CN214254718U - 一种Sub-6G天线、天线系统及终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种Sub‑6G天线、天线系统及终端，包括：承载板、辐射振子单元、巴伦振子单元和耦合振子单元；承载板设置第一面与第二面；辐射振子单元包括依次连接的信号馈入段、阻抗变换段和辐射段；辐射段包括辐射第一枝节和辐射第二枝节；承载板上设置有多个通孔，辐射第一枝节与辐射第二枝节通过多个通孔相连；巴伦振子单元包括信号接地段、第一巴伦、第二巴伦和第三巴伦；耦合振子单元设置在第二面上与巴伦振子单元对应的位置。本方案通过谐振缝隙调节不同谐振频率，通过巴伦阵子单元满足阻抗匹配，通过耦合振子单元的寄生耦合作用提高天线的相对带宽同时提高天线效率，本方案有效的节省了天线的空间，降低天线的成本。

Description

一种Sub-6G天线、天线系统及终端

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种Sub-6G天线、天线系统及终端。

背景技术

随着5G的正式商用，各种移动终端设备在社会上的普及率提升速度非常快，在多种网络连接方式中，最方便、最快捷的方式就是无线接入方式，因为无线的接入方式节约了大量的网络铺设费用，可以快速规划、快速安装、快速投入使用，维护也相对简洁。而对于终端产品来说，采用无线接入的方式就必须需要天线，因此对天线的带宽和电气性能提出更高的要求。目前国内SUB-6G的主要工作频段包括(700MHz-960MHz，1710-2690MHz，3300MHz～5000MHz)。天线在其工作频带内，要求具有良好的阻抗匹配特性、稳定的辐射方向性及超带宽和高效率，而且希望天线体积足够小、成本低廉、便于加工与安装。目前，各种网络通信终端产品的内置PCB天线向着小尺寸，高性能方向发展，如何设计一种小尺寸Sub-6G终端天线成为移动通讯发展的难点和瓶颈。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种Sub-6G天线、天线系统及终端，在保证效率的同时，缩小了天线的尺寸。

本实用新型实施例提出了一种Sub-6G天线，包括：承载板、辐射振子单元、巴伦振子单元和耦合振子单元；其中，所述承载板设置有相对应的两面，分别为第一面与第二面；

所述辐射振子单元包括依次连接的信号馈入段、阻抗变换段和辐射段；所述信号馈入段与所述阻抗变换段均设置在所述第一面；所述辐射段包括辐射第一枝节和辐射第二枝节；所述辐射第一枝节与所述阻抗变换段连接；所述辐射第一枝节包含用于调节谐振频率的谐振缝隙；所述辐射第一枝节设置在所述第一面；所述辐射第二枝节设置在所述第二面，所述承载板上对应所述辐射第一枝节和所述辐射第二枝节的位置设置有多个通孔，所述辐射第一枝节与所述辐射第二枝节通过多个所述通孔相连；

所述巴伦振子单元包括信号接地段、第一巴伦、第二巴伦和第三巴伦；所述信号接地段分别连接所述第一巴伦、所述第二巴伦和所述第三巴伦；所述第二巴伦与所述第三巴伦的形状相同，且以所述信号馈入段所在的直线对称设置；

所述耦合振子单元设置在所述第二面上与所述巴伦振子单元对应的位置。

在一个具体的实施例中，所述谐振缝隙包括：用于调节Sub-6G天线在3300MHz～5000MHz之间的频段的I型谐振缝隙及用于调节Sub-6G天线在1710MHz～2690MHz之间频段的L型谐振缝隙。

