CN112736437B - 5g天线及射频器件电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种5G天线，包括金属地板、金属边框和若干组正交天线对，金属地板上开有矩形缝隙，正交天线对分布在矩形缝隙里，单位的金属边框与单位的金属边框之间均设置边框缝隙，金属边框靠近边框缝隙的一侧设置可改变边框缝隙宽度的电控活动组件和电路板层，所述电控活动组件通过导线连接固定管与电力导线电性连接，所述的电力导线与设置在电路板层上的控制电路电性连接，并使得可通过控制电路的控制可定期修改边框缝隙的宽度。还公开配置上述5G天线中熔断控制电路电路基板的5G天线射频器件电路板。实现了即便移动终端(手机)金属边框发生变形后，通过调整还可以保持原有的边框缝隙的标准，5G天线在缝隙天线的奇次或偶次模式不会受到影响。

Description

5G天线及射频器件电路板
技术领域
本发明涉及5G天线及射频器件电路板。
背景技术
随着5G通信技术的研究与发展，5G天线研究也成为了热门，其中5G MIMO手机天线或5G MIMO智能移动终端天线研究中也有很多成果，比如，中国发明专利CN201910381177.3公开了一种基于正交模式对的宽带5G MIMO手机天线技术，该技术适用于金属边框环境且具有宽带辐射特性的5G MIMO手机天线，通过正交模式技术使2个集成的天线单元实现隔离，并利用金属边框和多模式协同工作等方式进一步展宽天线单元的带宽，使其能够覆盖全球通用的5G n77、n78、n79频段。将多组相同的正交模式天线对对称地部署在手机的金属地板上，即可构成5G MIMO手机天线，在实际的应用中该技术的5G MIMO手机天线也可以应用与其他的智能终端。在具体的技术实现上，通过引用该技术公开的专利文献详细说明其技术内容：如图1所示为8单元5G MIMO手机天线的三维结构示意图，如图2所示为将图1中金属边框展开后的平面示意图，如图3所示为正交天线对4放大后的平面示意图。结合图1、图2和图3，所述天线包含有金属地板1、金属边框2和4组正交天线对4。所述金属地板1上开有4个矩形缝隙1a。所述金属边框2为四面闭合连接结构，其上开有8个边框缝隙3。所述正交天线对4分布在矩形缝隙1a里，其包含有中心第一馈电枝节4a、侧边第一馈电枝节4b、侧边第二馈电枝节4c、第一耦合枝节4d和第二耦合枝节4e。所述第一馈电枝节4a、第一耦合枝节4d和第二耦合枝节4e与金属边框2直接连接；所述侧边第一馈电枝节4b和侧边第二馈电枝节4c与金属边框2设有间距。其中，中心第一馈电枝节4a由第一馈电端口5a激励，第一馈电枝节4a和第一馈电端口5a之间连接有匹配元件6a；侧边第一馈电枝节4b和侧边第二馈电枝节4c由第二馈电端口5b和第三馈电端口5c同时差分激励，侧边第一馈电枝节4b和侧边第二馈电枝节4c与第二馈电端口5b和第三馈电端口5c之间分别连接有匹配元件6b和6c。当第一馈电端口5a激励时，天线单元在低频时工作于单极子天线模式，在高频时工作于缝隙天线的奇次模式；当第二馈电端口5b和第三馈电端口5c差分激励时，天线单元在低频时工作于偶极子天线模式，在高频时工作于缝隙天线的偶次模式。在低频时，单极子天线与偶极子天线的模式相互正交；在高频时，缝隙天线奇次模式与偶次模式相互正交。由于模式正交的天线单元理论上可达到无穷大的隔离度，因此所述正交模式天线对的两个天线单元之间可在宽带内实现高隔离特性。事实上该5G MIMO移动终端天线确实提供了一种兼具宽带、高隔离、金属边框兼容、双天线集成等特性的天线解决方案，然而在实际使用中经常需要注意的问题是，包括手机的移动终端金属边框非常容易发生变形，事实上即便是细微的变形也会5GMIMO移动终端天线的边框缝隙3产生非常大的影响，并且直接地会影响天线单元工作于缝隙天线的奇次或偶次模式，也会影响正交模式天线的特性，而且多数情况下，边框缝隙3的问题都是间隙变得更窄。
