CN217134663U - 天线及天线系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种天线及天线系统，属于通信技术领域。本公开的天线，其包括：第一介质层，具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面；辐射贴片，设置在所述第一介质层的第一表面上；第一电极层，设置在所述第一介质层的第二表面上，且与所述辐射贴片在所述第二表面上的正投影至少部分重叠；其中，所述第一电极层具有内凹部，且所述内凹部的开口朝向所述辐射贴片，且所述辐射贴片的辐射边的至少部分在所述第一介质层上的正投影，与所述内凹部在所述第一表面上的正投影内至少部分重叠。

Description

天线及天线系统

技术领域

本公开属于通信技术领域，具体涉及一种天线及天线系统。

背景技术

在手机、笔记本电脑、平板电脑等移动终端上，以及微小卫星、智能窗户和智能穿戴设备中等无线应用中，天线的小型化和薄膜化成为了一种发展趋势。天线薄膜化有助于实现共形结构设计，降低天线的重量。其中，天线薄膜化的一个重要方面是降低天线的剖面高度。因此，如何实现降低天线的剖面高度是一亟需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种天线及天线系统。

本公开实施例提供一种天线，其包括：

第一介质层，具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面；

辐射贴片，设置在所述第一介质层的第一表面上；

第一电极层，设置在所述第一介质层的第二表面上，且与所述辐射贴片在所述第二表面上的正投影至少部分重叠；其中，

所述第一电极层具有内凹部，且所述内凹部的开口朝向所述辐射贴片，且所述辐射贴片的辐射边的至少部分在所述第一介质层上的正投影，与所述内凹部在所述第一表面上的正投影内至少部分重叠；所述内凹部的深度为1/4等效波长。

其中，所述辐射贴片的辐射边包括沿第一方向延伸，且沿第二方向并排设置的第一辐射边和第二辐射边；所述内凹部包括第一内凹部和第二内凹部；所述第一内凹部和所述第二内凹部二者的长度方向为所述第一方向，二者的宽度方向为所述第二方向，二者的深度方向为所述第一电极层的厚度方向；所述第一辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第一内凹部在所述第一介质层的正投影内；所述第二辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第二内凹部在所述第一介质层的正投影内。

其中，所述辐射贴片的辐射边还包括沿所述第二方向延伸，且沿所述第一方向并排设置的第三辐射边和第四辐射边；内凹部还包括第三内凹部和第四内凹部；所述第三内凹部和所述第四内凹部二者的长度方向为所述第二方向，二者的宽度方向为所述第一方向，二者的深度方向为所述第一电极层的厚度方向；所述第三辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第三内凹部在所述第一介质层的正投影内；所述第四辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第四内凹部在所述第一介质层的正投影内。

其中，所述第一内凹部、所述第二内凹部、所述第三内凹部和所述第四内凹部依次收尾连接形成闭环内凹部。

其中，所述第一内凹部、所述第二内凹部、所述第三内凹部和所述第四内凹部依次连接形成开环内凹部。

其中，所述天线还包括：设置在所述介质层的第一表面上的馈线，所述馈线与所述辐射贴片电连接；所述馈线在所述第一介质层上的正投影与所述开环内凹部在所述第一介质层的正投影无重叠。

其中，所述辐射贴片的辐射边包括沿第一方向延伸，且沿第二方向并排设置的第一辐射边和第二辐射边；所述内凹部包括第一内凹部和第二内凹部；

所述第一内凹部包括第一主体部和第一分支部，所述第一主体部和所述第一分支部连通，且所述第一分支部的深度方向为所述第一电极层的厚度方向，所述第一主体部的深度方向为所述第二方向；所述第一辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第一主体部在所述第一介质层的正投影内；

所述第二内凹部包括第二主体部和第二分支部，所述第二主体部和所述第二分支部连通，且所述第二分支部的深度方向为所述第一电极层的厚度方向，所述第二主体部的深度方向为所述第二方向；所述第二辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第二主体部在所述第一介质层的正投影内。

其中，所述第一内凹部包括两个所述第一分支部，所述第一主体部包括两个第一子主体部；两个所述第一分支部沿所述第一方向并排设置；两个第所述一子主体部的深度方向均为所述第一方向，且二者沿第一方向并排设置，所述第一辐射边在第所述一介质层上的正投影位于两个所述第一子主体部在所述第一介质层上的正投影内；

