覆盖5G终端中低频和毫米波频段的共口径天线、终端的制作方法

覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线、终端
技术领域
1.本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线、终端。


背景技术：

2.现有的5g毫米波模组，业界选择以射频芯片与基板天线结合成为aip(封装天线)的方式来降低射频系统损耗，并且这样集成度更高，性能更优秀，通过电子扫描来达到高度空间覆盖。但该方式需要天线波束角度宽，所以天线的方向图需要近似乎全向或者方向图波束宽。
3.根据3gpp ts38.101-2 5g终端射频技术规范和tr38.817终端射频技术报告可知，5gmmwave天线需要覆盖n257(26.5-29.5ghz)、n258(24.25-27.25ghz)n260(37-40ghz)及n261(27.5-28.35ghz)，而5g终端中又需要兼顾传统的低频sub6g天线。如果分开设计低频天线和mmwave天线，固然会实现好的效果，但是将占用较大面积，低孔径利用率。假设整合两个以不同频率工作的天线拓扑结构，天线整体就可以实现尺寸紧凑、重量低、孔径效率高等优点。
4.因此，本发明提出了一种共口径天线、5g终端，可以同时覆盖5g终端中的低频n78频段和mmwave模组天线。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线、终端，可以实现结构紧凑、天线隔离度高以及空间利用率高等优点。
6.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线，包括多层介质板、低频天线阵列和毫米波天线阵列；
7.所述低频天线阵列包括缝隙天线以及缝隙馈电结构；所述缝隙天线由多个相通的横向槽构成，所述缝隙天线设于所述多层介质板中第一层介质板的正面；所述缝隙馈电结构设于所述多层介质板中最后一层介质板的正面，所述缝隙馈电结构与所述缝隙天线在所述多层介质板的叠加方向上相对应；
8.所述毫米波天线阵列包括多个毫米波天线单元和多个隔离结构；所述多个毫米波天线单元和所述多个隔离结构排布设于所述多层介质板的中间介质板上，每个所述毫米波天线单元对应设有一所述隔离结构；在所述叠加方向上，所述多个毫米波天线单元与所述缝隙天线相对应，且所述多个毫米波天线单元与所述缝隙馈电结构无重叠。
9.根据本发明实施例的共口径天线，其将低频天线阵列与毫米波天线阵列集成在一起，并对应每个所述毫米波天线单元设置隔离结构，同时使用缝隙馈电结构影响毫米波天线单元之间的电流分布，从而有效去除低频对毫米波的耦合影响，提高低频与毫米波的隔离度；以此获取能够同时覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线，实现结构紧凑、天
线隔离度高以及空间利用率高。
10.可选地，在所述叠加方向上，所述缝隙馈电结构位于所述缝隙天线内，以及每两个所述毫米波天线单元与一所述横向槽相对应，所述毫米波天线单元具体对应所述横向槽靠近端部的位置。
11.可选地，一所述隔离结构包括多个的隔离空气柱以及多个的隔离金属柱；所述隔离空气柱的数量多于所述隔离金属柱的数量；所述多个的隔离空气柱呈矩形排布设于一毫米波天线单元的外围，所述隔离金属柱之间间隔一定距离的排布设于所述一毫米波天线单元的边缘位置。
12.可选地，所述横向槽的数量为4，所述毫米波天线单元的数量为2*4；一所述毫米波天线单元对应20个的隔离空气柱以及2-4个的隔离金属柱，其中，每4个隔离空气柱排布构成一直角，所述隔离金属柱分别设于所述直角内。
13.可选地，所述毫米波天线阵列还包括与所述毫米波天线单元数量相等的探针馈电结构；所述探针馈电结构贯穿所述多层介质板的设于各个毫米波天线单元中间。
14.可选地，所述缝隙馈电结构包括一第一长缝隙和多个第二长缝隙；所述多个第二长缝隙等距离的排布设于第一长缝隙上，且与所述第一长缝隙相垂直，所述多个第二长缝隙与所述多个横向槽在所述叠加方向上一一对应。
15.可选地，所述共口径天线还包括设于所述最后一层介质板的背面上的3.5g微带馈电结构；所述3.5g微带馈电结构包括一第三长缝隙和多个第四长缝隙；所述多个第四长缝隙与所述第三长缝隙相垂直；在所述叠加方向上，所述第四长缝隙与所述第二长缝隙相垂直。
