CN114530692A - 天线装置、天线系统和通信系统 - Google Patents

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CN114530692A CN202210180365.1A CN202210180365A CN114530692A CN 114530692 A CN114530692 A CN 114530692A CN 202210180365 A CN202210180365 A CN 202210180365A CN 114530692 A CN114530692 A CN 114530692A
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Abstract

本公开提供一种天线装置、天线系统和通信系统。属于通信技术领域，其可解决现有的天线装置体积较大的问题。本公开的天线装置包括：依次层叠设置的相位变换结构、馈电结构和辐射结构；辐射结构包括第一参考电极层、第一介质基板和辐射模块，辐射模块包括至少一个辐射单元；其中，第一参考电极层设置在第一介质基板和馈电结构之间；辐射单元包括设置在第一介质基板背离第一参考电极层的第一辐射组件，以及贯穿第一参考电极层和第一介质基板并与第一辐射组件电连接的第二辐射组件；第二辐射组件与馈电结构电连接，馈电结构与相位变换结构电连接。

Description

天线装置、天线系统和通信系统
技术领域
本公开属于无线通信技术领域，具体涉及一种天线装置、天线系统和通信系统。
背景技术
由于使用电磁波传递信号的无线通讯技术在使用上具有远距离通讯的便利性，使得各种利用无线通讯技术的产品日新月异，尤其是使用在手机方面更为普及。天线装置可以设置在手机的屏幕或者边框中，这就需要天线装置的体积尽量小，需要天线装置的极化方向可调，以满足去接收不同方向的信号。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种天线装置、天线系统和通信系统。
第一方面，本公开实施例提供一种天线装置，包括：依次层叠设置的相位变换结构、馈电结构和辐射结构；
所述辐射结构包括第一参考电极层、第一介质基板和辐射模块，所述辐射模块包括至少一个辐射单元；其中，所述第一参考电极层设置在所述第一介质基板和所述馈电结构之间；
所述辐射单元包括设置在所述第一介质基板背离所述第一参考电极层的第一辐射组件，以及贯穿所述第一参考电极层和所述第一介质基板并与所述第一辐射组件电连接的第二辐射组件；
所述第二辐射组件与所述馈电结构电连接，所述馈电结构与所述相位变换结构电连接。
可选地，所述第一辐射组件包括相对设置的第一子辐射结构和第二子辐射结构、以及相对设置在第三子辐射结构和第四子辐射结构；
所述第二辐射组件包括第五子辐射结构、第六子辐射结构、第七子辐射结构和第八子辐射结构；其中，所述第五子辐射结构与所述第一子辐射结构和所述第四子辐射结构连接于第一节点；所述第六子辐射结构与所述第一子辐射结构和所述第三子辐射结构连接于第二节点；所述第七子辐射结构和所述第二子辐射结构和所述第三子辐射结构连接于第三节点；所述第八子辐射结构与所述第二子辐射结构和所述第四子辐射结构连接于第四节点。
可选地，所述天线装置包括多个辐射单元，其中，前一个辐射单元的第一辐射组件的第二子辐射结构复用为下一个辐射单元的第一辐射组件的第一子辐射结构；
所述前一个辐射单元的第二辐射组件的第七子辐射结构复用为下一个辐射单元的第二辐射组件的第六子辐射结构；所述前一个辐射单元的第二辐射组件的第八子辐射结构复用为下一个辐射单元的第二辐射组件的第五子辐射结构。
可选地，位于奇数位次的所述辐射单元的第二节点用作第一馈电点，第四节点用作第二馈电点。
可选地，所述馈电结构包括沿远离所述辐射结构的方向依次层叠设置第二介质基板、两个馈电单元、第三介质基板和第二参考电极层；
每个馈电单元包括n级第一馈线、与第一馈线电连接的2n个第一信号端和一个第二信号端；
所述第一馈电点和第二馈电点的个数之和为m，其中，m＝2n+1，n为整数；
所述馈电结构中的一个馈电单元的第一信号端与所述第一馈电点对应连接，另一个馈电单元的第一信号端与所述第二馈电点对应连接。
可选地，所述相位变换结构包括第四介质基板和180度电桥，所述180度电桥位于所述第四介质板远离所述馈电结构的一侧。
