CN110571535A - 一种天线及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线及通信设备。该天线包括天线罩及多个天线辐射单元，天线辐射单元设置在天线罩上，且与天线罩一体设置。通过这种方式，能够缩小天线的体积，提高天线的小型化及集成化程度。

Description

一种天线及通信设备

技术领域

本申请涉及射频技术领域，特别是涉及一种天线及通信设备。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，特别是即将到来的5G通信，对整个通信系统架构提出更加苛刻的技术要求，即要实现高效、快速、大容量通信，系统模块又要做到高度集成化、小型化、轻量化、低成本。大规模5G Massive MIMO技术为实现大容量通信，其采用的天线数量由原来的2、4或者8，变成64、128或者256；考虑到通信系统的实际安装，其整机尺寸不宜过大，甚至还要进一步小型化；天线作为通信系统的重要部件，其尺寸大小对基站系统的整机尺寸起到至关重要的影响，因此如何实现天线整机的小型化、微型化及集成化，是对天线整机产品最迫切的技术要求之一。

本申请的发明人在长期的研发过程中发现，现有天线的整机厚度较大，难以满足5G通信等通信系统的小型化要求。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是如何缩小天线的体积，以提高其小型化及集成化程度。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种天线。该天线包括：天线罩；多个天线辐射单元，设置在天线罩上，且与天线罩一体设置。

在一具体实施例中，天线罩包括底壁及设置在底壁外周的环形侧壁，底壁及环形侧壁形成一容置腔，天线辐射单元设置在容置腔内。

在一具体实施例中，天线进一步包括馈电巴伦，馈电巴伦与天线辐射单元连接。

在一具体实施例中，天线进一步包括卡槽，设置在天线辐射单元上，馈电巴伦设置有卡座，卡座扣合在卡槽内，以将馈电巴伦与天线辐射单元固定连接。

在一具体实施例中，天线辐射单元包括第一子天线辐射单元、第二子天线辐射单元、第三子天线辐射单元及第四子天线辐射单元，馈电巴伦包括十字交叉设置的第一馈电部及第二馈电部，第一馈电部与第一子天线辐射单元及第四子天线辐射单元连接，第二馈电部与第二子天线辐射单元及第三子天线辐射单元连接。

在一具体实施例中，天线进一步包括座体，天线罩与座体扣合，以将多个天线辐射单元封闭在容置腔内。

在一具体实施例中，天线进一步包括螺钉，天线罩的侧壁设置第一螺纹孔，座体的边缘设置第二螺纹孔，螺钉穿插在第一螺纹孔及第二螺纹孔内，以将天线罩与座体固定。

在一具体实施例中，天线进一步包括馈电网络，馈电网络设置在座体靠近天线罩的一侧，馈电巴伦上设置有馈电线路，馈电线路的一端与天线辐射单元连接，馈电线路的另一端与馈电网络连接。

在一具体实施例中，天线辐射单元印刷形成于天线罩上。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种通信设备。该通信设备包括上述天线。

本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术，本申请实施例天线包括天线罩及多个天线辐射单元，天线辐射单元设置在天线罩上，且与天线罩一体设置。本申请实施例的天线辐射单元与天线罩一体设置，能够改善现有天线辐射单元与天线罩分离设置而导致天线的整机厚度较大的问题，因此，本申请实施例能够缩小天线的体积，提高其小型化及集成化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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他的附图。

图1是本申请天线一实施例的立体结构示意图；

图2是图1实施例天线的拆解结构示意图；

图3是图1实施例天线的天线罩及天线辐射单元的结构示意图；

图4是本申请天线另一实施例的结构示意图；

图5是图1实施例天线中天线罩、馈电巴伦及天线的结构示意图；

图6是图5实施例中部分结构的放大示意图；

图7是图6实施例的拆解结构示意图；

图8是本申请通信设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，均属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。而术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

