CN220628228U - 一种共口径天线模组及5g终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种共口径天线模组及5G终端，共口径天线模组包括基板、第一天线单元、第二天线单元和馈电单元，基板具有相对的第一侧面和第二侧面，第一天线单元设于基板的第一侧面，第二天线单元套设于第一天线单元外侧，且与第一天线单元电连接，射频芯片设于基板的第二侧面，且与第一天线单元电连接，馈电单元设于基板的第一侧面，且与第二天线单元电连接，馈电单元用于向第二天线单元进行馈电。本实用新型提出的共口径天线模组，第一天线单元和第二天线单元嵌套设置，占用面积减小，且通过馈电单元向第二天线单元馈电或者射频芯片向第一天线单元馈电，可使共口径天线模组覆盖两类不同的频段。

Description

一种共口径天线模组及5G终端

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种共口径天线模组及5G终端。

背景技术

针对5G毫米波模组，业界选择以射频芯片与基板天线的结合成为AIP(封装天线)方式来降低射频系统损耗，并且这样集成度更高，性能更优秀，现5G终端中的天线模组除了需覆盖mmWave，还需要兼顾传统的SUB-6G低频的天线，如果分开设计SUB-6G低频天线和mmWave天线，会导致占用空间大，孔径利用率低的问题，因此亟需一种覆盖两类不同的频段且结构紧凑、占用空间小的天线模组。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种共口径天线模组及5G终端，使天线模组能够覆盖两类不同的频段且占用空间小。

为实现上述目的，本实用新型提出一种共口径天线模组，包括：

基板，其具有相对的第一侧面和第二侧面；

第一天线单元，设于所述基板的第一侧面；

第二天线单元，套设于所述第一天线单元外侧，且与所述第一天线单元电连接；

射频芯片，设于所述基板的第二侧面，且与所述第一天线单元电连接；以及，

馈电单元，用于向所述第二天线单元进行馈电，设于所述基板的第一侧面，且与所述第二天线单元电连接。

可选地，所述馈电单元包括设于所述基板第一侧面的馈电金属柱与设于所述基板第二侧面的输入口，所述输入口电连接所述馈电金属柱，所述输入口用于供射频信号输入。

可选地，所述馈电金属柱靠近所述第二天线单元的一侧设有贴合结构，所述馈电金属柱通过所述贴合结构与所述第二天线单元贴合。

可选地，所述第一天线单元包括四个第一介质谐振天线，四个所述第一介质谐振天线呈2×2天线阵列。

可选地，所述第二天线单元包括分别嵌套在四个第一介质谐振天线上的四个第二介质谐振天线。

可选地，四个所述第二介质谐振天线靠近所述基板的部分互相连接为一体，四个所述第二介质谐振天线远离所述基板的部分互相隔开设置。

可选地，所述第二介质谐振天线靠近所述基板的一侧设有用于嵌套所述第一介质谐振天线的安装孔。

可选地，所述基板的第二侧面还设置有电连接所述射频芯片的BGA接口。

可选地，所述基板为PCB板，所述PCB板包括依次层叠的第一介质层、第一金属层、第二介质层和第二金属层，所述第一金属层用于形成天线地，所述第二金属层用于形成信号层，所述第一介质层和所述第二介质层均为Rogers4350介质层。

此外，本实用新型还提出一种5G终端，所述5G终端包括由上文所述的共口径天线模组所制得的。

本实用新型提出的共口径天线模组，所述第一天线单元和所述第二天线单元嵌套设置，占用面积减小，且通过所述馈电单元向所述第二天线单元馈电或者所述射频芯片向所述第一天线单元馈电，可使所述共口径天线模组覆盖两类不同的频段。

本实用新型提出的5G终端，采用上述共口径天线模组，其内部可用的空间更多，且覆盖频域更宽。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型共口径天线模组的立体视图；

图2为本实用新型共口径天线模组的另一侧立体视图；

图3为本实用新型共口径天线模组的一侧视图；

图4为本实用新型共口径天线模组的第一天线单元和第二天线单元的分解视图之一；

图5为本实用新型共口径天线模组的第一天线单元和第二天线单元的分解视图之二；

图6为本实用新型共口径天线模组的S参数之一；

图7为本实用新型共口径天线模组的S参数之二；

图8为本实用新型共口径天线模组工作在N261频段的增益；

图9为本实用新型共口径天线模组工作在N38频段、N40频段和N41频段的增益。

附图标号说明：

1、基板；2、馈电单元；11、第一介质谐振天线；12、第二介质谐振天线；13、射频芯片；14、BGA接口；15、安装孔；21、馈电金属柱；22、输入口。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种共口径天线模组，图1至图9为本实用新型提供的共口径天线模组的具体实施例。