可选地，所述180度电桥包括第一信号分支、圆形线圈、第二信号分支和第三信号分支；
第一信号分支与圆形线圈连接于第一节点，所述第二信号分支与圆形线圈连接于第二节点，第三信号分支与圆形线圈连接于第三节点，其中第一节点和第二节点的连线经过圆形线圈的圆心，第二节点和第三节点所对应弧的圆心角为90度。
可选地，所述第一信号分支远离所述圆形线圈的一端用作第三信号端，所述第二信号分支远离圆形线圈的一端用作第四信号端，第三信号分支远离圆形线圈的一端用作第五信号端，所述第四信号端和第五信号端分别与馈电结构中的两个第二信号端一一对应连接。
可选地，所述第二辐射组件通过贯穿第一介质基板和第一接地板的第一过孔与所述馈电结构电连接。
可选地，所述第一信号端通过贯穿所述第二介质基板的第二过孔与所述辐射结构电连接；所述第二信号端通过贯穿所述第三介质基板和第二参考电极层的第三过孔与所述相位变换结构电连接。
第二方面，本公开实施例提供一种天线系统，包括上述的天线装置，所述天线装置的数量为多个。
可选地，天线系统还包括：移相器，所述移相器与多个所述天线装置的第一信号端电连接。
可选地，天线系统还包括：巴特勒矩阵，所述巴特勒矩阵的输出端口与所述天线装置的第一信号端电连接。
第三方面，本公开实施例提供一种通信系统，其包括上述的天线装置。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种天线装置的结构示意图；
图2为本公开实施例提供的一种天线装置的辐射结构的示意图；
图3为图2所述辐射结构中辐射单元的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的一种天线装置的馈电结构的示意图；
图5为本公开实施例提供的一种天线装置的相位变换结构的示意图；
图6a-图6b为本公开实施例提供的一种天线装置的仿真示意图；
图7为本公开实施例提供的一种天线装置的驻波比示意图；
图8为本公开实施例提供的一种天线装置的阻抗值的示意图；
图9为本公开实施例提供的一种天线装置的的最大实际增益随频率的变化曲线图；
图10为本公开实施例提供的一种天线装置的2D方向图；
图11为本公开实施例提供的一种天线装置的3D方向图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。、
由于使用电磁波传递信号的无线通讯技术在使用上具有远距离通讯的便利性，使得各种利用无线通讯技术的产品日新月异，尤其是使用在手机方面更为普及。现有的天线装置可以设置在手机的屏幕或者边框中，这就需要天线装置的体积尽量小，需要天线装置的极化方向可调，以满足去接收不同方向的信号。然而，现有天线装置存在体积较大的问题。
为了至少解决上述的技术问题之一，本公开实施例提供了一种天线装置、天线系统和通信系统，下面将结合具体实施方式及附图对本公开实施例提供的天线装置、天线系统和通信系统进行进一步详细描述。
第一方面，本公开实施例提供一种天线装置，其包括：依次层叠设置的相位变换结构、馈电结构和辐射结构。
具体的，辐射结构包括第一参考电极层、第一介质基板和至少一个辐射单元；其中，第一参考电极层设置在第一介质基板和所述馈电结构之间。辐射单元包括设置在第一介质基板背离第一参考电极层的第一辐射组件，以及贯穿第一参考电极层和第一介质基板并与第一辐射组件电连接的第二辐射组件。第二辐射组件与馈电结构电连接，馈电结构与相位变换结构电连接。辐射单元的数量可以为一个或者为多个，在此不再具体限定。
其中，天线装置可以为发射天线装置或者为接收天线装置，在此不做具体限定。当天线装置为发射天线装置时，相位变换结构用于将输入的信号进行相位变换后，由馈电结构传输到第一辐射组件，进而由第一辐射组件将信号传输到与之电连接的第二辐射组件，以通过第二辐射组件对外辐射微波信号。当天线装置为接收天线装置时，第二辐射组件接收天线装置外部的微波信号，并通过与之电连接的第一辐射组件传输到馈电结构，进而通过馈电结构再传输到相位变换结构，相位变换结构将输入的信号进行相位变换后，由馈电结构的输出端进行输出。
在本实施例中，由于相位变换结构、馈电结构和辐射结构依次层叠设置形成天线结构，因此与现有技术中天线装置采用电容、电感等有源器件相比，具有体积小的优点。
