CN112909511B - 一种多频带5g终端天线 - Google Patents

一种多频带5g终端天线 Download PDF

Info

Publication number
CN112909511B
CN112909511B CN202110163419.9A CN202110163419A CN112909511B CN 112909511 B CN112909511 B CN 112909511B CN 202110163419 A CN202110163419 A CN 202110163419A CN 112909511 B CN112909511 B CN 112909511B
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiating element
shaped
antenna
shaped main
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110163419.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112909511A (zh
Inventor
李迎松
杨振
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN202110163419.9A priority Critical patent/CN112909511B/zh
Publication of CN112909511A publication Critical patent/CN112909511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112909511B publication Critical patent/CN112909511B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/10—Resonant antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/28—Arrangements for establishing polarisation or beam width over two or more different wavebands
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/335—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明一种多频带5G终端天线，包括介质基板和多辐射单元，所述多辐射单元包括第一S形主辐射单元、第二S形副辐射单元、第三M形副辐射单元，第四T形副辐射单元、第五H形副辐射单元；其中第一S形主辐射单元设置在的介质基板上，四个副辐射单元相互连接，设置在终端设备的边框上且位于第一S形主辐射单元的下方，所述的第一S形主辐射单元与同轴探针相连进行直接馈电，四个副辐射单元的一边与第一S形主辐射单元贴片的一边保持平行对齐，整个天线的接地和终端设备的接地互联。本发明可以通过调整辐射单元的尺寸、形状以及位置角度来调整天线的谐振频率以及天线的带宽，实现多频带的工作性能，满足5G终端的通信需求。