16.可选地，所述3.5g微带馈电结构位于所述最后一层介质板的中间位置；所述第四长缝隙的数量为2；在所述叠加方向上，所述第四长缝隙至少与两个所述第二长缝隙相交。
17.可选地，所述共口径天线还包括多个金属接地柱；所述金属接地柱贯穿所述多层介质板的设于所述多层介质板的边缘位置。
18.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种5g终端，包括上述的共口径天线。
19.根据本发明实施例的5g终端，其采用共口径天线结构，能够做到同时覆盖低频和毫米波频段，实现结构紧凑、天线隔离度高以及空间利用率高。
附图说明
20.图1为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的整体结构示意图一；
21.图2为本发明实施例所述多层介质板的层级结构示意图；
22.图3为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的整体结构示意图二；
23.图4为本发明实施例所述低频天线阵列中缝隙天线的结构示意图；
24.图5为本发明实施例所述低频天线阵列中缝隙馈电结构的结构示意图；
25.图6为本发明实施例所述低频天线阵列中的缝隙天线的s参数曲线图；
26.图7为本发明实施例所述低频天线阵列中的缝隙天线的增益曲线图；
27.图8为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的俯视视角的结构示意图；
28.图9为本发明实施例所述毫米波天线阵列的结构示意图；
29.图10为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的整体结构透视图一；
30.图11为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的整体结构透视图二；
31.图12为本发明实施例所述毫米波天线单元的s参数及其增益曲线图；
32.图13为本发明实施例所述低频缝隙天线与毫米波天线耦合影响中低频天线的耦合影响曲线图；
33.图14为本发明实施例所述低频缝隙天线与毫米波天线耦合影响中毫米波天线的耦合影响曲线图；
34.图15为本发明实施例所述毫米波天线阵列中毫米波天线单元横向之间的隔离度曲线图；
35.图16为本发明实施例所述毫米波天线阵列中毫米波天线单元纵向之间的隔离度曲线图；
36.图17为本发明实施例所述毫米波天线的扫描情况示意图。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
38.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
39.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
40.请参阅图1至图11。图1为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的整体结构示意图一。如图1所示，本发明实施例提供一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线，包括多层介质板1、低频天线阵列2和毫米波天线阵列3；
41.图2为本发明实施例所述多层介质板的层级结构示意图。如图2所示，所述多层介质板1包括第一层介质板1-1、中间介质板1-2以及最后一层介质板1-3。所述第一层介质板1-1和所述最后一层介质1-3板均为金属介质板；所述中间介质板1-2由一层介质板构成或者由至少两层介质板构成。在一具体实施方式中，所述多层介质板1的层级结构如图2所示，包括第一层介质arlon tc600、第二层arlon 25fr、第三层arlon tc600以及第四层arlon tc350。
42.图3为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的整体结构示意图二；图4为本发明实施例所述低频天线阵列中缝隙天线的结构示意图；图5为本发
