天线系统及通讯终端技术方案

本发明专利技术提供一种天线系统，包括子阵列矩形喇叭单元，其包括金属基座；电路板包括四块相互电连接的子电路板、四块绝缘层以及四个馈电元件；子电路板呈相对两侧分别向相对方向延伸形成第一馈点端和第二馈点端，每一馈电元件的两端分别与同一子电路板的第一馈点端和第二馈点端电连接；移相单元叠设于电路板并分别与四块子电路板电连接；矩形喇叭包括四个且呈矩阵分布，每一矩形喇叭包括侧壁和两个脊，所述侧壁叠设于子电路板并电连接，两个所述脊分别叠设电连接于第一馈点端和第二馈点端。本发明专利技术还提供一种运用所述天线系统的通讯终端。与相关技术相比，本发明专利技术天线系统及通讯终端通讯信号强且稳定，可靠性好，频段覆盖范围广。

【技术实现步骤摘要】
天线系统及通讯终端
本专利技术涉及一种天线，尤其涉及一种运用在通讯电子产品领域的天线系统及通讯终端。
技术介绍
随着移动通讯技术的发展，手机、PAD、笔记本电脑等逐渐成为生活中不可或缺的电子产品，并且该类电子产品都更新为增加天线系统使其具有通讯功能的电子通讯产品。5G作为全球业界的研发焦点，其三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信、高可靠低延时通信。这三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，因此，毫米波频段丰富的带宽资源为高速传输速率提供了保障。然而，毫米波由于该频段电磁波剧烈的空间损耗，利用毫米波频段的无线通信天线系统需要采用相控阵的架构。通过移相器使得各个阵元的相位按一定规律分布，从而形成高增益波束，并且通过相移的改变使得波束在一定空间范围内扫描。但在毫米波频段下,如果天线系统发射机和接收机之间不能保持视距通信,通信链路就容易中断，若其波束范围内覆盖的频段带宽有限则会影响天线系统的可靠性。因此，有必要提供一种新的天线系统及通讯终端解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种通讯信号强且稳定，可靠性好，频段覆盖范围广天线系统及通讯终端。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种天线系统，所述天线系统包括子阵列矩形喇叭单元，所述子阵列矩形喇叭单元包括：金属基座，呈长方体结构，所述金属基座包括顶面、与所述顶面相对的底面以及由所述顶面向所述底面方向凹陷形成的背腔；电路板，所述电路板叠设电连接于所述金属基座的顶面且完全覆盖所述背腔，所述电路板包括四块呈矩阵分布且相互电连接的子电路板，每一所述子电路板包括首尾相连接形成矩形环的四个导电臂以及由所述导电臂延伸的第一馈点端和第二馈点端，四个所述导电臂围设形成净空，所述第一馈点端和所述第二馈点端分别由相对两个所述导电臂的中心向所述净空方向垂直延伸，所述第一馈点端和所述第二馈点端间隔形成所述子阵列矩形喇叭单元的馈电端口，所述馈电端口的两端分别与所述第一馈点端和所述第二馈点端电连接；移相单元，包括叠设于所述电路板的中心并分别与四块所述子电路板电连接的移相芯片；及喇叭单元，包括四个且呈矩阵分布的矩形喇叭，每一所述矩形喇叭叠设固定于一所述子电路板；每一所述矩形喇叭包括首尾相接的四个侧壁以及分别固定于相对两个所述侧壁内侧的两个脊，所述侧壁叠设并电连接于所述导电臂，两个所述脊分别叠设并电连接于所述第一馈点端和所述第二馈点端。优选的，所述金属基座和所述喇叭单元在所述电路板上的正投影的外轮廓与所述电路板的外轮廓重合，且均为正方形。优选的，每一所述矩形喇叭的侧壁包括外壁面和内壁面，所述外壁面与所述电路板垂直，所述内壁面自靠近所述电路板的一端向远离所述电路板的一端逐渐张开，以使所述侧壁靠近所述电路板一端的横截面面积大于其远离所述电路板一端的横截面面积。优选的，所述矩形喇叭的内壁面围成的口面的外轮廓为正方形。优选的，所述脊固定于所述侧壁的所述内壁面，所述脊包括与所述子电路板相接的固定部和自所述固定部延伸至所述侧壁远离所述电路板一端的延伸部，所述延伸部自其靠近所述固定部的一端向远离所述固定部的一端逐渐张开，以使所述延伸部靠近所述固定部一端的横截面面积大于其远离所述固定部一端的横截面面积。优选的，所述移相单元还包括完全盖设于所述移相芯片的金属屏蔽件，所述矩形喇叭的所述侧壁设有避让所述金属屏蔽件的避让部，且所述金属屏蔽件卡合于所述避让部内并与所述侧壁相接。优选的，所述移相芯片为四核移相芯片。优选的，所述子阵列矩形喇叭单元包括N个，N个所述子阵列矩形喇叭单元呈矩阵分布且相互电连接，形成相控阵天线系统。优选的，N个所述子阵列矩形喇叭单元的所述金属基座为一体成型结构，N个所述子阵列喇叭天线单元的所述电路板为一体成型结构。本专利技术还提供一种通讯终端，其包括本专利技术提供的上述的天线系统。与相关技术相比，本专利技术的天线系统及通讯终端中，将所述天线系统设计为一个或多个子阵列矩形喇叭单元，从而形成高增益波束，并且通过相移的改变使得波束在较大的空间范围内扫描，以保持运用该天线系统的发射机和接收机之间的视距通信不间断，进而使得运用该天线系统的通讯终端通讯信号强且稳定，可靠性好，频段覆盖范围广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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获得其它的附图，其中：图1为本专利技术天线系统的子阵列矩形喇叭单元的结构示意图；图2为本专利技术天线系统的子阵列矩形喇叭单元的部分立体结构分解示意图；图3为沿图1中A-A线的剖示图；图4为本专利技术天线系统的子阵列矩形喇叭单元的部分结构俯视图；图5为图1的俯视图；图6为图1的子阵列矩形喇叭单元的S参数特性曲线图，其中，图6a为子阵列矩形喇叭单元中各矩形喇叭的反射系数曲线图，图6b为子阵列矩形喇叭单元的其中一个矩形喇叭与其它三个矩形喇叭的隔离度的曲线图；图7为本专利技术子阵列矩形喇叭单元在28GHz、各矩形喇叭等幅同相馈电时，Phi＝0°平面内以及Phi＝90°平面内的增益曲线图；图8为本专利技术天线系统其中一种实施方式的立体结构分解示意图；图9为图8的天线系统的部分结构俯视图；图10为图8的天线系统的俯视图；图11为图8的天线系统的S参数特性曲线图，其中，图11a为天线系统中各矩形喇叭的反射系数曲线图，图11b为天线系统的其中一个矩形喇叭与其它十五个矩形喇叭的隔离度曲线图；图12为图8的天线系统在28GHz、各矩形喇叭具有相差时，Phi＝0°平面内以及Phi＝90°平面内的增益曲线图，其中图12a为Phi＝0°平面内的增益曲线图，图12b为Phi＝90°平面内的增益曲线图；图13为本专利技术天线系统另一种实施方式的立体结构分解示意图；图14为图13的天线系统的部分结构俯视图；图15为图13的天线系统的结构俯视图；图16为图13的天线系统在28GHz、各矩形喇叭具有相差时，Phi＝0°平面内以及Phi＝90°平面内的增益曲线图，其中图16a为Phi＝0°平面内的增益曲线图，图16b为Phi＝90°平面内的增益曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请同时参图1-5所示，本专利技术提供了一种天线系统100，包括子阵列矩形喇叭单元10。所述子阵列矩形喇叭单元10包括金属基座1、叠设于所述金属基座1并与所述金属基座1电连接的电路板2、叠设于所述电路板2并与所述电路板2电连接的移相单元3以及叠设于所述电路板2并与所述电路板2电连接的喇叭单元4。所述金属基座1呈矩形立方体结构，比如长方体结构。所述金属基座1包括顶面11、与所述顶面11相对的底面12以及由所述顶面11向所述底面12方向凹陷的背腔13。所述电路板2叠设固定于所述金属基座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线系统，其特征在于，所述天线系统包括子阵列矩形喇叭单元，所述子阵列矩形喇叭单元包括：金属基座，呈长方体结构，所述金属基座包括顶面、与所述顶面相对的底面以及由所述顶面向所述底面方向凹陷形成的背腔；电路板，所述电路板叠设电连接于所述金属基座的顶面且完全覆盖所述背腔，所述电路板包括四块呈矩阵分布且相互电连接的子电路板，每一所述子电路板包括首尾相连接形成矩形环的四个导电臂以及由所述导电臂延伸的第一馈点端和第二馈点端，四个所述导电臂围设形成净空，所述第一馈点端和所述第二馈点端分别由相对两个所述导电臂的中心向所述净空方向垂直延伸，所述第一馈点端和所述第二馈点端间隔形成所述子阵列矩形喇叭单元的馈电端口，所述馈电端口的两端分别与所述第一馈点端和所述第二馈点端电连接；移相单元，包括叠设于所述电路板的中心并分别与四块所述子电路板电连接的移相芯片；及喇叭单元，包括四个且呈矩阵分布的矩形喇叭，每一所述矩形喇叭叠设固定于一所述子电路板；每一所述矩形喇叭包括首尾相接的四个侧壁以及分别固定于相对两个所述侧壁内侧的两个脊，所述侧壁叠设并电连接于所述导电臂，两个所述脊分别叠设并电连接于所述第一馈点端和所述第二馈点端。...

