CN110176668A - 天线单元和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线单元和电子设备，其中天线单元包括：基板，具有地板；第一垂直极化偶极子天线，包括第一天线枝和第二天线枝，第一天线枝和第二天线枝间隔设置于基板中；第二垂直极化偶极子天线，包括第三天线枝和第四天线枝，第三天线枝和第四天线枝间隔设置于基板中；反射器，包括若干反射柱，若干反射柱沿抛物线间隔排布于基板中；第一馈电结构，分别将第一天线枝、第二天线枝、第三天线枝和第四天线枝与地板电连接。本发明中，通过设置沿抛物线排布的反射器，能够增强偶极子天线的端射性能；此外，通过设置第一垂直极化偶极子天线和第二垂直极化偶极子天线，还能使天线单元具备双频性能，从而能够覆盖更宽的带宽，提高通信性能。

Description

天线单元和电子设备
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线单元和电子设备。
背景技术
目前，天线的形式主要包括贴片(patch)天线、八木宇田(Yagi-Uda)天线和偶极子(dipole)天线等类型。天线的波束传输性能在不同的场景下其要求也不同。例如，在某些场景下，要求天线具有较宽的辐射性能；而在某些场景下，需要天线具有高指向性的辐射性能，或者说，需要天线具有较强的端射性能。
发明内容
本发明实施例提供一种具有较强的端射性能的天线单元和使用该天线单元的电子设备。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种天线单元，包括：
基板，所述基板具有地板；
第一垂直极化偶极子天线，所述第一垂直极化偶极子天线包括第一天线枝和第二天线枝，所述第一天线枝和所述第二天线枝间隔设置于所述基板中；
第二垂直极化偶极子天线，所述第二垂直极化偶极子天线包括第三天线枝和第四天线枝，所述第三天线枝和所述第四天线枝间隔设置于所述基板中；
反射器，所述反射器包括若干反射柱，所述若干反射柱沿抛物线间隔排布于所述基板中；
第一馈电结构，所述第一馈电结构分别将所述第一天线枝、所述第二天线枝、所述第三天线枝和所述第四天线枝与所述地板电连接；
其中，所述第一天线枝、所述第二天线枝、所述第三天线枝和所述第四天线枝均位于所述抛物线的焦点所在的一侧；
所述第一天线枝和所述第二天线枝的长度均小于所述所述第三天线枝和所述第四天线枝的长度。
第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括本发明实施例的第一方面中所述的天线单元。
本发明实施例中，通过在基板中设置第一垂直极化偶极子天线、第二垂直极化偶极子天线和沿抛物线排布的反射器，并将第一垂直极化偶极子天线和第二垂直极化偶极子天线设置于抛物线的焦点所在的一侧，使得第一垂直极化偶极子天线和第二垂直极化偶极子天线的绝大部分波束朝向前端辐射，从而能够增强偶极子天线的端射性能。此外，通过设置第一垂直极化偶极子天线和第二垂直极化偶极子天线，还能使天线单元具备双频性能，从而能够覆盖更宽的带宽，提高通信性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种天线单元的外部结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种天线单元的剖面结构示意图；
图3至图9是本发明实施例提供的一种天线单元的分解结构示意图；
图10是本发明实施例提供的一种天线单元的内部结构俯视示意图；
图11是本发明实施例提供的一种天线单元的内部结构侧视示意图；
图12是图10对应的局部示意图；
图13是本发明实施例提供的一种天线单元的反射系数模拟图；
图14是本发明实施例提供的一种天线单元的28GHz垂直极化偶极子方向图；
图15是本发明实施例提供的一种天线单元的28GHz水平极化偶极子方向图；
图16是本发明实施例提供的一种天线单元的39GHz垂直极化偶极子方向图；
图17是本发明实施例提供的一种天线单元的39GHz水平极化偶极子方向图；
图18至图20是本发明实施例提供的另一种天线单元的部分结构的分解示意图；
图21是本发明实施例提供的一种天线阵列的结构示意图之一；
图22是本发明实施例提供的一种天线阵列的结构示意图之二。
具体实施方式
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。
如图1至图12，以及图18至图20所示，本发明实施例提供一种天线单元，包括：
基板1，基板1具有地板11；
第一垂直极化偶极子天线2，第一垂直极化偶极子天线2包括第一天线枝21和第二天线枝22，第一天线枝21和第二天线枝22间隔设置于基板1中；
第二垂直极化偶极子天线5，第二垂直极化偶极子天线5包括第三天线枝51和第四天线枝52，第三天线枝51和第四天线枝52间隔设置于基板1中；
反射器3，反射器3包括若干反射柱31，若干反射柱31沿抛物线间隔排布于基板1中；
第一馈电结构4，第一馈电结构4分别将第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52与地板11电连接；
其中，第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52均位于抛物线的焦点所在的一侧；
第一天线枝21和第二天线枝22的长度均小于第三天线枝51和第四天线枝52的长度。