明实施例所述低频天线阵列中缝隙馈电结构的结构示意图。如图3所示，本实施例所述低频天线阵列2包括缝隙天线21以及缝隙馈电结构22。所述缝隙天线21的结构如图4所示，所述缝隙天线21由多个相通的横向槽21-1构成(图4所示包括4个横向槽21-1)，所述缝隙天线21设于所述多层介质板1中第一层介质板1-1的正面。可选地，可以通过在所述第一层介质板1-1的正面上印刷出所述横向槽21-1以获取所述缝隙天线21。所述缝隙馈电结构22的结构如图5所示，所述缝隙馈电结构22设于所述多层介质板1中最后一层介质板1-3的正面。可选地，同样可以通过在所述最后一层介质板1-3的正面上印刷得到所述缝隙馈电结构22。同时，请参阅图1，在所述多层介质板1的叠加方向e上(可以简单理解为由所述多层介质板的俯视视角上看)，所述缝隙馈电结构22与所述缝隙天线21相对应，以实现低频馈电。可以理解，所述的相对应，具体指的是缝隙馈电结构22与所述缝隙天线21二者在位置上和/或形状相对应。优选地，缝隙馈电结构22与所述缝隙天线21二者的中心点位置相近或相重合，并且形状相类似，通过“嵌套”构造获取最佳馈电效果。
43.在一些具体实施方式中，如图4所示，所述缝隙天线21的形状为两端未凸出的“卌”字型；相应的，如图5所示，所述缝隙馈电结构22的形状也为两端未凸出的“卌”字型。如图3所示，由所述多层介质板1的俯视视角上看，所述缝隙馈电结构22与所述缝隙天线21相叠加。在一具体示例中，由所述多层介质板的俯视视角上看，所述缝隙馈电结构22嵌套在所述缝隙天线21内。在一具体示例中，由所述多层介质板1的俯视视角上看，所述缝隙天线21的中心点与所述缝隙馈电结构22的中心点相重合。在一具体示例中，如图3所示，由所述多层介质板1的俯视视角上看，所述缝隙天线21的横向槽21-1与所述缝隙馈电结构22的横向缝隙22-1一一对应，即所述缝隙馈电结构22的各个横向缝隙22-1分别位于所述缝隙天线21的各个横向槽21-1内。在一优选具体示例中，如图3所示，所述缝隙天线21和所述缝隙馈电结构22均呈“卌”字型，由所述多层介质板1的俯视视角上看，所述缝隙天线21的中心点与所述缝隙馈电结构22的中心点相重合，且所述缝隙馈电结构22的各个横向缝隙22-1分别位于所述缝隙天线21的各个横向槽21-1内。
44.在一些具体实施方式中，如图5所示，所述缝隙馈电结构22包括一第一长缝隙22-1和多个第二长缝隙22-2；所述多个第二长缝隙22-2等距离的排布设于第一长缝隙22-1上，且与所述第一长缝隙22-1相垂直，所述多个第二长缝隙22-2与所述多个横向槽21-1(图4所示)在所述叠加方向e上一一对应。
45.所述低频天线阵列中的缝隙天线的s参数及其增益曲线分别如图6和图7所示。通过图6-图7可以发现，所述缝隙天线作为本发明共口径天线中的低频天线，其s参数为3.15-3.9ghz，覆盖n78(3.3-3.8ghz)频段。在本发明的实施例中，所述缝隙天线与所述缝隙馈电结构一起辐射构成宽频特性，以使得其增益曲线表面在n78频段内表现出高增益宽带的性能。其具体实现原理为：缝隙天线作为低频天线在3.2g辐射表现出宽频性能(即图6中3.2ghz频率处的谐振由缝隙天线辐射产生)；缝隙馈电结构既作为缝隙天线的馈电结构，本身也作为天线在辐射，具体在3.8g辐射表现出宽频特性(即图6中3.8ghz频率处的谐振由缝隙馈电结构作为天线辐射产生)，这两个谐振构成宽频特性，在n78频段内表现出高增益的性能。
46.图8为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的俯视视角的结构示意图。参阅图1和图8可知，本实施例所述毫米波天线阵列3包括多个毫米波天线
单元31(图8所示虚线框)和多个隔离结构32；所述多个毫米波天线单元31和所述多个隔离结构32排布设于所述多层介质板的中间介质板上，每个所述毫米波天线单元31对应设有一所述隔离结构32，即言，毫米波天线单元31与所述隔离结构32的数量相等。在所述叠加方向e上，所述多个毫米波天线单元31与所述缝隙天线21相对应，且所述多个毫米波天线单元31与所述缝隙馈电结构22无重叠。可以理解为，由所述多层介质板的俯视视角上看，所述多个毫米波天线单元31位于所述缝隙天线21内，并且与缝隙馈电结构22不存在重叠。需要特别说的是，所述低频天线阵列中的缝隙馈电结构22即作为低频天线(缝隙天线)的馈电结构，又作为毫米波天线的去耦合结构。
47.在一些具体实施方式中，毫米波天线单元为dra天线，集成在所述多层介质板中；优选地，每个毫米波天线单元的大小为2.3*2.3*2.3mm，dk＝10。
