一种天线单元、天线阵列及电子设备制造技术

本实用新型专利技术实施例涉及天线技术领域,尤其公开了一种天线单元、天线阵列及电子设备，天线单元包括：电路板，设有用于微带缝隙耦合的缝隙；谐振器，设置在电路板上，所述谐振器等效h＝0.15λ的天线，所述h为天线到地的距离,所述λ为所述天线单元的工作波长；磁偶极子组件，与所述谐振器相对设置，所述磁偶极子组件与所述谐振器耦合，所述磁偶极子组件等效h＝0.25λ的天线。谐振器等效的h＝0.15λ与磁偶极子组件等效的h＝0.25λ的天线叠加后可以得到近似h＝0.5λ的天线，由于h＝0.5λ的天线的方向图已经接近半空间全向，因此，谐振器等效的h＝0.15λ与磁偶极子组件等效的h＝0.25λ的天线叠加后得到的天线具有较宽的波束，有利于天线的大角度扫描。于天线的大角度扫描。于天线的大角度扫描。

【技术实现步骤摘要】
一种天线单元、天线阵列及电子设备


[0001]本技术实施例涉及天线领域，特别是涉及一种天线单元、天线阵列及电子设备。

技术介绍

[0002]天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。手机、平板电脑内通常也设置有天线，5G毫米波天线通常选择以射频芯片与基板天线的结合成为AI P(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，进行电子扫描来达到高度空间覆盖，所以需要天线阵列进行大扫描角度设计。
[0003]一般的大扫描角设计有两大类方法：宽带阻抗变换器和宽带宽角扫描匹配层。但这两类方法一般会产生复杂的宽结构或者加载额外的外部介质/金属结构。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供了一种天线单元、天线阵列及电子设备，旨在解决现有技术中5G天线的波束宽度较窄的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种天线单元，包括：
[0006]电路板，设有用于微带缝隙耦合的缝隙；
[0007]谐振器，设置在电路板上，所述谐振器等效h＝0.15λ的天线，所述h为天线到地的距离,所述λ为所述天线单元的工作波长；
[0008]磁偶极子组件，与所述谐振器相对设置，所述磁偶极子组件与所述谐振器耦合，所述磁偶极子组件等效h＝0.25λ的天线。
[0009]可选的，所述磁偶极子组件包括第一金属板和第二金属板，所述第一金属板和第二金属板分别设置在所述谐振器的两侧且均与所述电路板电连接，所述第一金属板朝向所述谐振器的一侧设有第一凹槽，所述第二金属板朝向所述谐振器的一侧设有第二凹槽。
[0010]可选的，第一凹槽包括第一槽段、第二槽段和第三槽段，所述第一槽段沿所述电路板的宽度方向设置，所述第二槽段和所述第三槽段沿所述电路板的厚度方向设置，所述第二槽段和所述第三槽段分别连接于所述第一槽段的两侧；
[0011]第二凹槽包括第四槽段、第五槽段和第六槽段，所述第四槽段沿所述电路板的宽度方向设置，所述第五槽段和所述第六槽段沿所述电路板的厚度方向设置，所述第五槽段和所述第六槽段分别连接于所述第四槽段的两侧。
[0012]可选的，第一凹槽还包括第一延长段，所述第一延长段沿所述电路板的宽度方向设置，所述第一延长段的两端分别与所述第二槽段以及所述第三槽段连通；
[0013]第二凹槽还包括第二延长段，所述第二延长段沿所述电路板的宽度方向设置，所述第二延长段的两端分别与所述第五槽段以及所述第六槽段连通。
[0014]可选的，所述第一凹槽还包括第三延长段和第四延长段，所述第三延长段和所述第四延长段均沿所述电路板的宽度方向设置，所述第三延长段和所述第四延长段分别设置于所述第一槽段的两侧且均与所述第一槽段连通。
[0015]可选的，所述第二凹槽还包括第五延长段和第六延长段，所述第五延长段和所述第六延长段均沿所述电路板的宽度方向设置，所述第五延长段和所述第六延长段分别设置于所述第四槽段的两侧且均与所述第四槽段连通。
[0016]可选的，所述第一金属板与所述谐振器之间的距离为0.06λ～0.12λ；所述第二金属板与所述谐振器之间的距离为0.06λ～0.12λ。
[0017]可选的，所述第一金属板与所述谐振器沿所述电路板的厚度方向齐平；所述第二金属板与所述谐振器沿所述电路板的厚度方向齐平。
[0018]本技术还提供了一种天线阵列，包括如上述任一项所述的天线单元，所述天线单元设有多个，多个所述天线单元并列设置。
[0019]本技术还提供了一种电子设备，包括上述天线单元。