上述第一垂直极化偶极子天线2的第一天线枝21和第二天线枝22均竖向在基板1中。具体的，第一天线枝21和第二天线枝22可垂直于基板1设置于基板1中，也可稍微偏离垂直方向设置于基板1中。第一天线枝21的中心轴线与第二天线22的中心轴线可完全重合，也可稍微相互错开一定的角度，或稍微偏离一定的距离。第一天线枝21的长度与和第二天线枝22的长度可相等，也可近似相等，第一天线枝21和第二天线枝22的长度约为四分之一介质波长。
相应的，上述第二垂直极化偶极子天线5的第三天线枝51和第四天线枝52均竖向在基板1中。具体的，第三天线枝51和第四天线枝52可垂直于基板1设置于基板1中，也可稍微偏离垂直方向设置于基板1中。第三天线枝51的中心轴线与第四天线枝52的中心轴线可完全重合，也可稍微相互错开一定的角度，或稍微偏离一定的距离。第三天线枝51的长度与和第四天线枝52的长度可相等，也可近似相等，第三天线枝51和第四天线枝52的长度约为四分之一介质波长。
此外，第一天线枝21的邻近第二天线枝22的一端与第三天线枝51的邻近第四天线枝52的一端之间的连线可平行于基板1；第二天线枝22的邻近第一天线枝21的一端与第四天线枝52的邻近第三天线枝51的一端之间的连线也可平行于基板1。
上述反射器3作为第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5的反射器，每个反射柱31在基板1中的设置方向应与各天线枝相配合，这样，每个反射柱31也需要竖向设置在基板1中。具体的，每个反射柱31可垂直于基板1设置于基板1中，也可稍微偏离垂直方向设置于基板1中。
本发明实施例中，通过在基板1中设置第一垂直极化偶极子天线2、第二垂直极化偶极子天线5和沿抛物线排布的反射器3，并将第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5设置于抛物线的焦点所在的一侧，使得第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5的绝大部分波束朝向前端辐射，减少后向辐射，从而能够增强偶极子天线的端射性能。并且，通过设置第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5，还能使天线单元具备双频性能，从而能够覆盖更宽的带宽，提高通信性能。
由于第一垂直极化偶极子天线2的天线枝长度均小于第二垂直极化偶极子天线5的天线枝长度，因此，第一垂直极化偶极子天线2对应高频点，第二垂直极化偶极子天线5对应低频点。
由于具有较强的端射性能，本发明实施例的天线单元可设置为毫米波天线单元，适用于5G毫米波段的信号传输。即，第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5均可以为毫米波天线，第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52的长度可根据毫米波波长设置。
3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作计划)定义的全球主流5G毫米波段包括以26GHz为主的n258(24.25-27.5GHz)，以28GHz为主的n257(26.5-29.5GHz)、n261(27.5-28.35GHz)，以39GHz为主的n260(37.0-40.0GHz)。
以参考频点为28GHz和39GHz为例，则，第一垂直极化偶极子天线2对应39GHz的频点，第二垂直极化偶极子天线5对应28GHz的频点。
可选的，第一垂直极化偶极子天线2的天线枝的横截面尺寸均小于第二垂直极化偶极子天线5的天线枝的横截面尺寸。这样，可使第一垂直极化偶极子天线2与第二垂直极化偶极子天线5能够更好地产生谐振，降低能量的反射，从而提高天线的通信性能。
可选的，第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52所在的平面穿过抛物线的焦点和顶点。这样，第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5位于抛物线的对称线上，可以提高反射器3对第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5的反射效果，提高垂直偶极子天线的增益，改善其方向图的前后比。
可选的，第二垂直极化偶极子天线5位于第一垂直极化偶极子天线2与反射器3之间的区域。
由于第一垂直极化偶极子天线2的天线枝长度均小于第二垂直极化偶极子天线5的天线枝长度，因此，将第二垂直极化偶极子天线5设置在第一垂直极化偶极子天线2与反射器3之间的区域，使得第二垂直极化偶极子天线5的天线枝能够充当第一垂直极化偶极子天线2的反射器，从而进一步提高天线单元整体的端射性能。
可选的，第三天线枝51的中心轴线和第四天线枝52的中心轴线穿过抛物线的焦点。这样，可以提高第二垂直极化偶极子天线5的增益。
需要说明的是，基板1的一部分区域，例如基板1的左侧区域设置地板11，则基板1的右侧区域为净空区12，反射器3整体可设置在地板11所在的区域，第一垂直极化偶极子天线2整体和第二垂直极化偶极子天线5整体可设置在净空区12，第一馈电结构4从净空区12延伸至地板11所在的区域。