48.在一些具体实施方式中，参阅图1和图8可知，每两个所述毫米波天线单元31与一所述横向槽21-1相对应，所述毫米波天线单元31具体对应所述横向槽21-1靠近端部的位置。即言，缝隙天线21的每个横向槽21-1内均设有两个毫米波天线单元31，这两个毫米波天线单元31分别位于横向槽21-1靠近其端部的位置。在此，毫米波天线单元21的排布将基于横向以及纵向都具有对称性，并且毫米波天线单元21之间均间隔一定距离分布，因此毫米波天线单元21之间的隔离度也较高。
49.在一些具体实施方式中，请参阅图9，图9为本发明实施例所述毫米波天线阵列的结构示意图。所述隔离结构32具体包括多个的隔离空气柱32-1以及多个的隔离金属柱32-2；所述隔离空气柱32-1的数量多于所述隔离金属柱32-2的数量。如图9所示，所述多个的隔离空气柱32-1呈矩形排布设于一毫米波天线单元21(图中方框仅做示意，实际并不存在该方框)的外围，以起到去除介质板的表面波效益的作用；所述隔离金属柱32-2之间间隔一定距离的排布设于所述一毫米波天线单元21的边缘位置，同所述缝隙馈电结构一起作用去除毫米波天线对应之间的耦合。其中，所述外围指的是毫米波天线单元的外部周边。可以理解，所述隔离空气柱位于毫米波天线单元的外部周边，所述隔离金属柱位于毫米波天线单元的内部边缘位置，前者将毫米波天线单元整体“隔离”起来，二者的配合使用又能降低毫米波天线单元之间的耦合度，至少可以降低至-45db。作为一优选具体示例，如图9所示，所述多个的隔离空气柱32-1分别形成四个“直角”以整体呈现出“矩形框”将毫米波天线单元“框”起来；而多个的隔离金属柱32-2被配置为一一置于上述的“直角”内。
50.请参阅图10和图11，其中，图10为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的最后一层介质板的结构组成示意图；图11为本发明实施例一种覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线的整体结构透视图。
51.如图10所示，本实施例的毫米波天线阵列3还包括探针馈电结构33。所述探针馈电结构33与所述多个毫米波天线单元21的数量相等。所述探针馈电结构33贯穿所述多层介质板1，与各个毫米波天线单元21一一对应的设置在毫米波天线单元21中间。
52.在此，所述毫米波天线阵列3使用的探针馈电结构33，与低频天线阵列2使用的缝隙馈电结构22相配合，能够使得二者的电流相垂直，从而大大提高低频与毫米波之间的隔离度。进一步地，再结合毫米波天线阵列中使用隔离空气柱所起到的隔离作用，将能够使得本发明实施例的共口径天线的天线隔离度得到显著提升。
53.在一些具体实施方式中，如图9和图10所示，所述共口径天线还包括设于最后一层
介质板1-3的背面上的3.5g微带馈电结构4；所述3.5g微带馈电结构4包括一第三长缝隙41和多个第四长缝隙42；所述多个第四长缝隙42与所述第三长缝隙41相垂直，多个第四长缝隙42位于第三长缝隙41左右两边的距离均相等；同时，在所述叠加方向e上，所述第四长缝隙42与所述第二长缝隙22-2相垂直。可选地，所述3.5g微带馈电结构4位于所述最后一层介质板1-3的中间位置；所述第四长缝隙42的数量为2；在所述叠加方向e上，所述第四长缝隙42至少与两个所述第二长缝隙22-2相交。
54.在一些具体实施方式中，如图1、图3、图8、图10和图11所示，所述共口径天线还包括多个金属接地柱5；所述金属接地柱5贯穿所述多层介质板1的设于所述多层介质板1的边缘位置。即言，如图3所示，贯通所述多层介质板1的金属接地柱5将使得第一层介质板1-1和最后一层介质板1-3之间形成背腔结构，从而为所述共口径天线增加0.5-1db的增益。
55.请参阅1-图5、图8-图10和图11，本发明基于上述实施例还提供一优选实施例。
56.本实施例提供一种能够覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线。所述共口径天线包括多层介质板1、低频天线阵列2和毫米波天线阵列3。其中，所述多层介质板1的厚度可选为2.3mm厚。
