相控阵天线、射频无线电路及5G移动设备制造技术

本发明专利技术提供一种相控阵天线、射频无线电路及5G移动设备。上述的相控阵天线，包括毫米波射频模组及弧形超材料结构，毫米波射频模组设有至少一毫米波射出面；弧形超材料结构形成有至少一弧形凹面，每一弧形凹面与相应的毫米波射出面正对设置。上述的相控阵天线，由于弧形超材料结构形成有至少一弧形凹面，相控阵天线进行波束扫描时，斜入射的波垂直入射到弧形超材料结构的弧面上，由于垂直入射的波损耗最小，弧形超材料结构在增加相控阵天线的增益的同时还增加了相控阵天线的扫描角度，如此减小了相控阵天线的扫描损耗，同时使相阵控天线在同等增益效果条件下所需的空间较小，进而使相控阵天线更好地适配电子产品的集成度的增加的需要。的需要。的需要。

【技术实现步骤摘要】
相控阵天线、射频无线电路及5G移动设备


[0001]本专利技术涉及通信的
，特别是涉及一种相控阵天线、射频无线电路及5G移动设备。

技术介绍

[0002]5G作为一种新型移动通信网络，不仅要解决人与人通信，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清视频等更加身临其境的极致体验，更要解决人与物，物与物通信问题，以满足移动医疗、车联网、智能家居、工艺控制或环境监测等物联网应用需求。5G将渗透到经济社会的各行业领域，成为支撑经济社会数字化、网络化及智能化转型的关键的新型基础设施。
[0003]毫米波波段信号的传输极具挑战性，由于毫米波由于它的高频段会产生更高的路径损耗且绕射能力较弱，非常容易被阻挡，使毫米波是不可能应用于5G 移动设备的，因此，毫米波在应用时必须由非常高的增益来弥补这一损耗。传统的毫米波模组天线包括毫米波射频模组及超材料结构，超材料结构的超材料是一类具有特殊性质的人造材料，这些材料是自然界没有的，超材料拥有实现对透射波和反射波的幅度和相位进行控制的特别的性质。透射系数、电磁波入射角及介质材料的折射率都有一定的关系，其中超材料的有效介电常数小于或等于0。超材料可以将入射的球面波在透射方向进行汇聚形成平面波束，提高远场增益，同时超材料通过控制透射波的相位可以实现宽角度的扫描。
[0004]然而，随着电子产品的集成度的增加，应用于5G移动设备与服务器通信的毫米波模组的尺寸越来越小，这样使得相控阵天线的尺寸也越来越小。例如中国专利CN216251089U所公开的毫米波射频模组加载超材料结构的组合天线，其超材料结构采用平面结构；又如中国专利CN114824832A公开了一种毫米波高增益的贴片天线阵列，二者所需安装的空间区域较大，且随着相控阵天线的尺寸越小，相控阵天线的辐射口径就越小，导致相控阵天线的增益越低，进而减小了相控阵天线相应的相位扫描的角度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服相控阵天线的增益较低及相位扫描的角度较小的问题，提供一种相控阵天线、射频无线电路及5G移动设备。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种相控阵天线，包括：
[0008]毫米波射频模组，设有至少一毫米波射出面；
[0009]弧形超材料结构，所述弧形超材料结构形成有至少一弧形凹面，每一所述弧形凹面与相应的所述毫米波射出面正对设置。
[0010]一种射频无线电路，包括上述任一实施例所述的相控阵天线。
[0011]一种5G移动设备，包括外壳及上述任一实施例所述的射频无线电路，所述毫米波射频模组及所述弧形超材料结构均固定于所述外壳内。
[0012]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0013]1、上述的相控阵天线，超材料结构的折射特征增加了相控阵天线正上方即 0度方向的增益，加上弧形超材料结构形成有至少一弧形凹面，每一弧形凹面与相应的毫米波射出面正对设置，相控阵天线进行波束扫描时，斜入射的波垂直入射到弧形超材料结构的弧面上，由于垂直入射的波损耗最小，所以相对比平面结构的超材料结构，弧形超材料结构在增加相控阵天线的增益的同时还增加了相控阵天线的扫描角度，如此减小了相控阵天线的扫描损耗；
