CN117157829A - 天线及电子设备 - Google Patents
天线及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117157829A CN117157829A CN202280000601.5A CN202280000601A CN117157829A CN 117157829 A CN117157829 A CN 117157829A CN 202280000601 A CN202280000601 A CN 202280000601A CN 117157829 A CN117157829 A CN 117157829A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- feed
- dielectric substrate
- transmission
- branch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 133
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 130
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 91
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 10
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 5
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 11
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 8
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 8
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 5
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- -1 acryl Chemical group 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-triallyloxy-1,3,5-triazine Chemical compound C=CCOC1=NC(OCC=C)=NC(OCC=C)=N1 BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/18—Phase-shifters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本公开提供一种天线及电子设备，属于通信技术领域。本公开的天线包括：第一介质基板、子阵和第一馈电结构；子阵包括第一辐射部、移相器和第二馈电结构和参考电极层；传输组件包括第一传输结构和第二传输结构；第一辐射部和第二馈电结构设置在第一介质基板背离传输组件的一侧；参考电极层设置在第一介质基板上；第一馈电结构具有第一馈电端口和第二馈电端口；第二馈电结构具有第三馈电端口和第四馈电端口；参考电极具有第一开口和第二开口；第四馈电端口连接第一辐射部；第一开口、第一传输结构、第二馈电端口中任意两者在第一介质基板上的正投影存在交叠；第二开口、第二传输结构、第三馈电端口中任意两者在第一介质基板上的正投影存在交叠。
Description
本公开属于通信技术领域，具体涉及一种天线及电子设备。
随着移动通信技术的发展，信号覆盖成为很多设备商和运营商关注的热点。为了可以实现比较好的覆盖，运营商们需要一种波束倾角可以改变的天线，为了实现波束对小区的覆盖，通常基站天线的波束要下倾一定的角度，波束下倾的实现形式大概分为机械下倾和电调下倾两种方式。对于机械下倾就是天线搭建时将天线认为的下倾一个角度，让天线平面与地面形成一定的物理角度，从而实现波束指向有一个下倾角，电调下倾是天线是采用天线阵列合成的原理，给天线不同单元不同的相位，使天线单元之间存在相位差，使天线方向图在垂直方向有一个下倾角。为了避免安装和维护的方便，电调下倾的方式被广泛采用。如果让天线波束下倾的角度发生改变，就需要采用移相器，传统的移相器多为机械式移相器。但是机械移相器大都重量较重、剖面较高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种天线及电子设备。
本公开实施例提供一种天线，其包括：第一介质基板、至少一个子阵和至少一个第一馈电结构；所述子阵包括至少一个第一辐射部、至少一个传输组件和至少一个第二馈电结构和参考电极层；其中，
所述传输组件包括第一传输结构和第二传输结构；
所述第一辐射部和所述第二馈电结构设置在所述第一介质基板背离所述传输组件的一侧；所述参考电极层设置在所述第一介质基板靠近所述传输组件的一侧；
所述第一馈电结构具有第一馈电端口和第二馈电端口；第二馈电结构具有第三馈电端口和第四馈电端口；所述参考电极具有第一开口和第二开口； 所述第四馈电端口连接所述第一辐射部；所述第一开口、所述第一传输结构、所述第二馈电端口中任意两者在所述第一介质基板上的正投影存在交叠；所述第二开口、所述第二传输结构、所述第三馈电端口中任意两者在所述第一介质基板上的正投影存在交叠。
其中，所述天线还包括与所述第一介质基板相对设置的第二介质基板，所述子阵还包括位于所述第二介质基板上的第二辐射部，且一个所述第一辐射部与一个所述第二辐射部在所述第一介质基板上的正投影至少部分重叠。
其中，所述第二辐射部设置在所述第二介质基板背离所述第一介质基板的一侧。
其中，所述第一馈电结构为一分二功分器，所述天线包括多个所述子阵；沿第一方向每两个并排设置的所述子阵为一组；
一个所述一分二功分器的两个所述第二馈电端口，分别与一组所述子阵中的两个传输组件的第一传输结构通过所述第一开口耦合连接。
其中，所述子阵包括两个所述第二馈电结构；连接同一个所述第一辐射部的两个所述第二馈电结构的第四馈电端口的馈电方向不同。
其中，所述第一辐射部的轮廓包括在第一方向上相对设置、且主体部分沿第二方向延伸的第一边和第二边，以及在所述第二方向上相对设置，且主体部分沿所述第一方向延伸的第三边和第四边；其中，所述第二边与所述第三边和所述第四边直接连接；连接同一个所述第一辐射部的两个所述第四馈电端口分别连接在所述第二边的两个端部上。
其中，所述第一辐射部的轮廓还包括连接所述第一边和所述第三边的第五边，以及连接所述第一边和所述第四边的第六边；对于一个所述第一辐射部的轮廓的所述第一边的延长线与第三边的延长线的交点为第一交点；所述第二边的延长线与所述第四边的延长线的交点为第二交点；所述第三边的中点和所述第四边中点的连线的中点为第一中点，所述第一交点到所述第五边的最短距离为第一距离，所述第二交点到所述第六边的最短距离为第二距离；所述第一交点和所述第一中点之间的距离为第三距离，所述第二交点和 所述第一中点之间的距离为第四距离；所述第一距离与所述第三距离的比值和所述第二距离与所述第四距离的比值范围均为2:15～3:14。
其中，所述第一边具有朝向所述第二边凸出的凹陷部。
其中，对于一个所述第一辐射部，所述凹陷部轮廓的中心与所述第二边的中点的连线的延伸方向与所述第一方向的夹角范围为0°～5°。
其中，对于一个所述第一辐射部，所述第一边与所述第二边在所述第一方向上的最大距离和最小距离的比值范围为25:19～22:19。
其中，所述子阵中的两个所述第二馈电结构，以沿第一方向延伸、且贯穿所述第一辐射部轮廓的第二边中点的直线为对称轴对称设置。
