CN215896719U - 介质谐振器毫米波模组及终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了介质谐振器毫米波模组及终端设备，介质谐振器毫米波模组包括基板和陶瓷体，所述基板上设有用于为所述陶瓷体馈电的馈电结构，所述陶瓷体设于所述基板沿厚度方向的侧面上，所述馈电结构包括栅格地和馈电栅格，所述栅格地上设有与所述馈电栅格相配合的耦合缝隙，所述陶瓷体覆盖所述耦合缝隙。本介质谐振器毫米波模组结构新颖，作为介质谐振器的陶瓷体设于基板沿厚度方向的侧面上，而非基板的顶面或底面，能够有效地降低介质谐振器毫米波模组的整体高度，使得介质谐振器毫米波模组能够很好地应用于轻薄化的真机环境中，能够满足终端设备轻薄化的发展趋势。

Description

介质谐振器毫米波模组及终端设备

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及介质谐振器毫米波模组及终端设备。

背景技术

5G作为全球业界的研发焦点，发展5G技术、制定5G标准已经成为业界共识。国际电信联盟ITU在2015年6月召开的ITU-RWP5D第22次会议上明确了5G的三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这3个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下，用户峰值速度为20Gbps，最低用户体验速率为100Mbps。毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5G超高数据传输速率的主要手段。且未来的手机中预留给5G天线的空间小，可选位置不多。

介质谐振器是一种性能优秀的天线，可以用于5G毫米波的移动端。但是，现有的介质谐振器通常为分立式的长方体、圆柱体、球体等形状，其剖面较高，不利于放入真机环境中，阻碍终端设备轻薄化发展。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构新颖的介质谐振器毫米波模组及具有该介质谐振器毫米波模组的终端设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：介质谐振器毫米波模组，包括基板和陶瓷体，所述基板上设有用于为所述陶瓷体馈电的馈电结构，所述陶瓷体设于所述基板沿厚度方向的侧面上，所述馈电结构包括栅格地和馈电栅格，所述栅格地上设有与所述馈电栅格相配合的耦合缝隙，所述陶瓷体覆盖所述耦合缝隙。

进一步地，所述耦合缝隙的数量、所述馈电栅格的数量及所述陶瓷体的数量均为多个，且所述耦合缝隙、所述馈电栅格及所述陶瓷体三者一一对应设置。

进一步地，相邻的两个所述陶瓷体通过连接部相连，数量为多个的所述陶瓷体形成一体式结构。

进一步地，所述馈电栅格包括叠放设置的多个微带线，相邻的两个微带线之间通过多个第一馈电柱或多个第一金属化孔相连。

进一步地，所述栅格地包括叠放设置的多个地线，相邻的两个地线之间通过多个第二馈电柱或多个第二金属化孔相连。

进一步地，所述馈电结构还包括设于所述基板上的芯片组件，所述芯片组件与所述馈电栅格电性连接。

进一步地，所述陶瓷体远离所述基板的一侧呈弧面状。

为了解决上述技术问题，本实用新型还采用以下技术方案：终端设备，包括壳体，还上述介质谐振器毫米波模组，所述介质谐振器毫米波模组设于所述壳体内。

进一步地，所述壳体包括曲面边框，所述陶瓷体远离所述基板的一侧呈弧面状，所述陶瓷体远离所述基板的一侧靠近或抵触所述曲面边框的内壁面。

进一步地，所述壳体包括相对设置的面壳与底壳，所述基板位于所述面壳与所述底壳之间，所述基板分别与所述面壳及所述底壳胶粘固定。

本实用新型的有益效果在于：本介质谐振器毫米波模组结构新颖，作为介质谐振器的陶瓷体设于基板沿厚度方向的侧面上，而非基板的顶面或底面，能够有效地降低介质谐振器毫米波模组的整体高度，使得介质谐振器毫米波模组能够很好地应用于轻薄化的真机环境中，能够满足终端设备轻薄化的发展趋势。

附图说明

图1为本实用新型实施例的介质谐振器毫米波模组的整体结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的介质谐振器毫米波模组的结构示意图(隐藏基材层后)；

