CN111615775B - 垂直极化天线和终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种技术，该技术提出了一种超高频带(毫米波频带)的垂直极化天线的新结构，该垂直极化天线可以应用于薄的平面结构(例如，终端)。

Description

垂直极化天线和终端设备
技术领域
本公开内容涉及一种用于实现可应用于平面结构的垂直极化天线的技术。
本公开内容基于2018年1月19日提交的韩国第10-2018-0007336号申请，并要求该申请的优先权，出于所有目的，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。
背景技术
与当前在LTE(4G)通信系统中使用的频带相比，5G通信系统使用了超高频带(毫米波频带)。
由于无线电波在空气中的传播特性，当发生极化损耗时，在对应的发送终端与接收终端之间会发生信号衰减。
同时，在移动通信系统中，对应的发送终端和接收终端可以被认为是基站和终端。
与具有固定位置的基站的天线不同，终端天线的位置坐标总是可变的，使得发生极化损耗，从而导致严重级别的信号衰减。
尤其是，由于终端天线沿θ(theta)方向的旋转(位置坐标的变化)而导致的极化损耗(polarization loss)甚至可能导致在具有强线性度的超高频带(毫米波频带)中实际通信丢失的情况(无线链路损耗(wireless linkloss)情况)。
因此，在使用超高频带(毫米波频带)的5G移动通信系统中，重要的是设计终端天线，使得即使当终端移动并且终端天线的位置坐标相应地改变时也不会发生极化损耗。
同时，对于相同的传播距离，与水平极化波相比，垂直极化波经历相对较小的信号衰减。因此，有必要在移动通信系统中将垂直极化天线应用于终端。
因此，在使用超高频带(毫米波频带)的5G移动通信系统中，可以说应用被设计成防止极化损耗的垂直极化天线是必要的。
移动通信系统中的终端(例如智能电话和平板电脑)被设计成具有与宽度相比非常小的高度的平面结构，并且将来将发展成为具有更小高度的更薄的平面结构。
同时，垂直极化天线由于其结构特性在高度而不是宽度方面具有限制，并且当前使用的用于超高频带(毫米波频带)的现有垂直极化天线的缺点在于，它们在要被应用于具有薄的平面结构的终端的高度方面是合适的。
因此，本公开内容提出了一种具有可适用于薄的平面结构(例如，终端)的新结构的超高频带(毫米波频带)的垂直极化天线。
发明内容
要解决的问题
因此，本公开内容的目的是提供一种超高频带(毫米波频带)的垂直极化天线，该垂直极化天线具有可适用于薄的平面结构(例如，终端)的新结构。
问题解决方案
根据本公开内容的实施方式的垂直极化天线包括：孔径天线，其包括平坦导体板，在平坦导体板中形成有孔径，其中，孔径具有沿着在其长度方向上延伸的弯曲线弯曲的形状，并且孔径天线被配置成通过孔径辐射垂直极化波；以及腔结构，其耦接至孔径天线的后侧。
具体地，腔结构可以被配置成阻挡后向辐射通过孔径的传播。
具体地，腔结构可以被配置成使通过孔径的后向辐射在由腔结构形成的腔内共振，从而耦合至通过孔径的前向辐射。
具体地，孔径可以相对于弯曲线被划分为顶表面和侧表面，并且孔径天线可以包括在孔径的顶表面的中心区域中的电力馈送器。
具体地，电力馈送器可以包括在平坦导体板上朝向弯曲线延伸的电力馈送线，以及在孔径的长度方向上延伸的转换器。
具体地，转换器可以被配置成存储从电力馈送线施加的电力并将电力转换成磁场。
具体地，孔径可以相对于弯曲线被划分为顶表面和侧表面，并且孔径的顶表面的宽度可以大于孔径的侧表面的宽度。
具体地，孔径的侧表面的边缘可以具有成角度的形状，并且孔径的顶表面的边缘可以具有弯曲的形状。
具体地，孔径可以相对于弯曲线被划分为顶表面和侧表面，并且孔径天线可以具有根据孔径的顶表面的宽度和孔径的长度确定的共振频率。
