CN112397897A - 无线收发装置、天线单元和基站 - Google Patents

无线收发装置、天线单元和基站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线收发装置、天线单元和基站，属于通信领域。该无线收发模块包括：金属载体和设置在所述金属载体边缘处的至少一个天线单元，每个所述天线单元包括馈电结构和辐射贴片；所述馈电结构和所述辐射贴片均为非中心对称结构；所述辐射贴片通过所述馈电结构馈电，所述辐射贴片接地。本发明解决了天线单元未设置在金属载体的中心位置时，其方向图圆度较差的问题。本发明实施例用于无线收发装置的信息收发。

Description

无线收发装置、天线单元和基站
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种无线收发装置、天线单元和基站。
背景技术
在移动通信系统中，无线收发装置是一种常见的信号收发结构，主要包括：天线单元、介质基板、屏蔽盖和金属载体等结构。为实现无线收发装置信号的大范围覆盖，无线收发装置上配置的天线单元通常为全向天线单元，全向天线单元在水平方向图上表现为360°均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束。
传统的无线收发装置，如果安装有一个全向天线单元，通常是将该全向天线单元设置在金属载体(该金属载体相当于参考地)的中心位置，例如将该全向天线单元中心对称地设置在无线收发装置的屏蔽盖上，并将天线单元的辐射片或辐射体设计为中心对称(也称旋转对称)结构，除此之外，还需要将对称结构的天线单元安放于金属载体的中央，通过结构上的对称性来保证天线单元在平行于屏蔽盖的截面上具有相近的辐射特性，从而实现高圆度性能。
但是，如果天线单元未设置在金属载体的中心位置，则无法保证该天线单元对于金属载体的对称性，由此不可避免的会造成地电流的非中心对称分布，导致该天线单元的方向图圆度的恶化。
发明内容
为了解决天线单元未设置在金属载体的中心位置时，其方向图圆度较差的问题，本发明实施例提供了一种无线收发装置、天线单元和基站。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种无线收发装置，包括：
金属载体和设置在所述金属载体的边缘处的至少一个天线单元，每个所述天线单元包括馈电结构和辐射贴片，该边缘处指的是金属载体的非中心处，也即是当金属载体为中心对称结构时，天线单元位于其非中心处，当金属载体为非中心对称结构时，其不存在中心，则天线单元位于金属载体上即可；
所述馈电结构和所述辐射贴片均为非中心对称结构；
所述辐射贴片通过所述馈电结构馈电，所述辐射贴片接地。
本发明实施例提供的无线收发装置，设置在金属载体边缘处的至少一个天线单元中每个天线单元的馈电结构和辐射贴片均为非中心对称结构，金属载体作为天线单元的参考地，其相对于每个天线单元也是非中心对称的，那么对于每个天线单元，非中心对称的辐射贴片和非中心对称的参考地所产生的地电流的分布可以形成相对的中心对称，相较于传统的无线收发装置中的全向天线单元，本发明实施例提供的无线收发装置的天线单元的方向图圆度在宽带范围内均较好，因此，有效改善了方向图圆度。
可选的，所述馈电结构与所述辐射贴片之间存在缝隙，所述馈电结构与所述辐射贴片通过所述缝隙耦合馈电。
本发明实施例提供的无线收发装置，馈电结构与述辐射贴片通过缝隙耦合馈电，可以有效拓展天线单元的带宽。
可选的，馈电结构可以有多种形式：
第一种可能的实现方式中，所述馈电结构为E字形结构，所述E字形结构由第一纵条形结构及3个一端间隔设置在所述第一纵条形结构上的第一横条形结构组成，所述E字形结构的开口背离所述辐射贴片，位于所述E字形结构中间的第一横条形结构的长度大于其它2个第一横条形结构的长度，且位于所述E字形结构中间的第一横条形结构的另一端与所述金属载体的馈源连接，所述第一纵条形结构与所述辐射贴片形成所述缝隙。该馈源也即馈电源头，可以为金属载体的信号传输端口，通常与收发信机的输入输出端口连接。
第二种可能的实现方式中，所述馈电结构为T字形结构，所述T字形结构由第二纵条形结构及1个一端从所述第二纵条形结构中部向外延伸的第二横条形结构组成，所述第二横条形结构的另一端与所述金属载体的馈源连接，所述第二纵条形结构与所述辐射贴片形成所述缝隙。
第三种可能的实现方式中，所述馈电结构为弧形结构与条状结构组成的一体结构，所述条状结构的一端与所述金属载体的馈源连接，另一端与所述弧形结构连接，所述辐射贴片靠近所述馈电结构的一侧设置有弧形开口，所述弧形结构位于所述弧形开口内，且与所述弧形开口形成所述缝隙。
第四种可能的实现方式中，所述馈电结构为弧形条状结构，所述馈电结构的外侧与所述金属载体的馈源连接，所述馈电结构的内侧与所述辐射贴片形成所述缝隙。
可选的，所述馈电结构平行所述天线单元的设置面，所述馈电结构通过馈电脚与所述金属载体的馈源连接，所述馈电脚垂直所述天线单元的设置面。
该馈电脚不仅可以支撑馈电结构，还可以实现馈电结构的有效馈电。
进一步的，所述天线单元还包括介质基板，所述辐射贴片和所述馈电结构均设置在所述介质基板上。
介质基板可以有效承载辐射贴片和馈电结构，保证辐射贴片与天线单元的设置面产生间隙，从而实现两者之间的电磁震荡。
可选的，所述天线单元还包括：
寄生结构，所述寄生结构位于与所述天线单元的设置面平行的面上，所述寄生结构接地。通过增加寄生结构，可以进一步拓展天线单元的带宽。
可选的，所述寄生结构与所述辐射贴片之间存在间隙，所述寄生结构与所述辐射贴片通过所述间隙耦合馈电。寄生结构与辐射贴片通过间隙耦合馈电，可以在占用较小的体积的前提下，有效保证拓展天线单元的带宽。
在所述天线单元包括寄生结构的基础上，可选的，该天线单元还可以包括：第一接地脚，所述第一接地脚一端与所述寄生结构连接，另一端与所述金属载体连接，所述第一接地脚垂直所述天线单元的设置面，所述寄生结构通过所述金属载体接地。该第一接地脚可以实现寄生结构的有效接地。
可选的，所述天线单元还可以包括：
第二接地脚，所述第二接地脚一端与所述辐射贴片连接，另一端与所述金属载体连接，所述第二接地脚垂直所述天线单元的设置面，所述辐射贴片通过所述金属载体接地。
在一种可能的实现方式中，所述辐射贴片的一侧设置有所述第二接地脚，所述辐射贴片的另一侧设置有所述馈电结构。
在另一种可能的实现方式中，所述第二接地脚共2个，2个所述第二接地脚对称设置在所述辐射贴片的两侧。
实际应用中，所述馈电结构为轴对称结构，所述馈电结构的对称轴与2个所述第二接地脚的对称轴共轴。
可选的，所述寄生结构为非中心对称结构。辐射贴片、馈电结构和寄生结构均为非中心对称结构可以使得该天线单元未设置在金属载体的中心位置时，依然保证天线单元的高圆度的特性，提高天线单元的普遍适用性。
示例的，所述寄生结构为扇形结构，所述辐射贴片为半环形结构，所述辐射贴片的圆心与所述寄生结构的圆心位于所述辐射贴片的同一侧。
需要指出的是，未设置寄生结构的天线单元中的辐射贴片也可以为半环形结构，或者其它非中心对称结构。本发明实施例对此不作限定。
可选的，所述金属载体上依次叠加有载体介质基板和屏蔽盖，所述天线单元设置在所述屏蔽盖上，且位于所述金属载体的边缘处，所述载体介质基板用于承载所述金属载体内的电子元器件。
第二方面，提供一种天线单元，包括：
馈电结构和辐射贴片；
所述馈电结构和所述辐射贴片均为非中心对称结构；
所述辐射贴片通过所述馈电结构馈电，所述辐射贴片接地。
本发明实施例中，天线单元的辐射贴片和馈电结构均为非中心对称结构可以使得该天线单元未设置在金属载体的中心位置时，依然保证天线单元的高圆度的特性，提高天线单元的普遍适用性。
可选的，所述馈电结构与所述辐射贴片之间存在缝隙，所述馈电结构与所述辐射贴片通过所述缝隙耦合馈电。
本发明实施例提供的天线单元，馈电结构与述辐射贴片通过缝隙耦合馈电，可以有效拓展天线单元的带宽。
可选的，馈电结构可以有多种形式：