其中，所述子阵中包括两个所述传输组件、两个所述第二馈电结构；所述子阵中两个所述传输组件分别为传输组件a和传输组件b，两个所述第二馈电结构分别为第二馈电结构a和第二馈电结构b；所述子阵中的所述参考电极层包括两个所述第一开口和两个所述第二开口，两个所述第一开口分别为第一开口a和第一开口b，两个所述第二开口分别为第二开口a和第二开口b；
所述第一馈电结构为一分二功分器；所述天线包括多个子阵，沿第一方向每两个并排设置的所述子阵为一组；一组所述子阵由两个所述第一馈电结构进行馈电，且为同一组所述子阵进行馈电的两个所述第一馈电结构分别为第一馈电结构a和第一馈电结构b；
对于一组所述子阵，所述第一馈电结构a的两个所述第二馈电端口分别通过对应的第一开口a和对应的所述传输组件a的第一传输结构耦接；所述传输组件a的第二传输结构分别通过对应的第二开口a和对应的第二馈电结构a的第一馈电端口耦接；
所述第一馈电结构b的两个所述第二馈电端口分别通过对应的第一开口b与对应的所述传输组件b的第一传输结构耦接；所述传输组件b的第二传输结构分别通过对应的第二开口b和对应的第二馈电结构b的第一馈电端口耦接其中，所述传输组件包括移相器；所述移相器还包括连接在所述第一 传输结构和第二传输结构之间的移相部；所述移相器的移相部包括相对设置的第三介质基板和第四介质基板，设置在所述第三介质基板靠近所述第四介质基板一侧的第一电极层，设置在所述第四基板靠近所述第三基板一侧的第四电极层，以及位于所述第一电极层和所述第二电极层之间的液晶层；
所述第三介质基板相较于所述第四介质基板更靠近所述参考电极层；
所述第一电极层包括第一主干线和第二主干线，所述第一主干线和所述第二主干线在所述第三介质基板上的正投影，均与所述第二电极层在所述第三介质基板上的正投影存在交叠；所述第一主干线和所述第二主干线的两端均分别连接所述第一传输结构和所述第二传输结构。
其中，所述第一主干线和所述第二主干线均包括相对设置的第一端和第二端；所述第一传输结构包括第一合路、第一支路和第二支路；所述第二传输结构包括第二合路、第三支路和第三支路；
所述第一合路与所述第一开口在所述第一介质基板上正投影存在交叠；所述第一支路的一端连接所述第一主干线的第一端，另一端连接所述第一合路；所述第二支路连接所述第二主干线的第一端，另一端连接所述第一合路；
所述第二合路与所述第二开口在所述第一介质基板上正投影存在交叠；所述第三支路的一端连接所述第一主干线的第二端，另一端连接所述第二合路；所述第四支路连接所述第二主干线的第二端，另一端连接所述第二合路；
所述第一支路和第四支路线长相等；所述第二支路和所述第三支路的线长相等，且所述第一支路的线长大于所述第二支路的线长。
其中，所述第一传输结构和所述第二传输结构均设置在第三介质基板上。
其中，所述天线单元中的所述第一辐射部的数量为N个，N≥2，且N为整数，所述第二馈电结构包括N个所述第四馈电端口，所述天线单元中的所述第一辐射部与所述第四馈电端口一一对应连接。
其中，所述第一介质基板包括印刷电路板。
其中，所述第一馈电结构、第二馈电结构和所述第一辐射部同层设置， 且材料相同。
其中，所述天线还包括壳体；所述子阵和所述第一馈电结构位于所述壳体的中空空间内。
其中，所述第一辐射部的轮廓具有至少一个第一凸出部和/或至少一个第一凹槽部。
其中，所述第二辐射部的轮廓具有至少一个第二凸出部和/或至少一个第二凹槽部；
当所述第一辐射部具有第一凸出部，所述第二辐射部具有第二凸出部时，一个所述第二凸出部与一个所述第一凸出部对应设置；
当所述第一辐射部具有第一凹槽部，所述第二辐射部具有第二凹槽部时，一个所述第二凹槽部与一个所述第一凹槽部对应设置。
本公开实施例提供一种电子设备，其包括上述任一所述的天线。
图1为本公开实施例的一种天线的俯视图。
图2为本公开实施例的一种天线的截面图。
图3为图1所示的天线的移相器的俯视图。
图4为图1所示的天线的第一介质基板、第一辐射部、第一馈电结构和第二馈电结构的俯视图。
图5为图1所示的天线的参考电极层的俯视图。
图6为图1所示的天线的信号耦合的示意图。
图7为图1所示的天线的第二介质基板和第二辐射部的俯视图。
图8为图4和图7所示的膜层叠层后的俯视图。
图9为本公开实施例的另一种天线的俯视图。
图10为图9所示的天线的移相器的俯视图。
图11为图9所示的天线的第一介质基板、第一辐射部、第一馈电结构 和第二馈电结构的俯视图。
图12为图9所示的天线的参考电极层的俯视图。
图13为图11和图7所示的膜层叠层后的辐射图。
图14为本公开实施例的第一辐射部的俯视图。
图15为本公开实施例的移相器中的移相部的俯视图。
图16为图15的A-A＇的截面图。
图17为本公开实施例的另一种天线的截面图。
[根据细则91更正 19.05.2022]
图18为图13所示的天线的驻波特征图。
图19为图13所示的天线的隔离度特征图。
图20为本公开实施例的天线的中心频率水平及垂直面方向图。
图21为本公开实施例的再一种天线的截面图。
图22为图21所示的天线的第一辐射部和第一馈线的俯视图。
图23为图21所示的天线的第二辐射部的俯视图。
图24为图21所示的天线的驻波特征图。
图25为图21所示的天线的隔离度特征图。
图26为本公开实施例的天线的中心频率水平及垂直面方向图。
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
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。
巴伦(BALUN：balun-unbalance)组件是一种三端口器件，其可以应用至微波射频器件中，巴伦组件是一种将匹配输入转换为差分输入的射频传输线变压器，可用于激励差分线、放大器、宽带天线、平衡混频器、平衡倍频器及调制器、移相器以及任何需要在两条线路上传输幅度相等且相位相差180°的电路设计。其中，巴伦组件的两个输出幅度相等、相位相反。在频域中，这表示两个输出之间具有180°的相位差；在时域中，这表示一个平衡输出的电压为另一平衡输出的负值。
需要说明的是，本公开中的传输组件被配置为进行射频信号的传输。在本公开的下述示例中，均以传输组件为移相器进行描述，也即传输组件不仅包括第一传输结构、第二传输结构，而且还包括设置在第一传输结构和第二传输结构之间的移相部，移相部被配置为对射频信号进行移相。
第一方面，图1为本公开实施例的一种天线的俯视图；图2为本公开实施例的一种天线的截面图；如图1和2所示，本公开实施例提供一种天线，其包括：第一介质基板101、至少一个子阵和第一馈电结构200。其中，子阵100包括至少一个第一辐射部10、至少一个移相器30和至少一个第二馈电结构20和参考电极层50。
具体的，图3为图1所示的天线的移相器30的俯视图；如图3所示，移相器30包括第一传输结构301、第二传输结构302和移相部303。其中，第一传输结构301和第二传输结构302一者用作微波信号的输入结构，另一者则用于微波信号的输出结构。例如：第一传输结构301用作输入结构，第二传输结构302用作输出结构，此时由第一传输结构301将微波信号馈入移相部303，经由移相部303将微波信号进行移相后再将移相后的微波信号通过第二传输结构302馈出。
图4为图1所示的天线的第一介质基板101、第一辐射部10、第一馈电结构200和第二馈电结构20的俯视图；如图4所示，子阵100中的第一辐射部10和第二馈电结构20设置在第一介质基板101背离移相器30的一侧，参考电极层50设置在第一介质基板101靠近移相器30的一侧。其中，参考电极层50、第一辐射部10和第二馈电结构20形成电流回路。为便于控制参考电极层50可以为接地电极层。