具体地，平坦导体板可以相对于弯曲线被划分为顶表面和前表面，并且腔结构可以包括面对平坦导体板的顶表面的底表面、面对平坦导体板的前表面的后表面、以及连接至腔结构的底表面和后表面并且彼此面对的侧表面。
具体地，底表面、后表面和侧表面中的每一个可以具有平面形状或弯曲形状。
腔结构可以具有使腔内的共振频率等于孔径天线的共振频率的长度和宽度。
根据本公开内容的实施方式的终端设备可以包括天线和被配置成处理通过天线发送/接收的信号的发送/接收处理器。天线可以包括：孔径天线，其包括平坦导体板，在平坦导体板中形成有孔径，其中，孔径具有沿着在其长度方向上延伸的弯曲线弯曲的形状，并且孔径天线被配置成通过孔径辐射垂直极化波；以及腔结构，其耦接至孔径天线的后侧。
具体地，多个天线可以沿着上面设置有发送/接收处理器的电路板的外边缘布置。
具体地，多个天线可以被定位在与发送/接收处理器相同的平面上。发明效果
因此，根据本公开内容的实施方式，通过实现一种具有改善天线性能并同时使高度显著最小化的新结构的超高频带(毫米波频带)垂直极化天线，垂直极化天线可以被自由地应用于薄的平面结构(例如终端)。
附图说明
图1和图2是分别示出其中根据本公开内容的实施方式的孔径天线和腔结构彼此耦接的结构的说明性视图；
图3是示出根据本公开内容的实施方式的垂直极化天线的结构的透视图；
图4是示出根据本公开内容的实施方式的垂直极化天线的结构的平面视图；
图5是示出在根据本公开内容的实施方式的垂直极化天线中实现的辐射图的视图；
图6和图7是示出通过被应用于薄的平面结构(例如，终端)来使用本公开内容的垂直极化天线的说明性视图；以及
图8是示出根据本公开内容的实施方式的终端设备的配置的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照说明性附图来详细描述本公开内容的一些实施方式。另外，在将附图标记添加到每个附图中的部件时，应该注意，即使部件在不同附图中示出，类似的部件也由类似的附图标记表示。在本公开内容的以下描述中，当确定详细描述可能使得本公开内容的主题相当不清楚时，将省略对并入本文中的已知功能和配置的详细描述。
本公开内容提出了一种垂直极化天线，该垂直极化天线可适用于移动通信系统中的终端(诸如智能电话或平板电脑)的薄的平面结构，并且更具体地，本公开内容提出了一种超高频带(毫米波频带)垂直极化天线结构。
与当前在LTE(4G)通信系统中使用的频带相比，5G通信系统使用超高频带(毫米波频带)。
由于无线电波在空气中的传播特性，当发生极化损耗时，在对应的发送终端与接收终端之间会发生信号衰减。
同时，在移动通信系统中，对应的发送终端和接收终端可以被认为是基站和终端。
与具有固定位置的基站的天线不同，当由于终端天线的位置坐标的变化而发生极化损耗时，其位置坐标总是可变的终端天线可能会导致严重级别的信号衰减。
尤其是，由于终端天线沿θ(theta)方向的旋转(位置坐标变化)而导致的极化损耗甚至可能导致在具有强线性度的超高频带(毫米波频带)中实际通信丢失的情况(无线链路损耗情况)。
因此，在使用超高频带(毫米波频带)的5G移动通信系统中，重要的是设计一种终端天线，使得即使当终端各种不同地移动并且终端天线的位置坐标相应地改变时也不会发生极化损耗。
同时，对于相同的传播距离，与水平极化波相比，垂直极化波经历相对小的信号衰减。因此，有必要在移动通信系统中将垂直极化天线应用于终端。
因此，在使用超高频带(毫米波频带)的5G移动通信系统中，可以考虑将各种极化天线(诸如水平极化天线)应用于终端，但是可以说将被设计成防止极化损耗的垂直极化天线应用于终端是必要的。
移动通信系统中的终端(例如智能电话和平板电脑)被设计成具有与宽度相比非常小的高度的平面结构，并且将来将发展成为具有更小高度的更薄的平面结构。
