CN215008575U - 用于5g通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了用于5G通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备，用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，包括基板、第一介电谐振器和设于第一介电谐振器顶面的第二介电谐振器，基板的顶面设有地层，地层上设有H字型缝隙和平行且相对设置的两个第一缝隙，第一介电谐振器设于地层上并覆盖H字型缝隙以及第一缝隙，H字型缝隙位于两个第一缝隙之间，基板上设有用于给第一缝隙耦合馈电的第一馈电结构以及用于给H字型缝隙耦合馈电的第二馈电结构。本用于5G通信的双频双极化介质谐振天线结构新颖，实现了单体双频双极化，降低了双频双极化介质谐振天线的设计复杂程度和加工制造难度，利于降低制造成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及用于5G通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备。
背景技术
目前应用于4G通信***或移动终端中的天线均用金属贴片结构作为辐射体，使其可以集成在移动终端里。
进入5G通信时代后，移动终端对于天线数量的需求增长明显，特别是为了实现毫米波通信在移动终端的应用，设计的毫米波天线需要新材料、新形态和新工艺来主导5G毫米波天线的设计。在5G毫米波移动终端通信中，一方面，其需要天线本身具有双频的特性，以简化集成天线的结构和设计流程，另一方面由3GPP TR38.817终端射频技术报告可知天线双极化特效将给射频链路增加3dB，所以天线双极化将是5G毫米波模组的必要指标。其中，微带贴片天线因为其具有结构简单、原理清晰以及性能可接受等优点，成为选择之一。但是微带贴片天线不仅需要设计复杂的介质基板叠层结构，而且还存在非一体式的双频双极化实现方式等缺点，给目前5G毫米波双频双极化天线的应用提出了挑战。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种新型结构的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，包括基板、第一介电谐振器和设于所述第一介电谐振器顶面的第二介电谐振器，所述基板的顶面设有地层，所述地层上设有H字型缝隙和平行且相对设置的两个第一缝隙，所述第一介电谐振器设于所述地层上并覆盖所述H字型缝隙以及所述第一缝隙，所述H字型缝隙位于两个所述第一缝隙之间，所述基板上设有用于给所述第一缝隙耦合馈电的第一馈电结构以及用于给所述H字型缝隙耦合馈电的第二馈电结构。
进一步的，所述第一馈电结构包括第一馈电片，所述第二馈电结构包括第二馈电片，所述第一馈电片与所述第二馈电片垂直设置。
进一步的，所述第一馈电片垂直于所述第一缝隙。
进一步的，所述第一馈电结构还包括与所述第一馈电片相连的延伸片，所述延伸片位于所述第一缝隙和所述H字型缝隙之间，所述延伸片平行于所述第一缝隙。
进一步的，所述H字型缝隙包括相连的第二缝隙和第三缝隙，所述第二缝隙的数量为两个，所述第二缝隙平行于所述第一缝隙，所述第三缝隙垂直于所述第二缝隙，所述第二馈电片垂直于所述第三缝隙。
进一步的，沿所述基板的厚度方向进行投影，所述第一介电谐振器的投影区域位于所述第二介电谐振器的投影区域内。
进一步的，所述第一介电谐振器与所述第二介电谐振器分别呈矩形体状；或者，所述第一介电谐振器与所述第二介电谐振器分别呈圆柱体状。
进一步的，所述第二馈电结构还包括微带馈电线，所述微带馈电线与所述第二馈电片相连。
进一步的，所述第一馈电结构还包括微带馈电巴伦线，所述微带馈电巴伦线分别与两个所述第一馈电片相连。
为了解决上述技术问题，本实用新型还采用以下技术方案：移动终端设备，包括上述用于5G通信的双频双极化介质谐振天线。
本实用新型的有益效果在于：
本用于5G通信的双频双极化介质谐振天线结构新颖，其利用堆叠式介质谐振结构实现了单体双频双极化，降低了双频双极化介质谐振天线的设计复杂程度和加工制造难度，利于降低双频双极化介质谐振天线的制造成本；
本用于5G通信的双频双极化介质谐振天线利用堆叠介质分别激发基模模式和高次模工作模式，进而产生两个工作频段，不仅简化了天线馈电结构设计，而且还能够增大带宽，提高天线整体辐射效率，优化了双频双极化介质谐振天线的性能表现。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线中的地层的俯视图；
图3为本实用新型实施例一的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线中的内部的结构示意图；
图4为本实用新型实施例一的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的剖视图；
图5为本实用新型实施例一的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线在基模工作状态时的磁场分布示意图；
图6为本实用新型实施例一的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线在高次模工作状态时的磁场分布示意图；