图1为本公开实施例提供的一种天线装置的结构示意图，图2为本公开实施例提供的一种天线装置的辐射结构的示意图，图3为图2所示辐射结构中辐射单元的结构示意图，如图1-3所示，天线装置包括依次层叠设置的相位变换结构300、馈电结构200和辐射结构100。
具体的，辐射结构100包括第一参考电极层103、第一介质基板102和辐射模块101，辐射模块101包括多个辐射单元A。第一参考电极层103设置在第一介质基板102和馈电结构200之间，第一参考电极层可以为接地电极。每个辐射单元A包括设置在第一介质基板102背离第一参考电极层103的第一辐射组件11，以及贯穿第一参考电极层103和第一介质基板102并与第一辐射组件11电连接的第二辐射组件12。第二辐射组件12与馈电结构200电连接，馈电结构200与相位变换结构300电连接。
需要说明的是本实施例是以辐射结构100包括多个辐射单元A为例进行说明，当然辐射结构100包括一个辐射单元A也是可以的，在此不再具体限定。
在一些实施例中，如图2-3所示，第一辐射组件11包括相对设置的第一子辐射结构111和第二子辐射结构112、以及相对设置在第三子辐射结构113和第四子辐射结构114。第二辐射组件12包括第五子辐射结构121、第六子辐射结构122、第七子辐射结构123和第八子辐射结构124。第五子辐射结构121与第一子辐射结构111和第四子辐射结构114连接于第一节点A1，第六子辐射结构122与第一子辐射结构111和第三子辐射结构113连接于第二节点A2，第七子辐射结构123和第二子辐射结构112和第三子辐射结构113连接于第三节点A3，第八子辐射结构124与第二子辐射结构112和第四子辐射结构114连接于第四节点A4。本实施例中，第一子辐射结构111和第二子辐射结构112围成立方体形框架结构，优选为正方体性框架结构。可选地，第五子辐射结构121、第六子辐射结构122、第七子辐射结构123和第八子辐射结构124可通过贯穿第一介质基板102和第一参考电极层103的过孔与馈电结构200电连接。
如图3所示，前一个辐射单元的第一辐射组件11的第二子辐射结构112复用为下一个辐射单元的第一辐射组件的第一子辐射结构111。前一个辐射单元的第二辐射组件12的第七子辐射结构123复用为下一个辐射单元的第二辐射组件12的第六子辐射结构122；前一个辐射单元的第二辐射组件12的第八子辐射结构124复用为下一个辐射单元的第二辐射组件12的第五子辐射结构121。
其中，第一介质基板102包括但不限于柔性材质，例如：第一介质基板102采用聚酰亚胺(PI)或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材质。当然，第一介质基板102也可以采用玻璃基。
第一辐射组件11和第二辐射组件12的材料包括但不限于铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、银(Ag)中的至少一种。在一些示例中，第一辐射组件11的形状可以是三角形、菱形、正方形等等，在此不做具体限定。
在本实施例中，由于天线装置的辐射结构100包括多个辐射单元A，因此可以增加整体天线装置的增益，另外，通过利用第二辐射组件12为第一辐射组件11馈电，可以防止信号受到干扰，提高了信号的传输质量，进而可提高天线装置的性能。
在一些实施中，如图2-3所示，位于奇数位次的辐射单元A的第二节点A2用作第一馈电点E1，第四节点A4用作第二馈电点E2。
在本实施例中，由于位于奇数位次的辐射单元A的第二节点A2用作第一馈电点E1，第四节点A4用作第二馈电点E2，因此，天线装置可以通过第一馈电点E1和第二馈电点E2辐射出不同相位的信号，以实现天线装置的极化可调。
在一些实施例中，图4为本公开实施例提供的一种天线装置的馈电结构的示意图，如图1和图4所示，馈电结构200包括沿远离辐射结构100的方向依次层叠设置第二介质基板201、馈电模块202、第三介质基板203和第二参考电极层204，馈电模块202包括第一馈电单元21和第二馈电单元22。第二参考电极层204可以为接地电极。由于第一馈电单元21与第二馈电单元22的结构相同，下面仅以第一馈电单元21的结构为例进行说明。
第一馈电单元21包括n级第一馈线23、与第一馈线23电连接的2n个第一信号端B1和一个第二信号端B2。馈电结构200中的第一馈电单元21的第一信号端B1与第一馈电点E1对应连接，第二馈电单元22的第一信号端B1与第二馈电点E2对应连接。第一馈电点E1和第二馈电点E2的个数之和为m，其中，m＝2n+1，n为整数。
