[發明專利]一款應用于5G通信和北斗定位的多頻平面微帶天線

在審

• 申請號: 202210574910.5
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114824778A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 申行;李東;李海雄;周永亮;李強;白艷艷;魏通
• 申請（專利權）人: 陜西北斗科技開發應用有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/22;H01Q5/20;H01Q5/307
• 代理公司: 蘇州科洲知識產權代理事務所(普通合伙) 32435
• 代理人: 周亮

本發明介紹了一款應用于5G通信和北斗定位的多頻平面微帶天線，其包括正方形介質基板、正方形金屬接地板、小三角形金屬貼片、大三角形金屬貼片、V型金屬貼片以及饋電結構；所述正方形金屬接地板位于正方形介質基板下，所述小三角形金屬貼片、大三角形金屬貼片和V型金屬貼片設置在正方形介質基板上，所述饋電結構穿過正方形介質基板和正方形金屬接地板，所述大三角形金屬貼片上還設置有三角形縫隙和矩形縫隙，所述V型金屬貼片水平嵌套在大三角形金屬貼片右側角外。本申請通過設計一款能夠實現同時收發北斗定位無線信號和5G無線移動信號的平面結構天線，進而改變了現有北斗系統中功能單一的天線設計。

技術領域

本發明屬于基本電氣元件中的天線領域，具體涉及一款應用于5G通信和北斗定位的多頻平面微帶天線。

背景技術

北斗高精度定位作為時間和空間信息感知采集的關鍵技術，正在推動傳統產業的改造升級與新興產業的蓬勃發展。5G所帶來的增強帶寬、海量連接和超低延時等網絡特性構筑起萬物互聯的核心基礎，而北斗與5G的融合，不僅可以相互賦能，彼此增強，更將打造智能化信息時代的基礎感知網絡，結合人工智能、大數據等技術的融合推進，將推動社會由“萬物互聯”向“萬物智聯”進行演進。

北斗+5G導通融合技術優勢可歸納為以下幾個方面：(1)融合定位，結合北斗定位授時信號廣覆蓋和5G毫米波測距新技術的北斗+5G通信導航融合定位，能夠進一步提升高精度定位的安全性、可用性和完好性，實現廣域的導航和通信協同服務能力，彌補北斗導航信號覆蓋在室內、地下及城市峽谷地帶等環境下應用的局限性；(2)實時增強，基于北斗+5G的增強系統可以將端到端時延降低到毫秒級，對于需求高實時性和高可靠性的應用場景是一個巨大的改善；(3)泛在感知，基于5G的高并發接入技術，可以實現萬物互聯的泛在連接，再結合北斗高精度定位技術，就能實現時空泛在感知，不僅用戶能夠定位自身的位置，網絡也能隨時隨地準確記錄所有用戶的精確位置信息；(4)統一時空基準，北斗+5G首先定義以北斗為核心的絕對時空基準，再實現和5G、智慧公路等相對時空位置的自由轉換，最終實現全球統一的時空基準，實現絕對定位授時和相對定位授時的統一；(5)協同控制，基于5G的低時延高可靠連接和北斗的高精度定位授時，能夠實現遠距離精密協同控制。

因此北斗和5G的融合在理論上具有合理性，在實踐上有著迫切性。但是現有的相關設備、器件還不能滿足其融合需求。例如，北斗系統和5G系統都需要一個無線信號收發設備，即天線，具有單獨功能的天線研究的很多，但是同時能夠完成兩種不同信號收發任務的天線還是鮮有報道。

中國專利CN101789538B公開了一種多頻貼片天線裝置，包括貼片天線、PCB板、屏蔽罩及低噪聲放大電路，所述貼片天線裝置進一步包含貼片天線、多頻段饋電網絡、多頻段饋電探針以及至少四個饋點，該至少四個饋點構成至少兩組饋電點，該至少兩組饋電點一端與所述貼片天線連接，另一端通過所述多頻段饋電探針分別穿過所述PCB板與所述多頻段饋電網絡相連接；所述屏蔽罩與所述PCB板連接。本發明提高了天線相位中心的穩定度，降低了軸比，同時使得匹配變得更加簡單，使得天線變得更加緊湊；本發明所述裝置能同時接收多路載波，進而消除電離層的干擾，提高測量精度。

中國專利CN213425205U一種應用于北斗便攜式終端的多頻段組合天線，包括有載板、B3頻段天線、L頻段天線、S頻段天線和B2b頻段天線；載板頂部設有B3頻段天線、L頻段天線和B2b頻段天線，L頻段天線頂部疊加有S頻段天線等。本實用新型通過涉及的天線為陶瓷介質，并作為加載技術，從而實現天線的小型化，通過L頻段天線、S頻段天線采用層疊形式，又由于所述L頻段天線通過耦合饋電的形式實現拓展天線帶寬，在通過B2b頻段天線外表面鍍有電極銀層，從而實現了B2b頻段天線的超小型化，使得所述組合天線的能夠達到80*30*10mm的超小型規格，如此，達到了結構緊湊，尺寸小巧，重量輕，性能高的效果。

上述現有技術的缺點是北斗導航系統的無線信號收發天線和5G無線信號收發天線是獨立的，而且上述兩個天線工作在兩個不同的頻點上，完成不同頻率信號的收發任務，兩個獨立的天線不但造成了系統能量消耗過大，而且對于移動端，也增大了系統的體積，給使用者帶來了極大的不便。