同时，垂直极化天线由于其结构特性在高度而不是宽度方面具有限制。
因此，现有的具有适合于移动通信环境的端射辐射图的超高频带(毫米波频带)垂直极化天线在要被应用于具有薄的平面结构的终端时在高度方面存在缺点。
因此，本公开内容提出了一种具有新结构的超高频带(毫米波频带)垂直极化天线，该垂直极化天线具有端射辐射图并且可应用于薄的平面结构(例如，终端)。
在下文中，将参照图1至图3详细描述本公开内容提出的具有新结构的垂直极化天线。
首先，将参照图1描述根据本公开内容的实施方式的垂直极化天线的耦接结构。
如图1所示，根据本公开内容的实施方式的垂直极化天线300包括：孔径天线100，其为平坦导体板，在平坦导体板中形成有孔径，其中，孔径具有沿着在其长度方向上延伸的弯曲线弯曲的形状，并且孔径天线被配置成通过孔径辐射垂直极化波；以及腔结构200，其耦接至孔径天线100的后侧。
也就是说，本公开内容的垂直极化天线300以其中腔结构200耦接至孔径天线100的后侧的结构来实现。
为了便于描述，在下文中，在由x轴、y轴和z轴表示的三维空间中，由x轴和y轴定义的二维空间将被视为地面，并且垂直于地面(x轴、y轴)的方向将被视为z轴方向。
下面将描述本公开内容的垂直极化天线300中的孔径天线100的形状。
假设通过垂直竖立具有预定长度和宽度的孔径的平坦导体板而没有弯曲的情况下获得一形状，垂直极化波将通过平面形状的孔径来回辐射。
如图1所示，本公开内容的垂直极化天线300被设计成具有通过从如上假设的通过垂直竖立平坦导体板而获得的形状沿着在孔径的长度方向上延伸的弯曲线弯曲平坦导体板而获得的形状。
在孔径天线100中，平坦导体板(110a、110b)相对于弯曲线被划分为顶表面110a和前表面110b，弯曲的孔径(130a、130b)可以相对于弯曲线被划分为顶表面130a和侧表面130b。
如从图1所注意到的，平坦导体板的前表面110b和孔径的侧表面130b仍然在垂直方向(z轴)上直立，并且平坦导体板的顶表面110a和孔径的顶表面130a具有从垂直方向(z轴)弯曲以沿地面(x轴、y轴)铺设的结构。
然后，在本公开内容的垂直极化天线300中，孔径天线100包括电力馈送器120，该电力馈送器120被配置成在孔径的顶表面130a的中心向孔径馈送电力。
在以下描述中将更详细地描述电力馈送器120。
在这种情况下，在从电力馈送器120馈送电力期间，孔径天线100可以通过孔径在前后方向上、即向前(在+Y轴方向上)和向后(在-Y轴方向上)辐射垂直极化波。
如上所描述的，在本公开内容的垂直极化天线300中，由于孔径天线100被设计/实现成具有通过将平坦导体板沿着在其长度方向上延伸的弯曲线弯曲而获得的形状，因此与其中在垂直方向上直立以上描述的平坦导体板的形状相比，可以在保持来回辐射垂直极化波的电场分布的同时使天线结构的高度最小化。
腔结构200耦接至孔径天线100的后侧，以阻挡后向辐射在孔径天线100中通过孔径的传播。
也就是说，腔结构200被设计为当腔结构200耦接至孔径天线100的后侧时能够阻挡从孔径天线100不必要地向后辐射的垂直极化波的传播的结构，从而在垂直极化天线300中实现前向垂直极化辐射。
此外，腔结构200具有这样的结构，使得通过孔径的后向辐射在腔结构200内共振并耦合至通过孔径的前向辐射。
也就是说，腔结构200被设计为如下结构：当腔结构200耦接至孔径天线100的后侧时阻挡孔径天线100的后向辐射，并且使后向辐射的垂直极化波在腔结构200内共振以便耦合至孔径天线100的前向辐射，从而在垂直极化天线300中实现具有更强的前向端射图的垂直极化辐射。
腔结构200可以被设计成任何结构，只要腔结构200能够在腔结构耦接至孔径天线100的后侧时阻挡孔径天线100的后向辐射并且能够使后向辐射的垂直极化波在腔体结构200内共振从而耦合至孔径天线100的前向辐射。
