CN109616766B - 天线系统及通讯终端 - Google Patents
天线系统及通讯终端 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109616766B CN109616766B CN201811253306.2A CN201811253306A CN109616766B CN 109616766 B CN109616766 B CN 109616766B CN 201811253306 A CN201811253306 A CN 201811253306A CN 109616766 B CN109616766 B CN 109616766B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit board
- antenna system
- sub
- rectangular
- feed point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0025—Modular arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
- H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
- H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
- H01Q3/38—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters the phase-shifters being digital
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
- H01Q13/0275—Ridged horns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/065—Patch antenna array
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
- H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
- H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
- H01Q5/35—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using two or more simultaneously fed points
Abstract
本发明提供一种天线系统，包括子阵列矩形喇叭单元，其包括金属基座；电路板包括四块相互电连接的子电路板、四块绝缘层以及四个馈电元件；子电路板呈相对两侧分别向相对方向延伸形成第一馈点端和第二馈点端，每一馈电元件的两端分别与同一子电路板的第一馈点端和第二馈点端电连接；移相单元叠设于电路板并分别与四块子电路板电连接；矩形喇叭包括四个且呈矩阵分布，每一矩形喇叭包括侧壁和两个脊，所述侧壁叠设于子电路板并电连接，两个所述脊分别叠设电连接于第一馈点端和第二馈点端。本发明还提供一种运用所述天线系统的通讯终端。与相关技术相比，本发明天线系统及通讯终端通讯信号强且稳定，可靠性好，频段覆盖范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种运用在通讯电子产品领域的天线系统及通讯终端。
背景技术
随着移动通讯技术的发展，手机、PAD、笔记本电脑等逐渐成为生活中不可或缺的电子产品，并且该类电子产品都更新为增加天线系统使其具有通讯功能的电子通讯产品。
5G作为全球业界的研发焦点，其三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这三个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20Gbps，最低用户体验速率为100Mbps。毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5G超高数据传输速率的主要手段，因此，毫米波频段丰富的带宽资源为高速传输速率提供了保障。
然而，毫米波由于该频段电磁波剧烈的空间损耗，利用毫米波频段的无线通信天线系统需要采用相控阵的架构。通过移相器使得各个阵元的相位按一定规律分布，从而形成高增益波束，并且通过相移的改变使得波束在一定空间范围内扫描。但在毫米波频段下,如果天线系统发射机和接收机之间不能保持视距通信,通信链路就容易中断，若其波束范围内覆盖的频段带宽有限则会影响天线系统的可靠性。
