CN218498379U - 天线、无线电器件及电子产品 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种天线、无线电器件及电子产品。所述天线，包括磁电偶极子天线单元、第一枝节和第二枝节，其中：所述第一枝节，设置于所述磁电偶极子天线单元的一侧；所述第二枝节，设置于所述磁电偶极子天线单元的另一侧；所述第一枝节与所述第二枝节相对于所述磁电偶极子天线单元中心对称设置，以对所述磁电偶极子天线单元的电场方向产生定向干扰，使其具有圆极化辐射特性。

Description

天线、无线电器件及电子产品

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种天线、无线电器件及电子产品。

背景技术

现有雷达传感器天线通常为线极化天线，这类雷达传感器天线容易存在多径干扰的问题，因此会对雷达系统性能造成影响，一定程度抑制了雷达传感器的应用发展。

如何实现雷达传感器天线的宽带宽、又能应对多径效应，是亟需解决的技术问题。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本申请提供了一种天线、无线电器件及电子产品，在具有宽带宽特性的磁电偶极子天线单元的基础上，扰动其电场方向，使其产生定向干扰，进而使得该天线产生圆极化辐射特性，提高了抗多径干扰的能力。

根据本申请的第一方面，提出一种天线，包括磁电偶极子天线单元、第一枝节和第二枝节，其中：

所述第一枝节，设置于所述磁电偶极子天线单元的一侧；

所述第二枝节，设置于所述磁电偶极子天线单元的另一侧；

所述第一枝节与所述第二枝节相对于所述磁电偶极子天线单元中心对称设置，以对所述磁电偶极子天线单元的电场方向产生定向干扰，使其具有圆极化辐射特性。

根据一些实施例，所述磁电偶极子天线单元包括构成电偶极子的第一辐射部和第二辐射部；所述第一枝节耦接于所述第一辐射部，所述第二枝节耦接于所述第二辐射部。

根据一些实施例，所述第一枝节至少一端耦接于所述第一辐射部的边缘，另一端向所述第二辐射部一侧弯曲延伸；所述第二枝节至少一端耦接于所述第二辐射部的边缘，另一端向所述第一辐射部一侧弯曲延伸。

根据一些实施例，所述第一辐射部包括相对设置的第一边缘和第二边缘，所述第二辐射部包括相对设置的第三边缘和第四边缘，所述第一边缘与所述第三边缘位于同侧，所述第二边缘与所述第四边缘位于同侧；

所述第一枝节的一端耦接于所述第一边缘，另一端平行于所述第一边缘延伸设置；

所述第二枝节的一端耦接于所述第四边缘，另一端平行于所述第四边缘延伸设置。

根据一些实施例，所述第一辐射部还包括朝向所述第二辐射部一侧的第五边缘，所述第二辐射部还包括朝向第一辐射部一侧的第六边缘；

所述第一枝节的另一端延伸至与所述第五边缘齐平；

所述第二枝节的另一端延伸至与所述第六边缘齐平。

根据一些实施例，所述第一辐射部还包括背向所述第二辐射部的第七边缘，所述第二辐射部还包括背向所述第一辐射部的第八边缘；

所述第一枝节的一端耦接于所述第一边缘连接所述第七边缘的一端；

所述第二枝节的一端耦接于所述第四边缘连接所述第八边缘的一端。

根据一些实施例，所述第一枝节、所述第二枝节呈直角弯曲或弧形弯曲。

根据一些实施例，所述磁电偶极子天线单元还包括：

金属地层；

设置在所述金属地层与所述第一辐射部、所述第二辐射部之间的介质层；

穿过所述介质层连接所述金属地层与所述第一辐射部、所述第二辐射部的连接部，所述连接部与所述金属地层构成磁偶极子；

馈电结构，连接馈源并对所述第一辐射部、第二辐射部进行馈电。

根据一些实施例，所述馈电结构为同轴馈电结构。

根据一些实施例，所述馈电结构包括：

位于所述第一辐射部与所述第二辐射部之间的第一馈电部；

一端连接所述第一馈电部、另一端穿过所述介质板和所述金属地层的第二馈电部。

根据一些实施例，所述第一辐射部朝向所述第二辐射部的第五边缘上设有凹部，所述第一馈电部朝向所述第一辐射部的一侧具有一凸部，所述凸部伸进所述凹部内，且所述第二馈电部连接于所述凸部。