Description

一种多频带5G终端天线
技术领域
本发明涉及一种终端天线，具体涉及一种多频带5G终端天线。
背景技术
移动通讯的迅速发展，促使移动通信从3G、4G发展的5G，乃至未来的6G通信。无线通信技术经历了飞速的发展，而天线作为无线电通信、卫星通信、移动通信以及雷达等***中不可缺少的装置，承担着通信***收发信号的重要作用。作为整个***中最前端的组成部分，所有无线通信数据都需要通过天线来进行转换。因此，天线性能的好坏直接影响着整个无线通信***的性能。特别是5G通信的发展，大容量、高速率的移动通信需求，同时为了向下兼容，通信协议标准的增多，导致天线数目的增多。由于受制于设备的体积，相较于传统的单一频段单一功能的天线，在移动终端设备中能够覆盖多个通信协议标准和相应的工作频段的天线的需求尤为迫切。而如何在小型化紧凑化的移动设备涉及中，进一步缩小天线的体积，保持较高的增益和较大的带宽等优秀的天线性能，越来越成为目前科研人员重要的一个研究方向。目前发展的大多数双频或者多频天线有很多，如印刷单极子天线、偶极子天线、缝隙天线以及微带天线等，这其中的设计思路也有很多，如对于单极子或者偶极子天线采用渐变的结构、引入寄生辐射单元增加套筒以及多枝节等方法，而其他例如刻槽，多层贴片等技术方法也都有一定的缺点，其中寄生单元会使天线的面积显著增大；多枝节则因每个枝节直接对应一个工作频带，故最低的工作频带限制了天线的小型化；而多层贴片的方式则增大了天线的剖面高度。为了有效地覆盖移动通信***的多个谐振频带，满足了不同的通信协议需求并保持良好的天线性能以及应用性，通过设计紧凑的多频谐振谐振结构，不仅可以实现天线的多频带设计，还保障了天线的小型化以及宽频带设计。
Chi Tao,Lu Houwen等人在2019年文献《一种适用于S波段的多频微带天线的研究与设计》中提出了一种，通过在贴片上加载缝隙的方式改变表面电流分布路径，也即改变了自然模对应的场的分布，通过中间开槽的方法降低了谐振频率，表面开槽和同轴馈电实现了微带天线的多频段工作，但其辐射性能在一些低频谐振点较差，通过切角的方式也不足以改善小型化的目的。而目前已经发展的多频天线有非对称共面馈电的WLAN天线，但所加载的电抗大大降低了天线的辐射效率。
发明内容
本发明的目的是为了实现多频带和小型化而提供了一种多频带5G终端天线，本发明可以减小天线对空间的占用，同时可以实现多频段共融共生的设计，还可以作为终端设备的边框，实现美化设计
本发明的目的是这样实现的：
一种多频带5G终端天线，包括介质基板107和多辐射单元，所述多辐射单元包括第一S形主辐射单元102、第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105、第五H形副辐射单元106；其中第一S形主辐射单元102设置在的介质基板107上，四个副辐射单元相互连接，设置在终端设备的边框上且位于第一S形主辐射单元102的下方，所述的第一S形主辐射单元102与同轴探针101相连进行直接馈电，且同轴探针101放置在第一S形主辐射单元102的中央轴上，四个副辐射单元的一边与第一S形主辐射单元102贴片的一边保持平行对齐实现不同边缘的辐射，产生感应电流，激励副辐射单元，整个天线的接地和终端设备的接地互联。
通过调整各个辐射单元的尺寸以及相应的位置实现各个频带中心频率和带宽的调整；
所述介质基板107采用单层印刷板结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所设计的天线结构采用了非对称的非平面结构，创新地利用了平面辐射单元设计和终端设备边框结合的一体化立体设计方法实现多频带天线的有机设计，结合了直接馈电和间接馈电相结合的方式，实现了多频带、小型化的设计，并且在不同的应用需求下，可以通过调整天线的参数以及位置来较为灵活方便地完成多频带的设计。该天线的探针101对第一S形主辐射单元102直接馈电，并对设计在终端设备边框上的第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105以及第五H形副辐射单元106进行边缘辐射的方式进行场感应激励，实现多谐振的设计，不仅可以有效地提高整体天线的效率，通过边缘辐射激励副辐射单元实现多频带的小型化设计，实现天线剖面低、尺寸小设计。
本发明采用同轴探针馈电和边缘辐射激励的方式，实现主辐射单元直接馈电和副辐射单元辐射电流的激励实现多个辐射单元馈电，通过调整各个辐射单元的尺寸以及相应的位置，第一S形主辐射单元102形成的两个边分别激励四个副辐射单元，调整各个辐射单元的尺寸以及主辐射单元和边框上副辐射单元位置，使天线达到了良好的匹配，满足了无线终端设备的多频带设计需求；本发明可以根据具体的移动通信要求来实现多个谐振频率的灵活调控以及相应的频带带宽的灵活控制。
附图说明
图1是本发明所设计天线的三维结构图；
图2是本发明所设计天线的俯视图；
图3是本发明所设计天线的左侧视图；
图4是本发明所设计天线的右侧视图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明的提供一种多频带5G终端天线，通过中央的“S”字形的主辐射单元102与探针馈线101连接，实现了同轴馈电，通过在主辐射单元102的下侧放置第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105、第五H形副辐射单元106，实现多频带和小型化的设计。该设计的典型特点是所设计的天线的主辐射单元可以印刷在终端的背面或者底面，而多个副辐射单元可以设计在终端设备的边框上，由此可以减小天线对空间的占用，同时可以实现多频段共融共生的设计，还可以作为终端设备的边框，实现美化设计。
一种多频带5G终端天线，包括介质基板107和多辐射单元，其特征在于，所述的多辐射单元结构，即第一S形主辐射单元102、第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105、第五H形副辐射单元106放置在介质基板107的上，其中主辐射单元设计在的介质基板107上，副辐射单元设计在终端设备的边框上；所述的第一S形主辐射单元102采用馈电探针101实现同轴馈电的辐射单元中心直接馈电，所述的多个副辐射单元，即第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105、第五H形副辐射单元106，通过与第一S形主辐射单元102的边缘辐射方式间接馈电，整个天线的接地和终端设备的接地互联。
所述的第一S形主辐射单元102为一个旋转的“S”字形，且角度做了一定的调整；馈电探针101放置在第一S形主辐射单元102的中心位置；第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105以及第五H形副辐射单元106分别为“S”、“M”、”T”、“H”字形，且设计在终端设备的边框上，且位于第一S形主辐射单元102的下方，所述的副辐射单元相互连接构成多辐射结构单元。
本发明的目的是这样实现的：该天线主要包括介质基板107、同轴探针101、加载在介质基板上的第一S形主辐射单元102、终端边框上的第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105以及第五H形副辐射单元106。其中第一S形主辐射单元102与同轴探针101相连进行直接馈电，且同轴探针101放置在主辐射单元的中央轴上。四个副辐射单元，第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105以及第五H形副辐射单元106设置在终端设备的边框上，且位于第一S形主辐射单元102的下方，所述的副辐射单元相互连接构成多辐射结构单元，整个天线的接地和终端设备的接地互联。通过调整主、副辐射单元的尺寸，即第一S形主辐射单元102的尺寸，设计在终端设备边框上的第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105以及第五H形副辐射单元106的尺寸，以及主副辐射单元之间的位置关系，使该天线达到良好的阻抗匹配，满足多频带的设计需求，此外，该天线采用单层印刷板结构，天线的剖面低、尺寸小，同轴馈电的馈电方式减小了同轴电缆对辐射性能的影响。
所述的介质基板107采用了单层印刷板结构。
所述的加载的第一S形主辐射单元102与在其中央轴上穿过介质基板107的探针馈线101直接相连构成同轴馈电的方式，即同轴探针101连接器的内导体与第一S形主辐射单元102相连接直接馈电。加载的四个副辐射单元设置在终端设备的边框上，且位于第一S形主辐射单元102的下方，通过主辐射单元的边缘辐射产生的电流激励副辐射单元。四个副辐射单元的一边与主辐射单元贴片的一边保持平行对齐实现不同边缘的辐射，产生感应电流，激励副辐射单元，整个天线的接地和终端设备的接地互联。由于紧凑摆放所有辐射单元，使得其制作简单，也有效地减小了整个天线的尺寸问题，使得所设计的天线更加小型化。
所述的辐射单元，即第一S形主辐射单元102、第二S形副辐射单元103、第三M形副辐射单元104，第四T形副辐射单元105以及第五H形副辐射单元106，通过调整各个辐射单元的尺寸以及相应的位置可以实现各个频带中心频率和带宽的调整。第一S形主辐射单元102形成两个类平行槽结构、四个副辐射单元各自的尺寸以及主辐射单元和副辐射单元之间边缘的重叠尺寸，来调整天线的谐振频率以及天线的带宽，使天线达到良好的匹配，满足了相应的多频带的设计需求，可以应用于5G移动终端等通信***领域，有一定的应用价值。
综上所述，本发明公开了一种多频带5G终端天线，该天线采用同轴馈电和边缘辐射的感应电流激励相结合的馈电方式，实现了多频天线的设计。该天线主要由介质基板、接地板、同轴馈线、“S”形主辐射以及“S”形、“M”形、“T”形、“H”形副辐射单元组合构成。其中主辐射单元采用同轴馈电的方式直接馈电，副辐射单元通过与主辐射单元辐射产生的电流激励馈电，其中副辐射单元设计在终端设备的边框上。可以通过调整辐射单元的尺寸、形状以及位置角度来调整天线的谐振频率以及天线的带宽，实现多频带的工作性能，满足5G终端的通信需求。

