CN117766989A - 天线单元、天线阵列和通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种天线单元、天线阵列和通信设备。天线单元的辐射贴片包括沿第一方向依次排列的第一附加子贴片、第一子贴片、第二子贴片和第二附加子贴片，辐射贴片包括沿第二方向贯穿辐射贴片的第一缝隙和第二缝隙，第一子贴片和第二子贴片之间形成第一缝隙，第二缝隙包括第一子缝隙和第二子缝隙，第一子贴片和第一附加子贴片之间形成第一子缝隙、第二子贴片和第二附加子贴片之间形成第二子缝隙，辐射贴片在第一方向上的长度，与第二方向上的宽度之比大于等于2。本申请提供的天线单元能够在实现低剖面的同时，保证天线带宽、增益及覆盖范围达到设计需求。

Description

天线单元、天线阵列和通信设备

技术领域

本发明涉及射频通信技术领域，尤其涉及一种天线单元、天线阵列和通信设备。

背景技术

随着无线通信规格的发展和应用场景的不断丰富，终端产品在中高频段对天线智能波束的诉求越来越强烈，以路由器、客户驻地设备(Customer premises equipment，CPE)为例，Wi-Fi高频的方向图可重构特性已成为下一代智慧家庭解决方案中的重要卖点。通常低剖面天线方案主要基于贴片(Patch)天线设计，通过相控方法，实现水平面的高增益全向覆盖。而实际中在有限的产品空间内难以使天线带宽、增益及覆盖范围同时达到设计需求。例如增加双极化天线单元增益，往往带来扫描平面的波束宽度变窄，最终减小扫描覆盖角度范围；而缩减阵列间距在增加扫描角度的同时，带来明显的阵列因子增益降低。

如何设计一种双极化天线单元，能够在实现低剖面的同时，保证天线带宽、增益及覆盖范围达到设计需求，为业界持续研发的方向。

发明内容

本申请具体实施方式提供了一种天线单元、天线阵列和通信设备，天线单元具有双极化，能够在实现低剖面的同时，保证天线带宽、增益及覆盖范围达到设计需求。

第一方面，本申请实施例提供了一种天线单元，包括辐射贴片和馈电组件，辐射贴片包括沿第一方向依次排列的第一附加子贴片、第一子贴片、第二子贴片和第二附加子贴片，所述辐射贴片包括沿第二方向贯穿所述辐射贴片的第一缝隙和第二缝隙，所述第一子贴片和所述第二子贴片之间形成所述第一缝隙，所述第二缝隙包括第一子缝隙和第二子缝隙，所述第一子贴片和所述第一附加子贴片之间形成所述第一子缝隙、所述第二子贴片和所述第二附加子贴片之间形成所述第二子缝隙，所述辐射贴片在所述第一方向上的最大尺寸为所述辐射贴片的长度，所述辐射贴片在所述第二方向上的最大尺寸为所述辐射贴片的宽度，所述辐射贴片的长宽比R满足：R≥2。馈电组件用于为辐射贴片馈电。

本申请通过辐射贴片作为天线单元的辐射体，具有低剖面的优势。

一种实施方式中，通过长度大于宽度的辐射贴片，可以减小辐射贴片在宽度方向上的尺寸。一种实施方式中，通过限定辐射贴片在第一方向上的尺寸可以大于第二方向上的尺寸，使得天线单元能够产生扇形波束，实现需要的覆盖要求。在一种实施方式中，通过限定辐射贴片的长宽比，可以实现将天线单元限制在合适的带宽范围内。

一种实施方式中，通过在辐射贴片上设置沿第二方向贯穿的第一缝隙和第二缝隙，在馈电组件激励辐射贴片的过程中，能够激励天线单元产生至少两种工作模式，本申请有利于实现天线低剖面的同时，保证天线的带宽和增益。

一种可能的实现方式中，所述第一缝隙和所述第二缝隙均包括第一端和第二端，所述第一缝隙的延伸方向和所述第二缝隙的延伸方向均为所述第一端指向所述第二端的方向，所述第一缝隙的延伸方向和所述第二缝隙的延伸方向均为所述第二方向。本方案限定了第一缝隙的延伸方向和第二缝隙的延伸方向的具体的定义，明确延伸方向可以为辐射贴片的宽度方向(第二方向)的具体的实现方式。这种限定范围下，可以不局限第一缝隙和第二缝隙的具体的形状为长方形。

一种可能的实现方式中，所述第一缝隙的长度和所述第二缝隙的长度均为从所述第一端延伸至所述第二端的延伸路径的尺寸，所述第一缝隙的宽度和所述第二缝隙的宽度均为垂直于所述延伸路径的方向上的尺寸，所述第一缝隙的宽度范围和所述第二缝隙的宽度范围均为：0.03mm～3mm。本方案通过限定第一缝隙的宽度范围和第二缝隙的宽度范围在0.03mm～3mm的范围内，可以实现将天线单元限制在合适的带宽范围内，实现形成高增益扇形波束的同时，具有高覆盖率的效果。本方案有利于保证天线单元在垂直极化和水平极化下均能产生两种不同的工作模式。

一种可能的实现方式中，所述第一缝隙的宽度范围和所述第二缝隙的宽度范围均为：0.5mm-1.5mm。本方案通过限定所述第一缝隙的宽度范围和所述第二缝隙的宽度范围均为，可以实现将天线单元限制在合适的带宽范围内。

一种可能的实现方式中，所述第二缝隙的宽度小于等于2mm。本方案通过限定第二缝隙的宽度，可以实现将天线单元限制在合适的带宽范围内。

一种具体实施方式中，所述第一缝隙的宽度为1.2mm，所述第二缝隙的宽度为0.8mm。

一种可能的实现方式中，所述辐射贴片的长宽比R满足：3≤R≤5。本方案通过限定辐射贴片的长宽比，可以实现将天线单元限制在合适的带宽范围内。

一种可能的实现方式中，所述辐射贴片不具有沿所述第一方向贯穿所述辐射贴片的开缝，或者，所述辐射贴片只有一个沿所述第一方向贯穿所述辐射贴片的开缝。

一种实施方式中，通过在辐射贴片上设置沿第二方向贯穿的第一缝隙和第二缝隙，且辐射贴片不具有沿第一方向贯穿的开缝，或者只有一个沿所述第一方向贯穿所述辐射贴片的开缝，在第一馈电结构和第二馈电结构激励辐射贴片的过程中，能够激励天线单元产生两种不同的极化，且每一种极化下均具有两种工作模式，本申请有利于实现天线低剖面的同时，保证天线的带宽和增益。

一种可能的实现方式中，所述第一缝隙位于所述辐射贴片第一方向上的中间位置，本方案只限定中间位置为沿第一方向上辐射贴片的中间位置，中间位置并不限定是否为第二方向上的中间位置，因为在第二方向上，第二缝隙为贯穿辐射贴片的，所述第二缝隙沿所述第一方向对称分布在所述第一缝隙的两侧。本方案通过限制第一缝隙对称分布在第一缝隙的两侧，使得辐射贴片构成以第一缝隙为中心的对称分布架构，有利于控制天线单元的波束方向图。

一种可能的实现方式中，所述多个子贴片沿所述第一方向对称分布在所述第一缝隙的两侧。本方案通过限定辐射贴片的多个子贴片构成以第一缝隙为中心的对称分布架构，有利于控制天线单元的波束方向图。

一种可能的实现方式中，所述馈电组件包括所述地板和馈电层，所述地板层叠设置在所述馈电层和所述辐射贴片之间，所述馈电层包括第一馈电结构和第二馈电结构，所述地板设有交叉设置的第一耦合缝隙和第二耦合缝隙，所述第一馈电结构和所述第一耦合缝隙正对设置，所述第二馈电结构和所述第二耦合缝隙正对设置。

一种可能的实现方式中，所述第一耦合缝隙与所述第一子贴片至少部分重叠，所述第一耦合缝隙与所述第二子贴片至少部分重叠，所述第二耦合缝隙与所述第一缝隙正对设置。通过所述第一馈电结构和所述第一耦合缝隙耦合，从而激励所述辐射贴片的第一极化。

一种可能的实现方式中，所述第二耦合缝隙与所述第一子贴片无重叠关系，所述第二耦合缝隙与所述第二子贴片无重叠关系。通过所述第二馈电结构和所述第二耦合缝隙耦合，从而激励所述辐射贴片的第二极化。

在一种实施例中，所述第一馈电结构和所述第一耦合缝隙耦合，激励所述辐射贴片的水平极化，所述第二馈电结构和所述第二耦合缝隙耦合，激励所述辐射贴片的垂直极化。本方案限定了一种具体的馈电组件的架构，通过地板和馈电层与辐射贴片层叠设置，容易实现天线单元的小尺寸，低剖面的特点。通过第一馈电结构和第二馈电结构分别与地板上的两个耦合缝隙耦合馈电的方式，实现了简洁的馈电方案的设计，也有利于提升射频信号传输效率，减少损耗。

一种可能的实现方式中，所述第一耦合缝隙与所述第一附加子贴片、所述第二附加子贴片均无重叠关系，所述第二耦合缝隙与所述第一附加子贴片、第二附加子贴片均无重叠关系。

在一种实施例中，所述辐射贴片通过所述第一耦合缝隙的激励(例如，在所述水平极化状态下)，产生主工作模式和寄生工作模式，所述主工作模式下，所述第一子贴片被激励产生沿所述第二方向的电流，在所述寄生工作模式下，所述附加子贴片被激励产生沿所述第二方向的电流。

在一种实施例中，所述辐射贴片通过所述第二耦合缝隙的激励(例如，在所述垂直极化状态下)，产生第一工作模式和第二工作模式，所述第一工作模式下和所述第二工作模式下，所述辐射贴片上的电流方向均为所述第一方向。所述的第一工作模式下电场在所述的第一缝隙与所述馈电组件的地板之间产生弱点反向，所述第二模式下电场在所述的第二缝隙与所述馈电组件的地板之间产生强点反向。

一种可能的实现方式中，所有的所述第一子贴片和所述的所述附加子贴片统称为子贴片，至少一个所述子贴片设有开槽，所述开槽从所述子贴片的边缘向所述子贴片的内部延伸，所述开槽的延伸方向包括第三方向；

所述第三方向和所述第一方向相同，或，所述第三方向和所述第二方向之间、所述第三方向和所述第一方向之间均呈夹角设置。本方案通过在子贴片上设置开槽，能够实现独立调控水平极化的频率响应。