发明内容
为了克服现有的技术存在的不足,本发明提供5G天线及射频器件电路板。
为了实现本发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
5G天线，包括金属地板、金属边框和若干组正交天线对，所述金属地板上开有矩形缝隙，正交天线对分布在矩形缝隙里，单位的金属边框与单位的金属边框之间均设置边框缝隙，金属边框靠近边框缝隙的一侧设置可改变边框缝隙宽度的电控活动组件和电路板层，所述的电控活动组件通过导线连接固定管与电力导线电性连接，所述的电力导线与设置在电路板层上的控制电路电性连接，并使得可通过控制电路的控制可定期修改边框缝隙的宽度。
进一步，所述的正交天线对包含有中心第一馈电枝节、侧边第一馈电枝节、侧边第二馈电枝节、第一耦合枝节和第二耦合枝节，所述第一馈电枝节、第一耦合枝节和第二耦合枝节与金属边框直接连接；所述侧边第一馈电枝节和侧边第二馈电枝节与金属边框设有间距，中心第一馈电枝节由第一馈电端口激励，第一馈电枝节和第一馈电端口之间连接有匹配元件；侧边第一馈电枝节和侧边第二馈电枝节由第二馈电端口和第三馈电端口同时差分激励，侧边第一馈电枝节和侧边第二馈电枝节与第二馈电端口和第三馈电端口之间分别连接有匹配元件。
进一步，所述的电控活动组件包括矩形缺口和待熔断金属丝，具体的，所述的金属边框靠近边框缝隙的一侧开设矩形缺口，所述的矩形缺口由上至下布设若干条待熔断金属丝，每条待熔断金属丝之间布设连接间隔待熔断金属丝的组网金属丝，所有待熔断金属丝的一端分别通过一根第二类电力导线与熔断控制电路电连接，所有待熔断金属丝的另外一端连接在一个金属丝单侧总线上后通过第一类电力导线与熔断控制电路电连接。
进一步，所述的熔断控制电路包括电力电源电路、选择开关电路、触发电路和检测电路，所述的第一类电力导线电连接电力电源电路的一端，电力电源电路的另外一端通过选择开关电路电连接若干第二类电力导线并且由选择开关电路选择导通一个或多个第二类电力导线。
进一步，所述的选择开关电路的控制端与触发电路电性连接，所述的触发电路与检测电路电性连接，所述的检测电路用于向触发电路发送触发信号，所述的触发电路用于向选择开关电路发送控制信号。
进一步，所述的检测电路电连接手机或其他移动智能终端设备的射频收发电路和/或基带调制解调电路和/或处理芯片的信号状态引脚并用于检测天线的信号质量。
进一步，所述的的检测电路电连接或配置上位机，所述的上位机用于根据信号质量解析信号数据，然后返回天线修改信号，上述的天线修改信号用于对应指导选择开关电路具体导通的待熔断金属丝支路。
所述的，进一步，所述的上位机中信号数据包括收发信号中带有位置信息信号的具体方位数据、收发信号的辐射强度数据，并且所述的上位机还用于计算天线附近信号辐射分布数据集，天线附近信号辐射分布数据集具体表征缝隙天线的宽度变化方向和变化量。
5G天线射频器件电路板，包括配置所述熔断控制电路的电路基板。
本发明的有益效果是，基于背景技术的技术问题下，手机或移动终端金属边框发生变形后，更加具体是边框缝隙的间隙变得更窄的情况中，通过电控活动组件可以修改边框缝隙宽度，比如可以将较窄的边框缝隙的间隙调整变宽，具体则通过电路板层上的控制电路对电控活动组件进行控制，电控活动组件自身可以在电控下改变边框缝隙间隙的宽度，并且使得边框缝隙宽度符合预设标准，这样即便移动终端(手机)金属边框发生变形后，通过调整还可以保持原有的边框缝隙的标准，这样5G天线工作于缝隙天线的奇次或偶次模式就不会受到影响。
附图说明：
图1-3是现有技术中的一种5G天线结构示意图；
图4是本申请的5G天线的一种实施例结构部分示意图；
图5是本申请的5G天线的一种实施例细节结构示意图；图6是本申请的5G天线的一种实施例细节结构及部分电路连接示意图。