可选的，反射器3整体位于地板11的靠近净空区12的边缘区域。这样，一方面，可拉近反射器3与第一垂直极化偶极子天线2之间的距离，提高反射器3对第一垂直极化偶极子天线2的反射效果，改善第一垂直极化偶极子天线2方向图的前后比。另一方面，可降低反射器3整体占用的地板11区域的水平空间，可留置更多的地板11区域供其它元器件使用。
可选的，反射器3的位于两侧的反射柱31位于地板11和净空区12的交界处，或者说，反射器3的位于两侧的反射柱31部分位于地板11所在的区域，部分位于净空区12。
反射器3的各相邻反射柱31之间的间距可以全部相等，也可以部分相等。为了提高反射器3的反射效果，各相邻反射柱31之间的间距不宜过大，若反射器3的某相邻反射柱31之间需要穿过相关元器件，则该相邻反射柱31之间的间距可适当增大，其他相邻反射柱31之间的间距可相对减小。图1、图3等示出了反射器3的中间两反射柱31之间的间距较大，其他相邻反射柱31之间的间距均相等的实施方式。
以下对天线单元的各部件的具体设置方式进行说明。
可选的，如图2所示，基板1包括N层介质板13，N大于或等于5；
第一天线枝21和第二天线枝22分别设置于两层不相邻的介质板13中，第一天线枝21和第二天线枝22分别贯穿对应的介质板13；
第三天线枝51和第四天线枝52分别设置于两组不相邻的介质板13中，第三天线枝51和第四天线枝52分别贯穿对应的介质板13，每组介质板13包括至少两层相邻的介质板13；
反射器3整体贯穿N层介质板13。
进一步的，反射器3的各反射柱31均贯穿N层介质板13。
将基板1设置成多层介质板13，这样，可单独对相应的介质板13进行加工处理，以形成第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51、第四天线枝52和反射器3，这样，能够简化天线单元的制作工艺。并且，通过将基板1设置成多层介质板13，能够很方便地控制第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51、第四天线枝52和反射柱31的长度，第一天线枝21和第二天线枝22之间的间距，以及第三天线枝51和第四天线枝52之间的间距。尤其是能够更精确地控制第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52的长度，使第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52的长度能够分别尽可能接近四分之一介质波长，从而提高天线单元的性能。
此外，将反射器3的各反射柱31贯穿N层介质板13，使得第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5均位于反射器3的反射区域内，能够进一步提高反射效果。
其中，图2示出了基板1包括六层介质板13，且第一天线枝21设置于第二层介质板13b，第二天线枝22设置于第五层介质板13e，第三天线枝51设置于第一层介质板13a和第二层介质板13b，第四天线枝52设置于第五层介质板13e和第六层介质板13f的实施方式。另外，基板1也可以包括五层介质板13，第一天线枝21设置于第二层介质板13b，第二天线枝22设置于第四层介质板13d，第三天线枝51设置于第一层介质板13a和第二层介质板13b，第四天线枝52设置于第四层介质板13d和第五层介质板13e。
可选的，第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52分别由贯穿对应介质板13的金属柱形成；
反射器3的各反射柱31由贯穿N层介质板13的若干金属柱形成。具体的，第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52对应的介质板13中均开设有垂直贯穿介质板13的通孔(图中未示出)，第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52由填充于通孔中的金属柱形成。N层介质板13沿抛物线间隔开设有垂直贯穿N层介质板13的若干通孔，反射器3的各反射柱31由填充于若干通孔中的金属柱形成。
通过在介质板13中打孔并向孔中置入金属柱的方式来分别形成第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52和反射柱31，工艺简单且成熟，容易实现，基本不会增加额外的生产成本。
本发明实施例的天线单元可以仅设置第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5，作为一种双频单极化偶极子天线。本发明实施例的天线单元还可以设置为双频双极化偶极子天线。以下对双频双极化偶极子天线的具体实施方式进行说明。
如图2至图12所示，天线单元包括：
基板1，基板1具有地板11；
第一垂直极化偶极子天线2，第一垂直极化偶极子天线2包括第一天线枝21和第二天线枝22，第一天线枝21和第二天线枝22间隔设置于基板1中；
第二垂直极化偶极子天线5，第二垂直极化偶极子天线5包括第三天线枝51和第四天线枝52，第三天线枝51和第四天线枝52间隔设置于基板1中；
第一水平极化偶极子天线7，第一水平极化偶极子天线7包括第五天线枝71和第六天线枝72，第五天线枝71和第六天线枝72间隔设置于基板1中；
第二水平极化偶极子天线8，第二水平极化偶极子天线8包括第七天线枝81和第八天线枝82，第七天线枝81和第八天线枝82间隔设置于基板中；