下面将参照图1描述腔结构200的形状的示例。
腔结构200包括：底表面210，当腔结构200耦接至孔径天线100的后侧时其面对平坦导体板的顶表面110a；后表面220，其面对平坦导体板的前表面110b；以及相对的侧表面230和240，其连接至腔结构200的底表面210和后表面220以彼此面对。
此时，在图1的实施方式中，底表面210、后表面220以及相对的侧表面230和240均具有平坦的形状，并且可以以成角度的形式(例如，成直角)彼此连接。
如上所描述的，由于腔结构200被设计为基于底表面210、后表面220以及相对的侧表面230和240防止后向辐射逸出腔结构200的结构，所以孔径天线100的后向辐射能够在腔结构200中共振，从而耦合至孔径天线100的前向辐射。
同时，下面将参照图2描述腔结构200'的形状的另一示例。
腔结构200'也包括：底表面，当腔结构200'耦接至孔径天线100时其面对平坦导体板的顶表面110a；后表面，其面对平坦导体板的前表面110b；以及相对的侧表面，其连接至腔结构200'的底表面和后表面以彼此面对。
此时，在图2的实施方式中，腔结构200'的底表面、后表面和相对的侧表面均具有弯曲的形状，并且可以以弯曲的形式彼此连接。
当然，腔结构200'的底表面、后表面和相对的侧表面可以在一些表面具有平坦形状而另一些表面具有弯曲形状的状态下互连。
也就是说，由于腔结构200'被设计为基于底表面、后表面以及相对的侧表面防止后向辐射逸出腔结构200'的结构，所以孔径天线100的后向辐射能够在腔结构200'中共振，从而耦合至孔径天线100的前向辐射。
如上所描述的，在本公开内容的垂直极化天线300中，腔结构200或200'被设计/实现成允许孔径天线100的后向辐射共振并耦合至前向辐射的结构，从而使得能够在垂直极化天线300或300'中实现更强的前向端射图垂直极化辐射。
在下文中，将参照图3和图4从各种角度描述根据本公开内容的实施方式的垂直极化天线。
然而，为了便于描述，将描述图1中所示的腔结构200的形状。
图3是从侧面等距观察的本公开内容的垂直极化天线300的透视图，并且图4是从上方观察的本公开内容的垂直极化天线300的平面图。
孔径天线100中的孔径130a和130b的长度Ls是指从平坦导体平板(110a、110b)的角度来看呈平面形式的孔径的长度。
另外，当侧表面130b的宽度Wh和顶表面130a的宽度Ws在孔径(130a、130b)中加在一起时，从导体平板(110a、110b)的角度来看，它是指平面形式的孔径的宽度。
如从图2和3中注意到的，孔径(130a、130b)中的顶表面103a的宽度Ws被设计成比侧表面130b的宽度Wh宽。
另外，孔径(130a、130b)中的侧表面130b的相对边缘可以具有成角度的形状，并且根据示例，侧表面130b的相对边缘可以具有直角的形状。
另外，孔径(130a、130b)中的顶表面103a的相对边缘可以是弯曲的。
如图3和图4所示，在孔径天线100中的孔径的顶表面130a的中心设置有被配置成向孔径(130a、130b)馈送电力的电力馈送器120。
电力馈送器120可以采用以下形式：将接地信号接地(GSG)焊盘设置在平坦导体板的顶表面110a上，以便能够被容易地表面安装有通信芯片(未示出)。
电力馈送器120包括：电力馈送线122，其形成为在平坦导体板的顶表面110a上沿弯曲线的方向延伸；以及转换器124，其形成为沿孔径(130a、130b)的长度Ls的方向延伸，并且被配置成存储从电力馈送线122施加的电力并将该电力转换成磁场。
电力馈送器120的电力馈送线122可以提供感应电力馈送功能，并且电力馈送器120的转换器124可以提供电容电力馈送功能。