图3为本实用新型实施例的介质谐振器毫米波模组的侧视图(隐藏基材层后)；

图4为本实用新型实施例一的介质谐振器毫米波模组的S参数图；

图5为本实用新型实施例二的终端设备的内部结构的结构示意图。

标号说明：

1、基板；

2、陶瓷体；21、连接部；

3、栅格地；31、耦合缝隙；32、地线；33、第二馈电柱；

4、馈电栅格；41、微带线；42、第一馈电柱；

5、匹配网络；

6、芯片组件；

7、曲面边框；

8、面壳；

9、底壳；

10、胶水。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图5，介质谐振器毫米波模组，包括基板1和陶瓷体2，所述基板1上设有用于为所述陶瓷体2馈电的馈电结构，所述陶瓷体2设于所述基板1沿厚度方向的侧面上，所述馈电结构包括栅格地3和馈电栅格4，所述栅格地3上设有与所述馈电栅格4相配合的耦合缝隙31，所述陶瓷体2覆盖所述耦合缝隙31。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：本介质谐振器毫米波模组结构新颖，作为介质谐振器的陶瓷体2设于基板1沿厚度方向的侧面上，而非基板1的顶面或底面，能够有效地降低介质谐振器毫米波模组的整体高度，使得介质谐振器毫米波模组能够很好地应用于轻薄化的真机环境中，能够满足终端设备轻薄化的发展趋势。

进一步地，所述耦合缝隙31的数量、所述馈电栅格4的数量及所述陶瓷体2的数量均为多个，且所述耦合缝隙31、所述馈电栅格4及所述陶瓷体2三者一一对应设置。

由上述描述可知，本介质谐振器毫米波模组包含多个馈电天线单元，有利于提高介质谐振器毫米波模组的性能表现。

进一步地，相邻的两个所述陶瓷体2通过连接部21相连，数量为多个的所述陶瓷体2形成一体式结构。

由上述描述可知，数量为多个的所述陶瓷体2形成一体式结构能够方便陶瓷体2的加工成型以及组装作业，并保证陶瓷体2的组装精度。

进一步地，所述馈电栅格4包括叠放设置的多个微带线41，相邻的两个微带线41之间通过多个第一馈电柱42或多个第一金属化孔相连。

进一步地，所述栅格地3包括叠放设置的多个地线32，相邻的两个地线32之间通过多个第二馈电柱33或多个第二金属化孔相连。

由上述描述可知，馈电栅格4及栅格地3结构简单，成型容易。

进一步地，所述馈电结构还包括设于所述基板1上的芯片组件6，所述芯片组件6与所述馈电栅格4电性连接。

进一步地，所述陶瓷体2远离所述基板1的一侧呈弧面状。

由上述描述可知，陶瓷体2远离所述基板1的一侧呈弧面状能够让陶瓷体2有效利用终端设备曲面边框7的中空区域，使得终端设备内部布局更为合理。

终端设备，包括壳体，还上述介质谐振器毫米波模组，所述介质谐振器毫米波模组设于所述壳体内。

由上述描述可知，终端设备能够实现轻薄化。

进一步地，所述壳体包括曲面边框7，所述陶瓷体2远离所述基板1的一侧呈弧面状，所述陶瓷体2远离所述基板1的一侧靠近或抵触所述曲面边框7的内壁面。

由上述描述可知，陶瓷体2的至少部分区域能够充分利用曲面边框7的中空区域，使得终端设备内部布局更为合理。

进一步地，所述壳体包括相对设置的面壳8与底壳9，所述基板1位于所述面壳8与所述底壳9之间，所述基板1分别与所述面壳8及所述底壳9胶粘固定。

由上述描述可知，介质谐振器毫米波模组与壳体连接方式简单、可靠、方便，能够有效地提高终端设备的生产效率。

实施例一

请参照图1至图4，本实用新型的实施例一为：介质谐振器毫米波模组，特别适用于轻薄化的终端设备，所述终端设备包括但不限于智能手表、手机、平板电脑的等。

请结合图1和图2，介质谐振器毫米波模组包括基板1和陶瓷体2，所述基板1上设有用于为所述陶瓷体2馈电的馈电结构，所述陶瓷体2设于所述基板1沿厚度方向的侧面上，所述馈电结构包括栅格地3和馈电栅格4，所述栅格地3上设有与所述馈电栅格4相配合的耦合缝隙31，所述陶瓷体2覆盖所述耦合缝隙31。

容易理解的，所述耦合缝隙31的数量、所述馈电栅格4的数量及所述陶瓷体2的数量均为多个，且所述耦合缝隙31、所述馈电栅格4及所述陶瓷体2三者一一对应设置。

请结合图1至图3，详细的，所述基板1为多层层叠结构，所述基板1包括多个叠放压合成一体的基材层，相邻的基材层之间设有金属层，至少部分金属层通过馈电柱结构和/或金属化孔结构导通，可选的，所述金属层为铜箔层。至少部分金属层和馈电柱结构和/或金属化孔结构形成所述栅格地3及所述馈电栅格4，更详细的，所述馈电栅格4包括叠放设置的多个微带线41，相邻的两个微带线41之间通过多个第一馈电柱42或多个第一金属化孔相连；所述栅格地3包括叠放设置的多个地线32，相邻的两个地线32之间通过多个第二馈电柱33或多个第二金属化孔相连。容易理解的，所述微带线41和所述地线32分别成型在所述金属层上，第一馈电柱42、第一金属化孔、第二馈电柱33及第二金属化孔成型前，需要先在基材层上设置通孔，后续再令通孔的孔壁金属化或在通孔内填充导电物质/导电物体形成馈电柱结构，导电物质可选导电浆料等，导电物体可选金属导电柱等。可选的，所述基板1为多层PCB板。

