线、解耦网络和寄生元件,又包括抑制表面波结构,如超材料。这些解耦虽然结构功能良好,但仍需要额外的空间。与此同时,由于毫米波天线传播损耗严重,为了提高毫米波天线的增益,需要使用多个毫米波天线单元组成阵列,这无疑会占用较大的空间。因此就有了将这两种结构合二为一的研究需求。
[0004]公开号为CN113809518A的专利技术专利提出了一种微波与毫米波大频比共口径天线,此天线尺寸较大,且两层基板间需要有空气层,无法应用于智能移动终端。公开号为CN115000692A的专利技术专利公开了一种大频比单馈双频共口径SIW缝隙天线,虽然结构相对简单存在应用于移动端的可能,但尺寸仍较大,且带宽较窄。公开号为CN1 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.5G移动端小型化大频比三频段共孔径天线,其特征在于,包括矩形介质基板(1a)以及印刷在介质基板(1a)下表面的金属地板(1b),第一共孔径倒F型天线单元(2)、第二共孔径倒F型天线单元(3)以及第一毫米波双面开口谐振环天线单元(4)、第二毫米波双面开口谐振环天线单元(5)、第三毫米波双面开口谐振环天线单元(6)、第四毫米波双面开口谐振环天线单元(7)、第五毫米波双面开口谐振环天线单元(8);其中第一共孔径倒F型天线单元(2)、第二共孔径倒F型天线单元(3)以金属地板(1b)宽边的中线为中心线镜像对称,形成MIMO天线对,工作在3.5和4.9GHz频段;第一毫米波双面开口谐振环天线单元(4)、第二毫米波双面开口谐振环天线单元(5)、第三毫米波双面开口谐振环天线单元(6)、第四毫米波双面开口谐振环天线单元(7)、第五毫米波双面开口谐振环天线单元(8)组成工作在28GHz的毫米波天线阵列,第一毫米波双面开口谐振环天线单元(4)、第二毫米波双面开口谐振环天线单元(5)、第三毫米波双面开口谐振环天线单元(6)设置在第一共孔径倒F型天线单元(2)、第二共孔径倒F型天线单元(3)中间,以增大第一共孔径倒F型天线单元(2)、第二共孔径倒F型天线单元(3)的隔离度。2.根据权利要求1所述的5G移动端小型化大频比三频段共孔径天线,其特征在于,所述介质基板(1a)厚度为0.8mm,长度为150mm,宽度为75mm,所用材质为FR
‑
4,介电常数为4.4。3.根据权利要求1所述的5G移动端小型化大频比三频段共孔径天线,其特征在于,所述金属地板(1b)为有挖孔的矩形金属片,矩形金属片的长度为143mm,宽度为75mm;矩形金属片上挖有第一圆形孔(1ba)、第二圆形孔(1bc)和第一半圆形孔(1bb)、第二半圆形孔(1bd),其分别相对于金属地板(1b)的宽边中线镜像对称;第一圆形孔(1ba)、第二圆形孔(1bc),用于第一共孔径倒F型天线单元(2)、第二共孔径倒F型天线单元(3)低频段和中频段馈电;第一半圆形孔(1bb)、第二半圆形孔(1bd)使第一共孔径倒F型天线单元(2)、第二共孔径倒F型天线单元(3)的第四毫米波双面开口谐振环天线单元(7)、第五毫米波双面开口谐振环天线单元(8)与系统地隔离,提高隔离度并引入低频工作频段;所述第一圆形孔(1ba)的圆心距宽边中线的距离Lp1为13.3mm,距金属地板(1b)上边缘的距离Wp1为0.7mm,半径Rp1为0.6mm;第一半圆形孔(1bc)的圆心距宽边中线的距离Lp2为9.9mm,距金属地板(1b)上边缘的距离Wp2为0.1mm,半径Rp2为1.8mm。4.根据权利要求1所述的5G移动端小型化大频比三频段共孔径天线,其特征在于,所述第二共孔径倒F型天线单元(3)与第一共孔径倒F型天线单元(2)结构相同;所述第一共孔径倒F型天线单元(2)由上层PIFA型金属片(2a)、下层PIFA型金属片(2b)、一条位于介质基板(1a)上方的低频馈电微带线(2c)、一条位于介质基板(1a)上方的高频馈电微带线(2d)、位于介质基板(1a)下方的带圆环形馈电线(2e)以及连接上层PIFA型金属片(2a)与下层PIFA型金属片(2b)的第一金属通孔(2f)、第二金属通孔(2g)组成;上层PIFA型金属片(2a)包括接地分支(2aa)和矩形主辐射条带(2ab),其中接地分支(2aa)的长Lb1为1.6mm,宽Wb1为1.5mm,矩形主辐射条带(2ab)的长Lf为10.5mm,宽Wf为2.4mm;上层PIFA型金属片(2a)还挖有第一矩形孔(2ac),用于中频的阻抗匹配,其长Ls1为0.5mm,宽Ws1为0.4mm;下层PIFA型金属片(2b)为与上层PIFA型金属片(2a)相对于介质基板(1a)上下对称并挖有第二矩形孔(2bc)的结构和一个与之连接的矩形金属条带(2bd)组成,用于中频和高频的阻抗匹配,矩形金属条带(2bd)的长Lb3为0.5mm,宽Wb3为0.2mm;低频馈
电微带线(2c)的长Lb2为2.6mm,宽Wb2为0.5mm;高频馈电微带线(2d)的长Lf21为1.7mm,宽Wf21为0.4mm。5.根据权利要求4所述的5G移动端小型化大频比三频段共孔径天线,其特征在于,所述带圆环形馈电线(2e)由圆形金属片(2ea)和矩形金属条带(2eb)组成,和位于介质基板(1a)上方的高频馈电微带线(2d)共同为第四毫米波双面开口谐振环天线(7)馈电,其中圆形金属片(2ea)的圆心位置与金属地板(1b)上半圆形孔(1bb)位置相同,其半径Rc为1.1mm,矩形金属条带(2eb)的长Lf22为0.61mm,宽Wf22为0.4mm;第一金属通孔(2f)、第二金属通孔(2g)的半径Rvia均为0.15mm,高度为0.8mm,第一金属通孔(2f)圆心的位置距矩形主辐射条带(2ab)左边缘L...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡铭昊,赵兴,朱欣宇,应昊明,李冰莹,黄奇身,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。