具体实施方式

下面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的一部分实施例，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做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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1a以及1c所示，本发明实施例公开了一种单印刷偶极子天线，包括介质基板1，所述介质基板1的正面形成有正面偶极臂2，所述介质基板1的背面形成有背面偶极臂3，正面偶极臂2与背面偶极臂3在前后投影方向上不具有重叠部分，且正面偶极臂2与背面偶极臂3的大小和尺寸相同；所述介质基板1的正面形成有一端与正面偶极臂2相连接的正面连接带状线4，所述介质基板1的背面形成有一端与背面偶极臂3相连接的背面连接带状线5，且正面连接带状线4与背面连接带状线5在前后投影方向上不具有重叠部分；所述正面连接带状线4的另一端与正面带状馈电线6的一端连接，所述正面带状馈电线6的另一端为信号输入端，所述背面连接带状线5的另一端与背面带状馈电线7的一端连接，所述背面带状馈电线7的另一端为接地端；所述正面带状馈电线6以及背面带状馈电线7位于所述正面偶极臂2与背面偶极臂3在投影方向上相对的内侧。进一步的，所述正面带状馈电线6与背面带状馈电线7的大小和尺寸相等，且所述正面带状馈电线6与背面带状馈电线7在前后投影方向上相互重叠。

整个设计基于偶极子天线拓扑，印刷在介电基板1的两侧，由对称的平行带状线馈电，正面偶极臂2和馈线的相应部分在顶部接口上，背面偶极臂3在底部接口上；选择的介电基板1非常薄，厚度为t＝0.813毫米，εr＝3.38，tanδ＝0.0027；对于单个偶极子天线，馈线的特性阻抗为50。

如图1b所示，本发明实施例还公开了一种带有馈电网络的双偶极子天线，包括两个左右设置的所述单印刷偶极子天线，两个所述单印刷偶极子天线中两条正面带状馈电线6相对设置且内侧端部与正面输入带状线8的一端连接，两个所述单印刷偶极子天线中两条背面带状馈电线7相对设置且内侧端部与背面接地带状线9的一端连接。

进一步的，为了同时覆盖B2频段和B3频段，将两个单印刷偶极子天线合并为一个结构，从而产生双偶极子(2Dipole)天线结构，CST Microwave Studio中的全波优化显示，通过选择等于30mm的La和等于10mm的Wa可以达到此目的。

进一步的，如图2a-图2b所示，本发明实施例还公开一种四偶极子阵列天线，包括两个上下设置的所述双偶极子天线，四个单印刷偶极子天线的正面部分通过同一条正面输入带状线8连接到一起，四个单印刷偶极子天线的背面部分通过同一条背面接地带状线9连接到一起。

为了增加天线增益并调整辐射方向图，将两个双偶极子天线垂直放置在彼此的顶部，在这种结构中，双偶极子天线的中心到中心距离为q2，即为了获得最佳反射系数，优化至60mm(3.5GHz时为0.7λ)。

进一步的，如图3a-3b所示，本发明实施例还公开了一种八偶极子阵列天线，包括两个左右设置的所述四偶极子阵列天线，位于左侧的一个四偶极子阵列天线中的正面输入带状线8的下端与锥形阻抗变压器10的左侧一端连接，位于右侧的一个四偶极子阵列天线中的正面输入带状线8的下端与锥形阻抗变压器10的右侧一端连接，所述锥形阻抗变压器10的中间与输入微带线14的一端连接，所述锥形阻抗变压器10用于将50Ω输入匹配至100Ω输出；每条位于正面偶极臂2与所述锥形阻抗变压器10之间的正面输入带状线8上形成有一个微带Tsplit功率分配器，所述微带Tsplit功率分配器包括左右对称的两部分，其中左侧部分包括折弯微带线11以及竖直微带线12，所述折弯微带线11的一端与正面输入带状线8连接，所述折弯微带线11的另一端与竖直微带线12的一端连接，所述Tsplit功率分配器在前后投影方向上与所述正面偶极臂2以及背面偶极臂3不具有重叠部分；位于左侧和右侧的两个四偶极子阵列天线中的背面接地带状线9的下端与同一个接地条13连接。

为了补偿弯角的寄生电抗，将锥形阻抗变压器10斜切。功率分配器的两个臂具有相同的长度，以在它们之间提供0°的相位差。八偶极子阵列天线的阻抗带宽为2.5～2.85GHz，3.22～3.66GHz和5.2～5.98GHz，在B3频段具有更宽的阻抗带宽。以mm表示的尺寸，图3a-图3b中：L1＝10，L2＝23.3，L3＝10.5，L4＝81.4，L5＝21.7，L6＝35.5，L7＝47，D1＝15.6，D2＝17.8，D3＝43.6，D4＝8.5，W1＝1.4，W2＝3，W3＝2，W4＝1，S1＝1.5，S2＝19，We＝13，Le＝14，Ls＝110，Ws＝100，Lg＝10，Wg＝100。

为了增加B1(5G低于1GHz的频带)，省略不想要的频带(2.5～2.85GHz)并增加B2和B3中的阻抗带宽，在结构上增加了长边条(竖直微带线和折弯微带线)，另请参见图3a。边条的长度为L4+L5，在900MHz时等于0.3λ，通过添加这两个侧边条，在900MHz频带中会出现另一个谐振，较长的边带是低于1GHz以下频段的主要辐射器，而偶极子则开始辐射至较高频段。但是，较长的侧边条仍在较高频带中起作用，并在此处用于调谐和使带宽变宽。

为了将所提出的天线在暴露于风，雨，冰，沙，紫外线等的实际环境中使用，使用防水天线罩，如图4所示。2毫米厚的天线罩由介电常数约为3的塑料制成，并由一层薄薄的E玻璃和环氧树脂复合而成，其介电常数约为4.5。选择上述材料以使天线罩的插入损耗最小。为避免PCB与天线罩直接物理连接，由于这可能会对S11产生负面影响，因此通过特氟龙垫片将PCB和天线罩之间的两侧保持1.5mm的距离。在新的模拟中检查了此效果。

综上，所述新颖、低成本的三频5G低于6GHz的天线，用于具有双向波束需求的基站应用。通过引入嵌入式长边单极子可以有效地实现低于1GHz的频带。天线的总厚度为4.313毫米(其中天线罩为2毫米，PCB为0.813毫米，两者之间的间距为1.5毫米)，与最近报道的最新基站天线相比非常低。提出的阵列配置的辐射性能已通过实验验证。所提出的天线在B1，B2和B3频段显示出良好的阻抗匹配(S11<-10dB)，并且测得的天线增益分别达到约1dBi，6dBi和10dBi。由于其双向辐射方向图，所提出的天线是隧道，走廊，建筑物等位置的未来紧凑型基站天线的理想选择。