所述第二内凹部包括两个所述第二分支部，所述第二主体部包括两个第二子主体部；两个所述第二分支部沿所述第一方向并排设置；两个所述第二子主体部的深度方向均为第一方向，且二者沿所述第一方向并排设置；所述第二辐射边在所述第一介质层上的正投影位于两个所述第二子主体部在所述第一介质层上的正投影内。

其中，所述天线还包括：

第二介质层，所述第二介质层上设置有盲槽；所述第一电极层设置在所述第二介质层上，所述盲槽限定出所述内凹部。

其中，所述第二介质层具有中间区域和环绕所述中间区域的外围区域；所述盲槽贯穿所述中间区域和所述外围区域之间的边界线的至少部分；所述辐射贴片在所述第一表面上的正投影覆盖所述参考电极的中间区域在所述第一表面上的正投影；

所述第一电极层包括位于中间区域的第一镂空图案和位于外围区域的第二镂空图案；所述辐射贴片包括第三镂空图案。

其中，所述第一镂空图案的镂空部与所述第三镂空部的镂空部在所述第一表面上的正投影完全重叠。

其中，所述盲槽的底角为80°～100°。

其中，所述内凹部中填充的介质材料包括硅、三氧化二铝、陶瓷中的任意一种。

第二方面，本公开实施例一种天线系统，其包括至少一个上述的天线。

其中，所述天线系统还包括：

收发单元，用于发送信号或接收信号；

射频收发机，与所述收发单元相连，用于调制所述收发单元发送的信号，或用于解调所述天线接收的信号后传输给所述收发单元；

信号放大器，与所述射频收发机相连，用于提高所述射频收发机输出的信号或所述天线接收的信号的信噪比；

功率放大器，与所述射频收发机相连，用于放大所述射频收发机输出的信号或所述天线接收的信号的功率；

滤波单元，与所述信号放大器、所述功率放大器均相连，且与所述天线相连，用于将接收到的信号进行滤波后发送给所述天线，或对所述天线接收的信号滤波。

附图说明

图1为本公开实施例的一种天线的结构示意图；

图2为图1的天线的A-A＇的一种截面图；

图3为图1的天线的A-A＇的另一种截面图；

图4为图1的天线的A-A＇的另一种截面图；

图5为本公开实施例的另一种天线的结构示意图；

图6为本公开实施例的另一种天线的结构示意图；

图7为本公开实施例的另一种天线的结构示意图；

图8为本公开实施例的另一种天线的结构示意图；

图9为本公开实施例的另一种天线的结构示意图；

图10为本公开实施例的另一种天线的结构示意图；

图11为图9所示的天线的仿真示意图；

图12为本公开实施例的另一种天线的结构中的接地层示意图；

图13为本公开实施例的另一种天线的辐射贴片的示意图；

图14为本公开实施例的一种天线系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

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。

第一方面，图1为本公开实施例的一种天线的结构示意图；图2为图1的天线的A-A＇的一种截面图；本公开实施例提供一种天线，其包括第一介质层1、辐射贴片2、第一电极层和馈线4。其中，第一介质层1包括沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面。辐射贴片2和馈线4设置在第一介质层1的第一表面上，且馈线4与辐射贴片2电连接。第一电极层具有内凹部，该第一电极层设置在第一介质层1的第二表面上，且第一电极层上的内凹部的开口朝向第一介质层1。辐射贴片2在第一介质层1上的正投影与第一电极层在第一介质层1上的正投影至少部分重叠，且辐射贴片2的辐射边的至少部分在第一介质层1上的正投影与内凹部在第一表面上的正投影至少部分重叠；内凹部的深度为1/4等效波长；等效波长为真空波长除以内凹部中的介质材料的折射率。

需要说明的是，本公开实施例中第一电极层包括但不限于接地层3，也即给第一电极层所施加的信号为接地信号。在本公开实施例中，以第一电极层为接地层3为例进行说明。应当理解的是，只要是在薄膜天线工作时，实际在第一电极层和辐射层上的电压能够形成回路即可，也即第一电极层选用接地层3并不构成对本公开实施例保护范围的限制。另外，在本公开实施例中辐射贴片2 的辐射边是指该辐射贴片2的侧边，例如：辐射贴片2的轮廓为矩形时，此时矩形辐射贴片2的四个侧边则为辐射边。

本公开实施例所提供的天线，由于在接地层3上具有内凹部，且该辐射贴片2的辐射边的至少部分在第一介质层1上的正投影位于内凹部在第一介质层1 上的正投影内，通过这种内凹部的设置，可以将辐射贴片2和接地层3之间的距离缩短，同时能够维持6％以上的带宽，并把谐振频点的最大辐射效率提高提高到40％-70％。也就是说，本公开实施例的天线可以降第一介质层1的厚度及天线整体剖面高度，并提高天线的辐射效率。

