一种振子天线的制作方法

本发明涉及天线领域，尤其涉及一种振子天线。

背景技术：

进入5g时代之后，一方面，随着5g网络的频段上移，单基站覆盖能力减弱，导致基站数量增加，天线使用数量大幅提升，预测5g基站总数将是4g基站数量的1.3～1.5倍，同时天线包含振子的数量将大幅提升，从原来的一个天线2-18个振子，提升到64个、128个，更高甚至达到256个，现有技术中采用金属材料制作振子天线会导致重量大幅增加，从而导致成本高、不便于安装等问题；另一方面，5g工作频率越来越高，波长越来越短，对振子的尺寸精度要求越来越高，并且5g通信速率要求更高，传统振子的电性能已经无法满足5g天线的辐射性能要求。

因此，随着5g的发展，传统振子天线的重量、成本和电性能面临着很大的挑战。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提出一种振子天线，提高天线的电性能，满足5g通信技术的需求。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种振子天线，包括：辐射片、馈电网络和基板；

所述辐射片包括4个船形开孔；

所述馈电网络包括2条差分线路和4条l形线路；

所述差分线路将所述l形线路两两组合连接；

所述l形线路一一对应分布在相邻所述船形开孔的连接处的下方；

所述l形线路和所述辐射片相互耦合；

所述馈电网络附着在所述基板的表面；

所述基板和所述辐射片连接。

本发明的有益效果在于：本发明提供的一种振子天线，采用在辐射片上设置船形开孔，通过所述船形开孔的方式可以增加电流路径，从而减小辐射片的面积，降低天线高度和提升带宽，且会减小振子之间的耦合，进而可以提高交叉极化比和提升天线前后比，并配合所述辐射片采用差分l形耦合馈电，能够提高天线的隔离度，以及进一步提高增益、带宽、天线前后比与交叉极化比等天线辐射指标，并能进一步降低天线高度，从而提高了天线的电性能，满足5g通信技术的需求。

附图说明

图1为本发明实施例的一种振子天线的俯视图；

图2为本发明实施例的一种辐射片的俯视图；

图3为本发明实施例的一种馈电网络的俯视图；

图4为本发明实施例的一种振子天线的侧视图；

图5为本发明实施例的一种支撑台的结构示意图；

图6为本发明实施例的一种振子单元组的俯视图；

图7为本发明实施例的一种振子单元组的侧视图。

标号说明：

1、辐射片；2、船形开孔；3、馈电网络；4、差分线路；5、l形线路；6、斜面拉伸结构；7、支撑台；8、热熔柱；9、基板；10、凸起；11、功分网络；12、隔离条。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

文中相关术语的说明如下：

前后比：前后比是指主瓣的最大辐射方向(规定为0°)的功率通量密度与相反方向附近(规定为180°±20°范围内)的最大功率通量密度之比值，它表明了天线对后瓣抑制的好坏，前后比越大，天线的后向辐射(或接收)越小；

交叉极化比：交叉极化比用于描述±45°极化或其他正交极化方式天线的极化纯度，具体定义为主极化分量与交叉极化分量的比，交叉极化比越大，说明从天线能够获得的信号正交性越强，两路信号之间的相关性越小，极化效果越好，因此天线的交叉极化比是评价基站天线优劣的重要指标；

隔离度：隔离度是指一个天线发射信号，通过另一个天线接收的信号与该发射天线信号的比值，隔离度就是为了尽量减少各种干扰对接收机的影响所采取的抑制干扰措施，通常有几种措施，最重要的就是增加空间隔离度，增加空间的距离或者避免方向上和干扰源面对面，再次就是在发射端增加滤波器或者在接收端干扰来的方向上加金属隔离网做屏蔽。

请参照图1-图7，一种振子天线，包括：辐射片、馈电网络和基板；

所述辐射片包括4个船形开孔；

所述馈电网络包括2条差分线路和4条l形线路；

所述差分线路将所述l形线路两两组合连接；

所述l形线路一一对应分布在相邻所述船形开孔的连接处的下方；

所述l形线路和所述辐射片相互耦合；

所述馈电网络附着在所述基板的表面；

所述基板和所述辐射片连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用在辐射片上设置船形开孔，通过所述船形开孔的方式可以增加电流路径，从而减小辐射片的面积，降低天线高度和提升带宽，且会减小振子之间的耦合，进而可以提高交叉极化比和提升天线前后比，并配合所述辐射片采用差分l形耦合馈电，能够提高天线的隔离度，以及进一步提高增益、带宽、天线前后比与交叉极化比等天线辐射指标，并能进一步降低天线高度，从而提高了天线的电性能，满足5g通信技术的需求。

