CN211126064U - 天线单元及天线阵列 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种天线单元及天线阵列，天线单元包括：绝缘基材板、金属地层、功分器、绝缘基材臂、馈电巴伦及辐射臂。金属地层与功分器分别设于绝缘基材板的两个相对表面。绝缘基材臂设置于绝缘基材板上，绝缘基材臂与绝缘基材板为一体化结构，绝缘基材臂包括呈十字交叉设置的第一板与第二板。将绝缘基材臂与绝缘基材板做成一体化结构，然后将金属地层、功分器、馈电巴伦及辐射臂采用例如电镀工艺、LDS工艺的方式形成于绝缘基材臂与绝缘基材板的一体化结构上，无需如传统地先单独制作出各个电线部件然后采用螺钉、铆钉等连接件将各个天线部件进行拼装成整机，从而能够实现重量小，成本低，以及生产自动化。

Description

天线单元及天线阵列

技术领域

本实用新型涉及通信装置技术领域，特别是涉及一种天线单元及天线阵列。

背景技术

当前主流5G大规模天线主要使用钣金、压铸或者PCB振子作为辐射单元，馈电形式以PCB板馈电为主。几个必要部件分别单独装配，最后通过螺钉、铆钉拼装成整机。这种方式的大规模天线部件及整机装配复杂，不易实现自动化生产，工时成本高；其次馈电PCB板几乎覆盖整个天线辐射口径，PCB板面积大，材料成本高；辐射单元的重量稍大，以至于整机质量大。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种天线单元及天线阵列，它能够实现重量小，成本低，以及生产自动化。

其技术方案如下：一种天线单元，包括：绝缘基材板、金属地层，所述金属地层设于所述绝缘基材板上；绝缘基材臂，所述绝缘基材臂设置于所述绝缘基材板上，所述绝缘基材臂与所述绝缘基材板为一体化结构，所述绝缘基材臂包括呈十字交叉设置的第一板与第二板，所述第一板上设有与所述第二板的第一表面相邻的第一贯穿口，所述第二板上设有与所述第一板的第一表面相邻的第二贯穿口；馈电巴伦，所述馈电巴伦包括第一巴伦线路、第二巴伦线路及四个巴伦接地层，所述第一巴伦线路设于所述第一板的第一表面，且所述第一巴伦线路穿过所述第二贯穿口，所述第二巴伦线路设于所述第二板的第一表面，且所述第二巴伦线路穿过所述第一贯穿口，其中两个所述巴伦接地层设于所述第一板的第二表面并分别位于所述第二板的两侧，另两个所述巴伦接地层设于所述第二板的第二表面并分别位于所述第一板的两侧，所述巴伦接地层与所述金属地层电性连接；辐射臂，所述辐射臂设置于所述绝缘基材臂上，所述辐射臂与所述巴伦接地层电性连接。

上述的天线单元，将绝缘基材臂与绝缘基材板做成一体化结构，然后将金属地层、功分器、馈电巴伦及辐射臂采用例如电镀工艺、LDS(Laser-Direct-structuring，激光直接成型技术)工艺的方式形成于绝缘基材臂与绝缘基材板的一体化结构上，无需如传统地先单独制作出各个电线部件然后采用螺钉、铆钉等连接件将各个天线部件进行拼装成整机，从而能够实现重量小，成本低，以及生产自动化。

在其中一个实施例中，所述辐射臂为四个，其中两个所述辐射臂设于所述第一板上并分别位于所述第二板的两侧，所述第一板的两个所述辐射臂与所述第一板的两个所述巴伦接地层一一对应电性连接，另外两个所述辐射臂设于所述第二板上并分别位于所述第一板的两侧，所述第二板的两个辐射臂与所述第二板的两个所述巴伦接地层一一对应电性连接。

