[发明专利]一种低剖面5G天线辐射单元及天线阵列

说明书

本发明的一种低剖面5G天线辐射单元包括依次层叠固定的馈电基板、第一加载PCB板、第二加载PCB板和第三加载PCB板，馈电基板和第一加载PCB板之间设有第一半固化片，第一加载PCB板和第二加载PCB板之间设有第二半固化片，第二加载PCB板和第三加载PCB板之间设有第三半固化片，馈电基板和第一加载PCB板为双面PCB板，第二加载PCB板和第三加载PCB板为单面PCB板，馈电基板和第一加载PCB板上分布有双极化馈电线路，第一加载PCB板与馈电基板之间设有屏蔽层，屏蔽层上开设有耦合缝隙，第二加载PCB板和第三加载PCB板上设有加载辐射引向片，实现了低剖面和小型化。本发明还提出一种低剖面5G天线阵列，具有结构紧凑、剖面低、重量轻、生产方便的优点。

技术领域

本发明涉及一种低剖面5G天线辐射单元，属于通信技术领域。

背景技术

自20世纪70年代以来，移动通信从模拟通信技术转向数字通信技术，用户体验要求也呈现出宽带化、高速化、多元化的发展方向。此外，随着新型智能设备的不断面世与互联网的飞速发展，移动通信又在新的领域展现出勃勃生机，例如智能家居、智能穿戴、智能抄表、智能交通、远程医疗等。很显然，4G移动通信系统在网络速率、通信容量以及空口时延等方面已经无法满足市场及技术演进的需求。鉴于未来发展的需要，国际电信联盟(ITU)在2015年6月份将5G正式命名为IMT-2020，并且把增强型移动宽带、大规模机器通信和超高可靠超低时延通信定义为5G主要应用场景。

一般而言，可以通过两种途径来提高移动通信数据传输速率，一是拓展新的频谱资源，二是引入新技术提高频谱效率和能量利用率。对于移动通信史而言，频谱资源实为有限资源，极其珍贵，拓展新的频谱资源难以实现。在此背景下，大规模多输入多输出技术(Massive MIMO)已经不可逆转的成为5G移动通信系统的中提升频谱效率的核心技术。此技术使用大数量阵列天线(如128根)形成多发多收的系统，增强基站同时接收和发送多路不同信号的能力，可以在有限的时间和频率资源基础上，大大提高频谱利用率、数据传输的稳定性和可靠性。

纵观基站天线的发展历程，小型化、有源化、多频化、智能化是移动通信天线的演进路线，其中小型化是基础，尤其是5G通信系统工作在Sub 6G下的、带有Massive MIMO天线阵的基站建站时，受天线阵的体积因素制约更为明显。而现有技术中辐射单元剖面过高、体积较大等问题还没有很好的解决方案。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提出一种低剖面5G天线辐射单元，其能在性能参数不恶化的情况下，实现了低剖面和小型化的改造。

为实现上述目的，本发明的一种低剖面5G天线辐射单元，包括依次层叠固定的馈电基板、第一加载PCB板、第二加载PCB板和第三加载PCB板，馈电基板和第一加载PCB板之间设有第一半固化片，第一加载PCB板和第二加载PCB板之间设有第二半固化片，第二加载PCB板和第三加载PCB板之间设有第三半固化片，馈电基板和第一加载PCB板为双面PCB板，第二加载PCB板和第三加载PCB板为单面PCB板，馈电基板和第一加载PCB板上分布有双极化馈电线路，第一加载PCB板与馈电基板之间设有屏蔽层，屏蔽层上开设有耦合缝隙，第二加载PCB板和第三加载PCB板上设有加载辐射引向片。

进一步地，双极化馈电线路包括正极化馈电线路和负极化馈电线路，正极化馈电线路分布在馈电基板的顶面上，负极化馈电线路包括负极化馈电线路引入段和负极化馈电线路展开段，负极化馈电线路引入段分布在馈电基板的顶面上，负极化馈电线路展开段分布在第一加载PCB板的顶面上，正极化馈电线路的中心线和负极化馈电线路的中心线在第一加载PCB板所在平面上投影为对角分布的，第一加载PCB板上设有金属化过孔，金属化过孔穿透第一加载PCB板和第一半固化片，金属化过孔的两端分别连接在负极化馈电线路引入段和负极化馈电线路展开段上并使两者导通。

进一步地，正极化馈电线路和负极化馈电线路为包括若干级分支的对称分支状结构。