因此，有必要提供一种新的天线系统及通讯终端解决上述问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种通讯信号强且稳定，可靠性好，频段覆盖范围广天线系统及通讯终端。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种天线系统，所述天线系统包括子阵列矩形喇叭单元，所述子阵列矩形喇叭单元包括：金属基座，呈长方体结构，所述金属基座包括顶面、与所述顶面相对的底面以及由所述顶面向所述底面方向凹陷形成的背腔；电路板，所述电路板叠设电连接于所述金属基座的顶面且完全覆盖所述背腔，所述电路板包括四块呈矩阵分布且相互电连接的子电路板，每一所述子电路板包括首尾相连接形成矩形环的四个导电臂以及由所述导电臂延伸的第一馈点端和第二馈点端，四个所述导电臂围设形成净空，所述第一馈点端和所述第二馈点端分别由相对两个所述导电臂的中心向所述净空方向垂直延伸，所述第一馈点端和所述第二馈点端间隔形成所述子阵列矩形喇叭单元的馈电端口，所述馈电端口的两端分别与所述第一馈点端和所述第二馈点端电连接；移相单元，包括叠设于所述电路板的中心并分别与四块所述子电路板电连接的移相芯片；及喇叭单元，包括四个且呈矩阵分布的矩形喇叭，每一所述矩形喇叭叠设固定于一所述子电路板；每一所述矩形喇叭包括首尾相接的四个侧壁以及分别固定于相对两个所述侧壁内侧的两个脊，所述侧壁叠设并电连接于所述导电臂，两个所述脊分别叠设并电连接于所述第一馈点端和所述第二馈点端。
优选的，所述金属基座和所述喇叭单元在所述电路板上的正投影的外轮廓与所述电路板的外轮廓重合，且均为正方形。
优选的，每一所述矩形喇叭的侧壁包括外壁面和内壁面，所述外壁面与所述电路板垂直，所述内壁面自靠近所述电路板的一端向远离所述电路板的一端逐渐张开，以使所述侧壁靠近所述电路板一端的横截面面积大于其远离所述电路板一端的横截面面积。
优选的，所述矩形喇叭的内壁面围成的口面的外轮廓为正方形。
优选的，所述脊固定于所述侧壁的所述内壁面，所述脊包括与所述子电路板相接的固定部和自所述固定部延伸至所述侧壁远离所述电路板一端的延伸部，所述延伸部自其靠近所述固定部的一端向远离所述固定部的一端逐渐张开，以使所述延伸部靠近所述固定部一端的横截面面积大于其远离所述固定部一端的横截面面积。
优选的，所述移相单元还包括完全盖设于所述移相芯片的金属屏蔽件，所述矩形喇叭的所述侧壁设有避让所述金属屏蔽件的避让部，且所述金属屏蔽件卡合于所述避让部内并与所述侧壁相接。
优选的，所述移相芯片为四核移相芯片。
优选的，所述子阵列矩形喇叭单元包括N个，N个所述子阵列矩形喇叭单元呈矩阵分布且相互电连接，形成相控阵天线系统。
优选的，N个所述子阵列矩形喇叭单元的所述金属基座为一体成型结构，N个所述子阵列矩形喇叭天线单元的所述电路板为一体成型结构。
本发明还提供一种通讯终端，其包括本发明提供的上述的天线系统。
与相关技术相比，本发明的天线系统及通讯终端中，将所述天线系统设计为一个或多个子阵列矩形喇叭单元，从而形成高增益波束，并且通过相移的改变使得波束在较大的空间范围内扫描，以保持运用该天线系统的发射机和接收机之间的视距通信不间断，进而使得运用该天线系统的通讯终端通讯信号强且稳定，可靠性好，频段覆盖范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明天线系统的子阵列矩形喇叭单元的结构示意图；
图2为本发明天线系统的子阵列矩形喇叭单元的部分立体结构分解示意图；
图3为沿图1中A-A线的剖示图；
图4为本发明天线系统的子阵列矩形喇叭单元的部分结构俯视图；
图5为图1的俯视图；
图6为图1的子阵列矩形喇叭单元的S参数特性曲线图，其中，图6a为子阵列矩形喇叭单元中各矩形喇叭的反射系数曲线图，图6b为子阵列矩形喇叭单元的其中一个矩形喇叭与其它三个矩形喇叭的隔离度的曲线图；
图7为本发明子阵列矩形喇叭单元在28GHz、各矩形喇叭等幅同相馈电时，Phi＝0°平面内以及Phi＝90°平面内的增益曲线图；
图8为本发明天线系统其中一种实施方式的立体结构分解示意图；
图9为图8的天线系统的部分结构俯视图；
图10为图8的天线系统的俯视图；
图11为图8的天线系统的S参数特性曲线图，其中，图11a为天线系统中各矩形喇叭的反射系数曲线图，图11b为天线系统的其中一个矩形喇叭与其它十五个矩形喇叭的隔离度曲线图；
图12为图8的天线系统在28GHz、各矩形喇叭具有相差时，Phi＝0°平面内以及Phi＝90°平面内的增益曲线图，其中图12a为Phi＝0°平面内的增益曲线图，图12b为Phi＝90°平面内的增益曲线图；
图13为本发明天线系统另一种实施方式的立体结构分解示意图；
图14为图13的天线系统的部分结构俯视图；
图15为图13的天线系统的结构俯视图；
图16为图13的天线系统在28GHz、各矩形喇叭具有相差时，Phi＝0°平面内以及Phi＝90°平面内的增益曲线图，其中图16a为Phi＝0°平面内的增益曲线图，图16b为Phi＝90°平面内的增益曲线图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请同时参图1-5所示，本发明提供了一种天线系统100，包括子阵列矩形喇叭单元10。所述子阵列矩形喇叭单元10包括金属基座1、叠设于所述金属基座1并与所述金属基座1电连接的电路板2、叠设于所述电路板2并与所述电路板2电连接的移相单元3以及叠设于所述电路板2并与所述电路板2电连接的喇叭单元4。
所述金属基座1呈矩形立方体结构，比如长方体结构。所述金属基座1包括顶面11、与所述顶面11相对的底面12以及由所述顶面11向所述底面12方向凹陷的背腔13。
所述电路板2叠设固定于所述金属基座1的顶面11且完全覆盖所述背腔13。所述电路板2与所述金属基座1电连接，所述电路板2与所述金属基座1共同围成一背腔空间20。
