一种场馆赋型天线制造技术

本发明专利技术提供的方案为一种场馆赋型天线，包括介质基板、辐射体和层叠于介质基板上表面的超表面层，其中，所述超表面层的中部成型有用于容置辐射体的安装槽；所述辐射体沿其长度方向的中线及宽度方向的中线上均刻蚀有分隔缝隙，从而将辐射体划分为四个呈矩阵布置的辐射单元，其中，任意相临近的两个所述辐射单元之间成型有连接桥，从而令四个辐射单元之间由四个连接桥对应连接，从而实现双极化功能，提高频带利用率、天线的前后比和天线增益、天线半功率波束宽度和

【技术实现步骤摘要】
一种场馆赋型天线


[0001]本专利技术涉及无线通信系统的
，尤其是涉及一种场馆赋型天线。

技术介绍

[0002]目前，5G技术已经应用于各种各样的场景下，对于比赛或者直播场馆等应用场景中，天线辐射机制对比赛结果或直播信号的传输具有重要影响，其中，在一个场馆中往往会分为许多个扇区，要想在扇区的每一个位置获得同等的信号，避免出现“灯下黑”的情况，需要天线的辐射方向具有较好的边界性，即满足天线半功率波束宽度（
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3 dB波束宽度）和
‑
20 dB波束宽度比值大于某一个固定值。同时，场馆中的天线仍需满足低旁瓣的功能，否则会影响到别的扇区信号的辐射。
[0003]而现有场馆赋型天线多采用以下两种方法来实现：1）采用规则的阵列来实现，在设计馈电网络时，使每个单元得到具有不同的相位或幅度的激励，实现具有方形辐射方向图的天线；2）采用稀疏阵的方式，通过将天线单元放置在不同位置，构成具有明显边界性的方向图。这两种方法都能实现较好的赋型特性，但第一种方法需要许多天线单元，增加了制备成本，且其馈电网络非常复杂，难以精准实现激励的幅值和相位；第二种方法的缺点是通过控制天线的位置实现，难以精准确定每一个天线的位置，可能会导致大的旁瓣。
[0004]其次，天线的半功率波束宽度和
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20 dB波束宽度的比值是赋型天线一个重要的指标。通常天线的半功率波束宽度和
‑
20 dB波束宽度的展宽和缩窄是等比例变化的，所以能够使大幅度展宽天线半功率波束宽度，但r/>‑
20 dB波束宽度展宽幅度很小的方法是很重要的。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种能够覆盖5G频段（3.3
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3.6 GHz）的场馆赋型天线，实现双极化功能，提高频带利用率、天线的前后比和天线增益、天线半功率波束宽度和
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20 dB波束宽度的斜率，降低天线的旁瓣，满足场馆天线需求。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供的方案为一种场馆赋型天线，包括介质基板、辐射体和层叠于介质基板上表面的超表面层，其中，所述超表面层的中部成型有用于容置辐射体的安装槽；所述辐射体沿其长度方向的中线及宽度方向的中线上均刻蚀有分隔缝隙，从而将辐射体划分为四个呈矩阵布置的辐射单元，其中，任意相临近的两个所述辐射单元之间成型有连接桥，从而令四个辐射单元之间由四个连接桥对应连接。
[0007]进一步，还包括四块分别设于所述辐射体四周的金属围板。
[0008]进一步，所述介质基板包括上下层叠布置的第一基板层和第二基板层，其中，所述第一基板层的上表面设于第一馈电网络和第二馈电端口，所述第二基板层的上表面设于第二馈电网络和第一馈电端口，所述第二馈电端口穿设过第一基板层预成型有的第二差分缝隙后与第二馈电网络相连；所述第一馈电端口穿设过第一基板层预成型有的第一差分缝隙后与第一馈电网络相连。
[0009]进一步，所述第一馈电网络一分为二形成两个第一输出端，两所述第一输出端与辐射体上设有的两个第一馈电点相连；所述第二馈电网络一分为二形成有两个第二输出端，两所述第二输出端与辐射体上设有的两个第二馈电点相连。
[0010]进一步，两所述第一馈电点分别临近布置于辐射体长度方向的中线上的两个连接桥；两所述第二馈电点分别临近布置于辐射体宽度方向的中线上的两个连接桥。
[0011]进一步，所述超表面层的上表面具有周期性方形超表面结构。
[0012]本专利技术的有益效果为：1）通过差分馈电及刻蚀分隔缝隙来修正电流流向，获得良好的定向性，实现双极化功能，提高了天线的隔离度；2）通过设置超表面层作为地面，有效地减少天线能量向后辐射，提高天线的增益和提高天线的前后比；3）通过设置金属围板，可大幅度的展宽天线的半功率波束宽度，小幅度的展宽
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20 dB的波束宽度，提高天线辐射方向图的边界性。
附图说明
[0013]图1为赋形天线的结构示意图。
[0014]图2为超表面层的结构示意图。
[0015]图3为辐射体的结构示意图。
[0016]图4为辐射体的俯视图。
[0017]图5为第一基板层的示意图。
