[发明专利]一款“工”字型宽带高增益5G毫米波天线阵列及制备方法

说明书

本发明提出一款“工”字型宽带高增益5G毫米波天线阵列及制备方法，所述天线阵列包括以行列阵列方式贴附于基片上表面的多个天线贴片，天线贴片表面一侧以工字型槽形成用于拓展天线工作带宽的缝隙结构，工字型槽的横向沟槽方向为天线阵列横向，工字型槽的竖向沟槽方向为天线阵列的纵向；天线贴片表面的另一侧设有用于馈电的同轴馈电电缆，同轴馈电电缆内芯与天线贴片的连接点位于工字型槽的横向旁侧；基片下表面设有接地结构；本发明具有高增益和较宽的工作带宽。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其是一款“工”字型宽带高增益5G毫米波天线阵列及制备方法。

背景技术

随着移动通信系统的代际发展与通信技术的革新，对蜂窝数据的需求一直在以惊人的速度增长，保守估计流量从40%同比增长到70%。

毫米波技术是当前5G通信系统的核心技术之一，成为众多学者的研究重点，可应用于移动终端、可穿戴设备、车联网等诸多领域。5G对天线系统有着高增益、宽频带的要求，如何设计性能更好的高增益宽频带的5G毫米波天线，是一个重要的研究方向。

发明内容

本发明提出一款“工”字型宽带高增益5G毫米波天线阵列及制备方法，具有高增益和较宽的工作带宽。

本发明采用以下技术方案。

一款“工”字型宽带高增益5G毫米波天线阵列，所述天线阵列包括以行列阵列方式贴附于基片上表面的多个天线贴片，天线贴片表面一侧以工字型槽形成用于拓展天线工作带宽的缝隙结构，工字型槽的横向沟槽方向为天线阵列横向，工字型槽的竖向沟槽方向为天线阵列的纵向；天线贴片表面的另一侧设有用于馈电的同轴馈电电缆，同轴馈电电缆内芯与天线贴片的连接点位于工字型槽的横向旁侧；基片下表面设有接地结构。

所述天线贴片在基片上表面按2行×4列布局排列形成线性的8元天线阵列。

所述工字型槽的横向沟槽、竖向沟槽的宽度均为Wa，值为0.1mm；工字型槽的横向沟槽长度为la，la的值为1.2mm，竖向沟槽长度为lb，lb的值为1mm；

天线贴片为正方形，其横向长度为L，值为2.45mm，其竖向长度为W，值为2.45mm；

同轴馈电电缆内芯与天线贴片的连接点跟天线贴片中央位置的间距为d，值为0.75mm；

同轴馈电电缆内芯的半径为r1，值为0.1mm，同轴馈电电缆的半径为r2，值为0.23mm；所述基片的厚度为h，值为1mm。

所述基片为Rogers RO4350基片。

所述8元天线阵列为定向天线，具有15.1dB的增益，其在xoz平面的3dB波束宽度为51°，在yoz平面的3dB波束宽度为20°。

所述天线贴片的中心工作频率为26GHz，其-10dB工作带宽为2.7GHz，增益为6.50dB，电压驻波比VSWR小于2，且能够覆盖整个工作频段，在xoz平面的3dB波束宽度为93˚，在yoz平面的3dB波束宽带为89˚。

一款“工”字型宽带高增益5G毫米波天线阵列的制备方法，用于以上所述的“工”字型宽带高增益5G毫米波天线阵列，所述工字型槽为穿透天线贴片的通槽，通过对天线贴片的蚀刻加工来制备。

本发明设计的天线阵列结构紧凑，具有宽频带、高增益、高隔离度、低副瓣等优点，其工作带宽能够覆盖我国5G毫米波(24.75GHz到27.5GHz)频段，天线阵列适合于5G移动通信系统。

本发明中，通过在天线贴片单元上面蚀刻“工”字型开槽以拓宽天线带宽和提高增益，实现了单元工作带宽和增益显著提升，具有更好的辐射特性，本发明构造简单，能满足天线小型化的发展需求，本发明由天线单元组成的天线阵列结构紧凑，实现了宽频带、高增益、高隔离度以及低副瓣，能应用于5G移动终端。

附图说明