所述电路板2包括包括四块呈2*2矩阵分布且相互电连接的子电路板21。
本实施方式中，所述子电路板21呈矩形，每一所述子电路板21包括首尾相连接形成矩形环的四个导电臂211以及由所述导电臂211延伸的第一馈点端212和第二馈点端213。四个所述导电臂211围设形成净空22，所述第一馈点端212和所述第二馈点端213分别由相对两个所述导电臂211的中心向所述净空22方向垂直延伸，所述第一馈点端212和所述第二馈点端213间隔形成所述子阵列矩形喇叭单元10的馈电端口23，所述馈电端口23的两端分别与所述第一馈点端212和所述第二馈点端213电连接。
此时，所述子电路板21与所述第一馈点端212及所述第二馈点端213的设置使所述净空22呈类似“H”形。馈电信号由所述馈电端口23馈入。
所述移相单元3包括叠设于所述电路板2的中心并分别与四块所述子电路板21电连接的移相芯片31，本实施方式中，所述移相芯片31为四核移相芯片。所述移相芯片31为各喇叭单元4提供相差，以在所需的覆盖角度内引导天线系统100的辐射模式,以保持发射机和接收机之间的视距通信不中断，增加总增益。具体的，所述移相芯片31用于使喇叭单元4的各矩形喇叭的相位按一定规律分布，从而形成高增益波束，并且通过相移的改变使得波束在一定空间范围内扫描，在所需的覆盖角度内引导天线系统的辐射模式,以保持运用该天线系统100的发射机和接收机之间的视距通信不间断，从而提高其可靠性。
更优的，所述移相单元3还包括完全盖设于所述移相芯片31的金属屏蔽件32。所述金属屏蔽件32的设置可减小甚至消除所述移相芯片31对矩形喇叭41干扰，提高通讯可靠性。
所述喇叭单元4包括四个矩形喇叭41且呈2*2矩阵分布，每一所述矩形喇叭41叠设固定于一所述子电路板21并形成电连接。本实施方式中，所述矩形喇叭4为毫米波天线喇叭。
每一所述矩形喇叭41包括首尾相接的四个侧壁411以及分别固定于相对两个所述侧壁411内侧的两个脊412，所述侧壁411叠设并电连接于所述导电臂211，两个所述脊412分别叠设并电连接于所述第一馈点端212和所述第二馈点端213。
更优的，每一所述矩形喇叭41的侧壁411包括外壁面411a和内壁面411b，所述外壁面411a与所述电路板2垂直，所述内壁面411b自靠近所述电路板2的一端向远离所述电路板2的一端逐渐张开，以使所述侧壁411靠近所述电路板2一端的横截面面积大于其远离所述电路板2一端的横截面面积。另外，本实施方式中，所述矩形喇叭41的内壁面411b围成的口面的外轮廓为正方形。即上述结构设置使得所述矩形喇叭41形成一喇叭状结构。
所述脊412固定于所述侧壁411的所述内壁面411b。具体的，所述脊412包括与所述子电路板21相接的固定部4121和自所述固定部4121延伸至所述侧壁411远离所述电路板2一端的延伸部4122。所述延伸部4122自其靠近所述固定部4121的一端向远离所述固定部4121的一端逐渐张开，以使所述延伸部4122靠近所述固定部4121一端的横截面面积大于其远离所述固定部4121一端的横截面面积。
所述矩形喇叭41的所述侧壁411设有避让所述金属屏蔽件32的避让部413，且所述金属屏蔽件32卡合于所述避让部413内并与所述侧壁411相接。
上述子阵列矩形喇叭单元10形成2*2毫米波相控阵天线系统结构。
更优的，本实施方式中，所述金属基座1和所述喇叭单元4在所述电路板2上的正投影的外轮廓与所述电路板2的外轮廓重合，且均为正方形。
请结合图6-7所示，图6为图1子阵列矩形喇叭单元的S参数特性曲线图，其中，图6a为子阵列矩形喇叭单元中各矩形喇叭的反射系数曲线图，四个矩形喇叭的反射系数曲线分别为S11、S22、S33、S44。所有4个矩形喇叭的反射系数在25.2GHz-30GHz内小于-6dB，宽带宽超过5GHz。
图6b为子阵列矩形喇叭单元的其中一个矩形喇叭与其它三个矩形喇叭的隔离度的曲线图。在频率范围25GHz-31GHz内,隔离度保持在-12dB以下,在28GHz的隔离度低于-18dB。
图7为本发明天线系统的子阵列矩形喇叭单元在28GHz、各矩形喇叭等幅同相馈电时的增益曲线图，包括Phi＝0°平面内的增益曲线图，以及Phi＝90°平面内的增益曲线图。其中，Phi＝0°平面和Phi＝90°平面分别为图5中所示的平面。在28GHz时,该2*2矩形分布的毫米波相控阵天线系统的最大增益为12.2dBi,Phi＝0°平面上半功率波束宽度(HPBW)为48°；Phi＝90°平面上半功率波束宽度(HPBW)为48°。
本发明的所述天线系统中，所述子阵列矩形喇叭单元10可包括不同数量的设置的实施方式，所述子阵列矩形喇叭单元10包括N个，N个所述子阵列矩形喇叭单元10呈矩阵分布且相互电连接，形成相控阵天线系统结构。N个所述子阵列矩形喇叭单元10的所述金属基座1为一体成型结构，N个所述子阵列矩形喇叭天线单元10的所述电路板2为一体成型结构。
比如，4*4矩阵分布的毫米波相控阵天线系统结构：
如图8-10所示，其中，图8为本发明天线系统其中一种实施方式的立体结构分解示意图；图9为图8的天线系统的部分结构俯视图；图10为图8的天线系统的俯视图。
本实施方式中，所述天线系统800中，包括四个所述子阵列矩形喇叭单元80，四个所述子阵列矩形喇叭单元80呈矩阵分布且相互电连接，形成4*4矩形分布的毫米波相控阵天线系统结构。该子阵列矩形喇叭单元80即为上述实施方式中的子阵列矩形喇叭单元10。