在其中一个实施例中，其中两个所述辐射臂设于所述第一板的第二表面并分别位于所述第二板的两侧，另外两个所述辐射臂设于所述第二板的第二表面并分别位于所述第一板的两侧。

在其中一个实施例中，所述辐射臂为折弯状的金属带层。

在其中一个实施例中，所述绝缘基材臂与所述绝缘基材板为一体化注塑成型；所述第一板或所述第二板上设有加强筋，所述加强筋与所述绝缘基材板相连。

在其中一个实施例中，所述的天线单元还包括功分器，所述金属地层与所述功分器分别设于所述绝缘基材板的两个相对表面；所述第一巴伦线路的其中一端与所述第二巴伦线路的其中一端均和所述功分器电性连接。

在其中一个实施例中，所述金属地层镀设于所述绝缘基材板上；所述功分器镀设于所述绝缘基材板上或者采用LDS工艺设于所述绝缘基材板上；所述馈电巴伦镀设于所述绝缘基材臂上或者采用LDS工艺设于所述绝缘基材臂上；所述辐射臂镀设于所述绝缘基材臂上或者采用LDS工艺设于所述绝缘基材臂上。

在其中一个实施例中，所述功分器包括第一功分线路与第二功分线路；所述第一功分线路的信号输出端与所述第一巴伦线路电性连接，所述第一功分线路的信号输入端连接有馈电针；所述第二功分线路的信号输出端与所述第二巴伦线路电性连接，所述第二功分线路的信号输入端连接有馈电针；所述馈电针用于与外部通信电路相连。

在其中一个实施例中，所述功分器与所述绝缘基材臂均设置于所述绝缘基材板的同一表面上，所述第一巴伦线路的端部延伸到所述绝缘基材板的板面上，所述第二巴伦线路的端部延伸到所述绝缘基材板的板面上；所述金属地层设置于所述绝缘基材板的另一表面上，所述绝缘基材板上设置有与所述巴伦接地层相应的第一金属化过孔，所述巴伦接地层通过所述第一金属化过孔的孔壁的导电层与所述金属地层电性连接。

在其中一个实施例中，所述金属地层与所述绝缘基材臂均设置于所述绝缘基材板的同一表面上，所述巴伦接地层延伸到所述绝缘基材板的板面上并与所述金属地层电性连接；所述功分器设置于所述绝缘基材板的另一表面上，所述绝缘基材板上设有第二金属化过孔与第三金属化过孔，所述第一巴伦线路通过所述第二金属化过孔的孔壁的导电层与所述第一功分线路的输入端相连，所述第二巴伦线路通过所述第二金属化过孔的孔壁的导电层与所述第二功分线路的输入端相连。

在其中一个实施例中，所述的天线单元还包括间隔设置的两个隔离条，所述隔离条与所述绝缘基材臂设于所述绝缘基材板的同一表面，所述绝缘基材臂位于两个所述隔离条之间的间隔中；所述隔离条的表面上设有隔离金属层。

在其中一个实施例中，所述的天线单元还包括呈十字形状的引向金属层，所述引向金属层设置于所述第一板远离于所述绝缘基材板的顶侧，以及第二板远离于所述绝缘基材板的顶侧。

一种天线阵列，包括两个以上天线子阵，所述天线子阵包括两个以上所述的天线单元。

上述的天线阵列，将绝缘基材臂与绝缘基材板做成一体化结构，然后将金属地层、功分器、馈电巴伦及辐射臂采用例如电镀工艺、LDS工艺的方式形成于绝缘基材臂与绝缘基材板的一体化结构上，无需如传统地先单独制作出各个电线部件然后采用螺钉、铆钉等连接件将各个天线部件进行拼装成整机，从而能够实现重量小，成本低，以及生产自动化。

在其中一个实施例中，相邻两个所述天线子阵平行且对齐排列或者平行且错位排列；两个以上所述天线单元的绝缘基材板为一体化结构；同一个所述天线子阵的天线单元的侧部的隔离条为一体化结构。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的天线单元的其中一视角结构图；

