一种共口径宽带天线的制作方法

本申请属于通信技术领域，尤其涉及一种共口径宽带天线。

背景技术：

随着无线通信系统的快速发展，人们对高速数据、泛在接入和低延迟通信的需求呈指数级增长。第五代移动通信技术需要更广的覆盖和更大的容量来支持新的应用场景，如超高清视频、智能家居、自动化工业等。为了满足广覆盖和大容量，基站天线的设计和分布显得十分重要。

在设计基站天线时，要求基站天线的阻抗带宽较大，以适应日益紧张的频谱资源的竞争。但是在实际的设计安装中，用于安装基站天线的空间大小有限且形状不规则，因此导致现有的基站天线的带宽较小，难以满足实际应用的需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种共口径宽带天线，解决了现有基站天线的带宽较小的技术问题。

本申请提供了一种共口径宽带天线，包括：第一基板、第二基板，贴片和馈电偶极子；

所述第二基板上设置有用于接地的接地端；

所述贴片上开设有凹槽；

所述贴片和所述馈电偶极子均设置于所述第一基板上，且对称分布于所述第一基板的两侧；

所述第一基板和所述第二基板相隔预置距离的平行设置。

优选地，

所述第一基板为长方体结构。

优选地，

所述贴片设置于所述第一基板的顶面上；

所述第一基板的底面侧设置有所述馈电偶极子和所述第二基板，且所述馈电偶极子设置于所述第一基板的底面上。

优选地，

所述贴片具体为长方体贴片。

优选地，

所述凹槽具体为h槽。

优选地，

所述预置距离具体为：[0.11λc，0.16λc]，其中λc为中心频点在自由空间中的波长。

优选地，

所述第一基板的厚度为：[1.20mm，2.00mm]。

优选地，

所述第二基板的厚度为：[1.20mm，2.00mm]。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请提供了一种共口径宽带天线，包括：第一基板、第二基板，贴片和馈电偶极子；第二基板上设置有用于接地的接地端；贴片上开设有凹槽；贴片和馈电偶极子均设置于第一基板上，且对称分布于第一基板的两侧；第一基板和第二基板相隔预置距离的平行设置。本申请中，第一基板和第二基板相隔预置距离的设置确保天线尺寸和剖面满足设计规格，且第一基板上设置有馈电偶极子和开设有凹槽的贴片，通过贴片、凹槽和馈电偶极子三种不同模式的应用，使得基站天线的带宽得到有效拓展，从而解决了现有基站天线的带宽较小的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例中提供的一种共口径宽带天线的结构示意图；

图2为本申请实施例中提供的一种共口径宽带天线的左视图；

图3为本申请实施例中提供的一种共口径宽带天线的俯视图；

图4-1(a)为图1的基站天线在频率为3ghz相位为20°时的表面电流分布图；

图4-2(a)为图1的基站天线在频率为3ghz相位为110°时的表面电流分布图；

图4-1(b)为图1的基站天线在频率为4ghz相位为20°时的表面电流分布图；

图4-2(b)为图1的基站天线在频率为4ghz相位为110°时的表面电流分布图；

图4-1(c)为图1的基站天线在频率为5ghz相位为0°时的表面电流分布图；

图4-2(c)为图1的基站天线在频率为5ghz相位为90°时的表面电流分布图；

图5为图1的基站天线的反射系数和增益图；

图6(a)为图1的基站天线在频率为3ghz的辐射方向图；

图6(b)为图1的基站天线在频率为4ghz的辐射方向图；

图6(c)为图1的基站天线在频率为5ghz的辐射方向图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种共口径宽带天线，解决了现有基站天线的带宽较小的技术问题。

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例中提供的一种共口径宽带天线的实施例一，具体请参阅图1和图2。

本实施例中的一种共口径宽带天线包括：第一基板1、第二基板2，贴片3和馈电偶极子5；第二基板2上设置有用于接地的接地端；贴片3上开设有凹槽4；贴片3和馈电偶极子5均设置于第一基板1上，且对称分布于第一基板1的两侧；第一基板1和第二基板2相隔预置距离的平行设置。

可以理解的是，为了方便说明图中的位置关系，在图1中通建立如图1所示的x-y-z的坐标轴。

本实施例中，第一基板1和第二基板2相隔预置距离的设置确保天线尺寸和剖面满足设计规格，且第一基板1上设置有馈电偶极子5和开设有凹槽4的贴片3，通过贴片3、凹槽4和馈电偶极子5三种不同模式的应用，使得基站天线的带宽得到有效拓展，从而解决了现有基站天线的带宽较小的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种共口径宽带天线的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种共口径宽带天线的实施例二，具体请参阅图1至图3。