Claims (3)

1.一种多频带5G终端天线，包括介质基板(107)和多辐射单元，其特征在于，所述多辐射单元包括第一S形主辐射单元(102)、第二S形副辐射单元(103)、第三M形副辐射单元(104)，第四T形副辐射单元(105)、第五H形副辐射单元(106)；所述介质基板(107)设置在终端的背面或者底面，其中第一S形主辐射单元(102)设置在的介质基板(107)表面上，四个副辐射单元相互连接，设置在终端设备的边框上且位于第一S形主辐射单元(102)的下方，所述的第一S形主辐射单元(102)与同轴探针(101)相连进行直接馈电，且同轴探针(101)放置在第一S形主辐射单元(102)的中央轴上，四个副辐射单元两两分布于相邻的两个边框并分别与第一S形主辐射单元(102)贴片的一边保持平行对齐实现不同边缘的辐射，产生感应电流，激励副辐射单元，整个天线的接地和终端设备的接地互联。
2.根据权利要求1所述的一种多频带5G终端天线，其特征在于，通过调整各个辐射单元的尺寸以及相应的位置实现各个频带中心频率和带宽的调整。
3.根据权利要求1所述的一种多频带5G终端天线，其特征在于，所述介质基板(107)采用单层印刷板结构。
CN202110163419.9A 2021-02-05 2021-02-05 一种多频带5g终端天线 Active CN112909511B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110163419.9A CN112909511B (zh) 2021-02-05 2021-02-05 一种多频带5g终端天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110163419.9A CN112909511B (zh) 2021-02-05 2021-02-05 一种多频带5g终端天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112909511A CN112909511A (zh) 2021-06-04
CN112909511B true CN112909511B (zh) 2023-03-17