因此，在电力馈送器120中，当从连接至电力馈送线122的另一端的通信芯片(未示出)向转换器124施加电力(电流)时，电力(电流)将被存储在沿孔径(130a、130b)的长度Ls的方向延伸的转换器124中。
在电力馈送器120中，由于存储在转换器124中的电力(电流)而产生的磁场从孔径的侧表面130b沿垂直向下的方向、即沿-z轴方向形成，同时从被形成为沿孔径(130a、130b)的长度Ls的方向延伸的转换器124辐射。
如上所描述的，孔径(130a、130b)中的顶表面130a的宽度Ws大于侧表面130b的宽度Wh，顶表面130a的相对边缘具有弯曲形状，而侧表面130b的相对边缘具有成角度的形状(例如，直角)。因此，在从转换器124辐射的磁场中，沿孔径的顶表面130a在相对侧上传播/反射的磁场在顶表面130a上沿-z轴方向传播的传播距离被缩短了，并且使沿-z轴方向传播的所有磁场在侧表面130b上传播相同的距离。
也就是说，通过将孔径(130a、130b)中的顶表面130a的宽度Ws设计成比侧表面130b的宽度Wh宽，并且将顶表面130a的相对边缘设计成弯曲形状以及将侧表面130b的相对边缘设计为成角度的形状(例如直角)，可以最小化/优化在通过电力馈送器120形成磁场的磁场形成过程期间可能发生的内部阻抗(反射)分量。
然后，在本公开内容的垂直极化天线300中，孔径天线100可以向前和向后(即，在+y轴方向上和-y轴方向上)辐射垂直极化波，这些垂直极化波由在从电力馈送器120馈送电力时从孔径、特别是从孔径的侧表面130b沿-z轴方向形成的磁场产生。
此时，从孔径天线100辐射的垂直极化波的共振频率取决于孔径的顶表面130a的宽度Wh和孔径的长度Ls而确定。
同时，腔结构200能够通过调整腔结构200的宽度Wc和长度Lc来调整共振点的位置(共振频率)。
因此，腔结构200可以被设计成具有使腔结构200中的共振频率与孔径天线100中的共振频率相同的长度Lc和宽度Wc的结构，使得孔径天线部100的后向辐射可以耦合至共振和前向辐射。
然后，在本公开内容的垂直极化天线300中，腔结构200通过允许孔径天线100的向后辐射以与孔径天线100相同的共振频率耦合至共振和前向辐射，使得能够实现具有更强的前向端射图的垂直极化辐射。
如上所描述的，本公开内容的垂直极化天线300被实现为其中孔径天线100和腔结构200彼此耦合的结构，其中孔径天线100被设计成具有使天线结构的高度最小化的形状，腔结构200被设计成具有实现孔径天线100中的强的前向端射图的垂直极化辐射的结构。
图5是示出在根据本公开内容的实施方式的垂直极化天线中实际实现的辐射图的说明性视图。
参照通过从侧面观察本公开内容的垂直极化天线300获得的E平面辐射图，可以看出，从垂直极化天线300辐射的无线电波(极化波)在端射方向(θ-90°的视线)上呈现出垂直极化特性。
也就是说，本公开内容的垂直极化天线300具有端射图的垂直极化特性。
参考通过从顶侧观察本公开内容的垂直极化天线300获得的H平面辐射图，可以看出，在从垂直极化天线300辐射的无线电波(极化波)中，在前向辐射与后向辐射之间在大小上存在大约12dB或更大的差异。
也就是说，本公开内容的垂直极化天线300具有更强的前向高前后比(front toback ratio)特性。
另外，参照本公开内容的垂直极化天线300中的共极化(Co-pol)辐射图和交叉极化(X-pol)图，在垂直极化天线300中在共极化与交叉极化之间可以观察到磁场大小的大约50dB或更大的差异。
也就是说，本公开内容的垂直极化天线300具有低的交叉极化特性。
如上所述，本公开内容实现了一种具有新结构的超高频带(毫米波频带)的垂直极化天线，其改善了天线性能，即前后比特性和低交叉极化特性，同时显著地使天线结构的高度最小化。
图6和图7是示出通过被应用于薄的平面结构(例如，终端)来使用本公开内容的垂直极化天线的说明性视图。
