一种超宽带移动通信天线的制作方法

1.本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种超宽带移动通信天线。


背景技术：

2.5g通信主要划分为两个频段：6ghz以下的频段(简称sub6g)和6ghz以上的毫米波频段。由于sub6g频段比毫米波频段在空间传播中的损耗更小、网络覆盖范围更广、需求基站数量更少以及目前毫米波技术尚未成熟，所以sub6g频段优先得到大面积使用，越来越多移动通信终端的天线要求既支持原有4g频段，也同时需要支持5g的sub6g频段。
3.原有lte天线支持的频段为699～960(mhz)和1710～2690(mhz)，在增加5g的sub6g频段后，移动通信天线要求支持的频段为699～960(mhz)、1710～2690(mhz)和3200～5000(mhz)，给传统的天线设计增加了很大难度，在现有技术中，尚未有能够完全覆盖频段699～960(mhz)、1710～2690(mhz)和3200～5000(mhz)的天线。
4.比较接近的有中国专利cn201620978335.5中公开的一种pcb多枝节lte天线，其通过在pcb板上设计多枝节结构，营造多个谐振，从而拓宽天线带宽。但是，上述专利公开的lte天线仅能覆盖到lte频段698～960(mhz)和1710～2690(mhz)，超出3000mhz时的天线驻波比接近4，导致天线性能较差，无法覆盖到5g通信sub6g频段3200～5000(mhz)。


技术实现要素：

5.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种超宽带移动通信天线，性能较高、覆盖范围广，能够覆盖到频段699～960(mhz)、1710～2690(mhz)和3200～5000(mhz)。
6.为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种超宽带移动通信天线，包括：介质基板、设置于所述介质基板正面的天线主辐射体和天线接地辐射体；
7.所述天线主辐射体包括天线主体和第一阻抗调节枝节，所述第一阻抗调节枝节的末端设有天线馈电点；
8.所述天线接地辐射体包括天线接地主体、设置在所述天线接地主体内部的接地环形回路和第二阻抗调节枝节，所述天线接地主体的弯折处设有天线接地点；
9.所述天线主辐射体的所述第一阻抗调节枝节延伸至所述天线接地辐射体的所述天线接地主体内部。
10.作为上述方案的改进，其特征在于，所述介质基板的背面还设有至少一个寄生单元，且其中一个寄生单元的位置与所述天线馈电点和所述天线接地点的位置相对应。
11.作为上述方案的改进，所述天线主体包括第一天线主体和第二天线主体，其中，所述第一天线主体呈矩形，所述第二天线主体呈三角形。
12.作为上述方案的改进，所述第一阻抗调节枝节与所述第二天线主体的顶点电性连接。
13.作为上述方案的改进，所述天线接地主体包括第一天线接地主体、与所述第一天线接地主体电性连接的第二天线接地主体、与所述第二天线接地主体电性连接的第三天线
接地主体、与所述第三天线接地主体电性连接的第四天线接地主体、与所述第四天线接地主体电性连接的第五天线接地主体、与所述第五天线接地主体电性连接的第六天线接地主体、与所述第六天线接地主体电性连接的第七天线接地主体和与所述第七天线接地主体电性连接的第八天线接地主体，且所述第八天线接地主体和所述第一天线接地主体电性连接。
14.作为上述方案的改进，所述第一天线接地主体、所述第三天线接地主体、所述第五天线接地主体和所述第七天线接地主体相互平行；所述第二天线接地主体、所述第四天线接地主体、所述第六天线接地主体和所述第八天线接地主体相互平行。
15.作为上述方案的改进，所述接地环形回路包括第一接地环形回路、与所述第一接地环形回路电性连接的第二接地环形回路和与所述第二接地环形回路电性连接的第三接地环形回路；其中，所述第一接地环形回路设置在所述第二天线接地主体和所述第八天线接地主体之间，所述第二接地环形回路设置在所述第三天线接地主体和所述第七天线接地主体之间，所述第三接地环形回路设置在所述第四天线接地主体和所述第六天线接地主体之间。