Family

ID=76124147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110163419.9A Active CN112909511B (zh) 2021-02-05 2021-02-05 一种多频带5g终端天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112909511B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408190B1 (en) * 1999-09-01 2002-06-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Semi built-in multi-band printed antenna
CN108365334A (zh) * 2018-01-29 2018-08-03 哈尔滨工程大学 一种基于微带线临近耦合馈电的多频带天线

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100666113B1 (ko) * 2003-12-13 2007-01-09 학교법인 한국정보통신학원 적층구조의 내장형 다중대역 안테나
US20070139280A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Vance Scott L Switchable planar antenna apparatus for quad-band GSM applications
KR100766784B1 (ko) * 2006-03-31 2007-10-12 주식회사 이엠따블유안테나 안테나
CN101587986B (zh) * 2008-05-19 2013-07-31 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 多频天线
US8072389B2 (en) * 2009-06-11 2011-12-06 Pao-Sui Chang Integrated multi-band antenna module
TWI523319B (zh) * 2013-07-22 2016-02-21 宏碁股份有限公司 行動裝置
CN203589204U (zh) * 2013-10-25 2014-05-07 惠州市中和通信科技有限公司 一种多频带lte手机天线
CN108511892B (zh) * 2018-02-28 2020-04-03 哈尔滨工程大学 一种紧凑型多频带天线
CN111987422B (zh) * 2020-06-09 2022-12-20 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种超低剖面多频宽带天线及通信设备

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408190B1 (en) * 1999-09-01 2002-06-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Semi built-in multi-band printed antenna
CN108365334A (zh) * 2018-01-29 2018-08-03 哈尔滨工程大学 一种基于微带线临近耦合馈电的多频带天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN112909511A (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100771775B1 (ko) 수직배열 내장형 안테나
JP3864127B2 (ja) デュアルフィーディングポートを有するマルチバンドチップアンテナ及びこれを用いる移動通信装置
US6268831B1 (en) Inverted-f antennas with multiple planar radiating elements and wireless communicators incorporating same
KR100906510B1 (ko) 안테나 장치
CN101106211B (zh) 双回路多频天线
CN104396086B (zh) 一种天线及移动终端
US6380903B1 (en) Antenna systems including internal planar inverted-F antennas coupled with retractable antennas and wireless communicators incorporating same
WO2013007165A1 (zh) 多频段手机mimo天线结构
US20190305415A1 (en) Integrated multi-standard antenna system with dual function connected array
KR100616545B1 (ko) 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나
US20090174607A1 (en) Antenna
GB2419237A (en) Multi-band antenna using interacting antenna elements including variable pitch coils and micro-strips
JPH11150415A (ja) 多周波アンテナ
CN107968256B (zh) 一种小型多功能天线
Wang et al. Compact MIMO antenna for 5G portable device using simple neutralization line structures
JP2002530909A (ja) パッチアンテナ装置
CN112563733B (zh) 一种高频辐射单元及紧凑型双频带天线
CN113690599A (zh) 一种水平极化全向超表面天线
CN109687122A (zh) 一种宽带低副瓣阵列天线
CN110233330B (zh) 一种基于结构复用的三频共口径天线
Alja’afreh et al. A dual-port, dual-polarized and wideband slot rectenna for ambient RF energy harvesting
CN112909511B (zh) 一种多频带5g终端天线
CN107658557B (zh) 一种小型化三维多频微带天线
CN114094329B (zh) 一种对称式顶部Peano分形加载的微带贴片天线
CN105406182A (zh) 一种陷波带宽可控的uwb mimo天线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant