一种天线单元、天线和电子设备制造技术

本发明专利技术提供一种天线单元、天线和电子设备，天线单元包括至少一个辐射体，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第一水平极化和第一垂直极化的第一馈电结构，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第二水平极化和第二垂直极化的第二馈电结构，所述第一水平极化的方向与所述第二水平极化的方向不同，所述第一垂直极化的方向与所述第二垂直极化的方向不同。通过上述天线单元能够产生多种正交极化模式的辐射波束，利用该天线单元组成的天线阵列也可以提供多种正交极化模式的辐射波束，能够在多个方向上实现波束增益和扫描幅度最大扫描，提高毫米波天线阵列的空间波束覆盖率，增大天线的信号强度，提高通信质量。

An antenna unit, antenna and electronic device

【技术实现步骤摘要】
一种天线单元、天线和电子设备
本专利技术涉及通信领域，具体涉及一种天线单元、天线和电子设备。
技术介绍
第五代移动通信技术(5G)相比前代技术可提供更高通信速度、更低时延以及更多的同时连接数。因为拥有非常宽的通信带宽，频段在20GHz以上的毫米波通信技术是5G技术中的关键技术之一。世界上很多国家和地区都把毫米波频段划定于5G的使用频段之中，因此今后搭载毫米波天线模组的各种电子产品，特别是手机等移动通信终端将会越来越多。由于毫米波在空间中的传播损耗以及反射损耗较大，5G技术中的毫米波通信技术标准规定毫米波天线应具有一定程度以上的增益以弥补空间链路中的各种损耗，这就要求毫米波天线是以天线阵列的形式，通过控制阵列中子天线间相位差实现相控阵波束赋形，使合成波束具有较高的增益。现有的毫米波天线单元一般只能提供两个相互正交的极化，即水平极化和垂直极化，如图1所示，H表示水平方向极化，V表示垂直方向极化。上述天线单元组成阵列后同样只能提供两个相互正交的极化，组成边射阵列后的波束一般只能在与阵列单元排列方向平行的方向上进行增益和扫描幅度最大的扫描，例如，2x2阵列只能在两个与阵列单元排列方向平行的方向扫描，如图2所示。在实际的空间环境中，基站发送出的电磁波在传播至终端时，其主极化未必与终端毫米波天线的极化方向匹配，可能会造成天线接收到的信号强度下降，影响通信质量；另外，上述毫米波天线单元组成阵列后波束扫描的局限性使得一个毫米波阵列最多只能在两个相互正交的方向上进行增益和扫描幅度最大的扫描，导致毫米波天线阵列的空间波束覆盖率不够高，同样会影响通信质量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种天线单元、天线和电子设备，用以解决现有毫米波阵列最多只能在两个相互正交的方向上进行增益和扫描幅度最大的扫描，毫米波天线阵列的空间波束覆盖率不高，天线接收到的信号强度不高，影响通信质量的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，根据本专利技术实施例的天线单元，包括：至少一个辐射体，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第一水平极化和第一垂直极化的第一馈电结构，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第二水平极化和第二垂直极化的第二馈电结构，所述第一水平极化的方向与所述第二水平极化的方向不同，所述第一垂直极化的方向与所述第二垂直极化的方向不同。其中，每个所述第一馈电结构上分别设有用于产生所述第一水平极化的第一馈电点，每个所述第二馈电结构上分别设有用于产生所述第二水平极化的第三馈电点，所述天线单元还包括：第一馈电端口，用于输入或输出水平极化馈电信号；至少一个第一切换开关，每个所述第一切换开关的第一端和所述第一馈电端口连接，每个所述第一切换开关的第二端和对应的所述第一馈电结构上的所述第一馈电点连接，每个所述第一切换开关的第三端与对应的所述第二馈电结构上的所述第三馈电点连接，所述第一切换开关位于第一状态时，所述第一馈电端口与所述第一馈电点导通；所述第一切换开关位于第二状态时，所述第一馈电端口与所述第三馈电点导通；其中，所述第一状态为所述第一切换开关的第一端与所述第一切换开关的第二端导通，所述第二状态为所述第一切换开关的第一端与所述第一切换开关的第三端导通。其中，所述天线单元还包括：第一移相器，所述第一移相器的第一端和所述第一馈电端口连接，所述第一移相器的第二端分别与每个所述第一切换开关的第一端连接，所述第一移相器用于传输水平极化馈电信号且控制所述第一切换开关在所述第一状态与所述第二状态之间切换。其中，所述天线单元还包括：用于传输水平极化馈电信号的第一水平移相器，所述第一水平移相器的第一端和所述第一切换开关的第二端连接，所述第一水平移相器的第二端分别与每个所述第一馈电结构上的所述第一馈电点连接；用于传输水平极化馈电信号的第二水平移相器，所述第二水平移相器的第一端和所述第一切换开关的第三端连接，所述第二水平移相器的第二端分别与每个所述第二馈电结构上的所述第三馈电点连接；所述第一切换开关位于所述第一状态时，所述第一馈电端口与所述第一馈电点导通；所述第一切换开关位于所述第二状态时，所述第一馈电端口与所述第三馈电点导通。其中，每个所述第一馈电结构上分别设有用于产生所述第一垂直极化的第二馈电点，每个所述第二馈电结构上分别设有用于产生所述第二垂直极化的第四馈电点，所述天线单元还包括：第二馈电端口，用于输入或输出垂直极化馈电信号；至少一个第二切换开关，每个所述第二切换开关的第一端和所述第二馈电端口连接，每个所述第二切换开关的第二端和对应的所述第一馈电结构上的所述第二馈电点连接，每个所述第二切换开关的第三端与对应的所述第二馈电结构上的所述第四馈电点连接，所述第二切换开关位于第三状态时，所述第二馈电端口与所述第二馈电点导通；所述第二切换开关位于第四状态时，所述第二馈电端口与所述第四馈电点导通；其中，所述第三状态为所述第二切换开关的第一端与所述第二切换开关的第二端导通，所述第四状态为所述第二切换开关的第一端与所述第二切换开关的第三端导通。其中，所述天线单元还包括：第二移相器，所述第二移相器的第一端和所述第二馈电端口连接，所述第二移相器的第二端分别与每个所述第二切换开关的第一端连接，所述第二移相器用于传输垂直极化馈电信号且控制所述第二切换开关在所述第三状态与所述第四状态之间切换。其中，所述天线单元还包括：用于传输垂直极化馈电信号的第一垂直移相器，所述第一垂直移相器的第一端和所述第二切换开关的第二端连接，所述第一垂直移相器的第二端分别与每个所述第一馈电结构上的所述第二馈电点连接；用于传输垂直极化馈电信号的第二垂直移相器，所述第二垂直移相器的第一端和所述第二切换开关的第三端连接，所述第二垂直移相器的第二端分别与每个所述第二馈电结构上的所述第四馈电点连接；所述第二切换开关位于所述第三状态时，所述第二馈电端口与所述第二馈电点导通；所述第二切换开关位于所述第四状态时，所述第二馈电端口与所述第四馈电点导通。其中，所述天线单元包括多个所述辐射体，多个所述辐射体呈阵列设置。第二方面，根据本专利技术实施例的天线包括上述实施例的天线单元。第三方面，根据本专利技术实施例的电子设备包括上述实施例的天线单元。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：根据本专利技术实施例的天线单元，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第一水平极化和第一垂直极化的第一馈电结构，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第二水平极化和第二垂直极化的第二馈电结构，所述第一水平极化的方向与所述第二水平极化的方向不同，所述第一垂直极化的方向与所述第二垂直极化的方向不同。通过上述天线单元能够产生多种正交极化模式的辐射波束，利用该天线单元组成的天线阵列也可以提供多种正交极化模式的辐射波束，能够在多个方向上实现波束增益和扫描幅度最大扫描，提高毫米波天线阵列的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线单元，其特征在于，包括：/n至少一个辐射体，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第一水平极化和第一垂直极化的第一馈电结构，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第二水平极化和第二垂直极化的第二馈电结构，所述第一水平极化的方向与所述第二水平极化的方向不同，所述第一垂直极化的方向与所述第二垂直极化的方向不同。/n