传统的通信系统中，天线整机采用天线辐射单元与天线罩相对分离的结构，但因天线罩与天线辐射单元相对分离，导致天线整机厚度较大；为满足大规模数据通信要求，5G或者6G通信系统的天线需要采用超大规模天线阵列设计(比如几十根天线或者数百根天线)，面对如此大规模的天线阵列，如何压缩天线整机的厚度、规避复杂结构、提高装配效率、提升模块性能尤其重要。

为解决上述问题，本申请首先提出一种天线，如图1至图3所示，图1是本申请天线一实施例的立体结构示意图；图2是图1实施例天线的拆解结构示意图；图3是图1实施例天线的天线罩及天线辐射单元的结构示意。本实施例天线100包括天线罩101及多个天线辐射单元102，天线辐射单元102设置在天线罩101上，且与天线罩101一体设置。

其中，天线辐射单元102用于将馈电信号以电磁波的形式辐射出去，且用于接收电磁波，并将接收到的电磁波转换成馈电信号；天线罩101用于保护天线辐射单元102等组件免受外部干扰，以提高天线100的性能。

本实施例的天线辐射单元102与天线罩101一体设置，能够改善现有天线辐射单元与天线罩分离设置而导致天线的整机厚度较大的问题，因此，本实施例能够缩小天线100的体积，提高其小型化及集成化程度。

可选地，本实施例的天线辐射单元102印刷形成于天线罩101上，能够实现天线辐射单元102与天线罩101的一体设置，且结构简单。

具体地，本实施例可采用喷印、凹印、柔印或者网印等方式将天线辐射单元102印刷到天线罩101上。印刷形成于天线罩101上的天线辐射单元102由于具有平面结构，易与天线罩101共形。

其中，天线辐射单元102可采用铜、纳米银浆等材料制作形成。

在其它实施例中，还可以采用粘贴等方式将天线辐射单元固定于天线罩上。

本申请实施例通过印刷或者粘贴等方式能够将天线辐射单元固定在天线罩上，且天线辐射单元与天线罩之间无空隙，能够实现天线辐射单元与天线罩的一体设置，能够缩小天线辐射单元与天线罩的整机高度，实现其小型化、轻薄化，可广泛应用于集成天线模块等。

可选地，本实施例的天线罩101包括底壁103及设置在底壁103外周的环形侧壁104，底壁103及环形侧壁104形成一容置腔(图未标)，天线辐射单元102设置在容置腔内。

可选地，本实施例的底壁103呈方形设置。在其它实施例中，底壁还可以呈圆形等形状设置。底壁的具体形状可以依据天线辐射单元的排布形状设定。

可选地，本实施例天线100进一步包括座体105，天线罩101与座体105扣合，以将多个天线辐射单元102封闭在容置腔内。

具体地，本实施例的天线100进一步包括螺钉106，天线罩101的侧壁104设置第一螺纹孔107，座体105的边缘设置第二螺纹孔108，螺钉106穿插在第一螺纹孔107及第二螺纹孔108内，以将天线罩101与座体105固定。

具体地，侧壁104包括第一环部(图未标)及第二环部(图未标)，第一环部连接底壁103及第二环部，第一环部与底壁103垂直，第二环部沿背离容置腔的方向延伸，且与底壁103平行；第一螺纹孔107设置在第二环部，第二螺纹孔108设置在座体105靠近天线罩101一侧的边缘。

进一步地，本实施例还可以在第二环部靠近座体105的一侧设置凹槽109，并在凹槽109内设置密封条(图未示)或密封胶(图未示)，以提高天线罩101与座体105连接处的密封性，以缩小外界对天线辐射单元102的影响，提高天线100的性能。

进一步地，本实施例还可以在将螺钉106穿插在第一螺纹孔107及第二螺纹孔108内之后，采用密封胶(图未示)将第一螺纹孔107密封，以进一步以提高天线罩101与座体105连接处的密封性，以缩小外界对天线辐射单元102的影响，提高天线100的性能。