在一些示例中，第一电极层的内凹部内可以填充有填充介质5，该填充介质 5为微波毫米波段相应的高介电常数材料，例如：硅、三氧化二铝、特定陶瓷材料等等。在内凹部内，如果不填充高介电常数材料，辐射效率相对于传统低剖面贴片天线可以提高4到5倍，而填充高介电常数材料后，最高辐射效率能够提高到6到8倍左右，而且(30％辐射效率的)辐射带宽也将增大到15％以上。

在一些示例中，辐射贴片2、馈线4和接地层3的材料均可以相同。例如：铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、银(Ag)中的至少一种。在本公开实施例中以辐射贴片22、馈线44和接地层33的材料均采用铜为例进行说明。

在一些示例中，如图2所示，天线中的第一介质层1可以为单层结构也可以是复合层结构，当介质层1采用单层结构时，其材料包括但不限于柔性材质，例如：第一介质层1采用聚酰亚胺(PI)或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材质。

在一些示例中，图3为图1的天线的A-A＇的另一种截面图；如图3所示，第一介质层1为复合膜层时，其包括依次叠层设置的第一子介质层11、第一粘结层12、第二子介质层13、第二粘结层14、第三子介质层15；其中，接地层 33设置在第一子介质层11背离第一粘结层12的一侧，也即第一子介质层11背离第一粘结层12的侧面用作介质层1的第二表面；辐射贴片22设置在第三子介质层15背离第二粘结层14的一侧，也即第二子介质层13背离第二粘结层14 的侧面用作介质层1的第一表面。第一子介质层11和第三子介质层15包括但不限于采用PI材质；第二子介质层13包括但不限于采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材质。第一粘结层12和第二粘结层14的材料均可以采用透明光学(OCA) 胶。当辐射贴片22设置在第三子介质层15和第二粘结层14之间时，在第三子介质层15的上表面还形成有保护层，例如自修复透明防水涂层，以对第三子介质层15进行保护。

在一些示例中，图4为图1的天线的A-A＇的另一种截面图；如图4所示，第一介质层1为复合膜层时，其包括依次叠层设置的第一子介质层11、第一粘结层12、第二子介质层13、第二粘结层14、第三子介质层15；其中，接地层 33设置在第一子介质层11靠近第一粘结层12的一侧，也即第一子介质层11靠近第一粘结层12的侧面用作介质层1的第二表面；辐射贴片22设置在第二子介质层13靠近第二粘结层14的一侧，也即第二子介质层13靠近第二粘结层14 的侧面用作介质层1的第一表面。在该种情况下馈线4、辐射贴片2和接地层3 均不会暴露在外，因此可以有效防止水氧侵蚀。

在一些示例中，当第一介质层1包括依次叠层设置的第一子介质层11、第一粘结层12、第二子介质层13、第二粘结层14、第三子介质层15时，第一子介质层11和第三子介质层15可以选用相同材质，且二者厚度相同或者大致相同。第二子介质层13不同于第一子介质层11(第三子介质层15)的材质和厚度，且第二子介质层13的厚度大于第一子介质层11。其中，第一子介质层11(第三子介质层15)的厚度在10μm-80μm左右，第二子介质层13的厚度在0.2mm-0.7mm左右。

以下结合具体示例对本公开实施例的天线的结构进行说明。

第一种示例，如图1和2所示，该天线包括第一介质层1、辐射贴片2、馈线4和接地层3。第一介质层1包括沿其厚度方向相对设置的第一表面(上表面) 和第二表面(下表面)。该天线中的辐射贴片2和接地层3的形状均为板状电极。在本公开实施例中，辐射贴片2和接地层3的轮廓的形状可以相同，也可以不同。图1种仅以辐射贴片2的轮廓为正方形，接地层3的轮廓为矩形为例。在实际应用中辐射贴片2和接地层3的形状包括但不限于矩形、椭圆形、圆形等。继续参照图1，辐射贴片2具有沿第一方向延伸，且沿第二方向并排设置的第一辐射边201和第二辐射边202；以及沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置的第三辐射边203和第四辐射边204。馈线4连接在辐射贴片2的一个顶角位置，为辐射贴片2提供微波信号。接地层3具有沿第一方向延伸，并沿第二方向并排设置的两个内凹部(也即形成在接地层3上的两个盲槽)，分别为第一内凹部31和第二内凹部32，在第一内凹部31和第二内凹部32内填充有填充介质5。也就是说，第一内凹部31和第二内凹部32的长度方向均为第一方向，宽度方向为第二方向，深度方向则为接地层3的厚度方向。其中，辐射贴片2的第一辐射边201 在第一介质层1上的正投影贯穿第一内凹部31在第一介质层1上的正投影；辐射贴片2的第二辐射边202在第一介质层1上的正投影贯穿第二内凹部32在第一介质层1上的正投影。通过在接地层3设置第一内凹部31和第二内凹部32，以降低天线的剖面高度，以提高辐射效率。