[0018]图6为第二基板层的示意图。
[0019]图7为前后电流分布图和方向图。
[0020]图8为天线的前后比示意图。
[0021]图9为方向图对比示意图。
[0022]图10为差分馈电网络电场分布示意图。
[0023]图11为馈电网络S参数仿真图。
[0024]图12为相位差图。
[0025]图13为天线S参数图。
[0026]图14为天线增益曲线图图15为天线2D及3D方向图。
[0027]其中，1
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介质基板，11
‑
第一基板层，12
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第二基板层，2
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辐射体，21
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分隔缝隙，22
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连接桥，3
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超表面层，31
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安装槽，4
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金属围板，51
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第一馈电网络，52
‑
第一馈电端口，53
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第二馈电网络，54
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第二馈电端口，55
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第一差分缝隙，56
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第二差分缝隙。
具体实施方式
[0028]为了便于理解本专利技术，下面参照附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解得更加透彻全面。需要说明的是，本专利技术所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅用于名称的区分。
[0029]参见附图1
‑
6所示，在本实施例中，一种场馆赋型天线，包括介质基板1、辐射体2和超表面层3，其中，介质基板1包括上下层叠布置的第一基板层11和第二基板层12，超表面层
3层叠于第一基板层11上以实现超表面层3层叠于介质基板1上。上述的第一基板层11、第二基板层12和超表面层3均为大小一致的FR4介质板（电常数为4.4、正切损耗为0.02）。另外，超表面层3的上表面具有周期性方形超表面结构，可有效地减少天线向后辐射的能量，提高天线的前后比，天线前后比从23 dB提高到29 dB。
[0030]在本实施例中，超表面层3的中部成型有用于容置辐射体2的安装槽31，从而令辐射体2嵌装至安装槽31内。辐射体2呈正方形贴片结构，辐射体2沿其长度方向的中线及宽度方向的中线上均刻蚀有分隔缝隙21，其中，任意相临近的两个辐射单元之间成型有连接桥22，从而令四个辐射单元之间由四个连接桥22对应连接。四个连接桥22分为两组，一组位于辐射体2长度方向的中线上；另一组位于辐射体2宽度方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种场馆赋型天线，其特征在于：包括介质基板（1）、辐射体（2）和层叠于介质基板（1）上表面的超表面层（3），其中，所述超表面层（3）的中部成型有用于容置辐射体（2）的安装槽（31）；所述辐射体（2）沿其长度方向的中线及宽度方向的中线上均刻蚀有分隔缝隙（21），从而将辐射体（2）划分为四个呈矩阵布置的辐射单元，其中，任意相临近的两个所述辐射单元之间成型有连接桥（22），从而令四个辐射单元之间由四个连接桥（22）对应连接。2.根据权利要求1所述的一种场馆赋型天线，其特征在于：还包括四块分别设于所述辐射体（2）四周的金属围板（4）。3.根据权利要求1所述的一种场馆赋型天线，其特征在于：所述介质基板（1）包括上下层叠布置的第一基板层（11）和第二基板层（12），其中，所述第一基板层（11）的上表面设于第一馈电网络（51）和第二馈电端口（54），所述第二基板层（12）的上表面设于第二馈电网络（53）和第一馈电端口（52）...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟强，
申请(专利权)人：广东中元创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：