更优的，四个所述子阵列矩形喇叭单元80的所述金属基座801为一体成型结构，四个所述子阵列矩形喇叭单元80的所述电路板802为一体成型结构。四个移相单元803分别叠设于四个所述电路板802上，四个喇叭单元804分别叠设于四个所述电路板802上并电连接。所述金属基座801、所述电路板802、所述移相单元803以及所述喇叭单元804的结构均与上述2*2矩形分布的毫米波相控阵天线系统结构中的子阵列矩形喇叭单元中对应的结构相同，在此不在赘述。
该实施方式中，请结合图11-12所示，其中图11为图8的天线系统的S参数特性曲线图，其中，图11a为天线系统中各矩形喇叭的反射系数曲线图，所有16个矩形喇叭的反射系数在频段范围为25.2GHz-30GHz内小于-6dB，宽带宽超过5GHz。
图11b为天线系统的其中一个矩形喇叭与其它十五个矩形喇叭的隔离度的曲线图。在频率范围25GHz-31GHz内,隔离度保持在-12dB以下,在28GHz的隔离度低于-18dB。
图12为图8的天线系统在28GHz、各矩形喇叭具有相差时的增益曲线图，其中图12a为Phi＝0°平面内的增益曲线图，图12b为Phi＝90°平面内的增益曲线图。其中，Phi＝0°平面和Phi＝90°平面分别为图10中所示的平面。
由图12a可知，当所述天线系统800中的相应的矩形喇叭间相差为±160°、±120°、±60°和0°时，最大增益为18dBi,天线系统800能够从θ＝-45°至θ＝45°(总覆盖90°)范围内,保持高于15dBi的增益。
由图12b可知，当所述天线系统800中的相应的矩形喇叭间相差为±160°、±120°、±60°和0°时，最大增益为18dBi,θ＝-42°至θ＝42°(总覆盖84°)范围内,同时保持高于15dBi的增益。
本发明的所述天线系统中，所述子阵列矩形喇叭单元10的还可包括另一种实施方式，8*8矩形分布的毫米波相控阵天线系统结构：
如图13-15所示，其中，图13为本发明天线系统另一种实施方式的立体结构分解示意图；图14为图13的天线系统的部分结构俯视图；图15为图13的天线系统的结构俯视图。
本实施方式中，所述天线系统1300中，所述子阵列矩形喇叭单元130包括十六个，十六个所述子阵列矩形喇叭单元130呈矩阵分布且相互电连接，形成8*8矩形分布的毫米波相控阵天线系统结构。该子阵列矩形喇叭单元130即为上述实施方式中的子阵列矩形喇叭单元10。
更优的，十六个所述子阵列矩形喇叭单元130的所述金属基座1301为一体成型结构，十六个所述子阵列矩形喇叭单元130的所述电路板1302为一体成型结构。十六个移相单元1303分别叠设于十六个所述电路板1302上，十六个喇叭单元1304分别叠设于十六个所述电路板1302上并电连接。所述金属基座1301、所述电路板1302、所述移相单元1303以及所述喇叭单元1304的结构均与上述2*2矩形分布的毫米波相控阵天线系统结构中的子阵列矩形喇叭单元中对应的结构相同，在此不在赘述。
该实施方式中，请结合图16所示，图16为图13的天线系统在28GHz、各矩形喇叭具有相差时的增益曲线图，其中图16a为Phi＝0°平面的增益曲线图，图16b为Phi＝90°平面的增益曲线图。其中，Phi＝0°平面和Phi＝90°平面分别为图15中所示的平面。由图16a可知，当所述天线系统1300中的相应的矩形喇叭间相差为±150°、±120°、±90°、±60°、±30°和0°时,最大增益为24dBi,天线系统1300能够从θ＝-45°至θ＝45°(总覆盖90°)范围内，保持高于21dBi的增益。
由图16b可知，当所述天线系统1300中的相应的矩形喇叭间相差为±150°、±120°、±90°、±60°、±30°和0°时，最大增益为24dBi,天线系统1300能够从θ＝-42°至θ＝42°(总覆盖84°)范围内,保持高于21dBi的增益。
需要说明的是，本发明的天线系统中，所述矩形喇叭单元的数量并不限于一个、四个、十六个，还可为其它数量形成矩阵排布即可。上述提及的不同实施方式仅为所述矩形喇叭单元的数量不同，不仅限于16矩阵矩形喇叭或64矩阵矩形喇叭。还可以形成更大尺寸的相控阵矩形喇叭系统,以达到所需的天线系统总增益。
本发明还提供一种通讯终端，其包括本发明提供的上述的天线系统。
与相关技术相比，本发明的天线系统及通讯终端中，将所述天线系统设计为一个或多个子阵列矩形喇叭单元，从而形成高增益波束，并且通过相移的改变使得波束在较大的空间范围内扫描，以保持运用该天线系统的发射机和接收机之间的视距通信不间断，进而使得运用该天线系统的通讯终端通讯信号强且稳定，可靠性好，频段覆盖范围广。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种天线系统，其特征在于，所述天线系统包括子阵列矩形喇叭单元，所述子阵列矩形喇叭单元包括：
金属基座，呈长方体结构，所述金属基座包括顶面、与所述顶面相对的底面以及由所述顶面向所述底面方向凹陷形成的背腔；
电路板，所述电路板叠设电连接于所述金属基座的顶面且完全覆盖所述背腔，所述电路板包括四块呈矩阵分布且相互电连接的子电路板，每一所述子电路板包括首尾相连接形成矩形环的四个导电臂以及由所述导电臂延伸的第一馈点端和第二馈点端，四个所述导电臂围设形成净空，所述第一馈点端和所述第二馈点端分别由相对两个所述导电臂的中心向所述净空方向垂直延伸，所述第一馈点端和所述第二馈点端间隔形成所述子阵列矩形喇叭单元的馈电端口，所述馈电端口的两端分别与所述第一馈点端和所述第二馈点端电连接；
