[发明专利]一种应用于5G毫米波的圆级化三维偶极子天线阵元

说明书

本发明涉及一种应用于5G毫米波的圆级化三维偶极子天线阵元，包括介质基板(1)、位于介质基板上表面的偶极子辐射单元(2)、位于介质基板下表面的接地板和馈点(3)、接地板和馈点下方的焊料球(4)以及连接辐射单元和馈点的金属通孔(5)；所述的辐射单元由四个中心对称的矩形金属构成，在所述接地板和馈点之间存在环形空气间隙。

技术领域

本发明专利涉及微波毫米波通信技术领域，尤其涉及一种应用于5G毫米波的圆级化三维偶极子天线阵元。

背景技术

随着无线通信的迅速发展，频谱资源越来越紧缺，开发和使用毫米波频谱资源成为第五代移动通信技术的重点，5G毫米波移动通信具有信道容量宽，数据传输速度快等特点。而天线作为5G毫米波移动通信的关键部件之一，要求其体积小且性能高。

线极化天线随着收信天线的极化方向与发信天线的线极化方向偏离越来越多时，感应出的信号越小；当收信天线的极化方向与发信天线线极化方向正交时，感应出的信号为零。线极化方式对天线的方向要求较高。天线的极化方向常常是需要考虑的重要问题。

对于圆极化，无论收信天线的极化方向如何，感应出的信号都是相同的，不会有什么差别。任意极化的电磁波均可被圆极化天线接收，而圆极化天线发射的电磁波则可被任意极化的天线接收。所以，采用圆极化方式，使得系统对天线的方位敏感性降低。

综上圆极化天线是一种常用的天线形式，圆极化天线有利于对空间电磁波的接收，同时还能够抑制雨雾反射杂波的干扰。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种体积小且结构简单的应用于5G毫米波的圆级化三维偶极子天线阵元。本发明的技术方案如下：

一种应用于5G毫米波的圆级化三维偶极子天线阵元，包括介质基板(1)、位于介质基板上表面的偶极子辐射单元(2)、位于介质基板下表面的接地板和馈点(3)、接地板和馈点下方的焊料球(4)以及连接辐射单元和馈点的金属通孔(5)；所述的辐射单元由四个中心对称的矩形金属构成，在所述接地板和馈点之间存在环形空气间隙。

优选地，所述辐射单元由四个中心对称的矩形金属构成，每个矩形金属的尺寸为2.3mm*0.5mm。接地板和馈点之间的环形空气间隙，空气间隙开槽尺寸s为0.25mm，且馈电之间的区域无接地平面。所述馈点由幅度相同，相位相差90°的四路信号馈入。

本发明与现有发明的优势在于:

1.使得偶极子天线从平面二维结构实现了立体三维结构，便于集成；

2.天线阵元为单层结构，体积小，成本低。

3.贴片式结构使得应用更加便捷；

4.本天线阵元在毫米波频段具有优异的驻波及增益等电性能参数。

5.本天线阵元可以单独应用，也可以组合成阵列形式应用，其可扩展能力强。

附图说明

图1是本发明应用于5G毫米波的圆级化三维偶极子天线阵元的剖视图；

图2是本发明应用于5G毫米波的圆级化三维偶极子天线阵元的俯视图；

图3是本发明应用于5G毫米波的圆级化三维偶极子天线阵元的仰视图；

图4是本发明天线阵元的反射系数。

图5是本发明天线阵元在28GHz的phi＝0°辐射方向图。

图6是本发明天线阵元在28GHz的phi＝90°辐射方向图。

图7是本发明天线阵元在28GHz的轴比。

具体实施方式