需要说明的是，在本公开实施例中第一方向和第二方向，例如第一方向和第二方向相互垂直，其中，第一方向为垂直方向，第二方向为水平方向。在本公开实施例中均以第一方向为垂直方向，第二方向为水平方向为例进行描述。图2中以在接地层3设置第一内凹部31和第二内凹部32为例，实际上，还可以在接地层3上设置沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置的第三内凹部33和第四内凹部34。辐射贴片2的第三辐射边203在第一介质层1上的正投影贯穿第三内凹部33在第一介质层1上的正投影，辐射贴片2的第四辐射边204在第一介质层1上的正投影贯穿第四内凹部34在介质层上的正投影。当然，在本公开实施例的接地层3上也可以仅设置第一内凹部31、第二内凹部32、第三内凹部33和第四内凹部34中的一者或者任意多者。

在一些示例中，第一内凹部31的长度不小于第一辐射边201的长度，且不小于二分之一波长除以填充材料折射率；和/或第二内凹部32的长度不小于第二辐射边202的长度，且不小于二分之一真空波长除以填充材料折射率。例如：第一内凹部31的长度不小于第一辐射边201的长度，同时第二内凹部32的长度不小于第二辐射边202的长度。当接地层3还设置第三内凹部33和第四内凹部 34时，第三内凹部33的长度不小于第三辐射边203的长度，和/或第四内凹部 34的长度不小于第四辐射边204的长度。通过这种设置方式，有效的提高射频信号的辐射效率。

在一些示例中，第一内凹部31和第二内凹部32的深度等于或者近似等于 1/4等效波长。该等效波长等于或者近似等于真空波长除以填充介质5的材料折射率。

在一些示例中，若第一介质层1的厚度为h，接地层3的第一内凹部31(第二内凹部32)的宽度在5h以上(图2中仅进行了示意性的表示，并不代表各膜层及结构的实际尺寸)，例如：接地层3的第一内凹部31(第二内凹部32)的宽度5h-10h。第一内凹部31和第二内凹部32均包括沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置的第一侧边和第二侧边；第一辐射边201在第一介质层1上的正投影与第一内凹部31的第一侧边在第一介质层1上的正投影之间的距离为a，第二辐射边202在第一介质层1上的正投影与第二内凹部32的第一侧边在第一介质层1上的正投影之间的距离为b，对于a和b的具体数值需要根据辐射频率和第一介质层1的高度进行仿真优化得到。辐射贴片2和接地层3的厚度均为3 个趋肤深度左右。

在一个示例中，以10毫米波段(30GHz)为例，第一介质层1的厚度为20 μm，介电常数为3；辐射贴片2和接地层3的厚度都取3μm；第一内凹部31 和第二内凹部32的宽度均为200μm。第一内凹部31和第二内凹部32的深度为 800μm，填充介质5的介电常数为10的材料(例如：硅或者三氧化二铝)。第一辐射边201和第二辐射边202为3.4μm，第三辐射边203和第四辐射边204 为3μm，第一内凹部31和第二内凹部32分别与第一辐射边201和第二辐射边202对应设置。此时，设置第一内凹部31和第二内凹部32的天线可以得到30GHz 频率50％的辐射效率，未在接地层3设置第一内凹部31和第二内凹部32的天线则得到30GHz频率8.7％的辐射效率，比在接地层3上不设置内凹部的天线的辐射频率高出近6倍。