进一步的，继续参照图4，第一馈电结构200具有第一馈电端口201和第二馈电端口202；第二馈电结构20具有第三馈电端口21和第四馈电端口22。图5为图1所示的天线的参考电极层50的俯视图；如图5所示，参考电极层50上具有第一开口501和第二开口502。对于任一子阵100，第二馈电结构20的第四馈电端口22连接第一辐射部10，参考电极层50上的一个第一开口501、一个移相器30的第一传输结构301、第一馈电结构200的一个第二馈电端口202中的任意两者第一介质基板101上的正投影存在交叠；参考电极层50上的一个第二开口502、一个移相器30的第二传输结构302、第二馈电结构20的一个第三馈电端口21中的任意两者第一介质基板101上的正投影存在交叠。图6为图1所示的天线的信号耦合的示意图；如图6所示，也就是说，对于一个子阵100，其中的移相器30的第一传输结构301通过参考电极层50上的第一开口501与第一馈电结构200的第二馈电端口202耦合连接。其中的移相器30的第二传输结构302通过参考电极层50的第二开口502与第二馈电结构20的第三馈电结构耦合连接。
本公开实施例中的天线可以为接收微波信号的接收天线、也可以为发送微波信号的发送天线，还可以为同时实现微波信号的接收和发送的收发天线。以天线中的一个子阵100的工作过程为例进行说明。当天线进行微波信号的发送时，第一馈电结构200的第一馈电端口201将微波信号馈入，并由第二馈电端口202通过第一开口501耦合至移相器30的第一传输结构301，再经由移相器30的移相部303移相后，通过第二传输结构302馈出移相后的微波信号，并通过第二开口502耦合至第二馈电结构20的第三馈电端口21，此时第二馈电结构20的第四馈电结构连接第一辐射部10，通过第一辐 射部10即可将微波信号进行发送。当天线进行微波信号的接收时，第一辐射部10接收到微波信号馈入第二馈电结构20的第四馈电端口22，再经由第二馈电结构20的第三馈电端口21通过第二开口502耦合至移相器30的第二传输结构302，第二传输结构302将微波信号馈入移相部303并由第一传输结构301馈出，第一传输结构301再通过第一开口501将微波信号馈入第一馈电结构200的第二馈电端口202，最后传输至第一馈电结构200的第一馈电端口201，从而实现微波信号的接收。
在一些示例中，继续参照图4天线的子阵100中第一辐射部10的数量可以为N个，N≥2，且N为整数。相应的子阵100中的第二馈电结构20的第四馈电端口22的数量的同样为N个。例如：第二馈电结构20可以为一分N的功分器。在本公开实施例中，以N＝3为例，相应的，天线的子阵100中的第一辐射部10的数量为3个，第二馈电结构20采用一分三功分器，第四馈电端口22的数量为3个。
在一些示例中，图7为图1所示的天线的第二介质基板401和第二辐射部40的俯视图。图8为图4和图7所示的膜层叠层后的俯视图；如图7和8所示，天线不仅包括上述结构，天线的每个子阵100中还包括与第一介质基板101相对设置的第二介质基板401，以及设置在第二介质基板401上的至少一个第二辐射部40。一个第一辐射部10与一个第二辐射部40在第一介质基板101上的正投影至少部分重叠。例如：每个子阵100中的第一辐射部10和第二辐射部40一一对应设置。当本公开实施例的天线发送信号时，第一辐射部10辐射出的射频信号则可以通过第二辐射部40进行发射。当天线接收信号时，任一第二辐射部40在接收到射频信号后，将射频信号馈向与之对应设置的第一辐射部10，第一辐射部10再通过与之电连接的第二馈电结构20传输至移相器30，移相后再传输至第一馈电结构200，以此完成射频信号的接收。通过第一辐射部10和第二辐射部40配合对射频信号进行辐射，相较仅设置一个第一辐射部10的天线而言，有效的提高了辐射效率，减小频带内增益波动，对于匹配损耗的增益，增益明显提高，且平滑了频带内阻抗。
进一步，第二辐射部40设置在第二介质基板401背离第一介质基板101的一侧。在一些示例中，第二介质基板401用以为第二辐射部40提供支撑。第二介质基板401的材料包括但不限于聚碳酸酯塑料(Polycarbonate；PC)、环烯烃聚合物塑料(Copolymers of Cycloolefin；COP)或者亚克力/有机玻璃(Polymethyl Methacrylate；PMMA)。
在一些示例中，本公开实施例中的天线为双极化天线，每个子阵100包括两个第二馈电结构20；连接同一个第一辐射部10的两个第二馈电结构20的第四馈电端口22的馈电方向不同。也即对于一个每个第一辐射部10而言需要两个第二馈电单元为其进行馈电，且连接同一个第一辐射部10的两个第二馈电单元的第四馈电端口22与该第一辐射部10的连接节点为第一节点和第二节点，此时第一节点与该第一辐射部10中心的连线的延长线和第二节点与该第一辐射部10中心的连线的延长线相交，例如：第一节点与该第一辐射部10中心的连线的延长线和第二节点与该第一辐射部10中心的连线的延长线相互垂直，从而使实现0°/90°或者±45°的极化方向。
具体的，图9为本公开实施例的另一种天线的俯视图；图10为图9所示的天线的移相器30的俯视图；图11为图9所示的天线的第一介质基板101、第一辐射部10、第一馈电结构200和第二馈电结构20的俯视图；图12为图9所示的天线的参考电极层50的俯视图；图13为图11和图7所示的膜层叠层后的辐射图；如图9-13所示，当本公开实施例的天线为双极化天线时，每个子阵100包括两个第二馈电结构20和两个移相器30，其中，每个子阵100中的两个移相器30的第一传输结构301可以由两个第一馈电结构200的第二馈电端口202进行馈电。以一个子阵100为例，为了便于描述将该子阵100中所包含的两个第二馈电结构20分别称之为第二馈电结构a20＇和第二馈电结构b20＇＇，和两个移相器30分别称之为移相器a30＇和移相器b30＇＇。参考电极层50上的两个第一开口501分别称之为第一开口a501＇和第一开口b501＇＇，两个第二开口502分别称之为第二开口502a和第二开口502b。第一馈电结构a200＇的第二馈电端口202通过第一开口a501＇与移相器a30＇的第一传输结构301耦合连接；移相器a30＇的第二传输结 构302则通过第二开口502a与第二馈电结构a20＇的第三馈电端口21耦合连接；第二馈电结构a20＇的三个第四馈电端口22分别连接三个第一辐射部10。同理，第一馈电结构b200＇＇的第二馈电端口202通过第一开口b501＇＇与移相器b30＇＇的第一传输结构301耦合连接；移相器b30＇＇的第二传输结构302则通过第二开口502b与第二馈电结构b20＇＇的第三馈电端口21耦合连接；第二馈电结构b20＇＇的三个第四馈电端口22分别连接三个第一辐射部10。
在一些示例中，第一馈电结构200采用一分二功分器，天线包括多个子阵100；沿第一方向每两个子阵100为一组，一个一分二功分器的两个第二馈电端口202分别与一组子阵100中的两个移相器30的第一传输结构301通过所述第一开口501耦合连接。采用一分二功分器作为第一馈电结构200，有助于本公开实施例的天线实现高集成度。
在一个示例中，第一馈电结构200采用一分二功分器，天线包括多个子阵100；沿第一方向每两个子阵100为一组，一个子阵100中包括3个第一辐射部10。该天线为双极化天线，也即每个子阵100中的两个第二馈电结构20和两个移相器30，一组子阵100中由两个第一馈电结构200进行馈电。每组子阵100中的两个子阵100分别称之为第一子阵和第二子阵。对于一组子阵100而言，第一馈电结构a200＇的一个第二馈电端口202通过第一子阵中的第一开口a501＇与第一子阵中的移相器a30＇的第一传输结构301耦合连接，第一馈电结构a200＇的另一个第二馈电端口202通过第二子阵中的第一开口a501＇与第二子阵中的移相器a30＇的第一传输结构301耦合连接。在第一子阵中，移相器a30＇的第二传输结构302通过第二开口502a与第二馈电结构a20＇的第三馈电端口21耦合连接，第二馈电结构a20＇的三个第四馈电端口22与三个第一辐射部10电连接；移相器b30＇＇的第二传输结构302通过第二开口502b与第二馈电结构b20＇＇的第三馈电端口21耦合连接，第二馈电结构b20＇＇的三个第四馈电端口22与三个第一辐射部10电连接。在第二子阵中，移相器a30＇的第二传输结构302通过第二开口502a与第二馈电结构a20＇的第三馈电端口21耦合连接，第二馈电结构a20＇的 三个第四馈电端口22与三个第一辐射部10电连接；移相器b30＇＇的第二传输结构302通过第二开口502b与第二馈电结构b20＇＇的第三馈电端口21耦合连接，第二馈电结构b20＇＇的三个第四馈电端口22与三个第一辐射部10电连接。
