CN112615127A - 一种高增益5g毫米波段法布里珀罗阵列天线 - Google Patents

一种高增益5g毫米波段法布里珀罗阵列天线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线，包括：顶层介质板、反射贴片层、底层介质板、金属接地板、同轴电缆、空气腔体；所述反射贴片层印制在顶层介质板上，且反射贴片层位于顶层介质板的下方；所述金属接地板印制在底层介质板上，且金属接地板位于底层介质板的下方；所述同轴电缆贯穿金属接地板、底层介质板；所述空气腔***于顶层介质板与底层介质板之间；本发明通过对高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线的改进，具有设计合理，天线阵列的增益大幅提高、辐射特性较好，使得整个天线阵列在5G毫米波的24.5GHz‑29.5GHz可以高效率的接收无线信号的优点，从而有效的解决了本发明提出的问题和不足。

Description

一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线
技术领域
本发明涉及阵列天线技术领域，尤其涉及一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线。
背景技术
目前，随着无线通信技术的迅速发展，天线的种类也越来越多，尤其是在微波、毫米波频段，而其中法布里珀罗天线以具有结构简单，效果较好的良好特性，得到了广泛的关注。
但是由于法布里珀罗天线仍属于一种谐振结构，他的阻抗带宽和增益带宽都比较窄，天线阵列的增益效果较差，限制了它在更多领域的应用。
有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线，包括：顶层介质板、反射贴片层、底层介质板、金属接地板、同轴电缆、空气腔体；所述反射贴片层印制在顶层介质板上，且反射贴片层位于顶层介质板的下方；所述金属接地板印制在底层介质板上，且金属接地板位于底层介质板的下方；所述同轴电缆贯穿金属接地板、底层介质板；所述空气腔***于顶层介质板与底层介质板之间。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线所述顶层介质板、底层介质板均为正方形板状结构，且顶层介质板、底层介质板的边长为27.3mm，并且顶层介质板、底层介质板的厚度为1.13mm，介电常数为2.2。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线所述反射贴片层由36个边长为4.55mm的正方形反射单元组成，且所述反射单元在顶层介质板的下方呈矩形阵列状分布，并且反射单元内反射结构为边长4.2mm的正方形环，所述正方形环的宽度为0.42mm。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线所述空气腔体的厚度为4.75mm。
作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线所述同轴电缆位于底层介质板、金属接地板的中心位置。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明空气腔***于顶层介质板与底层介质板，空气腔体的厚度为4.75mm，同轴电缆位于底层介质板、金属接地板的中心位置的设置，电磁波经过空气腔体及反射贴片层结构多次反射后，在顶层天线单元处形成相位叠加，从而大幅提高天线阵列的增益。
2、本发明通过对高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线的改进，具有设计合理，天线阵列的增益大幅提高、辐射特性较好，使得整个天线阵列在5G毫米波的24.5GHz-29.5GHz可以高效率的接收无线信号的优点，从而有效的解决了本发明提出的问题和不足。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为本发明的轴侧结构示意图；
附图3为本发明的侧视结构示意图；
附图4为本发明的阵列天线的核心反射系数曲线示意图；
附图5为本发明的天线阵列在24.5GHz的E面与H面方向图；
附图6为本发明的天线阵列在25.5GHz的E面与H面方向图；
附图7为本发明的天线阵列在26.5GHz的E面与H面方向图；
附图8为本发明的天线阵列在28.5GHz的E面与H面方向图；
附图9为本发明的在整个24.5GHz-29.5GHz的频率增益曲线。
其中：顶层介质板1、反射贴片层2、底层介质板3、金属接地板4、同轴电缆5、空气腔体6。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如附图1-9所示的本发明所述的一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线，包括：顶层介质板1、反射贴片层2、底层介质板3、金属接地板4、同轴电缆5、空气腔体6；反射贴片层2印制在顶层介质板1上，且反射贴片层2位于顶层介质板1的下方；金属接地板4印制在底层介质板3上，且金属接地板4位于底层介质板3的下方；同轴电缆5贯穿金属接地板4、底层介质板3；空气腔体6位于顶层介质板1与底层介质板3之间。
具体的，顶层介质板1、底层介质板3均为正方形板状结构，且顶层介质板1、底层介质板3的边长为27.3mm，并且顶层介质板1、底层介质板3的厚度为1.13mm，介电常数为2.2。
具体的，反射贴片层2由36个边长为4.55mm的正方形反射单元组成，且反射单元在顶层介质板1的下方呈矩形阵列状分布，并且反射单元内反射结构为边长4.2mm的正方形环，正方形环的宽度为0.42mm。
具体的，空气腔体6的厚度为4.75mm。
具体的，同轴电缆5位于底层介质板3、金属接地板4的中心位置。
具体实施步骤：
由附图4可知本阵列的中心工作频率在26.8GHz与S11的曲线谐振点重合。结合附图5、6、7、8天线在24.5GHz,25.5GHz,26.5GHz,28.5GHz的方向图可以看出，阵列天线的主波瓣方向精确的指向了0度角方向，实际结果与设计要求相符。并且天线的增益在这些频点都在较高9.5dBi以上，体现出较好的辐射特性；结合附图9可以看出本阵列在整个24.5Ghz-29.5GHz的频段，最高增益达到了17.8dBi,并且在边缘的频率点24.5GHz与29.5GHz也分别具有9.2dBi以及6dBi的增益，完全高于普通终端天线的2dBi的增益，使得整个天线阵列在5G毫米波的24.5GHz-29.5GHz可以高效率的接收无线信号。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线，包括：顶层介质板(1)、反射贴片层(2)、底层介质板(3)、金属接地板(4)、同轴电缆(5)、空气腔体(6)；其特征在于：所述反射贴片层(2)印制在顶层介质板(1)上，且反射贴片层(2)位于顶层介质板(1)的下方；所述金属接地板(4)印制在底层介质板(3)上，且金属接地板(4)位于底层介质板(3)的下方；所述同轴电缆(5)贯穿金属接地板(4)、底层介质板(3)；所述空气腔体(6)位于顶层介质板(1)与底层介质板(3)之间。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述顶层介质板(1)、底层介质板(3)均为正方形板状结构，且顶层介质板(1)、底层介质板(3)的边长为27.3mm，并且顶层介质板(1)、底层介质板(3)的厚度为1.13mm，介电常数为2.2。
3.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述反射贴片层(2)由36个边长为4.55mm的正方形反射单元组成，且所述反射单元在顶层介质板(1)的下方呈矩形阵列状分布，并且反射单元内反射结构为边长4.2mm的正方形环，所述正方形环的宽度为0.42mm。
4.根据权利要求1所述的,其特征在于：所述空气腔体(6)的厚度为4.75mm。
5.根据权利要求1所述的,其特征在于：所述同轴电缆(5)位于底层介质板(3)、金属接地板(4)的中心位置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114843771A (zh) * 2022-04-25 2022-08-02 重庆邮电大学 一种宽1dB增益带宽的法布里-珀罗谐振腔天线

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