第二种示例，图5为本公开实施例的另一种天线的结构示意图；如图5所示，该天线与第一种示例中的天线的结构大致相同，区别在于，该天线结构中的接地层3不仅具有第一内凹部31和第二内凹部32，而且还包括第三内凹部33 和第四内凹部34。如图5所示，第一内凹部31、第二内凹部32、第三内凹部 33和第四内凹部34首尾依次连接，形成一闭环内凹部。辐射贴片2的辐射边在第一介质层1上的正投影位于接地层3的内凹部在第一介质层1的正投影内。也即，辐射贴片2的第一辐射边201在第一介质层1上的正投影位于接地层3的第一内凹部31在第一介质层1上的正投影内，辐射贴片2的第二辐射边202在第一介质层1上的正投影位于接地层3的第二内凹部32在第一介质层1上的正投影内，辐射贴片2的第三辐射边203在第一介质层1上的正投影位于接地层3 的第三内凹部33在第一介质层1上的正投影内，辐射贴片2的第四辐射边204 在第一介质层1上的正投影位于接地层3的第四内凹部34在第一介质层1上的正投影内。也就是说，接地层3不仅具有沿第一方向延伸的第一内凹部31和第二内凹部32，而且还包括沿第二方向延伸的第三内凹部33和第四内凹部34，此时天线结构辐射或者接收微波信号不仅沿着第一方向极化，而且还可以沿着第二方向极化，以此可以提高微波信号的辐射效率。在该种情况下，假若辐射贴片2的第一辐射边201和第二辐射边202的长度均为L1，第三辐射边203和第四辐射边204的长度均为L2，接地层3的第一内凹部31和第二内凹部32的宽度均为W1，第三内凹部33和第四内凹部34的宽度均为W2。此时可以合理设计L1、L2、W1、W2的值，并根据L1、L2、W1、W2的值，分别设计第一方向极化和第二方向极化所对应的工作频段。可以通过在辐射贴片2的第一辐射边201和第三辐射边203上分别连接馈线4，或者在第二辐射边202和第四辐射边204上分别连接馈线4以实现天线的双极化馈电方式。而且图5中仅给出在辐射贴片2的一个顶角位置连接馈线4，而实现微波信号的馈送和接收。需要说明的四，图5中所示的馈电方式并不构成对本公开实施例保护范围的限制。

在一些示例中，如图6所示，接地层3中的第一内凹部31、第二内凹部32、第三内凹部33和第四内凹部34依次连接形成一开环内凹部。也即，接地层3 上的开环内凹部具有一断开部，此时馈线4在第一介质层1上的正投影贯穿接地层3上的开环内凹部的断开部在第一介质层1上的正投影。之所以如此设置是为了馈线4更好的向辐射贴片2进行馈电。

需要说明的是，该种天线的结构与第一种示例中的天线的结构除上述结构不同外，其余结构可以与第一种示例相同，故在此不再重复赘述。

第三种示例，图7为本公开实施例的另一种天线的结构示意图；如图7所示，该天线的结构与第一种示例和第二种示例的结构大致相似，区别仅在于，接地层3的内凹部的形状。如图7所示，同样以辐射贴片2和接地层3均为正方形为例，辐射贴片2包括沿第一方向延伸，且沿第二方向并排设置的第一辐射边201和第二辐射边202，以及沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置的第三辐射边203和第四辐射边204。接地层3上的内凹部包括第一内凹部31和第二内凹部32。其中，第一内凹部31包括第一主体部311和第一分支部312；第二内凹部32包括第二主体部和第二分支部。其中，第一主体部311与第一分支部 312连通，且第一主体部311的深度方向沿第一方向延伸，第一分支部312的深度方向为接地层3的厚度方向，且第一分支部312的开口作为第一内凹部31的开口，第一辐射边201在第一介质层1上的正投影位于第一主体部311在第一介质层1上的正投影内。同理，第二主体部与第二分支部连通，且第二主体部的深度方向沿第一方向延伸，第二分支部的深度方向为接地层3的厚度方向，且第二分支部的开口作为第二内凹部32的开口，第二辐射边202在第一介质层1 上的正投影位于第二主体部在第一介质层1上的正投影内。

在一个示例中，第一内凹部31包括两个第一分支部312，第一主体部311 包括两个第一子主体部，分别用311a和311b表示；其中，两个第一分支部311a 和311b沿第一方向并排设置，两个第一子主体部311a和311b的深度方向均为第一方向，且二者沿第一方向并排设置，辐射贴片2的第一辐射边201在第一介质层1上的正投影位于两个第一子主体部311a和311b在第一介质层1上的正投影内。同理，第二内凹部32包括两个第二分支部，第二主体部包括两个第二子主体部；其中，两个第二分支部沿第一方向并排设置，两个第二子主体部的深度方向均为第一方向且二者沿第一方向并排设置，辐射贴片2的第二辐射边202 在第一介质层1上的正投影位于两个第二子主体部在第一介质层1上的正投影内。

