天线元件及具有其的天线结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种天线元件。该天线元件包括：接地面；馈电贴片，由探针和引脚支撑在接地面上；以及辐射器，设置在馈电贴片上方，并且具有雪花形的顶部贴片，顶部贴片具有展开分支构件和折叠分支构件，折叠分支构件和展开分支构件沿顶部贴片的边缘交替地排列，辐射器相对于接地面悬空。

【技术实现步骤摘要】
天线元件及具有其的天线结构
本技术涉及天线元件及具有其的天线结构，并且具体涉及用于宽带操作的紧凑型贴片天线。
技术介绍
在大规模多输入多输出(MIMO)应用中，多天线元件(通常为100个或更多)形成的MIMO天线阵列的尺寸非常大。因此，希望减小天线阵列的尺寸，特别是在传统的移动频带(即，在6GHz以下)的情况下。用于减小尺寸的一个解决方案是利用多模天线作为单元，以允许在给定区域中实现更多的天线端口。然而，在理想情况下，大规模MIMO天线阵列中的各个天线端口的辐射图应该是全向的或覆盖所需的基站扇区，使得每个天线端口可以接收尽可能多的多径信号。对于室外基站天线，这通常意味着需要宽到足以覆盖感兴趣的扇区的宽边辐射图。通常，宽边方向的辐射图中产生的重叠通常会增加相互耦合。在这种情况下，为了抑制相互耦合，需要将天线元件分开得很远或需要额外的技术。
技术实现思路
本公开的一个方面提供了一种天线元件，包括：接地面；馈电贴片，由探针和引脚支撑在接地面上；以及辐射器，设置在馈电贴片上方，并且具有雪花形的顶部贴片，顶部贴片具有展开分支构件和折叠分支构件，折叠分支构件和展开分支构件沿顶部贴片的边缘交替地排列，辐射器相对于接地面悬空。在本公开的实施方式中，顶部贴片具有三个展开分支构件和三个折叠分支构件。在本公开的实施方式中，展开分支构件沿顶部贴片的边缘向外突出，并且折叠分支构件从顶部贴片的边缘朝向接地面折叠。在本公开的实施方式中，辐射器还包括底部下层，折叠分支构件位于顶部贴片和底部下层之间并将顶部贴片和底部下层相互连接。在本公开的实施方式中，辐射器具有旋转对称的物理几何轮廓。在本公开的实施方式中，辐射器与馈电贴片间隔预定的距离。在本公开的实施方式中，接地面具有圆形或多边形形状。在本公开的实施方式中，接地面具有正六边形形状。根据本公开的另一方面，提供了一种包括一个或多个上述天线元件的天线结构。在本公开的实施方式中，多个上述天线元件呈蜂窝状排列。本公开的各个实施方式可具有以下有益效果中的至少一种：1)天线(例如三端口天线)的尺寸与传统的双端口双极化贴片天线大致相同，对于相同的阵列孔径，允许增加例如50％的天线单元；以及2)通过将接地面切割成六边形形状，可以将标准天线连接在一起以形成大规模MIMO天线阵列，其中，天线阵列的所有辐射图指向宽边方向同时具有低相互耦合。附图说明附图包括在内以提供对本公开的进一步理解，构成说明书的一部分并示出本公开的优选实施方式，并且附图连同说明书一起阐述本公开的原理。附图描述了本公开的一些实施方式，并且本领域技术人员可以根据这些附图获得其它附图，而不需要付出创造性的劳动。图1示出了现有技术的贴片天线的一般结构。图2(a)和图2(b)示出了本公开一个实施方式的宽带紧凑型三模贴片天线的示例图3(a)和图3(b)示出了对于不同天线端口的S-参数随频率的变化的仿真示意图和测量示意图。图4(a)和图4(b)示出了对于不同天线端口的所示示例的增益随频率变化的仿真示意图和测量示意图。图5(a)和图5(b)示出了对于不同天线端口的所示示例的效率随频率变化的仿真示意图和测量示意图。图6(a)至图6(f)示出了在3.4GHz、3.6GHz和3.8GHz下关于xz平面中的端口1的所示示例的仿真辐射图和测量辐射图。图7(a)至图7(f)示出了在3.4GHz、3.6GHz和3.8GHz下关于yz平面中的端口1的所示示例的仿真辐射图和测量辐射图。图8(a)至图8(f)示出了在3.4GHz、3.6GHz和3.8GHz下关于xy平面中的端口1的所示示例的仿真辐射图和测量辐射图。图9(a)和图9(b)示出了本公开一个实施方式的具有正六边形接地面的两组天线元件的示例。图10示出了本公开一个实施方式的天线元件结合在一起以形成大规模MIMO天线阵列的示例。具体实施方式为了更好地理解本公开，将参考附图对本公开的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本公开的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本公开的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本公开的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本公开的实施方式时，使用“可以”表示“本公开的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本公开所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。本公开的实施方式涉及一种天线元件。该贴片元件可为宽带紧凑型三模贴片天线。该天线的所有辐射指向宽边方向。本公开的天线的阻抗带宽至少例如为18％，并且天线可以在支持三端口激励的同时具有低互耦。本公开不限于特定的谐振频率，该特定的谐振频率是由天线的尺寸确定的。例如，可以通过放大整个天线元件来获得较低的谐振频率。本公开也不限制天线的几何形状，只要它是旋转对称的即可。图1示出了现有技术的贴片天线100的一般结构。天线100包括贴片辐射器10、馈电贴片11和接地面14。辐射器10具有单层结构且旋转对称。辐射器10由金属制成并悬浮在空气中。辐射器10不限于特定的几何形状，其可以是圆形、六边形或旋转对称的任何其它形状。此外，辐射器10不限于单层结构，其可以是具有折叠结构的多层结构。在本实施方式中，馈电贴片11设置在辐射器10之下且与辐射器10间隔开。在本是实施方式中，馈电贴片的数量可例如为三个，但本公开不限于此，馈电贴片的数量可根据需要进行调整。在本实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线元件，其特征在于，包括：/n接地面；/n馈电贴片，由探针和引脚支撑在所述接地面上；以及/n辐射器，设置在所述馈电贴片上方，并且具有雪花形的顶部贴片，所述顶部贴片具有展开分支构件和折叠分支构件，所述折叠分支构件和所述展开分支构件沿所述顶部贴片的边缘交替地排列，所述辐射器相对于所述接地面悬空。/n

【技术特征摘要】
20191022 US 62/973,7201.一种天线元件，其特征在于，包括：
接地面；
馈电贴片，由探针和引脚支撑在所述接地面上；以及
辐射器，设置在所述馈电贴片上方，并且具有雪花形的顶部贴片，所述顶部贴片具有展开分支构件和折叠分支构件，所述折叠分支构件和所述展开分支构件沿所述顶部贴片的边缘交替地排列，所述辐射器相对于所述接地面悬空。


2.根据权利要求1所述的天线元件，其特征在于，所述顶部贴片具有三个所述展开分支构件和三个所述折叠分支构件。


3.根据权利要求2所述的天线元件，其特征在于，所述展开分支构件沿所述顶部贴片的边缘向外突出，并且所述折叠分支构件从所述顶部贴片的边缘朝向所述接地面折叠。


4.根据权利要求3所述的天线元件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵慈旭，穆乐思，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：新型
国别省市：中国香港;81