一种面向制造技术

本发明专利技术属于微波通信技术领域，具体涉及一种面向

【技术实现步骤摘要】
一种面向5G双频段覆盖的PIFA天线


[0001]本专利技术属于微波通信
，具体涉及一种面向
5G
双频段覆盖的
PIFA
天线
。

技术介绍

[0002]5G
对信息传输速率的要求大幅提高，需要拥有更宽的绝对带宽作为支撑
。N78
频段是中国电信
、
中国联通的
5G
主力频段，频段范围为
3.4GHz
‑
3.6GHz。N79
频段则是中国移动的
5G
主力频段，频段范围为
4.8GHz
‑
5GHz。
目前，业界所提出的微波双频段天线主要分为两类且存在局限性：第一种是通过在单个谐振器中激发双
/
多个工作模式的方式实现双频段覆盖，但是由于难以激发三个及以上模式并同时实现模式的灵活调控，往往导致天线带宽过窄，无法实现频段的全覆盖；第二种方法是通过使用多谐振器结构提供多个谐振模式实现双频段覆盖，但是该设计一般具有较复杂的结构，不利于终端设备应用
。
[0003]在众多天线中，微带天线凭借重量轻，剖面低，易集成，成本低，结构简单等卓越的性能脱颖而出，被广泛应用于移动通信
、
微波遥感等领域中
,
并取得了显著的效果
。
与传统的微带贴片天线相比，平面倒
F
天线
(Planar InvertedF
‑
shapedAntenna
，
PIFA)
可以被看作是一端短路连接的微带贴片天线，它相比传统的微带贴片天线具有更紧凑的尺寸，但仍有阻抗带宽窄的缺点
。
[0004]在此背景下，就终端天线
而言，设计一款覆盖
N78/N79
双频段且具有小型化和结构简单等优点的天线具有重要的研究意义
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决上述问题，提出了一种面向
5G
双频段覆盖的
PIFA
天线
。
[0006]本专利技术为实现上述专利技术目的，采取的技术方案如下：
[0007]一种面向
5G
双频段覆盖的
PIFA
天线，包括自上而下层叠设置的上表面矩形金属贴片
、
基板及金属地，所述基板贯通设置一排接地通孔且该一排接地通孔阵列设置在上表面矩形金属贴片的一侧下端；所述上表面矩形金属贴片下方设置同轴馈电结构；天线通过同轴馈电结构激发其基模
TM
0.5,0
模式和三个高次模
TM
0.5,1
模式
,TM
0.5,2
模式
,
以及
TM
0.5,3
模式；所述上表面矩形金属贴片沿垂直中心线设置第一缝隙；所述第一缝隙远离接地通孔的一侧开口设置，用于调控
TM
0.5,1
模式和
TM
0.5,3
模式的谐振频率；所述第一缝隙的两侧正交设置一对第二缝隙；所述第二缝隙，用于调控
TM
0.5,0
模式和
TM
0.5,2
模式的谐振频率
。
[0008]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述天线高度为
1.2mm(
～
0.014
λ1@3.5GHz)
；天线平面尺寸为
0.57
λ1×
0.11
λ1(
～
λ1@3.5GHz)。
[0009]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述基板采用的低介电常数介质基板的介电常数为
4.5
，损耗角为
0.0035。
[0010]本专利技术所述的一种面向
5G
双频段覆盖的
PIFA
天线，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0011](1)
本专利技术提供一种兼具小平面尺寸以及低剖面的
5G
双频微带天线的设计；本发
明在
3.4GHz
‑
3.6GHz
实现了两个模式和
4.8GHz
‑
5.0GHz
频段处获得了两个谐振模式，实现了两个
5G
频段的覆盖
。
[0012](2)
本专利技术使用
PIFA
天线设计方案，结构紧凑具有较小的辐射单元平面尺寸，辐射单元平面尺寸为
0.57
λ1×
0.11
λ1(
λ1@3.5GHz)
，在此结构面积下本专利技术提出的天线设计具有结构简单
、
相对较宽的双频段
、
尺寸小
、
剖面低等优点
。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例的天线的立体结构示意图；
[0014]图2为本专利技术实施例的天线的俯视结构示意图；
[0015]图3为本专利技术实施例的天线的侧视结构示意图；
[0016]图4为本专利技术实施例的天线单元的
|S
11
|
和增益仿真结果示意图；
[0017]图5为本专利技术实施例的天线单元的
3.5GHz
处的仿真方向图；
[0018]图6为本专利技术实施例的天线单元的
4.9GHz
处的仿真方向图；
[0019]附图中，1‑
上表面矩形金属贴片；2‑
基板；3‑
金属地；4‑
接地通孔；5‑
同轴馈电结构
。
具体实施方式
[0020]下面结合附图详细的描述本专利技术的作进一步的解释说明，以使本领域的技术人员可以更深入地理解本专利技术并能够实施，但下面通过参考实例仅用于解释本专利技术，不作为本专利技术的限定
。
[0021]如图1‑3所示，一种面向
5G
双频段覆盖的
PIFA
天线，包括自上而下层叠设置的上表面矩形金属贴片
1、
基板2及金属地3，基板2贯通设置一排接地通孔4且该一排接地通孔4阵列设置在上表面矩形金属贴片1的一侧下端；上表面矩形金属贴片1下方设置同轴馈电结构5；天线通过同轴馈电结构5激发其基模
TM
0.5,0
模式和三个高次模
TM
0.5,1
模式
,TM
0.5,2
模式
,
以及
TM
0.5,3
模式；上表面矩形金属贴片1沿垂直中心线设置第一缝隙；第一缝隙远离接地通孔4的一侧开口设置，用于调控
TM
0.5,1
模式和
TM
0.5,3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种面向
5G
双频段覆盖的
PIFA
天线，包括自上而下层叠设置的上表面矩形金属贴片
(1)、
基板
(2)
及金属地
(3)
，其特征在于，所述基板
(2)
贯通设置一排接地通孔
(4)
且该一排接地通孔
(4)
阵列设置在上表面矩形金属贴片
(1)
的一侧下端；所述上表面矩形金属贴片
(1)
下方设置同轴馈电结构
(5)
；天线通过同轴馈电结构
(5)
激发其基模
TM
0.5,0
模式和三个高次模
TM
0.5,1
模式
,TM
0.5,2
模式
,
以及
TM
0.5,3
模式；所述上表面矩形金属贴片
(1)
沿垂直中心线设置第一缝隙；所述第一缝隙远离接地通孔
(4)

【专利技术属性】
技术研发人员：杨汶汶，刘越，陈建新，张艳秋，杨永杰，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：