进一步地，所述差分线路将所述l形线路两两组合连接包括：

所述差分线路将位于对角的两个所述l形线路组合连接；

所述差分线路对应的线长相位差为180°；

2条所述差分线路交叉但不相交。

由上述描述可知，通过设置差分线路对应的线长相位差为180°，并采用所述差分线路组合连接位于对角的l形线路，可以通过180°相位差耦合出定向的电流，该处的设计能够很好的提升天线的辐射带宽，以及提高天线的隔离度，相对的提升增益和前后比等天线辐射指标。

进一步地，所述2条所述差分线路交叉但不相交包括：

2条所述差分线路的交叉部分对应的所述基板的部分具有凸起；

所述凸起的内部设有金属化过孔；

其中一条所述差分线路在所述凸起的部分通过所述金属化过孔连接。

由上述描述可知，通过设置差分线路中间交叉部分对应的基板部分具有凸起，其中一条所述差分线路在所述凸起的部分通过金属化过孔连接，可以利用一边极化抬高的方式保证其交叉不相交，该处的设计能够很好的降低生产成本，方便进行自动化生产。

进一步地，所述基板包括支撑台；

所述l形线路附着在所述支撑台的表面；

所述支撑台包括热熔柱；

所述支撑台通过所述热熔柱与所述辐射片固定连接。

由上述描述可知，通过对热熔柱进行热熔后可以达到紧固辐射片的效果，同时能够保证辐射片的高度，并且热熔是能够自动化控制的，一定程度上能够降低人工生产成本。

进一步地，所述支撑台具有斜面拉伸结构。

由上述描述可知，通过设置所述支撑台具有斜面拉伸结构，可以减少所述l形线路在所述支撑板上形成的复杂度，确保模具的可行性和简易性，降低生产成本。

进一步地，所述辐射片的数量为3个；

所述馈电网络和支撑台与所述辐射片一一对应。

进一步地，还包括功分网络；

所述功分网络附着在所述基板的表面；

所述功分网络包括一分三网络；

所述一分三网络和所述差分线路连接。

由上述描述可知，通过设置3个辐射片及与所述多个辐射片对应的3组馈电网络与支撑台，并且通过一分三功分网络将3组馈电网络连接，可以组成振子天线阵列，来补偿5g毫米波在传输过程中的路径损耗，提高天线增益。

进一步地，所述基板为塑料材质；

所述基板一体注塑成型。

由上述描述可知，通过设置所述基板为塑料基板，并且一体成型，基于塑料本身的特点，给天线带来了重量轻、一致性好与集成度高的优良特性。

进一步地，所述功分网络一体成型。

由上述描述可知，通过设置功分网络一体成型，可以减少生产成本，提高生产效率和产能。

进一步地，所述基板的两侧分别设置有预设高度的隔离条。

由上述描述可知，通过在所述基板两侧分别设置有预定高度的隔离条，该处的设计能够在一定程度上提高天线的交叉极化比，提高相邻天线阵列之间的隔离度。

本发明上述振子天线可以应用于任何类型的通信场景，尤其适用于5g场景，比如适用于5g大规模天线阵列来实现massivemimo技术和波束赋型技术，以下通过具体实施方式进行说明：

实施例一

请参照图1-图4，一种振子天线，包括：辐射片1、馈电网络3和基板；

如图2所示，所述辐射片1包括4个船形开孔2；

其中，在保证天线整体性能良好的前提下所述辐射片1采用更为经济的材料，优选地，可以采用低成本的fr4材质的pcb板，为方便装配，如图1所示，适应性地对所述pcb板进行倒角，其中，所述4个船形开孔2围绕所述辐射片1的中心均匀分布，且两两关于所述辐射片1的中心对称；

如图2所示，所述馈电网络3包括2条差分线路4和4条l形线路5；

其中，所述差分线路4将位于对角的2个所述l形线路5组合连接，所述差分线路4对应的线长相位差为180°，2条所述差分线路4分别关于所述辐射片1的中心对称，且在对应所述辐射片1的中心位置垂直交叉但不相交，所述4个船形开孔2一一对应2条所述差分线路4交叉形成的4个象限；

所述l形线路5和所述辐射片1相互耦合；

其中，所述l形线路5一一对应分布在相邻所述船形开孔2的连接处的下方，所述4条l形线路5产生耦合激励，给所述辐射片1馈电，从而实现了正交极化，且差分l形馈电端口关于所述辐射片1的中心对称，提高了端口之间的隔离度；

如图4所示，所述馈电网络3附着在所述基板9的表面；

其中，2条所述差分线路4的交叉部分对应的所述基板9的部分具有凸起10，所述凸起10对应所述辐射片1的中心位置，所述凸起10的内部设有两个金属化过孔，其中一条所述差分线路4在所述凸起10的部分中断，两个中断的断点分别与所述两个金属化过孔一一对应连接，所述两个金属化过孔贯穿所述基板9，并在所述基板9远离所述馈电网络3的一侧通过金属短线连接；