图7为本实用新型实施例一的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的两个极化的回波损耗示意图；
图8为本实施例的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的两个极化的增益示意图；
图9为本实用新型实施例一的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的S参数测试结果图；
图10为本实用新型实施例一的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的辐射效率测试结果图。
标号说明：
1、基板；
2、第一介电谐振器；
3、第二介电谐振器；
4、地层；
5、H字型缝隙；51、第二缝隙；52、第三缝隙；
6、第一缝隙；
7、第一馈电结构；71、第一枝节；72、第二枝节；73、第三枝节；74、第四枝节；75、第一馈电片；76、延伸片；
8、第二馈电结构；81、微带馈电线；82、第二馈电片。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图10，用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，包括基板1、第一介电谐振器2和设于所述第一介电谐振器2顶面的第二介电谐振器3，所述基板1的顶面设有地层4，所述地层4上设有H字型缝隙5和平行且相对设置的两个第一缝隙6，所述第一介电谐振器2设于所述地层4上并覆盖所述H字型缝隙5以及所述第一缝隙6，所述H字型缝隙5位于两个所述第一缝隙6之间，所述基板1上设有用于给所述第一缝隙6耦合馈电的第一馈电结构7以及用于给所述H字型缝隙5耦合馈电的第二馈电结构8。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：本用于5G通信的双频双极化介质谐振天线结构新颖，其利用堆叠式介质谐振结构实现了单体双频双极化，降低了双频双极化介质谐振天线的设计复杂程度和加工制造难度，利于降低双频双极化介质谐振天线的制造成本；
本用于5G通信的双频双极化介质谐振天线利用堆叠介质分别激发基模模式和高次模工作模式，进而产生两个工作频段，不仅简化了天线馈电结构设计，而且还能够增大带宽，提高天线整体辐射效率，优化了双频双极化介质谐振天线的性能表现。
进一步的，所述第一馈电结构7包括第一馈电片75，所述第二馈电结构8包括第二馈电片82，所述第一馈电片75与所述第二馈电片82垂直设置。
进一步的，所述第一馈电片75垂直于所述第一缝隙6。
进一步的，所述第一馈电结构7还包括与所述第一馈电片75相连的延伸片76，所述延伸片76位于所述第一缝隙6和所述H字型缝隙5之间，所述延伸片76平行于所述第一缝隙6。
由上述描述可知，延伸片76的设置能够进一步改善用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的性能表现。
进一步的，所述H字型缝隙5包括相连的第二缝隙51和第三缝隙52，所述第二缝隙51的数量为两个，所述第二缝隙51平行于所述第一缝隙6，所述第三缝隙52垂直于所述第二缝隙51，所述第二馈电片82垂直于所述第三缝隙52。
进一步的，沿所述基板1的厚度方向进行投影，所述第一介电谐振器2的投影区域位于所述第二介电谐振器3的投影区域内。
进一步的，所述第一介电谐振器2与所述第二介电谐振器3分别呈矩形体状；或者，所述第一介电谐振器2与所述第二介电谐振器3分别呈圆柱体状。
由上述描述可知，第一介电谐振器2与第二介电谐振器3的具体形状可根据实际需要进行选择，利于丰富用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的结构多样性。
进一步的，所述第二馈电结构8还包括微带馈电线81，所述微带馈电线81与所述第二馈电片82相连。
进一步的，所述第一馈电结构7还包括微带馈电巴伦线，所述微带馈电巴伦线分别与两个所述第一馈电片75相连。
移动终端设备，包括上述用于5G通信的双频双极化介质谐振天线。
由上述描述可知，所述移动终端设备至少具有上述用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的全部有益效果。
实施例一
请参照图1至图10，本实用新型的实施例一为：用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，可用于移动终端设备，例如手机、平板电脑、智能手表等产品中。
请结合图1至图4，所述用于5G通信的双频双极化介质谐振天线包括基板1、第一介电谐振器2和设于所述第一介电谐振器2顶面的第二介电谐振器3，所述基板1的顶面设有地层4，所述地层4上设有H字型缝隙5和平行且相对设置的两个第一缝隙6，所述第一介电谐振器2设于所述地层4上并覆盖所述H字型缝隙5以及所述第一缝隙6，所述H字型缝隙5位于两个所述第一缝隙6之间，所述基板1上设有用于给所述第一缝隙6耦合馈电的第一馈电结构7以及用于给所述H字型缝隙5耦合馈电的第二馈电结构8。所述基板1可选多层PCB板。