例如，如图4所示，第一馈电单元21包括2级第一馈线23，即n＝2，则第一信号端B1的个数为4个。因此，馈电结构200包括8个第一信号端B1和2个第二信号端B2，相应的，与之对应的第一馈电点E1的个数为4个，第二馈电点E2的个数也为4个。
其中，第二介质基板201和第三介质基板203的材料可以相同也可以不同，本实施例是以第二介质基板201和第三介质基板203的材料相同为例。包括但不限于柔性材质，例如：第二介质基板201和第三介质基板203的材料包括但不限于聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃基等。第一馈线的材料包括但不限于铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、银(Ag)中的至少一种。
在本实施例中，馈电结构200起到对信号进行分路的作用，通过设置馈电结构200，可将相位变换结构300输出的信号分为多路后，传送到辐射结构100，从而可对辐射结构100中的第一辐射组件11进行馈电，进而增加整体天线装置的增益，提高了天线装置的性能。
在一些实施例中，图5为本公开实施例提供的一种天线装置的相位变换结构的示意图，如图1和图5所示，相位变换结构300包括第四介质基板301和180度电桥302，180度电桥302位于第四介质板301远离馈电结构200的一侧。
继续参考图5，180度电桥302包括第一信号分支S1、圆形线圈S2、第二信号分支S3和第三信号分支S4。第一信号分支S1与圆形线圈S2连接于第一节点N1，第二信号分支S4与圆形线圈S2连接于第二节点N2，第三信号分支S4与圆形线圈S2连接于第三节点N3。
第一信号分支S1远离圆形线圈S2的一端用作第三信号端C1，第二信号分支S3远离圆形线圈S2的一端用作第四信号端C2，第三信号分支S4远离圆形线圈S2的一端用作第五信号端C3，第四信号端C2与第一馈电单元21的第二信号端B2对应电连接，第五信号端C3与第二馈电单元22的第二信号端B2对应电连接。
其中,第一节点N1和第二节点N2的连线经过圆形线圈的圆心O，第二节点N2和第三节点N3所对应弧的圆心角为90度。N2节点到N3节点的弧长为1/4λ，N3节点到N1节点的弧长为1/4λ，N1节点到N2节点的弧长为3/4λ，其中λ为波长。
其中，第四介质基板301包括但不限于柔性材质，例如：第二介质基板201和第三介质基板203的材料包括但不限于聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃基等。180度电桥302的材料包括但不限于铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、银(Ag)中的至少一种。
在本实施例中，相位变换结构300通过采用180度电桥302对信号的相位进行调整，相比于现有技术中天线装置采用移相器或衰减器等有源器件相比，由于180度电桥302为无源器件，因此其占有天线装置的空间减小，从而缩小了天线装置的体积。
下面以一个具体的实施例对天线装置的结构进行详细说明：
如图1-4所示，天线装置包括依次层叠设置的相位变换结构300、馈电结构200和辐射结构100，馈电结构200位于辐射结构100和相位变换结构300之间。
辐射结构100包括第一参考电极层103、第一介质基板102和辐射模块101第一参考电极层103设置在第一介质基板102和馈电结构200之间。辐射模块101包括7个辐射单元A。每个辐射单元A包括设置在第一介质基板102背离第一参考电极层103的第一辐射组件11，以及贯穿第一参考电极层103和第一介质基板102并与第一辐射组件11电连接的第二辐射组件12。第一辐射组件11包括相对设置的第一子辐射结构111和第二子辐射结构112、以及相对设置在第三子辐射结构113和第四子辐射结构114。第二辐射组件12包括第五子辐射结构121、第六子辐射结构122、第七子辐射结构123和第八子辐射结构124。第五子辐射结构121与第一子辐射结构111和第四子辐射结构114连接于第一节点A1，第六子辐射结构122与第一子辐射结构111和第三子辐射结构113连接于第二节点A2，第七子辐射结构123和第二子辐射结构112和第三子辐射结构113连接于第三节点A3，第八子辐射结构124与第二子辐射结构112和第四子辐射结构114连接于第四节点A4。前一个辐射单元的第一辐射组件11的第二子辐射结构112复用为下一个辐射单元的第一辐射组件的第一子辐射结构111。前一个辐射单元的第二辐射组件12的第七子辐射结构123复用为下一个辐射单元的第二辐射组件12的第六子辐射结构122；前一个辐射单元的第二辐射组件12的第八子辐射结构124复用为下一个辐射单元的第二辐射组件12的第五子辐射结构121。
