一种5G天线的制作方法

一种5g天线
技术领域
1.本发明涉及天线设备技术领域，尤其涉及一种5g天线。


背景技术：

2.5g通信设备广泛应用于我国的电信通信领域，其中5g天线是5g通信设备的核心部件之一。5g天线的尺寸大小、厚度对于5g天线的性能有很大的影响，一般来说，在其他参数、条件相同情况下，5g天线尺寸越大、厚度越厚，5g天线的覆盖范围会变大，而5g天线的增益会减小。但大尺寸和厚度的5g天线材料成本更高，而且要求安装空间大小也大。因此，5g天线的微型化(或者说是小型化，较小材料成本，减小安装空间大小要求)一直众多科研人员的研究目标，更具体的说，如何在满足天线高增益以及可靠传输的情况下，使5g天线做的更小是在本领域需要研究改善的目标。
3.目前在本领域较主流的5g天线微型化方法是(5g贴片式天线)表面开孔技术，过改变5g天线表面电流分布，使电流绕流以增大其相对尺寸，其原理简单、加工制作方便，但是必然会造成带宽、增益下降。
4.发明人在长期的研究中自主设计出一种5g天线，实现高增益与小型化，应当指出的是，发明人未在本领域检索到与本专利申请方案相同或相近似的技术文献。


