[發明專利]一種帶反射腔的寬頻天線及天線系統

有效

• 申請號: 201710527218.6
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN109216875B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 吳西彤;俞斌;楊康
• 申請（專利權）人: 惠州碩貝德無線科技股份有限公司;碩貝德無線技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/50;H01Q15/16;H01Q19/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛;禹小明

本發明涉及一種帶反射腔的寬頻天線，包括金屬邊框、饋電信號線和至少一個天線單元，天線單元包括饋電螺絲、臺柱、絕緣套管和反射腔，反射腔為金屬邊框的外側面向內凹陷形成的腔體，腔體包括沿金屬邊框從下到上方向依次分布的第一壁和第二壁，第一壁、臺柱、第二壁和饋電信號線順序排列且均與饋電螺絲連接，臺柱與饋電螺絲螺紋連接，饋電螺絲螺通過絕緣套管與第二壁連接；臺柱為導體，其下表面與第一壁相接觸且臺柱的下表面面積大于臺柱的上表面面積；本發明還提供一種天線系統。本發明5G天線可以與2G/3G/4G/GPS/WiFi/BT天線集成在一起，從而獲得了較寬的帶寬，并獲得高的增益，寬的波束寬度以及波束掃描角度。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，尤其涉及一種帶反射腔的寬頻天線及天線系統。

背景技術

5G（5th-Generation，第五代移動通信技術）面向 2020 年以后的人類信息社會，盡管相關的技術還沒有完全定型，但是可預見高速率、低時延、海量設備連接、低功耗的5G通信技術在未來社會占有的重要的地位。5G 終端天線作為5G終端設備的核心部件在促進和推動新一代移動通信系統和5G 手機等移動終端的發展將起到積極而又重要的作用。

與 4G 手機的全向輻射天線不同，5G 手機需要對毫米波頻段實現波束賦型的天線陣列，但手機上的天線陣列與基站的天線陣列不同，在基站端，由于天線尺寸受限制較少，并且有相對成熟的相控陣天線技術支撐，已經有 5G 基站天線的樣機展示。但在移動終端處，由于手機等移動終端的天線空間局限性和金屬等環境復雜性，需要將5G的天線與現有的2G/3G/4G/GPS/WiFi/BT等天線兼容將成為不小的挑戰。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種帶反射腔的寬頻天線及天線系統，旨在實現5G的天線與現有的2G/3G/4G/GPS/WiFi/BT等天線兼容。

為實現上述目的，本發明提供一種帶反射腔的寬頻天線，包括金屬邊框、饋電信號線和至少一個天線單元，所述天線單元包括饋電螺絲、臺柱、絕緣套管和反射腔，所述反射腔為金屬邊框的外側面向內凹陷形成的腔體，所述腔體包括沿金屬邊框從下到上方向依次分布的第一壁和第二壁，所述第一壁、臺柱、第二壁和饋電信號線順序排列且均與饋電螺絲連接，所述臺柱與饋電螺絲螺紋連接，所述饋電螺絲螺通過絕緣套管與第二壁連接；所述臺柱為導體，其下表面與第一壁相接觸且臺柱的下表面面積大于臺柱的上表面面積。

本發明5G天線位于移動終端的邊框上可以與2G/3G/4G/GPS/WiFi/BT天線集成在一起，反射腔的存在可以改變5G天線的輻射方向，從而減少用戶使用移動終端的輻射，例如在打電話時，手機正面的5G天線輻射減小就很有必要。另外，由于饋電螺絲和反射腔的阻抗差異較大，直接饋電到反射腔中會使得天線帶寬很窄，上小下大的反射腔臺柱使得螺絲與第一壁的接觸有一個漸變的過渡，可以適當增加天線單元的阻抗帶寬。

進一步的，所述臺柱的上表面與下表面之間的過渡部分的截面為階梯形或直角梯形，或者所述上表面與下表面之間的過渡面為弧面或平面。

進一步的，所述臺柱的橫截面為半圓形和長方形組成的拱門形狀。

進一步的，所述天線單元的工作波長為λ（λ為28GHz所對應的真空中波長），所述反射腔的長度為1/2λ-λ，寬度為1/10λ-1/2λ，高度為1/8λ-1/2λ，所述臺柱的長度為3/16λ-3/8λ，寬度為1/8λ-1/4λ，高度為1/15λ-1/8λ，所述臺柱的長邊方向與反射腔的寬邊方向一致。這一組參數范圍內的反射腔可以減少5G天線在某個方向的大部分輻射。

進一步的，所述天線單元的工作波長為λ（λ為28GHz所對應的真空中波長），所述反射腔的長度為1/2λ-λ，寬度為1/10λ-1/2λ，高度為1/8λ-1/2λ，所述反射腔的長、寬、高與臺柱的長、寬、高的比例分別為：12:5、11:5、3:2，所述臺柱的長邊方向與反射腔的寬邊方向一致。