移相单元，包括叠设于所述电路板的中心并分别与四块所述子电路板电连接的移相芯片；及
喇叭单元，包括四个且呈矩阵分布的矩形喇叭，每一所述矩形喇叭叠设固定于一所述子电路板；每一所述矩形喇叭包括首尾相接的四个侧壁以及分别固定于相对两个所述侧壁内侧的两个脊，所述侧壁叠设并电连接于所述导电臂，两个所述脊分别叠设并电连接于所述第一馈点端和所述第二馈点端。
2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述金属基座和所述喇叭单元在所述电路板上的正投影的外轮廓与所述电路板的外轮廓重合，且均为正方形。
3.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，每一所述矩形喇叭的侧壁包括外壁面和内壁面，所述外壁面与所述电路板垂直，所述内壁面自靠近所述电路板的一端向远离所述电路板的一端逐渐张开，以使所述侧壁靠近所述电路板一端的横截面面积大于其远离所述电路板一端的横截面面积。
4.根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述矩形喇叭的内壁面围成的口面的外轮廓为正方形。
5.根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述脊固定于所述侧壁的所述内壁面，所述脊包括与所述子电路板相接的固定部和自所述固定部延伸至所述侧壁远离所述电路板一端的延伸部，所述延伸部自其靠近所述固定部的一端向远离所述固定部的一端逐渐张开，以使所述延伸部靠近所述固定部一端的横截面面积大于其远离所述固定部一端的横截面面积。
6.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述移相单元还包括完全盖设于所述移相芯片的金属屏蔽件，所述矩形喇叭的所述侧壁设有避让所述金属屏蔽件的避让部，且所述金属屏蔽件卡合于所述避让部内并与所述侧壁相接。
7.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述移相芯片为四核移相芯片。
8.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述子阵列矩形喇叭单元包括N个，N个所述子阵列矩形喇叭单元呈矩阵分布且相互电连接，形成相控阵天线系统。
9.根据权利要求8所述的天线系统，其特征在于，N个所述子阵列矩形喇叭单元的所述金属基座为一体成型结构，N个所述子阵列矩形喇叭天线单元的所述电路板为一体成型结构。
10.一种通讯终端，其特征在于，其包括如权利要求1-9任意一项所述的天线系统。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811253306.2A CN109616766B (zh) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | 天线系统及通讯终端 |
| US16/296,484 US10819039B2 (en) | 2018-10-25 | 2019-03-08 | Antenna system and communication terminal |
| PCT/CN2019/109027 WO2020083000A1 (zh) | 2018-10-25 | 2019-09-29 | 天线系统及通讯终端 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811253306.2A CN109616766B (zh) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | 天线系统及通讯终端 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109616766A CN109616766A (zh) | 2019-04-12 |
| CN109616766B true CN109616766B (zh) | 2021-02-26 |
Family
ID=66002846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811253306.2A Expired - Fee Related CN109616766B (zh) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | 天线系统及通讯终端 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10819039B2 (zh) |
| CN (1) | CN109616766B (zh) |
| WO (1) | WO2020083000A1 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109616766B (zh) * | 2018-10-25 | 2021-02-26 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 天线系统及通讯终端 |