【技术特征摘要】
1.一种天线单元，其特征在于，包括：
至少一个辐射体，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第一水平极化和第一垂直极化的第一馈电结构，每个所述辐射体上分别设有至少一个用于产生相互正交的第二水平极化和第二垂直极化的第二馈电结构，所述第一水平极化的方向与所述第二水平极化的方向不同，所述第一垂直极化的方向与所述第二垂直极化的方向不同。


2.根据权利要求1所述天线单元，其特征在于，每个所述第一馈电结构上分别设有用于产生所述第一水平极化的第一馈电点，每个所述第二馈电结构上分别设有用于产生所述第二水平极化的第三馈电点，所述天线单元还包括：
第一馈电端口，用于输入或输出水平极化馈电信号；
至少一个第一切换开关，每个所述第一切换开关的第一端和所述第一馈电端口连接，每个所述第一切换开关的第二端和对应的所述第一馈电结构上的所述第一馈电点连接，每个所述第一切换开关的第三端与对应的所述第二馈电结构上的所述第三馈电点连接，所述第一切换开关位于第一状态时，所述第一馈电端口与所述第一馈电点导通；所述第一切换开关位于第二状态时，所述第一馈电端口与所述第三馈电点导通；
其中，所述第一状态为所述第一切换开关的第一端与所述第一切换开关的第二端导通，所述第二状态为所述第一切换开关的第一端与所述第一切换开关的第三端导通。


3.根据权利要求2所述天线单元，其特征在于，还包括：
第一移相器，所述第一移相器的第一端和所述第一馈电端口连接，所述第一移相器的第二端分别与每个所述第一切换开关的第一端连接，所述第一移相器用于传输水平极化馈电信号且控制所述第一切换开关在所述第一状态与所述第二状态之间切换。


4.根据权利要求2所述天线单元，其特征在于，还包括：
用于传输水平极化馈电信号的第一水平移相器，所述第一水平移相器的第一端和所述第一切换开关的第二端连接，所述第一水平移相器的第二端分别与每个所述第一馈电结构上的所述第一馈电点连接；
用于传输水平极化馈电信号的第二水平移相器，所述第二水平移相器的第一端和所述第一切换开关的第三端连接，所述第二水平移相器的第二端分别与每个所述第二馈电结构上的所述第三馈电点连接；
所述第一切换开关位于所述第一状态时，所述第一馈电端口与所述第一馈电点导通；
所述第一切换开关位于所述第二状态时，所述第一馈电端口与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宁宁，王珅，
申请(专利权)人：维沃移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44