CN111786084B - 5g毫米波模组及具有陶瓷壳的移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了5G毫米波模组及具有陶瓷壳的移动终端，5G毫米波模组包括陶瓷介质谐振器天线和PCB组件，所述PCB组件上设有口径耦合结构，所述陶瓷介质谐振器天线抵触所述口径耦合结构。本5G毫米波模组性能优越，在具有陶瓷壳的移动终端中，辐射性能不受影响，实现了5G毫米波模组与陶瓷壳的联合设计，特别适用于具有陶瓷壳的移动终端；剖面低、体积小，符合移动终端设备轻薄化的发展趋势。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及5G毫米波模组及具有陶瓷壳的移动终端。
背景技术
5G作为全球业界的研发焦点，发展5G技术制定5G标准已经成为业界共识。国际电信联盟ITU在2015年6月召开的ITU-RWP5D第22次会议上明确了5G的三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这3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。而未来的手机中预留给5G天线的空间小，可选位置不多。
目前5G毫米波模组放入真机环境中，会因为手机壳的材质影响（塑料，金属，陶瓷等）导致辐射性能下降，甚至射频电路不能工作。对于普通塑料手机，5G毫米波模组放入后，影响较小，可以忽略；对于金属壳手机，已有许多专利和论文提出了多种解决方案；而对于高介电常数的陶瓷壳手机，目前缺乏论文和专利来解决这种环境下，来解决毫米波模组的辐射性能的衰减。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种性能优异的5G毫米波模组及具有陶瓷壳的移动终端。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：5G毫米波模组，包括陶瓷介质谐振器天线和PCB组件，所述PCB组件上设有口径耦合结构，所述陶瓷介质谐振器天线抵触所述口径耦合结构。
为了解决上述技术问题，本发明还采用以下技术方案：具有陶瓷壳的移动终端，包括上述5G毫米波模组，所述陶瓷介质谐振器天线抵触所述陶瓷壳。
本发明的有益效果在于：本5G毫米波模组性能优越，在具有陶瓷壳的移动终端中，辐射性能不受影响，实现了5G毫米波模组与陶瓷壳的联合设计，特别适用于具有陶瓷壳的移动终端；剖面低、体积小，符合移动终端设备轻薄化的发展趋势。
附图说明
图1为本发明实施例一的具有陶瓷壳的移动终端的部分结构示意图；
图2为本发明实施例一的5G毫米波模组的结构示意图；
图3为本发明实施例一的5G毫米波模组的结构示意图（隐藏塑胶板后）；
图4为本发明实施例一的5G毫米波模组中的PCB组件的结构示意图；
图5为本发明实施例一的5G毫米波模组中的陶瓷介质谐振器天线的结构示意图；
图6为本发明实施例一的5G毫米波模组中的口径耦合结构的结构示意图；
图7为本发明实施例一的5G毫米波模组中的口径耦合结构的正视图；
图8为本实施例的5G毫米波模组的S参数图。
图9 为本实施例的5G毫米波模组在28GHz的波束扫描图。
图10为5G毫米波天线模组在28GHz的3D方向图。
标号说明：
1、陶瓷介质谐振器天线；2、PCB组件；3、口径耦合结构；4、陶瓷壳；5、基板部；6、凸台部；7、馈电枝节；8、金属板；9、第二缝隙；10、矩形部；11、基体；12、块状体；13、地层；14、第一缝隙；15、卡槽；16、塑胶板；17、容置槽；18、射频芯片。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图10，5G毫米波模组，包括陶瓷介质谐振器天线1和PCB组件2，所述PCB组件2上设有口径耦合结构3，所述陶瓷介质谐振器天线1抵触所述口径耦合结构3。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本5G毫米波模组性能优越，在具有陶瓷壳4的移动终端中，辐射性能不受影响，实现了5G毫米波模组与陶瓷壳4的联合设计，特别适用于具有陶瓷壳4的移动终端；剖面低、体积小，符合移动终端设备轻薄化的发展趋势。