由于由本公开内容提出的垂直极化天线300具有在结构上与其宽度相比高度非常小的平坦形状，因此垂直极化天线300具有适合应用于薄的平坦结构(例如移动通信系统中的终端、例如智能电话或平板电脑)的结构优势。
另外，由本公开内容提出的垂直极化天线300可以用于超高频带(毫米波频带)的多输入多输出(MIMO)波束形成系统中。
如从图6和图7中注意到的，通过将本公开内容的多个垂直极化天线300布置/放置在薄的平面结构(例如，终端)的电路板450(例如，PCB、FPCB或LTCC(低温共烧陶瓷，LowTemperature Co-Fired Ceramic)的边缘处，可以使放置空间最小化。
特别地，如从图6中注意到的，由于以上结构优势，本公开内容的垂直极化天线300可以被放置在其上放置有MIMO波束形成系统中所需的RF组件的电路板450上，以与RF组件共面。
如上所描述的，当可以将本公开内容的垂直极化天线300放置(定位)在与RF组件相同的平面上时，可以预期在选择移相器的分辨率时具有裕度的效果。
另外，由于上述结构优势，由本公开内容提出的垂直极化天线300可以与贴片天线等的宽边辐射元件一起设置在同一平面上，在这种情况下，可以预期促进波束覆盖范围扩大的效果。
此外，由于上述结构优点，本公开内容提出的垂直极化天线300可以与水平极化天线一起布置在同一平面上，在这种情况下，可以预期可适用于双极化天线系统等的效果。
收发器421、移相器422、开关和电力分配器/组合器423可以以芯片或封装的形式实现。
同时，尽管为了简单起见从图6中省略了，但是在包括收发器421、移相器422、开关和电力分配器/组合器423的状态下以芯片或封装的形式实现的发送/接收处理器(RFIC)420还可以包括调制器、解调器、合成器、本地振荡器(LO)、数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)等。
如从上文中所注意到的，在本公开内容中，通过实现一种改善了天线性能(即，前后比特性和低交叉极化特性)的具有新结构的超高频带(毫米波频带)天线300，可以获得可自由地应用于薄的平面结构(例如，终端)的效果。
在下文中，将参照图8描述根据本公开内容的实施方式的终端设备的配置。
根据本公开内容的实施方式的终端设备400包括：天线单元410，其包括多个天线；以及发送/接收处理器420，其被配置成处理通过天线单元410发送/接收的信号。
另外，根据本公开内容的实施方式的终端设备400可以还包括通信处理器430。
通信处理器430将要通过天线单元410发送的信号发送至发送/接收处理器420，并通过天线单元410接收通过发送/接收处理器420接收和处理的信号。
通信处理器430可以是MIMO基带。
另外，通信处理器430可以控制连接至在天线单元410中形成的每个天线信道的可变增益放大器和/或移相器422的相位和幅度，以便调整用于信号发送和接收的天线波束的波束形状(方向/形状)。
以上描述的波束形状调整方法是模拟波束形成方法。
除了以上描述的模拟波束形成方法之外，本公开内容的终端设备还可以采用混合波束形成方法，其中数字波束形成方法、模拟波束形成方法和通过通信处理器430级执行的数字波束形成方法被组合起来。
发送/接收处理器420处理从通信处理器430接收的信号，以便由天线单元410通过沿特定方向形成的天线波束发送经处理的信号，并且处理通过沿特定方向形成的天线波束从天线单元410接收的信号，以便将经处理的信号发送至通信处理器430。
发送/接收处理器420是包括在MIMO波束形成系统中所需的RF组件的功能单元(例如，RFIC)。
参照图6，发送/接收处理器420可以包括收发器421、移相器422、开关和电力分配器/组合器423，并且还可以包括调制器、解调器、合成器、本地振荡器(LO)、数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)等。
