[发明专利]基于单层介质低剖面及多根短路针的双频毫米波微带天线

说明书

本发明涉及基于单层介质低剖面及多根短路针的双频毫米波微带天线，包括微带天线本体，所述微带天线本体包括单层介质基板、分别设置在单层介质基板两侧端面的接地板及辐射贴片、贯穿单层介质基板设置的馈电同轴及三根短路针；所述馈电同轴及三根所述短路针一端固定在辐射贴片与单层介质基板贴合的一侧端面上，另一端固定在接地板与单层介质基板贴合的一侧端面上；本发明在传统的TM10模和TM12模谐振模式的基础上，增加原本没有的2阶和3阶零模谐振模式，从而拓展带宽；同时，通过调整多根短路针的位置来调节2阶和3阶零模谐振模式与原有TM10模和TM12模谐振模式的分布，使得TM10模和2阶零模谐振靠近形成一个频带，TM12模和3阶零模谐振靠近形成另一个频带。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于单层介质低剖面及多根短路针的双频毫米波微带天线。

背景技术

随着通信技术的不断发展，5G移动通信技术已经正式开始商用，然而现在商用的5G通信利用的频段主要还是低于6GHz的频段，未来的频段会不断升高到24GHz～27GHz和37GHz～40GHz这两个世界主流的毫米波频段。天线作为通信系统信息收发的关键组件，一方面需要适应24GHz～27GHz和37GHz～40GHz两个双频毫米波频段；另一方面，需求低剖面超薄的微带天线，以适应天线模组的小型化。

现有技术中的天线存在如下缺陷：

(1)现有的双频带天线两个频带大多都只是由单个谐振频率组成，如只能利用到TM10模和TM12模两种谐振模式等，带宽比较窄；

(2)现有的宽带的微带天线普遍为多层介质或者介质厚度较厚的高剖面设计，并且其结构复杂，对空间的占用率也比较高，不利于天线的小型化。

(3)现有的天线为了实现双频带特性，通常需要设计一些比较复杂的馈电网络，增加了天线的复杂度，不利于毫米波天线的高密度集成。

因此本发明研制了基于单层介质低剖面及多根短路针的双频毫米波微带天线，以解决现有技术中存在的问题，经检索，未发现与本发明相同或相似的技术方案。

发明内容

本发明目的是：提供一种基于单层介质低剖面及多根短路针的双频毫米波微带天线，以解决现有技术中天线不能在单层介质低剖面以及馈电结构简单的前提下获得足够带宽的双频带来覆盖未来毫米波波段的主流频段，即无法达成26GHz和39GHz的双频带效果的问题，且不易于小型化，占据大量空间的问题。

本发明的技术方案是：基于单层介质低剖面及多根短路针的双频毫米波微带天线，包括微带天线本体，所述微带天线本体包括单层介质基板、分别设置在单层介质基板两侧端面的接地板及辐射贴片、贯穿单层介质基板设置的馈电同轴及三根短路针；所述馈电同轴及三根所述短路针一端固定在辐射贴片与单层介质基板贴合的一侧端面上，另一端固定在接地板与单层介质基板贴合的一侧端面上。

优选的，所述单层介质基板呈扁形长方体结构，长度为8.6mm，宽度为6.7mm，厚度为0.508mm，所述单层介质基板选用的材料为Rogers4350，其介电常数ε_r＝3.48。

优选的，所述接地板与所述单层介质基板的形状及尺寸相同。

优选的，所述辐射贴片的外轮廓呈矩形结构，长度为4.3mm，宽度为3.35mm。

优选的，所述馈电同轴的内轮廓及外轮廓均呈圆形结构，内径为0.15mm，外径为0.25mm。

优选的，三根所述短路针选用的材料为铜，其中两根短路针的半径为0.1mm，一根短路针的半径为0.2mm。

优选的，所述微带天线本体的工作频率为24GHz～27GHz及33GHz～40GHz。

与现有技术相比，本发明的优点是：