57.如图3至图5所示，所述低频天线阵列包括3.5g缝隙天线21以及缝隙馈电结构22；所述3.5g缝隙天线21集成在所述多层介质板1中第一层介质板1-1的正面；所述缝隙馈电结构22集成于所述多层介质板1中最后一层介质板1-3的正面；所述3.5g缝隙天线21和所述缝隙馈电结构22均为两端未凸出的“卌”字型。具体地，所述3.5g缝隙天线21由4个相通的横向槽21-1构成(也可以理解为是由4个横向槽等距离的垂直排列在一个纵向槽上构成)；所述缝隙馈电结构22包括一第一长缝隙22-1和4个第二长缝隙22-2；所述4个第二长缝隙22-2等距离的排布设于第一长缝隙22-1上，且与所述第一长缝隙22-1相垂直，同时4个第二长缝隙22-2位于第一长缝隙22-1左右两边的距离也均相等；并且，所述4个第二长缝隙22-2与所述4个横向槽21-1在所述叠加方向e上一一对应。即言，从多层介质板1的俯视视角上看，4个第二长缝隙22-2分别位于所述4个横向槽21-1内，第一长缝隙22-1位于连通4个横向槽21-1的纵向槽内。
58.如图8和图10所示，所述毫米波天线阵列包括2*4个毫米波天线单元31、与各个毫米波天线单元31一一对应的隔离结构32和探针馈电结构33。所述2*4个毫米波天线单元31、与各个毫米波天线单元31一一对应的隔离结构32和探针馈电结构33排布设于所述多层介质板1的中间介质板上。如图8、图10和图11所示，由所述多层介质板的俯视视角上看，所述2*4个毫米波天线单元31、与各个毫米波天线单元31一一对应的隔离结构32和探针馈电结构33集成在了缝隙天线中。
59.具体而言，如图9所示，所述毫米波天线单元31为26ghz的dra天线，大小为2.3x2.3x2.3mm，dk＝10。所述隔离结构32包括20个隔离空气柱32-1以及至少2个的隔离金属柱32-2；所述20个隔离空气柱32-1呈矩形排布设于毫米波天线单元31的外围，具体按照每5个隔离空气柱32-1构成一个直角，共四组直角构成一矩形设置在毫米波天线单元31的外部；而隔离金属柱32-2则分别设置在上述直角内，同时对应毫米波天线单元31的边缘位置。特别地，基于实际运用的差别，个别毫米波天线单元31中的隔离金属柱32-2个数为2，分别设于直角中。所述探针馈电结构33(图中为示出)为26ghz馈电口，分别设于各个毫米波天线单元31中间。
60.如图10所示，本实施例所述的共口径天线还包括设于所述最后一层介质板1-3背面上的3.5g微带馈电结构4；所述3.5g微带馈电结构4包括一第三长缝隙41和2个第四长缝隙42；所述第三长缝隙41具体由一段较宽的缝隙和一段较窄的缝隙连接而成；所述2个第四长缝隙42排布设在所述第三长缝隙41中较宽的缝隙上且与其相垂直；由多层介质板的俯视视角上看，2个第四长缝隙42延伸至缝隙馈电结构22中位于中间的两个第二长缝隙22-2之外并与之相垂直，但与第一长缝隙22-1不相重叠。
61.本实施例所述的共口径天线还包括多个金属接地柱5；所述金属接地柱5贯穿所述多层介质板，使得多层介质板中的第一层介质板1-1和最后一层介质板1-3之间构成背腔结构；所述金属接地柱5设于所述多层介质板1的边缘位置，具体在多层介质板的两侧边分别设置9个金属接地柱5，所述两侧边具体是与所述第一长缝隙22-1相平行的两个侧边；同时，还将在多层介质板的另外两个侧边的中间位置分别设置3个金属接地柱5。优选地，所述缝隙天线21中对应这三个金属接地柱5的横向槽将被设计为“凹”形槽以适配这三个金属接地柱5。
62.请参阅图6-图7，图6和图7分别为本发明实施例所述低频天线阵列中的缝隙天线的s参数及其增益曲线。通过图6和图7可以发现，所述缝隙天线作为本发明共口径天线中的低频天线，其s参数为3.15-3.9ghz，覆盖n78(3.3-3.8ghz)频段。在本发明的实施例中，所述缝隙天线与所述缝隙馈电结构一起辐射构成宽频特性，以使得其增益曲线表面在n78频段内表现出高增益宽带的性能。其具体实现原理为：缝隙天线作为低频天线在3.2g辐射表现出宽频性能(即图6中3.2ghz频率处的谐振由缝隙天线辐射产生)；缝隙馈电结构既作为缝隙天线的馈电结构，本身也作为天线在辐射，具体在3.8g辐射表现出宽频特性(即图6中3.8ghz频率处的谐振由缝隙馈电结构作为天线辐射产生)，这两个谐振构成宽频特性，在n78频段内表现出高增益的性能。
63.请参阅图12，图12为本发明实施例所述毫米波天线单元的s参数及其增益曲线图。其中，位于上方的曲线对照右侧坐标进行参看，即增益坐标；下方的曲线对照左侧坐标进行查看，即s参数坐标。可以发现，其覆盖n258频段在内增益较高。这是由于所述多个毫米波天线单元本身的增益大约有6.5db以上，同时结合多层介质板的背腔结构将再给毫米波天线增加0.5-1db的增益。