其中，位于奇数位次的辐射单元A(即第一、第三、第五和第七辐射单元)的第二节点A2用作第一馈电点E1，第四节点A4用作第二馈电点E2。
其中，辐射结构100的整体厚度为1.1mm，第一介质基板102的尺寸为15.2mm*5.6mm，第一参考电极层103的厚度为2um，第一子辐射结构111、第二子辐射结构112、第三子辐射结构113和第四子辐射结构114的宽度均为0.1mm。在本实施例中，辐射结构100中第二辐射组件12可以通过位于第一介质基板102和第一参考电极层103上的多个第一开孔与馈电结构200电连接，其中，第一开孔的直径均为0.8mm。
馈电结构200包括沿远离辐射结构100的方向依次层叠设置第二介质基板201、馈电模块202、第三介质基板203和第二参考电极层204。馈电模块202包括第一馈电单元21和第二馈电单元22。馈电结构200包括8个第一信号端B1和2个第二信号端B2。第一馈电单元21的第一信号端B1与第一馈电点E1一一对应连接，第二馈电单元22的第一信号端B1与第二馈电点E2一一对应连接。
其中，馈电结构200的整体的厚度为400um，第二介质基板201和第三介质基板203尺寸相同(长宽为15mm*3.8mm，厚度为200um)，第一馈电单元21和第二馈电单元22的尺寸相同。馈电结构200的第一信号端B1均与其对应的馈电点通过第二开孔耦合连接，第二开孔位于第二介质基板201，第二开孔的直径为0.2mm。馈电结构200的第二信号端B2均通过贯穿第三介质基板203的第三开孔与下方的相位变换结构300耦合连接，第三开孔的直径为0.4mm。
相位变换结构300包括第四介质基板301和180度电桥302，180度电桥302位于第四介质板301远离馈电结构200的一侧。180度电桥302包括第一信号分支S1、圆形线圈S2、第二信号分支S3和第三信号分支S4。第一信号分支S1与圆形线圈S2连接于第一节点N1，第二信号分支S4与圆形线圈S2连接于第二节点N2，第三信号分支S4与圆形线圈S2连接于第三节点N3。
其中，第一信号分支S1远离圆形线圈S2的一端用作第三信号端C1，第二信号分支S3远离圆形线圈S2的一端用作第四信号端C2，第三信号分支S4远离圆形线圈S2的一端用作第五信号端C3，第四信号端C2与第一馈电单元21的第二信号端B2对应电连接，第五信号端C3与第二馈电单元22的第二信号端B2对应电连接。
其中，相位变换结构300中第四介质基板301的长宽为11.5mm*10mm，厚度为0.5mm。N1和N2节点的连线经过圆形线圈S2的圆心O，N2和N3所对应弧的圆心角为90度。N2节点到N3节点的弧长为1/4λ，N3节点到N1节点的弧长为1/4λ，N1节点到N2节点的弧长为3/4λ，其中λ为波长。两个信号输出分支关于一个虚拟对称轴对称，虚拟对称轴对称经过圆形线圈的圆心O。其中，虚拟对称轴对称与水平方向呈12°，这是为了使180度电桥302的第四信号端C2达到第一馈电单元21的第二信号端B2的距离、与180度电桥302的第五信号端C3到达第二馈电单元22的第二信号端B2的距离相等。
如图6a和图6b为本公开实施例提供的一种天线装置的仿真示意图；图7为该天线的装置的驻波比示意图；图8为本公开实施例提供的一种天线装置的阻抗值的示意图；图9为本公开实施例提供的一种天线装置的的最大实际增益随频率的变化曲线图；图10为天线装置的2D方向图，图11为天线装置的3D方向图。在图6a-图6b中为天线结构的s11参数，在频率为21GHz时为最小值-19.17db，-10db带宽为0.32GHz，在中心频率24GHz的s11参数为-11.23db。图7为该天线的装置vswr驻波比，在21GHz时为最小值1.25，在中心频率24GHz时驻波比为1.76。如图8所示，在24GHz时，天线装置的阻抗值为83.13。图9为本公开实施例提供的一种天线装置的的最大实际增益随频率的变化曲线图，如图9所示，在中心频率点增益为8.16db。
