[发明专利]5G毫米波宽带差分天线

说明书

本发明公开了一种5G毫米波宽带差分天线，包括：设置于顶层介质基板上表面的顶层结构，包括金属条带以及对称分布于金属条带两侧的两组金属贴片谐振器，金属条带用于将微波信号耦合给所述两组金属贴片谐振器以产生所需要的谐振模式；设置于底层介质基板上表面和顶层介质基板下表面之间的中间层结构，所述中间层结构为在自身厚度方向开设有两个通孔的金属大地；设置于底层介质基板下表面的底层结构，包括两个馈电结构，两个馈电结构分别经由穿过两个通孔的两个金属通孔与所述金属条带连接，以对所述金属条带进行对称馈电，本发明的剖面低、带宽宽及结构简单，满足了第五代移动通信技术对带宽的需求，同时，本天线交叉极化低、方向图对称。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种5G毫米波宽带差分天线。

背景技术

随着通信领域对高传输速率和宽带宽的需求不断增长，第五代移动通信技术向着高频段发展，部分工作波段涵盖毫米波频段。在毫米波频段波长较小，因此差分毫米波前端系统的实际物理尺寸较小，并且差分系统能有效提高收发系统的稳定性和抗噪声能力，因此为毫米波差分系统提供了可行性及必要性。毫米波差分天线是毫米波差分系统的重要组成部分，能有效抑制共模噪声的发射，提高交叉极化抑制及端口隔离，并且能与差分系统有效直连，避免了差分信号与单端信号转换电路即巴伦。在此背景下，设计一款宽带差分天线，使其能满足第五代移动通信技术的毫米波频段需求，对于无线通信技术的发展具有重要意义。

目前已有关于毫米波差分天线的报道。部分技术利用基片集成波导对贴片天线进行双槽馈电，该基片集成波导工作于TE₂₀模式在双槽上形成反相电场，因此形成差分天线效果，但是该种天线结构复杂、成本高且带宽较窄只有9％，不能满足大多数毫米波应用。另一部分技术利用差分微带对通过双槽向双层贴片馈电形成毫米波差分天线，但是开槽形成的背向辐射需要额外处理并且辐射体由多层贴片构成，因此结构层数较多，结构复杂，成本上升。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述使用基片集成波导双槽馈电贴片天线技术或差分微带对双槽馈电多层贴片技术等此类技术存在的天线结构复杂、成本高或带宽较窄等原因而不利于5G毫米波天线的普及应用的缺陷，提供一种5G毫米波宽带差分天线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种5G毫米波宽带差分天线，包括：

设置于顶层介质基板上表面的顶层结构，包括金属条带以及对称分布于金属条带两侧的两组金属贴片谐振器，金属条带用于将微波信号耦合给所述两组金属贴片谐振器以产生所需要的谐振模式；

设置于底层介质基板上表面和顶层介质基板下表面之间的中间层结构，所述中间层结构为在自身厚度方向开设有两个通孔的金属大地；

设置于底层介质基板下表面的底层结构，包括两个馈电结构，两个馈电结构分别经由穿过两个通孔的两个金属通孔与所述金属条带连接，以对所述金属条带进行对称馈电。

在本发明的一个实施例中，所述两个馈电结构的两个馈电端之间的连线的中心点与金属条带的中心点的投影重合。

在本发明的一个实施例中，所述通孔为圆形通孔。

在本发明的一个实施例中，所述金属条带中心与所述顶层介质基板中心的投影重合，所述顶层介质基板的一对侧边位于所述金属条带两侧且关于所述金属条带对称，每一组金属贴片谐振器包括两个金属贴片，所述两个金属贴片沿平行于所述金属条带的方向并排设置，且两个金属贴片之间间隔预设距离形成条形缝隙，以使所述两个金属贴片工作在反相TE₂₀模式。

在本发明的一个实施例中，所述金属贴片的平面形状为矩形。