根据本申请的第二方面，提出一种无线电器件，包括如第一方面中任一项所述的天线。

根据一些实施例，还包括芯片，所述芯片封装于一封装体内，所述天线集成在所述封装体内。

根据一些实施例，所述无线电器件为雷达传感器。

根据本申请的第三方面，提出一种电子产品，包括如第二方面中任一项所述的无线电器件。

本申请提供一种用于雷达传感器的天线，通过在线极化的磁电偶极子天线单元上添加中心对称的微扰结构，使得原有的电场方向发生改变，正交分离并形成相位差，从而形成圆极化辐射。

本申请结构简单，相比于用于同频段的天线单元，通过在线极化的磁电偶极子天线单元上添加中心对称的微扰结构，保证宽带宽的同时，阻抗带宽与轴比带宽的优势更加明显，因此，可以提高抗多径干扰的能力，且具有良好的增益平稳性，更好地应用于室内监测等领域。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，而不是对本申请的限制。

图1A示出一示例性实施例的天线的俯视图；

图1B示出示例性的天线的俯视图的又一实施例；

图2示出一示例性实施例的天线的侧视图；

图3示出一示例性实施例圆极化天线的回波损耗变化图；

图4示出一示例性实施例圆极化天线的轴比参数变化图；

图5示出一示例性实施例圆极化天线的增益变化图；

图6A示出一示例性实施例的线极化天线的电流示意图；

图6B示出一示例性实施例的圆极化天线的电流示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

术语“耦接的”或“耦接”根据使用该术语的上下文可以具有几种不同的含义。例如，术语耦接可以具有机械耦接或电气耦接的含义。如本文所使用的，术语“耦接的”或“耦接”可以表示两个元件或器件可以彼此直接连接或通过一个或多个中间元件或器件经由电气元件、电信号或机械元件(例如但不限于，举例来说，电线或电缆，这取决于具体应用)彼此连接。本文中所述的耦接举例包括：直接的电连接、电感应连接、或光耦连接等。例如，利用半导体制造工艺中所使用的连接方式实现两个电器件之间的电连接。又如，利用光耦组件、或电感感应组件等非接触的连接方式实现两个电器件之间的信号连接。再如，利用半导体工艺使得表示不同电器件的区域之间实现电连接或信号连接等。

在如传感器、驱动电路等电子装置中，模拟信号的幅值、频率、或相位等反映电子装置的工作状态，因此，利用ADC将模拟信号转换成数字编码，有利于后续电路进行信号分析。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。

雷达传感器发出的电磁波具有宽频带的特点，线极化磁电偶极子天线虽然能提供宽频的电磁波，但是在抗多径干扰等方面有不足，抑制了雷达传感器向室内监测等应用领域拓展。

基于上述问题，本申请提供一种天线，包括：磁电偶极子天线单元、第一枝节和第二枝节，其中：第一枝节，设置于磁电偶极子天线单元的一侧；第二枝节，设置于磁电偶极子天线单元的另一侧；第一枝节与第二枝节相对于磁电偶极子天线单元中心对称设置，以对磁电偶极子天线单元的电场方向产生定向干扰，正交分离并形成90度的相位差，使其具有圆极化辐射特性；通过在线极化的磁电偶极子天线单元上添加中心对称的微扰结构，保证宽带宽的同时，阻抗带宽与轴比带宽的优势更加明显，可以提高抗多径干扰的能力，且具有良好的增益平稳性，更好地应用于室内监测等领域。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