64.请参阅图13和图14，图13和图14分别为本发明实施例所述低频缝隙天线与毫米波天线隔离/耦合影响中低频天线的隔离/耦合影响曲线示意图以及毫米波天线的隔离/耦合影响曲线示意图。其中，s12、s13、s14、s15中的数字1表示低频缝隙天线的端口激励，数字2至5分别表示图8中的毫米波天线单元u2至u5的端口激励。相应地，图13中s12至s15则分别表示低频天线与相应位置的毫米波天线单元之间的隔离度。例如，s12表示低频缝隙天线与u2毫米波天线单元之间的隔离度。可以发现，低频天线隔离度均在-45db以下；毫米波天线隔离度均在-15db以上，二者都是高隔离度，说明本实施例的低频与毫米波天线隔离度较高，二者互不影响。可以理解，低频与毫米波天线共存一般是低频影响毫米波，毫米波不会影响低频(因为毫米波天线尺寸太小，低频天线尺寸太大，影响低频比需是你的结构尺寸与低频尺寸相当)。在本实施例中，低频与毫米波的隔离度比较好的原因在于：1、毫米波天线单元周边设置有隔离空气柱以起到隔离作用；2、毫米波用探针馈电结构进行馈电；低频用缝隙馈电结构进行馈电，这将使得毫米波与低频的电流会相垂直，因而隔离度就会提高，具
体请参阅图11。
65.请参阅图15和图16，图15和图16分别为本发明实施例所述毫米波天线阵列中毫米波天线单元横向与纵向之间的隔离度示意图。其中，s26、s37、s23、s34中的数字分别对应图8中相应位置的毫米波天线单元。例如，s26表示图8中u2与u6毫米波天线单元之间的隔离度。如此，由图15和图16可以发现，由于毫米波天线单元的对称性，横向毫米波天线单元之间，即对应图8中u2与u6毫米波天线单元、u3与u7毫米波天线单元、u4与u8毫米波天线单元以及u5与u9毫米波天线单元之间的隔离度均在-45db以下。这是由于毫米波天线单元的隔离结构，即隔离空气柱和隔离金属柱之间耦合降低到-45db。由图8可以发现，由于毫米波天线单元的对称性，纵向毫米波天线单元之间，即对应图8中的u2与u3毫米波天线单元、u3与u4毫米波天线单元、u4与u5毫米波天线单元以及另一侧的u6与u7毫米波天线单元
…
的隔离度可以发现均在-20db以下。这是由于低频天线阵列中的缝隙馈电结构影响毫米波天线单元之间的电流分布而使得毫米波天线单元之间的隔离度变好所产生的。
66.请参阅图17，图17为本发明实施例所述毫米波天线的扫描情况示意图。由图17可以发现，毫米波天线的扫描角为+-40度。
67.由此可见，本发明实施例所述的共口径天线可以覆盖5g终端中低频n78频段和mmwave(毫米波频段)，同时又具有结构紧凑、天线隔离高、空间利用率高等特点。
68.本发明实施例还提供一种5g终端，其包括上述任一实施例所述的共口径天线，以使得该5g终端可以同时覆盖低频n78频段和mmwave(毫米波频段)；同时，其天线结构还具有结构紧凑、天线隔离高、空间利用率高等特点。
69.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
70.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
71.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
72.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
73.应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权
利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
74.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
75.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
76.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
77.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
78.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
79.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
80.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.覆盖5g终端中低频和毫米波频段的共口径天线，其特征在于，包括多层介质板、低频天线阵列和毫米波天线阵列；所述低频天线阵列包括缝隙天线以及缝隙馈电结构；所述缝隙天线由多个相通的横向槽构成，所述缝隙天线设于所述多层介质板中第一层介质板的正面；所述缝隙馈电结构设于所述多层介质板中最后一层介质板的正面，所述缝隙馈电结构与所述缝隙天线在所述多层介质板的叠加方向上相对应；所述毫米波天线阵列包括多个毫米波天线单元和多个隔离结构；所述多个毫米波天线单元和所述多个隔离结构排布设于所述多层介质板的中间介质板上，每个所述毫米波天线单元对应设有一所述隔离结构；在所述叠加方向上，所述多个毫米波天线单元与所述缝隙天线相对应，且所述多个毫米波天线单元与所述缝隙馈电结构无重叠。2.根据权利要求1所述的共口径天线，其特征在于，在所述叠加方向上，所述缝隙馈电结构位于所述缝隙天线内，以及每两个所述毫米波天线单元与一所述横向槽相对应，所述毫米波天线单元具体对应所述横向槽靠近端部的位置。3.根据权利要求1所述的共口径天线，其特征在于，一所述隔离结构包括多个的隔离空气柱以及多个的隔离金属柱；所述隔离空气柱的数量多于所述隔离金属柱的数量；所述多个的隔离空气柱呈矩形排布设于一毫米波天线单元的外围，所述隔离金属柱之间间隔一定距离的排布设于所述一毫米波天线单元的边缘位置。4.根据权利要求3所述的共口径天线，其特征在于，所述横向槽的数量为4，所述毫米波天线单元的数量为2*4；一所述毫米波天线单元对应20个的隔离空气柱以及2-4个的隔离金属柱，其中，每4个隔离空气柱排布构成一直角，所述隔离金属柱分别设于所述直角内。5.根据权利要求1所述的共口径天线，其特征在于，所述毫米波天线阵列还包括与所述毫米波天线单元数量相等的探针馈电结构；所述探针馈电结构贯穿所述多层介质板的设于各个毫米波天线单元中间。6.根据权利要求1所述的共口径天线，其特征在于，所述缝隙馈电结构包括一第一长缝隙和多个第二长缝隙；所述多个第二长缝隙等距离的排布设于第一长缝隙上，且与所述第一长缝隙相垂直，所述多个第二长缝隙与所述多个横向槽在所述叠加方向上一一对应。7.根据权利要求6所述的共口径天线，其特征在于，所述共口径天线还包括设于所述最后一层介质板的背面上的3.5g微带馈电结构；所述3.5g微带馈电结构包括一第三长缝隙和多个第四长缝隙；所述多个第四长缝隙与所述第三长缝隙相垂直；在所述叠加方向上，所述第四长缝隙与所述第二长缝隙相垂直。8.根据权利要求7所述的共口径天线，其特征在于，所述3.5g微带馈电结构位于所述最后一层介质板的中间位置；所述第四长缝隙的数量为2；在所述叠加方向上，所述第四长缝隙至少与两个所述第二长缝隙相交。9.根据权利要求1所述的共口径天线，其特征在于，所述共口径天线还包括多个金属接地柱；所述金属接地柱贯穿所述多层介质板的设于所述多层介质板的边缘位置。10.一种5g终端，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的共口径天线。

技术总结
本发明提供覆盖5G终端中低频和毫米波频段的共口径天线、终端，共口径天线包括多层介质板、低频天线阵列和毫米波天线阵列；低频天线阵列包括缝隙天线以及缝隙馈电结构；缝隙天线由多个相通的横向槽构成，缝隙天线设于第一层介质板；缝隙馈电结构设于最后一层介质板，缝隙馈电结构与缝隙天线在多层介质板的叠加方向上相对应；毫米波天线阵列包括多个毫米波天线单元和多个隔离结构，二者排布设于多层介质板的中间介质板上，每个毫米波天线单元对应设有一隔离结构；在叠加方向上，多个毫米波天线单元与缝隙天线相对应，且多个毫米波天线单元与缝隙馈电结构无重叠。所述共口径天线可以实现结构紧凑、天线隔离度高以及空间利用率高。高。高。


技术研发人员：赵伟
受保护的技术使用者：深圳市信维通信股份有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/7/22