如图3所示，所述第一馈电结构7包括微带馈电巴伦线和两个第一馈电片75，所述微带馈电巴伦线与所述第一馈电片75通过第一金属化孔导通相连，所述第一馈电片75垂直于所述第一缝隙6且位于所述第一缝隙6的下方。本实施例中，所述第一馈电片75位于所述基板1的底面，所述微带馈电巴伦线位于所述基板1的内部，所述微带馈电巴伦线包括第一枝节71、第二枝节72、两个第三枝节73和两个第四枝节74，所述第一枝节71的一端连接所述第二枝节72，所述第一枝节71的另一端的端面从所述基板1的第一侧面外露，所述第二枝节72的两端分别超远离所述第一枝节71的方向垂直延伸形成所述第三枝节73，所述第三枝节73远离所述第二枝节72的一端朝内侧垂直延伸形成所述第四枝节74，所述第四枝节74连接所述第一金属化孔。
为进一步改善用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的性能表现，所述第一馈电结构7还包括延伸片76，所述第一馈电片75远离所述第一金属化孔的一端朝远离所述第一枝节71的方向垂直延伸形成所述延伸片76，所述延伸片76位于所述第一缝隙6和所述H字型缝隙5之间，所述延伸片76平行于所述第一缝隙6。
如图3所示，所述第二馈电结构8包括微带馈电线81和第二馈电片82，所述微带馈电线81通过第二金属化孔与所述第二馈电片82相连，所述第二馈电片82与所述第一馈电片75垂直。本实施例中，所述微带馈电线81远离所述第二金属化孔的一端的端面从所述基板1的第二侧面外露，所述第一侧面与所述第二侧面为所述基板1的一组相对的两个侧面；所述第二馈电片82位于所述基板1的底面，所述微带馈电线81位于所述基板1的内部。容易理解的，所述第一金属化孔和第二金属化孔分别可用其他导电结构取代，例如导电柱、导电浆料等。
如图2所示，所述H字型缝隙5包括相连的第二缝隙51和第三缝隙52，所述第二缝隙51的数量为两个，所述第二缝隙51平行于所述第一缝隙6，所述第三缝隙52垂直于所述第二缝隙51，所述第二馈电片82垂直于所述第三缝隙52且位于所述第三缝隙52的下方，所述第二馈电片82垂直于所述第三缝隙52且位于所述第三缝隙52的下方。
所述第一缝隙6、第二缝隙51及所述第三缝隙52分别呈长条状。
所述第一介电谐振器2与所述第二介电谐振器3分别呈矩形体状，沿所述基板1的厚度方向进行投影，所述第一介电谐振器2的投影区域位于所述第二介电谐振器3的投影区域内，优选的，所述第一介电谐振器2的投影区域位于所述第二介电谐振器3的中央；所述延伸片76的投影区域位于所述第一缝隙6与所述第二缝隙51之间。
图5为本实施例的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线在基模工作状态时的磁场分布示意图；
图6为本实施例的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线在高次模工作状态时的磁场分布示意图；
图7为本实施例的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的两个极化的回波损耗示意图，其中，靠近原点的低点为基模谐振点，远离原点的低点为高次模谐振点；从图中可以看出，本实施例的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的两个极化的回波损耗相同。
图8为本实施例的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的两个极化的增益示意图；从图中可以看出，本实施例的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的两个极化的增益相同。
图9为本实施例的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的S参数测试结果图；从图中可以看出，两个极化的S参数覆盖24.25-30GHz和37-40GHz，有效地覆盖了目前5G所有频段，说明本用于5G通信的双频双极化介质谐振天线是一种宽带双频天线。
图10为本实施例的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线的辐射效率测试结果图；从图中可以看出，两个极化的辐射效率在频带内均大于85％，说明本用于5G通信的双频双极化介质谐振天线是一种优秀的双频双极化天线。
实施例二
本实用新型的实施例二是在实施例一的基础上对第一介电谐振器的结构和第二介电谐振器的结构提出的另一种技术方案，与实施例一的不同之处仅在于：所述第一介电谐振器与所述第二介电谐振器分别呈圆柱体状，其中，所述第二介电谐振器的直径大于所述第一介电谐振器的直径。
沿所述基板的厚度方向进行投影，所述第一介电谐振器的投影区域位于所述第二介电谐振器的投影区域内，所述第一介电谐振器的中心轴与所述第二介电谐振器的中心轴共线。
综上所述，本实用新型提供的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备，结构新颖，性能优越；能够实现单体双频双极化，加工制造难度低、设计方便，有效降低了双频双极化介质谐振天线的制造成本；两个极化在基模与高次模的工作状态下，磁场分布相同；两个极化的增益与辐射效率相同。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，其特征在于：包括基板、第一介电谐振器和设于所述第一介电谐振器顶面的第二介电谐振器，所述基板的顶面设有地层，所述地层上设有H字型缝隙和平行且相对设置的两个第一缝隙，所述第一介电谐振器设于所述地层上并覆盖所述H字型缝隙以及所述第一缝隙，所述H字型缝隙位于两个所述第一缝隙之间，所述基板上设有用于给所述第一缝隙耦合馈电的第一馈电结构以及用于给所述H字型缝隙耦合馈电的第二馈电结构。