进一步的，如图7所示，第一子主体部311a可以连接在一个第一分支部312 的底部，第一子主体部311b可以连接在另一个第一分支部312的底部。此时，若接地层3的厚度较薄，还可以在接地层3背离第一介质层1的一侧设置第二介质层6，用以为接地层3提供支撑。当然，如图8所示，若接地层3较厚，且第一内凹部31和第二内凹部32的深度足够深，此时，第一子主体部311a可以连接在一个第一分支部312的中间区域，第一子主体部311b可以连接在另一个第一分支部312的中间区域；同理，第二子主体部可以连接在第二分支部的底部，也可以连接在第二分支部的深度方向的中间区域。

在一些示中，第一内凹部31的深度也即为第一分支部312的深度和第一主体部311的深度的总和，第二内凹部32的深度也即为第二分支部的深度和第二主体部的深度的总和。第一内凹部31的深度和第二内凹部32的深度均等于或者近似等于1/4等效波长。该等效波长为真空波长除以填充介质5材料的折射率。

需要说明的是，以上仅以在接地层3与辐射贴片2的第一辐射边201和第二辐射边202对应的位置设置第一内凹部31和第二内凹部32为例进行说明，在实际产品中也可以在第三辐射边203和第四辐射边204对应的位置设置第三内凹部33和第四内凹部34，第三内凹部33和第四内凹部34与第一内凹部31和第二内凹部32的形状相同，故在此不再重复赘述。

第四种示例，图9为本公开实施例的另一种天线的结构示意图；如图9所示，该天线结构包括第一介质层1、第二介质层6、接地层3和辐射贴片2。其中，第二介质层6上形成有盲槽，接地层3形成在第二介质层6上，并通过盲槽限定出接地层3的内凹部。在内凹部内填充有填充介质5，第一介质层1设置在接地层3背离第二介质层6的表面上，辐射贴片2设置第一介质层1背离接地层 3的表面上。该辐射贴片2与接地层3在第一介质层1正投影至少部分重叠，且辐射贴片2的辐射边的至少部分在第一介质层1上的正投影位于内凹部在第一介质层1上的正投影内。通过在第二介质层6上形成盲槽，并通过盲槽限定出接地层3上的内凹部同样可以提高辐射效率。

例如：辐射贴片2和接地层3均为矩形，辐射贴片2包括沿第一方向延伸，且沿第二方向并排设置的第一辐射边201和第二辐射边202，以及沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置的第三辐射边203和第四辐射边204。第二介质层6 上包括沿第一方向延伸，且沿第二方向并排设置的第一盲槽和第二盲槽，相应的，接地层3包括沿第一方向沿，且沿第二方向并排设置的第一内凹部31和第二内凹部32。此时，第一辐射边201在第一介质层1上的正投影位于第一内凹部31在第一介质层1上的正投影内，第二辐射边202在第二介质层6上的正投影位于第二内凹部32在第一介质层1上的正投影内。

在一些示例中，第一盲槽和第二盲槽在沿第二方向的截面为矩形或者梯形，例如：第一盲槽和第二盲槽的底角在80°～100°左右。例如:当第一盲槽和第二盲槽在沿第二方向的截面为矩形时，第一盲槽和第二盲槽的底角为90°，当第一盲槽和第二盲槽在沿第二方向的截面为倒梯形时，第一盲槽和第二盲槽的底角为100°(如图10所示)，当第一盲槽和第二盲槽在沿第二方向的截面为梯形时，第一盲槽和第二盲槽的底角为80°。

需要说明的是，图9和10中以第二介质层6上形成有第一盲槽和第二盲槽，相应的在接地层3设置第一内凹部31和第二内凹部32为例，实际上，还是在第二介质层6上设置沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置的第三盲槽和第四盲槽，也即在在接地层3上设置沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置的第三内凹部33和第四内凹部34。辐射贴片2的第三辐射边203在第一介质层1上的正投影贯穿第三内凹部33在第一介质层1上的正投影，辐射贴片2的第四辐射边204在第一介质层1上的正投影贯穿第四内凹部34在介质层上的正投影。当然，在本公开实施例的第二介质层6上仅具有第一盲槽、第二盲槽、第三盲槽和第四盲槽中的一者或者任意多者。