反射器3，反射器3包括若干反射柱31，若干反射柱31沿抛物线间隔排布于基板1中；
第一馈电结构4，第一馈电结构4分别将第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52与地板11电连接；
第二馈电结构6，第二馈电结构6分别将第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82与地板11电连接；
其中，第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51、第四天线枝52、第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82均位于抛物线的焦点所在的一侧；
第一天线枝21和第二天线枝22的长度均小于第三天线枝51和第四天线枝52的长度；
第五天线枝71和第六天线枝72的长度均小于第七天线枝81和第八天线枝82的长度；
第一天线枝21和第二天线枝22分别位于第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82所在的第一平面的两侧；
第三天线枝51和第四天线枝52分别位于第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82所在的第一平面的两侧；
第五天线枝71和第六天线枝72分别位于第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52所在的第二平面的两侧；
第七天线枝81和第八天线枝82分别位于第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52所在的第二平面的两侧。
需要说明的是，前述关于双频单极化偶极子天线的相关说明仍然适用于双频双极化偶极子天线，并具有相同的有益效果，为避免重复，对此不作赘述。
可选的，第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82所在的第一平面平行于基板1；第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52所在的第二平面垂直于基板1。
第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82的形状可以是矩形、三角形或椭圆形，当采用椭圆形时，由于其形状变化较平缓，使得天线的阻抗变化更平缓，从而有利于拓展第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8的带宽。第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82的长度均约为四分之一介质波长。第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82的长度可根据毫米波波长设置。
由于第一水平极化偶极子天线7的天线枝长度均小于第二水平极化偶极子天线8的天线枝长度，因此，第一水平极化偶极子天线7对应高频点，第二水平极化偶极子天线8对应低频点。以参考频点为28GHz和39GHz为例，则，第一水平极化偶极子天线7对应39GHz的频点，第二水平极化偶极子天线8对应28GHz的频点。
图13为天线单元的反射系数图，水平极化偶极子天线和垂直极化偶极子的-6dB的S参数的共同带宽为25.22GHz-29.81GHz和35.85-41.35GHz，基本覆盖了3GPP定义的全球主流5G毫米波频段n257、n261和n260。
需要说明的是，基板1的一部分区域，例如基板1的左侧区域设置地板11，则基板1的右侧区域为净空区12，反射器3整体可设置在地板11所在的区域，第一垂直极化偶极子天线2、第二垂直极化偶极子天线5、第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8可设置在净空区12，第一馈电结构4和第二馈电结构6从净空区12延伸至地板11所在的区域。
其中，反射器3可作为第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5的反射器，第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8的反射器可由基板1的地板11充当，即，基板1的地板11可作为第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8的反射器。为了达到较好的反射效果，第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82可位于基板1的地板11所在的平面。
本发明实施例中，将双频垂直偶极子天线与双频水平偶极子天线相结合，实现了双频双极化偶极子天线的设计。一方面，可以实现多输入多输出(Multiple Input andMultiple Output，简称MIMO)功能，以提升数据的传输速率；另一方面，可以增加天线的无线连接能力，降低通信断线的机率，提升通信效果和用户体验。
可选的，第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8均位于第一垂直极化偶极子天线2与反射器3之间的区域。