一种可能的实现方式中，所述开槽包括第一开槽和第二开槽，其中，所述第一开槽设于所述第一子贴片上的第一位置，所述第二开槽设于所述第二子贴片的第二位置，所述第一位置与所述第二位置相对于所述第一缝隙对称。本方案通过第一开槽和第二开槽的设计，能够将所述主工作模式的谐振频率设计在第一目标频段。

一种可能的实现方式中，所述开槽包括第三开槽和第四开槽，其中，所述第三开槽设于所述第一附加子贴片上的第三位置，所述第四开槽设于所述第二附加子贴片的第四位置，所述第三位置与所述第四位置相对于所述第一缝隙对称。本方案通过第三开槽和第四开槽的设计，能够将所述寄生工作模式的谐振频率设计在第二目标频段。

一种可能的实现方式中，所述附加子贴片包括贴片主体和连接至所述贴片主体的突出结构，在所述第一方向上，所述突出结构位于所述贴片主体远离所述第一子贴片的一侧，所述突出结构的延伸方向包括第三方向；

所述第三方向和所述第一方向相同，或，所述第三方向和所述第二方向之间、所述第三方向和所述第一方向之间均呈夹角设置。本方案通过在子贴片的边缘设置突出结构，能够改就对水平极化下的电流的路径，可以改变水平极化下的频率。

一种可能的实现方式中，所述第一耦合缝隙和所述第二耦合缝隙构成十字形缝隙结构。本方案通过限定地板上的两个耦合缝隙的十字形结构，容易实现水平极化和垂直极化。有利于降低设计难度，及制作工艺的难度，易于保证天线单元的制作精度，提升良率。

一种可能的实现方式中，所述馈电组件包括用于连接射频线缆的第一接口和第二接口，所述第一馈电结构的一端连接所述第一接口，所述第一馈电结构的另一端与所述第一耦合缝隙耦合，所述第二馈电结构的一端连接所述第二接口，所述第二馈电结构的另一端与所述第二耦合缝隙耦合，在所述第一方向上，所述第一接口和所述第二接口分别设置在所述辐射贴片在所述馈电层上的投影的两侧。本方案通过限定第一接口和第二接口在第一方向上分布在辐射贴片的两侧，使得天线单元在排列在天线阵列中时，第一接口和第二接口不占据天线单元之间的空间，天线单元之间可以排列的更紧凑，而且第一接口的位置和第二接口的位置更方便接线，即连接射频线缆。

第二方面，本申请实施例提供一种天线阵列，包括至少两个第一方面任意一种可能的实现方式所述的天线单元，至少两个所述天线单元沿所述第二方向依次排列。本申请提供的天线阵列通过天线单元在第二方向上排列，容易实现天线阵列的小尺寸设计，同时天线单元之间因缝隙的设置，可以实现较好的隔离度。

第三方面，本申请实施例提供一种通信设备，包括馈电网络和第二方面所述的天线阵列，所述天线单元的所述第一馈电结构和所述第二馈电结构和所述馈电网络电连接。

第四方面，本申请实施例提供一种通信设备，包括馈电网络和第一方面任意一种可能的实现方式所述的天线单元，所述第一馈电结构和所述第二馈电结构和所述馈电网络电连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1是本申请一种实施方式提供的天线模块在通信设备中与基带之间连接关系的基本架构；

图2是本申请一种实施方式提供的天线模块可以覆盖不同的终端设备的示意图；

图3A是本申请一种实施方式提供天线模块在通信设备内布置方案的示意图；

图3B是本申请一种实施方式提供天线模块在通信设备内布置方案的示意图；

图4是本申请一种实施方式提供的天线单元的一个方向的示意图；

图5是本申请一种实施方式提供的天线单元的另一个方向的示意图；

图6是图4所示的实施方式提供的天线单元中的辐射贴片的平面示意图；

图7是本申请一种实施方式提供的天线单元中的辐射贴片的平面示意图；

图8A是本申请一种实施方式提供的天线单元在水平极化状态下的主工作模式下的电流方向示意图；

图8B是本申请一种实施方式提供的天线单元在水平极化状态下的寄生工作模式下的电流方向示意图；

图9A是本申请一种实施方式提供的天线单元在垂直极化状态下，第一缝隙的宽度对第一工作模式谐振影响的曲线示意图；

图9B是本申请一种实施方式提供的天线单元在垂直极化状态下，第二缝隙的宽度对第二工作模式谐振影响的曲线示意图；

图10A是本申请一种实施方式提供的天线单元在垂直极化下的第一工作模式下的电流方向示意图；

图10B是本申请一种实施方式提供的天线单元在垂直极化下的第一工作模式下的电场分布示意图；

图11A是本申请一种实施方式提供的天线单元在垂直极化下的第二工作模式下的电流方向示意图；

图11B是本申请一种实施方式提供的天线单元在垂直极化下的第二工作模式下的电场分布示意图；

图12是本申请一种实施方式提供的天线单元的立体分解图；

图13是本申请一种实施方式提供的天线单元的层结构的分解示意图；

图14是本申请一种实施方式提供的天线单元的第一耦合传输线、第二耦合传输线与地板上的两个耦合缝隙之间位置关系的示意图；

图15是本申请一种实施方式提供的天线单元的一个方向的示意图；

图16是图15所示的实施方式提供的天线单元中的辐射贴片的平面示意图；

图17是本申请一种实施方式提供的天线单元的辐射贴片的一个子贴片上的开槽位置的电流方向示意图；

图18是本申请一种实施方式提供的天线单元的辐射贴片的一个子贴片上的开槽位置的电流方向示意图；

图19是本申请一种实施方式提供的天线单元中的辐射贴片的平面示意图；

图19A是本申请一种实施方式提供的天线单元中的辐射贴片的平面示意图；

图20是本申请一种实施方式提供的天线单元的S参数曲线示意图；

图21是本申请一种实施方式提供的天线单元中垂直极化端口激励时在5GHz和5.6GHz的辐射方向图；

图22是本申请一种实施方式提供的天线单元中水平极化激励时在5.25GHz和5.8GHz的辐射方向图；

图23是本申请一种实施方式提供的天线单元的效率曲线图；

图24是本申请一种实施方式提供的天线单元的增益曲线图；

图25是本申请一种实施方式提供的天线单元中垂直极化在5GHz和5.6GHz的电流和电场分布示意图；

图26是本申请一种实施方式提供的天线单元中水平极化在5.25GHz和5.8GHz的电流和电场分布示意图；

图27、图28、图29和图30分别给出了沿第三方向延伸的开槽的不同尺寸时水平极化和垂直极化端口激励时的S参数示意图；

图31是本申请一种实施方式提供的天线阵列的一个方向的示意图；

图32是本申请一种实施方式提供的天线阵列的另一个方向的示意图；

图33是四个天线单元构成的天线阵列中的阵因子随天线单元间距d的变化情况的示意图：

图34为一种Patch 1*4阵列的天线阵列的架构；

图35是Patch 1*4阵列的阵列增益随单元间距变化情况的示意图；

图36是本申请提供的低剖面高性能双极化1*4天线阵列的阵列增益随单元间距变化情况的示意图；

图37是Patch 1*4阵列在不同间距下的波束一致性情况的示意图；

图38是本申请提供的低剖面高性能双极化1*4天线阵列在不同间距下的波束一致性情况的示意图；

图39是本申请具体实施方式提供的低剖面高性能双极化阵列天线的S参数示意图；

图40是本申请具体实施方式提供的低剖面高性能双极化阵列天线水平极化和垂直极化分别在5.2GHz、5.5GHz和5.8GHz的扫描能力的示意图。

具体实施方式

部分术语的解释

平行：本申请所定义的平行不限定为绝对平行，此平行的定义可以理解为基本平行，允许在组装公差、设计公差、结构平面度的影响等因素所带来的不是绝对平行的情况，允许存在小角度范围的误差，例如10度以内的组装误差范围内，都可以被理解为是平行的关系。

垂直：本申请所定义的垂直不限定为绝对的垂直相交(夹角为90度)的关系，允许在组装公差、设计公差、结构平面度的影响等因素所带来的不是绝对的垂直相交的关系，允许存在小角度范围的误差，例如80度至100度的范围的组装误差范围内，都可以被理解为是垂直的关系。

耦合：可理解为直接耦合和/或间接耦合，“耦合连接”可理解为直接耦合连接和/或间接耦合连接。直接耦合又可以称为“电连接”，理解为元器件物理接触并电导通；也可理解为线路构造中不同元器件之间通过印制电路板(printed circuit board，PCB)铜箔或导线等可传输电信号的实体线路进行连接的形式；“间接耦合”可理解为两个导体通过隔空/不接触的方式电导通。在一个实施例中，间接耦合也可以称为电容耦合，例如通过两个导电件间隔的间隙之间的耦合形成等效电容来实现信号传输。

接通：通过以上“电连接”或“间接耦合”的方式使得两个或两个以上的元器件之间导通或连通来进行信号/能量传输，都可称为接通。天线方向图：也称辐射方向图。是指在离天线一定距离处，天线辐射场的相对场强(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。

天线方向图通常都有多个辐射波束。其中辐射强度最大的辐射波束称为主瓣，其余的辐射波束称为副瓣或旁瓣。在副瓣中，与主瓣相反方向上的副瓣也叫后瓣。

天线回波损耗：可以理解为经过天线电路反射回天线端口的信号功率与天线端口发射功率的比值。反射回来的信号越小，说明通过天线向空间辐射出去的信号越大，天线的辐射效率越大。反射回来的信号越大，说明通过天线向空间辐射出去的信号越小，天线的辐射效率越小。

天线回波损耗可以用S11参数来表示，S11参数通常为负数。S11参数越小，表示天线回波损耗越小，天线的辐射效率越大；S11参数越大，表示天线回波损耗越大，天线的辐射效率越小。

隔离度：指一个天线发射的信号与另一个天线所接收的信号功率的比值。可以用S21、S12参数表示。

天线系统效率：指天线向空间辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和天线的输入功率之比。

辐射效率：指天线向空间辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和输入到天线的有功功率之比。其中，输入到天线的有功功率＝天线的输入功率-天线损耗；天线损耗主要包括金属的欧姆损耗和/或介质损耗。

