[实用新型]一种平面型和低剖面型准八木方向图可重构5G天线

说明书

本实用新型公开了一种平面型和低剖面型小型化准八木方向图可重构5G天线，涉及小型化5G天线和sub 6GHz应用技术领域。本实用新型采用新型可重构准八木结构，具体以偶极子天线作为激励源天线，通过容型加载反射器实现对激励源的反射作用，形成定向辐射；同时形成容型加载，实现了小型化设计；通过控制二极管状态即可实现前向定向、全向和后向定向非对称辐射方向图的切换。并且通过在此基础上放置人工相移表面，进行三波束定向扫描，从而实现低剖面方向图可重构天线，能够满足不同应用场景的性能需求，具有天线尺寸小，天线工作带宽宽、天线辐射效率高、天线波束覆盖宽、适合室内广角域通信、易于生产应用、同时电控方案灵活快速响应稳定性高等优点。

技术领域

本实用新型涉及小型化5G天线和sub 6GHz应用技术领域，具体涉及一种平面型和低剖面型准八木方向图可重构5G天线。

背景技术

当前5G和物联网通信全面部署推进，面对新的通信频段、通信标准和复杂的应用场景，通信系统亟需高性能多功能天线。方向图可重构天线能够在单个天线的尺寸上，通过电控或机械控制等方式，使得天线方向图进行切换或空域覆盖扫描，能够实现通信覆盖区域的动态切换，同时能够改善多径效应，增强通信性能。传统的电控方向图可重构天线，主要有相控阵、多端口多波束天线和采用电子元件(开关二极管、变容管和MEMS开关器件等)的可重构天线。相控阵天线，采用了复杂的T/R组件馈电网络，存在体积大、系统复杂和成本高昂等问题。多波束多端口天线，需要布设多个天线端口以及前端相配的开关控制电路，存在尺寸大、工作带宽窄等问题。采用电子元件的可重构天线，存在尺寸大、辐射效率低、天线工作频带重叠带宽窄和方向图难以非对称切换的缺点。特别是传统的基于八木结构的方向图可重构天线，通过控制距离激励源天线四分之一波长处的反射器/引向器工作，实现波束可重构，同样存在尺寸大和方向图模式单一的缺点。而5G新频段应用中，亟需工作带宽大、尺寸小、成本低、结构简单、非对称式的多波束切换和高辐射性能的多功能天线。

综述所示，目前用于5G新频段的方向图可重构天线较少，已有研究和用于其他sub6GHz频段的方向图可重构天线，均存在尺寸大、带宽窄、成本高、方向图可重构模式有限和辐射效率低的问题和缺点，难以满足5G新频段的通信天线需求，特别是面向5G室内微基站和路由端的天线需求。

发明内容

为了解决目前5G新频段小基站和sub 6GHz应用中所采用的方向图可重构天线以及传统多波束天线物理尺寸大、工作带宽窄、结构复杂以及可切换波束单一等问题，本实用新型提供了一种平面型和低剖面型小型化准八木方向图可重构5G天线。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

第一方面，一种平面型准八木方向图可重构5G天线，包括PCB基板和设置在所述PCB基板上的小型化可重构八木结构，所述小型化可重构八木结构包括设置在所述PCB基板中心的偶极子天线和以所述偶极子天线对称设置的容型加载反射器，所述容型加载反射器的两端均呈弯折结构，所述容型加载反射器的中间位置加载有开关。

本方案的有益效果是：本实用新型以偶极子天线作为激励源天线，通过一个两端弯折的容型加载反射器，实现对激励源的反射作用，形成定向辐射；同时反射器和激励源弯折，形成容型加载，实现了小型化设计，反射器和激励源间距缩短为八分之一波长；通过将两个新型准八木结构集成在一起，通过控制两根二极管的状态，即可实现前向定向，全向和后向定向辐射方向图的切换。

进一步地，所述容型加载反射器两端的弯折处分别连接控制电路。

上述进一步方案的有益效果是：本实用新型通过控制电路控制PIN开关管的开关，进而控制反射的状态，当偏置二极管导通时，为反射器模式；当偏置二极管断开时，为偶极子模式。

进一步地，所述偶极子天线的两近侧分别设置有寄生贴片。

上述进一步方案的有益效果是：本实用新型通过将寄生贴片放置在偶极子激励源，引入新的偶极子类似模式，拓展了天线的工作带宽，满足了sub6 GHz宽带宽通信需求。