在一个具体的实施例中，所述辐射振子单元的长度为Sub-6G天线低频段的波长的四分之一。

在一个具体的实施例中，所述巴伦振子单元的长度为Sub-6G天线在700MHz～960MHz之间频段的波长的四分之一。

在一个具体的实施例中，所述第一巴伦为倒T型巴伦；所述第二巴伦和所述第三巴伦均为h型巴伦。

在一个具体的实施例中，所述第一巴伦的长度为Sub-6G天线在700MHz～960MHz之间频段的波长的四分之一；

所述第二巴伦与所述第三巴伦两者的长度均为Sub-6G天线在1710MHz～2690MHz之间频段的波长的四分之一。

在一个具体的实施例中，所述耦合振子单元为“凹”型的对称结构；所述耦合振子单元上还设置有对称的I型谐振缝隙。

在一个具体的实施例中，所述耦合振子单元的长度与所述第二巴伦的长度相同。

本实用新型实施例还提出了一种天线系统，包括上述的Sub-6G天线。

在一个具体的实施例中，还包括：同轴电缆；所述同轴电缆包括导线和屏蔽层；

所述导线与所述信号馈入段连接；

所述屏蔽层与所述信号接地段连接。

本实用新型实施例还提出了一种终端，包括上述的Sub-6G天线。

以此，本实用新型实施例提出了一种Sub-6G天线、天线系统及终端，该Sub-6G天线包括：承载板、辐射振子单元、巴伦振子单元和耦合振子单元；其中，所述承载板设置有相对的第一面与第二面；所述辐射振子单元包括依次连接的信号馈入段、阻抗变换段和辐射段；所述信号馈入段与所述阻抗变换段均设置在所述第一面；所述辐射段包括辐射第一枝节和辐射第二枝节；所述辐射第一枝节与所述阻抗变换段连接；所述辐射第一枝节包含用于调节谐振频率的谐振缝隙；所述辐射第一枝节设置在所述第一面；所述辐射第二枝节设置在所述第二面，所述承载板上对应所述辐射第一枝节和所述辐射第二枝节的位置设置有多个通孔，所述辐射第一枝节与所述辐射第二枝节通过多个所述通孔相连；所述巴伦振子单元包括信号接地段、第一巴伦、第二巴伦和第三巴伦；所述信号接地段分别连接所述第一巴伦、所述第二巴伦和所述第三巴伦；所述第二巴伦与所述第三巴伦的形状相同，且以所述信号馈入段所在的直线对称设置；所述耦合振子单元设置在所述第二面上与所述巴伦振子单元对应的位置。本方案通过谐振缝隙调节不同谐振频率，通过巴伦阵子单元满足阻抗匹配，通过耦合振子单元的寄生耦合作用提高天线的相对带宽同时提高天线效率，本方案有效的节省了天线的空间，减小了天线的产品尺寸，降低天线的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对本实用新型保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。

图1示出了一种Sub-6G天线的正面结构示意图；

图2示出了一种Sub-6G天线的背面结构示意图；

图3示出了一种天线系统的正面、背面与侧面的结构示意图；

图4示出了一种Sub-6G天线中同轴电缆的结构示意图；

图5示出了一种Sub-6G天线和天线系统的网络分析仪测试图。

图例说明：

1-承载板；11-通孔；

2-辐射振子单元；21-信号馈入段；22-阻抗变换段；

23-辐射段；231-辐射第一枝节；232-辐射第二枝节；2321-第一谐振缝隙；2322-第二谐振缝隙；

3-巴伦振子单元；31-信号接地段；32-第一巴伦；33-第二巴伦；34-第三巴伦；

4-耦合振子单元；41-第三谐振缝隙；42-第四谐振缝隙；

5-同轴电缆；51-导线；52-屏蔽层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

本实用新型实施例1公开了一种Sub-6G天线，如图1、图2以及图3所示，包括：承载板1、辐射振子单元2、巴伦振子单元3和耦合振子单元4；其中，所述承载板1设置有相对应的两面，分别为第一面与第二面；

具体的，承载板1可以为PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)基板；辐射振子单元2、巴伦振子单元3和耦合振子单元4均被承载在承载板1上。

所述辐射振子单元2包括依次连接的信号馈入段21、阻抗变换段22和辐射段23；所述信号馈入段21与所述阻抗变换段22均设置在所述第一面；所述辐射段23包括两个部分，分别为辐射第一枝节231和辐射第二枝节232；所述辐射第一枝节231设置在所述第一面；

为了减小Sub-6G天线的尺寸，综合利用承载板1的两面，辐射振子单元2中的信号馈入段21、阻抗变换段22设置在第一面；辐射段23中的辐射第一枝节231也设置在第一面，其他的部分则设置在第二面。

所述辐射振子单元2整体呈阶梯阻抗渐变结构，其中通过信号馈入段21经过阻抗变换段22延伸至辐射第一枝节231和辐射第二枝节232，在此过程中，阻抗逐渐变化，以此通过阶梯阻抗渐变结构可以有效展开带宽，从而进一步提高Sub-6G天线的相对带宽。

所述辐射第一枝节231与所述阻抗变换段22连接；所述辐射第一枝节231包含用于调节谐振频率的谐振缝隙；所述辐射第二枝节232设置在所述第二面。

所述承载板1上对应所述辐射第一枝节231和所述辐射第二枝节232的位置设置有多个通孔11，所述辐射第一枝节231与所述辐射第二枝节232通过多个所述通孔11相连；