请参阅图1A，在一些示例中，本申请提供了一种天线，包括磁电偶极子天线单元10、第一枝节201和第二枝节203，第一枝节201与第二枝节203相对于磁电偶极子天线单元10中心对称设置，其中，第一枝节201设置于磁电偶极子天线单元10的一侧，第二枝节203设置于磁电偶极子天线单元101的另一侧。

在一些示例中，参照图1A和图2，磁电偶极子天线单元10包括第一辐射部101和第二辐射部103，第一辐射部101、第二辐射部103位于同一平面内相对设置，以构成电偶极子。第一枝节201连接到第一辐射部101边缘，第二枝节203连接到第二辐射部103边缘。

其中，需要说明的，第一辐射部101、第二辐射部103具体可以通过金属片或其他能够实现辐射功能的结构实现，此处不做限制，均属于本申请保护范围。

在一些示例中，磁电偶极子天线单元10还包括金属地层2053和介质层2071，介质层2071设置在金属地层2053与第一辐射部101、第二辐射部103之间；第一辐射部101、第二辐射部103分别通过穿过介质层2071的连接部20731、20733与金属地层2053连接，连接部20731、20733与金属地层2053连接构成磁偶极子；磁电偶极子天线单元10还包括有馈电结构105，馈电结构105连接馈源，并对第一辐射部101、第二辐射部103进行馈电，激励形成磁电偶极子结构。

其中，需要说明的，金属地层2053具体由金属片等结构来实现，连接部20731、20733具体可以通过金属化通孔等结构来实现。

本示例提供的磁电偶极子天线单元结构简单，但本申请中的磁电偶极子天线单元的结构形式并不局限于以上所述，也适用于其他结构形式的磁电偶极子天线单元，此处不做限制。

在一些示例中，参照图1A和图2，馈电结构105优选采用同轴馈电结构，以缩小天线单元整体尺寸。需要说明的，馈电结构也不局限于使用同轴馈电结构，还可以为微带线馈电结构等，此处不做限制。

在一些实施例中，参照图1A和图2，同轴馈电结构105包括第一馈电部1051和第二馈电部1053，第一馈电部1051位于第一辐射部101、第二辐射部103之间，第二馈电部1053一端连接第一馈电部1051、另一端穿过介质层2071和金属地层连接馈源。本实施例将第一馈电部1051布置在第一辐射部101、第二辐射部103之间，然后再通过同轴设置的第二馈电部1053进行馈电；上述布局方式，使得磁电偶极子天线单元10结构紧凑，有利于缩小整体尺寸。

其中需要说明的，第二馈电部1053具体可以通过金属化通孔的方式来实现。

在一些实施例中，如图1A所示，第一辐射部101朝向第二辐射部103的一侧上设有凹部1011，第一馈电部1051朝向第一辐射部101的一侧具有一凸部1055，凸部1055伸进凹部1011内，且第二馈电部1053连接于凸部1055。本实施例通过凹部1011、凸部1055的配合设置，使得第二馈电部1053可以布置在第一馈电部1051下方的空间，不用布置在第一辐射部101、第二辐射部103之间，这样使得第一辐射部101、第二辐射部103之间的距离可以涉及的更小，进一步的缩小天线整体尺寸。

需要说明的是，在对尺寸要求不高的环境中，同轴馈电结构的具体实现方式并不局限于以上实施例中所示，也可以根据具体情况进行一定的调整。

在一些示例中，第一枝节201、第二枝节203呈弯折结构，具体的第一枝节201至少一端耦接于第一辐射部101的边缘，另一端向第二辐射部103一侧弯曲延伸；第二枝节203至少一端耦接于第二辐射部103的边缘，另一端向第一辐射部101一侧弯曲延伸。