16.作为上述方案的改进，所述第二阻抗调节枝节与所述第一天线接地主体和所述第五天线接地主体电性连接，且所述第二阻抗调节枝节呈三角形。
17.作为上述方案的改进，所述第二阻抗调节枝节和所述第二天线主体之间设置有耦合缝隙。
18.作为上述方案的改进，其特征在于，所述天线主辐射体和所述天线接地辐射体之间构成共面波导结构。
19.相对于现有技术，本发明实施例提供的一种超宽带移动通信天线的有益效果在于：首先，通过在天线接地主体内部设置接地环形回路，该接地环形回路与天线接地主体共同作用，使得信号拥有不同长度的电流路径，以此激发不同频率的谐振模态，形成多个谐振频率，从而实现覆盖整个5g频段，能够覆盖到频段699～960(mhz)、1710～2690(mhz)和3200～5000(mhz)。其次，通过在天线接地主体和天线接地辐射体增加阻抗调节枝节，实现对谐振频率的调整。再次，通过控制天线主辐射体和天线接地辐射体的缝隙宽度，使天线主辐射体和天线接地辐射体之间构成共面波导结构，进而能够增大各个谐振频率的带宽。同时，还可以在天线介质基板的背面增设寄生单元，实现对天线带宽的调整。
附图说明
20.图1是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例的结构示意图；
21.图2是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的另一个优选实施例的结构示意图；
22.图3是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例中某一时刻的电流流动图；
23.图4是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例中低频谐振电流路径图；
24.图5是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例中中频谐振电流路径图；
25.图6是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例中高频谐振电流路径图；
26.图7是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例的s11图；
27.其中，附图标记如下：
28.1、介质基板；2、天线主辐射体；21、天线主体；211、第一天线主体；212、第二天线主体；22、第一阻抗调节枝节；3、天线接地辐射体；31、天线接地主体；311、第一天线接地主体；312、第二天线接地主体；313、第三天线接地主体；314、第四天线接地主体；315、第五天线接地主体；316、第六天线接地主体；317、第七天线接地主体；318、第八天线接地主体；32、接地环形回路；321、第一接地环形回路；322、第二接地环形回路；323、第三接地环形回路；33、第二阻抗调节枝节；4、天线馈电点；5、天线接地点；6、寄生单元。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1，图1是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例的结构示意图。所述超宽带移动通信天线，包括：介质基板1、设置于所述介质基板正面的天线主辐射体2和天线接地辐射体3；
31.所述天线主辐射体2包括天线主体21和第一阻抗调节枝节22，所述第一阻抗调节枝节22的末端设有天线馈电点4；
32.所述天线接地辐射体3包括天线接地主体31、设置在所述天线接地主体内部的接地环形回路32和第二阻抗调节枝节33，所述天线接地主体31的弯折处设有天线接地点5；
33.所述天线主辐射体2的所述第一阻抗调节枝节22延伸至所述天线接地辐射体3的所述天线接地主体31内部。
34.具体的，该超宽带移动通信天线包括介质基板1、设置于介质基板正面的天线主辐射体2和天线接地辐射体3；天线主辐射体2包括天线主体21和第一阻抗调节枝节22，第一阻抗调节枝节22的末端设有天线馈电点4；天线接地辐射体3包括天线接地主体31、设置在天线接地主体内部的接地环形回路32和第二阻抗调节枝节33，天线接地主体31的弯折处设有天线接地点5；天线主辐射体2的第一阻抗调节枝节22延伸至天线接地辐射体3的天线接地主体31内部。信号电流由天线馈电点4馈入天线主辐射体2，然后通过天线接地辐射体3以及其连接的天线接地点5回流接地。