具体实施方式
为了便于突出创造性首先通过对比的方式说明本申请：
在具体实施中，参考图1-图3所示的，传统的5G MIMO手机或智能终端天线包含有金属地板1、金属边框2和4组正交天线对4。所述金属地板1上开有4个矩形缝隙1a。所述金属边框2为四面闭合连接结构，其上开有8个边框缝隙3。所述正交天线对4分布在矩形缝隙1a里，其包含有中心第一馈电枝节4a、侧边第一馈电枝节4b、侧边第二馈电枝节4c、第一耦合枝节4d和第二耦合枝节4e。所述第一馈电枝节4a、第一耦合枝节4d和第二耦合枝节4e与金属边框2直接连接；所述侧边第一馈电枝节4b和侧边第二馈电枝节4c与金属边框2设有间距。其中，中心第一馈电枝节4a由第一馈电端口5a激励，第一馈电枝节4a和第一馈电端口5a之间连接有匹配元件6a；侧边第一馈电枝节4b和侧边第二馈电枝节4c由第二馈电端口5b和第三馈电端口5c同时差分激励，侧边第一馈电枝节4b和侧边第二馈电枝节4c与第二馈电端口5b和第三馈电端口5c之间分别连接有匹配元件6b和6c。
首先在本申请的主实施例中，5G天线的实施例包括如图1-3中所示的：“金属地板1、金属边框2和4组正交天线对4。所述金属地板1上开有4个矩形缝隙1a。所述金属边框2为四面闭合连接结构，其上开有8个边框缝隙3。所述正交天线对4分布在矩形缝隙1a里，其包含有中心第一馈电枝节4a、侧边第一馈电枝节4b、侧边第二馈电枝节4c、第一耦合枝节4d和第二耦合枝节4e。所述第一馈电枝节4a、第一耦合枝节4d和第二耦合枝节4e与金属边框2直接连接；所述侧边第一馈电枝节4b和侧边第二馈电枝节4c与金属边框2设有间距。其中，中心第一馈电枝节4a由第一馈电端口5a激励，第一馈电枝节4a和第一馈电端口5a之间连接有匹配元件6a；侧边第一馈电枝节4b和侧边第二馈电枝节4c由第二馈电端口5b和第三馈电端口5c同时差分激励，侧边第一馈电枝节4b和侧边第二馈电枝节4c与第二馈电端口5b和第三馈电端口5c之间分别连接有匹配元件6b和6c。”如图4所示的，5G天线的实施例尤其包括金属边框2，该单位的金属边框2与单位的金属边框2之间均设置边框缝隙3，金属边框2靠近边框缝隙3的一侧设置可改变边框缝隙3宽度的电控活动组件11和电路板层7，所述的电控活动组件11通过导线连接固定管10与电力导线9电性连接，所述的电力导线9与设置在电路板层7上的控制电路8电性连接，并使得可通过控制电路8的控制可定期修改边框缝隙3的宽度；在具体使用中，尤其是包括手机的移动终端金属边框发生变形后，更加具体是边框缝隙3的间隙变得更窄的情况中，通过电控活动组件11可以修改边框缝隙3宽度，比如可以将较窄的边框缝隙3的间隙调整变宽，具体则通过电路板层7上的控制电路8通过电力导线9、导线连接固定管10对电控活动组件11进行控制，电控活动组件11自身可以在电控下改变边框缝隙3间隙的宽度，并且使得边框缝隙3宽度符合预设标准，这样即便移动终端(手机)金属边框发生变形后通过调整还可以保持原有的边框缝隙3的标准，这样5G天线工作于缝隙天线的奇次或偶次模式就不会受到影响。
如图5所示的，所述的电控活动组件11包括矩形缺口112和待熔断金属丝113，具体的，所述的金属边框2靠近边框缝隙3的一侧开设矩形缺口112，所述的矩形缺口112由上至下布设若干条待熔断金属丝113，每条待熔断金属丝113之间布设连接间隔待熔断金属丝113的组网金属丝114，所有待熔断金属丝113的一端分别通过一根第二类电力导线118与熔断控制电路117电连接，所有待熔断金属丝113的另外一端连接在一个金属丝单侧总线116上后通过第一类电力导线115与熔断控制电路117电连接；在通常实施中，金属边框2没有变形的情况中不需要对电控活动组件11进行调整，也即不需要对待熔断金属丝113调整，待熔断金属丝113及矩形缺口112构成的金属网结构作为天线接收部分与金属边框2实体电连接并实际延伸了金属边框2的辐射面积；在金属边框2变形的情况中则通过熔断控制电路117可以选择导通某一个或多个第二类电力导线118电连接的待熔断金属丝113，进而将相应的待熔断金属丝113熔断(通大电流的电热熔断)，这样就可以实际控制矩形缺口112内导通的待熔断金属丝113的数量，从而就可以改变可以实际通电的待熔断金属丝113及矩形缺口112构成的金属网结构，进而改变金属边框2的辐射面积，也实际改变了边框缝隙3的间隙宽度。