| WO2021000078A1 (zh) * | 2019-06-29 | 2021-01-07 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 一种天线模组及电子设备 |
| CN111129727B (zh) * | 2019-12-09 | 2022-07-26 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 天线系统以及电子设备 |
| WO2021114019A1 (zh) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 天线系统以及电子设备 |
| KR20210105473A (ko) * | 2020-02-18 | 2021-08-27 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 레이더 센서 |
| DE102021201394A1 (de) * | 2021-02-15 | 2022-08-18 | Vega Grieshaber Kg | Zweiteilige hohlleitereinkopplungsvorrichtung |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103107418A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-05-15 | 北京爱科迪信息通讯技术有限公司 | 一种平板卫星通信天线 |
| CN104428948A (zh) * | 2012-07-03 | 2015-03-18 | 利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司 | 包括具有几何收缩的喇叭天线的、用于GHz频率范围的宽带卫星通信的天线系统 |
| CN205595462U (zh) * | 2016-04-12 | 2016-09-21 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种喇叭阵列天线 |
| CN206947546U (zh) * | 2017-07-17 | 2018-01-30 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种双频圆极化阵列天线 |
| CN108417993A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-08-17 | 瑞声科技（南京）有限公司 | 天线系统及通讯终端 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5930517B2 (ja) * | 2011-08-02 | 2016-06-08 | 日本電産エレシス株式会社 | アンテナ装置 |
| KR20130043792A (ko) * | 2011-10-21 | 2013-05-02 | 한국전자통신연구원 | 안테나 장치 |
| CN104716426A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 华为技术有限公司 | 一种阵列天线 |
| CN105141717B (zh) * | 2015-07-31 | 2019-07-26 | 瑞声光电科技（苏州）有限公司 | 移动终端设备 |
| CN105322298B (zh) | 2015-12-02 | 2018-02-16 | 成都润博科技有限公司 | 一种自适应性多波段集成阻抗匹配网络双脊喇叭天线 |
| TWI605637B (zh) * | 2016-03-01 | 2017-11-11 | 啟碁科技股份有限公司 | 天線系統 |
| KR102426656B1 (ko) * | 2017-11-28 | 2022-07-28 | 삼성전자주식회사 | 안테나를 포함하는 전자 장치 |
| CN108199130A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-22 | 瑞声科技（南京）有限公司 | 一种天线系统和移动终端 |
| CN109616766B (zh) * | 2018-10-25 | 2021-02-26 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 天线系统及通讯终端 |
-
2018
- 2018-10-25 CN CN201811253306.2A patent/CN109616766B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2019
- 2019-03-08 US US16/296,484 patent/US10819039B2/en active Active
