【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于产生毫米波频率辐射的双极化多入多出(multiple inmultiple out，mimo)天线振子、一种包括至少一个这种天线振子的天线装置以及一种包括所述天线装置的电子设备。
技术介绍
1、毫米波频段被认为具有10ghz以上、至多300ghz的频率范围，并用于点对点通信、卫星间链路和点对多点通信等。毫米波频段也用于各种5g系统。
2、为了实现全方向和定向的稳定通信，全覆盖双极化mimo毫米波天线可能用于智能手机等手持设备。双极化是指天线在单个方向上，例如在端射方向上辐射垂直极化和水平极化等两个极化。“水平”可以表示“平行于显示表面”，“垂直”可以表示“垂直于显示表面”。
3、同时，设计要求包括具有弯曲设计的装置，具有光滑的金属框架和大显示器，两者之间的间隙非常小。框架最好没有任何可见的开口。这些要求与全覆盖的需求相矛盾，因此很难在同一设备中实现。
4、在一种已知的技术方案中，天线模块具有方形角的介电后盖，天线模块更朝向后盖定位，使得装置的金属框架不会遮蔽天线。这仍然需要在框架中进行切口，因为在高频段产生的任何寄生模式都会使辐射性能大幅降低，因此对天线的效率产生负面影响。此外，由于天线模块的厚度和所需的放置，电池尺寸和放置是有限的，因为天线模块和框架之间需要相对长的几毫米的距离。
5、在另一个已知的技术方案中，使用了双频段贴片阵列。当与导电框架相邻布置时，双频段贴片阵列作用效果不好。以±45°极化布置的双频段贴片阵列面临着包括耦合孔作用效果不够好的问题，因为
6、因此，需要一种为具有金属框架和弯曲显示器的电子设备提供良好性能和方向性的技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种用于产生毫米波频率辐射的改进的双极化mimo多频段天线振子。上述和其它目的通过独立权利要求的特征实现。根据从属权利要求、说明书以及附图，其它实现方式是显而易见的。
2、根据第一方面，提供了一种用于产生毫米波频率辐射的双极化天线振子，其中，所述天线振子包括辐射体层，所述辐射体层包括用于产生辐射场的平面天线辐射体，所述辐射体层在第一主平面中延伸。所述平面天线辐射体包括：第一辐射体部分，包括具有平行于所述第一主平面的对称轴的开口环，所述开口环的端部被第一介电间隙间隔，所述开口环包围介电区域；以及两个第二辐射体部分，其中，所述两个第二辐射体部分中的一个在所述第一主平面中从所述开口环的每个端部沿着远离所述第一介电间隙的方向延伸。谐振器层在平行于所述第一主平面的第二主平面中延伸，所述谐振器层包括中心谐振器和两个偏移谐振器装置。所述中心谐振器与所述介电区域重叠，并与所述第一辐射体部分共享对称轴。所述偏移谐振器装置中的一个至少部分地与所述第二辐射体部分中的一个重叠，每个偏移谐振器装置包括至少一个子谐振器。馈电装置至少部分地布置在所述辐射体层或附加馈电层中，所述馈电层在平行于所述第一主平面和第二主平面的第三主平面中延伸。
3、这种技术方案可以形成第一极化多频段电磁辐射和第二极化多频段电磁辐射，有助于高频段中波束成形增益增加多达10db。同时，效率最高可提高6db。此外，所述天线振子的体积和高度可以减小，使得它可以适合在例如导电框架和介电盖之间的较小区域中。
4、在所述第一方面的一种可能的实现方式中，所述偏移谐振器装置包括至少两对子谐振器，便于对所使用的多个频段进行适配。
5、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，所述子谐振器包括第一子谐振器和第二子谐振器，所述第一子谐振器具有比所述第二子谐振器小的表面积，并与所述第二子谐振器通过第二介电间隙间隔，便于调整辐射频率。所述子谐振器提高了高频和低频性能。所述第一子谐振器用于在高频频段辐射第二极化，所述第二子谐振器用于在低频频段同时辐射第一极化和第二极化。
6、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，所述第二子谐振器具有不规则形状，使得所述第二子谐振器的宽度随着所述第二子谐振器在远离所述第一介电间隙的方向上延伸而减小，使得可以对用于所述第一极化和所述第二极化的最低谐振频率进行适配。
7、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，子谐振器对相对于所述对称轴对称布置，有助于所述第一极化和所述第二极化的解耦，增强极化的馈电端口之间的隔离。
8、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，所述第一辐射体部分具有u形，所述第二辐射体部分可选地从所述u形的相对端在远离所述u形的相反方向上同轴突出，提高了所述第二极化的带宽和效率。
9、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，所述天线辐射体基本上形状为字母欧米伽ω，提高了所述第二极化的带宽和效率。
