一种q-频段超宽带半平面终端天线的制作方法

文档序号:8640625阅读:316来源:国知局
一种q-频段超宽带半平面终端天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及通信技术领域,具体涉及一种Q-频段超宽带半平面终端天线。
【背景技术】
[0002] 终端天线是无线通信系统中的重要组成部分。近年来,随着现代无线通信技术的 不断进步,对移动终端天线提出了越来越高的要求。一方面,多种通信制式共存的现状需要 移动终端天线能覆盖较宽频段;另一方面,终端天线作为通信系统的一部分,物理尺寸不宜 过大,同时要求天线对于介质底板尺寸的变化或天线位于基片底板相对位置的改变不甚敏 感。
[0003] 目前,科研工作者在射频频段,对终端天线展开了大量的研究,大量平面或准平面 的结构得以深入研究和工业化推广应用。然而,在毫米波频段,受到其物理尺寸的制约,有 关晕米波终端天线的研究尚未大量展开,相关广品基本处于缺失状态。
[0004] 同时,在实际应用中,对于终端天线的方向图要求不再仅仅局限在保证全向性上, 对后向辐射的抑制也提出了要求。目前,部分手机天线和平板天线为了避免对人体的有害 辐射,都要求在某一个区域保持全向特性,而在其他区域辐射的能量相对较少甚至基本不 工作。
[0005] 此外,由于终端天线所在的PCB板一般尺寸较小,电路排布较为紧密,为了综合性 能,终端天线及其封装所在区域的尺寸不宜过大,需要保证当天线在介质基片上移动时,方 向图基本保持一致。 【实用新型内容】
[0006] 实用新型目的:为了克服现有技术中存在的不足,本实用新型在Q-LINKPAN(Q:Q 波段,LINK:长距应用,PAN:短距应用)应用背景下,针对终端天线的发展需求,提供了低不 圆度、高效率、超宽带,易于控制波束宽度,易集成的天线。
[0007] 技术方案:一种Q-频段超宽带半平面终端天线,所述天线为平面结构,包括介质 基片,还包括设在介质基片上的作为辐射单元的双偶极子振子,实现能量分配的馈电网络, 保证天线实现半平面辐射并控制波束宽度的等效基片集成波导(SIW)半开放腔体,兼顾巴 伦、静电屏蔽和宽带匹配作用的天线到SIW的转接;以及介质基片上的金属化通孔;所述介 质基片包括两个金属面,分别称为介质基片的正面和反面。
[0008] 具体地,所述双偶极子振子作为辐射单元,包括印刷在介质基片正面的四个第一 短矩形贴片和介质基片反面的四个第一短矩形贴片,两组贴片的相对位置完全一致;所述 第一短矩形贴片两端打有金属化通孔。
[0009] 具体地,所述馈电网络,包括印刷在介质基片正面的第一长矩形贴片;所述第一长 矩形贴片一端连接第二短矩形贴片;所述第二短矩形贴片两端分别连接弯曲贴片一端,且 弯曲贴片另一端与第一短矩形贴片一端连接;所述介质基片正面和反面的弯曲贴片关于第 二短矩形贴片镜像对称;所述介质基片正面和反面的第一长矩形贴片和第二短矩形贴片相 对位置完全一致。
[0010] 具体地,所述基片集成波导半开放腔体,包括印刷在介质基片正面的第二长矩形 贴片;所述第二长矩形贴片两端垂直连接第三长矩形贴片和第四长矩形贴片;所述第四长 矩形贴片平行位置处设有第五长矩形贴片;所述基片集成波导半开放腔体印刷与介质基片 正面和反面的贴片相对位置完全一致;所述第三长矩形贴片、第二长矩形贴片和第五长矩 形贴片上打有一排金属化通孔;所述第四长矩形贴片一端打有金属化通孔。
[0011] 具体地,所述天线到基片集成波导的转接,包括印刷在与所述介质基片正面的第 四长矩形贴片连接的第六长矩形贴片,所述设于第六长矩形贴片一端的第七长矩形贴片, 以及位于介质基片正面的第一等腰梯形贴片和第二等腰梯形贴片;与所述第一等腰梯形贴 片短边连接的第八长矩形贴片;所述第二等腰梯形贴片的短边与第一长矩形贴片连接;所 述天线到基片集成波导的转接印刷与介质基片正面和反面的贴片相对位置完全一致;所述 第六长矩形贴片上打有一排金属化通孔。
[0012] 有益效果:与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
[0013] 1、成功控制了该天线的辐射范围,保证天线只在正半平面工作,抑制了天线的后 向辐射,避免了天线工作时对人体产生的危害。
[0014] 2、该天线的辐射特性不受板材尺寸和天线所在位置影响。
[0015] 3、该天线正平面的波束变化较为平缓,保证了天线对于入射角度的不敏感。
[0016] 4、该天线的带宽较宽,相对带宽大于40%。
[0017]5、该天线的设计方法具有一般性,可以推广至其他毫米波频段。
[0018] 6、整个天线各部分全部利用印刷电路板工艺生产,成本低、精度高、重复性好,适 合大批量生产。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型总体结构的示意图;
[0020] 图2为本实用新型正面结构的示意图;
[0021] 图3为本实用新型反面结构的示意图;
[0022] 图4为本实用新型反面结构的参数对照图;
[0023] 图5为天线的输入端反射系数测试的结果图;
[0024] 图6为天线的方向图测试的结果图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合【具体实施方式】,进一步阐明本实用新型。
[0026] 如图1-3所示,1、一种Q-频段超宽带半平面终端天线,所述天线为平面结构,包括 介质基片8,还包括设在介质基片8上的作为辐射单元的双偶极子振子1,实现能量分配的 馈电网络2,保证天线实现半平面辐射并控制波束宽度的等效基片集成波导(SIW)半开放 腔体3,以及兼顾巴伦、静电屏蔽和宽带匹配作用的天线到SIW的转接4;以及介质基片8上 的金属化通孔;所述介质基片8包括两个金属面,分别称为介质基片8的正面和反面。
[0027] 所述双偶极子振子1作为辐射单元,包括印刷在介质基片8正面的四个第一短矩 形贴片12和介质基片8反面的四个第一短矩形贴片12,两组贴片的相对位置完全一致;所 述第一短矩形贴片12两端打有金属化通孔。
[0028] 所述馈电网络2,包括印刷在介质基片8正面的第一长矩形贴片22;所述第一长矩 形贴片22 -端连接第二短矩形贴片26 ;所述第二短矩形贴片26两端分别连接弯曲贴片24 一端,且弯曲贴片24另一端与第一短矩形贴片12-端连接;所述介质基片8正面和反面的 弯曲贴片24关于第二短矩形贴片26镜像对称;所述介质基片8正面和反面的第一长矩形 贴片22和第二短矩形贴片26相对位置完全一致。
[0029] 所述基片集成波导半开放腔体3,包括印刷在介质基片8正面的第二长矩形贴片 34 ;所述第二长矩形贴片34两端垂直连接第三长矩形贴片32和第四长矩形贴片36 ;所述 第四长矩形贴片36平行位置处设有第五长矩形贴片38 ;所述基片集成波导半开放腔体3 印刷与介质基片8正面和反面的贴片相对位置完全一致;所述第三长矩形贴片32、第二长 矩形贴片34和第五长矩形贴片38上打有一排金属化通孔;所述第四长矩形贴片36
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