在一些示例中，图14为本公开实施例的第一辐射部10的俯视图；如图14所示，无论本公开实施例中的天线采用上述的任一架构，其中的第一辐射部10的轮廓都可以包括在第一方向X上相对设置的、且主体部分沿第二方向Y延伸的第一边S1和第二边S2，以及在第二方向Y上相对设置的、且主体部分沿第一方向X延伸的第三边S3和第四边S4。第二边S2与第三边S3和第四边S4直接连接；连接同一个第一辐射部10的两个第四馈电端口22分别连接在第二边S2的两个端部上。也就是说，对于一个第一辐射部10，两个第二馈电结构20的第四端口与该第一辐射部10的连接节点刚好位于第一辐射部10的两个角部上，从而实现双极化天线，例如实现±45°的极化。
进一步的，任一第一辐射部10的轮廓不仅包括上述的第一边S1、第二边S2、第三边S3和第四边S4，而且还包括连接第一边S1和第三边S3的第五边S5，以及连接第一边S1和第四边S4的第六边S6；由于第一边S1的延伸方向为第二方向Y，第三边S3和第四边S4的延伸方向是第一方向X，也即第一边S1分别与第三边S3和第四边S4的延伸方向均不同，故第五边S5连接在第一边S1和第三边S3，相当于在第一边S1和第三边S3之间形成一平倒角，第六边S6连接在第一边S1和第四边S4，相当于在第一边S1和第四边S4之间形成一平倒角，第五边S5和第六边S6的长度决定了这两个平倒角的大小，而平倒角的大小是用来阻抗匹配，以降低微波损耗。在一个示例中，第五边S5和第六边S6的长度可以相等。
在一些示例中，对于任一第一辐射部10的轮廓，第一边S1的延长线和第三边S3的延伸方向的交点为第一交点P1，第一边S1的延长线和第四边S4的延长线的交点为第二交点P2。第三边S3的中点和第四边S4的中点的连线的中点为第一中点O1。其中，第一交点P1到第五边S5的最短距离为 第一距离d1，第二交点到第六边S6的最短距离为第二距离d2，第一交点P1到第一中点O1的距离为第三距离d3，第二交点P2到第一中点O1的距离为第四距离d4。第一距离d1与第三距离d3的比值和第二距离d2与第四距离d4的比值范围均可以为2:15～3:14。例如：d1:d3＝2.2627:14.823。在一个示例中，第一距离d1与第三距离d3的比值和第二距离d2与第四距离d4的比值可以相等，此时，第五边S5和第六边S6的长度可以相等。
进一步的，无论第一辐射部10的结构采用轮廓包括第一边S1、第二边S2、第三边S3和第四边S4，还是包括第一边S1、第二边S2、第三边S3、第四边S4、第五边S5和第六边S6，其中的第一边S1具有朝向所述第二边S2凸出的凹陷部11。设置凹陷部11提高两个第二馈电结构20馈入同一第一辐射部10上的射频信号的隔离度。该凹陷部11包括但不限于矩形槽。
在一个示例中，对于一个所述第一辐射部10的轮廓，第一边S1上的凹陷部的中心与第二边S2的中点的连线的延伸方向与第一方向X的夹角范围为0°～5°。例如：第一边S1上的凹陷部的中心与第二边S2的中点的连线的延伸方向与第一方向X的夹角为0°，也即，第一边S1上的凹陷部的中心与第二边S2的中点的连线的延伸方向为第一方向X。
在一个示例，对于一个所述第一辐射部10的轮廓，第一边S1与第二边S2在第一方向X上的最大距离L1和最小距离L2的比值范围为25:19～22:19；例如：L1:L2＝23.9:21.8。也即，第一边S1与第二边S2在第一方向X上的最大距离与凹陷部的底部到第二边S2的距离的比值为25:19～22:19。可以看出的是，通过可以设置凹陷部的深度可以得到对两个第二馈电结构20对同一第一辐射部10上馈入的射频信号的最佳的隔离度。
在一些示例中，进一步的，无论第一辐射部10的结构采用轮廓包括第一边S1、第二边S2、第三边S3和第四边S4，还是包括第一边S1、第二边S2、第三边S3、第四边S4、第五边S5和第六边S6。每个子阵100中的两个第二馈电结构20，以沿第一方向X延伸、且贯穿第一辐射部10轮廓的第二边S2中点的直线为对称轴对称设置。例如：每个子阵100中的一个第二馈电结构20位于靠近第三侧边的一侧(第一辐射部10的上侧)，另一个第 二馈结构位于靠近第四侧边的一侧(第一辐射部10的下侧)。
在一些示例中，图15为本公开实施例的移相器30中的移相部303的俯视图；图16为图15的A-A＇的截面图；如图15和16所示，无论本公开实施例的天线采用上述任一架构，其中的天线中的移相器30均可以采用液晶移相器30，该液晶移相器30的移相部303可以包括相对设置的第三介质基板304和第四介质基板305，以及设置在第三介质基板304靠近第四介质基板305一侧第一电极层，设置在第四介质基板305靠近第三介质基板304一侧的第二电极层，以及位于第一电极层和第二电极层之间的液晶层306。其中，第三介质基板304相较于第四介质基板305更靠近参考电极层50，也即在天线中，参考电极层50设置在第三介质基板304和第一介质基板101之间，以使第一电极层、第二电极层和参考电极层50能够形成电流回路。这样一来，可以通过给第一电极层和第二电极层施加电压，以使二者之间形成电场以驱动液晶分子翻转，从而改变液晶层306的介电常数，以实现微波的移相。在本公开实施例的天线中，移相部303可以采用任何形式的差模双线移相器30。以下结合集中具体示例对本公开实施例中的移相部303进行说明。
例如：移相部303中的第一电极层包括第一主干线31和第二主干线32，第二电极层包括多个间隔设置的贴片电极33。其中，第一主干线31和第二主干线32的延伸方向相同；多个间隔设置的贴片电极33沿第一主干线31的延伸方向并排设置，且贴片电极33延其延伸方向的两相对端在第一介质基板101上的正投影分别与第一主干线31和第二主干线32在第三介质基板304上的正投影重叠。在该种情况下，第一主干线31和第二主干线32分别与贴片电极的交叠区域，形成电容区域，通过给第一主干线31、第二主干线32和贴片电极33上加载不同的电压，以使第一主干线31和贴片电极33的交叠区域形成电场，第二主干线32和贴片电极33的交叠区域也形成电场，以使第一主干线31和贴片电极33的交叠区域和第二主干线32和贴片电极33的交叠区域的液晶分子的介电常数发生改变，从而实现对微波信号的移相。对于该种移相部303，其中第一主干线31和第二主干线32的两端均分 别连接第一传输结构301和第二传输结构302。
需要说明的是，实际上移相部303的工作并不依赖于参考电极层50，当移相部303集成在天线中时，则需要一个或多个参考电极层50是必需的。当然如果在天线中本身集成有参考电极层50，移相部303的参考电极层50也可以与天线中的参考电极层50共用。参考电极层50可以设置在第三介质基板304背离液晶层306的一侧，也可以设置第四介质基板305背离液晶层306的一侧。另外，参考电极层50包括但不限于接地层。只要参考电极层50与第一主干线31、贴片电极形成电流回路，以及与第二主干线32和贴片电极33形成电流回路即可。
在一些示例中，移相部303中的各个贴片电极可以通过连接电极电连接在一起，此时在移相部303工作时，各贴片电极可以被施加相同的偏置电压，这样一来，便于控制。其中，连接电极在第三介质基板304上的正投影与第一主干线31和第二主干线32在第一介质基板101上的正投影均无交叠。
在一些示例中，移相部303中的各个贴片电极周期性排布，例如各个贴片电极之间的间距相等。在一些示例中，各个贴片电极与第一主干线31在第三介质基板304上的正投影的交叠区域的面积均相等；和/或，各个贴片电极与第二主干线32在第三介质基板304上的正投影的交叠区域的面积均相等。通过该种设置方式便于移相部303的控制。进一步的，各个贴片电极的宽度均可以相等，各个贴片电极的长度也均可以相等。