进一步的，所述PCB组件2包括基板部5和设于所述基板部5的顶面上的凸台部6，所述基板部5内设有与所述口径耦合结构3相连的馈电走线，所述口径耦合结构3设于所述凸台部6上。
由上述描述可知，陶瓷介质谐振器天线1和PCB组件2定位容易，方便组装。
进一步的，所述陶瓷介质谐振器天线1包括块状体12，所述块状体12抵触所述口径耦合结构3。
由上述描述可知，陶瓷介质谐振器天线1结构简单，便于加工制造。
进一步的，所述陶瓷介质谐振器天线1还包括基体11，所述块状体12的数量为多个，所述块状体12连接所述基体11，所述凸台部6的数量为多个，所述凸台部6与所述块状体12一一对应设置。
由上述描述可知，陶瓷介质谐振器天线1为包括基板与块状体12的一体式结构，不仅便于加工、转运，还方便组装。
进一步的，还包括塑胶板16，所述塑胶板16的中部设有容置槽17，所述基体11的至少一部分收容于所述容置槽17内，所述基体11远离所述块状体12的侧面与所述塑胶板16的一侧面共面。
由上述描述可知，塑胶板16的设置能够降低移动终端的陶瓷壳4对5G毫米波模组的天线阻抗影响。
进一步的，所述基板部5的顶面设有地层13，所述地层13上设有第一缝隙14，所述凸台部6的数量为四个，四个所述凸台部6呈一排设置，所述第一缝隙14设置在位于中间的两个所述凸台部6之间。
由上述描述可知，具有口径耦合结构3的凸台部6与陶瓷介质谐振器天线1的块状体12构成天线单元。第一缝隙14的设置能够提高一排天线单元中位于中间的两个天线单元之间的隔离度。
进一步的，所述块状体12上设有用于卡接所述凸台部6的卡槽15。
由上述描述可知，陶瓷介质谐振器天线1与PCB组件2通过卡槽15实现卡接装配，相比于胶粘连接、螺钉连接等其他装配方式，卡接装配更为方便、快捷。更重要的是，陶瓷介质谐振器天线1与PCB组件2通过卡槽15实现卡接装配能够让陶瓷介质谐振器天线1与PCB组件2实现精确装配，提高5G毫米波模组的一致性及良品率。
进一步的，所述口径耦合结构3包括平行设置的馈电枝节7与金属板8，所述金属板8上设有第二缝隙9，所述馈电枝节7横跨所述第二缝隙9，所述金属板8设于所述凸台部6的顶面并与所述陶瓷介质谐振器天线1抵触。
由上述描述可知，口径耦合结构3结构简单、加工容易。
进一步的，还包括射频芯片18，所述射频芯片18设置于所述PCB组件2远离所述陶瓷介质谐振器天线1的侧面上。
由上述描述可知，射频芯片18中包含了移相器和放大器等原件，其中移相器是为天线间提供相位差以实现波束扫描的能力，放大器是为了补偿移相器的损耗。
具有陶瓷壳4的移动终端，包括上述5G毫米波模组，所述陶瓷介质谐振器天线1抵触所述陶瓷壳4。
由上述描述可知，具有陶瓷壳4的移动终端的天线性能优越。
实施例一
请参照图1至图10，本发明的实施例一为：请结合图1至图2及图4至图7，具有陶瓷壳4的移动终端，包括但不限于手机、平板电脑、智能手表等，具有陶瓷壳4的移动终端包括5G毫米波模组，所述5G毫米波模组包括陶瓷介质谐振器天线1和PCB组件2，所述PCB组件2上设有口径耦合结构3，所述陶瓷介质谐振器天线1抵触所述口径耦合结构3，所述陶瓷介质谐振器天线1远离所述PCB组件2的一侧抵触所述陶瓷壳4。
请结合图3至图7，所述PCB组件2包括基板部5和设于所述基板部5的顶面上的凸台部6，所述基板部5内设有与所述口径耦合结构3相连的馈电走线，所述口径耦合结构3设于所述凸台部6上，具体的，所述口径耦合结构3包括平行设置的馈电枝节7与金属板8，所述金属板8上设有第二缝隙9，所述馈电枝节7横跨所述第二缝隙9并连接所述馈电走线，所述金属板8设于所述凸台部6的顶面并与所述陶瓷介质谐振器天线1抵触。详细的，所述馈电枝节7对应于所述第二缝隙9的位置设有矩形部10。
所述陶瓷介质谐振器天线1包括基体11和设于基体11上的若干个块状体12，所述块状体12抵触所述口径耦合结构3，优选所述基体11与所述块状体12一体成型。所述块状体12的数量为多个，所述凸台部6的数量为多个，所述凸台部6与所述块状体12一一对应设置。