本发明实施例中，由于垂直偶极子天线和水平偶极子天线在垂直方向(即垂直于基板1的方向)上错开设置，因此，在水平方向(即平行于基板1的方向)上，水平偶极子天线和垂直偶极子天线之间的位置关系可以不作限定。例如，可以是水平偶极子天线整体位于垂直偶极子天线与反射器3之间的区域，也可以是水平偶极子天线整体位于垂直偶极子天线与反射器3之间的区域，还可以是水平偶极子天线整体和垂直偶极子天线整体分别位于相同的两个垂直面上。
其中，图9和图10示出了第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8均位于第一垂直极化偶极子天线2与反射器3之间的区域的实施方式，该实施方式中，可节省第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8所占用的净空区12的空间。
可选的，第二水平极化偶极子天线8位于第一水平极化偶极子天线7与反射器3之间的区域。
由于第一水平极化偶极子天线7的天线枝长度均小于第二水平极化偶极子天线8的天线枝长度，因此，将第二水平极化偶极子天线8设置在第一水平极化偶极子天线7与反射器3之间的区域，使得第二水平极化偶极子天线8的天线枝能够充当第一水平极化偶极子天线7的反射器，从而进一步提高天线单元整体的端射性能。
可选的，第一天线枝21和第二天线枝22相对第一平面对称，第三天线枝51和第四天线枝52相对第一平面对称；
第五天线枝71和第六天线枝72相对第二平面对称，第七天线枝81和第八天线枝82相对第二平面对称。
其中，第一平面为第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82所在的平面；第二平面为第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52所在的平面。
可选的，第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81和第八天线枝82所在的第一平面平行于基板1；
第一天线枝21与第一平面之间的垂直距离等于第三天线枝51与第一平面之间的垂直距离。
相应的，第二天线枝22与第一平面之间的垂直距离等于第四天线枝52与第一平面之间的垂直距离。
这样，从整体结构上看去，双频水平极化偶极子天线的各天线枝位于双频垂直极化偶极子天线的中间位置，双频垂直极化偶极子天线的各天线枝位于水平极化偶极子天线的中间位置，在整体结构保持了水平和垂直方向的严格对称，从而可以防止方向图主射方向的角度偏移。
图14、图15、图16和图17分别示出了双频双极化偶极子天线在28GHz和39GHz的方向图，均为端射的辐射方向图，后向辐射较少。
以下对天线单元的相关馈电结构的具体设置方式进行说明。
如图3至图12所示，第一馈电结构4包括：
第一馈电点41，第一馈电点41与地板11电连接；
第一馈线42，第一天线枝21和所述第三天线枝51通过第一馈线42电连接至第一馈电点41；
第二馈电点43，第二馈电点43与地板11电连接；
第二馈线44，第二天线枝22和第四天线枝52通过第二馈线44电连接至第二馈电点43；
第二馈电结构6包括：
第三馈电点61，第三馈电点61与地板11电连接；
第三馈线62，第五天线枝71和第七天线枝81通过第三馈线62电连接至第三馈电点61；
第四馈电点63，第四馈电点63与地板11电连接；
第四馈线64，第六天线枝72和第八天线枝82通过第四馈线64电连接至第四馈电点64。
上述各偶极子天线的馈电结构，即第一馈电结构4和第二馈电结构6均采用双端馈电，每组馈电结构的两根馈线连接的信号源的幅值相等，相位相差180°，也就是说，各偶极子天线均采用差分馈电方式。采用差分馈电可以提升天线的共模抑制能力和抗干扰能力，且可以提升差分的端到端的隔离度(isolation)以及提升极化的纯度。此外，相对于单端馈电的结构，可提升天线的辐射功率。
需要说明的是，对于单极化的天线单元而言，即只包含第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5的天线单元，第一馈电结构4也可以采用上述双端馈电的结构，由于容易理解，为避免重复，对此不作赘述。
可选的，第一垂直极化偶极子天线2、第二垂直极化偶极子天线5、第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8的各天线枝均采用同轴线差分馈电。
其中，第三馈线62和第四馈线64主要构成是：同轴线连接共面波导(CoPlanarWaveguide，简称CPW)然后分别连接到第五天线枝71、第七天线枝81、第六天线枝72和第八天线枝82。
此外，如果采用多层电路基板(简称LTCC)工艺加工，或者说，基板1包括多层介质板13时，可以将射频集成电路(Radiao Frquency Intergarted Circuit，简称RFIC)芯片埋在介质板13中，直接对第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5馈电，从而缩短第一馈线42和第二馈线44的长度，减小损耗。
如前所述，为了降低反射器3整体占用的地板11区域的水平空间，以留置更多的地板11区域供其它元器件使用，反射器3整体可位于地板11的靠近净空区12的边缘区域。
在上述设置方式中，第一馈电点41和第二馈电点43位于反射器3的远离第一垂直极化偶极子天线2的一侧；第三馈电点61和第四馈电点63位于反射器3的远离第一水平极化偶极子天线7的一侧。