地板(参考地)：

可泛指电子设备(比如手机)内任何接地层、或接地板、或接地金属层等的至少一部分，或者上述任何接地层、或接地板、或接地部件等的任意组合的至少一部分，“地/地板”可用于电子设备内元器件的接地。一个实施例中，“地/地板”可以包括以下任一个或多个：电子设备的电路板的接地层、电子设备中框形成的接地板、屏幕下方的金属薄膜形成的接地金属层、电池的导电接地层，和与上述接地层/接地板/金属层有电连接的导电件或金属件。一个实施例中，电路板可以是印刷电路板(printed circuit board，PCB)，例如具有8、10、12、13或14层导电材料的8层、10层或12至14层板，或者通过诸如玻璃纤维、聚合物等之类的介电层或绝缘层隔开和电绝缘的元件。一个实施例中，电路板包括介质基板、接地层和走线层，走线层和接地层通过过孔进行电连接。一个实施例中，诸如显示器120、触摸屏、输入按钮、发射器、处理器、存储器、电池140、充电电路、片上系统(system on chip，SoC)结构等部件可以安装在电路板上或连接到电路板；或者电连接到电路板中的走线层和/或接地层。例如，射频源设置于走线层。

上述任何接地层、或接地板、或接地金属层由导电材料制得。一个实施例中，该导电材料可以采用以下材料中的任一者：铜、铝、不锈钢、黄铜和它们的合金、绝缘基片上的铜箔、绝缘基片上的铝箔、绝缘基片上的金箔、镀银的铜、绝缘基片上的镀银铜箔、绝缘基片上的银箔和镀锡的铜、浸渍石墨粉的布、涂覆石墨的基片、镀铜的基片、镀黄铜的基片和镀铝的基片。本领域技术人员可以理解，接地层/接地板/接地金属层也可由其它导电材料制得。

电磁波波束的扫描方向：波束(wave beam)是指由卫星天线发射出来的电磁波在地球表面上形成的形状(比如说像手电筒向黑暗处射出的光束)。天线波束通常指的就是天线方向图中的主瓣或主波束，是天线能量最集中的区域，也是最常用的，一般情况下只有一个主波束。波束扫描是指按照预先指定的时间间隔和方向，用一组发送和接收的波束覆盖空间区域。电磁波波束的扫描方向指的是天线收发电磁波的波束扫描的方向。

水平极化、垂直极化/极化：水平极化是指卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是水平方向；垂直极化是指卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是垂直方向。电波在空间传播时，其电场矢量的瞬时取向称为极化。

工作频段：无论何种类型的天线，总是在一定的频率范围(频段宽度)内工作。例如，支持B40频段的天线，其工作频段包括2300MHz～2400MHz范围内的频率，或者是说，该天线的工作频段包括B40频段。满足指标要求的频率范围可以看作天线的工作频段。

带宽(bandwidth)：工作频段的宽度称为工作带宽。全向天线的工作带宽可能达到中心频率的3-5％。定向天线的工作带宽可能达到中心频率的5-10％。带宽可以认为是中心频率(例如，偶极子的谐振频率)两侧的一段频率范围，其中天线特性在中心频率的可接受值范围内。在一个实施例中，天线频带宽度指天线方向性增益下降3dB时，对应的天线频率范围。

谐振：又称“共振”。振荡系统在周期性外力作用下，当外力作用频率与系统固有振荡频率相同或很接近时，振幅急剧增大的现象。产生谐振时的频率称“谐振频率”，谐振频率的范围是谐振频段，谐振频段内任一频点的回波损耗特性可以小于-6dB或-5dB。谐振频段和工作频段可以相同或不同，或者其频率范围可以部分重叠。在一个实施例中，天线的谐振频段可以覆盖该天线的多个工作频段。

工作谐振：指的是天线单元在工作频段下产生的谐振。

增益：用于表征天线把输入功率集中辐射的程度。通常，天线方向图的主瓣越窄，副瓣越小，天线增益越高。

天线阵：将若干的辐射单元按某种方式排列，形成天线阵，也称为天线阵列。辐射单元称为天线元或阵元。

天线阵的辐射场：由天线元所产生的矢量场叠加，其上的电流振幅和相位分布，满足适当的关系得到。

阵因子：表示各向同性元组成的天线阵的方向性，其值取决于天线阵的排列方式和其天线元上激励电流的相对振幅和相位。与天线元本身的类型和尺寸无关。

术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

以下通过实施例对本申请方案进行示例说明。

本申请提供的天线单元和天线阵列应用WLAN系统，具体应用在通信设备或终端设备中，通信设备可以为但不限于路由器、CPE(Customer Premises Equipment，客户终端设备)等等。

图1为一种实施方式提供的天线模块在通信设备中与基带之间连接关系的基本架构，图2为一种实施方式提供的天线模块可以覆盖不同的终端设备的示意图，图1和图2中的单元1、单元2、单元3、单元4均代表天线单元，Φ1、Φ2、Φ3、Φ4均代表移相单元。

参阅图1，一种实施方式中，通信设备中包括天线模块，天线模块通过射频通路与基带电路(图1中用基带代表基带电路或基带芯片)电连接。基带电路通过射频通路传送射频信号给天线模块。具体实施方式中，基带电路和天线模块之间具有两路射频通道，其中一路射频通道用于激励天线模块的水平极化，另一路射频通道用于激励天线模块的垂直极化。天线模块包括天线阵列，天线阵列可以由一个或多个天线单元排列而成，每个天线单元与射频通道的连接关系相同。以其中一个天线单元为例，天线单元的一端和其中一个射频通道之间通过移相单元连接，该天线单元的另一端和另一个射频通道之间通过移相单元连接。其它实施方式中，天线单元也可以不连接移相单元，或者部分天线单元连接移相单元，部分天线单元不连接移相单元。移相单元的作用为对具体的天线单元进行相位调节，以改变天线单元的电磁波波束的扫描方向，使得天线单元可以与不同位置的终端设备之间进行通信。

具体而言，参阅图2，四个天线单元均连接移相单元，使得天线模块的电磁波波束方向可以具有多种变化，天线模块的电磁波信号可以覆盖分布在具体场景中不同位置的智能手机、智能安防、智能电视、智能家居等终端设备。图2中的单元1、单元2、单元3和单元4代表四个天线单元，位于单元1两侧的为移相单元Φ1，位于单元2两侧的为移相单元Φ2，位于单元3两侧的为移相单元Φ3，位于单元4两侧的为移相单元Φ4。

对于通信设备而言，不同的通信设备可以具有不同的形态，例如，立式柱状，扁平式盘状，方形盒状等等，为了保证天线模块满足具体应用场景的辐射角度，不同形态的通信产品内，天线模块的设置位置有差别。参阅图3A，一种实施方式中，通信设备整体为立体柱状架构，通信设备的顶面呈跑道形，通信设备包括顶部区域和底部区域，天线模块设置在顶部区域，天线模块的数量为两个，天线模块I靠近顶部区域的正面设置，天线模块II靠近顶部区域的背面设置，正面和背面可以借用通信设备的外壳的外观面为参照，例如正面为通信设备在使用状态下其外壳面对主要信号环境的一侧，背面为通信设备在使用状态其外壳背对主要信号环境的一侧。一种实施方式中，通信设备尺寸较小，通信设备内部可以只设置一个天线模块I。参阅图3B，一种实施方式中，通信设备呈方形盒状，通信设备的四个面均可以辐射电磁波信号，通信设备内可以设置四个天线模块，天线模块I靠近正面，天线模块II靠近左侧面，天线模块III靠近背面，天线模块IV靠近右侧面。本实施方式中的正面、背面，及左侧面和右侧面也可以借用通信设备的外壳的外观面为参照。应理解，天线模块位于正面、背面或者侧面，并不是限定为位于外观面上，还是靠近该面设置。

图4为本申请一种实施方式提供的天线单元10的一个方向的示意图，图5为本申请一种实施方式提供的天线单元10的另一个方向的示意图。参阅图4和图5，一种实施方式中，本申请提供的天线单元10包括辐射贴片12和馈电组件14，馈电组件14电连接通信设备中的射频电路。馈电组件14用于为辐射贴片12馈电。在一个实施例中，馈电组件14用以实现辐射贴片12产生双极化的信号，例如，水平极化和垂直极化的信号，(以下简称为产生水平极化/垂直极化)。在一个实施例中，辐射贴片12在水平极化馈电时，产生两种工作模式，辐射贴片12在垂直极化馈电时，亦产生两种工作模式。

在一个实施方式中，辐射贴片12为设置在介质板11上的微带线贴片结构，通过微带线贴片结构形成的辐射贴片12使得天线单元10具有低剖面、小型化的优势。在一个实施方式中，馈电组件14可以包括设置在介质板11上的微带线结构。

参阅图4和图6，图6为图4所示的实施方式提供的天线单元中的辐射贴片12的平面示意图。辐射贴片12包括沿第一方向A1依次排列的第一附加子贴片1212A、第一子贴片1211A、第二子贴片1211B和第二附加子贴片1212B，辐射贴片12包括沿第二方向A2贯穿辐射贴片12的第一缝隙1221和第二缝隙1222，第一子贴片1211A和第二子贴片1211B之间形成第一缝隙，所述第二缝隙1222包括第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B。所述第一子贴片1211A和所述第一附加子贴片1212A之间形成所述第一子缝隙1222A、所述第二子贴片1211B和所述第二附加子贴片1212B之间形成所述第二子缝隙1222B。所述辐射贴片12不具有沿所述第一方向A1贯穿所述辐射贴片12的开缝。第一缝隙1221的延伸方向、第一子缝隙1222A的延伸方向和第二子缝隙1222B的延伸方向均为第二方向A2。所述辐射贴片12在所述第一方向A1上的尺寸大于所述辐射贴片12在所述第二方向A2上的尺寸。一种实施方式中，第一方向A1垂直于第二方向A2，其它实施方式中，第一方向A1和第二方向A2之间也可以呈夹角设置。本申请通过将天线单元10的辐射贴片12设计为第一方向A1上的长度尺寸大于第二方向A2上的宽度尺寸，使得天线单元10构成长条形不对称结构，不对称结构指的是第一方向A1上的结构尺寸和第二方向A2上的结构尺寸不同，辐射贴片12整体不是正方形的贴片结构。本申请提供的天线单元10能够产生扇形波束，在保持高增益的情况下实现水平面的宽覆盖，且为具有双极化的天线设计。

一种实施方式中，辐射贴片12为形成在介质板11上的金属片状结构。一种实施方式中，制作的过程中，可以先在介质板11上制作长方形的金属贴片，其长度方向为第一方向A1，宽度方向为第二方向A2，再在此金属贴片上制作缝隙(即第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B)，各缝隙延伸方向均为第二方向A2，可以理解为第一缝隙1221的延伸方向、第一子缝隙1222A的延伸方向和第二子缝隙1222B的延伸方向均与金属贴片的宽度方向平行，这样通过第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的设置将金属贴片分割为多个子贴片(即第一附加子贴片1212A、第一子贴片1211A、第二子贴片1211B和第二附加子贴片1212B)。