35.需要说明的是，本实施例提供的一种超宽带移动通信天线，天线尺寸较小，只有130mm*16mm，可适用于一般电子产品。并且，天线的介质基板可采用一般pcb材料，成本较低。
36.本实施例通过在天线接地主体内部设置接地环形回路，该接地环形回路与天线接地主体共同作用，使得信号拥有不同长度的电流路径，以此激发不同频率的谐振模态，形成多个谐振频率，从而实现覆盖整个5g频段，能够覆盖到频段699～960(mhz)、1710～2690(mhz)和3200～5000(mhz)。同时，本实施例还通过在天线接地主体和天线接地辐射体增加
阻抗调节枝节，实现对谐振频率的调整。
37.在另一个优选实施例中，所述介质基板1的背面还设有至少一个寄生单元6，且其中一个寄生单元的位置与所述天线馈电点4和所述天线接地点5的位置相对应。
38.具体的，请参与图2，图2是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的另一个优选实施例的结构示意图。介质基板1的背面还可以设有至少一个寄生单元6，且其中一个寄生单元的位置与所述天线馈电点4和所述天线接地点5的位置相对应。
39.需要说明的是，寄生单元的数量不限定，只需要保证天线性能好即可。寄生单元的位置和数量，需要视不同天线长度和宽度而决定。在130*16mm的天线尺寸下，设计两个寄生单元以及把其中一个寄生单元放在馈电点和接地点背后，寄生单元大概放在板子1/3长时，此时天线性能最佳。
40.本实施例还可以在天线介质基板的背面增设寄生单元，进而实现对天线带宽的调整。
41.在另一个优选实施例中，所述天线主体21包括第一天线主体211和第二天线主体212，其中，所述第一天线主体211呈矩形，所述第二天线主体212呈三角形。
42.在又一个优选实施例中，所述第一阻抗调节枝节22与所述第二天线主体212的顶点电性连接。
43.具体的，第一阻抗调节枝节22与第二天线主体212的顶点电性连接，通过调整第一阻抗调节枝节的形状、尺寸大小以及第一阻抗调节枝节与第一天线主体的间距，进而实现调整谐振频率。其中，间距控制在3～6mm效果最好。
44.在又一个优选实施例中，所述天线接地主体31包括第一天线接地主体311、与所述第一天线接地主体311电性连接的第二天线接地主体312、与所述第二天线接地主体312电性连接的第三天线接地主体313、与所述第三天线接地主体313电性连接的第四天线接地主体314、与所述第四天线接地主体314电性连接的第五天线接地主体315、与所述第五天线接地主体315电性连接的第六天线接地主体316、与所述第六天线接地主体316电性连接的第七天线接地主体317和与所述第七天线接地主体317电性连接的第八天线接地主体318，且所述第八天线接地主体318和所述第一天线接地主体311电性连接。
45.作为优选方案，所述第一天线接地主体311、所述第三天线接地主体313、所述第五天线接地主体315和所述第七天线接地主体317相互平行；所述第二天线接地主体312、所述第四天线接地主体314、所述第六天线接地主体316和所述第八天线接地主体318相互平行。
46.作为优选方案，所述接地环形回路32包括第一接地环形回路321、与所述第一接地环形回路321电性连接的第二接地环形回路322和与所述第二接地环形回路322电性连接的第三接地环形回路323；其中，所述第一接地环形回路321设置在所述第二天线接地主体312和所述第八天线接地主体318之间，所述第二接地环形回路322设置在所述第三天线接地主体313和所述第七天线接地主体317之间，所述第三接地环形回路323设置在所述第四天线接地主体314和所述第六天线接地主体316之间。
47.需要说明的是，请参阅图3，图3是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例中某一时刻的电流流动图。电流在天线中每时每刻都在变化，接地环形回路和天线主辐射体中某一时刻的电流流动如图3所示。一般地，如果电流在天线上流过特定电长度后，能够很好的辐射出某个频率的电磁波，这个频率就称谐振频率，这段长度一般是谐振