这样，第一馈线42、第二馈线44、第三馈线62和第四馈线64均需要穿过反射器3的反射柱31之间的间隙。因此，可根据馈线的布置方式，灵活调整反射柱31之间的间隙。
可选的，第一馈线42、第二馈线44、第三馈线62和第四馈线64均分别穿过反射器3的中间两相邻反射柱31之间的间隙至对应的馈电点。因此，反射器3的中间两相邻反射柱31之间的间隙可适当增大，以使各馈线能够直接通过。
可选的，在水平方向上(即平行于基板1的方向)，由于第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5的各天线枝均位于第一水平极化偶极子天线7的两天线枝之间的中间位置，因此，在水平方向上，第一馈线42和第二馈线44均分别位于第三馈线62和第四馈线64之间。
可选的，第三馈线62包括第一段馈线621和第二段馈线622，第一段馈线621连接第五天线枝71和第七天线枝81，第二段馈线622连接第七天线枝81和第三馈电点61；
第四馈线64包括第三段馈线641和第四段馈线642，第三段馈线641连接第六天线枝72和第八天线枝82，第四段馈线642连接第八天线枝82和第四馈电点63。
可选的，第一段馈线621的宽度小于第二段馈线622的宽度；第三段馈线641的宽度小于第四段馈线642的宽度。
这样，可以使第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8两者的阻抗相匹配。
可选的，第一段馈线621与第二段馈线622之间具有间隙a；第三段馈线641与第四段馈线642之间具有间隙b。
通过设置间隙a、b，可引入电容，有利于第一水平极化偶极子天线7和第二水平极化偶极子天线8的阻抗匹配。
可选的，第一馈线42包括第五段馈线421和第六段馈线422，第五段馈线421连接第一天线枝21和第三天线枝51，第六段馈线422连接第三天线枝51和第一馈电点41；
第二馈线44包括第七段馈线441和第八段馈线442，第七段馈线441连接第二天线枝22和第四天线枝52，第八段馈线442连接第四天线枝52和第二馈电点43；
第五段馈线421的宽度小于第六段馈线422的宽度；
第七段馈线441的宽度小于第八段馈线442的宽度。
通过上述设置，可以使第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5两者的阻抗相匹配。
以下就基板1包括多层介质板13的实施方式，对上述双频双极化偶极子天线的各元器件的设置可采用以下实施方式。
如图2所示，基板1包括六层介质板13；
第一天线枝21设置于第一层介质板13a中，且贯穿第一层介质板13a；
第三天线枝51设置于第一层介质板13a和第二层介质板13b中，且贯穿第一层介质板13a和第二层介质板13b；
第一馈线42设置于第三层介质板13c的靠近第二层介质板13b的表面；
第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81、第八天线枝82、第三馈线62、第四馈线64和地板11均设置于第四层介质板13d的靠近第三层介质板13c的表面；
第二馈线44设置于第五层介质板13e的靠近第四层介质板13d的表面；
第二天线枝22设置于第五层介质板13e中，且贯穿第五层介质板13e；
第四天线枝52设置于第五层介质板13e和第六层介质板13f中，且贯穿第五层介质板13e和第六层介质板13f；
反射器3贯穿四层介质板13，即，反射器3贯穿第一层介质板13a至第六层介质板13f。
其中，由于第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81、第八天线枝82和地板11均设置于同一层介质板13的同一表面，这使得地板11作为第五天线枝71、第六天线枝72、第七天线枝81、第八天线枝82的反射器，能够更好地提高其反射性能。
需要说明的是，该实施方式中，除了在第四层介质板13d的靠近第三层介质板13c的表面设置地板11之外，还可以在第五层介质板13e的靠近第四层介质板13d的表面设置地板11，如图7所示。若为了确保地板11与各天线枝之间的对称性，提高各天线枝的工作性能，可仅在第四层介质板13d的靠近第三层介质板13c的表面设置地板11。
此外，通过将基板1设置成多层介质板13的结构，这样，通过控制各层介质板13的厚度即可使双极化偶极子天线获得较好的对称性，工艺简单，容易实现。
进一步的，反射器3的各反射柱31均贯穿第一层介质板13a至第六层介质板13f。
本发明实施例中，对于双频单极化的天线单元而言，即只包含第一垂直极化偶极子天线2和第二垂直极化偶极子天线5的天线单元，第一馈电结构4除了可采用上述双端馈电的结构之外，还可采用以下的单端馈电结构。
如图18至图20所示，第一馈电结构4包括：
第一馈电点41，第一馈电点41与地板11电连接；
第一馈线42，第一天线枝21和第三天线枝51通过第一馈线42电连接至第一馈电点41；
第二馈线43，第二馈线43分别连接第二天线枝22和第四天线枝52，并通过梯形巴伦结构45与地板11电连接；
第一馈线42与第二馈线43耦合。
其中，通过引入等幅反相作用的梯形巴伦结构45，使得上述单端馈电结构能够达到差分馈电的性能。
本发明实施例中，通过调整第一垂直极化偶极子天线2的馈电结构，将第一垂直极化偶极子天线2的第二天线枝22通过梯形巴伦结构45直接接地，只用单端馈电对第一垂直极化偶极子天线2的第一天线枝21馈电，能够减少一个通道，降低成本。