在本实施例中，相位变换结构通过采用180度电桥302对信号的相位进行调整，相比于现有技术中天线装置采用移相器或衰减器等有源器件相比，由于180度电桥302为无源器件，因此其占有天线装置的空间减小，从而缩小了天线装置的体积。
第二方面，本公开实施例提供一种天线系统，其包括上述的多个天线装置。
在一些实施例中，天线系统包括多个上述天线装置和多个移相器，天线装置与移相器一一对应设置，且移相器与天线装置的180度电桥302的第三信号端C2相连接，从而通过有源器件移相器控制每个天线装置的相位即可实现波束的连续可调。
在一些实施例中，天线系统包括上述的多个天线装置和巴特勒矩阵，巴特勒矩阵的输出端口与多个天线装置的相位变换结构的多个天线装置的180度电桥302的第三信号端C2耦接，通过赋予每个输出口相位特定值，即可实现波束的非连续可调。
第三方面，本公开实施例提供一种通信系统，其包括上述的天线装置，该天线装置可以固定在基站上。
本公开实施例中的通信系统还可用于汽车、火车(包括高铁)、飞机、建筑物等的玻璃窗系统中。该天线可以固定在玻璃窗的内侧(靠近室内的一侧)。由于天线的光学透过率较高，故其在实现通信功能的同时对玻璃窗的透过率影响并不大，且该种天线也将成为一种美化天线的趋势。其中，本公开实施例中的玻璃窗包括但不限于双层玻璃，玻璃窗的类型还可以是单层玻璃、夹层玻璃、薄玻璃及厚玻璃等。
在一些示例中，本公开实施例提供的通信系统还包括收发单元、射频收发机、信号放大器、功率放大器、滤波单元。通信系统中的天线可以作为发送天线，也可以作为接收天线。其中，收发单元可以包括基带和接收端，基带提供至少一个频段的信号，例如提供2G信号、3G信号、4G信号、5G信号等，并将至少一个频段的信号发送给射频收发机。而通信系统中的天线接收到信号后，可以经过滤波单元、功率放大器、信号放大器、射频收发机的处理后传输给收发单元中的接收端，接收端例如可以为智慧网关等。
进一步地，射频收发机与收发单元相连，用于调制收发单元发送的信号，或用于解调天线接收的信号后传输给收发单元。具体地，射频收发机可以包括发射电路、接收电路、调制电路、解调电路，发射电路接收基带提供的多种类型的信号后，调制电路可以对基带提供的多种类型的信号进行调制，再发送给天线。而天线接收信号传输给射频收发机的接收电路，接收电路将信号传输给解调电路，解调电路对信号进行解调后传输给接收端。
进一步地，射频收发机连接信号放大器和功率放大器，信号放大器和功率放大器再连接滤波单元，滤波单元连接至少一个天线。在通信系统进行发送信号的过程中，信号放大器用于提高射频收发机输出的信号的信噪比后传输给滤波单元；功率放大器用于放大射频收发机输出的信号的功率后传输给滤波单元；滤波单元具体可以包括双工器和滤波电路，滤波单元将信号放大器和功率放大器输出的信号进行合路且滤除杂波后传输给天线，天线将信号辐射出去。在通信系统进行接收信号的过程中，天线接收到信号后传输给滤波单元，滤波单元将天线接收的信号滤除杂波后传输给信号放大器和功率放大器，信号放大器将天线接收的信号进行增益，增加信号的信噪比；功率放大器将天线接收的信号的功率放大。天线接收的信号经过功率放大器、信号放大器处理后传输给射频收发机，射频收发机再传输给收发单元。
在一些示例中，信号放大器可以包括多种类型的信号放大器，例如低噪声放大器，在此不做限制。
在一些示例中，本公开实施例提供的通信系统还包括电源管理单元，电源管理单元连接功率放大器，为功率放大器提供用于放大信号的电压。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (14)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：依次层叠设置的相位变换结构、馈电结构和辐射结构；
所述辐射结构包括第一参考电极层、第一介质基板和辐射模块，所述辐射模块包括至少一个辐射单元；其中，所述第一参考电极层设置在所述第一介质基板和所述馈电结构之间；
所述辐射单元包括设置在所述第一介质基板背离所述第一参考电极层的第一辐射组件，以及贯穿所述第一参考电极层和所述第一介质基板并与所述第一辐射组件电连接的第二辐射组件；