为方便生产、组装、提高装配精度，可选的，相邻的两个所述陶瓷体2通过连接部21相连，数量为多个的所述陶瓷体2形成一体式结构，即所述连接部21的材质也是陶瓷。本实施例中，所述陶瓷体2的数量为四个，四个所述陶瓷体2呈一排排列且任意相邻的两个所述陶瓷体2通过连接部21相连。

如图3所示，为充分利用轻薄化的终端设备的内部空间，优选所述陶瓷体2远离所述基板1的一侧呈弧面状。

请结合图1至图3，所述馈电结构还包括设于所述基板1上的芯片组件6和设于所述基板1内部的匹配网络5，所述芯片组件6通过所述匹配网络5与所述馈电栅格4电性连接。匹配网络5的设置能够增加介质谐振器毫米波模组的带宽，从而进一步改善介质谐振器毫米波模组的天线性能表现。

本实施例中，所述芯片组件6包括数字集成电路芯片、电源芯片和射频芯片，所述数字集成电路芯片和电源芯片分别与所述射频芯片电连接，所述射频芯片与所述馈电栅格4连接以提供信号。射频芯片用于为陶瓷体2馈电，射频芯片中包含移相器和放大器等元件，其中，移相器的作用是为陶瓷体2间提供相位差以实现波束扫描的能力，放大器的作用是补偿移相器的损耗；电源芯片的作用是为射频芯片供电。

根据本实施例，申请人进行了模拟测试，其中，选用的陶瓷体2的介电常数为19。图4为介质谐振器毫米波模组的S参数图，从图中可以看出，本介质谐振器毫米波模组的覆盖频段为27GHz-32GHz，基本覆盖了3GPP规定的N257(26.5GHz-29.5GHz)。

实施例二

请参照图1至图3及图5，本实用新型的实施例二为：终端设备，包括但不限于智能手表、手机、平板电脑等。

终端设备包括壳体和介质谐振器毫米波模组，所述介质谐振器毫米波模组设于所述壳体内。

请结合图1和图2，所述介质谐振器毫米波模组包括基板1和陶瓷体2，所述基板1上设有用于为所述陶瓷体2馈电的馈电结构，所述陶瓷体2设于所述基板1沿厚度方向的侧面上，所述馈电结构包括栅格地3和馈电栅格4，所述栅格地3上设有与所述馈电栅格4相配合的耦合缝隙31，所述陶瓷体2覆盖所述耦合缝隙31。

容易理解的，所述耦合缝隙31的数量、所述馈电栅格4的数量及所述陶瓷体2的数量均为多个，且所述耦合缝隙31、所述馈电栅格4及所述陶瓷体2三者一一对应设置。

请结合图1至图3，详细的，所述基板1为多层层叠结构，所述基板1包括多个叠放压合成一体的基材层，相邻的基材层之间设有金属层，至少部分金属层通过馈电柱结构和/或金属化孔结构导通，可选的，所述金属层为铜箔层。至少部分金属层和馈电柱结构和/或金属化孔结构形成所述栅格地3及所述馈电栅格4，更详细的，所述馈电栅格4包括叠放设置的多个微带线41，相邻的两个微带线41之间通过多个第一馈电柱42或多个第一金属化孔相连；所述栅格地3包括叠放设置的多个地线32，相邻的两个地线32之间通过多个第二馈电柱33或多个第二金属化孔相连。容易理解的，所述微带线41和所述地线32分别成型在所述金属层上，第一馈电柱42、第一金属化孔、第二馈电柱33及第二金属化孔成型前，需要先在基材层上设置通孔，后续再令通孔的孔壁金属化或在通孔内填充导电物质/导电物体形成馈电柱结构，导电物质可选导电浆料等，导电物体可选金属导电柱等。

为方便生产、组装、提高装配精度，可选的，相邻的两个所述陶瓷体2通过连接部21相连，数量为多个的所述陶瓷体2形成一体式结构，即所述连接部21的材质也是陶瓷。本实施例中，所述陶瓷体2的数量为四个，四个所述陶瓷体2呈一排排列且任意相邻的两个所述陶瓷体2通过连接部21相连。