图2为本实用新型一实施例所述的天线单元的另一视角结构图；

图3为本实用新型一实施例所述的天线子阵的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例所述的天线阵列的结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例所述的天线阵列的结构示意图。

附图标记：

10、绝缘基材板；11、第一金属化过孔；20、功分器；21、第一功分线路；22、第二功分线路；23、馈电针；30、绝缘基材臂；31、第一板；311、第一贯穿口；32、第二板；321、第二贯穿口；33、加强筋；41、第一巴伦线路；42、第二巴伦线路；43、巴伦接地层；50、辐射臂；60、隔离条；70、引向金属层；80、天线子阵。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，一种天线单元，包括：绝缘基材板10、金属地层(图中未示意出)、绝缘基材臂30、馈电巴伦及辐射臂50。所述金属地层设于所述绝缘基材板10上。所述绝缘基材臂30设置于所述绝缘基材板10上，所述绝缘基材臂30与所述绝缘基材板10为一体化结构，所述绝缘基材臂30包括呈十字交叉设置的第一板31与第二板32。所述第一板31上设有与所述第二板32的第一表面相邻的第一贯穿口311，所述第二板32上设有与所述第一板31的第一表面相邻的第二贯穿口321。所述馈电巴伦包括第一巴伦线路41、第二巴伦线路42及四个巴伦接地层43。所述第一巴伦线路41设于所述第一板31的第一表面，且所述第一巴伦线路41穿过所述第二贯穿口321。所述第二巴伦线路42设于所述第二板32的第一表面，且所述第二巴伦线路42穿过所述第一贯穿口311。其中两个所述巴伦接地层43设于所述第一板31的第二表面并分别位于所述第二板32的两侧，另两个所述巴伦接地层43设于所述第二板32的第二表面并分别位于所述第一板31的两侧，所述巴伦接地层43与所述金属地层电性连接。所述辐射臂50设置于所述绝缘基材臂30上，所述辐射臂50与所述巴伦接地层43电性连接。

上述的天线单元，将绝缘基材臂30与绝缘基材板10做成一体化结构，然后将金属地层、功分器20、馈电巴伦及辐射臂50采用例如电镀工艺、LDS工艺的方式形成于绝缘基材臂30与绝缘基材板10的一体化结构上，无需如传统地先单独制作出各个电线部件然后采用螺钉、铆钉等连接件将各个天线部件进行拼装成整机，从而能够实现重量小，成本低，以及生产自动化。

可以理解的是，第一板31的两个辐射臂50组成双极化天线的其中+45度极化辐射臂50，第二板32的两个辐射臂50组成双极化天线的其中-45度极化辐射臂50。

进一步地，其中两个所述辐射臂50设于所述第一板31上并分别位于所述第二板32的两侧，所述第一板31的两个所述辐射臂50与所述第一板31的两个所述巴伦接地层43一一对应电性连接，另外两个所述辐射臂50设于所述第二板32上并分别位于所述第一板31的两侧，所述第二板32的两个辐射臂50与所述第二板32的两个所述巴伦接地层43一一对应电性连接。

进一步地，其中两个所述辐射臂50设于所述第一板31的第二表面并分别位于所述第二板32的两侧，另外两个所述辐射臂50设于所述第二板32的第二表面并分别位于所述第一板31的两侧。如此，四个辐射臂50的布置较为合理，能够一定程度减小占用体积尺寸，从而减小绝缘基材臂30的体积尺寸，实现轻量小型化。

进一步地，请参阅图1至图3，所述辐射臂50为折弯状的金属带层。如此，能在较小的绝缘基材臂30上设置符合要求长度的辐射臂50，能使得绝缘基材臂30的体积尽可能小，有利于小体积，重量小，成本低。