具体的，例如设置有16个通孔11，辐射第一枝节231与辐射第二枝节232通过这16个相连，由此可以有效缩短辐射段23的长度，从而达到小尺寸的目的。

所述巴伦振子单元3包括信号接地段31、第一巴伦32、第二巴伦33和第三巴伦34；所述信号接地段31分别连接所述第一巴伦32、所述第二巴伦33和所述第三巴伦34；所述第二巴伦33与所述第三巴伦34的形状相同，且以所述信号馈入段21所在的直线对称设置；

具体的，基于第一巴伦32、第二巴伦33和第三巴伦34，巴伦振子单元3的作用是将不平衡结构转化为平衡结构，以此可以在有效截断同轴电缆5线屏蔽层52外的高频电流的同时还可以调节辐射振子单元2的匹配，从而有效达到阻抗匹配作用，有效提高天线效率。

所述耦合振子单元4设置在所述第二面上与所述巴伦振子单元3对应的位置。

在一个具体的实施例中，所述耦合振子单元4为“凹”型的对称结构；所述耦合振子单元4上还设置有第三谐振缝隙41与第四谐振缝隙42，其中第三谐振缝隙41与第四谐振缝隙42的位置对称，且均为I型谐振缝隙。

具体的，所述耦合振子单元4的结构是“凹”对称结构，作用一是调节TOP层(也即第一面)的信号馈入段21(b1)的阻抗匹配，作用二是通过两侧的I型谐振缝隙来寄生耦合Sub-6G天线低、中频段(700MHz～960MHz，1710-2690MHz)，进一步提高了相对带宽及天线效率。

在一个具体的实施例中，如图1所示，所述谐振缝隙包括：第一谐振缝隙2321与第二谐振缝隙2322；

其中，第一谐振缝隙2321为用于调节Sub-6G天线在3300MHz～5000MHz之间的频段的I型谐振缝隙；第二谐振缝隙2322为用于调节Sub-6G天线在1710MHz～2690MHz之间频段的L型谐振缝隙。此外，所述辐射振子单元2的长度为Sub-6G天线低频段的波长的四分之一。以此，基于I型谐振缝隙和L型谐振缝隙，通过一定的缝隙长度可以有效的调节不同频段的谐振，从而达到满足Sub-6G全频段超带宽的要求。

在一个具体的实施例中，所述巴伦振子单元3的长度为Sub-6G天线在700MHz～960MHz之间频段的波长的四分之一。所述第一巴伦32为倒T型巴伦；所述第二巴伦33和所述第三巴伦34均为h型巴伦。所述第一巴伦32的长度为Sub-6G天线在700MHz～960MHz之间频段的波长的四分之一；所述第二巴伦33与所述第三巴伦34两者的长度均为Sub-6G天线在1710MHz～2690MHz之间频段的波长的四分之一。

以此，巴伦振子单元3可以更好的调节辐射振子单元2的匹配，更有效达到阻抗匹配以及提高天线效率的作用。

基于图3所示，所述耦合振子单元4的长度与所述第二巴伦33的长度相同，以此实现更好的耦合，进一步提高了相对带宽及天线效率。

实施例2

本实用新型实施例2还公开了一种天线系统，如图3与图4所示，包括实施例1中所述的Sub-6G天线。

在一个具体的实施例中，天线系统还包括：同轴电缆5；如图4所示，所述同轴电缆5包括导线51和屏蔽层52；所述导线51与所述信号馈入段21连接；所述屏蔽层52与所述信号接地段31连接。

具体的，所述同轴电缆5线包含导线51和屏蔽层52，其中导线51与辐射振子单元2的信号馈入段21连接，所述屏蔽层52与巴伦阵子单元的信号接地段31连接，所述辐射振子单元2的信号馈入点与巴伦阵子单元的信号接地段31之间存在预设间隙，在一个具体的实施例中，同轴电缆5线输入阻抗例如为50Ω，此外同轴电缆5线输入阻抗也可以为其他值，例如60Ω、40Ω、55Ω等等，具体的可以根据实际的情况进行选择，并不限于以上所列举的值。

请参见图5，为针对本实施例中的Sub-6G天线和天线系统的网络分析仪测试图，通过实测，本方案满足Sub-6G天线频段(700MHz-960MHz，1710-2690MHz，3300MHz～5000MHz)要求。

实施例3

本实用新型实施例4还公开了一种终端，包括实施例1中所述的Sub-6G天线。

以此，本实用新型实施例提出了一种Sub-6G天线、天线系统及终端，包括：承载板1、辐射振子单元2、巴伦振子单元3和耦合振子单元4；其中，所述承载板1设置有相对应的两面，分别为第一面与第二面；所述辐射振子单元2包括依次连接的信号馈入段21、阻抗变换段22和辐射段23；所述信号馈入段21与所述阻抗变换段22均设置在所述第一面；所述辐射段23包括辐射第一枝节231和辐射第二枝节232；所述辐射第一枝节231与所述阻抗变换段22连接；所述辐射第一枝节231包含用于调节谐振频率的谐振缝隙；所述辐射第一枝节231设置在所述第一面；所述辐射第二枝节232设置在所述第二面，所述承载板1上对应所述辐射第一枝节231和所述辐射第二枝节232的位置设置有多个通孔11，所述辐射第一枝节231与所述辐射第二枝节232通过多个所述通孔11相连；所述巴伦振子单元3包括信号接地段31、第一巴伦32、第二巴伦33和第三巴伦34；所述信号接地段31分别连接所述第一巴伦32、所述第二巴伦33和所述第三巴伦34；所述第二巴伦33与所述第三巴伦34的形状相同，且以所述信号馈入段21所在的直线对称设置；所述耦合振子单元4设置在所述第二面上与所述巴伦振子单元3对应的位置。本方案通过谐振缝隙调节不同谐振频率，通过巴伦阵子单元满足阻抗匹配，通过耦合振子单元4的寄生耦合作用提高天线的相对带宽同时提高天线效率，本方案有效的节省了天线的空间，减小了天线的产品尺寸，降低天线的成本。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本实用新型的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种Sub-6G天线，其特征在于，包括：承载板、辐射振子单元、巴伦振子单元和耦合振子单元；其中，所述承载板包括相对的第一面与第二面；

所述辐射振子单元包括依次连接的信号馈入段、阻抗变换段和辐射段；所述信号馈入段与所述阻抗变换段均设置在所述第一面；所述辐射段包括辐射第一枝节和辐射第二枝节；所述辐射第一枝节与所述阻抗变换段连接；所述辐射第一枝节包括用于调节谐振频率的谐振缝隙；所述辐射第一枝节设置在所述第一面；所述辐射第二枝节设置在所述第二面，所述承载板上对应所述辐射第一枝节和所述辐射第二枝节的位置设置有多个通孔，所述辐射第一枝节与所述辐射第二枝节通过多个所述通孔相连；

所述巴伦振子单元包括信号接地段、第一巴伦、第二巴伦和第三巴伦；所述信号接地段分别连接所述第一巴伦、所述第二巴伦和所述第三巴伦；所述第二巴伦与所述第三巴伦的形状相同，且以所述信号馈入段所在的直线对称设置；

所述耦合振子单元设置在所述第二面上与所述巴伦振子单元对应的位置。

2.如权利要求1所述的Sub-6G天线，其特征在于，所述谐振缝隙包括：用于调节Sub-6G天线在3300MHz～5000MHz之间的频段的I型谐振缝隙及用于调节Sub-6G天线在1710MHz～2690MHz之间频段的L型谐振缝隙。

3.如权利要求1所述的Sub-6G天线，其特征在于，所述辐射振子单元的长度为Sub-6G天线低频段的波长的四分之一。

4.如权利要求1所述的Sub-6G天线，其特征在于，所述巴伦振子单元的长度为Sub-6G天线在700MHz～960MHz之间频段的波长的四分之一。

5.如权利要求1所述的Sub-6G天线，其特征在于，所述第一巴伦为倒T型巴伦；所述第二巴伦和所述第三巴伦均为h型巴伦。

6.如权利要求1所述的Sub-6G天线，其特征在于，

所述第一巴伦的长度为Sub-6G天线在700MHz～960MHz之间频段的波长的四分之一；

所述第二巴伦与所述第三巴伦两者的长度均为Sub-6G天线在1710MHz～2690MHz之间频段的波长的四分之一。

7.如权利要求1所述的Sub-6G天线，其特征在于，所述耦合振子单元为“凹”型的对称结构；所述耦合振子单元上还设置有对称的I型谐振缝隙。

8.一种天线系统，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的Sub-6G天线。

9.如权利要求8所述的天线系统，其特征在于，还包括：同轴电缆；所述同轴电缆包括导线和屏蔽层；所述导线与所述信号馈入段连接；所述屏蔽层与所述信号接地段连接。

10.一种终端，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的Sub-6G天线。

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