阅读说明：本技术 一种高增益5g毫米波段法布里珀罗阵列天线 (High-gain 5G millimeter wave band Fabry-Perot array antenna ) 是由 李岳洲 胡南 吴心仪 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线,包括：顶层介质板、反射贴片层、底层介质板、金属接地板、同轴电缆、空气腔体；所述反射贴片层印制在顶层介质板上,且反射贴片层位于顶层介质板的下方；所述金属接地板印制在底层介质板上,且金属接地板位于底层介质板的下方；所述同轴电缆贯穿金属接地板、底层介质板；所述空气腔体位于顶层介质板与底层介质板之间；本发明通过对高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线的改进,具有设计合理,天线阵列的增益大幅提高、辐射特性较好,使得整个天线阵列在5G毫米波的24.5GHz-29.5GHz可以高效率的接收无线信号的优点,从而有效的解决了本发明提出的问题和不足。(The invention relates to a high-gain 5G millimeter wave band Fabry-Perot array antenna, which comprises: the device comprises a top dielectric plate, a reflective patch layer, a bottom dielectric plate, a metal ground plate, a coaxial cable and an air cavity; the reflection patch layer is printed on the top dielectric slab and is positioned below the top dielectric slab; the metal grounding plate is printed on the bottom layer dielectric plate and is positioned below the bottom layer dielectric plate; the coaxial cable penetrates through the metal grounding plate and the bottom layer dielectric plate; the air cavity is positioned between the top dielectric slab and the bottom dielectric slab; the high-gain 5G millimeter wave band Fabry-Perot array antenna has the advantages of reasonable design, great improvement of the gain of the antenna array, better radiation characteristic and capability of efficiently receiving wireless signals by the whole antenna array at 24.5GHz-29.5GHz of 5G millimeter waves, thereby effectively solving the problems and the defects provided by the invention.)

一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线

技术领域

本发明涉及阵列天线技术领域，尤其涉及一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线。

背景技术

目前，随着无线通信技术的迅速发展，天线的种类也越来越多，尤其是在微波、毫米波频段，而其中法布里珀罗天线以具有结构简单，效果较好的良好特性，得到了广泛的关注。

但是由于法布里珀罗天线仍属于一种谐振结构，他的阻抗带宽和增益带宽都比较窄，天线阵列的增益效果较差，限制了它在更多领域的应用。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线，包括：顶层介质板、反射贴片层、底层介质板、金属接地板、同轴电缆、空气腔体；所述反射贴片层印制在顶层介质板上，且反射贴片层位于顶层介质板的下方；所述金属接地板印制在底层介质板上，且金属接地板位于底层介质板的下方；所述同轴电缆贯穿金属接地板、底层介质板；所述空气腔体位于顶层介质板与底层介质板之间。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线所述顶层介质板、底层介质板均为正方形板状结构，且顶层介质板、底层介质板的边长为27.3mm，并且顶层介质板、底层介质板的厚度为1.13mm，介电常数为2.2。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线所述反射贴片层由36个边长为4.55mm的正方形反射单元组成，且所述反射单元在顶层介质板的下方呈矩形阵列状分布，并且反射单元内反射结构为边长4.2mm的正方形环，所述正方形环的宽度为0.42mm。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线所述空气腔体的厚度为4.75mm。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线所述同轴电缆位于底层介质板、金属接地板的中心位置。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明空气腔体位于顶层介质板与底层介质板，空气腔体的厚度为4.75mm，同轴电缆位于底层介质板、金属接地板的中心位置的设置，电磁波经过空气腔体及反射贴片层结构多次反射后，在顶层天线单元处形成相位叠加，从而大幅提高天线阵列的增益。

2、本发明通过对高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线的改进，具有设计合理，天线阵列的增益大幅提高、辐射特性较好，使得整个天线阵列在5G毫米波的24.5GHz-29.5GHz可以高效率的接收无线信号的优点，从而有效的解决了本发明提出的问题和不足。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的轴侧结构示意图；

附图3为本发明的侧视结构示意图；

附图4为本发明的阵列天线的核心反射系数曲线示意图；

附图5为本发明的天线阵列在24.5GHz的E面与H面方向图；

附图6为本发明的天线阵列在25.5GHz的E面与H面方向图；

附图7为本发明的天线阵列在26.5GHz的E面与H面方向图；

附图8为本发明的天线阵列在28.5GHz的E面与H面方向图；

附图9为本发明的在整个24.5GHz-29.5GHz的频率增益曲线。

其中：顶层介质板1、反射贴片层2、底层介质板3、金属接地板4、同轴电缆5、空气腔体6。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如附图1-9所示的本发明所述的一种高增益5G毫米波段法布里珀罗阵列天线，包括：顶层介质板1、反射贴片层2、底层介质板3、金属接地板4、同轴电缆5、空气腔体6；反射贴片层2印制在顶层介质板1上，且反射贴片层2位于顶层介质板1的下方；金属接地板4印制在底层介质板3上，且金属接地板4位于底层介质板3的下方；同轴电缆5贯穿金属接地板4、底层介质板3；空气腔体6位于顶层介质板1与底层介质板3之间。

具体的，顶层介质板1、底层介质板3均为正方形板状结构，且顶层介质板1、底层介质板3的边长为27.3mm，并且顶层介质板1、底层介质板3的厚度为1.13mm，介电常数为2.2。

具体的，反射贴片层2由36个边长为4.55mm的正方形反射单元组成，且反射单元在顶层介质板1的下方呈矩形阵列状分布，并且反射单元内反射结构为边长4.2mm的正方形环，正方形环的宽度为0.42mm。

具体的，空气腔体6的厚度为4.75mm。

具体的，同轴电缆5位于底层介质板3、金属接地板4的中心位置。

具体实施步骤：

由附图4可知本阵列的中心工作频率在26.8GHz与S11的曲线谐振点重合。结合附图5、6、7、8天线在24.5GHz,25.5GHz,26.5GHz,28.5GHz的方向图可以看出，阵列天线的主波瓣方向精确的指向了0度角方向，实际结果与设计要求相符。并且天线的增益在这些频点都在较高9.5dBi以上，体现出较好的辐射特性；结合附图9可以看出本阵列在整个24.5Ghz-29.5GHz的频段，最高增益达到了17.8dBi,并且在边缘的频率点24.5GHz与29.5GHz也分别具有9.2dBi以及6dBi的增益，完全高于普通终端天线的2dBi的增益，使得整个天线阵列在5G毫米波的24.5GHz-29.5GHz可以高效率的接收无线信号。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。