本发明专利技术公开了一种集成于终端金属边框上的毫米波天线，该毫米波天线包括金属边框(1)和位于金属边框(1)下部的天线模组构成集成于终端金属边框上的毫米波天线单元，所述天线模组包括馈电贴片(2)、环形背腔金属层(3)、馈电过孔(4)、背腔过孔(5)、介质层(6)、天线地(7)；其中，馈电贴片(2)位于环形背腔金属层(3)中间形成上层；馈电过孔(4)位于介质层(6)中间，背腔过孔(5)位于介质层(6)的周边形成中间层；天线地(7)的中间设有一个通孔形成下层，位于中间层的下部；本发明专利技术的天线结构简单，可以实现双宽频性能，特别适用于5G终端中的毫米波双频天线阵列。
【技术实现步骤摘要】
一种集成于终端金属边框上的毫米波天线
本专利技术具体涉及一种集成于终端金属边框上的毫米波天线及其阵列。属于微波毫米波通信的
技术介绍
第五代移动通信(5G)相较于4G，为用户带来了更高的数据率，更低的时延，更好的移动性。毫米波技术是5G的核心技术之一，也是其区别于前几代移动通信的重要特征之一。终端中的毫米波系统处于商用刚起步的阶段，研究较少。一般来说为了实现足够的覆盖效率，终端中的毫米波天线采用多波束系统，且多个天线配合覆盖不同的方向。移动终端的金属边框外观设计往往会对端射的毫米波天线阵列产生较大的遮挡影响，对其阻抗性能和辐射性能都产生消极的影响，本方案即是利用了金属边框上的缝隙作为天线辐射体的一部分，解决了金属边框的遮挡影响。
技术实现思路
技术问题：本专利技术旨在提供一种集成于终端金属边框上的毫米波天线及其阵列，利用了金属边框上的开槽作为缝隙天线，用天线模组作为馈电结构，构成了双宽频的毫米波天线。技术方案：本专利技术是一种集成于终端金属边框上的毫米波天线，该毫米波天线包括金属边框和位于金属边框下部的天线模组构成集成于终端金属边框上的毫米波天线单元，所述天线模组包括馈电贴片、环形背腔金属层、馈电过孔、背腔过孔、介质层、天线地；其中，馈电贴片位于环形背腔金属层中间形成上层；馈电过孔位于介质层中间，背腔过孔位于介质层的周边形成中间层；天线地的中间设有一个通孔形成下层，位于中间层的下部；该毫米波天线的激励通过馈电过孔进行馈电。所述的金属边框上开了一个直线槽作为该毫米波天线的缝隙辐射口径。所述的天线模组，由馈电过孔和馈电贴片构成该毫米波天线馈电结构。所述的天线模组，由环形背腔金属层、背腔过孔、天线地构成该毫米波天线的背腔结构。本专利技术的集成于终端金属边框上的毫米波天线的毫米波天线阵列由N个集成于终端金属边框上的毫米波天线单元构成一个1×N的阵列天线，N≥2，该天线阵列由N个单元直线排列组成。所述毫米波天线阵列的结构规模为1×4的4个天线单元，各个天线单元之间可以连接独立的幅相控制射频通道，或用1分4的各种功分器连接。所述4个天线单元用具有幅相控制功能的射频通道激励，从而在空间中形成多波束扫描，或通过1分4的功分器连接，形成一个固定波束的天线阵列。有益效果：本专利技术公开了一种集成于终端金属边框上的毫米波天线及其阵列，可以获得双宽频的阻抗带宽和带内稳定的方向图，该天线结构可以很方便地扩展成阵列，获得良好的扫描特性。本方案以一种简单的馈电结构(两层金属)，激励了金属边框上开槽的所产生的缝隙天线，解决了金属边框对天线的遮挡影响。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中天线的层次结构示意图；图2为本专利技术具体实施方式中天线的示意图；图3为本专利技术具体实施方式中金属边框部分的俯视图；图4为本专利技术具体实施方式中金属边框部分的侧视图；图5为本专利技术具体实施方式中天线模组部分的俯视图；图6为本专利技术具体实施方式中天线模组部分的仰视图；图7为本专利技术具体实施方式中天线整体的正视图；图8为本专利技术具体实施方式中天线整体的侧视图；图9为本专利技术具体实施方式中1×4阵列天线的示意图；图10为本专利技术具体实施方式中金属边框终端的示意图；图11为本专利技术具体实施方式中金属边框终端的局部示意图；图12为本专利技术具体实施方式中天线S参数仿真结果图；图13为本专利技术具体实施方式中天线在28GHz的增益方向图仿真结果图；图14为本专利技术具体实施方式中天线在38.5GHz的增益方向图仿真结果图；图15为本专利技术具体实施方式中1×4阵列天线的单元1和单元2的回波损耗；图16为本专利技术具体实施方式中1×4阵列天线的单元1和单元2的耦合度，单元1和单元3的耦合度，单元2和单元3的耦合度；图17为本专利技术具体实施方式中1×4阵列天线在自由空间的波束扫描仿真结果图(28GHz)；图18为本专利技术具体实施方式中1×4阵列天线在自由空间的波束扫描仿真结果图(38.5GHz)。