在另一实施例中，如图4所示，图4是本申请天线另一实施例的结构示意图。本实施例天线401与上述天线的区别在于：本实施例的天线罩402的侧壁403背离底壁404的一端设置有环形插接部(图未示)，环形插接部设置有第一螺纹孔405，座体406靠近天线罩402的一侧边缘设置有环形凹槽407，座体406的外围设置第二螺纹孔408，环形插接部嵌入环形凹槽407内，并将螺钉(图未示)穿插在第一螺纹孔405及第二螺纹孔408内，以将天线罩402与座体406固定。

在其它实施例中，还可以采用间隔设置的插接部代替上述环形插接部，采用间隔设置的凹槽代替上述环形凹槽。

在其它实施例中，还可以采用其它方式实现天线罩与底座的固定连接。例如，在底座的侧边设置环形凹槽，天线罩侧壁的内侧设置具有弹性的环形凸起，将环形凸起嵌入环形凹槽内，以将天线罩与座体固定。将环形凸起嵌入环形凹槽后，环形凸起释放弹力，以充满环形凹槽。这种连接结构，稳定性好，且密封效果较好。

可选地，请一并参阅图1至图3、图5至图7所示，图5是图1实施例天线中天线罩、馈电巴伦及天线的部分结构示意图；图6是图5实施例中部分结构的放大示意图；图7是图6实施例的拆解结构示意图。

可选地，天线100进一步包括馈电网络110，馈电网络110设置在座体105靠近天线罩102的一侧。

可选地，本实施例天线100进一步包括馈电巴伦111，馈电巴伦111与天线辐射单元102耦合连接，馈电巴伦111通过耦合激励形式对天线辐射单元102进行馈电；馈电巴伦111上设置有馈电线路112，馈电线路112的一端与天线辐射单元102连接，馈电线路112的另一端与馈电网络110连接。

其中，馈电巴伦111包括基板(图未标)及印刷到基板上的金属线路，即馈电线路112。

可选地，本实施例的馈电巴伦111的基板呈片状设置，基板的第一表面设置馈电线路112，与第一表面相对设置的第二表面设置接地板(图未标)。

可选地，本实施例的天线辐射单元102包括第一子天线辐射单元113、第二子天线辐射单元114、第三子天线辐射单元115及第四子天线辐射单元116，第一子天线辐射单元113、第二子天线辐射单元114、第三子天线辐射单元115及第四子天线辐射单元116呈矩阵排列；馈电巴伦111包括十字交叉设置的第一馈电部117及第二馈电部118，第一馈电部117与第一子天线辐射单元113及第四子天线辐射单元116连接，第二馈电部118与第二子天线辐射单元114及第三子天线辐射单元115连接。

其中，本实施例的第一馈电部117上的馈电线路112与第二馈电部118上的馈电线路112分开设置；第一馈电部117上的馈电线路112将第一子天线辐射单元113及第四子天线辐射单元116与馈电网络110连接；第二馈电部118上的馈电线路112将第二子天线辐射单元114及第三子天线辐射单元115与馈电网络110连接。

本实施例的第一馈电部117为第一双工巴伦，第二馈电部118为第二双工巴伦。其中，第一双工巴伦与第二双工巴伦的结构相同，分别呈+45°及-45°设置，以使天线100呈对称阵子天线；对称阵子天线具有较宽的工作频段。

可选地，本实施例天线100进一步包括卡槽119，设置在天线辐射单元102上，馈电巴伦111设置有卡座120，卡座120扣合在卡槽119内，以将馈电巴伦111与天线辐射单元102固定连接。

其中，设置在第一馈电部117的馈电线路112的一端延伸至卡座120，以在将馈电巴伦111与辐射单元102组装后，保证馈电线路112的一端与天线辐射单元102连接。

进一步地，第一馈电部117背离天线辐射单元102的一侧设置有卡座121，馈电线路112的另一端延伸至卡座121，以在将天线罩101与座体105组装后，保证馈电线路112的另一端与馈电网络110连接。