图11为图9所示的天线的仿真示意图；如图11所示，第二介质层6的介电常数为3，厚度为20μm；第一盲槽和第二盲槽的宽度为200μm，深度为960 μm；接地层3的厚度为5μm，填充介质5的介电常数为10，经过验证得到，在27GHz到28GHz频段把最大辐射效率从8.7％提高到50％以上。

第五种示例，图12为本公开实施例的另一种天线的结构中的接地层示意图；图13为本公开实施例的另一种天线的辐射贴片的示意图；如图12和13所示，该天线结构与第四种示例中的中天线结构大致相同，区别仅在于，该天线中的辐射贴片2和接地层3均采用金属网格结构。采用金属网格结构的辐射贴片 2和接地层3可以有效的提高天线的光线透过率，且提高辐射效率。

例如，第二介质层6具有中间区域和环绕所述中间区域的外围区域；第一盲槽和第二盲槽贯穿中间区域和所述外围区域之间的边界线的至少部分；辐射贴片2在第一介质层1的正投影覆盖接地层3的中间区域在第一介质层1上的正投影；接地层3包括位于中间区域的第一镂空图案301和位于外围区域的第二镂空图案302；辐射贴片2包括第三镂空图案200。其中，第一镂空图案301的镂空部和第三镂空图案200的镂空部在第一介质层1上的正投影完全重合，通过该种方式可以有效提高天线结构的光线透过率。

例如：第一镂空图案301包括多条沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置是的第一金属线，相邻设置的第一金属线之间的间隙限定出第一镂空图案301 的镂空部。第二镂空图案302包括多条沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置的第二金属线，相邻设置的第二金属线之间的间隙限定出第二镂空图案302 的镂空部。第三镂空图案200包括多条沿第二方向延伸，且沿第一方向并排设置的第三金属线，相邻设置的第三金属线之间的间隙限定出第三镂空图案200 的镂空部。由于第一镂空图案301的镂空部与第三镂空图案200的镂空部在介质层上方的正投影重叠，此时一条第一金属线和一条第三金属线在第一介质层1上方的正投影重叠，例如：第一金属线和第三金属线一一对应设置。

继续参照图13，由于接地层3中的第一内凹部31和第二内凹部32的设置，且由于在接地层3的中间区域设置第一镂空图案301，因此外围区域的部分第二金属线包括分布在第一内凹部31远离中间区域一侧的第一线段，以及第二内凹部32远离中间区域一侧的第二线段。一条金属线的延长线与一条第二金属线的第一线段和第二线段在第一介质层1上的正投影重叠。在该种情况下，可以通过一次构图工艺形成位于第一介质层1上位于第一镂空图案301和镂空图案，而且由这种第一镂空图案301和第二镂空图案302构成的接地层3的各个位置的透过率相同，从而保证薄膜天线的光学均一性。另外，由于在本公开实施例中，第一金属线、第二金属线和第三金属线的延伸方向相同，因此传输的微波或毫米波能量，最大化的通过第一内凹部31和第二内凹部32散射到自由空间。

需要说明的是，图12和13中是以第一金属线、第二金属线、第三金属线的延伸方向均相同为例进行说明的，但在实际设计中只要第一金属线、第二金属线、第三金属线的延伸方向均与第一内凹部31和第二内凹部32的延伸方向不同即可。因此，第一金属线、第二金属线、第三金属线的延伸方向均为第二方向并不构成对本公开实施例的保护范围的限制。

第二方面，图14为本公开实施例的一种天线系统的结构示意图；如图14 所示，本公开实施例提供一种天线系统，包括至少一个上述天线。

在一些示例中，本公开实施例提供的天线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。天线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天线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实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (15)