所述第二辐射组件与所述馈电结构电连接，所述馈电结构与所述相位变换结构电连接。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射组件包括相对设置的第一子辐射结构和第二子辐射结构、以及相对设置在第三子辐射结构和第四子辐射结构；
所述第二辐射组件包括第五子辐射结构、第六子辐射结构、第七子辐射结构和第八子辐射结构；其中，所述第五子辐射结构与所述第一子辐射结构和所述第四子辐射结构连接于第一节点；所述第六子辐射结构与所述第一子辐射结构和所述第三子辐射结构连接于第二节点；所述第七子辐射结构和所述第二子辐射结构和所述第三子辐射结构连接于第三节点；所述第八子辐射结构与所述第二子辐射结构和所述第四子辐射结构连接于第四节点。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置包括多个辐射单元，其中，前一个辐射单元的第一辐射组件的第二子辐射结构复用为下一个辐射单元的第一辐射组件的第一子辐射结构；
所述前一个辐射单元的第二辐射组件的第七子辐射结构复用为下一个辐射单元的第二辐射组件的第六子辐射结构；所述前一个辐射单元的第二辐射组件的第八子辐射结构复用为下一个辐射单元的第二辐射组件的第五子辐射结构。
4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，位于奇数位次的所述辐射单元的第二节点用作第一馈电点，第四节点用作第二馈电点。
5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述馈电结构包括沿远离所述辐射结构的方向依次层叠设置第二介质基板、两个馈电单元、第三介质基板和第二参考电极层；
每个馈电单元包括n级第一馈线、与第一馈线电连接的2n个第一信号端和一个第二信号端；
所述第一馈电点和第二馈电点的个数之和为m，其中，m＝2n+1，n为整数；
所述馈电结构中的一个馈电单元的第一信号端与所述第一馈电点对应连接，另一个馈电单元的第一信号端与所述第二馈电点对应连接。
6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述相位变换结构包括第四介质基板和180度电桥，所述180度电桥位于所述第四介质板远离所述馈电结构的一侧。
7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述180度电桥包括第一信号分支、圆形线圈、第二信号分支和第三信号分支；
第一信号分支与圆形线圈连接于第一节点，所述第二信号分支与圆形线圈连接于第二节点，第三信号分支与圆形线圈连接于第三节点，其中第一节点和第二节点的连线经过圆形线圈的圆心，第二节点和第三节点所对应弧的圆心角为90度。
8.根据权利要求7所述的天线装置，其特征在于，所述第一信号分支远离所述圆形线圈的一端用作第三信号端，所述第二信号分支远离圆形线圈的一端用作第四信号端，第三信号分支远离圆形线圈的一端用作第五信号端，所述第四信号端和第五信号端分别与馈电结构中的两个第二信号端一一对应连接。
9.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射组件通过贯穿第一介质基板和第一接地板的第一过孔与所述馈电结构电连接。
10.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述第一信号端通过贯穿所述第二介质基板的第二过孔与所述辐射结构电连接；所述第二信号端通过贯穿所述第三介质基板和第二参考电极层的第三过孔与所述相位变换结构电连接。
11.一种天线系统，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的天线装置，所述天线装置的数量为多个。
12.根据权利要求11所述的天线系统，还包括：移相器，所述移相器与多个所述天线装置的第一信号端电连接。
13.根据权利要求11所述的天线系统，还包括：巴特勒矩阵，所述巴特勒矩阵的输出端口与所述天线装置的第一信号端电连接。
14.一种通信系统，其包括权利要求1-10中任一项所述的天线装置。
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