在将天线辐射单元102印刷形成于天线罩101上之后，再通过焊接或粘贴等工艺将卡座120固定在天线辐射单元102上。在其它实施例中，还可以将卡座设置在天线罩上之后，再将天线辐射单元印刷到天线罩上。

本实施例的卡槽119呈半框型，便于装卸卡座120。当然，在其它实施例中，还可以采用全框型或者其它形状的卡槽。

本实施例的第二馈电部118与第一馈电部117结构类似，这里不赘述。

本实施例的天线辐射单元102、馈电巴伦111及馈电网络110均呈矩阵排列，且一一对应设置。当然，在其它实施例中，还可以不限定三者之间的一一对应关系，例如，三者中的任意两者还可以是一对多或者多对一的关系。

本实施例的第一子天线辐射单元113、第二子天线辐射单元114、第三子天线辐射单元115及第四子天线辐射单元116对应设置有四个卡槽119。当然，在其它实施例中，卡槽还可以是其它形状，一个卡槽可以固定两个或者两个以上的子天线辐射单元，例如，卡槽为十字型，可以固定四个子天线辐射单元。

本实施例的馈电巴伦111采用了两个双工巴伦，在其它实施例中，还可以采用四个单工巴伦实现上述馈电巴伦。

本实施例的馈电网络110至少包括功分器等射频前端电路。在其它实施例中，馈电网络还可以包括滤波器及校准电路等模块。

本申请进一步提出一种通信设备，如图8所示，图8是本申请通信设备一实施例的结构示意图。本实施例通信设备801至少包括天线802，天线802为上述实施例天线，其结构及工作原理这里不赘述。

本申请实施例天线及通信设备可用于5G通信系统。

区别于现有技术，本申请实施例天线包括天线罩及多个天线辐射单元，天线辐射单元设置在天线罩上，且与天线罩一体设置。本申请实施例的天线辐射单元与天线罩一体设置，能够改善现有天线辐射单元与天线罩分离设置而导致天线的整机厚度较大的问题，因此，本申请实施例能够缩小天线的体积，提高其小型化及集成化程度。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，所述天线包括：

天线罩；

多个天线辐射单元，设置在所述天线罩上，且与所述天线罩一体设置。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线罩包括底壁及设置在所述底壁外周的环形侧壁，所述底壁及所述环形侧壁形成一容置腔，所述天线辐射单元设置在所述容置腔内。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线进一步包括馈电巴伦，所述馈电巴伦与所述天线辐射单元连接。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述天线进一步包括卡槽，设置在所述天线辐射单元上，所述馈电巴伦设置有卡座，所述卡座扣合在所述卡槽内，以将所述馈电巴伦与所述天线辐射单元固定连接。

5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述天线辐射单元包括第一子天线辐射单元、第二子天线辐射单元、第三子天线辐射单元及第四子天线辐射单元，所述馈电巴伦包括十字交叉设置的第一馈电部及第二馈电部，所述第一馈电部与所述第一子天线辐射单元及所述第四子天线辐射单元连接，所述第二馈电部与所述第二子天线辐射单元及所述第三子天线辐射单元连接。

6.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述天线进一步包括座体，所述天线罩与所述座体扣合，以将所述多个天线辐射单元封闭在所述容置腔内。

7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述天线进一步包括螺钉，所述天线罩的侧壁设置第一螺纹孔，所述座体的边缘设置第二螺纹孔，所述螺钉穿插在所述第一螺纹孔及所述第二螺纹孔内，以将所述天线罩与所述座体固定。

8.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述天线进一步包括馈电网络，所述馈电网络设置在所述座体靠近所述天线罩的一侧，所述馈电巴伦上设置有馈电线路，所述馈电线路的一端与所述天线辐射单元连接，所述馈电线路的另一端与所述馈电网络连接。

9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线辐射单元印刷形成于所述天线罩上。

10.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括权利要求1-9任一项所述的天线。