在一些示例中，移相部303中的第一主干线31和第二主干线32均可以采用直线段的传输线。第一主干线31和第二主干线32的延伸方向可以为相互平行，该种设置方式有助于移相部303的小型化，也即有助于天线实现高集成度。当然，第一主干线31和第二主干线32也可以是弯曲的，在本公开实施例中并不对第一主干线31和第二主干线32的形状进行限定。
在一些示例中，移相器30中的第一传输结构301和第二传输结构302均可以设置的第三介质基板304上，此时，第一传输结构301和第二传输结构302和第一主干线31和第二主干线32同层设置，且采用相同的材料。
在一些示例中，移相器30的移相部303中的第一主干线31和所述第二主干线32均包括相对设置的第一端和第二端；第一传输结构301包括第一合路、第一支路和第二支路；第二传输结构302包括第二合路、第三支路和第四支路；第一合路与第一开口501在第一介质基板101上正投影存在交叠；第一支路的一端连接第一主干线31的第一端，另一端连接第一合路；第二支路连接第二主干线32的第一端，另一端连接所述第一合路；第二合路与所述第二开口502在第一介质基板101上正投影存在交叠；第三支路的一端连接第一主干线31的第二端，另一端连接第二合路；第四支路连接第二主干线32的第二端，另一端连接第二合路；第一支路和第四支路线长相等；第二支路和第三支路的线长相等，且第一支路的线长大于第二支路的线长。以天线为发送天线为例，当第一馈电结构200的第二馈电端口202馈入的射频信号通过第一开口501耦合至第一传输结构301的第一合路，第一合路将射频信号分为两路信号，分别由第一支路和第二支路馈入第一主干线31和第二主干线32，由于第一支路和第二支路的线长不等，故馈入的射频信号存在一定的相位差，之后两路射频信号经由第一主干线31和第二主干线32传输至第三支路和第四支路，由于第一支路和第四支路线长相等；所述第二支路和所述第三支路的线长相等，此时两路射频信号被复原，以使第二合路输出的射频信号与第一合路馈入的射频信号等幅同相，最后第二合路通过第二开口502将射频信号馈入第二馈电网络，并通过第一辐射部10进行辐射。
进一步的，移相器30中的第一传输结构301和第二传输结构302可以采用巴伦结构。需要说明的是，巴伦结构是一种三端口器件，其可以应用至微波射频器件中，巴伦结构是一种将匹配输入转换为差分输入的射频传输线变压器，可用于激励差分线、放大器、宽带天线、平衡混频器、平衡倍频器及调制器、移相器30以及任何需要在两条线路上传输幅度相等且相位相差180°的电路设计。其中，巴伦组件的两个输出幅度相等、相位相反。在频域中，这表示两个输出之间具有180°的相位差；在时域中，这表示一个平衡输出的电压为另一平衡输出的负值。
例如：继续参照图16，第三介质基板304具有相对设置的第一表面和 第二表面，参考电极层50设置在第三介质基板304的第一表面上。第一传输结构301和第二传输均采用巴伦组件，移相部303采用图3所示的移相部303。第一传输结构301、第二传输结构302、第一主干线31和第二主干线32均设置在第三介质基板304的第二表面上。其中，第一传输结构301的第一支路和第二支路均和第一合路直接连接，例如第一传输结构301的第一合路、第一支路和第二支路为一体结构。在该第一传输结构301中，第一支路包括蜿蜒线，以使第一支路相较第二支路获得180°的相位差。第二传输结构302的第三支路、第四支路均和第二合路直接连接，例如第二传输结构302的第二合路、第三支路和第四支路均和为一体结构。在该第一传输结构301中，第四支路包括蜿蜒线，以使第四支路相较第三支路获得180°的相位差。而且，第一主干线31、第一支路、第三支路为一体结构；第二主干线32、第二支路和第四支路为一体结构。在该种情况下，第一支路通过二分之一波长绕线的方式使得第一支路相较第二支路获得180°的相位差，经过第一支路馈入微波信号在经由第一主干线31馈入第三支路，第三支路馈入第二合理端；第二支路101c馈入微波信号经由第二主干线32馈入第四支路，第四支路通过二分之一波长绕线后传输至第二合路，此时第三支路和第四支路在馈入第二合路之前，各自所传输的微波信号等幅同相。
进一步的，无论本公开实施例中移相器30采用上述任一架构，其中的第三介质基板304和第四介质基板305均可以采用可以玻璃基，也可采用蓝宝石衬底，还可以使用厚度为10-500微米的聚对苯二甲酸乙二酯基板、三聚氰酸三烯丙酯基板和聚酰亚胺透明柔性基板。具体的，第三介质基板304和第四介质基板305可以采用介电损耗极低的高纯度石英玻璃。相比于普通玻璃基板，第三介质基板304和第四介质基板305采用石英玻璃可以有效减小对微波的损耗，使移相器30具有低的功耗和高的信噪比。
在一些示例中，图17为本公开实施例的另一种天线的截面图；如图17所示，本公开实施例中的天线不仅包括上述结构，还可以包括壳体1000；子阵100和第一馈电结构200位于壳体1000的中空空间内，通过壳体1000对天线进行保护。进一步的，壳体1000可以采用塑料材质，例如：塑料材 质可以为于聚碳酸酯塑料或者环烯烃聚合物塑料。
在一些示例中，无论本公开实施例中的天线采用上述任一架构，其中的第一介质基板101均包括但不限于印刷电路板(PCB)。
为了更清楚本公开实施例的天线的效果，通过仿真实验对本公开实施例图13所示的天线的天线驻波比、隔离度和辐射增益和波束宽度进行验证。图18为图13所示的天线的驻波特征图；如图18所示，本公开实施例的天线在3.40GHz-3.80GHz内低于1.2的VSWR特性。图19为图13所示的天线的隔离度特征图；如图19所示，本公开实施例的天线可实现大于18.75dB的带内隔离度，有效提高了的抗信号串扰的作用。图20为本公开实施例的天线的中心频率水平及垂直面方向图；如图20所示，本公开实施例的天线的中心频率下具备高于13.0187dBi的辐射增益。-45°极化的波束宽度范围在86°-106°。具备优异的信号覆盖特性。
在一些示例中，图21为本公开实施例的第一辐射部的俯视图；如图21所示，本公开实施例的天线中的第一辐射部70的轮廓可以包括至少一个第一凸出部和/或至少一个第一凹槽部。通过在第一辐射部70上设置第一凸出部和/或第一凹槽部使得电流路径变长，相当于增长了天线的物理尺寸，使得天线的谐振频率降低，实现天线小型化的目的，且采用该结构的天线具有低剖面的特点。
需要说明的是，在本公开实施例中仅以第一辐射部70上形成有第一凹槽部为例进行说明，但这并不构成对本公开实施例保护范围的限制。例如：第一辐射部10的轮廓形成有多个第一凹槽部，其中，第一凹槽部的形成不包括正方向、矩形、三角形、T型、L型等。进一步的，第一辐射部70的轮廓形成有多个第一凹槽部71/72，且多个第一凹槽部71/72中的至少部分的形状可以不同。同理，第一辐射部70的轮廓也可以形成多个凸出部，且多个凸出部中的至少部分的形状可以不同。
进一步的，第一辐射部70可以为多边形、圆形、椭圆形等。例如：第一辐射部70为多边形，其可以包括在第一方向上相对设置，且主体部分沿 第二方向延伸的第一边和第二边，以及在第二方向上相对设置，且主体部分沿第一方向延伸的第三边和第四边。在一个示例中，在第一辐射部10的第一边、第二边、第三边和第四边，四个边上均形成有两种形状的凹陷部。为了便于描述，将两种形状的第一凹槽部分别称之为第一凹槽部a71和第一凹槽部b72。其中，第一凹槽部a71呈T型，且T型凹陷部的“一”相对于“1”更靠近第一辐射部70的中心。第一凹槽部b72呈矩形。对于第一辐射部70的每个边上均形成有一个第一凹槽部a71和两个第一凹槽部b72，其中第一凹槽部a71位于两个第一凹槽部b72之间。进一步的，第一边上的第一凹槽部a71对第一辐射部70的中心最近的点为第一点，第二边上的第一凹槽部a71对第一辐射部70的中心最近的点为第二点，第三边上的第一凹槽部a71对第一辐射部10的中心最近的点为第三点，第四边上的第一凹槽部a71对第一辐射部70的中心最近的点为第四点，其中，第一辐射部70上的第一点、中心、第二点在一条直线上，第三点、中心、第四点在一条直线上。需要说明的是，图22仅示意出第一辐射部70的轮廓上的一种第一凹槽部71/72的设置方式，但这并不构成对本公开实施例保护范围的限制。在本公开实施例中，根据天线的尺寸等参数的要求，可以对第一辐射部70的轮廓上的第一凹槽部或者第一凸出部的形状和数量进行具体限定。