请结合图1至图3，所述馈电结构还包括设于所述基板1上的芯片组件6和设于所述基板1内部的匹配网络5，所述芯片组件6通过所述匹配网络5与所述馈电栅格4电性连接。

请结合图3和图5，进一步地，所述壳体包括曲面边框7，所述陶瓷体2远离所述基板1的一侧呈弧面状，所述陶瓷体2远离所述基板1的一侧靠近所述曲面边框7的内壁面。优选的，所述陶瓷体2远离所述基板1的一侧抵触所述曲面边框7的内壁面，如此可更好地定位、固定介质谐振器毫米波模组在所述壳体内的位置。可选的，所述陶瓷体2远离所述基板1的一侧与所述曲面边框7的内壁面吻合，也就是说，所述陶瓷体2远离所述基板1的侧面的各个区域均与所述曲面边框7的内壁面贴合，如此，实现了陶瓷体2远离所述基板1的侧面与曲面边框7的共形

如图5所示，具体的，所述壳体包括相对设置的面壳8与底壳9，所述基板1位于所述面壳8与所述底壳9之间，可选的，所述基板1分别与所述面壳8及所述底壳9通过胶水10胶粘固定。当然，在其他实施例中，所述基板1与所述面壳8及所述底壳9采用其他方式固定也是可行的，例如卡接、螺接等。

本实施例中，所述基板1与所述陶瓷体2无连接固定的关系，详细的，陶瓷体2通过曲面边框7和基板1的夹持实现固定，如此，可实现陶瓷体2的免安装，利于提高终端设备的装配效率。当然，在其他实施例中，也可以选择将陶瓷体2固设在基板1上。

综上所述，本实用新型提供的介质谐振器毫米波模组及终端设备，介质谐振器毫米波模组结构新颖，作为介质谐振器的陶瓷体设于基板沿厚度方向的侧面上，而非基板的顶面或底面，能够有效地降低介质谐振器毫米波模组的整体高度，使得介质谐振器毫米波模组能够很好地应用于轻薄化的真机环境中，能够满足终端设备轻薄化的发展趋势；陶瓷体远离基板的一侧呈弧面状，使得陶瓷体的至少部分区域可收容于终端设备的曲面边框的中空区域内，使得终端设备内部布局更为合理，当陶瓷体远离基板的侧面抵触曲面边框的内壁面时，不仅能够为终端设备留出更多的内部空间来布设其他结构，还能够让陶瓷体实现免安装，利于提高装配效率。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.介质谐振器毫米波模组，包括基板和陶瓷体，所述基板上设有用于为所述陶瓷体馈电的馈电结构，其特征在于：所述陶瓷体设于所述基板沿厚度方向的侧面上，所述馈电结构包括栅格地和馈电栅格，所述栅格地上设有与所述馈电栅格相配合的耦合缝隙，所述陶瓷体覆盖所述耦合缝隙。

2.根据权利要求1所述的介质谐振器毫米波模组，其特征在于：所述耦合缝隙的数量、所述馈电栅格的数量及所述陶瓷体的数量均为多个，且所述耦合缝隙、所述馈电栅格及所述陶瓷体三者一一对应设置。

3.根据权利要求2所述的介质谐振器毫米波模组，其特征在于：相邻的两个所述陶瓷体通过连接部相连，数量为多个的所述陶瓷体形成一体式结构。

4.根据权利要求1所述的介质谐振器毫米波模组，其特征在于：所述馈电栅格包括叠放设置的多个微带线，相邻的两个微带线之间通过多个第一馈电柱或多个第一金属化孔相连。

5.根据权利要求1所述的介质谐振器毫米波模组，其特征在于：所述栅格地包括叠放设置的多个地线，相邻的两个地线之间通过多个第二馈电柱或多个第二金属化孔相连。

6.根据权利要求1所述的介质谐振器毫米波模组，其特征在于：所述馈电结构还包括设于所述基板上的芯片组件，所述芯片组件与所述馈电栅格电性连接。

7.根据权利要求1所述的介质谐振器毫米波模组，其特征在于：所述陶瓷体远离所述基板的一侧呈弧面状。

8.终端设备，包括壳体，其特征在于：还包括权利要求1-6中任意一项所述的介质谐振器毫米波模组，所述介质谐振器毫米波模组设于所述壳体内。

9.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于：所述壳体包括曲面边框，所述陶瓷体远离所述基板的一侧呈弧面状，所述陶瓷体远离所述基板的一侧靠近或抵触所述曲面边框的内壁面。

10.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于：所述壳体包括相对设置的面壳与底壳，所述基板位于所述面壳与所述底壳之间，所述基板分别与所述面壳及所述底壳胶粘固定。

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