辐射贴片12整体的外轮廓呈长方形，辐射贴片12沿第一方向A1的尺寸为辐射贴片12的长度，辐射贴片12沿第二方向A2的尺寸为辐射贴片12的宽度。一种实施方式中，辐射贴片12的长宽比R满足：R≥2。例如，一种具体的实施方式中，辐射贴片12的长宽比R满足：3≤R≤5。辐射贴片12整体呈细长的矩形形状。在此基础上，通过设置第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B使得辐射贴片12在满足双极化及每个极化的两种工作模式的情况下，具有较好的辐射性能。第一附加子贴片1212A、第一子贴片1211A、第二子贴片1211B和第二附加子贴片1212B统称为子贴片。每一个子贴片沿第二方向A2的尺寸为子贴片的宽度，每个子贴片沿第一方向A1的尺寸为子贴片的长度。一种实施方式中，所有的子贴片的宽度可以是相等的，所有的子贴片的长度也可以是相等的。其它实施方式中，多个子贴片中也可以具有不同长度的子贴片。多个子贴片中也可以具有不同宽度的子贴片。对于单个子贴片而言，可以是长方形，也可以是正方形，子贴片也可以为其它的形状，例如椭圆形，梯形、多边形等等，本申请不做具体的限定。一种实施方式中，天线单元10的辐射贴片12的子贴片的数量为4个。其它实施方式中，子贴片的数量也可以为6个、8个或更多个。接下来以辐射贴片12的子贴片的数量为4个的具体实施方式，展开描述天线单元10的具体结构，此具体实施方式中的各种限定也适用于其它不同实施方式(例如子贴片的数量也可以为6个的实施方式)。

参阅图6，一种实施方式中，所述辐射贴片12包括沿第二方向A2贯穿所述辐射贴片的至少三个缝隙(即第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B)，设置在所述辐射贴片12的第一方向A1上的中间位置的所述缝隙为第一缝隙1221，其余的缝隙为第二缝隙1222。一种实施方式中，缝隙总的数量为奇数个。一种实施方式中，第一缝隙1221的数量为一个，第二缝隙1222数量为偶数个。本实施方式中，辐射贴片12设有三个缝隙，第一缝隙1221的数量为一个，第二缝隙1222的数量为两个(包括第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B)。

辐射贴片12上的缝隙的延伸方向为第二方向A2，可以理解为，各缝隙(包括第一缝隙1221和第二缝隙1222)均包括第一端E1和第二端E2，第一端E1位于辐射贴片12的一个长边上，第二端E2位于辐射贴片12的另一个长边上，第一缝隙1221的延伸方向和第二缝隙1222的延伸方向均可以为第一端E1指向第二端E2的方向。一种实施方式中，第一缝隙1221的延伸方向、辐射贴片12的宽度方向均为第二方向A2，第二缝隙1222的延伸方向平行于第一缝隙1221的延伸方向。第一缝隙1221和第二缝隙1222均可以设置为长方形(或称为长条形)。

所述辐射贴片不具有沿所述第一方向贯穿所述辐射贴片的开缝，或者，所述辐射贴片只有一个沿所述第一方向贯穿所述辐射贴片的开缝。本申请通过限定辐射贴片包括沿第二方向贯穿辐射贴片的至少三个缝隙，及最多具有沿第一方向贯穿辐射贴片的一个开缝(可以理解为辐射贴片不具有沿所述第一方向贯穿所述辐射贴片的开缝，或者，所述辐射贴片只有一个沿所述第一方向贯穿所述辐射贴片的开缝)，使得将天线单元10能够被调整在第一极化(例如水平极化)的两种不同工作模式(主工作模式和寄生工作模式)下，及第二极化(例如垂直极化)的两种不同工作模式下，使得天线单元10可以实现双极化多模式(至少四种工作模式)的状态。

图6所示的实施方式中，当第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B为长方形时，第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的延伸方向和第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的延伸路径是相同的，都是第二方向A2。

参阅图7，一种实施方式中，以第一缝隙1221为例，当第一缝隙1221为弯曲状，例如蛇形时，第一缝隙1221的延伸路径与第一缝隙1221的延伸方向不同，延伸路径指的是弯曲状的延伸轨迹，而延伸方向仍然是第一端E1指向第二端E2的方向，延伸方向仍然是第二方向A2。图7所示的实施方式中，第一缝隙1221为弯曲状，第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B为长方形，其它实施方式中，反之亦然，或者第一缝隙1221和第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B均可以为弯曲状。

本申请不限定第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的延伸路径，在限定第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的延伸方向为第二方向A2的情况下，第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的延伸的路径可以为直线状、弯曲状(例如蛇形、弧形)、锯齿状等等。第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的长度为第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B从第一端E1延伸至第二端E2的延伸路径的尺寸，当第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的延伸路径为直线状时，第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的长度最短，第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的长度可以为辐射贴片12的宽度；当第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的延伸路径为弯曲状或锯齿状时，第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的长度较长。所述第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的宽度为垂直于所述第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的延伸路径的方向上的尺寸，所述第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的宽度范围可以为：0.03mm～3mm。一种具体的实施方式中，所述缝隙宽度范围为：0.5mm-1.5mm。本申请可以通过调节第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B的具体的形态和宽度来调整天线单元10的工作频段和带宽。例如一种实施方式中，第一缝隙1221、第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B为长方形，天线单元10的工作频段为：5.15GHz-5.85GHz。

一种实施方式中，第一缝隙1221和第二缝隙1222的宽度范围均可以在0.03mm～3mm的范围内。一种实施方式中，所述第二缝隙1222的宽度小于等于2mm。第一缝隙1221和第二缝隙1222的宽度可以相同，也可以不同，例如第一缝隙1221的宽度可以大于第二缝隙1222的宽度。例如：第一缝隙1221的宽度为1.2mm，第二缝隙1222的宽度为0.8mm。一种实施方式中，所有的第二缝隙1222的宽度是相同的。一种实施方式中，第二缝隙1222沿第一方向A1对称分布在第一缝隙1221的两侧，位于第一缝隙1221的两侧的第二缝隙1222与第一缝隙1221之间的最小间距相同。

参阅图6，一种实施方式中，辐射贴片12具有沿第二方向A2延伸的中心线C1，辐射贴片12对称分布在此中心线C1的两侧。一种实施方式中，第一缝隙1221位于辐射贴片12长度方向上的中间位置，可以理解为，中心线C1位于第一缝隙1221覆盖的范围内，或者，中心线C1穿过第一缝隙1221的至少部分区域。一种实施方式中，辐射贴片12的中心线C1与第一缝隙1221的宽度方向上的中心位置是重合的。

一种实施方式中，第二缝隙1222(即第一子缝隙1222A和第二子缝隙1222B)沿第一方向A1对称分布在中心线C1的两侧。此处的对称的定义可以理解为并非数学意义上的严格的对称的定义，本方案指的是第二缝隙1222边缘开口(第一端E1和第二端E2)位置对称设置在中心线C1的两侧，并不限定第二缝隙中间部分，亦不限定第二缝隙的形态完全一致。一种实施方式中，第二缝隙1222的数量为偶数个，当第二缝隙1222数量为两个时，这两个第二缝隙1222和第一缝隙1221的距离相等，且这两个第二缝隙1222的尺寸、形态均相同。当第二缝隙1222数量为四个或四个以上时，距离第一缝隙1221相等的两个第二缝隙1222的尺寸、形态均相同。和第一缝隙1221之间的距离不相同的第二缝隙1222可以具有不同的尺寸和形态。本申请通过调节第二缝隙1222的具体的位置及通过调节第二缝隙1222的宽度值来调整天线单元10在水平极化和垂直极化的不同的工作模式的频带，可以调整天线单元10的工作频段和带宽。

一种实施方式中，第一附加子贴片1212A、第一子贴片1211A、第二子贴片1211B和第二附加子贴片1212B沿所述第一方向A1对称分布在所述第一缝隙1221的两侧。

本申请提供的辐射贴片12在水平极化馈电时产生主工作模式和寄生工作模式。参阅图8A，所述主工作模式下，所述第一子贴片1211A和第二子贴片1211B被激励产生沿所述第二方向A2的电流，第一子贴片1211A和第二子贴片1211B用于在主工作模式下辐射电磁波信号。本实施方式对第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上的电流方向的限定可以理解为：在主工作模式下，第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上的主要电流在第二方向A2，或者，电流在第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上的流动方向大致沿第二方向A2从第一子贴片1211A和第二子贴片1211B的一端至另一端。图8A中在第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上的箭头指示线的方向代表主要电流的方向或电流的大致方向。

参阅图8B，在所述寄生工作模式下，第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B被激励产生沿所述第二方向A2的电流，第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B用于在寄生工作模式下辐射电磁波信号。本实施方式对第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B上的电流方向的限定可以理解为：在寄生工作模式下，第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B上的主要电流在第二方向A2，或者电流在第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B上的流动方向大致沿第二方向A2从第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B的一端至另一端。图8B中在第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B上的箭头指示线的方向代表主要电流的方向或电流的大致方向。

本申请提供的辐射贴片12在水平极化馈电时，主工作模式下第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上的电流方向和寄生工作模式下第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B上的电流方向可以为相同方向的电流(如图8A和图8B所示，在第二方向上，电流方向同是向左或向右)，也可以为相反方向的电流(例如，在第二方向上，主工作模式下的第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上的电流方向向左，寄生工作模式下的第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B上的电流方向向右)。

本申请可以通过调整第一子贴片1211A和第二子贴片1211B的宽度(即第一子贴片1211A和第二子贴片1211B在第二方向A2上的尺寸)来调节天线单元10在主工作模式下的工作频段，也可以通过调整第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B的宽度(即第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B在第二方向A2上的尺寸)来调节天线单元10在寄生工作模式下的工作频段。本申请也可以通过调整第一子贴片1211A和第二子贴片1211B边缘形状来调节天线单元10在主工作模式下的工作频段，也可以通过调整第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B的边缘形状来调节天线单元10在寄生工作模式下的工作频段，这部分内容将在后文详细描述。

本申请提供的辐射贴片12在垂直极化馈电时，产生第一工作模式和第二工作模式。本申请通过调节第一缝隙的宽度(即第一缝隙在第一方向A1上的尺寸)和第二缝隙(即第二缝隙在第一方向A1上的尺寸)的宽度，可以调节天线单元在第一工作模式和第二工作模式下的工作频点。参阅图9A和图9B，可以看出，当缝隙宽度增大时，谐振向高频移动，其中第一缝隙(图9A中标示为ws1)的宽度主要影响第一工作模式下的谐振，第二缝隙(图9B中标示为ws2)主要影响第二工作模式下的谐振。