在一些实施例中，第一枝节201、第二枝节203呈直角弯曲状，如图1A中所示；在一些实施例中，第一枝节201、第二枝节203也可呈弧形弯曲状，如图1B中所示。

其中，需要说明的，第一枝节201、第二枝节203的具体结构形式并不局限于以上所示，也可根据具体情况进行调整，只要保证其一端耦接辐射部，另一端按照上述延伸方向延伸即可，此处不做限制。

在一些示例中，如图1A中所示，第一辐射部101包括相对设置的第一边缘1和第二边缘2，第二辐射部103包括相对设置的第三边缘3和第四边缘4，第一边缘1与第三边缘3位于同侧，第二边缘2与第四边缘4位于同侧；第一辐射部101还包括朝向第二辐射部103一侧的第五边缘5，第二辐射部103还包括朝向第一辐射部101一侧的第六边缘6；第一辐射部101还包括背向第二辐射部103的第七边缘7，第二辐射部103还包括背向第一辐射部101的第八边缘8。

在一些示例中，如图1A中所示，第一枝节201的一端耦接于第一边缘1，另一端平行于第一边缘1延伸设置，第二枝节203的一端耦接于第四边缘4，另一端平行于第四边缘4延伸设置；第一枝节201与第二枝节203均设置于磁电偶极子天线单元10的边缘，保证第一枝节201与第二枝节203的对称性，提高天线的圆极化辐射特性。

其中需要说明的，本实施例将第一枝节201和第二枝节203分别耦接于第一边缘1和第四边缘4，一方面便于缩小天线的整体尺寸，另一方面当多个本申请提供的天线一起布置的时候，避免相互碰到，以便于合理布局，进而有利于缩小整体尺寸；当然，在其他实施例中，第一枝节201的一端也可耦接于第七边缘7，另一端平行于第一边缘1延伸设置，第二枝节203的一端也可耦接与第八边缘8，另一端平行于第四边缘4延伸设置，此处不做限制。

再有需要说明的是，本实施例中将两枝节弯曲后的部分设计为平行于辐射部的边缘，这样设计有利于提高磁电偶极子天线单元的扰动效果。

再有需要说明的是，第一枝节201、第二枝节203中平行于辐射部的部分可以是直线形的，也可以是不规则的，两者的长度形状优选相同；但是也可以不相同，当长度不同时，阻抗不同，可以根据具体情况进行调整。

在一些示例中，第一枝节201和第二枝节203另一端延伸的长度可调整，延伸越长扰动效果越好，优选的第一枝节201的另一端延伸至与第五边缘5齐平，第二枝节203的另一端延伸至与第六边缘6齐平，以使得第一枝节201与第二枝节203对磁电偶极子天线单元10的电场方向产生定向干扰的效果增强。

在一些示例中，第一枝节201的一端耦接于第一边缘1连接第七边缘7的一端，第二枝节203的一端耦接于第四边缘4连接第八边缘8的一端，已知辐射部的角落处电场最强，故第一枝节201、第二枝节203连接至辐射部的角落处，使得第一枝节201、第二枝节203的电场处于最强位置，扰动效果最好。

需要说明的是，在对扰动效果要求不高的情况下，第一枝节201与第二枝节203设置于磁电偶极子天线单元10的具体实现方式并不局限于以上实施例中所示，可以不延伸至与辐射部内侧齐平或者不设置于辐射部的角落处，也可以根据具体情况进行一定的调整。

需要说明的是，第一枝节201、第二枝节203中平行于辐射部的部分可以是直线形的，也可以是不规则的，两者的长度形状优选相同；但是也可以不相同，当长度不同时，阻抗不同，可以根据具体情况进行调整。

参照图6A和6B，进一步说明本申请的技术效果，在天线单元未增加第一枝节201与第二枝节203时，电流方向为第一辐射部101流入或流出第二辐射部103，如图6A所示；在天线单元增加第一枝节201与第二枝节203时，可以改变电流的矢量方向，正交分离并形成90度的相位差，形成圆极化特性，如图6B所示。

