双频双极化天线及电子设备的制作方法

文档序号:26590281发布日期:2021-09-10 20:41
双频双极化天线及电子设备的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域,尤其涉及双频双极化天线。


背景技术:

2.在通信、广播、雷达及导航等通讯工程中,都通过天线来实现无线电波的传递。天线作为无线通信的重要设备,随着科技发展也不断得到技术革新。
3.目前,5g通信发展加速,相关运用也运用广泛。5g主要频段包括了28ghz和38ghz,为有效适配这两个频段,需要一种同时收发这两个频段的天线。而目前主要使用的天线结构,大多为双频单极化天线或单频双极化天线,因此需要提出一种双频双极化天线以满足新的市场需求。


技术实现要素:

4.有鉴于此,有必要提供一种双频双极化天线,可同时收发5g多频段的信号。
5.本技术提供一种双频双极化天线,包括:
6.第一基板;
7.第一极化天线,包括第一辐射部与第二辐射部,所述第一辐射部设于所述第一基板的第一表面,所述第二辐射部设于所述第一基板的第二表面;
8.第二极化天线,包括第三辐射部及第四辐射部,所述第三辐射部设于所述第一基板的第一表面,所述第四辐射部设于所述第一基板第二表面;
9.第二基板,位于所述第一基板的第二表面一侧,所述第二基板靠近所述第一基板的一侧为铜铺面;
10.所述第一极化天线与所述第二极化天线在所述第一基板的布置方向互相正交。
11.在至少一个实施方式中,还包括第一射频同轴电缆与第二射频同轴电缆,所述第一射频同轴电缆电连接于所述第二辐射部,所述第二射频同轴电缆电连接于所述第四辐射部。
12.在至少一个实施方式中,所述第二基板上设有第一通孔与第二通孔,所述第一射频同轴电缆从所述第一通孔穿出,所述第二射频同轴电缆从所述第二通孔穿出。
13.在至少一个实施方式中,所述第一辐射部包括第一正方形部及从所述第一正方形部一角延伸的第一矩形部,所述第二辐射部包括二正方形部。
14.在至少一个实施方式中,所述第三辐射部包括三正方形部,所述第四辐射部包括第四正方形部及从所述第四正方形部一角延伸的第二矩形部。
15.在至少一个实施方式中,所述第三辐射部还包括凸起部,所述凸起部设于所述第三辐射部靠近所述第四辐射部的边上。
16.在至少一个实施方式中,所述凸起部为等腰直角三角形,所述凸起部的长边贴合所述第三辐射部的边,所述凸起部的长边的长度小于所述第三辐射部的边长。
17.在至少一个实施方式中,所述第一射频同轴电缆与所述第二射频同轴电缆电连接
收发机,所述收发机设置于所述第二基板远离所述第一基板的一侧。
18.在至少一个实施方式中,所述第一基板与所述第二基板的间距为2.5mm。
19.本技术还提出一种电子设备,包括如上所述的双频双极化天线。
20.相较于现有技术,本技术的双频双极化天线,使用偏心馈入偶极天线的形式设计,具有能够同时接收双频段信号、信号馈入损耗低、装配难度低的有益效果。
附图说明
21.图1为本技术一实施例中双频双极化天线主视图;
22.图2为图1所示的双频双极化天线侧视图;
23.图3为图1所示的双频双极化天线中收发机的示意图;
24.图4为图1所示的双频双极化天线中第一极化天线的示意图;
25.图5为图1所示的双频双极化天线中第二极化天线的示意图;
26.图6为图1所示的双频双极化天线中第一极化天线的反射系数测量图;
27.图7为图1所示的双频双极化天线中第二极化天线的反射系数测量图;
28.图8为图1所示的双频双极化天线隔离度测量图;
29.图9为图1所示的双频双极化天线中第一极化天线的辐射效率的测量图;
30.图10为图1所示的双频双极化天线中第二极化天线的辐射效率的测量图。
31.主要元件符号说明
32.双频双极化天线
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100
33.第一基板
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10
34.第一极化天线
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
35.第一辐射部
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21
36.第一正方形部
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211
37.第一矩形部
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212
38.第二辐射部
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22
39.第二正方形部
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221
40.第二极化天线
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30
41.第三辐射部
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31
42.第三正方形部
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311
43.凸起部
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312
44.第四辐射部
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32
45.第四正方形部
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321
46.第二矩形部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
322
47.第二基板
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40
48.第一通孔
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41
49.第二通孔
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42
50.第一射频同轴电缆
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
50
51.第二射频同轴电缆
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
60
52.收发机
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200