图10A表达了辐射贴片在第一工作模式下的电流方向，其中，从辐射贴片的底端连续延伸至邻近顶端位置的带箭头的直线表示电流方向。参阅图10A，第一工作模式下，辐射贴片12上的电流方向为沿所述第一方向A1从辐射贴片12的一端流向到另一端，图10A示意性地表达了一种状态下的电流方向，从辐射贴片12的底端流向顶端，在底端和顶端的位置可以为电流零点的位置。本申请不限定具体的第一子贴片1211A和第二子贴片1211B或第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B上的电流分布是否完全一致，电流强度也不做限定。图10B表达了辐射贴片在第一工作模式下的电流方向和电场分布示意图，其中，沿Y方向延伸的带箭头的直线代表电流方向，沿Z方向延伸的带箭头的指示线代表电场方向和电场强度，虚线矩形框代表第一子贴片1211A、第二子贴片1211B、第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B，相邻的虚线框之间的间隙代表第一缝隙1221和第二缝隙1222。参阅图10B，第一工作模式下，天线单元10产生的电场在所述的第一缝隙1221与馈电组件14的地板之间产生弱点反向。

图11A表达了辐射贴片在第二工作模式下的电流方向，其中，从辐射贴片的底端连续延伸至邻近顶端位置的带箭头的直线表示电流方向。参阅图11A，第二工作模式下，辐射贴片12上的电流方向为沿所述第一方向A1从辐射贴片12的一端流向另一端。图11A示意性地表达了一种状态下的电流方向，从辐射贴片12的底端流向顶端，在低端和顶端的位置可以为电流零点的位置。本申请不限定具体的第一子贴片1211A、第二子贴片1211B、第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B上的电流分布是否完全一致，电流强度也不做限定。图11B表达了辐射贴片在第二工作模式下的电流方向和电场分布示意图，其中，沿Y方向延伸的带箭头的直线代表电流方向，沿Z方向延伸的带箭头的指示线代表电场方向和电场强度，虚线矩形框代表第一子贴片1211A、第二子贴片1211B、第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B，相邻的虚线框之间的间隙代表第一缝隙1221和第二缝隙1222。参阅图11B，第二工作模式下，天线单元10产生的电场在所述的第二缝隙1222与地板之间产生强点反向。

一种实施方式中，本申请通过微带线馈电结构耦合地板上的缝隙对辐射贴片12进行馈电。参阅图12，图12为本申请一种实施方式提供的天线单元10的立体分解图。具体而言，所述馈电组件14包括所述地板15和馈电层16，所述地板15层叠设置在所述馈电层16和所述辐射贴片12之间，所述地板15设有交叉设置的第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152。一种实施方式中，地板15形成在介质板11上的金属接地层架构，第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152为地板15上去除金属材料形成的槽缝结构，可以在第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152处填充绝缘介质，第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152中的介质也可以为空气。一种具体的实施方式中，第一耦合缝隙151的延伸方向为第一方向A1，第二耦合缝隙152的延伸方向为第二方向A2，所述第一耦合缝隙151和所述第二耦合缝隙152构成十字形缝隙结构。一种实施方式中，所述第一耦合缝隙151和所述第二耦合缝隙152相互垂直，可以理解为，所述第一耦合缝隙151和所述第二耦合缝隙152之间为大体垂直的关系，本申请不限定所述第一耦合缝隙151和所述第二耦合缝隙152均为直线状的缝隙，只要所述第一耦合缝隙151和所述第二耦合缝隙152的延伸趋势是垂直的关系，所述第一耦合缝隙151和所述第二耦合缝隙152的具体的形状可以为直线状、波浪线状、锯齿状等等，所述第一耦合缝隙151和所述第二耦合缝隙152可以包括弯折形态的缝隙部分。

一种实施方式中，部分所述第一耦合缝隙151与所述第一子贴片1211A重叠，部分所述第一耦合缝隙151与所述第二子贴片1211B重叠。一种实施方式中，第二耦合缝隙152与第一子贴片1211A之间无重叠关系，第二耦合缝隙152与和第二子贴片1211B也无重叠关系；或者，第二耦合缝隙152与第一子贴片1211A和第二子贴片1211B中的一个没有重叠关系，部分第二耦合缝隙152与第一子贴片1211A和第二子贴片1211B中的另一个的边缘具有重叠关系；或者，第二耦合缝隙152与第一子贴片1211A的边缘和第二子贴片1211B的边缘均具有重叠关系。一种实施方式中，第一耦合缝隙151与第一附加子贴片1212A、第二附加子贴片1212B均无重叠关系，同样，第二耦合缝隙152与第一附加子贴片1212A、第二附加子贴片1212B均无重叠关系。

第二耦合缝隙152和所述辐射贴片12上的第一缝隙1221正对设置。在本申请的实施例中，“正对”应理解为第二耦合缝隙152在辐射贴片12上的垂直投影152A和第一缝隙1221之间为具有至少部分重叠的关系，文中它处描述的“正对”应做相同或相似的理解。一种实施方式中，第二耦合缝隙152的宽度小于等于第一缝隙1221的宽度，第二耦合缝隙152的长度大于第一缝隙1221的长度。第二耦合缝隙152在辐射贴片12上的垂直投影152A沿第二方向A2超出第一缝隙1221的两端。即辐射贴片12的宽度小于第二耦合缝隙152的长度。一种实施方式中，第二耦合缝隙152在第二方向A2上的中心位置和辐射贴片12上的第一缝隙1221在第二方向A2上的中心位置重合。

其它实施方式中，第二耦合缝隙152的宽度也可以大于第一缝隙1221的宽度，第二耦合缝隙152的长度也可以小于第一缝隙1221的长度。

其它实施方式中，第二耦合缝隙152也可以与辐射贴片12中的某个子贴片(例如第一子贴片1211A或第二子贴片1211B)正对设置，第二耦合缝隙152可以和第一缝隙1221错位设置(即二者之间无正对设置的关系，没有部分重叠的关系)。

一种实施方式中，第一耦合缝隙151沿第一方向A1上的中心位置和辐射贴片12上的第一缝隙1221沿第二方向A2上的中心位置正对。一种实施方式中，第一耦合缝隙151沿第一方向A1上的中心位置1511在辐射贴片12上的垂直投影1511A落入第一缝隙1221的范围内。其它实施方式中，第一耦合缝隙151沿第一方向上的中心位置1511也可以正对辐射贴片12的某个子贴片(例如第一子贴片1211A或第二子贴片1211B)，即第一耦合缝隙151沿第一方向A1上的中心位置1511在辐射贴片12上的垂直投影1511A落入第一子贴片1211A或第二子贴片1211B的范围内。

一种实施方式中，第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152相交的区域在辐射贴片12上的垂直投影位于第一缝隙1221的范围内。或者，第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152相交的区域在辐射贴片12上的垂直投影的部分面积位于第一缝隙1221的范围内。或者，第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152相交的区域在辐射贴片12上的垂直投影位于第一缝隙1221的外围，即第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152相交的区域在辐射贴片12上的垂直投影落入第一子贴片1211A或第二子贴片1211B的范围内。

本申请一种实施方式提供的天线单元10包括两个馈电单元，即第一馈电结构和第二馈电结构，通过这两个馈电单元为辐射贴片12馈电，激励水平极化的两个工作模式和垂直极化的两个工作模式。参阅图12，第一馈电结构17和第二馈电结构18设置在所述馈电层16上，第一馈电结构17和第一耦合缝隙151正对设置，第二馈电结构18和第二耦合缝隙152正对设置。应理解，“正对”在本申请的实施例中，“正对”应理解为耦合缝隙在馈电层上的垂直投影和馈电结构之间为具有至少部分重叠的关系，或者是，馈电结构在地板上的垂直投影和耦合缝隙之间为具有至少部分重叠的关系。文中它处描述的“正对”应做相同或相似的理解。所述第一馈电结构17和所述第一耦合缝隙151耦合，激励所述辐射贴片12的水平极化，所述第二馈电结构18和所述第二耦合缝隙152耦合，激励所述辐射贴片12的垂直极化。

一种实施方式中，馈电层16可以为设置在介质板11上的两层金属走线结构，第一馈电结构17和第一耦合缝隙151耦合的部分传输线与第二馈电结构18和第二耦合缝隙152耦合的部分传输线分布在馈电层16的不同层上，即这两部分传输线之间通过介质板11的部分区域(也可表为部分介质板或空气)隔开，实现空间上的层叠关系，有利于整体馈电架构的小尺寸设计。

参阅图13，图13所示为天线单元10的层结构的分解示意图，从上至下，天线单元10依次为辐射贴片12、介质板11中的一层、地板15、介质板11中的另一层、馈电层16中的第二层162、介质板11中的另一层和馈电层16中的第一层161。本种实施方式中，馈电层16包括第一层161和第二层162，第二层162层叠设置在地板15和第一层161之间，地板15和第二层162之间，及第二层162和第一层161之间均通过介质板11的不同层隔开，第一层161可以为天线单元10的外表面的一层。

一种实施方式中，结合参阅图12和图13，第一馈电结构17的部分传输线分布在第一层161，第一馈电结构17的其余的部分传输线分布在第二层162，第二馈电结构18的全部传输线均分布在第一层161。第一层161上设置第二馈电结构18和部分第一馈电结构17，第二层162上只设置部分第一馈电结构17。具体而言，所述第一馈电结构17包括第一部分171和第二部分172，第一部分171位于第一层161，第二部分172位于第二层162，第一部分171的一端位于介质板11的边缘或靠近介质板11的边缘。第一部分171用于通过第一接口191连接至射频通道。第一部分171的另一端第通过穿过介质板11的过孔电连接至第二部分172的一端，第二部分172的另一端与所述第一耦合缝隙151耦合。所述第二馈电结构18的一端位于介质板11的边缘或靠近介质板11的边缘，第二馈电结构18的一端用于通过第二接口192连接射频通道。所述第二馈电结构18的另一端与所述第二耦合缝隙152耦合。本实施方式中，在第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152位置处，沿介质板11的厚度方向，部分第一馈电结构17层叠设置在部分第二馈电结构18和地板15之间。