本申请提供一种超宽带圆极化天线，通过在线极化的磁电偶极子辐射单元上添加旋转对称的微扰结构，使得原有的电场模式发生改变，正交分离并形成90度的相位差，从而形成圆极化辐射，阻抗带宽与轴比带宽的优势更加明显，且具有良好的增益平稳性；同时，本申请提供的天线能够做到更加小型化。

进一步的，请参阅图3，其显示为回波损耗与频率关系图，从图中可以看出，-10dB带宽可以覆盖45～73GHz，由此可见本申请提供的超宽带圆极化天线具有超宽的阻抗带宽性能。请参阅图4，其显示为轴比参数变化图，从图中可以看出，-3dB轴比带宽可以覆盖51～68GHz，由此可见本申请的超宽带圆极化天线轴比带宽优势明显。请参阅图5，由此可见本申请提供的超宽带的圆极化天线结构具有增益平稳的特性。

本申请还提供了一种无线电器件，包括上述天线。通过在天线中增加中心对称的枝节，且枝节设置于磁电偶极子天线单元的边缘处，能够在简单的结构中实现较大的阻抗带宽与轴比带宽。

在一些实施例中，无线电器件具体可以为雷达传感器等电器件。

在一些实施例中，无线电器件还包括芯片，芯片封装于一封装体内，本申请的天线集成在封装体内。

本申请还提供了一种雷达传感器，即包括芯片的无线电器件，其配置有天线和处理器。雷达传感器的处理器利用天线所发射的探测信号波和所接收的回波信号波测量其与周围环境障碍物之间的物理量，例如，测量相对速度、相对角度、相对距离，以及测量障碍物的三维轮廓中的至少一种等。

雷达传感器还包括：信号收发机，信号处理器。其中，信号收发机包含信号发射器和信号接收器。在此，天线阵列、信号收发机、和信号处理器均依据雷达传感器所测量的周围环境而确定电路结构，以在预设频段、或定频发出探测信号波和接收回波信号波，以及对相应的变化电信号进行信号处理。

信号发射器用于将射频发射信号传输至天线阵列中的发射天线。具体地，信号发射器将信号源所提供的基准时钟信号进行调频/调相处理，并调制成射频发射信号，以输出至发射天线。其中，信号发射器可以产生中心频率为定频的射频发射信号，或者以中心频率和预设带宽扫频的射频发射信号。例如，信号发射器按照预设的连续调频方式来生成一个chirp信号；通过倍频处理得到射频发射信号；并馈电至发射天线，以发射相应的探测信号波。当探测信号波被物体反射时，形成回波信号波。接收天线将回波信号波转换成射频接收信号。

信号接收器用于利用射频发射信号，将射频接收信号进行下变频、滤波、模数转换等处理，以输出表示探测信号波和回波信号波之间差频的基带数字信号。

信号处理器与信号收发机连接，用于通过信号处理从基带数字信号中提取测量信息，并输出测量数据。其中，信号处理包括基于对至少一路接收天线所提供的至少一路待处理信号进行相位、频率、时域等数字化信号处理计算。测量数据包括以下至少一种：用于表示所探测到的至少一个障碍物的相对距离的距离数据；用于表示所探测到的至少一个障碍物的相对速度的速度数据；用于表示所探测到的至少一个障碍物的相对角度的角度数据等。

信号接收装置利用射频发射信号，将接收天线所输出的射频接收信号进行降频、和滤波等处理；以及采用如上所述的天线。如此，雷达传感器能提高抗多径干扰的能力，减少假目标的干扰。

本申请还提供了一种电子产品，该电子产品可以包括前述任意实施例所述的无线电器件，通过在无线电器件增加带有中心对称枝节的天线，在简单的结构中实现较大的阻抗带宽与轴比带宽，使得电子产品能够提高抗多径干扰的能力，减少假目标的干扰，保证真目标的识别准确度。