[0014]2、上述的相控阵天线，射频无线电路的毫米波射频模组及弧形超材料结构均可固定于外壳内，由于弧形超材料结构形成有至少一弧形凹面，使弧形超材料结构较好地与5G移动设备的外壳的外形结构相匹配，如此使相阵控天线在同等增益效果条件下所需的空间较小，进而使相控阵天线更好地适配电子产品的集成度的增加的需要。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
[0016]图1为一实施例的相控阵天线的示意图；图2为图1所示的相控阵天线的另一视角的示意图；图3为图1所示的相控阵天线的爆炸图；图3a为图1所示的相控阵天线的相控阵天线的扫描角度的示意图；图4为另一实施例的相控阵天线的示意图；图5为图4所示相控阵天线的爆炸示意图；图6为再一实施例的相控阵天线的示意图；图6a为图6所示相控阵天线的爆炸图；图7为再一实施例的相控阵天线的示意图；图8为再一实施例的相控阵天线的示意图；图8a 为图8所示相控阵天线的爆炸图；图9为又一实施例的相控阵天线的示意图；
[0017]图10为图9所示相控阵天线的局部示意图；图11a至图11h分别为相控阵天线的弧形超材料结构的弧形金属图形层的金属单元结构的各种形式的示意图；图 12为一实施例的5G移动设备的示意图；图13为另一实施例的5G移动设备的示意图；图14为又一实施例的相控阵天线的示意图；图15a为一实施例的1x4 相控阵天线加载弧形超材料结构时phi＝90度的切面的辐射方向图；图15b为传统的1x4相控阵天线加载平面超材料结构时phi＝90度的切面的辐射方向图；图 16a为一实施例的1x4相控阵天线加载超材料结构时覆盖的三维辐射方向图；图 16b为传统的1x4相控阵天线加载超材料结构时覆盖的三维辐射方向图。
具体实施方式
[0018]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0019]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0020]本申请提供一种相控阵天线，包括毫米波射频模组及弧形超材料结构，毫米波射频模组设有至少一毫米波射出面；所述弧形超材料结构形成有至少一弧形凹面，每一所述弧形凹面与相应的所述毫米波射出面正对设置。
[0021]上述的相控阵天线，由于弧形超材料结构形成有至少一弧形凹面，每一弧形凹面与相应的毫米波射出面正对设置，超材料结构的折射特征即非正有效介电常数的特征增加了相控阵天线正上方即0度方向的增益，加上弧形超材料结构形成有至少一弧形凹面，每一弧形凹面与相应的毫米波射出面正对设置，相控阵天线进行波束扫描时，斜入射的波垂直入射到弧形超材料结构的弧面上，由于垂直入射的波损耗最小，所以相对比平面结构的超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相控阵天线，其特征在于，包括：毫米波射频模组，设有至少一毫米波射出面；弧形超材料结构，所述弧形超材料结构形成有至少一弧形凹面，每一所述弧形凹面与相应的所述毫米波射出面正对设置。2.根据权利要求1所述的相控阵天线，其特征在于，所述弧形超材料结构包括弧形介质基板及两个弧形金属图形层，其中一个所述弧形金属图形层成型于所述弧形介质基板的一面，另外一个所述弧形金属图形层成型于所述弧形介质基板的另一面。3.根据权利要求2所述的相控阵天线，其特征在于，所述弧形介质基板及两个所述弧形金属图形层为一体成型结构；及/或，每一所述弧形金属图形层的数目为多个；及/或，每一所述弧形金属图形层通过LDS工艺、FPC工艺、LCP工艺、MPI工艺、陶瓷工艺或者金属网格工艺成型于所述弧形介质基板。4.根据权利要求2所述的相控阵天线，其特征在于，所述弧形介质基板的数目为多个，多个所述弧形介质基板层叠设置。5.根据权利要求4所述的相控阵天线，其特征在于，多个所述弧形介质基板压合而成；及/或，每一所述弧形介质基板的材料为塑料、陶瓷或玻璃中的至少一种。6.根据权利要求5所述的相控阵天线，其特征在于，相邻两个所述弧形介质基板的材料相同或不同。7.根据权利要求2所述的相控阵天线，其特征在于，每一所述弧形金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭冠南，李琴芳，
申请(专利权)人：惠州硕贝德无线科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：