其它实施方式中，也可以将第一馈电结构17的全部传输线设置在第一层161，第二馈电结构18的部分传输线设置在第一层161，第二馈电结构18的其余部分传输线设置在第二层162。本实施方式中，在第一耦合缝隙151和第二耦合缝隙152位置处，沿介质板11的厚度方向，部分第二馈电结构18层叠设置在部分第一馈电结构17和地板15之间。

参阅图12，一种实施方式中，第一馈电结构17包括第一耦合传输线175，第一耦合传输线175包括依次连接的第一段1751、第二段1752和第三段1753，第一段1751和第三段1753相对间隔设置，第二段1752连接在第一段1751的一端和第三段1753的一端之间，第一段1751和第三段1753的延伸方向为第二方向A2。第二段1752的延伸方向可以为第一方向A1，第一段1751和第三段1753均跨过第一耦合缝隙151，部分第一段1751位于第一耦合缝隙151在第二方向A2上的一侧，部分第一段1751位于第一耦合缝隙151在第二方向A2上的另一侧，同样，部分第二段1752位于第一耦合缝隙151在第二方向A2上的一侧，部分第二段1752位于第一耦合缝隙151在第二方向A2上的另一侧。

参阅图12，一种实施方式中，第二馈电结构18包括第二耦合传输线185，第二耦合传输线185包括依次连接的第四段1851、第五段1852和第六段1853，第四段1851和第六段1853相对间隔设置，第五段1852连接在第四段1851的一端和第六段1853的一端之间，第四段1851和第六段1853的延伸方向为第一方向A1，第五段1852的延伸方向可以为第二方向A2。第四段1851和第六段1853均跨过第二耦合缝隙152，部分第四段1851位于第二耦合缝隙152在第一方向A1上的一侧，部分第四段1851位于第二耦合缝隙152在第一方向A1上的另一侧，同样，部分第六段1853位于第二耦合缝隙152在第一方向A1上的一侧，部分第六段1853位于第二耦合缝隙152在第一方向A1上的另一侧。

第一耦合传输线175和第二耦合传输线185均可以呈形，或U形。参阅图14，第一耦合传输线175在地板15上的垂直投影和第一耦合缝隙151、第二耦合缝隙152的关系为：第一段1751和第三段1753在地板15上的垂直投影和第一耦合缝隙151相交，一种具体的实施方式中，第一段1751和第三段1753在地板上的垂直投影和第一耦合缝隙151相互垂直。第一段1751和第三段1753在地板15上的垂直投影对称分布在第二耦合缝隙152的两侧，一种具体的实施方式中，第一段1751和第三段1753在地板15上的垂直投影平行于第二耦合缝隙152。第二段1752在地板15上的垂直投影位于第二耦合缝隙152的外围，且和第二耦合缝隙152之间无交集。一种具体的实施方式中，第二段1752在地板15上的垂直投影和第一耦合缝隙151平行。第二耦合传输线185在地板15上的垂直投影和第一耦合缝隙151、第二耦合缝隙152的关系为：第四段1851和第六段1853在地板15上的垂直投影和第二耦合缝隙152相交，一种具体的实施方式中，第四段1851和第六段1853在地板15上的垂直投影和第二耦合缝隙152相互垂直。第四段1851和第六段1853在地板15上的垂直投影对称分布在第一耦合缝隙151的两侧，一种具体的实施方式中，第四段1851和第六段1853在地板15上的垂直投影平行于第一耦合缝隙151。第五段1852在地板15上的垂直投影位于第一耦合缝隙151的外围，且和第一耦合缝隙151之间无交集。一种具体的实施方式中，第五段1852在地板15上的垂直投影和第二耦合缝隙152平行。

一种具体的实施方式中，第一段1751在地板15上的垂直投影和第四段1851在地板15上的垂直投影垂直相交，第一段1751在地板15上的垂直投影的自由端接触第六段1853在地板15上的垂直投影，第四段1851在地板15上的垂直投影的自由端接触第三段1753在地板15上的垂直投影，第一段1751在地板15上的垂直投影、第四段1851在地板15上的垂直投影、第三段1753在地板15上的垂直投影和第六段1853在地板15上的垂直投影包围形成矩形或正方形区域。

参阅图12，所述馈电组件14包括用于连接射频线缆的第一接口191和第二接口192，第一接口191和第二接口192均通过射频线缆电连接至基带中的馈电网络，第一接口191和第二接口192可以设置在第一层，以使得第一接口191和射频线缆之间的连接，以及第二接口192和射频线缆之间的连接更便捷，具有容易接线的优势。第一接口191和馈电网络之间的射频通路用于传送水平极化的射频信号，第二接口192和馈电网络之间射频通路用于传送垂直极化的射频信号。在所述第一方向上，所述第一接口191和所述第二接口192分别设置在所述辐射贴片12在所述馈电层16上的投影的两侧，即第一接口191和第二接口192分布在辐射贴片12长度方向上的两侧。

第一接口191和第二接口192的结构可以相同，以第一接口191为例展开描述具体的结构。一种实施方式中，第一接口191设置在第一层161，第一接口191包括接地部1911和导电部1912，接地部1911和导电部1912之间绝缘隔离。具体而言，接地部1911包括一对相对设置的接地焊盘，导电部1912可以与第一馈电结构17(或第二馈电结构18)互连为一体，导电部1912可以为第一馈电结构17(或第二馈电结构18)的一端。接地部1911和地板15之间电连接，具体而言，可以通过导电过孔电连接。射频线缆的外导体焊接在接地部1911上，射频线缆的内导体焊接在导电部1912上。接地部1911和导电部1912之间可以通过空气作为绝缘介质隔开。

参阅图4和图5，一种实施方式中，天线单元10的介质板11包括相背设置的第一表面S1和第二表面S2，辐射贴片12设置在第一表面S1，第一接口191、第二接口192位于第二表面S2，第一馈电结构17和第二馈电结构18中的部分设置在第二表面S2，如图5所示，第一馈电结构17上与第一接口191连接的部分位于第二表面S2，第一馈电结构17上与第一耦合缝隙151耦合的部分传输线位于介质板11的内部，第二馈电结构18的全部传输线均位于第二表面S2。一种实施方式中，介质板11整体呈长方体状，第二表面S2为长方形，介质板11的第二表面S2设有第一凹槽1101和第二凹槽1102，第一凹槽1101和第二凹槽1102分别位于第二表面S2的两个短边位置，第一接口191设置在第一凹槽1101的外围，第二接口192设置在第二凹槽1102的外围，第一凹槽1101和第二凹槽1102用于容纳射频线缆，将射频线缆的接头位置收容在第一凹槽1101和第二凹槽1102中，可以保证天线单元10和射频线缆连接的位置结构平整性，也有利于天线单元10整体的尺寸小型化的设计，避免射频线缆的接头位置突出在介质板11的外表面导致的天线单元10整体体积变大。例如，第一凹槽1101和第二凹槽1102的位置可以用于放置SMA接头。射频线缆通过SMA接头与天线单元10电连接。

一种实施方式提供的馈电组件14可以为设置在介质板上的微带线架构，微带线架构的馈电方式有利于实现天线单元10的尺寸小型化，有利于实现天线单元的低剖面特性。其它实施方式中，馈电组件14也可以为其它的馈电方式，例如探针馈电，第一馈电单元和第二馈电单元均为探针结构，第一馈电单元在辐射贴片12在第一方向上的一端馈电，激励辐射贴片的垂直极化，第二馈电单元在辐射贴片12的中间位置的邻近第一缝隙1221的一端的位置馈电，激励辐射贴片的水平极化。馈电组件14也可以为其它类型的馈电架构，只要能激励辐射贴片的水平极化和垂直极化即可。

参阅图15和图16，一种实施方式中，所述第一子贴片1211A、所述第二子贴片1211B、所述第一附加子贴片1212A和所述第二附加子贴片1212B统称为子贴片。至少一个所述子贴片设有开槽1213。在一个实施例中，每一个所述子贴片的外轮廓大体上均为四边形，例如，正方形或长方形，其中，设有子贴片的开槽应理解为从其外轮廓边缘向子贴片内部延伸的开槽，应可理解，子贴片的开槽可以和上述的第一缝隙或第二缝隙连通。图15和图16所示的实施方式中，所述第一子贴片1211A、所述第二子贴片1211B、所述第一附加子贴片1212A和所述第二附加子贴片1212B上均设有开槽1213，其它实施方式中，也可以只在其中的一个子贴片，或其中两个对称的子贴片上设置开槽1213。开槽1213从子贴片的边缘向所述子贴片的内部延伸。

在一个实施例中，开槽1213包括第一开槽和第二开槽，其中，所述第一开槽设于所述第一子贴片上的第一位置，所述第二开槽设于所述第二子贴片的第二位置。在一个具体的实施例中，所述第一位置与所述第二位置相对于所述第一缝隙1221对称设置。应可理解，开槽的位置相对于第一缝隙1221“对称设置”可以理解为并非数学意义上的严格的对称，本方案指的是开槽的边缘开口位置大致对称设置在第一缝隙1221的两侧，并不限定开槽的形态完全一致。

在一个实施例中，开槽1213包括第三开槽和第四开槽，其中，所述第三开槽设于所述第一附加子贴片上的第三位置，所述第四开槽设于所述第二附加子贴片的第四位置。在一个具体的实施例中，所述第三位置与所述第四位置相对于所述第一缝隙对称设置。

相较不设开槽的情况，在同样宽度设有开槽的子贴片上，电流的延伸路径得到了增长。一种实施方式中，本方案可以增加天线单元10在第一极化(例如水平极化)下的电流长度，开槽1213用于在有限的子贴片的宽度空间内，使得天线单元10在水平极化下的期望频率工作。一个实施方式中，天线单元10在水平极化馈电下，电流沿着子贴片的边缘沿第二方向A2流动，参阅图17，本实施方式通过开槽1213的设置，使得电流可以沿着开槽1213的边缘流动。

一种实施方式中，所述开槽1213的延伸方向包括第三方向A3，图17所示的实施方式上，所述第三方向A3和所述第一方向A1相同，图18所示的实施方式中，所述第三方向A3和所述第二方向A2之间、所述第三方向A3和所述第一方向A1之间均呈夹角设置。一种实施方式中，开槽1213的延伸方向还可以包括第一方向A1和第二方向A2，本申请不限定开槽1213的延伸方向，只要开槽1213能够使得天线单元10在水平极化的电流方向得到增长，使得天线单元10在期望频率下工作即可。