频率四分之一波长(波长＝光速/频率)。本实施例通过在接地环形回路上设计多个弯折处以及特定的尺寸，使接地环形回路上面的电流与天线主辐射体之间的电流相互作用激发谐振频率，变相来控制不同谐振频率所需要的电长度。
48.作为优选方案，所述第二阻抗调节枝节33与所述第一天线接地主体311和所述第五天线接地主体315电性连接，且所述第二阻抗调节枝节33呈三角形。
49.本实施例通过在天线接地主体内部设置接地环形回路，该接地环形回路与天线接地主体共同作用，使得信号拥有不同长度的电流路径，以此激发不同频率的谐振模态，形成多个谐振频率，从而实现覆盖整个5g频段，能够覆盖到频段699～960(mhz)、1710～2690(mhz)和3200～5000(mhz)。
50.具体的，请参阅图4、图5和图6，图4是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例中低频谐振电流路径图；图5是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例中中频谐振电流路径图；图6是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例中高频谐振电流路径图。本实施例中接地环形回路与天线接地主体共同作用，使得信号可以形成三种电流路径，即低频谐振电流路径、中频谐振电流路径和高频谐振电流路径，以此激发不同频率的谐振模态，形成三个谐振频率。其中，低频谐振中心频率约为0.82ghz，对应频段有n28/n5/n20/n8等，中频谐振中心频率约为2.1ghz，对应频段有n1/n3/n7/n41等，高频谐振中心频率约为4.2ghz，对应频段有n77/n78/n79等，从而实现覆盖整个5g频段，能够覆盖到频段699～960(mhz)、1710～2690(mhz)和3200～5000(mhz)。
51.作为优选方案，所述第二阻抗调节枝节33和所述第二天线主体212之间设置有耦合缝隙。
52.具体的，第二阻抗调节枝节33和第二天线主体212之间设置有耦合缝隙。通过调整第二阻抗调节枝节的形状、尺寸大小以及以及第二阻抗调节枝节与第一天线主体的间距，进而实现调整谐振频率。其中，间距控制在3～6mm效果最好。
53.在又一个优选实施例中，所述天线主辐射体2和所述天线接地辐射体3之间构成共面波导结构。
54.具体的，通过控制天线主辐射体2和天线接地辐射体3的缝隙宽度，使天线主辐射体和天线接地辐射体之间构成共面波导结构，进而能够增大各个谐振频率的带宽。
55.需要说明的是，天线主辐射体和天线接地辐射体的缝隙宽度最佳调节范围为0.5～1.5mm。共面波导结构是由中心传输线和中心传输线两侧的微带线组成，中心传输线馈入信号(馈电)，中心传输线两侧的微带线接地回流信号，中心传输线两侧的微带线包裹着中心传输线，例如馈电点所在的中心传输线两侧被接地点连接的微带线包围。
56.请参阅图7，图7是本发明提供的一种超宽带移动通信天线的一个优选实施例的s11图。从图中可以看出，该天线的s11均小于
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5db，可以满足一般天线性能要求。
57.本发明实施例提供了一种超宽带移动通信天线，首先，通过在天线接地主体内部设置接地环形回路，该接地环形回路与天线接地主体共同作用，使得信号拥有不同长度的电流路径，以此激发不同频率的谐振模态，形成多个谐振频率，从而实现覆盖整个5g频段，能够覆盖到频段699～960(mhz)、1710～2690(mhz)和3200～5000(mhz)。其次，通过在天线接地主体和天线接地辐射体增加阻抗调节枝节，实现对谐振频率的调整。再次，通过控制天线主辐射体和天线接地辐射体的缝隙宽度，使天线主辐射体和天线接地辐射体之间构成共
面波导结构，进而能够增大各个谐振频率的带宽。同时，还可以在天线介质基板的背面增设寄生单元，实现对天线带宽的调整。
58.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。