所述基板9和所述辐射片1连接。

实施例二

本实施例在上述实施例一的基础上，对所述基板9和所述辐射片1连接的方式进行了进一步限定；

请参照图4和图5，所述基板9包括支撑台7；

所述支撑台7包括热熔柱8；

所述支撑台7通过所述热熔柱8与所述辐射片1固定连接；

其中，所述辐射片1上设有与所述热熔柱8对应的通孔，所述热熔柱8贯穿所述通孔，通过对所述热熔柱8进行热熔可以紧固辐射片1，能够保证辐射片1的高度，并且热熔是能够自动化控制的，一定程度上能够降低人工生产成本；

所述基板9为塑料材质，且为一体注塑成型；

所述馈电网络3通过电镀、镭雕等方式加工后附着在所述塑料基板9的表面；

其中，所述l形线路5通过电镀、镭雕等方式加工后附着在所述支撑台7的表面，所述支撑台7与所述l形线路5一一对应，且分布在所述辐射片1的四周，可以对辐射片1起到良好的支撑作用；

具体地，所述支撑台7具有斜面拉伸结构6，所述斜面拉伸结构6的设计有助于振子天线在注塑成型的时候脱模简单，可以保证模具的可行性和简易性，且后续通过镭雕机器进行镭雕时，振子天线需要进行主体的偏转，而斜面拉伸结构6的设计能够保证主体偏转角度小，方便镭雕，同时在斜面两端处能够很好的保证镭雕线路不断路，提高镭雕的成品率，降低生产成本。

实施例三

本实施例在实施例一或实施例二的基础上，对所述振子天线的形式进行了进一步限定；

所述辐射片1及与其对应的馈电网络3与支撑台7的数量为多个，且按顺序比如1×2、1×3或1×4排列成为振子单元组，多个振子单元组按顺序排列形成振子天线阵列，比如把振子单元组排列形成8t8r(8通道收发天线)、16t16r(16通道收发天线)，32t32r(32通道收发天线)、64t64r(64通道收发天线)等大规模的低剖面天线阵，通过阵列的方式，方便生产和组装，也方便拆下维修，提高了生产效率，降低了维护成本，尤其适用于5g大规模天线阵列来实现massivemimo技术和波束赋型技术；

在一种可选的实施方式中，如图6所示，所述辐射片的数量为3个且水平排列；

所述馈电网络3和支撑台7与所述辐射片1一一对应；

还包括附着在所述基板9表面的功分网络11；

其中，所述功分网络11主要是通过在基板9上进行镭雕、电镀后一体成型；

所述功分网络11包括一分三网络；

所述一分三网络分别与所述辐射片1一一对应的所述差分线路4连接；

具体地，所述一分三网络采用1：1：1的功率比进行设计，可以保证最大增益效果；

在另外可选的实施方式中，所述功分网络还可以是一分二功分网络、一分四功分网络、一分五功分网络等，用于连接所述振子单元组；

如图7所示，所述基板9的两侧分别设置有预设高度的隔离条12；

其中，所述基板9的两侧具有高度为5mm的翻边，翻边的外侧具有镀铜层，可以采用所述翻边作为隔离条12，该设计能够更好的提高天线的辐射交叉极化比和相邻振子单元组的隔离度；

优选地，所述基板远离所述馈电网络的一侧具有镀铜层，该侧与天线反射板接触，更大可能性地保证了天线接地良好。

综上所述，本发明提供的本发明公开了一种振子天线，通过在辐射片上设置4个船形开孔，所述船形开孔的方式可以增加电流路径，从而减小辐射片的面积，降低天线高度和提升带宽，且会减小振子之间的耦合，进而可以提高交叉极化比和提升天线前后比，同时对应设置4个l形线路配合所述辐射片进行耦合馈电，并采用2条线长相位为180°的差分线路将位于对角的两条l形线路两两组合连接，可以耦合出定向的电流，驻波特性良好，能够提高天线的隔离度，以及进一步提升天线的辐射带宽、增益和前后比等天线辐射指标，从而改善了天线的电性能；在所述振子天线的制作过程中，通过采用塑料材质注塑成型作为基板，并经过电镀、镭雕等工艺成型为馈电网络和功分网络，具有重量轻、高精度、模块一致性好与集成度高的优点，适用于3d塑料振子加工工艺，同时在加工的过程中，将2条差分线路中间交叉部分采用一边极化抬高的方式可以保证其交叉不相交，并采用正面热熔的方式将塑料热熔以紧固辐射片，方便实现自动化生产，同时将l形线路附着的支撑台设置为斜面拉伸结构，能够使基板在注塑成型的时候确保模具的可行性和简易性，且为后续的镭雕和电镀减少了复杂度，从而可以降低成本，提高生产效率及产能；综上，本发明所述的振子天线具有轻量化、低成本的特性，并且电性能优异，适用于5g大规模天线阵列天线来实现massivemimo技术和波束赋型技术，满足5g通信技术需求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。