一种超高频天线的制作方法

文档序号:16012925发布日期:2018-11-20 21:01阅读:1329来源:国知局

本实用新型涉及通讯天线领域,尤其涉及一种超高频天线。



背景技术:

从1G到4G,解决了人与人之间的沟通,让我们获取信息的速度越来越快。随着工信部对5G中频频谱的公布以及国际第一个5G标准的公布,未来5G将和人工智能、大数据等紧密结合,开启万物互联的全新时代。

中国5G中频频谱包括3300~3600MHz和4800~5000MHz,此频段属于SHF超高频,而4800~5000MHz波长短,受雨衰和多径效应的影响极小,覆盖范围广,抗干扰能力相对3.5GHz要强,属于无线接入中性价比最高的优选频段。而在5G时代来临之前,5.8GHz的天线已经广泛应用于无线宽带接入系统,其频谱包括3个U-NII频段(5.15~5.25GHz,5.25~5.35GHz,5.725~5.825GHz)和ISM中的5.725~5.85GHz。

为兼容5G频段和以前的5.8GHz的基础设备系统,亟需开发一款兼容5G频段和5.8GHz频段且各项性能良好的超高频天线。



技术实现要素:

为了解决上述现有技术的不足,本实用新型提供一种超高频天线,其兼容5G频段和5.8GHz频段,且具有带宽宽、波束指向性强、抗干扰性能好等优势。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:

一种超高频天线,包括金属反射板模块、天线阵列和印刷电路板,所述天线阵列设置在所述印刷电路板上,且连同所述印刷电路板一起设置在所述金属反射板模块上;所述金属反射板模块包括W形反射主板、第一反射侧板、第二反射侧板、第一反射背板和第二反射背板,所述第一反射侧板和第二反射侧板设置在所述W形反射主板的中心顶部的正面上且分别位于所述W形反射主板的中心轴线的两侧,所述第一反射背板设置在所述W形反射主板的两侧底部的背面上,所述第二反射背板设置在所述第一反射背板的下方;所述印刷电路板设置在所述W形反射主板的中心顶部的背面上,所述天线阵列中的辐射振子穿过所述W形反射主板的中心顶部上对应的开孔露出在所述第一反射侧板和第二反射侧板之间。

进一步地,所述天线阵列采用工作频率在4800~5970MHz的垂直水平双极化辐射振子。

进一步地,所述W形反射主板的总宽度为W1=2.2,其中,中心顶部的宽度为w2=1.6,而中心顶部的高度为d2=0.25,两侧的高度为d1=0.35;所述第一反射侧板和第二反射侧板之间的间距为w3=0.62;其中,为该超高频天线的中心工作频率波长。

进一步地,所述天线阵列中包括2N(N≥1)个辐射振子,所有辐射振子沿所述W形反射主板的中心轴线呈直线排列;所述W形反射主板的中心顶部上具有沿其中心轴线排列的2N(N≥1)个多边形开孔,一个多边形开孔对应于一个辐射振子,所述辐射振子穿过对应的多边形开孔后露出。

进一步地,相邻的辐射振子的中心间距为0.75,其中,为该超高频天线的中心工作频率波长。

进一步地,所述W形反射主板的中心顶部的正面上在相邻的辐射振子之间设置有隔离片,相邻的两块隔离片与所述第一反射侧板和第二反射侧板之间形成矩形格子。

进一步地,所述印刷电路板朝向所述天线阵列的一面上覆盖有多处铜箔,以焊接所述辐射振子,一处铜箔对应于一个辐射振子;所述第一反射背板对应于所述印刷电路板的区域上设置有开槽。

进一步地,每个辐射振子包括L形巴伦底座和设置在所述L形巴伦底座上的方形微带板,所述方形微带板的尺寸为0.5*0.5,其中,为所述方形微带板的中心工作频率波长。

进一步地,所述第一反射背板和第二反射背板之间通过至少一块吸波材料隔开,多块吸波材料沿所述W形反射主板的中心轴线呈直线排列。

进一步地,还包括天线罩,所述金属反射板模块、天线阵列和印刷电路板均设置在所述天线罩的容纳腔内;所述天线罩的顶部为双层结构,其横截面为“工”字形且双层结构的间距从中心向两侧逐渐减小,形成阶梯渐变形状。

进一步地,所述印刷电路板背向所述天线阵列的一面上设置有功分网络。

本实用新型具有如下有益效果:该超高频天线通过所述金属反射板模块的多重反射板结构,来使其水平面波束宽度很好地收敛在90±10°的范围内,不会随着频率的增高而导致旁瓣功率快速衰减,以使其兼容5G频段和5.8GHz频段,具有带宽宽、波束指向性强、抗干扰性能好等优势;内置的所述吸波材料有助于减小背向的无用辐射,从而获得较好的前后比。

附图说明

图1为本实用新型提供的超高频天线的结构爆炸图;