本实施例中的共口径宽带天线包括：第一基板1、第二基板2，贴片3和馈电偶极子5；第二基板2上设置有用于接地的接地端；贴片3上开设有凹槽4；贴片3和馈电偶极子5均设置于第一基板1上，且对称分布于第一基板1的两侧；第一基板1和第二基板2相隔预置距离的平行设置。

需要说明的是，第一基板1和第二基板2之间相隔的预置距离可以根据需要进行设置，本实施例中设置该预置距离具体为：0.11λc～0.16λc，其中λc为中心频点在自由空间中的波长。

本实施例中，如图1所示，设计第一基板1为长方体结构。可以理解的是，第二基板2同样可以为长方体结构。本实施例中的第一基板1的长度l1为0.60λc～0.73λc，宽度w1为0.60λc～0.73λc，厚度h1为1.20mm～2.00mm；第二基板2的长度l2为1.20λc～1.47λc，宽度w2为1.20λc～1.47，λc厚度h2为1.20mm～2.00mm。可以理解的是，第一基板1和第二基板2的材料采用相对介电常数为4.40，损耗角正切为0.02的fr4材料。

如图2所示，为了基站天线信号传输时的稳定，本实施例中的贴片3设置于第一基板1的顶面上；第一基板1的底面侧设置有馈电偶极子5和第二基板2，且馈电偶极子5设置于第一基板1的底面上。可以理解的是，图1和图2的位置关系可以参见二幅附图中的坐标轴。

本实施例中，如图3所示，贴片3具体为长方体贴片3，其的尺寸设置可以根据需要进行设置，本实施例中的贴片3的长度l3为0.28λc～0.31λc，宽度w3为0.27λc～0.29λc。凹槽4具体为h槽，该h槽的尺寸具体为：l4为16mm，l5为2mm，l6为6mm，l7为11mm。可以理解的是，图1和图3的位置关系可以参见二幅附图中的坐标轴。

如图1所示，本实施例中的馈电偶极子5的臂长dl的长度值为0.36λc～0.39λc，宽度dw的宽度值为0.004λc～0.012λc。

本实施例中，第一基板1和第二基板2相隔预置距离的设置确保天线尺寸和剖面满足设计规格，且第一基板1上设置有馈电偶极子5和开设有凹槽4的贴片3，通过贴片3、凹槽4和馈电偶极子5三种不同模式的应用，使得基站天线的带宽得到有效拓展，从而解决了现有基站天线的带宽较小的技术问题。

以上为本申请实施例提供的一种共口径宽带天线的实施例二，以下为本申请实施例提供的一种共口径宽带天线的应用例，具体请参阅图4至图6。

本应用例中，设计基站天线为a，基站天线a的第一基板1的长度l1＝50mm，宽度w1＝50mm；第二基板2的长度l2＝100mm，宽度w2＝100mm；两块基板都采用相对介电常数为4.40，损耗角正切为0.02的fr4材料，厚度h1＝h2＝1.60mm；贴片3的长度pl＝22mm，宽度pw＝21mm；h槽的长度l4＝16mm，l5＝2mm，l6＝6mm，l7＝11mm；馈电偶极子5的长度为dl＝28mm，宽度为dw＝0.60mm。

图4为基站天线a在典型频率的表面电流分布图。

在图4(a)中频率为3ghz，图4-1(a)中的相位为20°，图4-2(a)中的相位为110°，由图4(a)可知，贴片3附近电流幅度最大，因此贴片3模式为主模。

在4(b)中频率为4ghz，图4-1(b)中的相位为20°时，贴片3与偶极子附近电流幅度大；图4-2(b)中的相位为110°时，凹槽周围的电流幅度大，因此在4ghz时贴片3模式与偶极子模式、槽模式依次为主模。

在图4(c)中频率为5ghz，图4-1(c)中的相位为0°时，偶极子和槽起主要辐射作用；图4-2(c)中的相位为90°时，贴片3和槽起主要辐射作用，因此可知基站天线a在混合模式下并具有较高的增益。

图5为基站天线a的反射系数和增益图。在2.96ghz～5.58ghz频段内反射系数均小于-10db，中心频率为4.27ghz，相对带宽为61.36％。在工作频段内增益非常平稳，最低增益为8.53dbi，最高增益为9.43dbi。

图6为基站天线a的辐射方向图，虚线为xoz面的方向图，实线为yoz面的方向图，由图6可知无论天线工作在槽模式、贴片3模式还是偶极子模式，一直都保持稳定的方向图和较宽的3db波束宽度，因此本发明天线有良好的辐射特性。

本实施例中，第一基板1和第二基板2相隔预置距离的设置确保天线尺寸和剖面满足设计规格，且第一基板1上设置有馈电偶极子5和开设有凹槽4的贴片3，通过贴片3、凹槽4和馈电偶极子5三种不同模式的应用，使得基站天线的带宽得到有效拓展，从而解决了现有基站天线的带宽较小的技术问题。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。