进一步的，图22为本公开实施例的第二辐射部的俯视图；如图22所示，在本公开实施例的第二辐射部80的轮廓可以包括至少一个第二凸出部和/或至少一个第一凹槽部81。当第一辐射部70上设置第一凸出部时，相应的在第二辐射部80上设置第二凸出部，也即一个第二凸出部与一个第一凸出部。当在第一辐射部70上设置第一凹槽部时，相应的在第二辐射部80上设置第二凹槽部，也即一个第二凹槽部81与一个第一凹槽71对应设置。在该种情况下，故可以改变第二辐射部80表面的电流路径，使得电流沿着第二辐射部80的轮廓的第二凸出部或者第二凹槽部81弯折向前，从而使得电流路径变长，相当于增长了天线的物理尺寸，使得天线的谐振频率降低，实现天线小型化的目的，且采用该结构的天线具有低剖面的特点。第二方面，图23为本公开实施例的再一种天线的截面图；如图21和22所示，本公开实施例 提供一种天线，该天线包括第五介质基板601，设置在第五基板上的至少一个第一辐射部70和至少一条馈线，以及设置在第五介质基板601背离第一辐射部70一侧的参考电极层50。其中，第一辐射部70和馈线均与参考电极层50在第三介质基板304上的正投影至少部分重叠。一个第一辐射部70至少电连接一条第一馈线90，且不同的第一辐射部70电连接的第一馈线不同。也即，不同的第一辐射部70通过不同的第一馈线70进行馈电。在本公开实施例中，第一辐射部70的轮廓形成有第一凸出部和/或第一凹槽部71/72。由于在第一辐射部70的轮廓形成凸第一凸出部和/或第一凹槽部71/72，故可以改变第一辐射部70表面的电流路径，使得电流沿着第一辐射部70的轮廓的第一凸出部和/或第一凹槽部71/7271/72弯折向前，从而使得电流路径变长，相当于增长了天线的物理尺寸，使得天线的谐振频率降低，实现天线小型化的目的，且采用该结构的天线具有低剖面的特点。
在一些示例中，本公开实施中的天线可以为一种双极化天线，此时，第一辐射部10上电连接两条馈线，为了便于描述，将电连接同一第一辐射部70的两条馈线称之为第一馈线90和第二馈线。对于任一第一辐射部70，与之连接的第一馈线90的连接节点为第一节点，以及连接的第二馈线的连接节点为第二节点。第一辐射部70的第一节点和中心的连线，与第一辐射部70的第二节点与中心的连线相交。例如，第一辐射部70的第一节点和中心的连线，与第一辐射部70的第二节点与中心的连线相互垂直。在一个示例中，第一辐射部70包括在第一方向上相对设置，且主体部分沿第二方向延伸的第一边和第二边，以及在第二方向上相对设置，且主体部分沿第一方向延伸的第三边和第四边。其中，第一边和第三边的连接节点为第一顶点，第一边和第四边的连接节点为第二顶点，第二边和第四边的连接节点为第三顶点，第二边和第三边的连接节点为第四顶点。对于一个第一辐射部70，第一辐射部70和第一馈线90的连接节点为第一顶点，第一辐射部70和第一馈线90的连接节点为第二顶点；或者，第一辐射部70和第一馈线90的连接节点为第二顶点，第一辐射部70和第一馈线90的连接节点为第三顶点； 或者，第一辐射部70和第一馈线90的连接节点为第三顶点，第一辐射部70和第一馈线90的连接节点为第四顶点；或者，第一辐射部70和第一馈线90的连接节点为第四顶点，第一辐射部70和第一馈线90的连接节点为第一顶点。此时，该辐射天线可以实现0°/90°的极化方向。
在一些示例中，本公开实施例中的天线还可以包括与第五介质基板601相对设置的第六介质基板602，以及设置在第六介质基板602上的至少一个第二辐射部80，且一个第二辐射部80与一个第一辐射部70在第五介质基板601上的正投影至少部分重叠。例如：第一辐射部70和第二辐射部800一一对应设置。当本公开实施例的天线发送信号时，第一辐射部10辐射出的射频信号则可以通过第二辐射部80进行发射。当天线接收信号时，任一第二辐射部80在接收到射频信号后，将射频信号馈向与之对应设置的第一辐射部70，以此完成射频信号的接收。通过第一辐射部70和第二辐射部80配合对射频信号进行辐射，相较仅设置一个第一辐射部70的天线而言，有效的提高了辐射效率，减小频带内增益波动，对于匹配损耗的增益，增益明显提高，且平滑了频带内阻抗。
在一些示例中，本公开实施例中的第二辐射部可以采用图22所示的结构，也即第二辐射部80的轮廓也形成有至少一个第二凸出部和/或至少一个第二凹槽部81，故可以改变第二辐射部80表面的电流路径，使得电流沿着第二辐射部80的轮廓的第二凸出部和/或第二凹槽部弯折向前，从而使得电流路径变长，相当于增长了天线的物理尺寸，使得天线的谐振频率降低，实现天线小型化的目的，且采用该结构的天线具有低剖面的特点。
在一些示例中，当第二辐射部80的轮廓形成有凸出部或者凹陷部81时，其上第二凸出部和/或第二凹槽部81的形状和数量均可以与第一辐射部10上的第一凸出部和/或第一凹槽部相同或者不同均可。在本公开实施例，第二辐射部40上的第二凸出部和/或第二凹槽部81的形状的选择可以与第一辐射部10上的第一凸出部和/或第一凹槽部相同，在本公开实施例中并不对第二辐射部80上的第二凸出部和/或第二凹槽部81的形状进行限制。
在一个示例中，第一辐射部10采用图22所示的结构，第二辐射部40 的轮廓可以同样包括四条边，分别为在第一方向上相对设置，且主体部分沿第二方向延伸的第五边和第六边，以及在第二方向上相对设置，且主体部分沿第一方向延伸的第七边和第八边。对于一个第二辐射部40其轮廓的四条边上均形成有T型的第二凹槽部，且第五边、第六边、第七边、第八边上形成的T型的第二凹槽部分别与第一辐射部10的第一边、第二边、第三边、第四边上形成的T型的第一凹槽部一一对应设置。进一步的，第五边上的T型的第二凹槽部在第五介质基板601上的正投影嵌套第一边上的T型的第一凹槽部在第五介质基板601上的正投影；第六边上的T型的第二凹槽部在第五介质基板601上的正投影嵌套第二边上的T型的第一凹槽部在第五介质基板601上的正投影；第七边上的T型的第二凹槽部在第五介质基板601上的正投影嵌套第三边上的T型的第一凹槽部在第五介质基板601上的正投影；第八边上的T型的第二凹槽部在第五介质基板601上的正投影嵌套第四边上的T型的第一凹槽部在第五介质基板601上的正投影。需要说明的是，该示例仅为本公开实施例的天线一种可以实现的方式，但并不构成对本公开实施例保护范围的限制。
在一些示例中，第六介质基板602用以为第二辐射部40提供支撑。第六介质基板602的材料包括但不限于聚碳酸酯塑料(Polycarbonate；PC)、环烯烃聚合物塑料(Copolymers of Cycloolefin；COP)或者亚克力/有机玻璃(Polymethyl Methacrylate；PMMA)。当然，第六介质基板602也可以通过填充泡沫棉替代，用以对第二辐射部40的支撑。
在一些示例中，本公开实施例中的天线不仅包括上述结构，还可以包括壳体；第五介质基板601和第六介质基板602均可以位于壳体1000的中空空间内，通过壳体对天线进行保护。进一步的，壳体可以采用塑料材质，例如：塑料材质可以为于聚碳酸酯塑料或者环烯烃聚合物塑料。
在一些示例中，无论本公开实施例中的天线采用上述任一架构，其中的第五介质基板601均包括但不限于印刷电路板(PCB)。
