CN221057656U - 宽波束天线及通信设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了宽波束天线及通信设备，宽波束天线包括由下至上依次层叠相连的下介质层、地层、中介质层和上介质层，所述下介质层的底面设有馈电线，所述地层具有与所述馈电线耦合的耦合缝隙，所述上介质层的中央区域设有多个通孔，所述通孔内嵌设有金属柱，数量为多个的所述金属柱排布成方形阵列，所述上介质层的顶部还设有金属薄片，所述方形阵列的相对两侧分别设有若干个所述金属薄片。本宽波束天线结构简单，其波束宽度相较于现有天线结构更宽，且可在现有天线结构上直接改造，容易推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及宽波束天线及通信设备。
背景技术
针对5G毫米波模组，业界通常选择以射频芯片与基板天线结合成为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。
不同场景下对毫米波方向图或者波束有不同要求，例如在5G毫米波通信中，我们希望AIP接近空间全向覆盖。对于大角度扫描的阵列天线来说，单元方向图也是一个非常重要的因素，即较宽3dB波束的天线单元非常有利于相控阵天线的大角度扫描。
申请号为202121283195.7的中国实用新型专利公开了一种宽频带介质谐振器天线，虽然该天线能够实现宽频覆盖，但发明人发现其波束宽度还存在进一步提升的空间。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题为：提供一种宽波束介质谐振器天线，及具有该宽波束介质谐振器天线的通信设备。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案一为：宽波束天线，包括由下至上依次层叠相连的下介质层、地层、中介质层和上介质层，所述下介质层的底面设有馈电线，所述地层具有与所述馈电线耦合的耦合缝隙，所述上介质层的中央区域设有多个通孔，所述通孔内嵌设有金属柱，数量为多个的所述金属柱排布成方形阵列，所述上介质层的顶部还设有金属薄片，所述方形阵列的相对两侧分别设有若干个所述金属薄片。
在一实施例中，所述上介质层的顶面设有用于容纳所述金属薄片的容纳槽。
在一实施例中，所述金属薄片的高度小于所述金属柱的高度。
在一实施例中，位于所述方形阵列的相对两侧的所述金属薄片的数量相同。
在一实施例中，所述方形阵列单列具有n个所述金属柱，所述方形阵列单侧具有n个所述金属薄片，n为大于1的正整数。
在一实施例中，所述金属薄片与所述方形阵列行对齐。
在一实施例中，n等于3。
在一实施例中，所述金属柱与所述金属薄片分别呈圆柱状，所述金属柱的直径与所述金属薄片的直径相等。
在一实施例中，所述馈电线与所述耦合缝隙分别呈直线状；俯视宽波束天线时，所述馈电线与所述耦合缝隙垂直相交，所述馈电线与所述耦合缝隙的交汇点与位于所述方形阵列中心的所述金属柱对应。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案二为：通信设备，包括上述宽波束天线。
本实用新型的有益效果在于：本宽波束天线结构简单，其波束宽度相较于现有天线结构更宽，且可在现有天线结构上直接改造，容易推广应用。
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为本实用新型实施例一的宽波束天线的透视图；
图2为本实用新型实施例一的宽波束天线的部分结构的结构示意图；
图3为现有技术(对照组)的天线结构的透视图；
图4为本实用新型实施例一中实验组与对照组的波束方向图。
附图标号说明：
1、下介质层；
2、地层；21、耦合缝隙；
3、中介质层；
4、上介质层；
5、馈电线；
6、金属柱；
7、金属薄片。
具体实施方式
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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“和/或”为例，包括方案，或方案，或和同时满足的方案。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。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例一
请参照图1至图4，本实用新型的实施例一为：通信设备，包括宽波束天线，可应用于手机、平板电脑等。