进一步地，请参阅图1至图3，所述金属地层镀设于所述绝缘基材板10上。所述功分器20镀设于所述绝缘基材板10上或者采用LDS工艺设于所述绝缘基材板10上。所述馈电巴伦镀设于所述绝缘基材臂30上或者采用LDS工艺设于所述绝缘基材臂30上。所述辐射臂50镀设于所述绝缘基材臂30上或者采用LDS等工艺设于所述绝缘基材臂30上。

进一步地，请参阅图1至图3，所述绝缘基材臂30与所述绝缘基材板10为一体化注塑成型。所述第一板31或所述第二板32上设有加强筋33，所述加强筋33与所述绝缘基材板10相连。具体而言，加强筋33位于所述第一板31或第二板32的端部，也就是第一板31或第二板32的端部部位处的材料厚度大于其余部位，从而使得绝缘基材臂30与绝缘基材板10更牢固地结合在一起，另外，加强筋33位于端部时，不会影响到在第一板31、第二板32的板面上设置形成功分器20、馈电巴伦，有利于产品高效加工。

在一个实施例中，所述的天线单元还包括功分器20。所述金属地层与所述功分器20分别设于所述绝缘基材板10的两个相对表面。所述第一巴伦线路41的其中一端与所述第二巴伦线路42的其中一端均和所述功分器20电性连接。

进一步地，请参阅图1至图3，所述功分器20包括第一功分线路21与第二功分线路22。所述第一功分线路21的信号输出端与所述第一巴伦线路41电性连接，所述第一功分线路21的信号输入端连接有馈电针23。所述第二功分线路22的信号输出端与所述第二巴伦线路42电性连接，所述第二功分线路22的信号输入端连接有馈电针23。所述馈电针23用于与外部通信电路相连。如此，一方面，通过第一功分线路21与第二功分线路22分别对天线单元的两个极化进行激励，另一方面，天线单元与外部通信电路仅采用两个馈电针23进行连接，也就是仅有两个连接焊点，从而能提高互调稳定性，具有较强的适应性，天线互调隐患减少，而且结构紧凑、易于制作、成本低廉及组阵安装使用方便。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，所述功分器20与所述绝缘基材臂30均设置于所述绝缘基材板10的同一表面上。所述第一巴伦线路41的端部延伸到所述绝缘基材板10的板面上，所述第二巴伦线路42的端部延伸到所述绝缘基材板10的板面上。所述金属地层设置于所述绝缘基材板10的另一表面上，所述绝缘基材板10上设置有与所述巴伦接地层43相应的第一金属化过孔11，所述巴伦接地层43通过所述第一金属化过孔11的孔壁的导电层与所述金属地层电性连接。如此，一方面，能较好地实现第一功分线路21的信号输出端与第一巴伦线路41电性连接，以及实现第二功分线路22的信号输出端与第二巴伦线路42电性连接；另一方面，也能实现巴伦接地层43与金属地层电性连接。

在另一个实施例中，所述金属地层与所述绝缘基材臂30均设置于所述绝缘基材板10的同一表面上，所述巴伦接地层43延伸到所述绝缘基材板10的板面上并与所述金属地层电性连接。所述功分器20设置于所述绝缘基材板10的另一表面上，所述绝缘基材板10上设有第二金属化过孔与第三金属化过孔，所述第一巴伦线路41通过所述第二金属化过孔的孔壁的导电层与所述第一功分线路21的输入端相连，所述第二巴伦线路42通过所述第二金属化过孔的孔壁的导电层与所述第二功分线路22的输入端相连。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，所述的天线单元还包括间隔设置的两个隔离条60，所述隔离条60与所述绝缘基材臂30设于所述绝缘基材板10的同一表面，所述绝缘基材臂30位于两个所述隔离条60之间的间隔中；所述隔离条60的表面上设有隔离金属层。进一步地，隔离条60、绝缘基材臂30、绝缘基材板10三者为一体化注塑成型。

在一个实施例中，请参阅图1至图3，所述的天线单元还包括呈十字形状的引向金属层70。所述引向金属层70设置于所述第一板31远离于所述绝缘基材板10的顶侧，以及第二板32远离于所述绝缘基材板10的顶侧。如此，可以压低天线单元的剖面、调节隔离度。

可以理解的是，请参阅图1与图2，为了避免第一巴伦线路41与第二巴伦线路42两者相互干涉影响，第一贯穿口311与第二贯穿口321相对于绝缘基材板10的高度位置不同。具体而言，第一贯穿口311可以设置于第一板31的上侧边缘的缺口，而第二贯穿口321则是设置于第二板32的通孔。进一步地，当第一贯穿口311设置于第一板31的上侧边缘时，第一板31的上侧边缘处的引向金属层70沿着第一贯穿口311的侧边设置。

在一个实施例中，请参阅图3至图5，一种天线阵列，包括两个以上天线子阵80，所述天线子阵80包括两个以上上述任一实施例所述的天线单元。

上述的天线阵列，将绝缘基材臂30与绝缘基材板10做成一体化结构，然后将金属地层、功分器20、馈电巴伦及辐射臂50采用例如电镀工艺、LDS工艺的方式形成于绝缘基材臂30与绝缘基材板10的一体化结构上，无需如传统地先单独制作出各个电线部件然后采用螺钉、铆钉等连接件将各个天线部件进行拼装成整机，从而能够实现重量小，成本低，以及生产自动化。

进一步地，请参阅图3至图5，相邻两个所述天线子阵80平行且对齐排列或者平行且错位排列；两个以上所述天线单元的绝缘基材板10为一体化结构；同一个所述天线子阵80的天线单元的侧部的隔离条60为一体化结构。

此外，需要说明的是，对于同一个天线子阵80而言，功分器20设置为一个，功分器20包括第一功分线路21与第二功分线路22，第一功分线路21设有与多个第一巴伦线路41一一对应电性连接的多个信号输出端，第一功分线路21还设有一个信号输入端，信号输入端连接有馈电针23；同样地，第二功分线路22设有与多个第二巴伦线路42一一对应电性连接的多个信号输出端，第二功分线路22还设有一个信号输入端，信号输入端连接有馈电针23。如此，同一个天线子阵80仅仅设有一个功分器20以及两个馈电针23，也就是仅有两个连接焊点，从而能提高互调稳定性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种天线单元，其特征在于，包括：

绝缘基材板、金属地层，所述金属地层设于所述绝缘基材板上；

绝缘基材臂，所述绝缘基材臂设置于所述绝缘基材板上，所述绝缘基材臂与所述绝缘基材板为一体化结构，所述绝缘基材臂包括呈十字交叉设置的第一板与第二板，所述第一板上设有与所述第二板的第一表面相邻的第一贯穿口，所述第二板上设有与所述第一板的第一表面相邻的第二贯穿口；

馈电巴伦，所述馈电巴伦包括第一巴伦线路、第二巴伦线路及四个巴伦接地层，所述第一巴伦线路设于所述第一板的第一表面，且所述第一巴伦线路穿过所述第二贯穿口，所述第二巴伦线路设于所述第二板的第一表面，且所述第二巴伦线路穿过所述第一贯穿口，其中两个所述巴伦接地层设于所述第一板的第二表面并分别位于所述第二板的两侧，另两个所述巴伦接地层设于所述第二板的第二表面并分别位于所述第一板的两侧，所述巴伦接地层与所述金属地层电性连接；

辐射臂，所述辐射臂设置于所述绝缘基材臂上，所述辐射臂与所述巴伦接地层电性连接。

2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述辐射臂为四个，其中两个所述辐射臂设于所述第一板上并分别位于所述第二板的两侧，所述第一板的两个所述辐射臂与所述第一板的两个所述巴伦接地层一一对应电性连接，另外两个所述辐射臂设于所述第二板上并分别位于所述第一板的两侧，所述第二板的两个辐射臂与所述第二板的两个所述巴伦接地层一一对应电性连接。

