【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无线通信领域，尤其涉及一种天线单元、具有该天线单元的天线及电子设备。
技术介绍
1、随着移动通信技术的发展，无线通信系统对小型化、大工作带宽的需求越来越高。贴片天线因其低成本、低剖面、易于集成、易实施双极化等优势被广泛应用在无线通信系统(例如基站)中。
2、贴片天线工作带宽大多小于5％。为了提升贴片天线的工作带宽，通常可采用堆叠贴片天线技术制作堆叠贴片天线，堆叠贴片天线可以实现25％～30％的带宽。然而堆叠贴片天线的整体层数较多，结构较为复杂，并不满足现在无线通信系统小型化的需求。
技术实现思路
1、本申请提供了一种天线单元、具有该天线单元的天线及电子设备，通过将天线单元的辐射体设置为立体结构，并使该辐射体和微带线形成非接触耦合，以提升天线单元的工作带宽和整体厚度，以便于天线的小型化。
2、本申请实施例的第一方面提供一种天线单元，天线单元包括电路板、第一辐射体和第一微带线。电路板具有底面和与所述底面相对设置的安装面。第一微带线设置在电路板的表面且沿平行于安装面的方向延伸。第一辐射体具有第一部分和第二部分，第一部分所在平面与安装面相互平行，第二部分绕第一部分的外周设置，第二部分朝向安装面的方向延伸，并与安装面之间具有第一间隙，以使得第一微带线将射频信号耦合至所述第一辐射体；第一部分和第二部分形成空腔，空腔具有朝向电路板的安装面的开口。在平行于安装面的投影面上，第一微带线在垂直于安装面的方向的投影与第二部分位于开口处的部分在垂直于安装面的方向的投影部分
3、这种天线单元通过第二部分与第一微带线形成非接触耦合，使得第一微带线能够为第一辐射体馈电。从第一部分的角度来看，第一部分位于第二部分远离电路板的一侧，提升第一辐射体在垂直于安装面的方向的剖面长度，降低天线的模式q值，进而提升天线的带宽。从第二部分的角度来看，第二部分从第一部分向电路板延伸，第二部分更加靠近第一微带线，相对于第一微带线直接对第一部分馈电，通过第一微带线对第二部分馈电能够降低第一辐射体与第一微带线之间的间隙，提高第一微带线与第一辐射体的耦合度。
4、基于第一方面，一种可能的实现方式中，天线单元还包括第二微带线，第二微带线设置在所述底面或所述安装面，且与第一微带线间隔设置；第二微带线和第一微带线分别工作在相互正交的两个线极化模式，以使天线处于双极化工作模式中。
5、这种天线中两根微带线设置在靠近第一辐射体的安装面上，相较于将微带线设置于电路板上远离第一辐射体的另一面，可以降低微带线与第一辐射体之间的距离，从而提高微带线与第一辐射体之间的耦合。且两根微带线分别工作在相互正交的两个线极化模式，以使天线处于双极化工作模式中。
6、基于第一方面，一种可能的实现方式中，还包括第一填充介质，第一填充介质至少部分地填充第一间隙和第二间隙。
7、这种天线中通过填充第一填充介质来改变两根微带线与第一辐射体之间的介电系数，从而调整天线的微带线与第一辐射体之间的额耦合。第一填充介质还可以接触微带线和第一辐射体，从而便于组装第一辐射体和两根微带线，保持第一辐射体与两根微带线之间的间距，使第一辐射体与两根微带线之间具有稳定的耦合。
8、基于第一方面，一种可能的实现方式中，第一辐射体具有至少一个虚拟对称面，至少一个虚拟对称面垂直于安装面，每个虚拟对称面将第一辐射体分为两部分，两部分相对对应的虚拟对称面对称，第一微带线、第二微带线分别位于其中一个虚拟对称面的两侧。
9、这种天线单元中的第一辐射体呈现对称的立体形状，第一微带线和第二微带线的馈电也位于其中一个虚拟对称面的对称的位置，天线单元的辐射能够在两根微带线的位置出现极化且极化角度易于控制。
10、基于第一方面，一种可能的实现方式中，垂直于安装面的投影方向，开口外沿在安装面形成方形投影，第一微带线穿过方形的一个直边的中心，第二微带线的投影穿过与直边相邻的另一直边的中心。其中，方形包括长方形和正方形。本申请中的方形投影可为正方形投影，也可为长方形投影。
11、这种天线单元中，由于两根微带线的延伸方向垂直，第一微带线和第二微带线可实现通过侧馈方式向第一辐射体提供馈电，两根微带线可以实现天线在正负45度的极化。
12、基于第一方面，一种可能的实现方式中，垂直于安装面的投影方向，开口外沿在安装面形成方形投影，第一微带线的投影穿过方形投影的一角，第二微带线的投影穿过与角相邻的另一角。