参照图1至图5，所述共口径天线模组包括基板1、第一天线单元、第二天线单元和馈电单元2，所述基板1具有相对的第一侧面和第二侧面，所述第一天线单元设于所述基板1的第一侧面，所述第二天线单元套设于所述第一天线单元外侧，且与所述第一天线单元电连接，所述射频芯片13设于所述基板1的第二侧面，且与所述第一天线单元电连接，所述馈电单元2设于所述基板1的第一侧面，且与所述第二天线单元电连接，所述馈电单元2用于向所述第二天线单元进行馈电。

具体的，所述共口径天线模组分别具有第一工作状态和第二工作状态，当所述射频芯片13向所述第一天线单元馈电时，所述第一天线单元和所述第二天线单元组合形成覆盖一类频段的第一辐射单元，此时所述共口径天线模组处于第一工作状态；当所述馈电单元2向所述第二天线单元馈电时，所述第二天线单元起主要辐射作用且所述第二天线单元形成覆盖另一类频段的第二辐射单元，此时所述共口径天线模组处于第二工作状态。

其中，所述射频芯片13通过匹配馈线向所述第一天线单元馈电，为所述第一天线单元提供信号，所述射频芯片13包括移相器和放大器等元件，移相器是为单元间提供相位差以实现波束扫描的能力，放大器是为了补偿移相器的损耗。

本实用新型的共口径天线模组中，所述第一天线单元和所述第二天线单元嵌套设置，占用面积减小，且通过所述馈电单元2向所述第二天线单元馈电或者所述射频芯片13向所述第一天线单元馈电，可使所述共口径天线模组覆盖两类不同的频段。

所述第一天线单元包括四个第一介质谐振天线11，四个所述第一介质谐振天线11呈2×2天线阵列，其中两个所述第一介质谐振天线11为发送端，另外两个所述第一介质谐振天线11为接受端，此种设置可以实现空间多样性和空间复用，提高信号的可靠性和传输速率，通过同时发送并利用不同的发送天线和接收天线之间的独立传输路径，可以克服信道衰落和干扰，提高系统容量和覆盖范围。

所述第二天线单元包括分别嵌套在四个第一介质谐振天线11上的四个第二介质谐振天线12，即四个所述第一介质谐振天线11类似于四个所述第一介质谐振天线11，所述第一介质谐振天线11也呈2×2天线阵列。

需要说明的是，在本实用新型中不对所述第一介质谐振天线11的数量以及天线排列方式进行限定，具体可根据实际需要进行选定，例如所述第一介质谐振天线11的数量可设置为16个且排列方式为4×4天线阵列，所述第二介质谐振天线12嵌套于所述第一介质谐振外，因此所述第二介质谐振天线12的数量和排列方式与所述第一介质谐振天线11的数量和排列方式相同。

所述馈电单元2包括设于所述基板1第一侧面的馈电金属柱21与设于所述基板1第二侧面的输入口22，所述输入口22电连接所述馈电金属柱21，所述输入口22用于供射频信号输入，通过所述输入口22输入射频信号至所述馈电金属柱21，所述馈电金属柱21馈电至所述第二介质谐振天线12，此时四个所述第二介质谐振天线12起主要辐射作用并形成所述第一辐射单元，当所述馈电金属柱21不馈电时，此时所述射频芯片13向四个所述第一介质谐振天线11馈电，使第一介质谐振天线11和第二介质谐振天线12变为紧凑的一体化天线即形成所述第二辐射单元。

当所述第一介质谐振天线11的介电常数为10，所述第二介质谐振天线12的介电常数为6，且当所述馈电金属柱21不馈电时，参阅图6，图6为共口径天线模组的S参数，此时共口径天线模组覆盖N261频段(27.35-28.5GHz)，参阅图8，此时共口径天线模组在N261频段下获得增益，当通过所述输入口22向所述馈电金属柱21输入SUB6信号且所述馈电金属柱21向所述第二介质谐振天线12时，参阅图7，图7为共口径天线的S参数，此时共口径天线模组覆盖N38频段(3.4-3.8GHz)、N40频段(2.3-2.4GHz)和N41频段(2.5-2.7GHz)，参阅图9，此时共口径天线模组在N38频段、N40频段和N41频段下均获得增益，其最大增益高达12dB是典型的高增益天线，当采用上述参数时，共口径天线模组可分别工作在SUB-6G低频和mmWave。

需要说明的是，在此不对所述第一介质谐振天线11和所述第二介质谐振天线12的介电常数及所述馈电金属柱21的输入射频信号类型进行限定，具体可根据实际需要进行设置，以使得所述共口径天线覆盖另两类所需的频段。