2.根据权利要求1所述的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，其特征在于：所述第一馈电结构包括第一馈电片，所述第二馈电结构包括第二馈电片，所述第一馈电片与所述第二馈电片垂直设置。
3.根据权利要求2所述的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，其特征在于：所述第一馈电片垂直于所述第一缝隙。
4.根据权利要求3所述的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，其特征在于：所述第一馈电结构还包括与所述第一馈电片相连的延伸片，所述延伸片位于所述第一缝隙和所述H字型缝隙之间，所述延伸片平行于所述第一缝隙。
5.根据权利要求2所述的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，其特征在于：所述H字型缝隙包括相连的第二缝隙和第三缝隙，所述第二缝隙的数量为两个，所述第二缝隙平行于所述第一缝隙，所述第三缝隙垂直于所述第二缝隙，所述第二馈电片垂直于所述第三缝隙。
6.根据权利要求2所述的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，其特征在于：沿所述基板的厚度方向进行投影，所述第一介电谐振器的投影区域位于所述第二介电谐振器的投影区域内。
7.根据权利要求6所述的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，其特征在于：所述第一介电谐振器与所述第二介电谐振器分别呈矩形体状；或者，所述第一介电谐振器与所述第二介电谐振器分别呈圆柱体状。
8.根据权利要求2所述的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，其特征在于：所述第二馈电结构还包括微带馈电线，所述微带馈电线与所述第二馈电片相连。
9.根据权利要求2所述的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线，其特征在于：所述第一馈电结构还包括微带馈电巴伦线，所述微带馈电巴伦线分别与两个所述第一馈电片相连。
10.移动终端设备，其特征在于：包括权利要求1-9中任意一项所述的用于5G通信的双频双极化介质谐振天线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120570817.8U CN215008575U (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 用于5g通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120570817.8U CN215008575U (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 用于5g通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN215008575U true CN215008575U (zh) | 2021-12-03 |
Family
ID=79161431
Family Applications (1)
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| CN202120570817.8U Active CN215008575U (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 用于5g通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN215008575U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113193355A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-30 | 深圳市信维通信股份有限公司 | 用于5g通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备 |
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2021
- 2021-03-19 CN CN202120570817.8U patent/CN215008575U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113193355A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-30 | 深圳市信维通信股份有限公司 | 用于5g通信的双频双极化介质谐振天线及移动终端设备 |
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