其中，电子产品具体可以为汽车等产品，此处不不做限制。

应清楚地理解，本申请描述了如何形成和使用特定示例，但本申请不限于这些示例的任何细节。相反，基于本申请公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。

此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本申请示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (15)

1.一种天线，其特征在于，包括磁电偶极子天线单元、第一枝节和第二枝节，其中：

所述第一枝节，设置于所述磁电偶极子天线单元的一侧；

所述第二枝节，设置于所述磁电偶极子天线单元的另一侧；

所述第一枝节与所述第二枝节相对于所述磁电偶极子天线单元中心对称设置，以对所述磁电偶极子天线单元的电场方向产生定向干扰，使其具有圆极化辐射特性。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述磁电偶极子天线单元包括构成电偶极子的第一辐射部和第二辐射部；所述第一枝节耦接于所述第一辐射部，所述第二枝节耦接于所述第二辐射部。

3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第一枝节至少一端耦接于所述第一辐射部的边缘，另一端向所述第二辐射部一侧弯曲延伸；所述第二枝节至少一端耦接于所述第二辐射部的边缘，另一端向所述第一辐射部一侧弯曲延伸。

4.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第一辐射部包括相对设置的第一边缘和第二边缘，所述第二辐射部包括相对设置的第三边缘和第四边缘，所述第一边缘与所述第三边缘位于同侧，所述第二边缘与所述第四边缘位于同侧；

所述第一枝节的一端耦接于所述第一边缘，另一端平行于所述第一边缘延伸设置；

所述第二枝节的一端耦接于所述第四边缘，另一端平行于所述第四边缘延伸设置。

5.如权利要求3或4所述的天线，其特征在于，所述第一辐射部还包括朝向所述第二辐射部一侧的第五边缘，所述第二辐射部还包括朝向第一辐射部一侧的第六边缘；

所述第一枝节的另一端延伸至与所述第五边缘齐平；

所述第二枝节的另一端延伸至与所述第六边缘齐平。

6.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第一辐射部还包括背向所述第二辐射部的第七边缘，所述第二辐射部还包括背向所述第一辐射部的第八边缘；

所述第一枝节的一端耦接于所述第一边缘连接所述第七边缘的一端；

所述第二枝节的一端耦接于所述第四边缘连接所述第八边缘的一端。

7.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第一枝节、所述第二枝节呈直角弯曲或弧形弯曲。

8.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述磁电偶极子天线单元还包括：

金属地层；

设置在所述金属地层与所述第一辐射部、第二辐射部之间的介质层；

穿过所述介质层连接所述金属地层与所述第一辐射部、所述第二辐射部的连接部，所述连接部与所述金属地层构成磁偶极子；

馈电结构，连接馈源并对所述第一辐射部、所述第二辐射部进行馈电。

9.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述馈电结构为同轴馈电结构。

10.如权利要求8或9所述的天线，其特征在于，所述馈电结构包括：

位于所述第一辐射部与所述第二辐射部之间的第一馈电部；

一端连接所述第一馈电部、另一端穿过所述介质层和所述金属地层的第二馈电部。

11.如权利要求10所述的天线，其特征在于，所述第一辐射部朝向所述第二辐射部的第五边缘上设有凹部，所述第一馈电部朝向所述第一辐射部的一侧具有一凸部，所述凸部伸进所述凹部内，且所述第二馈电部连接于所述凸部。

12.一种无线电器件，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的天线。

13.如权利要求12所述的无线电器件，其特征在于，还包括芯片，所述芯片封装于一封装体内，所述天线集成在所述封装体内。

14.如权利要求12所述的无线电器件，其特征在于，所述无线电器件为雷达传感器。

15.一种电子产品，其特征在于，包括如权利要求12-14中任意一项所述的无线电器件。

Images