[發明專利]一種可調波束掃描角的天線模組

在審

• 申請號: 202310076606.2
• 申請日: 2023-01-13
• 公開（公告）號: CN115882227A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 趙偉
• 申請（專利權）人: 深圳市信維通信股份有限公司
• 主分類號: H01Q9/16
• 分類號: H01Q9/16;H01Q15/00;H01Q25/00;H01Q3/34
• 代理公司: 深圳市道一專利商標代理事務所(普通合伙) 44942
• 代理人: 卜科武

本發明公開了一種可調波束掃描角的天線模組，包括超表面模組和設于超表面模組頂面的介質板，介質板的厚度小于或等于0.05λ，介質板的頂面設有磁電偶極子天線；超表面模組包括呈陣列設置的多個超表面單元，超表面單元包括頂層基材和底層基材，頂層基材的頂面設有頂層貼片，頂層基材與底層基材之間設有中間貼片，中間貼片分別連接頂層基材與底層基材，底層基材的底面設有底層貼片，頂層基材內設有連接頂層貼片與中間貼片的上層二極管，底層基材內設有連接中間貼片與底層貼片的下層二極管，上層二極管與下層二極管導通方向一致。本可調波束掃描角的天線模組能夠實現相位的無源控制，利于降低天線芯片的集成度，縮減天線芯片的體積及制造成本。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，特別涉及一種可調波束掃描角的天線模組。

背景技術

5G作為全球業界的研發焦點，發展5G技術制定5G標準已經成為業界共識。國際電信聯盟ITU在2015年6月召開的ITU-RWP5D第22次會議上明確了5G的三個主要應用場景：增強型移動寬帶、大規模機器通信、高可靠低延時通信。這3個應用場景分別對應著不同的關鍵指標，其中增強型移動帶寬場景下用戶峰值速度為20Gbps，最低用戶體驗速率為100Mbps。毫米波獨有的高載頻、大帶寬特性是實現5G超高數據傳輸速率的主要手段。

針對于5G毫米波模組，業界通常選擇以射頻芯片與基板天線結合成為AIP(封裝天線)的方式來降低射頻系統損耗，并且這樣集成度更高，性能更優秀。但是毫米波射頻芯片因為要集成移相器、低噪放、攻放、開關、濾波器等器件，高度集成意味著成本上升；另一方面因為考慮到在手機、基站等場合，芯片體積有明確的尺寸要求，所以從毫米波模組設計上想法去掉一些器件來實現芯片成本降低更合算。

5G毫米波模組是由射頻芯片與基站天線組成，而射頻芯片主要作用是提供相位可控的功率信號，最終實現天線端的波束控制。如果從天線端出發實現相位無源控制，那么芯片端就可以不用設計移相器，從而減少芯片體積，降低芯片成本。

發明內容

本發明解決的技術問題為：提供一種低成本的可調波束掃描角的天線模組。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種可調波束掃描角的天線模組，包括超表面模組和設于所述超表面模組頂面的介質板，所述介質板的厚度小于或等于0.05λ，λ為可調波束掃描角的天線模組的工作波長，所述介質板的頂面設有磁電偶極子天線；所述超表面模組包括呈陣列設置的多個超表面單元，所述超表面單元包括頂層基材和底層基材，所述頂層基材的頂面設有頂層貼片，所述頂層基材與底層基材之間設有中間貼片，所述中間貼片分別連接所述頂層基材與底層基材，所述底層基材的底面設有底層貼片，所述頂層基材內設有連接所述頂層貼片與中間貼片的上層二極管，所述底層基材內設有連接所述中間貼片與底層貼片的下層二極管，所述上層二極管與下層二極管導通方向一致。

本發明的有益效果在于：

當頂層二極管與底層二極管處于導通狀態時，超表面模組形成理想磁導體，其工作模式為反射模式，磁電偶極子天線的電流方向與理想磁導體平行，即此時磁電偶極子天線為寬波束模式；當頂層二極管與底層二極管處于斷開狀態時，超表面模組成為介質層，其工作模式為透射模式，此時磁電偶極子天線的波束會變窄。

本可調波束掃描角的天線模組在不需要使用移相器的前提下，能夠令波束掃描角可調，實現了相位的無源控制，利于降低天線芯片的集成度，縮減天線芯片的體積及制造成本，最終達到降低可調波束掃描角的天線模組的生產成本的效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例一的可調波束掃描角的天線模組的結構示意圖；