[發(fā)明專利]一種加載金屬振子的5G全頻段印刷對數(shù)周期天線

在審

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• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111952723A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 于照成;關琦
• 申請（專利權）人: 山東華箭科工創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/36;H01Q5/28
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明公開了一種加載金屬振子的5G全頻段印刷對數(shù)周期天線，包括介質板，介質板上有多個按對數(shù)周期排列的印刷振子，每一個印刷振子的末端處設有一個洞穿印刷介質版的小孔，每一個小孔中插有一根金屬振子；所述印刷振子的長度均進行了縮減，且縮短的尺寸隨著印刷振子階數(shù)的增加而按照一定的比例減小，金屬振子的長度與印刷振子縮減的尺寸一致，且按照與印刷振子相同的對數(shù)周期排列，印刷振子和金屬振子共同組成了新的天線振子，由最初的平面印刷介質板變成印刷介質板與空氣加載共存的形式。本發(fā)明同時縮減印刷介質板的長度與寬度，并能極大保留天線的電性能。

技術領域

本發(fā)明涉及5G通信領域，尤其是一種加載金屬振子的5G全頻段印刷對數(shù)周期天線。

背景技術

目前，5G網絡部署成為新基建的熱點，5G的通信頻段包含F(xiàn)R1的450MHz到6GHz和FR2的24GHz到52GHz，如果想即保持一定的天線增益又能同時覆蓋5G的全頻段，對數(shù)周期天線無疑是最好的選擇。公知的印刷對數(shù)周期天線是一種與頻段無關的天線，即寬帶天線，它由若干個對稱振子組成。在一定的增益條件下，想保持較寬的帶寬，就必須要犧牲掉天線的尺寸，致使天線尺寸過大而不易安裝使用。

印刷對數(shù)周期天線的尺寸由4個參數(shù)來決定：最小頻率工作波長、最高頻率工作波長、間距因子和比例因子。天線的振子的臂長、臂寬，振子的間距均由以上4個參數(shù)決定，且隨著振子數(shù)量的增多，振子臂長、臂寬隨著比例因子逐漸縮短，振子的間距隨著間距因子逐漸縮短。對于給定的頻率范圍，最小頻率工作波長和最高頻率工作波長是固定的，只能通過將印刷振子進行彎折來縮短印刷介質板的寬度，但并不能縮減印刷介質版的長度；對于比例因子和間距因子來說，如果二者取值較小，會影響天線的輻射性能。

故傳統(tǒng)的縮減尺寸的方法無法同時兼顧到天線的電性能和尺寸。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有的印刷5G全頻段對數(shù)周期天線尺寸過大的問題，本發(fā)明創(chuàng)造提供一種加載金屬振子的5G全頻段印刷對數(shù)周期天線，其不僅能大大縮減印刷介質版的長度和寬度，還能使天線的電性能得到較好的保留。

本發(fā)明采用如下技術方案：

一種加載金屬振子的5G全頻段印刷對數(shù)周期天線，包括介質板，介質板上有多個按對數(shù)周期排列的印刷振子，每一個印刷振子的末端處設有一個洞穿印刷介質版的小孔，每一個小孔中插有一根金屬振子；

所述印刷振子的長度均進行了縮減，且縮短的尺寸隨著印刷振子階數(shù)的增加而按照一定的比例減小，金屬振子的長度與印刷振子縮減的尺寸一致，且按照與印刷振子相同的對數(shù)周期排列，印刷振子和金屬振子共同組成了新的天線振子，由最初的平面印刷介質板變成印刷介質板與空氣加載共存的形式。

進一步地，金屬振子的長度彌補被縮減的印刷振子的長度，天線振子總長度不變的情況下，縮減了印刷介質板上的印刷振子長度，減小了印刷板的寬度；

印刷振子之間的間距與印刷振子長度有關，印刷介質板上印刷振子長度的縮減，使印刷振子之間的間距縮減，進而減小了印刷介質板的長度。

進一步地，印刷振子的長度采用如下計算公式：

L_n+1＝L_n·τ (1)

Ln為第n個振子的長度，τ為比例因子；

印刷振子之間的間距采用如下計算公式：

D_n＝2·L_n·σ (2)

Dn為第n個振子與前一個振子的間距，Ln為第n個振子的長度，σ為間距因子；

所述印刷振子的寬度采用如下計算公式：

W_n+1＝W_n·τ (3)