因此，如果终端设备400采用直接转换方法，则终端设备400可以设置有以单个RFIC形式的发送/接收处理器420。
在这种情况下，在上行链路期间，发送/接收处理器420可以将从通信处理器430接收的基带信号处理为毫米波段(大约20GHz至60GHz)的信号，然后可以通过在天线单元410中沿特定方向形成的天线波束发送该信号。
同时，在下行链路期间，发送/接收处理器420可以处理通过在天线单元410中沿特定方向形成的天线波束接收到的信号，然后可以将该信号发送至通信处理器430。
相反，如果终端设备400采用使用IF频率(大约8GHz至10GHz)的外差方法，则终端设备400可以设置有两种RFIC类型的发送/接收处理器420。
在这种情况下，将发送/接收处理器420划分为两个RFIC(例如，第一RFIC和第二RFIC)，并且在上行链路期间，当发送/接收处理器420的第一RFIC将从通信处理器430接收的基带信号转换为具有IF频率(大约8GHz至10GHz)的信号并发送该信号时，接收该信号的发送/接收处理器420的第二RFIC可以将该信号转换为毫米波段(大约20GHz至60GHz)的信号，然后可以通过在天线单元410中沿特定方向形成的天线波束发送该信号。
同时，在下行链路期间，当发送/接收处理器420的第二RFIC将通过在天线单元410中沿特定方向形成的天线波束接收的信号转换为具有IF频率(大约8GHz至10GHz)的信号时，接收信号的发送/接收处理器420的第一RFIC可以处理该信号，然后可以将该信号发送至通信处理器430。
构成天线单元410的多个天线(例如，天线1、天线2、……、和天线N)中的每一个包括本公开内容的以上所描述的垂直极化天线。
也就是说，如上所描述的，构成天线单元410的多个天线可以以沿着设置在终端设备400中的电路板(例如，图6中的450)的边缘排列的形式布置。
在图6中，为了便于描述，仅示出了电路板450的一部分(例如，左上部分)，但是构成天线单元410的多个天线可以沿着设置在终端设备400中的电路板450的上边缘、下边缘、左边缘和右边缘中的每一个而布置/放置。
如上所描述的，根据本公开内容的实施方式的终端设备400、特别是在超高频带(毫米波频带)中采用MIMO波束形成技术的终端设备400能够通过布置/放置多个具有新结构的、超高频带(毫米波频带)的垂直极化天线300来使天线单元410的空间最小化，所述垂直极化天线300改善了天线性能、即前后比率特性和低交叉极化特性，同时显著地使天线结构的高度最小化。
特别地，由于垂直极化天线300的以上描述的结构优势，根据本公开内容的实施方式的终端设备400的天线单元410可以被放置在其上设置有RF组件、即发送/接收处理器420的电路板450上。因此，可以预期在选择移相器的分辨率时具有裕度的效果。
另外，由于垂直极化天线300的以上描述的结构优点，根据本公开内容的实施方式的终端设备400的天线单元410和贴片天线等的宽边辐射元件可以被布置在同一平面上。因此，可以预期促进波束覆盖范围扩大的效果。
此外，由于垂直极化天线300的以上描述的结构优点，根据本公开内容的实施方式的终端设备400可以将天线单元410和水平极化天线一起放置在同一平面上，在这种情况下，也可以预期采用双极化天线系统的效果。
此外，在根据本公开内容的实施方式的终端设备400中，与常规天线相比，通过将具有改善了天线性能同时显著地使其高度最小化的结构优势的垂直极化天线300沿电路板450的上边缘、下边缘、左边缘和右边缘中的每一个布置，可以布置/放置更多数量的垂直极化天线300。
因此，在根据本公开内容的实施方式的终端设备400中，关于向其提供的大量垂直极化天线300，基于每个天线信道的信道状态和终端设备的剩余电池电量，可以使用于最优地选择至少一个要被用于信号发送/接收的垂直极化天线300的算法多样化/实现该算法。
