应用于5G频段的贴片天线的制作方法

本实用新型涉及天线领域，特别涉及一种应用于5G频段的贴片天线。

背景技术：

目前市场上现有的终端设备上应用在5G频段里的贴片天线，主要存在频带不宽，不能满足5G系统宽频段使用的需求，缺乏市场竞争力的缺陷。少部分5G频段的贴片天线的频带能达到5150MHz-5850MHz，但是驻波比往往很差，驻波比达到2.0左右，而且天线的长度较长，尺寸较大，增益较低，天线在设备上的使用接收效果很差，很难满足当今电信运营商在系统设备中的需求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种阻抗匹配较好、驻波比较低、增益较高、尺寸较小、易于规模化生产且5G频带较宽的应用于5G频段的贴片天线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种应用于5G频段的贴片天线，包括射频连接器和高频双面覆铜PCB板，所述高频双面覆铜PCB板的正面设有接地焊接处、馈电连接点、第一阻抗匹配器、第二阻抗匹配器、第一辐射振子、移相器和第二辐射振子，所述高频双面覆铜PCB板的背面设有平衡-不平衡转换器，所述射频连接器的外导体与所述接地焊接处焊接导通，所述射频连接器的内导体与所述馈电连接点焊接连通，所述第一阻抗匹配器通过传输线路与所述第二阻抗匹配器联通，所述第二阻抗匹配器通过传输线路与所述第一辐射振子联通，所述移相器的一端与所述第一辐射振子的一端连接导通，所述移相器的另一端与所述第二辐射振子的一端连接导通。

在本实用新型所述的应用于5G频段的贴片天线中，所述第一辐射振子和第二辐射振子以微带线印制在所述高频双面覆铜PCB板的正面上。

在本实用新型所述的应用于5G频段的贴片天线中，所述第一辐射振子的传输线的长度为14.3mm～15.7mm，所述第二辐射振子的传输线的长度为17.8mm～20.5mm。

在本实用新型所述的应用于5G频段的贴片天线中，所述高频双面覆铜PCB板的厚度为0.80mm～1.20mm，长度为72.75mm～74.25mm，宽度为13.46mm～15.55mm。

在本实用新型所述的应用于5G频段的贴片天线中，所述第一辐射振子和第二辐射振子的传输线宽带为2.26mm～2.85mm。

在本实用新型所述的应用于5G频段的贴片天线中，所述平衡-不平衡转换器的传输线路呈凹字+T字形状。

在本实用新型所述的应用于5G频段的贴片天线中，所述移相器的展开长度为半波长，所述移相器的移相量为180°，所述移相器采用螺旋线式结构，所述移相器的螺旋直径为4.32mm～6.26mm，螺距为1.75mm～3.25mm，圈数为2.5圈。

实施本实用新型的应用于5G频段的贴片天线，具有以下有益效果：由于设有射频连接器和高频双面覆铜PCB板，高频双面覆铜PCB板的正面设有接地焊接处、馈电连接点、第一阻抗匹配器、第二阻抗匹配器、第一辐射振子、移相器和第二辐射振子，高频双面覆铜PCB板的背面设有平衡-不平衡转换器，射频连接器的外导体与接地焊接处焊接导通，射频连接器的内导体与馈电连接点焊接连通，第一辐射振子的一端与移相器的一端一体化电性相连，移相器的另一端与第二辐射振子的一端一体化电性相连，第一辐射振子靠近射频连接器的一端设置有两个阻抗匹配器；利用微带天线技术、阻抗匹配技术、宽频带技术、耦合谐振技术和移相器技术，通过改变高频双面覆铜PCB板传输线的大小和形状以及传输线的间距，同时在第一辐射振子靠近射频连接器的一端设置两个阻抗变换段，在高频双面覆铜PCB板的背面设置平衡-不平衡转换器，既可以增加带宽，同时在阻抗的匹配方面也起到耦合谐振的作用，使得电流的不平衡变为平衡，形成宽频带，低驻波的特性，从而达到天线阻抗的共轭匹配；因此阻抗匹配较好、驻波比较低、增益较高、尺寸较小、易于规模化生产且5G频带较宽。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型应用于5G频段的贴片天线一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中高频双面覆铜PCB板的正面结构示意图；

图3为所述实施例中高频双面覆铜PCB板的背面结构示意图；

图4为所述实施例中移相器的尺寸示意图；

图5为所述实施例中应用于5G频段的贴片天线测试的驻波图；

图6为所述实施例中应用于5G频段的贴片天线在5500MHz频段测试的方向图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型应用于5G频段的贴片天线实施例中，该应用于5G频段的贴片天线的结构示意图如图1所示。图1中，该应用于5G频段的贴片天线包括射频连接器(图中未示出)和高频双面覆铜PCB板A。