- 2019-09-29 WO PCT/CN2019/109027 patent/WO2020083000A1/zh active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104428948A (zh) * | 2012-07-03 | 2015-03-18 | 利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司 | 包括具有几何收缩的喇叭天线的、用于GHz频率范围的宽带卫星通信的天线系统 |
| CN103107418A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-05-15 | 北京爱科迪信息通讯技术有限公司 | 一种平板卫星通信天线 |
| CN205595462U (zh) * | 2016-04-12 | 2016-09-21 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种喇叭阵列天线 |
| CN206947546U (zh) * | 2017-07-17 | 2018-01-30 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种双频圆极化阵列天线 |
| CN108417993A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-08-17 | 瑞声科技（南京）有限公司 | 天线系统及通讯终端 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020083000A1 (zh) | 2020-04-30 |
| CN109616766A (zh) | 2019-04-12 |
| US20200136267A1 (en) | 2020-04-30 |
| US10819039B2 (en) | 2020-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109616766B (zh) | 天线系统及通讯终端 | |
| CN108376828B (zh) | 天线系统及移动终端 | |
| CN109088160B (zh) | 天线系统及移动终端 | |
| US10971824B2 (en) | Antenna element | |
| US10276943B2 (en) | Antenna device including patch array antenna and conductive metal member | |
| US6593891B2 (en) | Antenna apparatus having cross-shaped slot | |
| US10978811B2 (en) | Slot antenna arrays for millimeter-wave communication systems | |
| CN109449568B (zh) | 毫米波阵列天线及移动终端 | |
| US10862212B2 (en) | Antenna device and wireless communication device | |
| US11367943B2 (en) | Patch antenna unit and antenna in package structure | |
| CN108808214B (zh) | 天线系统及移动终端 | |
| CN109786938B (zh) | 移动终端 | |
| CN109560379B (zh) | 天线系统及通讯终端 | |
| JP2017533675A (ja) | ワイヤレス電子デバイスのための周期スロットを有するストリップライン結合アンテナ | |
| US10819023B2 (en) | Antenna system and communication terminal | |
| CN108417993A (zh) | 天线系统及通讯终端 | |
| CN114374077A (zh) | 电子设备 | |
| CN112952375B (zh) | 形成波束的方法和装置 | |
| JP2007124346A (ja) | アンテナ素子及びアレイ型アンテナ | |
| CN112889183B (zh) | 波束控制天线结构和包括所述结构的电子设备 | |
| TWI674704B (zh) | 低旁波瓣陣列天線 | |
| KR20220111555A (ko) | 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 | |
| US10992044B2 (en) | Antenna system, communication terminal and base station | |
| US20230163462A1 (en) | Antenna device with improved radiation directivity | |
| WO2020133390A1 (zh) | 一种天线系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210226 |