53.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
54.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
55.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。
56.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。
57.请参阅图1,本技术提供一种双频双极化天线100,包括:
58.第一基板10;
59.第一极化天线20,包括第一辐射部21与第二辐射部22,第一辐射部21设于第一基板10的第一表面,第二辐射部22设于第一基板10的第二表面;
60.第二极化天线30,包括第三辐射部31及第四辐射部32,第三辐射部31设于第一基板10的第一表面,第四辐射部32设于第一基板10第二表面;
61.第二基板40,位于第一基板10的第二表面一侧,第二基板40靠近第一基板10的一侧为铜铺面;
62.第一极化天线20与第二极化天线30在第一基板10的布置方向互相正交。
63.第一极化天线20为水平方向,第二极化天线30为垂直方向,第一极化天线20与第二极化天线30相隔90度正交布置,使单元天线同时布局垂直极化与水平极化,在保证天线隔离度要求的同时实现节省天线数量、降低馈入损耗的效果,同时实现了收发的双工作模式。第二基板40靠近第一基板10一侧设铜铺面,使第二基板40作为反射板,增加天线在宽阔面(broadside)的增益。在使用中也可以将第二基板40接地,作为天线与收发机200电路的屏障,隔绝杂讯干扰到天线。
64.请参阅图2,于一实施例中,还包括第一射频同轴电缆50与第二射频同轴电缆60,第一射频同轴电缆50电连接于第二辐射部22,第二射频同轴电缆60电连接于第四辐射部32。射频同轴电缆从正下方连接天线,作为反射面的第二基板40也可以作为收发机200的电路板,有助于将收发机200进行整合,减少收发机200电路在将毫米波信号馈入至天线时的损耗。
65.于一实施例中,第二基板40上设有第一通孔41与第二通孔42,第一射频同轴电缆50从第一通孔41穿出,第二射频同轴电缆60从第二通孔42穿出。设置通孔是便于两条射频同轴电缆的穿出,以减少馈入损耗,第一射频同轴电缆50与第二射频同轴电缆60均可以为射频微波同轴电缆。
66.于一实施例中,第一辐射部21包括第一正方形部211及从第一正方形部211一角延伸的第一矩形部212,第二辐射部22包括第二正方形部221。
67.于一实施例中,第三辐射部31包括第三正方形部311,第四辐射部32包括第四正方形部321及从第四正方形部321一角延伸的第二矩形部322。第一正方形部211、第二正方形
部221、第三正方形部311及第四正方形部321的大小可以相同,对角线长度为5mm。第一矩形部212与第二矩形部322的大小可以一致,其长度均为7mm,宽度为0.7mm。
68.于一实施例中,第三辐射部31还包括凸起部312,凸起部312设于第三辐射部31靠近第四辐射部32的边上。本实施例中,第三辐射部31可包括两个凸起部312,且两个凸起部312分别设置在第三辐射部31靠近第四辐射部32的两条边的中间。通过设置凸起部312的方式,改变电流通过第三辐射部31的路径,进而调整第二极化天线30所接收的频宽。
69.于一实施例中,凸起部312为等腰直角三角形,凸起部312的长边贴合第三辐射部31的边,凸起部312的长边的长度小于第三辐射部31的边长。本实施例中包括两个凸起部312,且凸起部312的短边长度为1mm,分别设置于第三辐射部31靠近第四辐射部32的两条边的中间。
70.请参阅图3,于一实施例中,第一射频同轴电缆50与第二射频同轴电缆60电连接收发机200,收发机200设置于第二基板40远离第一基板10的一侧。
71.于一实施例中,第一基板10与第二基板40的间距为2.5mm。对于28ghz的5g频段的无线信号而言,其在空气中的波长约为10mm,因此第一基板10与第二基板40的间距采用2.5mm的设计,使其为无线电波长的四分之一,以使天线的反射波的相位角相同进而使信号波,从而聚合辐射波的波束朝宽阔面方向辐射。
72.请继续参阅图1~图2及图4~图5,双频双极化天线100的具体规格如下表所示(单位:mm)。
73.w
h1
l
h1
l
h2
w
h2
w
v1
5570.76l
v1
l
v2
w
v2
rl160.7790
°
25w1d
a1
d
a2
d
a3
l
c1
232.50.50.830
74.请参阅图6,为一实施例中第一极化天线20的反射系数测量结果的图表,其中实线为模拟值,虚线为测量值。
75.请参阅图7,为一实施例中第二极化天线30的反射系数测量结果的图表,其中实线为模拟值,虚线为测量值。
76.请参阅图8,为一实施例中第一极化天线20与第二极化天线30的隔离度测量结果的图表,其中实线为模拟值,虚线为测量值。
77.请参阅图9,为一实施例中第一极化天线20的辐射效率示意图,其中实线为模拟值,虚线为测量值。其在28ghz的辐射效率模拟值为86.5%,测量值为88.8%;而在38ghz的辐射效率模拟值为85.4%,测量值为69.7%。
78.请参阅图10,为一实施例中第二极化天线30的辐射效率示意图,其中实线为模拟值,虚线为测量值。其在28ghz的辐射效率模拟值为87.1%,测量值为82.0%;而在38ghz的辐射效率模拟值为82.7%,测量值为53.9%。
79.本技术还提出一种电子设备,包括如上的双频双极化天线100。电子设备可以是信号基站、移动终端、智能设备等。
80.在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的计算机装置和方法,可以
通过其它的方式实现。例如,以上所描述的计算机装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。
81.另外,在本发明各个实施例中的各功能可以集成在相同处理中,也可以是各个单独物理存在,也可以两个或两个以上集成在相同中。上述集成的既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
82.对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的。此外,显然“包括”一词不排除其他或步骤,单数不排除复数。计算机装置权利要求中陈述的多个或计算机装置也可以由同一个或计算机装置通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
83.最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
再多了解一些
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