第一种可能的实现方式中，所述馈电结构为E字形结构，所述E字形结构由第一纵条形结构及3个一端间隔设置在所述第一纵条形结构上的第一横条形结构组成，所述E字形结构的开口背离所述辐射贴片，位于所述E字形结构中间的第一横条形结构的长度大于其它2个第一横条形结构的长度，且位于所述E字形结构中间的第一横条形结构的另一端与金属载体的馈源连接，所述第一纵条形结构与所述辐射贴片形成所述缝隙。
第二种可能的实现方式中，所述馈电结构为T字形结构，所述T字形结构由第二纵条形结构及1个一端从所述第二纵条形结构中部向外延伸的第二横条形结构组成，所述第二横条形结构的另一端与金属载体的馈源连接，所述第二纵条形结构与所述辐射贴片形成所述缝隙。
第三种可能的实现方式中，所述馈电结构为弧形结构与条状结构组成的一体结构，所述条状结构的一端与金属载体的馈源连接，另一端与所述弧形结构连接，所述辐射贴片靠近所述馈电结构的一侧设置有弧形开口，所述弧形结构位于所述弧形开口内，且与所述弧形开口形成所述缝隙。
第四种可能的实现方式中，所述馈电结构为弧形条状结构，所述馈电结构的外侧与所述金属载体的馈源连接，所述馈电结构的内侧与所述辐射贴片形成所述缝隙。
可选的，所述馈电结构平行所述天线单元的设置面，所述馈电结构通过馈电脚与金属载体的馈源连接，所述馈电脚垂直所述天线单元的设置面。
该馈电脚不仅可以支撑馈电结构，还可以实现馈电结构的有效馈电。
进一步的，所述天线单元还包括介质基板，所述辐射贴片和所述馈电结构均设置在所述介质基板上。
介质基板可以有效承载辐射贴片和馈电结构，保证辐射贴片与天线单元的设置面产生间隙，从而实现两者之间的电磁震荡。
可选的，所述天线单元还包括：
寄生结构，所述寄生结构位于与所述天线单元的设置面平行的面上，所述寄生结构接地。通过增加寄生结构，可以进一步拓展天线单元的带宽。
可选的，所述寄生结构与所述辐射贴片之间存在间隙，所述寄生结构与所述辐射贴片通过所述间隙耦合馈电。寄生结构与辐射贴片通过间隙耦合馈电，可以在占用较小的体积的前提下，有效保证拓展天线单元的带宽。
在所述天线单元包括寄生结构的基础上，可选的，所述天线单元还包括：
第一接地脚，所述第一接地脚一端与所述寄生结构连接，另一端与金属载体连接，所述第一接地脚垂直所述天线单元的设置面，所述寄生结构通过所述金属载体接地。
可选的，所述天线单元还包括：
第二接地脚，所述第二接地脚一端与所述辐射贴片连接，另一端与金属载体连接，所述第二接地脚垂直所述天线单元的设置面，所述辐射贴片通过所述金属载体接地。
在一种可能的实现方式中，所述辐射贴片的一侧设置有所述第二接地脚，所述辐射贴片的另一侧设置有所述馈电结构。
在另一种可能的实现方式中，所述第二接地脚共2个，2个所述第二接地脚对称设置在所述辐射贴片的两侧。
实际应用中，所述馈电结构为轴对称结构，所述馈电结构的对称轴与2个所述第二接地脚的对称轴共轴。
可选的，所述寄生结构为非中心对称结构。辐射贴片、馈电结构和寄生结构均为非中心对称结构可以使得该天线单元未设置在金属载体的中心位置时，依然保证天线单元的高圆度的特性，提高天线单元的普遍适用性。
示例的，所述寄生结构为扇形结构，所述辐射贴片为半环形结构，所述辐射贴片的圆心与所述寄生结构的圆心位于所述辐射贴片的同一侧。
需要指出的是，未设置寄生结构的天线单元中的辐射贴片也可以为半环形结构，或者其它非中心对称结构。本发明实施例对此不作限定。
第三方面提供一种基站，包括以上任一所述的无线收发装置。
本发明实施例提供的无线收发装置、天线单元和基站中，设置在金属载体边缘处的至少一个天线单元中每个天线单元的馈电结构和辐射贴片均为非中心对称结构，金属载体作为天线单元的参考地，其相对于每个天线单元也是非中心对称的，那么对于每个天线单元，非中心对称的辐射贴片和非中心对称的参考地所产生的地电流的分布可以形成相对的中心对称，相较于传统的无线收发装置中的全向天线单元，本发明实施例提供的无线收发装置的天线单元的方向图圆度在宽带范围内均较好，因此，有效改善了方向图圆度。
附图说明
图1是相关技术中提供的一种常用的全向天线单元的结构示意图；
图2是相关技术中提供的一种常用的无线收发装置的结构示意图；
图3是相关技术中提供的一种常用的全向天线单元的电流分布示意图；
图4是图2提供的无线收发装置中的全向天线单元的电流分布示意图；
图5是图4所示的无线收发装置中的全向天线单元的方向图的仿真图；
图6本发明一示意性实施例提供的一种无线收发装置的结构示意图；
图7是本发明一示意性实施例提供的一种无线收发装置的部分结构示意图；
图8是本发明一示意性实施例提供的另一种无线收发装置的部分结构示意图；
图9是本发明一示意性实施例提供的又一种无线收发装置的部分结构示意图；
图10是本发明另一示意性实施例提供的一种无线收发装置的部分结构示意图；
图11是本发明另一示意性实施例提供的另一种无线收发装置的部分结构示意图；
图12是本发明另一示意性实施例提供的又一种无线收发装置的部分结构示意图；
图13是本发明又一示意性实施例提供的另一种无线收发装置的部分结构示意图；
图14是图7所示的无线收发装置的左视图；
图15是图7所示的无线收发装置的俯视图；
图16为图7中的无线收发装置中某一天线单元的方向图的仿真图；
图17是本发明又一示意性实施例提供的又一种无线收发装置的部分结构示意图；
图18是本发明又一示意性实施例提供的再一种无线收发装置的部分结构示意图；
图19是本发明再一示意性实施例提供的一种无线收发装置的部分结构示意图；
图20是本发明再一示意性实施例提供的另一种无线收发装置的部分结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是相关技术中提供的一种常用的全向天线单元10，该全向天线单元可以称为宽带单极子天线单元，如图1所示，该全向天线单元10包括：
辐射片11，一端与该辐射片11连接，另一端接地的短路探针12，以及馈电探针13，该馈电探针13一端接地，另一端与辐射片11形成缝隙H，辐射片11和馈电探针13通过该缝隙H进行馈电，其中馈电点为A点。
由于现有的全向天线单元为立体结构，则包含有全向天线单元的无线收发装置可以如图2所示，图2为一种传统的无线收发装置20的结构示意图，该无线收发装置20包括：至少一个全向天线单元10、载体介质基板(也称辐射单板)201、屏蔽盖202和金属载体203，其中，金属载体203为壳体，载体介质基板201设置在该金属载体203内，屏蔽盖202扣置在该金属载体上方，全向天线单元10形成于屏蔽盖202或金属载体203上，图2是以全向天线单元10形成于屏蔽盖202上进行说明。由图2可以看出，全向天线单元10是单独加工的立体结构，加工完成之后设置在屏蔽盖202或金属载体203上。
一般来说，无线收发装置的结构上与圆度相关的对称性有三个：天线单元本体的对称性、安装位置的对称性和金属载体的对称性。如果这三个对称性同时满足，即，一个中心对称(也称旋转对称)的全向天线单元中心对称地放置在一个中心对称的金属载体上，无线收发装置的圆度一般是较好的。但如果这三个对称性中的某一个被破坏，那圆度一般会恶化。实际应用中，由于加工的便利性，金属载体为中心对称结构，例如正方形结构或圆形结构，其上扣置的屏蔽盖也是中心对称结构。可选的，金属载体可以为中心对称的棱柱形结构，为了美观，其边缘可以具有倒圆角或者倒斜角。
传统的无线收发装置，如果安装有一个全向天线单元，通常是将该全向天线单元设置在金属载体的中心位置，例如将该全向天线单元中心对称地设置在无线收发装置的屏蔽盖上，并将天线单元的辐射片或辐射体设计为中心对称结构，除此之外，还需要将对称结构的天线单元安放于参考地(如图3中所标示的地)的中央，通过结构上的对称性来保证天线单元在平行于参考地的截面上具有相近的辐射特性，从而实现高圆度性能。相应的电流分布示意图如图3所示，天线单元的地电流中心对称分布。但是，如果天线单元未设置在金属载体的中心位置，则无法保证该天线单元对于金属载体的对称性，由此不可避免的会造成地电流的非中心对称分布，导致该天线单元的方向图圆度的恶化。