10、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，所述天线振子用于实现具有平行于所述对称轴延伸的第一极化和垂直于所述对称轴延伸的第二极化的辐射方向图，提高了毫米波全覆盖。
11、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，所述馈电装置包括用于激励所述第一极化的共模馈电和用于激励所述第二极化的差模馈电，便于双极化波束成形，从而提高mimo通信性能。
12、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，所述共模馈电在所述对称轴处电磁耦合到所述第一辐射体部分，所述共模馈电在垂直于所述对称轴的方向上至少部分延伸，为所述第一极化波束成形提供了不平衡的馈电拓扑。
13、在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述差模馈电通过桥接第一介电间隙电磁耦合到所述第二辐射体部分。所述差模馈电至少部分地在垂直于所述对称轴的方向上延伸，提供了稳定、平衡的馈电拓扑，并增强了与所述共模馈电的隔离。
14、在所述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述共模馈电和所述差模馈电包括沿着主馈电探针轴线延伸的馈电探针，其中，每个馈电探针电连接到在所述辐射体层和/或所述附加馈电层内延伸的耦合元件，提供了可靠但空间有效的耦合。所述共模馈电和所述差模馈电用于相应地产生所述第一极化和所述第二极化的相互正交的电磁辐射。
15、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，所述差模馈电的所述馈电探针包括在所述主馈电探针轴线方向上堆叠的多个馈电探针部分，所述馈电探针部分中的至少一个在横向于所述主馈电探针轴线的至少一个方向上偏移，在所述共模馈电和所述差模馈电之间提供端口隔离，因此，实现所述第一极化和所述第二极化的相互正交的电磁辐射。
16、在所述第一方面的又一种可能的实现方式中，所述差模馈电还包括沿着主接地探针轴线延伸并与所述馈电探针平行的接地探针，其中，所述接地探针包括在所述主接地探针轴线方向上堆叠的多个接地探针部分，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于产生毫米波频率辐射的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述天线振子(1)包括：
2.根据权利要求1所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述子谐振器(9、10)包括第一子谐振器(9a、10a)和第二子谐振器(9b、10b)，其中，所述第一子谐振器(9a、10a)具有比所述第二子谐振器(9b、10b)小的表面积，并通过第二介电间隙(12)与所述第二子谐振器(9b、10b)间隔。
3.根据权利要求2所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述第二子谐振器(9b、10b)具有不规则形状，使得所述第二子谐振器(9b、10b)的宽度随着所述第二子谐振器(9b、10b)在远离所述第一介电间隙(5)的方向上延伸而减小。
4.根据上述权利要求中任一项所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述天线振子(1)用于实现具有平行于所述对称轴(A1)延伸的第一极化和垂直于所述对称轴(A1)延伸的第二极化的辐射方向图。
5.根据上述权利要求中任一项所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述馈电装置(11)包括用于激励所述第一极化的共模馈电(1
6.根据权利要求5所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述共模馈电(13)在所述对称轴(A1)处电磁耦合到所述第一辐射体部分(3)，
7.根据权利要求5或6所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述差模馈电(14)通过桥接所述第一介电间隙(5)电磁耦合到所述第二辐射体部分(4a、4b)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述共模馈电(13)和所述差模馈电(14)包括沿着主馈电探针轴线(A2)延伸的馈电探针，其中，所述馈电探针电连接到在所述辐射体层(1a)和/或所述附加馈电层(1c)内延伸的耦合元件。
9.根据权利要求8所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述差模馈电(14)的所述馈电探针包括在所述主馈电探针轴线(A2)方向上堆叠的多个馈电探针部分(14a、14b)，所述馈电探针部分(14a、14b)中的至少一个在横向于所述主馈电探针轴线(A2)的至少一个方向上偏移。