[0020]本技术实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术中天线单元包括电路板、谐振器和磁偶极子组件。电路板的表面设置有用于微带缝隙耦合的缝隙，天线馈电后，电磁波能量通过缝隙耦合传导至谐振器。谐振器设置在电路板上，谐振器等效h＝0.15λ的天线，所述h为天线到地的距离,所述λ为所述天线单元的工作波长。磁偶极子组件与谐振器相对设置，磁偶极子组件与谐振器耦合，磁偶极子组件等效h＝0.25λ的天线，谐振器等效的h＝0.15λ与磁偶极子组件等效的h＝0.25λ的天线叠加后可以得到近似h＝0.5λ的天线，由于h＝0.5λ的天线的方向图已经接近半空间全向，因此，谐振器等效的h＝0.15λ与磁偶极子组件等效的h＝0.25λ的天线叠加后得到的天线具有较宽的波束，有利于天线的大角度扫描。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0022]图1是本技术一实施例中天线单元的结构示意图；
[0023]图2是本技术一实施例中天线单元的仰视图；
[0024]图3是本技术一实施例中天线单元的局部结构示意图；
[0025]图4是本技术一实施例中天线单元的局部结构示意图；
[0026]图5是宽波束天线原理的示意图；
[0027]图6是本技术一实施例中天线单元的波束叠加变宽原理示意图；
[0028]图7是本技术一实施例中谐振器、磁偶极子组件以及谐振器与磁偶极子组件叠加后的效果图；
[0029]图8是本技术一实施例中天线单元的E平面尚未加载磁偶极子组件的效果图、E平面加载磁偶极子组件的效果图、H平面尚未加载磁偶极子组件的效果图以及H平面加载磁偶极子组件的效果图；
[0030]图9是本技术第二实施例中天线单元的局部结构示意图；
[0031]图10是本技术第二实施例中天线单元的局部结构示意图；
[0032]图11是本技术第三实施例中天线单元的局部结构示意图；
[0033]图12是本技术第三实施例中天线单元的局部结构示意图；
[0034]图13是本技术第二实施例与第三实施例中波束宽度的效果对比图。
[0035]附图标记说明：
[0036]100、天线单元；1、电路板；11、缝隙；2、谐振器；3、磁偶极子组件；31、第一金属板；311、第一凹槽；3111、第一槽段；3112、第二槽段；3113、第三槽段；3114、第一延长段；3115、第三延长段；3116、第四延长段；32、第二金属板；321、第二凹槽；3211、第四槽段；3212、第五槽段；3213、第六槽段；3214、第二延长段；3215、第五延长段；3216、第六延长段。
具体实施方式
[0037]为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线单元，其特征在于，包括：电路板，设有用于微带缝隙耦合的缝隙；谐振器，设置在电路板上，所述谐振器等效h＝0.15λ的天线，所述h为天线到地的距离,所述λ为所述天线单元的工作波长；磁偶极子组件，与所述谐振器相对设置，所述磁偶极子组件与所述谐振器耦合，所述磁偶极子组件等效h＝0.25λ的天线。2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述磁偶极子组件包括第一金属板和第二金属板，所述第一金属板和第二金属板分别设置在所述谐振器的两侧且均与所述电路板电连接，所述第一金属板朝向所述谐振器的一侧设有第一凹槽，所述第二金属板朝向所述谐振器的一侧设有第二凹槽。3.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于，第一凹槽包括第一槽段、第二槽段和第三槽段，所述第一槽段沿所述电路板的宽度方向设置，所述第二槽段和所述第三槽段沿所述电路板的厚度方向设置，所述第二槽段和所述第三槽段分别连接于所述第一槽段的两侧；第二凹槽包括第四槽段、第五槽段和第六槽段，所述第四槽段沿所述电路板的宽度方向设置，所述第五槽段和所述第六槽段沿所述电路板的厚度方向设置，所述第五槽段和所述第六槽段分别连接于所述第四槽段的两侧。4.根据权利要求3所述的天线单元，其特征在于，第一凹槽还包括第一延长段，所述第一延长段沿所述电路板的宽度方向设置，所述第一延长段的两端分别与所述第二槽段以及所述第三槽段连通；第二凹槽还包括第二延长段，所述第二延长段沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，谢昱乾，
申请(专利权)人：深圳市信维通信股份有限公司，
类型：新型
国别省市：