为了更清楚本公开实施例的天线的效果，通过仿真实验对本公开实施例图21所示的天线的天线驻波比、隔离度和辐射增益和波束宽度进行验证。 图24为图21所示的天线的驻波特征图；如图24所示，本公开实施例的天线在3.40GHz-3.80GHz内低于1.75的VSWR特性。图25为图21所示的天线的隔离度特征图；如图25所示，本公开实施例的天线可实现大于20dB的带内隔离度，有效提高了的抗信号串扰的作用。图26为本公开实施例的天线的中心频率水平及垂直面方向图；如图26所示，本公开实施例的天线的中心频率下具备高于7.6689dBi的辐射增益，且具有较大的波束角度，具备优异的信号覆盖特性。
第三方面，本公开实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上述的任一天线。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。而天线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首发单元中的接收端，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，发射电路接收基底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。在天线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。在天线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发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明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发明的保护范围。
Claims (22)
- 一种天线，其包括：第一介质基板、至少一个子阵和至少一个第一馈电结构；所述子阵包括至少一个第一辐射部、至少一个传输组件和至少一个第二馈电结构和参考电极层；其中，所述传输组件至少包括第一传输结构和第二传输结构；所述第一辐射部和所述第二馈电结构设置在所述第一介质基板背离所述传输组件的一侧；所述参考电极层设置在所述第一介质基板靠近所述传输组件的一侧；所述第一馈电结构具有第一馈电端口和第二馈电端口；第二馈电结构具有第三馈电端口和第四馈电端口；所述参考电极具有第一开口和第二开口；所述第四馈电端口连接所述第一辐射部；所述第一开口、所述第一传输结构、所述第二馈电端口中任意两者在所述第一介质基板上的正投影存在交叠；所述第二开口、所述第二传输结构、所述第三馈电端口中任意两者在所述第一介质基板上的正投影存在交叠。
- 根据权利要求1所述的天线，其中，还包括与所述第一介质基板相对设置的第二介质基板，所述子阵还包括位于所述第二介质基板上的第二辐射部，且一个所述第一辐射部与一个所述第二辐射部在所述第一介质基板上的正投影至少部分重叠。
- 根据权利要求2所述的天线，其中，所述第二辐射部设置在所述第二介质基板背离所述第一介质基板的一侧。
- 根据权利要求1-3中任一项所述的天线，其中，所述第一馈电结构为一分二功分器，所述天线包括多个所述子阵；沿第一方向每两个并排设置的所述子阵为一组；一个所述一分二功分器的两个所述第二馈电端口，分别与一组所述子阵中的两个传输组件的第一传输结构通过所述第一开口耦合连接。
- 根据权利要求1-3中任一项所述的天线，其中，所述子阵包括两个所述第二馈电结构；连接同一个所述第一辐射部的两个所述第二馈电结构的第 四馈电端口的馈电方向不同。
- 根据权利要求5所述的天线，其中，所述第一辐射部的轮廓包括在第一方向上相对设置、且主体部分沿第二方向延伸的第一边和第二边，以及在所述第二方向上相对设置，且主体部分沿所述第一方向延伸的第三边和第四边；其中，所述第二边与所述第三边和所述第四边直接连接；连接同一个所述第一辐射部的两个所述第四馈电端口分别连接在所述第二边的两个端部上。
- 根据权利要求6所述的天线，其中，所述第一辐射部的轮廓还包括连接所述第一边和所述第三边的第五边，以及连接所述第一边和所述第四边的第六边；对于一个所述第一辐射部的轮廓的所述第一边的延长线与第三边的延长线的交点为第一交点；所述第二边的延长线与所述第四边的延长线的交点为第二交点；所述第三边的中点和所述第四边中点的连线的中点为第一中点，所述第一交点到所述第五边的最短距离为第一距离，所述第二交点到所述第六边的最短距离为第二距离；所述第一交点和所述第一中点之间的距离为第三距离，所述第二交点和所述第一中点之间的距离为第四距离；所述第一距离与所述第三距离的比值和所述第二距离与所述第四距离的比值范围均为2:15～3:14。
- 根据权利要求6所述的天线，其中，所述第一边具有朝向所述第二边凸出的凹陷部。
- 根据权利要求8所述的天线，其中，对于一个所述第一辐射部，所述凹陷部轮廓的中心与所述第二边的中点的连线的延伸方向与所述第一方向的夹角范围为0°～5°。
- 根据权利要求8所述的天线，其中，对于一个所述第一辐射部，所述第一边与所述第二边在所述第一方向上的最大距离和最小距离的比值范围为25:19～22:19。
- 根据权利要求6所述的天线，其中，所述子阵中的两个所述第二馈电结构，以沿第一方向延伸、且贯穿所述第一辐射部轮廓的第二边中点的直 线为对称轴对称设置。
- 根据权利要求5所述的天线，其中，所述子阵中包括两个所述传输组件、两个所述第二馈电结构；所述子阵中两个所述传输组件分别为传输组件a和传输组件b，两个所述第二馈电结构分别为第二馈电结构a和第二馈电结构b；所述子阵中的所述参考电极层包括两个所述第一开口和两个所述第二开口，两个所述第一开口分别为第一开口a和第一开口b，两个所述第二开口分别为第二开口a和第二开口b；所述第一馈电结构为一分二功分器；所述天线包括多个子阵，沿第一方向每两个并排设置的所述子阵为一组；一组所述子阵由两个所述第一馈电结构进行馈电，且为同一组所述子阵进行馈电的两个所述第一馈电结构分别为第一馈电结构a和第一馈电结构b；对于一组所述子阵，所述第一馈电结构a的两个所述第二馈电端口分别通过对应的第一开口a和对应的所述传输组件a的第一传输结构耦接；所述传输组件a的第二传输结构分别通过对应的第二开口a和对应的第二馈电结构a的第一馈电端口耦接；所述第一馈电结构b的两个所述第二馈电端口分别通过对应的第一开口b与对应的所述传输组件b的第一传输结构耦接；所述传输组件b的第二传输结构分别通过对应的第二开口b和对应的第二馈电结构b的第一馈电端口耦接。
- 根据权利要求1-12中任一项所述的天线，其中，所述传输组件包括移相器；所述移相器还包括连接在所述第一传输结构和第二传输结构之间的移相部；所述移相器的移相部包括相对设置的第三介质基板和第四介质基板，设置在所述第三介质基板靠近所述第四介质基板一侧的第一电极层，设置在所述第四基板靠近所述第三基板一侧的第四电极层，以及位于所述第一电极层和所述第二电极层之间的液晶层；所述第三介质基板相较于所述第四介质基板更靠近所述参考电极层；所述第一电极层包括第一主干线和第二主干线，所述第一主干线和所述 第二主干线在所述第三介质基板上的正投影，均与所述第二电极层在所述第三介质基板上的正投影存在交叠；所述第一主干线和所述第二主干线的两端均分别连接所述第一传输结构和所述第二传输结构。
- 根据权利要求13所述的天线，其中，所述第一主干线和所述第二主干线均包括相对设置的第一端和第二端；所述第一传输结构包括第一合路、第一支路和第二支路；所述第二传输结构包括第二合路、第三支路和第三支路；所述第一合路与所述第一开口在所述第一介质基板上正投影存在交叠；所述第一支路的一端连接所述第一主干线的第一端，另一端连接所述第一合路；所述第二支路连接所述第二主干线的第一端，另一端连接所述第一合路；所述第二合路与所述第二开口在所述第一介质基板上正投影存在交叠；所述第三支路的一端连接所述第一主干线的第二端，另一端连接所述第二合路；所述第四支路连接所述第二主干线的第二端，另一端连接所述第二合路；所述第一支路和第四支路线长相等；所述第二支路和所述第三支路的线长相等，且所述第一支路的线长大于所述第二支路的线长。
