[發明專利]一種基于5G頻段和WLAN頻段的四頻帶仙人掌形小型微帶天線

有效

• 申請號: 202010938235.0
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112103638B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 張娟;劉小明;王宸;甘露;周憶鑫;齊濤
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q5/10;H01Q5/28;H01Q5/314;H01Q5/364
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本發明公開一種基于5G頻段和WLAN頻段的四頻帶仙人掌形小型微帶天線。該天線由下層介質層、上層的接地層和上層的類似仙人掌形的微帶貼片層組成，該微帶天線能夠實現在通信頻率2GHz?7GHz范圍內產生4個通頻帶（2.10GHz?2.21GHz，3.24GHz?3.56GHz，4.30GHz?5.21GHz，5.60?6.80GHz），其中三個通頻帶在5G頻段，剩余一個通頻帶在WLAN頻段。而且本發明采用共面波導方式饋電，結構簡單，尺寸小型化，加工成本低。本發明所闡述的基于5G頻段和WLAN頻段的四頻帶仙人掌形小型微帶天線可以廣泛應用于5G通信和WLAN通信等領域。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，具體是一種基于5G頻段的四頻帶仙人掌形小型微帶天線。

背景技術

隨著移動通信技術的發展，第五代移動通信系統5G逐漸走入人們的視野，5G的發展會帶來數據傳輸速率的大幅度提高和更短的網絡延遲，已經成為通信技術領域的熱門研究對象。而天線是實現5G通信過程中不可或缺的組件，它將有限的傳輸線上進行傳播的導行波轉成在可以在無界媒介比如自由空間中傳播的電磁波，或者將無界媒介中傳播的電磁波轉成傳輸線上進行傳播的導行波，因此天線是在基站和移動終端間發射信號和接收信號的中間器件。目前的5G網絡一共有29個5G頻段，每個頻段的帶寬各有不同，對于不同的頻段需求，需要匹配相對應頻段的天線進行通信，因此，能夠同時匹配多個頻段的5G天線具有重要的研究價值。同時，WLAN技術的發展使得無限局域網替代有線電纜將終端與網絡連接起來，實現終端的靈活移動。因此，同時實現5G多頻段匹配和WLAN匹配的天線具有非常廣泛的應用價值和創新意義。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種基于5G頻段和WLAN頻段的四頻帶仙人掌形小型微帶天線，此天線能夠在通信頻率2GHz-7GHz范圍內產生4個通頻帶，其中三個通頻帶在5G頻段，以此實現在5G頻段的多頻通信，剩余一個通頻帶在WLAN IEEE 802.11p頻段，可實現WLAN頻段的通信應用。而且本發明采用共面波導方式饋電，結構簡單，尺寸小型化，加工成本低。

技術方案：為了實現本發明目的，本發明采用的技術方案為：一種基于5G頻段和WLAN頻段的四頻帶仙人掌形小型微帶天線，該天線由介質層、微帶貼片層和組成，其特征在于,所述天線從下到上依次包括介質層（3）、接地層（2）、微帶貼片層（1）。其中所述介質層用于形成類LC諧振腔體；所述接地層用于和微帶貼片層激勵起射頻電場，并通過其與微帶貼片層間的縫隙向外輻射；所述微帶貼片層用于和接地層激勵起射頻電場，并通過其四周與接地層間的縫隙向外輻射。

進一步的，所述微帶貼片層包括類似仙人掌形的金屬層，所述類似仙人掌形的金屬層用于激勵和輻射有效電場。

進一步的，所述接地層(1)和微帶貼片層（2）的厚度為0mm-0.02mm,金屬材料可為金、銀、銅等，也可以是具有與金、銀、銅相當導電率的導電材料。

進一步的，所述的介質層（3）尺寸為21mm×29mm×1.6mm，且可在該尺寸的基礎上上下浮動0.1mm。材料采用介電常數為4.4的FR4材料，損耗正切值為0.02。

進一步的，所述微帶貼片層（2）主矩形長度為29mm,寬度為3.5mm,左上方突出矩形長度為7.5mm,寬度為4.3mm。主矩形上左側去除的倒L形枝節外長度為9.5mm,外寬度為1.3mm，內長度為9mm,內寬度為0.5mm;主矩形上右側去除的倒L形枝節外長度為14.4mm,外寬度為1.9mm，內長度為13.4mm,內寬度為0.9mm。主矩形上左側突出的L形枝節外長度為5.4mm，外寬度為1.2mm，內長度為4.6mm，內寬度為0.6mm；主矩形上右側突出的L形枝節外長度為7.8mm，外寬度為1mm，內長度為7mm,內寬度為0.4mm。且各參數可在此基礎上下可浮動0.05mm。

進一步的，所述接地層(1)為兩塊對稱的矩形金屬，長度為12mm,寬度為8.25mm。且在此基礎上下可浮動0.05mm。