3.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于，其中两个所述辐射臂设于所述第一板的第二表面并分别位于所述第二板的两侧，另外两个所述辐射臂设于所述第二板的第二表面并分别位于所述第一板的两侧。

4.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述辐射臂为折弯状的金属带层。

5.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述绝缘基材臂与所述绝缘基材板为一体化注塑成型；所述第一板或所述第二板上设有加强筋，所述加强筋与所述绝缘基材板相连。

6.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，还包括功分器，所述金属地层与所述功分器分别设于所述绝缘基材板的两个相对表面；所述第一巴伦线路的其中一端与所述第二巴伦线路的其中一端均和所述功分器电性连接。

7.根据权利要求6所述的天线单元，其特征在于，所述金属地层镀设于所述绝缘基材板上；所述功分器镀设于所述绝缘基材板上或者采用LDS工艺设于所述绝缘基材板上；所述馈电巴伦镀设于所述绝缘基材臂上或者采用LDS工艺设于所述绝缘基材臂上；所述辐射臂镀设于所述绝缘基材臂上或者采用LDS工艺设于所述绝缘基材臂上。

8.根据权利要求6所述的天线单元，其特征在于，所述功分器包括第一功分线路与第二功分线路；所述第一功分线路的信号输出端与所述第一巴伦线路电性连接，所述第一功分线路的信号输入端连接有馈电针；所述第二功分线路的信号输出端与所述第二巴伦线路电性连接，所述第二功分线路的信号输入端连接有馈电针；所述馈电针用于与外部通信电路相连。

9.根据权利要求8所述的天线单元，其特征在于，所述功分器与所述绝缘基材臂均设置于所述绝缘基材板的同一表面上，所述第一巴伦线路的端部延伸到所述绝缘基材板的板面上，所述第二巴伦线路的端部延伸到所述绝缘基材板的板面上；所述金属地层设置于所述绝缘基材板的另一表面上，所述绝缘基材板上设置有与所述巴伦接地层相应的第一金属化过孔，所述巴伦接地层通过所述第一金属化过孔的孔壁的导电层与所述金属地层电性连接。

10.根据权利要求8所述的天线单元，其特征在于，所述金属地层与所述绝缘基材臂均设置于所述绝缘基材板的同一表面上，所述巴伦接地层延伸到所述绝缘基材板的板面上并与所述金属地层电性连接；所述功分器设置于所述绝缘基材板的另一表面上，所述绝缘基材板上设有第二金属化过孔与第三金属化过孔，所述第一巴伦线路通过所述第二金属化过孔的孔壁的导电层与所述第一功分线路的输入端相连，所述第二巴伦线路通过所述第二金属化过孔的孔壁的导电层与所述第二功分线路的输入端相连。

11.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，还包括间隔设置的两个隔离条，所述隔离条与所述绝缘基材臂设于所述绝缘基材板的同一表面，所述绝缘基材臂位于两个所述隔离条之间的间隔中；所述隔离条的表面上设有隔离金属层。

12.根据权利要求1至11任意一项所述的天线单元，其特征在于，还包括呈十字形状的引向金属层，所述引向金属层设置于所述第一板远离于所述绝缘基材板的顶侧，以及第二板远离于所述绝缘基材板的顶侧。

13.一种天线阵列，其特征在于，包括两个以上天线子阵，所述天线子阵包括两个以上如权利要求1至12任意一项所述的天线单元。

14.根据权利要求13所述的天线阵列，其特征在于，相邻两个所述天线子阵平行且对齐排列或者平行且错位排列；两个以上所述天线单元的绝缘基材板为一体化结构；同一个所述天线子阵的天线单元的侧部的隔离条为一体化结构。

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