10.根据权利要求9所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述差模馈电(14)还包括沿着主接地探针轴线(A3)延伸并与所述馈电探针平行的接地探针(14c)，
11.一种包括根据上述权利要求中任一项所述的至少一个天线振子(1)的天线装置(15)，其特征在于，还包括由介电间隔(18)间隔的衬底(16)和导电元件(17)，其中，所述天线振子(1)布置在所述介电间隔(18)内，所述天线振子(1)的馈电装置(11)用于向所述天线振子(1)的平面天线辐射体(2)传输信号。
12.根据权利要求11所述的天线装置(15)，其特征在于，所述天线装置(15)还包括在所述天线振子(1)的周边附近延伸的接地壁(19)，其中，所述接地壁(19)沿垂直于所述天线振子(1)的所述第一主平面(PL1)的方向(D1)延伸。
13.根据权利要求11或12所述的天线装置(15)，其特征在于，所述天线振子(1)是与所述衬底(16)重叠或是所述衬底(16)的一部分的端射天线振子(1)，并用于产生具有横跨所述介质间隔(18)的主波束方向(D0)的辐射场。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的天线装置(15)，其特征在于，所述天线装置(15)是包括多个天线振子(1)的天线阵列，其中，所述天线振子(1)在平行于所述第一主平面(PL1)并垂直于所述主波束方向(D0)的方向(D2)上对齐。
15.一种装置(20)，其特征在于，包括显示面板(21)、后盖(22)、至少部分地布置在所述显示面板(21)和所述后盖(22)之间的框架元件，以及根据权利要求11至14中任一项所述的天线装置(15)，
16.根据权利要求15所述的装置(20)，其特征在于，所述天线装置(15)的所述衬底(16)是由所述显示面板(21)、所述后盖(22)和所述框架元件(17)包围的柔性印刷电路。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于产生毫米波频率辐射的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述天线振子(1)包括：
2.根据权利要求1所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述子谐振器(9、10)包括第一子谐振器(9a、10a)和第二子谐振器(9b、10b)，其中，所述第一子谐振器(9a、10a)具有比所述第二子谐振器(9b、10b)小的表面积，并通过第二介电间隙(12)与所述第二子谐振器(9b、10b)间隔。
3.根据权利要求2所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述第二子谐振器(9b、10b)具有不规则形状，使得所述第二子谐振器(9b、10b)的宽度随着所述第二子谐振器(9b、10b)在远离所述第一介电间隙(5)的方向上延伸而减小。
4.根据上述权利要求中任一项所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述天线振子(1)用于实现具有平行于所述对称轴(a1)延伸的第一极化和垂直于所述对称轴(a1)延伸的第二极化的辐射方向图。
5.根据上述权利要求中任一项所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述馈电装置(11)包括用于激励所述第一极化的共模馈电(13)和用于激励所述第二极化的差模馈电(14)。
6.根据权利要求5所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述共模馈电(13)在所述对称轴(a1)处电磁耦合到所述第一辐射体部分(3)，
7.根据权利要求5或6所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述差模馈电(14)通过桥接所述第一介电间隙(5)电磁耦合到所述第二辐射体部分(4a、4b)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述共模馈电(13)和所述差模馈电(14)包括沿着主馈电探针轴线(a2)延伸的馈电探针，其中，所述馈电探针电连接到在所述辐射体层(1a)和/或所述附加馈电层(1c)内延伸的耦合元件。
9.根据权利要求8所述的双极化天线振子(1)，其特征在于，所述差模馈电(14)的所述馈电探针包括在所述主馈电探针轴线(a2)方向上堆...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚力山大·克瑞普科夫，珍妮·伊尔沃宁，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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