四个所述第二介质谐振天线12靠近所述基板1的部分互相连接为一体，以使四个所述第二介质谐振天线12互相馈电，四个所述第二介质谐振天线12远离所述基板1的部分互相隔开设置以分隔形成四个天线。

参阅图5，所述第二介质谐振天线12靠近所述基板1的一侧设有用于嵌套所述第一介质谐振天线的安装孔15，所述安装孔15用于供所述第一介质谐振天线11伸入，所述第一介质谐振天线11伸入所述安装孔15内时，所述第一介质谐振天线11与所述第二介质谐振天线12紧密结合，以在所述射频芯片13向所述第一介质谐振天线11馈电，且所述馈电金属柱21不馈电时，所述第一介质谐振天线11与所述第二介质谐振天线12形成一个整体的天线。

所述馈电金属柱21靠近所述第二天线单元的一侧设有贴合结构，所述馈电金属柱21通过所述贴合结构与四个所述第二介质谐振天线12的其中一个贴合，通过所述贴合结构可增加所述馈电金属柱21与该第二介质谐振天线12的接触面积，以保证所述馈电金属柱21向该第二介质谐振天线12的馈电稳定性。

所述基板1的第二侧面还设置有电连接所述射频芯片13的BGA接口14，所述射频芯片13通过所述BGA接口14连接数字芯片、模拟芯片和低频模拟电路等，其中，数字芯片用于控制所述射频芯片13的移相器和放大器以实现天线扫描功能，模拟芯片通常为电源芯片，一般为模拟低频电路提供电源。

所述基板1为PCB板，所述PCB板包括依次层叠的第一介质层、第一金属层、第二介质层和第二金属层，所述第一金属层用于形成天线地，所述第二金属层用于形成信号层，所述第一介质层和所述第二介质层均为Rogers4350介质层，所述PCB板通过混压工艺制作而成，制造成本较低且较容易设计和制作，Rogers4350介质层在高频范围内具有低损耗和低介电常数的特点，可以在高频率下保持信号传输的稳定性和准确性，且具有良好的热稳定性，可以在高温环境下保持较低的介电损耗和稳定的性能。

本实用新型还提出一种5G终端，所述5G终端包括共口径天线模组，所述共口径天线模组的具体结构参照上述实施例，由于本实用新型提出的5G终端包括上述共口径天线模组的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述共口径天线模组相同的技术效果，此处不一一阐述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种共口径天线模组，其特征在于，包括：

基板，其具有相对的第一侧面和第二侧面；

第一天线单元，设于所述基板的第一侧面；

第二天线单元，套设于所述第一天线单元外侧，且与所述第一天线单元电连接；

射频芯片，设于所述基板的第二侧面，且与所述第一天线单元电连接；以及，

馈电单元，用于向所述第二天线单元进行馈电，设于所述基板的第一侧面，且与所述第二天线单元电连接。

2.如权利要求1所述的共口径天线模组，其特征在于，所述馈电单元包括设于所述基板第一侧面的馈电金属柱与设于所述基板第二侧面的输入口，所述输入口电连接所述馈电金属柱，所述输入口用于供射频信号输入。

3.如权利要求2所述的共口径天线模组，其特征在于，所述馈电金属柱靠近所述第二天线单元的一侧设有贴合结构，所述馈电金属柱通过所述贴合结构与所述第二天线单元贴合。

4.如权利要求1所述的共口径天线模组，其特征在于，所述第一天线单元包括四个第一介质谐振天线，四个所述第一介质谐振天线呈2×2天线阵列。

5.如权利要求4所述的共口径天线模组，其特征在于，所述第二天线单元包括分别嵌套在四个第一介质谐振天线上的四个第二介质谐振天线。

6.如权利要求5所述的共口径天线模组，其特征在于，四个所述第二介质谐振天线靠近所述基板的部分互相连接为一体，四个所述第二介质谐振天线远离所述基板的部分互相隔开设置。

7.如权利要求5所述的共口径天线模组，其特征在于，所述第二介质谐振天线靠近所述基板的一侧设有用于嵌套所述第一介质谐振天线的安装孔。

8.如权利要求1所述的共口径天线模组，其特征在于，所述基板的第二侧面还设置有电连接所述射频芯片的BGA接口。

9.如权利要求1所述的共口径天线模组，其特征在于，所述基板为PCB板，所述PCB板包括依次层叠的第一介质层、第一金属层、第二介质层和第二金属层，所述第一金属层用于形成天线地，所述第二金属层用于形成信号层，所述第一介质层和所述第二介质层均为Rogers4350介质层。

10.一种5G终端，其特征在于，所述5G终端包括如权利要求1-9任一项所述的共口径天线模组。