13、这种天线中，由于两根微带线的延伸方向垂直，两根微带线可以实现0度至90度的极化，第一微带线和第二微带线可实现通过角馈方式向第一辐射体提供馈电。
14、基于第一方面，一种可能的实现方式中，第一部分的形状和开口的形状为同一类型的形状。
15、这种天线单元中第一部分的形状和开口的形状属于同一类型的形状，是指第一部分的形状和开口的形状尺寸可以不同，但是两者各线条一一对应。如第一部分的形状为方形，则开口的形状也为方形，第一部分的形状的四根直线与开口的形状的四根直线一一对应，但是第一部分的形状的直线长度与开口的形状的对应的直线长度可以不同。再如第一部分的形状为圆形，开口的形状也为圆形，第一部分的形状的圆形线条与开口的形状的圆形线条对应，但是第一部分的形状的直径与开口的形状的直径可以不同。通过第一部分的形状和开口的形状设定为同一类型的形状，使得第一辐射体具有规则的立体形状，第一辐射体能够稳定且可控地辐射能量。
16、基于第一方面，一种可能的实现方式中，在平行于安装面的投影面上，第二部分在开口处的投影面积大于或等于第一部分的投影面积。
17、这种天线单元中，开口处的投影面积大于或等于第一部分的投影面积，以便提升第一辐射体沿垂直于安装面方向的剖面长度，使第一辐射体具有立体结构。
18、基于第一方面，一种可能的实现方式中，还包括第二辐射体，第二辐射体与第一辐射体间隔设置于第一辐射体远离电路板的一侧。
19、这种天线单元中，第二辐射体可以进一步增加带宽，提高天线增益。
20、基于第一方面，一种可能的实现方式中，第二辐射体为平行于安装面的平板。
21、这种天线单元中，平板的第二辐射体可以降低天线在垂直于安装面方向的整体尺寸。
22、基于第一方面，一种可能的实现方式中，还包括金属接地板，金属接地板设置于电路板远离第一辐射体的一侧，这种天线单元中，通过金属接地板隔离了天线单元朝向远离第一辐射体方向的辐射。
23、基于第一方面，一种可能的实现方式中，金属接地板与电路板之间具有第三间隙，通过在金属接地板与电路板之间设置第三间隙增加金属接地板于电路板之间的距离，以提升金属接地板的隔离强度。
24、基于第一方面，一种可能的实现方式中，还包括第二填充介质，第二填充介质至少部分填充第三间隙。通过第二填充介质支撑电路板或金属接地板，也可通过改变第二填充介质的介电系数，以保证金属接地板的隔离强度。<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：
2.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括第二微带线，所述第二微带线设置在所述底面或所述安装面，且与所述第一微带线间隔设置；
3.如权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述第一辐射体具有至少一个虚拟对称面，至少一个所述虚拟对称面垂直于所述安装面，每个所述虚拟对称面将所述第一辐射体分为两部分，所述两部分相对对应的所述虚拟对称面对称，所述第一微带线、所述第二微带线分别位于其中一个所述虚拟对称面的两侧。
4.如权利要求2或3所述的天线单元，其特征在于，垂直于所述安装面的投影方向，所述开口外沿在所述安装面形成方形投影，所述第一微带线的投影穿过所述方形投影的一个直边的中心，所述第二微带线的投影穿过与所述直边相邻的另一直边的中心。
5.如权利要求2或3所述的天线单元，其特征在于，垂直于所述安装面的投影方向，所述开口外沿在所述安装面形成方形投影，所述第一微带线的投影穿过所述方形投影的一角，所述第二微带线的投影穿过与所述方形投影的所述角相邻的另一角。
6.如权利要求2至5中任意
7.如权利要求6所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括第一填充介质，所述第一填充介质至少部分填充所述第一间隙和/或所述第二间隙。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一部分的形状与所述开口的形状为同一类型。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的天线单元，其特征在于，在平行于所述安装面的投影面上，所述第二部分位于所述开口处的部分的投影面积大于或等于所述第一部分的投影面积。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括第二辐射体，所述第二辐射体位于所述第一辐射体远离所述安装面的一侧且与所述第一辐射体间隔设置。