- 根据权利要求13所述的天线，其中，所述第一传输结构和所述第二传输结构均设置在第三介质基板上。
- 根据权利要求1-12中任一项所述的天线，其中，所述天线单元中的所述第一辐射部的数量为N个，N≥2，且N为整数，所述第二馈电结构包括N个所述第四馈电端口，所述天线单元中的所述第一辐射部与所述第四馈电端口一一对应连接。
- 根据权利要求1-12中任一项所述的天线，其中，所述第一介质基板包括印刷电路板。
- 根据权利要求1-12中任一项所述的天线，其中，所述第一馈电结构、第二馈电结构和所述第一辐射部同层设置，且材料相同。
- 根据权利要求1-12中任一项所述的天线，其中，所述天线还包括壳体；所述子阵和所述第一馈电结构位于所述壳体的中空空间内。
- 根据权利要求2所述的天线，其中，所述第一辐射部的轮廓具有至少一个第一凸出部和/或至少一个第一凹槽部。
- 根据权利要求20所述的天线，其中，所述第二辐射部的轮廓具有至少一个第二凸出部和/或至少一个第二凹槽部；当所述第一辐射部具有第一凸出部，所述第二辐射部具有第二凸出部时，一个所述第二凸出部与一个所述第一凸出部对应设置；当所述第一辐射部具有第一凹槽部，所述第二辐射部具有第二凹槽部时，一个所述第二凹槽部与一个所述第一凹槽部对应设置。
- 一种电子设备，其包括权利要求1-21中任一项所述的天线。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2022/083623 WO2023184138A1 (zh) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 天线及电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117157829A true CN117157829A (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=88198638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202280000601.5A Pending CN117157829A (zh) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 天线及电子设备 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117157829A (zh) |
| WO (1) | WO2023184138A1 (zh) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3842645B2 (ja) * | 2001-12-27 | 2006-11-08 | 日本電波工業株式会社 | 多素子アレー型の平面アンテナ |
| JP4118835B2 (ja) * | 2004-05-25 | 2008-07-16 | 日本電波工業株式会社 | 機能平面アレーアンテナ |
| CN113871818B (zh) * | 2020-06-30 | 2022-07-26 | 上海天马微电子有限公司 | 移相器及其制作方法、天线及其制作方法 |
| CN113889750A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-04 | 上海天马微电子有限公司 | 一种液晶天线 |
-
2022
- 2022-03-29 WO PCT/CN2022/083623 patent/WO2023184138A1/zh unknown
- 2022-03-29 CN CN202280000601.5A patent/CN117157829A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023184138A1 (zh) | 2023-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113169457B (zh) | 脊间隙波导以及包括其的多层天线阵列 | |
| US9455495B2 (en) | Two-dimensionally electronically-steerable artificial impedance surface antenna | |
| US9099775B2 (en) | Radiating cell having two phase states for a transmitting network | |
| US4737793A (en) | Radio frequency antenna with controllably variable dual orthogonal polarization | |
| US6535169B2 (en) | Source antennas for transmitting/receiving electromagnetic waves for satellite telecommunications systems | |
| US10103440B2 (en) | Stripline coupled antenna with periodic slots for wireless electronic devices | |
| US20090140943A1 (en) | Slot antenna for mm-wave signals | |
| CN112164875B (zh) | 微带天线、通信设备 | |
| CN115117615B (zh) | 一种基于2bit相位数字化的双圆极化平板电扫天线 | |
| US20190044234A1 (en) | Tripole current loop radiating element with integrated circularly polarized feed | |
| IL121978A (en) | Flat plate antenna arrays | |
| EP1033782B1 (en) | Monopole antenna | |
| US20230098813A1 (en) | Phase shifter and antenna | |
| KR102004294B1 (ko) | 안정적인 편파 특성을 가지는 기지국 안테나 방사체 | |
| JP2006245917A (ja) | 高周波基板 | |
| US11984633B2 (en) | Phase shifter and antenna | |
| WO2023137690A1 (zh) | 天线及天线系统 | |
| CN117157829A (zh) | 天线及电子设备 | |
| KR102466223B1 (ko) | 이중대역 이중편파 능동위상배열 안테나 | |
| US10804609B1 (en) | Circular polarization antenna array | |
| CN114267934A (zh) | 一种液晶天线 | |
| WO2023206438A1 (zh) | 一种天线及电子设备 | |
| WO2023159471A1 (zh) | 天线结构、阵列天线和电子设备 | |
| TWI831286B (zh) | 衛星通訊天線模組 | |
| JP2004112783A (ja) | 誘電体装荷アンテナ装置、アレーアンテナ装置及び無線通信装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |