[發(fā)明專利]垂直極化天線及電子設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011449666.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN113594711A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴禎坊;李建銘;余冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01Q15/24
• 分類號(hào): H01Q15/24;H01Q1/24;H01Q1/50
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 黃溪;黃健

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N垂直極化天線及電子設(shè)備。本申請(qǐng)的垂直極化天線包括具有開口的輻射單元和激勵(lì)結(jié)構(gòu)，輻射單元包括第一底面、第二底面和連接第一底面和第二底面的第一側(cè)面；激勵(lì)結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電件、第二導(dǎo)電件和相互平行的第三導(dǎo)電件與第四導(dǎo)電件，第一導(dǎo)電件和第二導(dǎo)電件相互耦合，第二導(dǎo)電件分別與第三導(dǎo)電件和第四導(dǎo)電件連接，第三導(dǎo)電件和第四導(dǎo)電件均與第一底面和第二底面連接，第二導(dǎo)電件通過穿過第一側(cè)面的饋電線與饋源連接。本申請(qǐng)中的垂直極化天線的激勵(lì)結(jié)構(gòu)不受限于電路板的厚度，且可避免信號(hào)損耗，提升天線輻射效率。

本申請(qǐng)要求于2020年04月30日提交中國專利局、申請(qǐng)?zhí)枮?02010367922.1、申請(qǐng)名稱為“垂直極化天線及電子設(shè)備”的中國專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本申請(qǐng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及天線領(lǐng)域，尤其涉及一種垂直極化天線及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，第五代移動(dòng)通信(簡稱5G)正在得到廣泛的研究和應(yīng)用，其中，運(yùn)作在毫米波(即波長為1～10毫米的電磁波)頻段下的天線尺寸為毫米等級(jí)，一般常使用封裝或基板等制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)毫米波天線的設(shè)計(jì)，該種設(shè)計(jì)下的天線相應(yīng)地稱為封裝天線，封裝天線越來越多的被應(yīng)用于無線電子設(shè)備之上。

具體的，封裝天線可以通過電路板等部件設(shè)置于電子設(shè)備的內(nèi)部，并在電子設(shè)備內(nèi)部占據(jù)一定的空間。電子設(shè)備內(nèi)可以按照實(shí)際需求設(shè)置多個(gè)封裝天線，每個(gè)封裝天線可以設(shè)置在電子設(shè)備的不同位置，圖1為一個(gè)封裝天線的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，一個(gè)封裝天線包括2個(gè)寬邊輻射(broad side)方向天線102和2個(gè)端射輻射(end-fire)方向天線108，寬邊輻射是指垂直電路板103方向的輻射，端射輻射是指平行于電路板103方向的輻射，兩種輻射方向的天線分別負(fù)責(zé)不同方向的毫米波訊號(hào)的發(fā)射或接收。雙極化的天線輻射場形是5G通訊基本的要求條件，對(duì)提升弱信號(hào)區(qū)的信號(hào)穩(wěn)定性極為重要，因此每個(gè)寬邊輻射方向天線和端射輻射方向天線需要分別包括兩個(gè)相互正交的水平極化天線和垂直極化天線，以達(dá)到雙極化的天線輻射場形。現(xiàn)有的封裝天線中，若要設(shè)計(jì)端射輻射方向天線的垂直極化天線，一方面要挑選整體高度小于電路板厚度的天線類型，另一方面要設(shè)計(jì)可以激勵(lì)輻射體產(chǎn)生垂直極化輻射的激勵(lì)結(jié)構(gòu)，垂直極化輻射必須通過垂直地面方向的共振電流產(chǎn)生，圖2為現(xiàn)有的一種端射輻射方向天線的垂直極化天線的封裝剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，垂直極化天線包括通孔400和輻射體，其中的輻射體包括上層金屬層402和下層金屬層403，通孔400連接上層金屬層402和下層金屬層403，饋電線401的一端穿過下層金屬層403與通孔400連接，饋電線401的另一端連接芯片的射頻(radio frequency，RF)口(port)，在天線工作時(shí)，通孔400作為激勵(lì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生垂直方向的共振電流，激勵(lì)輻射體產(chǎn)生垂直極化輻射。

在封裝天線的設(shè)計(jì)中，激勵(lì)結(jié)構(gòu)的尺寸必須要與天線工作頻段的中心頻率下的介質(zhì)波長等比例，當(dāng)天線的工作頻段較低，相應(yīng)的介質(zhì)波長較長時(shí)，圖2中所示的通孔的長度也需要設(shè)計(jì)的較大，而通孔可使用的最大長度即為電路板的厚度，因此在這種情況下通孔的尺寸不足以作為激勵(lì)結(jié)構(gòu)使用。而且，使用通孔作為激勵(lì)結(jié)構(gòu)時(shí)，由于通孔直接連接上層金屬和下層金屬，通孔的長度設(shè)計(jì)的過大，會(huì)造成阻抗不連續(xù)的匹配失真，帶來信號(hào)損耗。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N垂直極化天線及電子設(shè)備，垂直極化天線的激勵(lì)結(jié)構(gòu)不受限于電路板的厚度，且可避免信號(hào)損耗，提升天線輻射效率。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N垂直極化天線，應(yīng)用于電子設(shè)備中，垂直極化天線包括具有開口的輻射單元和激勵(lì)結(jié)構(gòu)，其中，輻射單元包括第一底面、第二底面和連接第一底面和第二底面的第一側(cè)面；激勵(lì)結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電件、第二導(dǎo)電件和相互平行的第三導(dǎo)電件與第四導(dǎo)電件，第一導(dǎo)電件和第二導(dǎo)電件相互耦合，第二導(dǎo)電件分別與第三導(dǎo)電件和第四導(dǎo)電件連接，第三導(dǎo)電件和第四導(dǎo)電件均與第一底面和第二底面連接，第二導(dǎo)電件通過穿過第一側(cè)面的饋電線與饋源連接。