另外，在根据本公开内容的实施方式的终端设备400中，在向其提供的大量垂直极化天线300中，基于每个天线信道的信道状态和终端设备400的剩余电池电量，可以使用于最优地控制未被选择用于发送/接收的其余垂直极化天线300的操作的算法多样化/实现该算法。
例如，在终端设备400中，当剩余电池电量小于阈值时，可以通过关断未被选择用于信号发送/接收的其余垂直极化天线300来降低功耗。
另外，在终端设备400中，当剩余电池电量不低于阈值时，可以根据正被用于信号发送/接收的垂直极化天线300的信道状态来进一步选择其余垂直极化天线300中的一些天线，以便将所选择的天线用于空间分集技术，或者可以在其余垂直极化天线300中选择至少一个要被用于空间复用技术的垂直极化天线300，以便同时操作不同的通信信道。
以上描述的选择和操作控制算法的主体可以是通信处理器430，即MIMO基带或单独的功能单元(未示出)。
在上文中，已经参考实施方式详细描述了本公开内容，但是本公开内容不限于上述实施方式。本公开内容的技术精神将涵盖可以由本公开内容所属领域的普通技术人员做出的各种修改和改变，而不脱离所附权利要求书要求保护的本公开内容的主旨。

Claims (13)

1.一种垂直极化天线，其包括：
孔径天线，其是具有孔径的平坦导体板，被配置成通过所述孔径辐射垂直极化波，所述孔径具有沿着在所述孔径天线的长度方向上延伸的弯曲线弯曲的形状；以及
腔结构，其耦接至所述孔径天线的后侧，
其中，所述孔径包括相对于所述弯曲线的顶表面和侧表面，以及
所述孔径天线包括在所述孔径的顶表面的中心区域中的电力馈送器，其中所述电力馈送器包括在所述平坦导体板上朝向所述弯曲线延伸的电力馈送线、以及在所述孔径的长度方向上延伸的转换器。
2.根据权利要求1所述的垂直极化天线，其中，所述腔结构被配置成阻挡后向辐射通过所述孔径的传播。
3.根据权利要求1所述的垂直极化天线，其中，所述腔结构被配置成使通过所述孔径的后向辐射在由所述腔结构形成的腔内共振，从而耦合至通过所述孔径的前向辐射。
4.根据权利要求1所述的垂直极化天线，其中，所述转换器被配置成存储从所述电力馈送线施加的电力并将所述电力转换成磁场。
5.根据权利要求1所述的垂直极化天线，其中，所述孔径的顶表面的宽度大于所述孔径的侧表面的宽度。
6.根据权利要求5所述的垂直极化天线，其中，所述孔径的侧表面的边缘具有成角度的形状，以及
所述孔径的顶表面的边缘具有弯曲的形状。
7.根据权利要求1所述的垂直极化天线，其中，所述孔径天线具有根据所述孔径的顶表面的宽度和所述孔径的长度确定的共振频率。
8.根据权利要求1所述的垂直极化天线，其中，所述平坦导体板包括相对于所述弯曲线的顶表面和前表面；以及
所述腔结构包括面对所述平坦导体板的顶表面的底表面、面对所述平坦导体板的前表面的后表面、以及连接至所述腔结构的底表面和后表面并且彼此面对的侧表面。
9.根据权利要求8所述的垂直极化天线，其中，所述腔结构的所述底表面、所述后表面和所述侧表面中的每一个具有平面形状或弯曲形状。
10.根据权利要求3所述的垂直极化天线，其中，所述腔结构具有使所述腔内的共振频率等于所述孔径天线的共振频率的长度和宽度。
11.一种终端设备，包括：
根据权利要求1至10中任一项所述的垂直极化天线；以及
发送/接收处理器，其被配置成处理通过所述垂直极化天线发送/接收的信号。
12.根据权利要求11所述的终端设备，其中，多个所述垂直极化天线沿着上面设置有所述发送/接收处理器的电路板的外边缘布置。
13.根据权利要求12所述的终端设备，其中，多个所述垂直极化天线被定位在与所述发送/接收处理器相同的平面上。
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