如图1和图2所示，宽波束天线包括由下至上依次层叠相连的下介质层1、地层2、中介质层3和上介质层4，所述下介质层1的底面设有馈电线5，所述地层2具有与所述馈电线5耦合的耦合缝隙21，所述上介质层4的中央区域设有多个通孔，所述通孔内嵌设有金属柱6，数量为多个的所述金属柱6排布成方形阵列，所述上介质层4的顶部还设有金属薄片7，所述方形阵列的相对两侧分别设有若干个所述金属薄片7，所述金属薄片7的高度小于所述金属柱6的高度。
可选的，所述金属柱6与所述金属薄片7分别呈圆柱状，所述金属柱6的直径与所述金属薄片7的直径相等。详细来说，所述金属柱6的顶面与所述上介质层4的顶面共面，所述金属柱6的底面与所述上介质层4的底面共面。
为降低宽波束天线的剖面高度，所述上介质层4的顶面设有用于容纳所述金属薄片7的容纳槽。本实施例中，所述金属柱6的顶面与所述金属薄片7的顶面共面设置。
位于所述方形阵列的相对两侧的所述金属薄片7的数量相同。所述方形阵列单列具有n个所述金属柱6，所述方形阵列单侧具有n个所述金属薄片7，n为大于1的正整数；所述金属薄片7与所述方形阵列行对齐。本实施例中，n等于3，也就是说，所述方形阵列为三行三列结构，每行具有3个所述金属柱6，每列也具有三个所述金属柱6，其中，单个所述金属薄片7与所述方形阵列的行对齐，换句话说，每行中的3个所述金属柱6均位于两个所述金属薄片7之间。
具体来说，所述馈电线5与所述耦合缝隙21分别呈直线状；俯视宽波束天线时，所述馈电线5与所述耦合缝隙21垂直相交，所述馈电线5与所述耦合缝隙21的交汇点与位于所述方形阵列中心的所述金属柱6对应，所述馈电线5与所述耦合缝隙21的交汇点位于所述耦合缝隙21的中点。
本实施例中，金属柱6的直径为1.2mm，沿所述方形阵列的行/列方向，相邻的两个所述金属柱6之间的中心距为1.35mm，金属柱6的高度为0.508mm；下介质层1和上介质层4分别选用罗杰斯(Rogers)4350板材，中介质层3选用罗杰斯(Rogers)4450板材；所述中介质层3的厚度小于上介质层4的厚度，且中介质层3的厚度大于下介质层1的厚度。
为充分说明本技术方案的优势，发明人做了如下实验。
实验组(如图1所示)：本实施例的宽波束天线，即加金属薄片后；
对照组(如图3所示)：相较于实验组，取消了金属薄片和容纳槽，即加金属薄片前。
图4示出了实验组与对照组的波束方向图，从图4可以看出，实验组相较于对照组，3dB波束宽度由±50度变成±75度，即由100度变成150度。可见，金属薄片的增设，有效加宽了天线的波束宽度。
上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实用新型构思下，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.宽波束天线，其特征在于：包括由下至上依次层叠相连的下介质层、地层、中介质层和上介质层，所述下介质层的底面设有馈电线，所述地层具有与所述馈电线耦合的耦合缝隙，所述上介质层的中央区域设有多个通孔，所述通孔内嵌设有金属柱，数量为多个的所述金属柱排布成方形阵列，所述上介质层的顶部还设有金属薄片，所述方形阵列的相对两侧分别设有若干个所述金属薄片。
2.根据权利要求1所述的宽波束天线，其特征在于：所述上介质层的顶面设有用于容纳所述金属薄片的容纳槽。
3.根据权利要求1所述的宽波束天线，其特征在于：所述金属薄片的高度小于所述金属柱的高度。
4.根据权利要求1所述的宽波束天线，其特征在于：位于所述方形阵列的相对两侧的所述金属薄片的数量相同。
5.根据权利要求4所述的宽波束天线，其特征在于：所述方形阵列单列具有n个所述金属柱，所述方形阵列单侧具有n个所述金属薄片，n为大于1的正整数。
6.根据权利要求5所述的宽波束天线，其特征在于：所述金属薄片与所述方形阵列行对齐。
7.根据权利要求5所述的宽波束天线，其特征在于：n等于3。
8.根据权利要求1所述的宽波束天线，其特征在于：所述金属柱与所述金属薄片分别呈圆柱状，所述金属柱的直径与所述金属薄片的直径相等。
9.根据权利要求1所述的宽波束天线，其特征在于：所述馈电线与所述耦合缝隙分别呈直线状；俯视宽波束天线时，所述馈电线与所述耦合缝隙垂直相交，所述馈电线与所述耦合缝隙的交汇点与位于所述方形阵列中心的所述金属柱对应。
10.通信设备，其特征在于：包括权利要求1-9中任意一项所述的宽波束天线。
Priority Applications (1)
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2023
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