一种实施方式中，同一个子贴片上设有开槽1213的数量为多个(例如两个或两个以上)，多个开槽1213间隔设置，使得子贴片的边缘呈梳齿状结构。如图16所示的实施方式中，第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上设置开槽1213的方式(包括开槽的数量和尺寸)相同或相似，举例而言，第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上均设两个开槽1213，两个开槽1213从第一子贴片1211A、第二子贴片1211B的邻近第一缝隙1221的边缘向第一子贴片1211A、第二子贴片1211B的内部延伸，即第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上的开槽1213的开口朝向第一缝隙1221。一个实施方式中，第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上设置的开槽1213关于第一缝隙1221对称。所述第一附加子贴片1212A和所述第二附加子贴片1212B上设置开槽1213的方式(包括开槽1213的数量和尺寸)相同或相似，举例而言，所述第一附加子贴片1212A和所述第二附加子贴片1212B上均设四个开槽1213，四个开槽1213从所述第一附加子贴片1212A、所述第二附加子贴片1212B远离第一子贴片1211A、第二子贴片1211B的边缘向所述第一附加子贴片1212A、所述第二附加子贴片1212B的内部延伸，即所述第一附加子贴片1212A、所述第二附加子贴片1212B上的开槽1213的开口位于辐射贴片12的顶部边缘或底部边缘。一个实施方式中，所述第一附加子贴片1212A、所述第二附加子贴片1212B上设置的开槽1213关于第一缝隙1221对称。本申请并不限定各子贴片上的开槽1213的数量，例如第一子贴片1211A和第二子贴片1211B上的开槽1213的数量可以为三个、四个或更多个，所述第一附加子贴片1212A、所述第二附加子贴片1212B上的开槽1213的数量可以超过四个或者也可以为三个或两个。当然，各子贴片上的开槽1213的数量也可以只有一个。

设置在各子贴片上的开槽1213的具体形态可以为长条形或长方形，也可以为三角形，开槽1213的边缘可以为直线状也可以为弧形。

参阅图19，一种实施方式中，所述辐射贴片12中的排列在排首或排尾的子贴片为边缘贴片，图19所示的实施方式中，所述第一附加子贴片1212A和所述第二附加子贴片1212B为边缘贴片。所述第一附加子贴片1212A和所述第二附加子贴片1212B均包括贴片主体1214和连接至所述贴片主体1214的突出结构1215，在所述第一方向A1上，所述突出结构1215位于所述贴片主体1214远离第一子贴片1211A和第二子贴片1211B的一侧，所述突出结构1215的延伸方向包括第三方向A3。第三方向A3和第一方向A1相同，或者，第三方向A3和第一方向A1之间形成夹角。突出结构1215设置的原理与前述开槽1213的设计原理相同或相似，本方案通过在边缘贴片的边缘设置突出结构1215使得天线单元10在水平极化下的电流流向的路径改变，使得电流路径变长，调节频率。突出结构1215的形状可以为长方形，也可以为三角形若其它的形状，突出结构1215的边缘可以为直线状边缘也可以包括曲线状或弧形边缘。

本申请具体实施方式通过限定辐射贴片中的子贴片的排列为一列，且辐射贴片具有至少三个沿第二方向A2贯穿辐射贴片的缝隙(第一缝隙1221和第二缝隙1222)，最多具有一个沿第一方向A1贯穿辐射贴片的开缝，实现限定辐射贴片呈长条状的形态，即辐射贴片的长度大于宽度，通过长宽比的限定，实现第一馈电单元和第二馈电单元能够激励辐射贴片产生水平极化的两种模式和垂直极化的两种模式。本申请具体实施方式对辐射贴片的长宽比的限定、缝隙宽度尺寸的限定等尺寸限定仅仅为一种具体实施方式中呈现的状态，其它实施方式中，可以根据具体的设计需求、应用需求等调节具体的尺寸。

参阅图19A，图19A所示的实施方式中，辐射贴片12具有一个沿第一方向A1贯穿辐射贴片的开缝1225。本实施方式中，辐射贴片12包括第一子贴片1211A、第二子贴片1211B、第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B。开缝1225沿第一方向A1从第一子贴片1211A、第二子贴片1211B、第一附加子贴片1212A和第二附加子贴片1212B的在第二方向上的中间位置穿过，开缝1225与第一缝隙1221、第一子缝隙1222A、第二子缝隙1222B均相交。

图20为本申请一种实施方式提供的天线单元10的S参数曲线示意图。如图20所示，天线单元10的垂直极化(S2，2-VP代表的曲线)和水平极化(S1，1-HP代表的曲线)均产生3个工作谐振，工作带宽分别覆盖4.88～6.45GHz，5.1～6.07GHz，两个极化之间的隔离度(S2，1代表的曲线)在工作带宽内(或称为，带内)大于17dB，这表明天线单元10具有良好的带宽表现。本申请一种具体的实施方式提供的天线单元工作在5G WiFi频段，工作带宽为5.15～5.85GHz。

图21为本申请一种实施方式提供的天线单元10中垂直极化端口激励时在5GHz和5.6GHz的辐射方向图，图22为本申请一种实施方式提供的天线单元10中水平极化激励时在5.25GHz和5.8GHz的辐射方向图，从图21和图22可以看出两个极化在不同频点均表现出水平面波束宽，俯仰面波束窄的高增益扇形波束，这表明本申请提供的天线单元10具有良好的覆盖能力。

图23为本申请一种实施方式提供的天线单元10的效率曲线图，图24为本申请一种实施方式提供的天线单元10的增益曲线图，如图23和图24所示，本申请提供的天线单元10的水平极化(标示为“水平极化”且用椭圆虚线指示的曲线)在5.15～5.90GHz增益水平为6～7dBi，垂直极化(标示为“垂直极化”且用椭圆虚线指示的曲线)在5～6GHz增益水平为6～8dBi，且在带内系统效率均大于-1.5dB，这表明本申请提供的天线单元10具有良好的辐射能力和增益水平。

图25中，(a)和(b)为本申请一种实施方式提供的天线单元10中垂直极化在5GHz和5.6GHz的电流分布示意图，图25中，(c)和(d)为本申请一种实施方式提供的天线单元10中垂直极化在5GHz和5.6GHz的电场分布示意图。如图25所示，5.0GHz时，天线单元工作在第一工作模式，5.6GHz时天线单元工作在反向第二工作模式。

图26中，(a)和(b)为本申请一种实施方式提供的天线单元10中水平极化在5.25GHz和5.8GHz的电流分布示意图，图26中，(c)和(d)为本申请一种实施方式提供的天线单元10中水平极化在5.25GHz和5.8GHz的电场分布示意图。如图26所示，5.25GHz工作频点为中间两个子贴片(第一子贴片)产生谐振，5.8GHz时为寄生模式，主要由两个附加子贴片产生谐振。其中，辐射贴片上平行于宽边的三条缝隙在垂直极化中的主要作用为容性加载拓展带宽，增加辐射口径提升增益水平；辐射贴片上平行于宽边的三条缝隙在水平极化中的主要作用为带来寄生模式拓展带宽，同时避免辐射边横向模式的产生。

为了说明沿第三方向延伸的开槽或突出结构对垂直极化和水平极化频率响应的独立调控作用，图27、图28、图29和图30分别给出了沿第三方向延伸的开槽的不同尺寸时水平极化和垂直极化端口激励时的S参数。图27表示调节在第一子贴片上的开槽的尺寸，即Ld1，对天线单元水平极化下产生的主模式和寄生模式的影响。图28表示调节在附加子贴片上的开槽的尺寸，即Ld2，对天线单元水平极化下产生的主模式和寄生模式的影响。图29表示调节在第一子贴片上的开槽的尺寸，即Ld1，对天线单元垂直极化下产生两种模式的影响。图30表示调节在附加子贴片上的开槽的尺寸，即Ld2，对天线单元垂直极化下产生两种模式的影响。图27中，Ld1的尺寸范围为：4.9mm～5.2mm。图28中，Ld2的尺寸范围为：4.8mm～5.2mm。如图27和图29所示，在开槽数量不变时，开槽的长度Ld1增加时，水平极化馈电下的主工作模式向低频移动，寄生工作模式频率基本不变，此时垂直极化的频率也保持不变；如图28和图30所示，开槽的长度Ld2增加时，水平极化馈电下的寄生工作模式向低频移动，主工作模式频率基本不变，此时垂直极化的频率也保持不变。由此表明，本申请通过在子贴片上设置开槽或突出结构，能够相对地独立调控水平极化端口的频率响应，利用两级对称的开槽或突出结构的设计，可分别调整水平极化馈电时的主工作模式与寄生工作模式的谐振频点，具体而言，若只需要控制主工作模式的谐振频点，只需要在第一子贴片上设开槽，若要控制寄生模式的谐振频点，只需要在附加子贴片上开槽。一种具体的实施方式中，开槽的方向为第一方向，开槽不会影响垂直极化的电流分布，因此，开槽不影响垂直极化的工作频点。

一种实施方式中，本申请提供的天线阵列包括至少两个天线单元，至少两个天线单元沿第二方向依次排列。本申请提供的天线阵列为低剖面双极化阵列，参阅图31，一种实施方式中，天线阵列100包括四个沿第二方向依次排列的天线单元10，相邻的天线单元10之间的间距d的电长度范围为：0.2λ～0.7λ，一种具体的实施方式中，d＝0.31λ。相邻的天线单元10之间的间距d的物理长度依据频段范围变化较大，在5G WiFi频段，相邻的天线单元10之间的间距d的物理长度范围为10mm～42mm，一种具体的实施方式中，相邻的天线单元10之间的间距d的物理长度为18.75mm。具体而言，相邻的天线单元10之间的间距d可以为辐射贴片12之间沿第二方向A2上的距离。这四个天线单元10可以为相同的结构或尺寸，也可以为不同的结构或尺寸。天线单元10的结构不同可以体现在缝隙的数量、形态、位置不同，或子贴片的数量、形状尺寸不同，或第三方向延伸的开槽或突出结构的形状、尺寸或分布不同等等。

参阅图32，所有天线单元10的第一接口191位于天线阵列100的一个边缘上，所有天线单元10的第二接口192位于天线阵列100的另一个边缘上。具体而言，图32所示的实施方式中，四个天线单元10具有八个馈电端口(分别为四个第一接口191和四个第二接口192)，四个第一接口191排列在天线阵列100的第一边缘位置(例如，图示中的底部边缘)，四个第二接口192排列在天线阵列100的第二边缘位置(例如，图示中的顶部边缘)。这样的设计，方便接线。本申请将相邻的天线单元的馈电端口之间隔离，例如，各个水平极化馈电端口之间，或者各个垂直极化馈电端口之间，以相等或相似的间距隔离，方便电路的配置及保证电磁波信号波束的一致性。