如图6所示的，所述的熔断控制电路117包括电力电源电路119、选择开关电路1171、触发电路1170和检测电路110，所述的第一类电力导线115电连接电力电源电路119的一端，电力电源电路119的另外一端通过选择开关电路1171电连接若干第二类电力导线118并且由选择开关电路1171选择导通一个或多个第二类电力导线118；更具体的实施中，所述的选择开关电路1171的控制端与触发电路1170电性连接，所述的触发电路1170与检测电路110电性连接，所述的检测电路110用于向触发电路1170发送触发信号，所述的触发电路1170用于向选择开关电路1171发送控制信号；在实施中通过检测电路110可以检测修改边框缝隙3的间隙宽度的条件，在需要修改边框缝隙3的间隙宽度情况中，检测电路110向触发电路1170发送触发信号，触发电路1170给选择开关电路1171发送控制信号，控制信号指导需要导通的第二类电力导线118支路，然后由选择开关电路1171具体控制导通相应的第二类电力导线118支路及对应导通待熔断金属丝113、待熔断金属丝113所连接的电力电源电路119，从而具体控制熔断对应的待熔断金属丝113，以实现对边框缝隙3的间隙宽度的修改。
具体的，手机或其他移动智能终端设备的射频收发电路和/或基带调制解调电路和/或处理芯片的信号状态引脚能够直接给出表征天线信号质量的电平，所以，所述的检测电路110电连接手机或其他移动智能终端设备的射频收发电路和/或基带调制解调电路和/或处理芯片的信号状态引脚并用于检测天线的信号质量。
具体的，所述的检测电路110电连接或配置上位机，所述的上位机用于根据信号质量解析信号数据，然后返回天线修改信号，上述的天线修改信号用于对应指导选择开关电路1171具体导通的待熔断金属丝113支路；在实施中，所述的上位机具体可以采用专用的芯片电路或处理器，其中，实施中，上位机具体采用处理器分时调度过程中计算形式，上位机具体采用手机或其他移动智能终端设备的处理器分时调度过程中计算，这样就不用专门匹配对应的处理电路，上述的处理器分时调度过程中计算可以定期进行也可以有条件启动。
具体的，所述的上位机中信号数据包括收发信号中带有位置信息信号的具体方位数据、收发信号的辐射强度数据，并且所述的上位机还用于计算天线附近信号辐射分布数据集，天线附近信号辐射分布数据集具体表征缝隙天线的宽度变化方向和变化量，由变化量则可以计算调整量从而计算缝隙天线的宽度调整方向和调整量，在实施中天线具有一定的物理分布结构，缝隙天线的宽度变化之后对应的辐射信号也会有影响，并且具体的，收发信号中带有位置信息信号的具体方位数据则实际上可以对应确定天线物理结构的变化位置，收发信号的辐射强度数据则可以对应确定天线物理结构的变化量，更加具体的将上述的变化位置和变化量统一表征就可以表征为天线附近信号辐射分布数据集，该数据集既有天线物理结构的变化位置数据也有天线物理结构的变化量数据，所以，天线附近信号辐射分布数据集具体表征缝隙天线的宽度变化方向和变化量，然后，由变化量则可以计算调整量从而计算缝隙天线的宽度调整方向和调整量，其目的获得的调整方向和调整量再反馈调整缝隙天线的宽度就可以实现补偿式地对天线修复。也是前述的，即便移动终端(手机)金属边框发生变形后通过调整还可以保持原有的边框缝隙3的标准，这样5G天线工作于缝隙天线的奇次或偶次模式就不会受到影响。