实际应用中，为了实现多频段的覆盖和多通道的信号传输，无线收发装置通常需要安装有至少两个全向天线单元，此时，在多天线单元条件下，必然存在未设置在金属载体的中心位置的天线单元，由于无法保证每个天线单元对于参考地的对称性，因此，传统的存在多个天线单元的无线收发装置的方向图圆度较差。
图4是图2所示的在屏蔽盖的四角设置全向天线单元的场景中，一天线单元的电流分布示意图，金属载体作为天线单元的参考地(如图4中所标示的地)，其相对于每一个天线单元不是中心对称的，每一个天线单元的地电流也因此呈现非中心对称分布，相应的，该天线单元的方向图的仿真图可以如图5所示，图5中不同宽带所对应的方向图圆度如表1所示，取三维方向图在水平面方向某一角度Theta的截面，该Theta的取值范围通常为0°至180°，表1中记载的频率值为该天线单元在正常工作时的频点所对应的频率值。Theta截面圆度表示角度为Theta时，方向图的电平(单位：dB)最大值与最小值之差。此外，基于覆盖范围的考虑，通常关注Theta＝80°的截面，该Theta＝80°表示极坐标系中与垂直方向的夹角为80°。由图5所示的仿真图和表1可知，传统的宽带单极子天线单元在金属载体的四角布局的情况下，由于天线单元的相对于载体非中心对称分布，造成金属载体上的地电流的非中心对称分布，由此在金属载体的对角方向上形成了较深的方向图凹陷，导致了方向图圆度的急剧恶化，在1.7-2.7GHz(吉赫)的宽带范围内圆度最差为10.9dB(分贝)。该方向图的波动程度远超通信运营商所能接受的波动范围，巨大的水平截面方向图波动会在某些角度范围内形成通信盲区，减小覆盖范围，降低通信能力。
表1
频率(GHz) Theta＝80°截面圆度(dB)
1.7 4.2
1.9 5.8
2.1 7.6
2.3 9.7
2.5 10.9
2.7 8.9
图6是本发明一示意性实施例提供的一种无线收发装置30的结构示意图，如图6所示，该无线收发装置30可以包括：
金属载体301和设置在金属载体301边缘处的至少一个天线单元302。该边缘处指的是金属载体的非中心处，也即是当金属载体为中心对称结构时，天线单元位于其非中心处，当金属载体为非中心对称结构时，其不存在中心，则天线单元位于金属载体上即可。可选的，该天线单元302可以位于金属载体301的角上，或者位于金属载体的边上。如图6中的虚线框U所示，该虚线框U内为一个设置在金属载体301边缘处的天线单元302的放大图，每个天线单元302包括馈电结构3021和辐射贴片3022；馈电结构3021和辐射贴片3022均为非中心对称结构。可选的，馈电结构3021和辐射贴片3022可以均为轴对称结构。需要指出的是，本发明实施例中的金属载体可以有多种结构，该金属载体能够作为天线单元的参考地，其可以为无线收发装置的金属外壳，电路板(如介质基板)，散热器等等。
辐射贴片3022通过馈电结构3021馈电，辐射贴片3022接地。
实际应用中，辐射贴片3022能够与天线单元302的设置面Q产生电磁震荡(也称谐振)。辐射贴片与天线单元302的设置面Q形成电容与电感，由电容和电感激发出电磁震荡。
本发明实施例提供的无线收发装置，设置在金属载体边缘处的至少一个天线单元中每个天线单元的馈电结构和辐射贴片均为非中心对称结构，金属载体作为天线单元的参考地，其相对于每个天线单元也是非中心对称的，那么对于每个天线单元，非中心对称的辐射贴片和非中心对称的参考地所产生的地电流的分布可以形成相对的中心对称，相较于传统的无线收发装置中的全向天线单元，本发明实施例提供的无线收发装置的天线单元的方向图圆度在宽带范围内均较好，因此，有效改善了方向图圆度。
并且，本发明实施例中，金属载体与天线单元两者配合实现了天线单元实际上的高圆度，也即是，天线单元设置在金属载体的边缘作为了提高天线单元圆度的一个因素，可以视为将金属载体作为天线单元的另一个辐射臂与天线单元本体进行一体设计，利用其辐射贴片和馈电结构的非对称性来抵消了由于参考地的非对称性带来的圆度恶化，由此实现了天线单元的高圆度性能。
进一步的，金属载体301为中心对称的壳体，金属载体301上还可以依次叠加有载体介质基板303和屏蔽盖304，该载体介质基板用于承载金属载体内的电子元器件，天线单元302设置在屏蔽盖304上，且位于金属载体301的边缘处。该屏蔽盖304扣置在载体介质基板303上方，用于屏蔽射频电路与外界环境和天线单元之间的相互干扰。该载体介质基板303和介质基板3023的材质可以相同，也可以不同。实际应用中，如图6所示，载体介质基板也可以设置在金属载体301的内部，该屏蔽盖扣置在金属载体301上。可选的，该载体介质基板可以为型号为FR-4的环氧树脂板，其介电常数为4.2；也可以是其它材质。
实际应用中，馈电结构与辐射贴片的馈电方式可以有多种，例如直连馈电或者耦合馈电。在馈电结构与辐射贴片直接接触时，两者直连馈电，采用这样的馈电方式的天线单元能够实现较窄的驻波带宽，实现方式简单。而耦合馈电能够扩展天线单元的带宽。
传统的全向天线单元，例如，图1所示的全向天线单元10，由于其结构的原因，在无线收发装置上进行多天线单元布局，或者金属地不对称的情况下只能在窄带范围内保持较好的方向图圆度，而在宽带范围内的方向图圆度较差。
其中，方向图为天线单元方向图的简称，是指在离天线单元一定距离处，辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的图形，通常采用通过天线单元最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。天线单元方向图是衡量天线单元性能的重要图形，可以从天线单元方向图中观察到天线单元的各项参数。方向图圆度(antenna patternroundness)也称方向图不圆度，是指在水平面方向图中，天线单元各方向电平(单位：dB)的最大值与最小值之差。
为了使天线单元302获得较宽的驻波带宽。在本发明实施例中，如图6所示，馈电结构3021与辐射贴片3022之间可以存在缝隙m，示例的，馈电结构3021在辐射贴片3022所在面的正投影与辐射贴片3022之间可以存在缝隙m，或者，馈电结构3021在辐射贴片3022所在面的正投影与辐射贴片3022之间可以存在重叠区域，但是两者不共面不贴合，从而产生缝隙m，馈电结构3021与辐射贴片3022通过缝隙m耦合馈电。通过耦合馈电的方式可以使天线单元302获得较宽的驻波带宽。
进一步的，馈电结构3021和辐射贴片3022的形状可以匹配设置，保证两者之间的有效馈电。本发明实施例以以下4种可能的实现方式为例进行说明：
第一种可能的实现方式：如图6或图7所示，馈电结构3021为E字形结构，E字形结构由第一纵条形结构及3个一端间隔设置在第一纵条形结构上的第一横条形结构组成，E字形结构的开口背离辐射贴片，位于E字形结构中间的第一横条形结构的长度大于其它2个第一横条形结构的长度，且位于E字形结构中间的第一横条形结构的另一端与金属载体的馈源连接，第一纵条形结构与辐射贴片3022形成缝隙。该馈源也即馈电源头，可以为金属载体的信号传输端口，通常与收发信机的输入输出端口连接。
第二种可能的实现方式：如图8所示，馈电结构3021馈电结构为T字形结构，T字形结构由第二纵条形结构及1个一端从第二纵条形结构中部向外延伸的第二横条形结构组成，第二横条形结构的另一端与金属载体的馈源连接，第二纵条形结构与辐射贴片3022形成缝隙。
第三种可能的实现方式：如图9所示，馈电结构3021还可以为弧形结构30211与条状结构30212组成的一体结构，条状结构30212的一端与金属载体的馈源连接，另一端与弧形结构30211连接，辐射贴片3022靠近馈电结构3021的一侧设置有弧形开口，弧形结构30211与该弧形开口匹配，弧形结构30211位于弧形开口内，且与弧形开口形成用于耦合馈电的缝隙。
第四种可能的实现方式：如图10所示，馈电结构3021还可以为弧形条状结构，馈电结构3021的外侧与金属载体的馈源连接，馈电结构3021的内侧与辐射贴片3022形成缝隙。