需要说明的是，图18至图20中均未示出第一垂直极化偶极子天线2的相关结构，其具体的设置方式可参见其余说明或其余图示。
以下就基板1包括多层介质板13的实施方式，对上述单极化偶极子天线的各元器件的设置可采用以下实施方式。
基板1包括五层介质板；
第一天线枝21设置于第一层介质板中，且贯穿第一层介质板；
第三天线枝51设置于第一层介质板和第二层介质板中，且贯穿第一层介质板和第二层介质板；
第一馈线42设置于第三层介质板的靠近第二层介质板的表面；
第二馈线44、梯形巴伦结构45和地板11均设置于第三层介质板的靠近第二层介质板的表面。
第二天线枝22设置于第四层介质板中，且贯穿第四层介质板；
第四天线枝52设置于第四层介质板和第五层介质板中，且贯穿第四层介质板和第五层介质板；
反射器3贯穿所述五层介质板。
需要说明的是，由于上述实施方式容易理解，因此，本发明实施例未给出具体的图示。
本发明实施例的天线单元可应用于无线城际网(Wireless Metropolitan AreaNetwork，简称WMAN)、无线广域网(Wireless Wide Area Network，简称WWAN)、无线局域网(Wireless Local Area Network，简称WLAN)、无线个域网(Wireless Personal AreaNetwork，简称WPAN)、多输入多输出(MIMO)、射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)、近场通信(Near Field Communication，简称NFC)、无线充电(Wireless PowerConsortium，简称WPC)、调频(Frequency Modulation，简称FM)等无线通信场景。本发明实施例的天线单元还可应用于SAR与HAC等与人体安全、健康有关的佩戴电子器件(如助听器或心率调整器等)相容性的法规测试、设计及应用上。
本发明实施例还涉及一种电子设备，包括本发明实施例中任一项的天线单元。
电子设备中天线单元的具体实施方式均可以参照上述说明，并能够达到相同的技术效果，为避免重复，对此不作赘述。
可选的，如图21所示，天线单元的数量大于或等于2，各天线单元依次排布形成天线阵列。
可选的，如图22所示，相邻两天线单元之间设置有隔离器9。
通过在相邻的天线单元之间设置隔离器9，能够有效地减小相邻天线单元之间的互耦，保障了天线阵列的工作性能。
可选的，隔离器9包括若干间隔排布的隔离柱91，隔离柱91垂直于基板1并贯穿基板1。
上述电子设备可为计算机(Computer)、手机、平板电脑(Tablet PersonalComputer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)、移动上网电子设备(Mobile Internet Device，MID)、可穿戴式设备(Wearable Device)、电子阅读器、导航仪、数码相机等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种天线单元，其特征在于，包括：
基板，所述基板具有地板；
第一垂直极化偶极子天线，所述第一垂直极化偶极子天线包括第一天线枝和第二天线枝，所述第一天线枝和所述第二天线枝间隔设置于所述基板中；
第二垂直极化偶极子天线，所述第二垂直极化偶极子天线包括第三天线枝和第四天线枝，所述第三天线枝和所述第四天线枝间隔设置于所述基板中；
反射器，所述反射器包括若干反射柱，所述若干反射柱沿抛物线间隔排布于所述基板中；
第一馈电结构，所述第一馈电结构分别将所述第一天线枝、所述第二天线枝、所述第三天线枝和所述第四天线枝与所述地板电连接；
其中，所述第一天线枝、所述第二天线枝、所述第三天线枝和所述第四天线枝均位于所述抛物线的焦点所在的一侧；
所述第一天线枝和所述第二天线枝的长度均小于所述第三天线枝和所述第四天线枝的长度。
2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述第二垂直极化偶极子天线位于所述第一垂直极化偶极子天线与所述反射器之间的区域。
3.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述第一垂直极化偶极子天线的天线枝的横截面尺寸均小于所述第二垂直极化偶极子天线的天线枝的横截面尺寸。
4.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述基板包括N层介质板，所述N大于或等于5；
所述第一天线枝和所述第二天线枝分别设置于两层不相邻的介质板中，所述第一天线枝和所述第二天线枝分别贯穿对应的介质板；
所述第三天线枝和所述第四天线枝分别设置于两组不相邻的介质板中，所述第三天线枝和所述第四天线枝分别贯穿对应的介质板，每组介质板包括至少两层相邻的介质板；
所述若干反射柱整体贯穿所述N层介质板。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括：
第一水平极化偶极子天线，所述第一水平极化偶极子天线包括第五天线枝和第六天线枝，所述第五天线枝和所述第六天线枝间隔设置于所述基板中；
第二水平极化偶极子天线，所述第二水平极化偶极子天线包括第七天线枝和第八天线枝，所述第七天线枝和所述第八天线枝间隔设置于所述基板中；