11.如权利要求1至10中任意一项所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括金属接地板，所述金属接地板设置于所述电路板远离所述第一辐射体的一侧；
12.如权利要求11所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括第二填充介质，所述第二填充介质至少部分填充所述第三间隙。
13.如权利要求11中所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括去耦结构，所述去耦结构设置在所述金属接地板与所述电路板之间，用于中和线解耦。
14.如权利要求1至13任一项中所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括支撑件，所述支撑件与所述第一部分或所述第二部分连接。
15.如权利要求1至14任一项中所述的天线单元，其特征在于，所述第一填充介质为泡沫塑料。
16.如权利要求1至14任一项中所述的天线单元，其特征在于，所述第一辐射体满足以下关系式：
17.如权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述第一微带线的延伸方向垂直于所述第二微带线的延伸方向。
18.一种天线，其特征在于，所述天线包括至少两个如权利要求1至17中任意一项所述的天线单元，所述至少两个天线单元依次连接，以构成天线阵列。
19.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括控制器、无线收发模块、射频模块、电源模块、存储器和如权利要求18所述的天线，所述无线收发模块、所述射频模块、所述电源模块及所述存储器分别连接所述控制器，所述天线分别连接所述无线收发模块和所述射频模块。
...【技术特征摘要】
1.一种天线单元，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括第二微带线，所述第二微带线设置在所述底面或所述安装面，且与所述第一微带线间隔设置；
3.如权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述第一辐射体具有至少一个虚拟对称面，至少一个所述虚拟对称面垂直于所述安装面，每个所述虚拟对称面将所述第一辐射体分为两部分，所述两部分相对对应的所述虚拟对称面对称，所述第一微带线、所述第二微带线分别位于其中一个所述虚拟对称面的两侧。
4.如权利要求2或3所述的天线单元，其特征在于，垂直于所述安装面的投影方向，所述开口外沿在所述安装面形成方形投影，所述第一微带线的投影穿过所述方形投影的一个直边的中心，所述第二微带线的投影穿过与所述直边相邻的另一直边的中心。
5.如权利要求2或3所述的天线单元，其特征在于，垂直于所述安装面的投影方向，所述开口外沿在所述安装面形成方形投影，所述第一微带线的投影穿过所述方形投影的一角，所述第二微带线的投影穿过与所述方形投影的所述角相邻的另一角。
6.如权利要求2至5中任意一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一微带线和所述第二微带线均设置于所述安装面，且所述第一微带线和所述第二微带线均与所述第二部分位于所述开口处的部分之间具有第二间隙。
7.如权利要求6所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括第一填充介质，所述第一填充介质至少部分填充所述第一间隙和/或所述第二间隙。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一部分的形状与所述开口的形状为同一类型。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的天线单元，其特征在于，在平行于所述安装面的投影面上，所述第二部分位于所述开口处的部分...
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