值得说明的是，馈电结构3021和辐射贴片3022的形状还可以存在其它匹配的情况，本发明实施例只是示意性说明，凡在本发明提供的匹配情况的基础上，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，因此，本发明实施例对此不做赘述。
如图6至10所示，馈电结构3021可以通过馈电脚3027与金属载体301的馈源连接，馈电脚3027垂直天线单元302的设置面。
进一步的，如图7至图10所示，天线单元302还可以包括介质基板3023。可选的，该介质基板可以是型号为FR-4的环氧树脂板，其介电常数为4.2，也可以是其它材质。该介质基板3023用于承载辐射贴片3022和馈电结构3021，也即是，辐射贴片3022设置在介质基板3023上，该介质基板的板面W可以与天线单元的设置面平行。两个平行的面之间可以形成电容。馈电结构3021可以全部或部分设置在介质基板3023上。如图9所示，辐射贴片3022贴合在介质基板3023的板面W(即介质基板3023的两个表面积最大的面中的任一面)上，辐射贴片的表面与天线单元302的设置面Q平行，两个平行的面之间可以产生电容。
进一步的，如图8和图9所示，天线单元302还可以包括：
寄生结构3024，该寄生结构3024位于与天线单元的设置面平行的面上，例如，该寄生结构3024可以由一些支撑结构支撑，设置在与天线单元的设置面平行的面上；或者直接设置在介质基板3023的板面上，该介质基板和凹槽的底面平行，寄生结构3024接地，寄生结构3024与辐射贴片3022之间可以存在间隙n，示例的，寄生结构3024在辐射贴片3022所在面的正投影与辐射贴片3022存在间隙n，或者，寄生结构3024在辐射贴片3022所在面的正投影与辐射贴片3022之间可以存在重叠区域，但是两者不共面不贴合，从而产生间隙n，寄生结构3024与辐射贴片3022通过间隙n耦合馈电。寄生结构3024可以与天线单元的设置面形成电磁震荡，天线单元在辐射贴片的基础上，增加了寄生结构，两者均能与天线单元的设置面形成电磁震荡，而天线单元的整体谐振的面积与其带宽正相关，因此，通过辐射贴片与寄生结构的耦合馈电能够在保证天线单元较小体积的基础上，进一步拓展天线单元的带宽。并且，寄生结构3024也可以为非中心对称的，进一步保障天线单元的方向图圆度。
可选的，如图8或图9所示，天线单元302还可以包括：
第一接地脚3025，第一接地脚3025一端与寄生结构3024连接，另一端与金属载体301连接，第一接地脚3025垂直天线单元的设置面，寄生结构3024通过金属载体301接地。寄生结构可以通过与天线单元的设置面平行设置，与该设置面形成电容，再通过设置该第一接地脚使寄生结构与该设置面间形成电感，进而激发出电磁震荡，并且，通过设置该第一接地脚，不仅可以使寄生结构通过较短的路径与金属载体电连接，还可以支撑寄生结构，其制造工艺也比较简单。
在本发明实施例中，辐射贴片与寄生结构的馈电方式可以有多种，例如直连馈电或者耦合馈电，采用两种馈电方式，都能拓展天线单元的带宽。如图11所示，图11中在辐射贴片3022与寄生结构3024直接接触，两者直连馈电，采用这样的馈电方式的辐射贴片3022，可以不需要侧边的接地线，直接通过与寄生结构相连的第一接地脚3025实现接地，并且，该第一接地脚还可以在辐射贴片与天线单元的设置面间形成较强的电感，保证辐射贴片与天线单元的设置面产生电磁震荡。
如图8或9所示，寄生结构3024与辐射贴片3022之间存在间隙n，寄生结构3024与辐射贴片3022通过间隙n耦合馈电。通过耦合馈电的方式可以使天线单元302获得较宽的驻波带宽。需要说明的是，由于寄生结构3024与辐射贴片3022进行耦合馈电时，两者是不接触的，因此辐射贴片3022无法通过寄生结构3024实现接地，需要通过接地线或接地脚接地。
值得说明的是，由于寄生结构自身性能的原因，其在采用直连馈电时的面积大于耦合馈电时的面积，为了减小天线单元的整体体积，寄生结构和辐射贴片通常采用耦合馈电的方式进行馈电。
进一步的，寄生结构3024和辐射贴片3022的形状可以匹配设置，保证两者之间的有效馈电。例如，当天线单元302采用寄生结构3024和辐射贴片3022耦合馈电的方式进行馈电时，寄生结构3024和辐射贴片3022可以匹配设置，保证两者之间存在适当的间隙。示例的，如图9所示，寄生结构3024为扇形结构，辐射贴片3022为半环形结构，辐射贴片3022的圆心与寄生结构3024的圆心位于辐射贴片3022的同一侧。可选的，两个圆心均靠近天线单元设置处的边角，这样可以减少天线单元整体的尺寸。如图8所示，寄生结构3024为三角形结构，辐射贴片3022为多边形结构，辐射贴片3022和寄生结构3024的互相靠近的两边平行。又例如，当天线单元302采用寄生结构3024和辐射贴片3022直连馈电的方式进行馈电时，寄生结构3024和辐射贴片3022的形状可以匹配设置，保证两者有效连接。示例的，如图11所示，寄生结构3024为扇形结构，辐射贴片3022为半环形结构，辐射贴片3022的圆心与寄生结构3024的圆心位于辐射贴片3022的同一侧。其中扇形结构的外边缘与半环形结构的内边缘搭接。图11中，寄生结构3024与辐射贴片3022可以位于介质基板的同一面，且寄生结构3024与辐射贴片3022存在部分重叠，通过该重叠部分的接触，两者电连接，例如，寄生结构3024与辐射贴片3022位于介质基板的下表面，且寄生结构3024的上表面与辐射贴片3022的下表面存在部分重叠。
值得说明的是，寄生结构3024和辐射贴片3022的形状还可以存在其它匹配的情况，本发明实施例只是示意性说明，凡在本发明提供的匹配情况的基础上，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，因此，本发明实施例对此不做赘述。
需要说明的是，辐射贴片3022可以采用接地脚接地。可选的，如图7所示，天线单元302还可以包括：设置在辐射贴片3022至少一侧的第二接地脚3026，该第二接地脚3026可以由金属制成，第二接地脚3026一端与辐射贴片3022连接，另一端与金属载体301连接，第二接地脚3025垂直天线单元的设置面，辐射贴片3022通过金属载体301接地。示例的，图7以天线单元302设置2个第二接地脚3026为例，该2个第二接地脚3026对称设置在辐射贴片3022两侧。通过设置该第二接地脚3026，辐射贴片可以通过与天线单元的设置面平行设置，与该设置面形成电容，再通过设置该第二接地脚使辐射贴片与该设置面间形成电感，进而激发出电磁震荡，并且，该第二接地脚不仅可以使辐射贴片通过较短的路径与金属载体电连接，还可以支撑介质基板，防止介质基板变形，其制造工艺也比较简单。并且2个第二接地脚3026对称设置在辐射贴片3022两侧能够有效的减小天线单元尺寸、拓展带宽。
实际应用中，辐射贴片、馈电结构以及寄生结构在介质基板上的相对位置可以根据具体情况进行设置，三者可以有两个位于介质基板的一面，一个位于介质基板的另一面，或者三者位于介质基板的同一面，如图8或图9所示，辐射贴片3022和馈电结构3021位于介质基板的一面，寄生结构3024位于介质基板的另一面；如图11所示，辐射贴片3022和寄生结构3024位于介质基板3023的一面，馈电结构3021位于介质基板3023的另一面。如辐射贴片和寄生结构位于介质基板的下表面，馈电结构位于介质基板的上表面。
当然，当无线收发装置上未设置寄生结构时，辐射贴片3022和馈电结构3021在介质基板上的相对位置可以根据具体情况进行设置，两者可以分别位于介质基板3023的两面，或者两者位于介质基板3023的同一面，如图6或图7所示，辐射贴片3022和馈电结构3021位于介质基板3023的同一面；如图12所示，辐射贴片和馈电结构分别位于介质基板的两面。图12中，辐射贴片3022位于介质基板3023的下表面，该辐射贴片为半环形结构。