技术实现要素：

5.因此，针对上述的问题，本发明提出一种5g天线，在实现小型化的同时，实现高增益，天线增益最高达到3.8db。
6.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
7.一种5g天线，包括：
8.矩形介质基板；
9.且所述矩形介质基板的固有频率f1＝3.5
×
109hz，所述矩形介质基板的相对电容率εr＝4.4；
10.所述矩形介质基板的长度为：
[0011][0012]
所述c＝3
×
108；
[0013]
通过代入c、f1和εr的值得出所述矩形介质基板的长度l0＝28.57毫米；
[0014]
所述矩形介质基板的宽度为：
[0015][0016]
通过代入c、f1和εr的值得出矩形介质基板的宽度b0＝20.43毫米；
[0017]
当所述矩形介质基板长度l0＝28.57毫米，宽度b0＝20.43毫米时，所述矩形介质基
板的谐振频率f0＝3.5ghz；
[0018]
还包括嵌在矩形介质基板表面的馈线；
[0019]
所述馈线的阻抗z≤50欧姆；
[0020]
所述馈线嵌在矩形介质基板表面的长度毫米；
[0021]
所述馈线的宽度b1＝1毫米；
[0022]
所述馈线的端部距离矩形介质基板中心的距离d＝7.1425毫米。
[0023]
进一步的，所述矩形介质基板采用强化玻纤板。
[0024]
进一步的，所述强化玻纤板的厚度h＝1.6毫米。
[0025]
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
[0026]
本5g天线一方面在矩形介质基板的长度l0、宽度b0和厚度h上满足小型化要求，并且实现矩形介质基板的谐振频率f0＝3.5ghz；更重要的一方面，通过特定的馈线嵌入矩形介质基板的布局(馈线嵌在矩形介质基板表面的长度毫米；所述馈线的宽度b1＝1毫米；所述馈线的端部距离矩形介质基板中心的距离d＝7.1425毫米)，减小输入阻抗(实现馈线的阻抗z≤50欧姆)，有效减小5g天线体积，并且使5g天线获得高增益。
[0027]
实测本5g天线在3.4ghz-3.6ghz频段范围内，反射损耗(s parameter)为-35db以下，驻波比(vswr)＜1.1，实现良好的馈线阻抗匹配，5g天线的最高增益达到3.8db。
附图说明
[0028]
图1是本5g天线的平面结构示意图。
[0029]
图2是图1中a处的放大图。
[0030]
图3是矩形介质基板厚度h对于反射损耗(s parameter)的影响图。
[0031]
图4是本5g天线的反射损耗(s parameter)图。
[0032]
图5是本5g天线的驻波比(vswr)图。
具体实施方式
[0033]
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
[0034]
参考图1、图2、图3、图4和图5，本实施例提供一种5g天线，包括矩形介质基板1和嵌在矩形介质基板上的馈线2。
[0035]
所述矩形介质基板1采用强化玻纤板，并且选取强化玻纤板的固有频率f1＝3.5
×
109hz，相对电容率εr＝4.4。在实际生产过程中，所述矩形介质基板1还可以采用陶瓷基板，但要满足陶瓷基板的固有频率f1＝3.5
×
109hz，相对电容率εr＝4.4。
[0036]
由于矩形介质基板1的厚度会对反射损耗产生影响，因此需要选择最佳厚度的矩形介质基板1，减小反射损耗。本具体实施例中，选取不同厚度的矩形介质基板1(在本具体实施例中依次选取0.08毫米、1.0毫米、1.2毫米、1.6毫米、1.8毫米和2.0毫米厚度的强化玻纤板)，分别测定反射损耗。如图3所示，矩形介质基板1厚度在1.6毫米时反射损耗最小。
[0037]
根据强化玻纤板的固有频率f1和相对电容率εr来确定矩形介质基板1的长度l0和宽度b0，具体的：
[0038]
所述矩形介质基板1的长度为：
[0039][0040]
所述c＝3
×
108；通过代入c、f1和εr得出所述矩形介质基板1的长度l0＝28.57毫米(省略小数点2位后数字)。
[0041]
所述矩形介质基板1的宽度为：
[0042][0043]
通过代入c、f1和εr得出所述矩形介质基板1的宽度b0＝20.43毫米(省略小数点2位后数字)。
[0044]
如图4所示，根据测试，当所述矩形介质基板1长度l0＝28.57毫米，宽度b0＝20.43毫米时，所述矩形介质基板1的谐振频率f0＝3.5ghz。
[0045]
所述馈线2的阻抗z≤50欧姆。
[0046]
所述馈线2嵌在矩形介质基板1表面的长度
[0047]
所述馈线2的端部距离矩形介质基板1中心的距离d＝7.1425毫米。由于知道馈线2嵌在矩形介质基板1表面的长度l1，以及馈线2的端部距离矩形介质基板1中心的距离d，则应当知道馈线2嵌在矩形介质基板1上的布局方式。
[0048]
应当注意的是，所述馈线2的布局方式是本5g天线的核心技术之一，在经过大量的馈线2的布局测试中发现，馈线2的不同布局方式对于馈线2输入阻抗的影响并未发现规律可循。但是意外发现，当所述馈线2嵌在矩形介质基板1上的长度时，可以减小馈线2输入阻抗，实测馈线2输入阻抗降低50％。也正是通过该发现，将馈线2嵌在矩形介质基板1表面的长度既可以降低馈线2输入阻抗，又实现馈线2小型化，使得整个5g天线更加小型化。
[0049]
如图5所示，当矩形介质基板1表面嵌入馈线2后，测得本5g天线的驻波比(vswr)＜1.1，实现良好的馈线2阻抗匹配。
[0050]
实测本5g天线在3.4ghz-3.6ghz频段范围内，5g天线的最高增益达到3.8db5g天线的最高增益达到3.8db。
[0051]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种5g天线，其特征在于，包括：矩形介质基板；且所述矩形介质基板的固有频率f1＝3.5
×
109hz，所述矩形介质基板的相对电容率ε
r
＝4.4；所述矩形介质基板的长度为：所述c＝3
×
108；通过代入c、f1和ε
r
的值得出所述矩形介质基板的长度l0＝28.57毫米；所述矩形介质基板的宽度为：通过代入c、f1和ε
r
的值得出矩形介质基板的宽度b0＝20.43毫米；当所述矩形介质基板长度l0＝28.57毫米，宽度b0＝20.43毫米时，所述矩形介质基板的谐振频率f0＝3.5ghz；还包括嵌在矩形介质基板表面的馈线；所述馈线的阻抗z≤50欧姆；所述馈线嵌在矩形介质基板表面的长度毫米；所述馈线的宽度b1＝1毫米；所述馈线的端部距离矩形介质基板中心的距离d＝7.1425毫米。2.根据权利要求1所述的一种5g天线，其特征在于：所述矩形介质基板采用强化玻纤板。3.根据权利要求2所述的一种5g天线，其特征在于：所述强化玻纤板的厚度h＝1.6毫米。

技术总结
本发明涉及天线设备技术领域，尤其涉及一种5G天线，包括：矩形介质基板；且矩形介质基板的固有频率f1＝3.5


技术研发人员：黄银城 陈宝财
受保护的技术使用者：泉州市天陆通信科技有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/7/20