第二馈电结构，所述第二馈电结构分别将所述第五天线枝、所述第六天线枝、所述第七天线枝和所述第八天线枝与所述地板电连接；
其中，所述第五天线枝、所述第六天线枝、所述第七天线枝和所述第八天线枝位于所述抛物线的焦点所在的一侧；
所述第五天线枝和所述第六天线枝的长度均小于所述第七天线枝和所述第八天线枝的长度；
所述第一天线枝和所述第二天线枝分别位于所述第五天线枝、所述第六天线枝、所述第七天线枝和所述第八天线枝所在的第一平面的两侧；
所述第三天线枝和所述第四天线枝分别位于所述第五天线枝、所述第六天线枝、所述第七天线枝和所述第八天线枝所在的第一平面的两侧；
所述第五天线枝和所述第六天线枝分别位于所述第一天线枝、所述第二天线枝、所述第三天线枝和所述第四天线枝所在的第二平面的两侧；
所述第七天线枝和所述第八天线枝分别位于所述第一天线枝、所述第二天线枝、所述第三天线枝和所述第四天线枝所在的第二平面的两侧。
6.根据权利要求5所述的天线单元，其特征在于，所述第一天线枝和所述第二天线枝相对所述第一平面对称，所述第三天线枝和所述第四天线枝相对所述第一平面对称；
所述第五天线枝和所述第六天线枝相对所述第二平面对称，所述第七天线枝和所述第八天线枝相对所述第二平面对称。
7.根据权利要求5所述的天线单元，其特征在于，所述第一水平极化偶极子天线和所述第二水平极化偶极子天线均位于所述第一垂直极化偶极子天线与所述反射器之间的区域。
8.根据权利要求5所述的天线单元，其特征在于，所述第二水平极化偶极子天线位于所述第一水平极化偶极子天线与所述反射器之间的区域。
9.根据权利要求5所述的天线单元，其特征在于，所述第一馈电结构包括：
第一馈电点，所述第一馈电点与所述地板电连接；
第一馈线，所述第一天线枝和所述第三天线枝通过所述第一馈线电连接至所述第一馈电点；
第二馈电点，所述第二馈电点与所述地板电连接；
第二馈线，所述第二天线枝和所述第四天线枝通过所述第二馈线电连接至所述第二馈电点；
所述第二馈电结构包括：
第三馈电点，所述第三馈电点与所述地板电连接；
第三馈线，所述第五天线枝和所述第七天线枝通过所述第三馈线电连接至所述第三馈电点；
第四馈电点，所述第四馈电点与所述地板电连接；
第四馈线，所述第六天线枝和所述第八天线枝通过所述第四馈线电连接至所述第四馈电点。
10.根据权利要求9所述的天线单元，其特征在于，所述第三馈线包括第一段馈线和第二段馈线，所述第一段馈线连接所述第五天线枝和所述第七天线枝，所述第二段馈线连接所述第七天线枝和所述第三馈电点；所述第四馈线包括第三段馈线和第四段馈线，所述第三段馈线连接所述第六天线枝和所述第八天线枝，所述第四段馈线连接所述第八天线枝和所述第四馈电点；所述第一段馈线的宽度小于所述第二段馈线的宽度；所述第三段馈线的宽度小于所述第四段馈线的宽度；
和/或，
所述第一馈线包括第五段馈线和第六段馈线，所述第五段馈线连接所述第一天线枝和所述第三天线枝，所述第六段馈线连接所述第三天线枝和所述第一馈电点；所述第二馈线包括第七段馈线和第八段馈线，所述第七段馈线连接所述第二天线枝和所述第四天线枝，所述第八段馈线连接所述第四天线枝和所述第二馈电点；所述第五段馈线的宽度小于所述第六段馈线的宽度；所述第七段馈线的宽度小于所述第八段馈线的宽度。
11.根据权利要求9所述的天线单元，其特征在于，所述第三馈线包括第一段馈线和第二段馈线，所述第一段馈线连接所述第五天线枝和所述第七天线枝，所述第二段馈线连接所述第七天线枝和所述第三馈电点；所述第四馈线包括第三段馈线和第四段馈线，所述第三段馈线连接所述第六天线枝和所述第八天线枝，所述第四段馈线连接所述第八天线枝和所述第四馈电点；
所述第一段馈线与所述第二段馈线之间具有间隙；
所述第三段馈线与所述第四段馈线之间具有间隙。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一馈电结构包括：
第一馈电点，所述第一馈电点与所述地板电连接；
第一馈线，所述第一天线枝和所述第三天线枝通过所述第一馈线电连接至所述第一馈电点；
第二馈线，所述第二馈线分别连接所述第二天线枝和所述第四天线枝，并通过梯形巴伦结构与所述地板电连接；
所述第一馈线与所述第二馈线耦合。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一天线枝、所述第二天线枝、所述第三天线枝和所述第四天线枝所在的平面穿过所述抛物线的焦点和顶点。
14.根据权利要求5所述的天线单元，其特征在于，所述第一垂直极化偶极子天线、所述第二垂直极化偶极子天线、所述第一水平极化偶极子天线和所述第二水平极化偶极子天线中的至少之一为毫米波天线。
15.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至14中任一项所述的天线单元。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述天线单元的数量大于或等于2，各所述天线单元依次连接形成天线阵列。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，相邻两天线单元之间设置有隔离器。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其特征在于，所述隔离器包括若干间隔排布的隔离柱，所述隔离柱贯穿所述基板。
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