实际应用中，无线收发装置30还可以如图13所示，不包括屏蔽盖，载体介质基板直接扣置在金属载体上或者介质基板设置在金属载体的内部，而金属载体内部的各个元器件中，如果存在需要设置屏蔽结构的元器件，可以在该元器件外部扣置一个小的屏蔽罩，来避免该元器件与外界环境的相互干扰。如图13所示，金属载体的边缘处设置凹槽3011，天线单元302设置在该凹槽3011中，天线单元302的介质基板3023和金属载体上的载体介质基板303为一体结构，由于该无线收发装置30不设置屏蔽盖，可以减少无线收发装置的整体厚度，相应的减少了无线收发装置的体积。
需要说明的是，在本发明实施例中，天线单元302可以直接设置在金属载体301上，也可以设置在金属载体301上的载体介质基板303或屏蔽盖304上，但是均位于金属载体301的边缘区域，天线单元302的设置面包括一金属面，从而能和辐射贴片形成电容，因此，本发明实施例中，天线单元302的设置面可以为金属载体301的上平面，载体介质基板303的上平面(该上平面上有金属区域)或屏蔽盖304的上平面。辐射贴片或寄生结构通过金属载体接地，指的是，该辐射贴片可以直接与金属载体通过第二接地脚连接，也可以通过设置在载体介质基板303或者屏蔽盖304上的接地线或接地脚，间接与金属载体连接，该屏蔽盖和载体介质基板与金属载体的金属地线连接。
可选的，金属载体底部还可以设置有散热齿，该散热齿用于金属载体的散热。
需要说明的是，采用本发明实施例提供的无线收发装置中的全向天线单元，其电压驻波比(英文：Voltage Standing Wave Ratio；简称：VSWR)可以小于2.5，驻波带宽可以大于45％。
进一步的，如图7所示，馈电结构3021的顶部可以通过馈电脚3027与金属载体301的馈源连接，馈电脚3027垂直于天线单元302的设置面Q。该馈电结构3021平行于天线单元302的设置面Q。如图7所示，馈电结构3021和辐射贴片3022印刷在介质基板3023的上表面，馈源的信号(也可视为能量)由馈电结构3021馈入，并通过缝隙耦合的方式耦合到辐射贴片3022。并且，在辐射贴片3022的两侧设置有第二接地脚3026，第二接地脚3026将辐射贴片3022和金属载体301相连，天线单元的整体结构与金属载体相对独立。对各部分尺寸进行调整，可使天线单元获得>45％的驻波带宽(VSWR<2.5)，同时，在该带宽范围内，天线单元的方向图可实现较好的圆度性能。
如图7所示的无线收发装置30，其左视图和俯视图分别为图14和图15，图14和图15标示了该无线收发装置30中天线单元的各个结构参数。如图14所示，介质基板3023的上表面与天线单元的设置面的距离为h，第二接地脚3026与辐射贴片3022中心之间的投影距离为ps，每个第二接地脚3026的宽度为ws，第二接地脚3026到馈电脚3027的距离为pf，如图14所示，介质基板3023的俯视图是一角截去一个等腰直角三角形的正方形，该正方形的边长为c0，该直角等腰三角形的腰长为c0-c1；半环形(也可以视为四分之一环形)的辐射贴片3022的内径为r1，外径为r2，圆心角为90°，半环形(也可以视为四分之一环形)的辐射贴片3022的圆心距介质基板3023的两边的距离均为r0；辐射贴片3022为E字形结构，辐射贴片3022的第一纵条形结构为半环形结构，该半环形结构的内径为r3，外径为r4，圆心角为a，位于E字形结构外缘的第一横条形结构，长为la，宽为wa，位于E字形结构的中间的第一横条形结构长为lf，宽为wf。
图7所示的无线收发装置30中天线单元的各结构参数的尺寸如表2所示。其中，λl为该无线收发装置30中天线单元的最低工作频率对应的波长，r1为(0.073λl，0.109λl)表示r1在0.073λl至0.109λl的范围内。
表2
结构参数 尺寸 结构参数 尺寸
h 0.057λl pf 0.0285λl
c0 0.217λl wa 0.0132λl
c1 0.162λl ws 0.0227λl
r0 0.0171λl wf 0.0160λl
r1 0.073-0.109λl la 0.0456λl
r2 0.127-0.191λl ps 0.0413λl
r3 0.141-0.211λl lf 0.0233λl
r4 0.15-0.226λl a 15.3deg
表3
频率(GHz) Theta＝80°截面圆度(dB)
1.7 3.5
1.9 3.1
2.1 3.0
2.3 3.2
2.5 2.6
2.7 5.5
图7中的无线收发装置30中天线单元的各结构参数的尺寸如表2所示时，该天线单元的方向图的仿真图可以如图16所示，图16中不同频点所对应的方向图圆度如表3所示。由以上仿真图和表3可知，图7所示的无线收发装置30中天线单元在1.7-2.7GHz的宽带范围内圆度最差为5.5dB。该方向图的波动较小，可以实现较大的覆盖范围，提升通信能力。
需要说明的是，本发明实施例中上述无线收发装置30的结构均为示意性说明，实际应用中，图6至图13等图中的无线收发装置30中的各组件可以结合或替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，本发明对此不再赘述。
值的说明的是，本发明实施例中提供的无线收发装置中的尺寸只是示意性说明，主要是为了保证天线单元获得>45％的驻波带宽(VSWR<2.5)，实际应用中，无线收发装置的尺寸可以根据具体的应用场景进行调节，本发明实施例对此不做限定。
本发明实施例提供的无线收发装置，其结构简单，便于装配。可以将辐射贴片和馈电结构等可以一体形成于介质基板上，然后安装于金属载体或屏蔽盖上，屏蔽盖可以在载体介质基板安装后扣合在金属载体上，由于辐射贴片和馈电结构等可以一体形成于介质基板上，不是单独形成的立体结构，因此结构简单，便于装配。
值的说明的是，本发明实施例中提供的接地脚，如第一接地脚、第二接地脚，不仅起到支撑作用，还起到导电作用(也可以视为接地作用)，实际应用中，也可以采用接地线来进行替换，接地线通常只能起到导电作用(也可以视为接地作用)，并且，接地脚的个数及其设置位置可以根据天线单元的实际设置情况，如稳定性，占用空间等进行适当调整，接地脚的个数通常为1或2个，例如，如图8所示，辐射贴片3022的一侧设置有第二接地脚3026，辐射贴片的另一侧设置有馈电结构3021；又例如，如图9或10所示，第二接地脚3026共2个，2个第二接地脚3026对称设置在辐射贴片3022的两侧，分别与介质基板3023的金属地线连接，馈电结构3021为轴对称结构，馈电结构3021的对称轴与2个第二接地脚3026的对称轴共轴，这样可以较为容易地控制方向图的圆度；再例如，图17是设置有一个第二接地脚3026的无线收发装置的结构示意图。如图8和图9所示，辐射贴片可以设置有与第二接地脚3026连接的延伸段r，如图18和图19所示，辐射贴片也可以直接与第二接地脚3026。
如图18或图19所示，该馈电结构3021平行于天线单元302的设置面Q。馈电结构3021和辐射贴片3022印刷在介质基板3023的上表面，馈源的信号由馈电结构3021馈入，并通过缝隙耦合的方式耦合到辐射贴片3022。并且，在辐射贴片3022的两侧设置有第二接地脚3026，第二接地脚3026将辐射贴片3022和金属载体301相连，天线单元的整体结构与金属载体相对独立。对各部分尺寸进行调整，可使天线单元获得>45％的驻波带宽(VSWR<2.5)，同时，在该带宽范围内，天线单元的方向图可实现较好的圆度性能。
需要说明的是，本发明实施例中图6至图13等提供的无线收发装置中，天线单元可以包括介质基板，也可以不包括介质基板，该介质基板用于承载辐射贴片和馈电结构。在天线单元包括介质基板时，辐射贴片可以通过介质基板使其与凹槽的底面产生电磁震荡，在天线单元不包括介质基板时，辐射贴片可以通过其它方式使其与凹槽的底面产生电磁震荡，例如，如图6或图20所示，图20可以视为图7中的天线单元没有介质基板的结构示意图，由图20可以看出，辐射贴片3022可以由第二接地脚3026支撑，馈电结构3021由馈电脚3027支撑，以保证辐射贴片3022与天线单元的设置面产生电磁震荡；可选的，辐射贴片和/或馈电结构也可以通过塑料结构支撑，使得辐射贴片3022与天线单元的设置面产生电磁震荡。其它实施例中的无线收发装置的结构也可以参考图20适应性修改，本发明实施例对此不作限定。同理，在天线单元包括介质基板时，寄生结构可以通过介质基板使其与凹槽的底面产生电磁震荡，在天线单元不包括介质基板时，寄生结构可以通过其它方式使其与凹槽的底面产生电磁震荡，例如设置支撑该寄生结构的接地脚或者采用塑料结构支撑寄生结构。本发明实施例对此不作赘述。