图中有：金属边框1、馈电贴片2、环形背腔金属层3、馈电过孔4、背腔过孔5、介质层6、天线地7、直线槽1-1，金属边框连接的左凸起1-2a、金属边框连接的右凸起1-2b。具体实施方式为了进一步地说明本专利技术所公开的技术方案，下面结合具体实施方式和附图对本专利技术的技术方案作进一步的阐述。如图1所示，本具体实施方式公开了一种集成于终端金属边框上的毫米波天线，该毫米波天线包括金属边框1和位于金属边框1下部的天线模组构成集成于终端金属边框上的毫米波天线单元，所述天线模组包括馈电贴片2、环形背腔金属层3、馈电过孔4、背腔过孔5、介质层6、天线地7；其中，馈电贴片2位于环形背腔金属层3中间形成上层；馈电过孔4位于介质层6中间，背腔过孔5位于介质层6的周边形成中间层；天线地7的中间设有一个通孔形成下层，位于中间层的下部；该毫米波天线的激励通过馈电过孔4进行馈电。所述的金属边框1上开了一个直线槽1-1作为该毫米波天线的缝隙辐射口径。并且下方有两个金属边框连接的左凸起1-2a、金属边框连接的右凸起1-2b，用于与天线模组的地进行电连接。如图2所示，是金属边框1与天线模组的装配效果。如图3所示，是金属边框1的俯视图，1-1为金属边框的直线槽。如图4所示，是金属边框1的侧视图，1-2a和1-2b是金属边框与天线模组连接的金属边框连接的左凸起和金属边框连接的右凸起。如图5所示，为天线模组的俯视图，馈电过孔4与馈电贴片2形成天线模组的整体的馈电结构。如图6所示，为天线模组的仰视图，天线模组的地7与背腔过孔5，环形背腔金属层3构成天线的背腔结构。如图7所示，为天线整体的正视图，金属边框1通过金属边框连接的左凸起1-2a、金属边框连接的右凸起1-2b与天线模组的地进行电连接。如图8所示，为天线整体的侧视图，整个天线通过馈电过孔4进行激励。如图9所示，可以由四个天线构成一个1×4的阵列天线，分别为第一单元、第二单元、第三单元、第四单元。除此之外，除了上述1×4阵列，阵列天线的规模也可以为1×N(N≥2)。如图10所示，一个终端中的金属边框两个侧边框10a和20a，其内侧分别装配了天线阵列模组20a和20b。如图11所示，金属边框20a上开了4个槽分别为20a-1,20a-2,20a-3,20a-4,天线模组阵列20b位于金属边框20a内侧。为了验证本专利技术提供的实现一种集成于终端金属边框上的毫米波天线及其阵列结构的可实施性，首先利用商用全波仿真软件对公开的一种集成于终端金属边框上的毫米波天线结构模型进行了仿真，介质采用RogersRo4350B。图12-图14分别给出了相关仿真结果，结果显示，该双极化天线的|S11|和|S22|<-10dB带宽有25.8～32.2GHz和36～40.5GHz，覆盖了5G毫米波的n25本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成于终端金属边框上的毫米波天线，其特征在于：该毫米波天线包括金属边框(1)和位于金属边框(1)下部的天线模组构成集成于终端金属边框上的毫米波天线单元，所述天线模组包括馈电贴片(2)、环形背腔金属层(3)、馈电过孔(4)、背腔过孔(5)、介质层(6)、天线地(7)；其中，馈电贴片(2)位于环形背腔金属层(3)中间形成上层；馈电过孔(4)位于介质层(6)中间，背腔过孔(5)位于介质层(6)的周边形成中间层；天线地(7)的中间设有一个通孔形成下层，位于中间层的下部；该毫米波天线的激励通过馈电过孔(4)进行馈电。/n
【技术特征摘要】
1.一种集成于终端金属边框上的毫米波天线，其特征在于：该毫米波天线包括金属边框(1)和位于金属边框(1)下部的天线模组构成集成于终端金属边框上的毫米波天线单元，所述天线模组包括馈电贴片(2)、环形背腔金属层(3)、馈电过孔(4)、背腔过孔(5)、介质层(6)、天线地(7)；其中，馈电贴片(2)位于环形背腔金属层(3)中间形成上层；馈电过孔(4)位于介质层(6)中间，背腔过孔(5)位于介质层(6)的周边形成中间层；天线地(7)的中间设有一个通孔形成下层，位于中间层的下部；该毫米波天线的激励通过馈电过孔(4)进行馈电。
2.根据权利要求1所述的集成于终端金属边框上的毫米波天线，其特征在于：所述的金属边框(1)上开了一个直线槽(1-1)作为该毫米波天线的缝隙辐射口径。
3.根据权利要求1所述的集成于终端金属边框上的毫米波天线，其特征在于：所述的天线模组，由馈电过孔(4)和馈电贴片(2)构成该毫米波天线馈电结构。
【专利技术属性】
技术研发人员：夏晓岳，洪伟，余超，吴凡，蒋之浩，
申请(专利权)人：南京锐码毫米波太赫兹技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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