需要注意并可以理解的，电力电源电路119、选择开关电路1171、触发电路1170均可以选择现有技术中相关的电路，比如电力电源电路119可以选择普通的电源电路及升压电路或手机及移动智能终端中现有的电路部分，选择开关电路1171可以采用CD4066电路或手机及移动智能终端中现有的电路部分，触发电路1170选择单片机电路或手机及移动智能终端中现有的电路部分等。
实施中，5G天线的射频器件电路板包括配置所述熔断控制电路117的电路基板，相应的也包括所述熔断控制电路117的上述具体结构和电路配置。

Claims (8)

1. 5G天线，包括金属地板、金属边框和若干组正交天线对，所述金属地板上开有矩形缝隙，正交天线对分布在矩形缝隙里，其特征在于，单位的金属边框与单位的金属边框之间均设置边框缝隙，金属边框靠近边框缝隙的一侧设置可改变边框缝隙宽度的电控活动组件和电路板层，所述的电控活动组件通过导线连接固定管与电力导线电性连接，所述的电力导线与设置在电路板层上的控制电路电性连接，并使得可通过控制电路的控制可定期修改边框缝隙的宽度；
所述的电控活动组件包括矩形缺口和待熔断金属丝，具体的，所述的金属边框靠近边框缝隙的一侧开设矩形缺口，所述的矩形缺口由上至下布设若干条待熔断金属丝，每条待熔断金属丝之间布设连接间隔待熔断金属丝的组网金属丝，所有待熔断金属丝的一端分别通过一根第二类电力导线与熔断控制电路电连接，所有待熔断金属丝的另外一端连接在一个金属丝单侧总线上后通过第一类电力导线与熔断控制电路电连接。
2.根据权利要求1所述的5G天线，其特征在于，所述的正交天线对包含有中心第一馈电枝节、侧边第一馈电枝节、侧边第二馈电枝节、第一耦合枝节和第二耦合枝节，所述第一馈电枝节、第一耦合枝节和第二耦合枝节与金属边框直接连接；所述侧边第一馈电枝节和侧边第二馈电枝节与金属边框设有间距，中心第一馈电枝节由第一馈电端口激励，第一馈电枝节和第一馈电端口之间连接有匹配元件；侧边第一馈电枝节和侧边第二馈电枝节由第二馈电端口和第三馈电端口同时差分激励，侧边第一馈电枝节和侧边第二馈电枝节与第二馈电端口和第三馈电端口之间分别连接有匹配元件。
3.根据权利要求1所述的5G天线，其特征在于，所述的熔断控制电路包括电力电源电路、选择开关电路、触发电路和检测电路，所述的第一类电力导线电连接电力电源电路的一端，电力电源电路的另外一端通过选择开关电路电连接若干第二类电力导线并且由选择开关电路选择导通一个或多个第二类电力导线。
4.根据权利要求3所述的5G天线，其特征在于，所述的选择开关电路的控制端与触发电路电性连接，所述的触发电路与检测电路电性连接，所述的检测电路用于向触发电路发送触发信号，所述的触发电路用于向选择开关电路发送控制信号。
5.根据权利要求4所述的5G天线，其特征在于，所述的检测电路电连接手机或其他移动智能终端设备的射频收发电路和/或基带调制解调电路和/或处理芯片的信号状态引脚并用于检测天线的信号质量。
6.根据权利要求5所述的5G天线，其特征在于，所述的检测电路电连接或配置上位机，所述的上位机用于根据信号质量解析信号数据，然后返回天线修改信号，上述的天线修改信号用于对应指导选择开关电路具体导通的待熔断金属丝支路。
7.根据权利要求6所述的5G天线，其特征在于，所述的上位机中信号数据包括收发信号中带有位置信息信号的具体方位数据、收发信号的辐射强度数据，并且所述的上位机还用于计算天线附近信号辐射分布数据集，天线附近信号辐射分布数据集具体表征缝隙天线的宽度变化方向和变化量。
8. 5G天线射频器件电路板，其特征在于，包括配置权利要求1所述5G天线中的所述熔断控制电路的电路基板。
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