如图3和图4所示，由于本实施例的5G毫米波模组是1X4模组，所以所述凸台部6的数量与所述块状体12的数量分别为四个，详细的，四个所述凸台部6呈一排设置。为提高天线性能，优选的，所述基板部5的顶面设有地层13，所述地层13上设有第一缝隙14，所述第一缝隙14设置在位于中间的两个所述凸台部6之间。
请结合图3至图5，为方便5G毫米波模组的组装、提高良品率，所述块状体12上设有用于卡接所述凸台部6的卡槽15。
如图1和图2所示，为降低陶瓷壳4对天线的阻抗影响 ，还包括塑胶板16，所述塑胶板16的中部设有容置槽17，所述基体11的至少一部分收容于所述容置槽17内，所述基体11远离所述块状体12的侧面与所述塑胶板16的一侧面共面。可选的，所述塑胶板16的厚度等于所述基体11的厚度，塑胶板16的两个侧面分别与所述基体11的两个侧面共面。可选的，所述基体11与所述塑胶板16分别粘接在所述陶瓷壳4上。
进一步的，还包括射频芯片18，所述射频芯片18设置于所述PCB组件2远离所述陶瓷介质谐振器天线1的侧面上。射频芯片18中包含了移相器和放大器等原件，其中移相器是为天线间提供相位差以实现波束扫描的能力，放大器是为了补偿移相器的损耗。
图8为本实施例的5G毫米波模组的S参数图，从图中可以看出，所述5G毫米波模组的工作频率范围覆盖了3GPP规定的N257(26.5GHz-29.5GHz)频段。
图9 为本实施例的5G毫米波模组在28GHz的波束扫描结果，从图中可以看出，所述5G毫米波模组的扫描范围较宽，为-44 到 +52度左右。
图10为5G毫米波天线模组在28GHz的3D方向图，从图中可以看出，所述5G毫米波模组的波束正常不畸形，具备波束扫描能力。
综上所述，本发明提供的5G毫米波模组及具有陶瓷壳的移动终端，天线性能优越，在具有陶瓷壳的移动终端中，辐射性能不受影响，实现了5G毫米波模组与陶瓷壳的联合设计，特别适用于具有陶瓷壳的移动终端；剖面低、体积小，符合移动终端设备轻薄化的发展趋势。
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同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.5G毫米波模组，其特征在于：包括陶瓷介质谐振器天线和PCB组件，所述PCB组件上设有口径耦合结构，所述陶瓷介质谐振器天线抵触所述口径耦合结构；所述PCB组件包括基板部和设于所述基板部的顶面上的凸台部，所述基板部内设有与所述口径耦合结构相连的馈电走线，所述口径耦合结构设于所述凸台部上；所述陶瓷介质谐振器天线包括块状体，所述块状体抵触所述口径耦合结构；所述陶瓷介质谐振器天线还包括基体，所述块状体的数量为多个，所述块状体连接所述基体，所述凸台部的数量为多个，所述凸台部与所述块状体一一对应设置；
还包括塑胶板，所述塑胶板的中部设有容置槽，所述基体的至少一部分收容于所述容置槽内，所述基体远离所述块状体的侧面与所述塑胶板的一侧面共面；
所述口径耦合结构包括平行设置的馈电枝节与金属板，所述金属板上设有第二缝隙，所述馈电枝节横跨所述第二缝隙，所述金属板设于所述凸台部的顶面并与所述陶瓷介质谐振器天线抵触。
2.根据权利要求1所述的5G毫米波模组，其特征在于：所述基板部的顶面设有地层，所述地层上设有第一缝隙，所述凸台部的数量为四个，四个所述凸台部呈一排设置，所述第一缝隙设置在位于中间的两个所述凸台部之间。
3.根据权利要求1所述的5G毫米波模组，其特征在于：所述块状体上设有用于卡接所述凸台部的卡槽。
4.根据权利要求1所述的5G毫米波模组，其特征在于：还包括射频芯片，所述射频芯片设置于所述PCB组件远离所述陶瓷介质谐振器天线的侧面上。
5.具有陶瓷壳的移动终端，其特征在于，包括权利要求1-4中任意一项所述的5G毫米波模组，所述陶瓷介质谐振器天线抵触所述陶瓷壳。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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