如图20所示，该馈电结构3021平行于天线单元302的设置面Q。馈电结构3021和辐射贴片3022印刷在介质基板3023的上表面，馈源是信号由馈电结构3021馈入，并通过缝隙耦合的方式耦合到辐射贴片3022。并且，在辐射贴片3022的两侧设置有第二接地脚3026，第二接地脚3026将辐射贴片3022和金属载体301相连，天线单元的整体结构与金属载体相对独立。对各部分尺寸进行调整，可使天线单元获得>45％的驻波带宽(VSWR<2.5)，同时，在该带宽范围内，天线单元的方向图可实现较好的圆度性能。
本发明实施例提供的无线收发装置，设置在金属载体边缘处的至少一个天线单元中每个天线单元的馈电结构和辐射贴片均为非中心对称结构，金属载体作为天线单元的参考地，其相对于每个天线单元也是非中心对称的，那么对于每个天线单元，非中心对称的辐射贴片和非中心对称的参考地所产生的地电流的分布可以形成相对的中心对称，相较于传统的无线收发装置中的全向天线单元，本发明实施例提供的无线收发装置的天线单元的方向图圆度在宽带范围内均较好，因此，有效改善了方向图圆度。并且，由于方向图圆度的改善，可以进一步改善信号覆盖的均匀程度，避免天线单元周围出现覆盖盲区。同时，本发明实施例所提供的无线收发装置，由于天线单元设置于无线收发装置的边缘，使得天线单元之间的间距足够大，在天线单元的信号覆盖和相关性之间做到良好的权衡。由于该天线单元的辐射贴片和馈电结构可以印制在介质基板上，天线单元的尺寸远小于相同带宽的传统的天线单元，有利于集成天线单元模块的小型化。
在本发明实施例中，无线收发装置可以安装有至少一个全向天线单元，每个天线单元可以如图6至图13，图17至图20任一所示的天线单元302，每个天线单元安装在金属载体的非中心位置，如金属载体的边缘处，但为了实现多频段的覆盖和多通道的信号传输，无线收发装置通常需要安装有至少两个全向天线单元，该至少两个全向天线单元中可以有一个天线单元为如图1所示的天线单元，安装在金属载体的中心位置，其它天线单元可以为如图6至图13，图17至图20任一所示的天线单元302，安装在金属载体的非中心位置，通常为金属载体的边缘处；或者，至少两个全向天线单元中每个天线单元可以为如图6至图13，图17至图20任一所示的天线单元302，都安装在金属载体的非中心位置。因此，至少有一个天线单元设置在金属载体的边缘处。
本发明实施例提供一种天线单元，该天线单元可以如图6至图13，图17至图20任一所示的天线单元302，该天线单元可以安装在金属载体上，也可以安装在其它具有金属表面的结构上，如车辆上，本发明实施例以天线单元安装在金属载体上为例进行说明，该天线单元包括：
馈电结构和辐射贴片；
馈电结构和辐射贴片均为非中心对称结构；
辐射贴片通过馈电结构馈电，辐射贴片接地。
本发明实施例中，天线单元的辐射贴片和馈电结构均为非中心对称结构可以使得该天线单元未设置在金属载体的中心位置时，依然保证天线单元的高圆度的特性，提高天线单元的普遍适用性。
可选的，馈电结构与辐射贴片之间存在缝隙，馈电结构与辐射贴片通过缝隙耦合馈电。
本发明实施例提供的天线单元，馈电结构与述辐射贴片通过缝隙耦合馈电，可以有效拓展天线单元的带宽。
可选的，馈电结构可以有多种形式：
第一种可能的实现方式中，馈电结构为E字形结构，E字形结构由第一纵条形结构及3个一端间隔设置在第一纵条形结构上的第一横条形结构组成，E字形结构的开口背离辐射贴片，位于E字形结构中间的第一横条形结构的长度大于其它2个第一横条形结构的长度，且位于E字形结构中间的第一横条形结构的另一端与金属载体的馈源连接，第一纵条形结构与辐射贴片形成缝隙。
第二种可能的实现方式中，馈电结构为T字形结构，T字形结构由第二纵条形结构及1个一端从第二纵条形结构中部向外延伸的第二横条形结构组成，第二横条形结构的另一端与金属载体的馈源连接，第二纵条形结构与辐射贴片形成缝隙。
第三种可能的实现方式中，馈电结构为弧形结构与条状结构组成的一体结构，条状结构的一端与金属载体的馈源连接，另一端与弧形结构连接，辐射贴片靠近馈电结构的一侧设置有弧形开口，弧形结构位于弧形开口内，且与弧形开口形成缝隙。
第四种可能的实现方式中，所述馈电结构为弧形条状结构，所述馈电结构的外侧与所述金属载体的馈源连接，所述馈电结构的内侧与所述辐射贴片形成所述缝隙。
可选的，馈电结构平行天线单元的设置面，馈电结构通过馈电脚与金属载体的馈源连接，馈电脚垂直天线单元的设置面。
该馈电脚不仅可以支撑馈电结构，还可以实现馈电结构的有效馈电。
进一步的，天线单元还包括介质基板，辐射贴片和馈电结构均设置在介质基板上。
介质基板可以有效承载辐射贴片和馈电结构，保证辐射贴片与天线单元的设置面产生间隙，从而实现两者之间的电磁震荡。
可选的，天线单元还包括：
寄生结构，寄生结构位于与天线单元的设置面平行的面上，寄生结构接地。通过增加寄生结构，可以进一步拓展天线单元的带宽。
可选的，寄生结构与辐射贴片之间存在间隙，寄生结构与辐射贴片通过间隙耦合馈电。寄生结构与辐射贴片通过间隙耦合馈电，可以在占用较小的体积的前提下，有效保证拓展天线单元的带宽。
在天线单元包括寄生结构的基础上，可选的，天线单元还包括：
第一接地脚，第一接地脚一端与寄生结构连接，另一端与金属载体连接，第一接地脚垂直天线单元的设置面，寄生结构通过金属载体接地。
可选的，天线单元还包括：
第二接地脚，第二接地脚一端与辐射贴片连接，另一端与金属载体连接，第二接地脚垂直天线单元的设置面，辐射贴片通过金属载体接地。
在一种可能的实现方式中，辐射贴片的一侧设置有第二接地脚，辐射贴片的另一侧设置有馈电结构。
在另一种可能的实现方式中，第二接地脚共2个，2个第二接地脚对称设置在辐射贴片的两侧。
实际应用中，馈电结构为轴对称结构，馈电结构的对称轴与2个第二接地脚的对称轴共轴。
可选的，寄生结构为非中心对称结构。辐射贴片、馈电结构和寄生结构均为非中心对称结构可以使得该天线单元未设置在金属载体的中心位置时，依然保证天线单元的高圆度的特性，提高天线单元的普遍适用性。
示例的，寄生结构为扇形结构，辐射贴片为半环形结构，辐射贴片的圆心与寄生结构的圆心位于辐射贴片的同一侧。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的天线单元的具体结构，可以参考前述无线收发装置中的天线单元302的对应结构，在此不再赘述。
本发明实施例提供一种基站，可以包括至少一个本发明实施例提供的无线收发模块，在该基站包括至少两个无线收发模块的时候，每个无线收发模块可以是本发明提供的上述实施例中的任一种无线收发装置。该基站通常是位于室内的基站。采用本发明实施例中无线收发装置30的基站，具有工作频带宽，全向性能好的特点，该基站可以安装在体育场馆或购物场所中，用于实现室内区域无线信号的全向覆盖。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (28)

1.一种无线收发装置，其特征在于，包括：
金属载体和设置在所述金属载体边缘处的至少一个天线单元，每个所述天线单元包括馈电结构和辐射贴片；
所述馈电结构和所述辐射贴片均为非中心对称结构,所述馈电结构为E字形结构，所述E字形结构由第一条状结构及3个第二条状结构组成，所述第二条状结构的一端间隔设置在所述第一条状结构上，所述E字形结构的开口背离所述辐射贴片，所述馈电结构与所述金属载体的馈源连接，所述馈电结构的内侧与所述辐射贴片形成缝隙；
所述辐射贴片通过所述馈电结构馈电，所述辐射贴片接地。
2.根据权利要求1所述的无线收发装置，其特征在于，
所述馈电结构与所述辐射贴片通过所述缝隙耦合馈电。