1.一种天线，其特征在于，包括：

第一介质层，具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面；

辐射贴片，设置在所述第一介质层的第一表面上；

第一电极层，设置在所述第一介质层的第二表面上，且与所述辐射贴片在所述第二表面上的正投影至少部分重叠；其中，

所述第一电极层具有内凹部，且所述内凹部的开口朝向所述辐射贴片，且所述辐射贴片的辐射边的至少部分在所述第一介质层上的正投影，与所述内凹部在所述第一表面上的正投影内至少部分重叠；所述内凹部的深度为1/4等效波长。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述辐射贴片的辐射边包括沿第一方向延伸，且沿第二方向并排设置的第一辐射边和第二辐射边；所述内凹部包括第一内凹部和第二内凹部；所述第一内凹部和所述第二内凹部二者的长度方向为所述第一方向，二者的宽度方向为所述第二方向，二者的深度方向为所述第一电极层的厚度方向；所述第一辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第一内凹部在所述第一介质层的正投影内；所述第二辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第二内凹部在所述第一介质层的正投影内。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述辐射贴片的辐射边还包括沿所述第二方向延伸，且沿所述第一方向并排设置的第三辐射边和第四辐射边；内凹部还包括第三内凹部和第四内凹部；所述第三内凹部和所述第四内凹部二者的长度方向为所述第二方向，二者的宽度方向为所述第一方向，二者的深度方向为所述第一电极层的厚度方向；所述第三辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第三内凹部在所述第一介质层的正投影内；所述第四辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第四内凹部在所述第一介质层的正投影内。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第一内凹部、所述第二内凹部、所述第三内凹部和所述第四内凹部依次收尾连接形成闭环内凹部。

5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第一内凹部、所述第二内凹部、所述第三内凹部和所述第四内凹部依次连接形成开环内凹部。

6.根据权利要求5所述的天线，其中，所述天线还包括：设置在所述介质层的第一表面上的馈线，所述馈线与所述辐射贴片电连接；所述馈线在所述第一介质层上的正投影与所述开环内凹部在所述第一介质层的正投影无重叠。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述辐射贴片的辐射边包括沿第一方向延伸，且沿第二方向并排设置的第一辐射边和第二辐射边；所述内凹部包括第一内凹部和第二内凹部；

所述第一内凹部包括第一主体部和第一分支部，所述第一主体部和所述第一分支部连通，且所述第一分支部的深度方向为所述第一电极层的厚度方向，所述第一主体部的深度方向为所述第二方向；所述第一辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第一主体部在所述第一介质层的正投影内；

所述第二内凹部包括第二主体部和第二分支部，所述第二主体部和所述第二分支部连通，且所述第二分支部的深度方向为所述第一电极层的厚度方向，所述第二主体部的深度方向为所述第二方向；所述第二辐射边在所述第一介质层上的正投影位于所述第二主体部在所述第一介质层的正投影内。

8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述第一内凹部包括两个所述第一分支部，所述第一主体部包括两个第一子主体部；两个所述第一分支部沿所述第一方向并排设置；两个第所述一子主体部的深度方向均为所述第一方向，且二者沿第一方向并排设置，所述第一辐射边在第所述一介质层上的正投影位于两个所述第一子主体部在所述第一介质层上的正投影内；

所述第二内凹部包括两个所述第二分支部，所述第二主体部包括两个第二子主体部；两个所述第二分支部沿所述第一方向并排设置；两个所述第二子主体部的深度方向均为第一方向，且二者沿所述第一方向并排设置；所述第二辐射边在所述第一介质层上的正投影位于两个所述第二子主体部在所述第一介质层上的正投影内。

9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括：

第二介质层，所述第二介质层上设置有盲槽；所述第一电极层设置在所述第二介质层上，所述盲槽限定出所述内凹部。

10.根据权利要求9所述的天线，其特征在于，所述第二介质层具有中间区域和环绕所述中间区域的外围区域；所述盲槽贯穿所述中间区域和所述外围区域之间的边界线的至少部分；所述辐射贴片在所述第一表面上的正投影覆盖所述的第一电极层的中间区域在所述第一表面上的正投影；

所述第一电极层包括位于中间区域的第一镂空图案和位于外围区域的第二镂空图案；所述辐射贴片包括第三镂空图案。

11.根据权利要求10所述的天线，其特征在于，所述第一镂空图案的镂空部与所述第三镂空图案的镂空部在所述第一表面上的正投影完全重叠。

12.根据权利要求9所述的天线，其特征在于，所述盲槽的底角为80°～100°。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的天线，其特征在于，所述内凹部中填充的介质材料包括硅、三氧化二铝、陶瓷中的任意一种。

14.一种天线系统，其特征在于，包括至少一个权利要求1-13中任一所述的天线。

15.根据权利要求14所述的天线系统，其特征在于，还包括：

收发单元，用于发送信号或接收信号；

射频收发机，与所述收发单元相连，用于调制所述收发单元发送的信号，或用于解调所述天线接收的信号后传输给所述收发单元；

信号放大器，与所述射频收发机相连，用于提高所述射频收发机输出的信号或所述天线接收的信号的信噪比；

功率放大器，与所述射频收发机相连，用于放大所述射频收发机输出的信号或所述天线接收的信号的功率；

滤波单元，与所述信号放大器、所述功率放大器均相连，且与所述天线相连，用于将接收到的信号进行滤波后发送给所述天线，或对所述天线接收的信号滤波。

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