天线阵列100可以连接移相单元，具体的连接方式参阅图1(前文有描述，不再赘述)。

图33给出了四个天线单元构成的天线阵列(可以为一维线性阵列)中的阵因子随天线单元间距d的变化情况的示意图。图33中天线单元间距d的尺寸标示为其电长度的倍数关系，分别标示了d＝0.25λ、0.5λ、0.75λ的阵因子值参数变化。图33中的曲线图右上角标示的具体的天线单元间距d通过带箭头的指示线指向具体的曲线。从图33中可以看出当天线单元间距d增加时，阵因子值升高，但主瓣波束宽度明显变窄，图33中横坐标在80-100之间的区域所对应的三条曲线的峰值的宽度不同，天线单元间距d越大，波束宽度明显是越小，天线单元间距d最小的0.25λ所对应的波束的宽度最宽(峰值位置弧度半径最大)，天线单元间距d最大的0.75λ所对应的波束的宽度最窄(峰值位置弧度半径最小)。因此，本申请通过增加阵列间距提升阵列增益后，阵列扫描范围会因阵因子波束变窄而明显减小。

图34为一种Patch 1*4阵列的天线阵列的架构，天线阵列100A包括四个天线单元10A。图35为Patch 1*4阵列的阵列增益随单元间距变化情况。

图36为本申请提供的低剖面高性能双极化1*4天线阵列的阵列增益随单元间距变化情况。

对比图35和图36可以看出，当间距减小时，两种阵列增益均明显减小，波束变宽，但图36所示的本申请提出的低剖面高性能双极化1*4天线阵列在λ/4小间距下能维持与图35所示的patch1*4阵列天线λ/2间距下相同增益水平，且波束变宽。波束变宽可以理解为在相同的纵坐标对应的主瓣的峰值区域的横坐标的宽度。

图37为Patch 1*4阵列在不同间距(指的是天线单元之间的间距d分别为λ/4、λ/3、λ/2)下的波束一致性情况的示意图，图38是本申请提供的低剖面高性能双极化1*4天线阵列在不同间距(指的是天线单元之间的间距d分别为λ/4、λ/3、λ/2)下的波束一致性情况的示意图，对比图37和图38可以看出，在相同的间距下，本申请提供的低剖面高性能双极化1*4天线阵列各天线单元的波束一致性明显优于patch1*4阵列天线。波束一致性可以体现在峰值的分布，图37所示的波束的峰值之间的距离较大，图38所示的对应的波束的峰值之间的距离较小。

图39为本申请具体实施方式提供的天线阵列的S参数的示意图。如图39所示，本申请提供的天线阵列垂直极化工作带宽可覆盖5.1～5.9GHz，各端口隔离度在带内均高于13.2dB；水平极化工作带宽可覆盖5.1～5.8GHz，各端口隔离度在带内均高于10.4dB；水平极化和垂直极化隔离度在带内均高于16.6dB。这表明本申请提供的天线阵列在近距离排布的情况下具有较好的带宽及隔离度表现。

图40为本申请具体实施方式提供的天线阵列水平极化和垂直极化分别在5.2GHz、5.5GHz和5.8GHz的扫描能力的示意图。如图40所示，垂直极化在5.2GHz、5.5GHz和5.8GHz的3dB增益滚降的扫描角分别为70°、69°和66°，垂直极化在5.2GHz、5.5GHz和5.8GHz的5dB增益滚降的扫描角分别为85°、81°和78°；水平极化在5.2GHz、5.5GHz和5.8GHz的3dB增益滚降的扫描角分别为71°、67°和66°，水平极化在5.2GHz、5.5GHz和5.8GHz的5dB增益滚降的扫描角分别为81°、80°和79°。

表1和表2分别给出了本申请一种实施方式提供的天线阵列在垂直极化和水平极化的扫描性能和相位需求，从表中可以得出，垂直极化和水平极化均表现出较好的增益水平和扫描/覆盖性能，垂直极化的增益和扫描表现略优于水平极化。表1和表2中的状态栏中的状态指的是相邻的两个馈电端口之间的相位差，具体而言，表1中体现的是垂直极化端口组中，相邻的两个馈电端口之间的相位差，状态I代表所有馈电端口均是相同的相位，即相邻的两个馈电端口之间的相位差为0°；状态II代表相邻的两个馈电端口之间的相位差为45°；状态III代表相邻的两个馈电端口之间的相位差为120°。类似地，图2中体现的是水平极化端口组中，相邻的两个馈电端口之间的相位差，状态I代表所有馈电端口均是相同的相位，即相邻的两个馈电端口之间的相位差为0°；状态II代表相邻的两个馈电端口之间的相位差为45°；状态III代表相邻的两个馈电端口之间的相位差为120°。

表1垂直极化阵列的扫描性能及相位需求

表2水平极化阵列的扫描性能及相位需求

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (20)

1.一种天线单元，其特征在于，包括：

辐射贴片，包括沿第一方向依次排列的第一附加子贴片、第一子贴片、第二子贴片和第二附加子贴片，所述辐射贴片包括沿第二方向贯穿所述辐射贴片的第一缝隙和第二缝隙，所述第一子贴片和所述第二子贴片之间形成所述第一缝隙，所述第二缝隙包括第一子缝隙和第二子缝隙，所述第一子贴片和所述第一附加子贴片之间形成所述第一子缝隙、所述第二子贴片和所述第二附加子贴片之间形成所述第二子缝隙，所述辐射贴片在所述第一方向上的最大尺寸为所述辐射贴片的长度，所述辐射贴片在所述第二方向上的最大尺寸为所述辐射贴片的宽度，所述辐射贴片的长宽比R满足：R≥2；

馈电组件，用于激励所述辐射贴片。

2.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述第一缝隙和所述第二缝隙均包括第一端和第二端，所述第一缝隙的延伸方向和所述第二缝隙的延伸方向均为所述第一端指向所述第二端的方向，所述第一缝隙的延伸方向和所述第二缝隙的延伸方向均为所述第二方向。

3.如权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述第一缝隙的长度和所述第二缝隙的长度均为从所述第一端延伸至所述第二端的延伸路径的尺寸，所述第一缝隙的宽度和所述第二缝隙的宽度均为垂直于所述延伸路径的方向上的尺寸，所述第一缝隙的宽度范围和所述第二缝隙的宽度范围均为：0.03mm～3mm。

4.如权利要求3所述的天线单元，其特征在于，所述第一缝隙的宽度范围和所述第二缝隙的宽度范围均为：0.5mm-1.5mm。

5.如权利要求3所述的天线单元，其特征在于，所述第二缝隙的宽度小于等于2mm。

6.如权利要求1-5任一项所述的天线单元，其特征在于，所述辐射贴片的长宽比R满足：3≤R≤5。

7.如权利要求1-6任一项所述的天线单元，其特征在于，所述辐射贴片不具有沿所述第一方向贯穿所述辐射贴片的开缝，或者，所述辐射贴片只有一个沿所述第一方向贯穿所述辐射贴片的开缝。

8.如权利要求1-7任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一缝隙位于所述辐射贴片在第一方向上的中间位置，所述第二缝隙沿所述第一方向对称分布在所述第一缝隙的两侧。

9.如权利要求1-8任一项所述的天线单元，其特征在于，所述馈电组件包括所述地板和馈电层，所述地板层叠设置在所述馈电层和所述辐射贴片之间，所述馈电层包括第一馈电结构和第二馈电结构，所述地板设有交叉设置的第一耦合缝隙和第二耦合缝隙，所述第一馈电结构和所述第一耦合缝隙正对设置，所述第二馈电结构和所述第二耦合缝隙正对设置。

10.如权利要求9所述的天线单元，其特征在于，所述第一耦合缝隙与所述第一子贴片至少部分重叠，所述第一耦合缝隙与所述第二子贴片至少部分重叠，所述第二耦合缝隙与所述第一缝隙正对设置。

11.如权利要求9或10所述的天线单元，其特征在于，所述第二耦合缝隙与所述第一子贴片无重叠关系，所述第二耦合缝隙与所述第二子贴片无重叠关系。

12.如权利要求9-11任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一耦合缝隙与所述第一附加子贴片、所述第二附加子贴片均无重叠关系，所述第二耦合缝隙与所述第一附加子贴片、第二附加子贴片均无重叠关系。

13.如权利要求9-12任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一子贴片、所述第二子贴片、所述第一附加子贴片和所述第二附加子贴片统称为子贴片，至少一个所述子贴片设有开槽，所述开槽从所述子贴片的边缘向所述子贴片的内部延伸，所述开槽的延伸方向包括第三方向；

所述第三方向和所述第一方向相同，或，所述第三方向和所述第二方向之间、所述第三方向和所述第一方向之间均呈夹角设置。

14.如权利要求13所述的天线单元，其特征在于，所述开槽包括第一开槽和第二开槽，其中，所述第一开槽设于所述第一子贴片上的第一位置，所述第二开槽设于所述第二子贴片的第二位置，所述第一位置与所述第二位置相对于所述第一缝隙对称。

15.如权利要求13或14所述的天线单元，其特征在于，所述开槽包括第三开槽和第四开槽，其中，所述第三开槽设于所述第一附加子贴片上的第三位置，所述第四开槽设于所述第二附加子贴片的第四位置，所述第三位置与所述第四位置相对于所述第一缝隙对称。

16.如权利要求9-15任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一耦合缝隙和所述第二耦合缝隙构成十字形缝隙结构。

17.如权利要求16所述的天线单元，其特征在于，所述馈电组件包括用于连接射频线缆的第一接口和第二接口，所述第一馈电结构的一端连接所述第一接口，所述第一馈电结构的另一端与所述第一耦合缝隙正对设置，所述第二馈电结构的一端连接所述第二接口，所述第二馈电结构的另一端与所述第二耦合缝隙正对设置，在所述第一方向上，所述第一接口和所述第二接口分别设置在所述辐射贴片在所述馈电层上的投影的两侧。

18.一种天线阵列，其特征在于，包括至少两个如权利要求1-17任一项所述的天线单元，至少两个所述天线单元沿所述第二方向依次排列。

19.一种通信设备，其特征在于，包括馈电网络和如权利要求18所述的天线阵列，所述天线单元的所述第一馈电结构和所述第二馈电结构和所述馈电网络电连接。

20.一种通信设备，其特征在于，包括馈电网络和如权利要求1-17任一项所述的天线单元，所述第一馈电结构和所述第二馈电结构和所述馈电网络电连接。