3.根据权利要求1或2所述的无线收发装置，其特征在于，所述馈电结构平行所述天线单元的设置面，所述馈电结构通过馈电脚与所述金属载体的馈源连接，所述馈电脚垂直所述天线单元的设置面。
4.根据权利要求1至3任一所述的无线收发装置，其特征在于，所述天线单元还包括介质基板，所述辐射贴片和所述馈电结构均设置在所述介质基板上。
5.根据权利要求1至4任一所述的无线收发装置，其特征在于，所述天线单元还包括：
寄生结构，所述寄生结构位于与所述天线单元的设置面平行的面上，所述寄生结构接地。
6.根据权利要求5所述的无线收发装置，其特征在于，
所述寄生结构与所述辐射贴片之间存在间隙，所述寄生结构与所述辐射贴片通过所述间隙耦合馈电。
7.根据权利要求5所述的无线收发装置，其特征在于，所述天线单元还包括：
第一接地脚，所述第一接地脚一端与所述寄生结构连接，另一端与所述金属载体连接，所述第一接地脚垂直所述天线单元的设置面，所述寄生结构通过所述金属载体接地。
8.根据权利要求1至4任一所述的无线收发装置，其特征在于，所述天线单元还包括：
第二接地脚，所述第二接地脚一端与所述辐射贴片连接，另一端与所述金属载体连接，所述第二接地脚垂直所述天线单元的设置面，所述辐射贴片通过所述金属载体接地。
9.根据权利要求8所述的无线收发装置，其特征在于，
所述辐射贴片的一侧设置有所述第二接地脚，所述辐射贴片的另一侧设置有所述馈电结构。
10.根据权利要求8所述的无线收发装置，其特征在于，
所述第二接地脚共2个，2个所述第二接地脚对称设置在所述辐射贴片的两侧。
11.根据权利要求10所述的无线收发装置，其特征在于，
所述馈电结构为轴对称结构，所述馈电结构的对称轴与2个所述第二接地脚的对称轴共轴。
12.根据权利要求5所述的无线收发装置，其特征在于，
所述寄生结构为非中心对称结构。
13.根据权利要求12所述的无线收发装置，其特征在于，
所述寄生结构为扇形结构，所述辐射贴片为半环形结构，所述辐射贴片的圆心与所述寄生结构的圆心位于所述辐射贴片的同一侧。
14.根据权利要求1至4任一所述的无线收发装置，其特征在于，
所述金属载体上依次叠加有载体介质基板和屏蔽盖，所述天线单元设置在所述屏蔽盖上，且位于所述金属载体的边缘处，所述载体介质基板用于承载所述金属载体内的电子元器件。
15.一种天线单元，其特征在于，包括：
馈电结构和辐射贴片；
所述馈电结构和所述辐射贴片均为非中心对称结构，所述馈电结构为E字形结构，所述E字形结构由第一条状结构及3个第二条状结构组成，所述第二条状结构的一端间隔设置在所述第一条状结构上，所述E字形结构的开口背离所述辐射贴片，所述馈电结构与所述金属载体的馈源连接，所述馈电结构的内侧与所述辐射贴片形成缝隙；
所述辐射贴片通过所述馈电结构馈电，所述辐射贴片接地。
16.根据权利要求15所述的天线单元，其特征在于，
所述馈电结构与所述辐射贴片通过所述缝隙耦合馈电。
17.根据权利要求15或16任一所述的天线单元，其特征在于，所述馈电结构平行所述天线单元的设置面，所述馈电结构通过馈电脚与金属载体的馈源连接，所述馈电脚垂直所述天线单元的设置面。
18.根据权利要求15至17任一所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括介质基板，所述辐射贴片和所述馈电结构均设置在所述介质基板上。
19.根据权利要求15至18所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括：
寄生结构，所述寄生结构位于与所述天线单元的设置面平行的面上，所述寄生结构接地。
20.根据权利要求19所述的天线单元，其特征在于，
所述寄生结构与所述辐射贴片之间存在间隙，所述寄生结构与所述辐射贴片通过所述间隙耦合馈电。
21.根据权利要求19所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括：
第一接地脚，所述第一接地脚一端与所述寄生结构连接，另一端与金属载体连接，所述第一接地脚垂直所述天线单元的设置面，所述寄生结构通过所述金属载体接地。
22.根据权利要求15至18任一所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括：
第二接地脚，所述第二接地脚一端与所述辐射贴片连接，另一端与金属载体连接，所述第二接地脚垂直所述天线单元的设置面，所述辐射贴片通过所述金属载体接地。
23.根据权利要求22所述的天线单元，其特征在于，
所述辐射贴片的一侧设置有所述第二接地脚，所述辐射贴片的另一侧设置有所述馈电结构。
24.根据权利要求22所述的天线单元，其特征在于，
所述第二接地脚共2个，2个所述第二接地脚对称设置在所述辐射贴片的两侧。
25.根据权利要求24所述的天线单元，其特征在于，
所述馈电结构为轴对称结构，所述馈电结构的对称轴与2个所述第二接地脚的对称轴共轴。
26.根据权利要求19所述的天线单元，其特征在于，
所述寄生结构为非中心对称结构。
27.根据权利要求26所述的天线单元，其特征在于，
所述寄生结构为扇形结构，所述辐射贴片为半环形结构，所述辐射贴片的圆心与所述寄生结构的圆心位于所述辐射贴片的同一侧。
28.一种基站，其特征在于，包括权利要求1至14任一所述的无线收发装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115663455A (zh) * 2022-10-09 2023-01-31 荣耀终端有限公司 一种终端天线及电子设备

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11233328B2 (en) * 2019-09-10 2022-01-25 Plume Design, Inc. Dual-band antenna, device and method for manufacturing
CN112421215B (zh) * 2020-10-20 2022-08-16 苏州硕贝德创新技术研究有限公司 一种高圆度的室内小基站及天线单元
CN112421220B (zh) * 2020-10-28 2023-05-26 维沃移动通信有限公司 天线结构及电子设备
CN112688058A (zh) * 2020-12-07 2021-04-20 西北工业大学 一种基于类销钉形单极子的宽波束天线
CN112751182A (zh) * 2020-12-28 2021-05-04 Oppo广东移动通信有限公司 天线组件及电子设备
CN113644423B (zh) * 2021-06-30 2022-11-15 南京邮电大学 一种引向天线及其设计方法

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0851533A1 (en) * 1996-12-31 1998-07-01 Nortel Networks Corporation An inverted-E antenna
EP1065620A2 (en) * 1999-06-21 2001-01-03 Lincoln Global, Inc. Coded and electronically tagged welding wire
US20040048477A1 (en) * 2002-08-13 2004-03-11 Go Saito Method for manufacturing semiconductor device
US20070015361A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of micro-electro-mechanical device
US20070279296A1 (en) * 2004-09-13 2007-12-06 Emag Technologies, Inc. Wide-Band Double-Loop Antenna
CN101189756A (zh) * 2005-04-07 2008-05-28 宇东科技有限责任公司 多频带或宽频带天线
CN201167124Y (zh) * 2007-11-06 2008-12-17 邢红兵 一种宽频带全向天线
CN101895017A (zh) * 2009-05-20 2010-11-24 旭丽电子(广州)有限公司 内藏式多天线模块
CN201877566U (zh) * 2010-10-28 2011-06-22 江苏安特耐科技有限公司 一种槽式全向天线
CN202333135U (zh) * 2011-11-24 2012-07-11 重庆金美通信有限责任公司 多通道垂直极化全向天线
CN102856640A (zh) * 2012-09-26 2013-01-02 电子科技大学 一种带有寄生圆片的高隔离度双极化e型微带天线
CN103187613A (zh) * 2012-07-18 2013-07-03 苏州市吴通天线有限公司 一种与建筑一体化全向吸顶天线
CN204216207U (zh) * 2014-09-05 2015-03-18 江苏省东方世纪网络信息有限公司 天线
CN104656776A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 启碁科技股份有限公司 射频系统
CN104681939A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 哈尔滨黑石科技有限公司 适用于mimo的紧凑e型阵列天线
CN104681954A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 哈尔滨黑石科技有限公司 双陷波平面超宽带天线
CN204538202U (zh) * 2015-03-13 2015-08-05 南京华脉科技股份有限公司 一种新型双极化全向吸顶天线
CN105529530A (zh) * 2016-01-29 2016-04-27 杭州电子科技大学 双频带低剖面定向天线
CN105680168A (zh) * 2016-01-14 2016-06-15 西北工业大学 一种井字型贴片双端口馈电高隔离度平面天线

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8552918B2 (en) * 2009-01-02 2013-10-08 Laird Technologies, Inc. Multiband high gain omnidirectional antennas
US10615499B2 (en) * 2015-01-14 2020-04-07 Skywave Mobile Communications Inc. Dual role antenna assembly
EP3346551B1 (en) * 2015-09-29 2023-09-20 Huawei Technologies Co., Ltd. Communication equipment

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0851533A1 (en) * 1996-12-31 1998-07-01 Nortel Networks Corporation An inverted-E antenna
EP1065620A2 (en) * 1999-06-21 2001-01-03 Lincoln Global, Inc. Coded and electronically tagged welding wire
US20040048477A1 (en) * 2002-08-13 2004-03-11 Go Saito Method for manufacturing semiconductor device
US20070279296A1 (en) * 2004-09-13 2007-12-06 Emag Technologies, Inc. Wide-Band Double-Loop Antenna
CN101189756A (zh) * 2005-04-07 2008-05-28 宇东科技有限责任公司 多频带或宽频带天线
US20070015361A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of micro-electro-mechanical device
CN201167124Y (zh) * 2007-11-06 2008-12-17 邢红兵 一种宽频带全向天线
CN101895017A (zh) * 2009-05-20 2010-11-24 旭丽电子(广州)有限公司 内藏式多天线模块
CN201877566U (zh) * 2010-10-28 2011-06-22 江苏安特耐科技有限公司 一种槽式全向天线
CN202333135U (zh) * 2011-11-24 2012-07-11 重庆金美通信有限责任公司 多通道垂直极化全向天线
CN103187613A (zh) * 2012-07-18 2013-07-03 苏州市吴通天线有限公司 一种与建筑一体化全向吸顶天线
CN102856640A (zh) * 2012-09-26 2013-01-02 电子科技大学 一种带有寄生圆片的高隔离度双极化e型微带天线
CN104656776A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 启碁科技股份有限公司 射频系统
CN104681939A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 哈尔滨黑石科技有限公司 适用于mimo的紧凑e型阵列天线
CN104681954A (zh) * 2013-11-27 2015-06-03 哈尔滨黑石科技有限公司 双陷波平面超宽带天线
CN204216207U (zh) * 2014-09-05 2015-03-18 江苏省东方世纪网络信息有限公司 天线
CN204538202U (zh) * 2015-03-13 2015-08-05 南京华脉科技股份有限公司 一种新型双极化全向吸顶天线
CN105680168A (zh) * 2016-01-14 2016-06-15 西北工业大学 一种井字型贴片双端口馈电高隔离度平面天线
CN105529530A (zh) * 2016-01-29 2016-04-27 杭州电子科技大学 双频带低剖面定向天线

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YINGJIANG GUO: "A wideband antenna with two controllable notched bands", 《 2015 ASIA-PACIFIC MICROWAVE CONFERENCE (APMC)》 *
刘海霞: "加载测向天线阵列的统一网络模型研究", 《电子与信息学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115663455A (zh) * 2022-10-09 2023-01-31 荣耀终端有限公司 一种终端天线及电子设备
CN115663455B (zh) * 2022-10-09 2024-03-29 荣耀终端有限公司 一种终端天线及电子设备

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CA3031996A1 (en) 2018-02-01
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CN112397897B (zh) 2021-11-30
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