图2为本实施例中高频双面覆铜PCB板的正面结构示意图，如图2所示，本实施例中，高频双面覆铜PCB板A的正面设有接地焊接处1、馈电连接点2、第一阻抗匹配器3、第二阻抗匹配器4、第一辐射振子5、移相器6和第二辐射振子7，射频连接器的外导体与接地焊接处1焊接导通，射频连接器的内导体与馈电连接点2焊接连通，第一阻抗匹配器3通过传输线路与第二阻抗匹配器4联通，第二阻抗匹配器4通过传输线路与第一辐射振子5联通，移相器6的一端与第一辐射振子5的一端连接导通，移相器6的另一端与第二辐射振子7的一端连接导通。

图3为本实施例中高频双面覆铜PCB板的背面结构示意图。如图3所示，本实施例中，该高频双面覆铜PCB板A的背面设有平衡-不平衡转换器8。

如图2所示，第一辐射振子5的传输线的长度约为1/4波长，第二辐射振子7的传输线的长度约为5/8波长，具体而言，第一辐射振子5的传输线的长度为14.3mm～15.7mm，第二辐射振子7的传输线的长度为17.8mm～20.5mm，第一辐射振子5和第二辐射振子7的传输线宽带为2.26mm～2.85mm。

在第一辐射振子5靠近射频连接器的一端设置第一阻抗匹配器3和第二阻抗匹配器4，高频双面覆铜PCB板A的正面的接地焊接处1的传输线路设置成L形状，同时在高频双面覆铜PCB板A的背面的平衡-不平衡转换器8的传输线路设计成凹字+T字形状。以上设计可减低辐射振子的长度，同时在阻抗的匹配方面起到耦合谐振的作用，使得电流的不平衡变为平衡，形成宽频带，低驻波的特性，从而达到天线阻抗的共轭匹配。

如图2所示，移相器6的两端、第一辐射振子5以及第二辐射振子7一体化相连。图4为本实施例中移相器的尺寸示意图，图4中，移相器6的展开长度为半波长，移相器6的移相量为180°，使得第一辐射振子5以及第二辐射振子7的垂直单元电流保持同相，这样可以增强天线的方向性，提高天线的增益；移相器6采用螺旋线式结构。移相器6的螺旋直径为D，螺距为S，圈数为2.5圈。具体而言，移相器6的螺旋直径D为4.32mm～6.26mm，螺距S为1.75mm～3.25mm。

本实用新型利用微带天线技术、宽频带技术、耦合谐振技术和移相器技术，通过改变辐射振子传输线的大小和形状以及传输线的间距，同时在传输线上设置多个阻抗匹配器、平衡-不平衡转换器8以及改变移相器6的移相量、螺旋直径D、螺距S、圈数等来获得该应用于5G频段的贴片天线较好的电性能参数，既可增加带宽，同时在阻抗的匹配方面也起到了耦合谐振的作用，使得电流的不平衡变为平衡，形成宽频带，低驻波的特性，从而达到天线阻抗的共轭匹配和减低天线辐射振子长度的效果。该应用于5G频段的贴片天线的长度较短、结构较为简单、安装方便、成本低廉、易于规模生产的同时又具有宽频段覆盖以及辐射性能指标优良等特点，能满足运营商低成本和高性能的要求。

值得一提的是，本实施例中，第一辐射振子5和第二辐射振子7以微带线印制在高频双面覆铜PCB板A的正面上。高频双面覆铜PCB板A的厚度为0.80mm～1.20mm，长度为72.75mm～74.25mm，宽度为13.46mm～15.55mm，因此该应用于5G频段的贴片天线的体积较小。

该应用于5G频段的贴片天线的样品经多次改进和完善，最后经仪器的检测验证，可以实现在一个端口里面宽频带的谐振，频率范围可从5150MHz-5850MHz，驻波比在1.30以下，如图5所示，图5为本实施例中应用于5G频段的贴片天线测试的驻波图，低频段5150MHz～5500MHz增益达5dBi左右，高频段5500MHz～5850MHz增益达6dBi左右，因此增益较高。

图6为本实施例中应用于5G频段的贴片天线在5500MHz频段测试的方向图，图6中，水平面方向图的不圆度在±1dB之内，因此方向图不圆度较好。

由此可见，该应用于5G频段的贴片天线的性能指标远远好于同类型天线，该应用于5G频段的贴片天不但性能指标优良，而且天线长度比同类型天线短，重量较轻，安装方便，且成本较低，生产操作简单，易于规模化生产，能满足宽频段的通信需求，同时也能满足设备运营商低成本和高性能的要求，具有结构简单和高性能的优点。

总之，与现有技术比较，本实用新型的优点在于：打破传统的贴片天线频带不宽的局限性，实现宽频带的全向辐射；成本低廉，制作简单，易于规模生产，焊接时只需一人操作，便可一步到位，使得焊接操作的效率高，能大大地提高生产效率，同时也能提升产品的品质；体积较小，天线长度较短，重量较轻，便于天线的安装；损耗较小，增益较高，方向图不圆度较好，阻抗匹配较好，驻波比低，能减少天线的调试时间，能提高生产效率；该应用于5G频段的贴片天线宽频段覆盖，能弥补同类型天线频带窄的不足，满足电信设备商宽频段覆盖的需求，同时也满足设备运营商低成本和高性能的要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。