图2为图1所示的超高频天线的天线阵列和W形反射主板的装配图;

图3为图1所示的超高频天线的印刷电路板的铜箔面的示意图;

图4为图1所示的超高频天线的印刷电路板的功分网络面的示意图;

图5为本实用新型提供的超高频天线的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细地说明。

如图1和2所示,一种超高频天线,包括金属反射板模块、天线阵列2和印刷电路板3,所述天线阵列2设置在所述印刷电路板3上,且连同所述印刷电路板3一起设置在所述金属反射板模块上;所述金属反射板模块包括W形反射主板11、第一反射侧板12、第二反射侧板13、第一反射背板14和第二反射背板15,所述第一反射侧板12和第二反射侧板13设置在所述W形反射主板11的中心顶部的正面上且分别位于所述W形反射主板11的中心轴线112的两侧,所述第一反射背板14设置在所述W形反射主板11的两侧底部的背面上,所述第二反射背板15设置在所述第一反射背板14的下方;所述印刷电路板3设置在所述W形反射主板11的中心顶部的背面上,所述天线阵列2中的辐射振子21穿过所述W形反射主板11的中心顶部上对应的开孔111露出在所述第一反射侧板12和第二反射侧板13之间。

该超高频天线通过所述金属反射板模块的多重反射板结构,来使其水平面波束宽度很好地收敛在90±10°的范围内,不会随着频率的增高而导致旁瓣功率快速衰减,以使其兼容5G频段和5.8GHz频段,具有带宽宽、波束指向性强、抗干扰性能好等优势。

所述天线阵列2采用工作频率在4800~5970MHz的垂直水平双极化辐射振子21。

如图5所示,所述W形反射主板11的总宽度为W1=2.2,其中,中心顶部的宽度为w2=1.6,而中心顶部的高度为d2=0.25,两侧的高度为d1=0.35;所述第一反射侧板12和第二反射侧板13之间的间距为w3=0.62,高度均为d3;其中,为该超高频天线的中心工作频率波长。

优选地,所述W形反射主板11的中心顶部的正面上在相邻的辐射振子21之间设置有隔离片,相邻的两块隔离片与所述第一反射侧板12和第二反射侧板13之间形成矩形格子。

所述天线阵列2中包括2N(N≥1)个辐射振子21,所有辐射振子21沿所述W形反射主板11的中心轴线112呈直线排列,且相邻的辐射振子21的中心间距为0.75;每个辐射振子21包括L形巴伦底座211和设置在所述L形巴伦底座211上的方形微带板212,所述方形微带板212上蚀刻有两对偶极子臂,两对偶极子臂分别产生垂直和水平方向的双极化辐射;所述方形微带板212的尺寸为0.5*0.5,其中,为所述方形微带板212的中心工作频率波长。所述辐射振子21的L形巴伦底座211的高度大于所述第一反射侧板12和第二反射侧板13的高度d3。

所述W形反射主板11的中心顶部上具有沿其中心轴线112排列的2N(N≥1)个多边形开孔111,一个多边形开孔111对应于一个辐射振子21,且每个多边形开孔111的宽度均大于所述方形微带板212的宽度,以使所述辐射振子21能够穿过对应的多边形开孔111后露出。

如图3所示,所述印刷电路板3朝向所述天线阵列2的一面上覆盖有多处铜箔8,以焊接所述辐射振子21的L形巴伦底座211,一处铜箔8对应于一个辐射振子21,且所述印刷电路板3在所述铜箔8上未覆盖有绿油。

这样的顺序可允许生产工人先把所述辐射振子21焊接在所述印刷电路板3上,然后再把所述印刷电路板3固定在所述W形反射主板11上,防止先固定所述印刷电路板3再焊接所述辐射振子21时出现因超高频的所述辐射振子21的尺寸太小而造成短路的情况。

如图4所示,所述印刷电路板3背向所述天线阵列2的一面上设置有功分网络7,以此为天线赋形;所述功分网络7由多个功分器级联形成,所述功分器为一分二功分器。

所述第一反射背板14对应于所述印刷电路板3的区域上设置有开槽141,通过所述开槽141可以看见所述印刷电路板3背向所述天线阵列2的一面上的电路,以方便调试驻波。

所述第一反射背板14和第二反射背板15之间通过至少一块吸波材料4隔开,多块吸波材料4沿所述W形反射主板11的中心轴线112呈直线排列;所述吸波材料4的宽度略小于所述W形反射主板11的总宽度W1。

内置的所述吸波材料4有助于减小背向的无用辐射,从而获得较好的前后比。

该超高频天线还包括天线罩9,所述金属反射板模块、天线阵列2和印刷电路板3均设置在所述天线罩9的容纳腔内,所述天线罩9的顶部为双层结构,其横截面为“工”字形且双层结构的间距从中心向两侧逐渐减小,形成阶梯渐变形状。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本实用新型的保护范围之内。

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