【技术特征摘要】
1.一种天线系统，其特征在于，所述天线系统包括子阵列矩形喇叭单元，所述子阵列矩形喇叭单元包括：金属基座，呈长方体结构，所述金属基座包括顶面、与所述顶面相对的底面以及由所述顶面向所述底面方向凹陷形成的背腔；电路板，所述电路板叠设电连接于所述金属基座的顶面且完全覆盖所述背腔，所述电路板包括四块呈矩阵分布且相互电连接的子电路板，每一所述子电路板包括首尾相连接形成矩形环的四个导电臂以及由所述导电臂延伸的第一馈点端和第二馈点端，四个所述导电臂围设形成净空，所述第一馈点端和所述第二馈点端分别由相对两个所述导电臂的中心向所述净空方向垂直延伸，所述第一馈点端和所述第二馈点端间隔形成所述子阵列矩形喇叭单元的馈电端口，所述馈电端口的两端分别与所述第一馈点端和所述第二馈点端电连接；移相单元，包括叠设于所述电路板的中心并分别与四块所述子电路板电连接的移相芯片；及喇叭单元，包括四个且呈矩阵分布的矩形喇叭，每一所述矩形喇叭叠设固定于一所述子电路板；每一所述矩形喇叭包括首尾相接的四个侧壁以及分别固定于相对两个所述侧壁内侧的两个脊，所述侧壁叠设并电连接于所述导电臂，两个所述脊分别叠设并电连接于所述第一馈点端和所述第二馈点端。2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述金属基座和所述喇叭单元在所述电路板上的正投影的外轮廓与所述电路板的外轮廓重合，且均为正方形。3.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，每一所述矩形喇叭的侧壁包括外壁面和内壁面，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈友春，黄源烽，戴有祥，
申请(专利权)人：瑞声科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG