终端毫米波天线及移动终端的制作方法

1.本发明涉及通讯技术领域，特别涉及一种终端毫米波天线及移动终端。


背景技术：

2.5g终端中实现毫米波天线的设计是一个难点，尤其是在金属边框结构下实现毫米波天线阵列设计难度更大。且增益有限，传统贴片天线在终端中仅能设计四单元阵列，主波束增益无法达到15dbi以上。传统贴片天线需要使用微带线馈电，微带线是半开放结构，随着天线单元数量增加，则微带线馈电线的长度增加，则半开放的结构长度增加时能量耗损增加，因此过多的天线单元时能量耗损增加，整体增益提升不明显，很难达到15dbi以上。
3.有鉴于此，本发明确有必要提出一种新型的终端毫米波天线及移动终端，以解决上述问题，


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种终端毫米波天线，能够使得毫米波天线整体的辐射增益有效提高。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种终端毫米波天线，所述终端毫米波天线包括基板、与所述基板连接的天线辐射单元以及与所述天线辐射单元电性连接馈电结构；所述天线辐射辐射单元包括在所述基板上开设并形成有第一缝隙天线和第二缝隙天线，所述第一缝隙天线和第二缝隙天线相互交错排列。
6.作为本发明的进一步改进，所述第一缝隙天线和所述第二缝隙天线组成缝隙天线组，若干个所述缝隙天线组依次顺序排列形成缝隙阵列天线。
7.作为本发明的进一步改进，所述馈电结构设置在所述缝隙阵列天线的中间位置处，以增强天线的辐射增益。
8.作为本发明的进一步改进，所述天线辐射单元呈矩形状设置，所述馈电结构也呈矩形状设置，且所述馈电结构与所述天线辐射单元相互垂直设置。
9.作为本发明的进一步改进，所述终端毫米波天线放置在移动终端的侧边上，所述终端毫米波天线的长度范围为130-150mm，宽度范围为60-80mm；所述馈电结构的长度范围为38.9mm
±
10％，宽度范围为14.0mm
±
10％。
10.作为本发明的进一步改进，所述终端毫米波天线的长度配置为130mm，宽度配置为60mm。
11.作为本发明的进一步改进，所述第一缝隙天线和所述第二缝隙天线呈中心对称设置。
12.作为本发明的进一步改进，所述第一缝隙天线和所述第二缝隙天线相互平行设置，且所述第二缝隙天线位于所述第一缝隙天线的右下方45
°
的位置处。
13.作为本发明的进一步改进，所述第一缝隙天线和第二缝隙天线的长度范围均为13.8mm
±
10％，宽度范围为1.45mm
±
10％。
14.本发明的目的在于提供一种移动终端，以更好地应用上述终端毫米其特征在于：所述移动终端包括前述的终端毫米波天线。
15.本发明通过提供一种终端毫米波天线，所述终端毫米波天线包括基板、与所述基板连接的天线辐射单元以及与所述天线辐射单元电性连接馈电结构；所述天线辐射辐射单元包括在所述基板上开设并形成有第一缝隙天线和第二缝隙天线，所述第一缝隙天线和第二缝隙天线相互交错排列。本发明终端毫米波天线采用了开缝隙天线方式实现辐射，能够使得毫米波天线整体的辐射增益有效提高。
附图说明
16.图1为本发明的终端毫米波天线的结构示意图；
17.图2为本发明的终端毫米波天线的反射系数仿真结果图；
18.图3为本发明的终端毫米波天线的辐射效率随频率变化的仿真结果图；
19.图4为本发明的终端毫米波天线在24ghz频点的3d方向仿真结果图。
20.其中，各附图标记说明如下：
21.终端毫米波天线100，第一缝隙天线11，第二缝隙天线12，馈电结构20。
具体实施方式
22.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的终端毫米波天线100及移动终端作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
23.本发明提供了一种终端毫米波天线100，该终端毫米波天线100是基于波导缝隙构成的阵列天线，可以适用于终端天线的金属边框上布局毫米波天线，且有效提高了天线整体的增益。在现有技术中，5g终端中实现毫米波天线的设计是难点，尤其是在金属边框结构下实现毫米波天线阵列设计难度更大。且增益有限，传统贴片天线在终端中仅能设计四单元阵列，主波束增益无法达到15dbi以上。传统贴片天线需要使用微带线馈电，微带线是半开放的结构，随着天线单元数量增加，则微带线馈电线的长度增加，则半开放的结构长度增加时能量耗损增加，因此过多的天线单元时能量损耗增加，整体增益提升不明显，很难达到15dbi以上。
24.基片集成波导(siw)是一种立体的周期性结构，它可利用pcb、ltcc等集成工艺获得，并可通过金属通孔或者空气过孔限制向外辐射的电磁波，从而代替传统矩形金属波导或非辐射介质波导(nrd)的集成类波导结构。
25.本发明的终端毫米波天线100，其可以应用于移动终端上，具体的，本发明的终端毫米波天线100可以放置在金属边框移动终端的任意边框上，具体需要根据实际移动终端不同天线的整体布局综合考虑，因此实际的移动终端中不同边框要设计成不同的天线。比如，本发明的终端毫米波结构可以布置在长边框的一侧，也可以布置在短边框的一侧，又或者是可以同时设置在多个边框上。
26.如图1所示，本发明终端毫米波天线100包括基板、与基板连接的天线辐射单元以及与天线辐射单元电性连接的馈电结构20。天线辐射单元包括在基板上开设并形成有第一
缝隙天线11和第二缝隙天线12。本发明的终端毫米波天线100放置在移动终端的侧边上，优选地，本发明的基板优选金属材质的基板，本发明的终端毫米波天线100放置在移动终端的右侧长边上，其终端毫米波天线100的长度范围为130-150mm，宽度范围为60-80mm；馈电结构20的长度范围为38.9mm
±
10％，宽度范围为14.0mm
±
10％。优选地，本发明的毫米波天线的长度配置为130mm，宽度配置为60mm。在上述尺寸的下，本发明的高增益毫米波天线均能够放置在金属边框手机的长边一侧。
27.本发明终端毫米波天线100包括天线辐射单元，该天线辐射单元包括第一缝隙天线11和第二缝隙天线12，第一缝隙天线11和第二缝隙天线12相互交错排列，且第一缝隙天线11和第二缝隙天线12呈中心对称设置。具体地，第一缝隙天线11和第二缝隙天线12相互平行设置，且第二缝隙天线12位于第一缝隙天线11的右下方45
°
的位置处。本发明中的第一缝隙天线11和第二缝隙天线12的长度范围均为13.8mm
±
10％，宽度范围为1.45mm
±
10％。进一步地，第一缝隙天线11和第二缝隙天线12组成缝隙天线组，若干个缝隙天线组依次顺序排列组成缝隙阵列天线，如此设置，相比较传统直线阵排列，本阵列单元缝隙天线交错排布，在实现小型化的同时，能够同时实现更高的增益。为了实现本发明中波导缝隙天线，缝隙天线一般需要siw工艺或3d打印工艺实现。其他的终端外壳结构根据实际终端外观和鲁棒特性要求，可以是金属，也可以是非金属。
28.本发明的馈电结构20设置在所述缝隙阵列天线的中间位置处，以增强天线的辐射增益。也就是说，本发明的终端毫米波天线100的天线辐射单元即缝隙阵列天线的中间位置处，设有与所述天线辐射单元连接的馈电结构20。优选地，本发明的天线辐射单元呈矩形状设置，馈电结构20也呈矩形状设置，且该馈电结构20与天线辐射单元相互垂直设置。如此，实现了整体阵列天线的高增益的效果，与现有的馈电结构20不同的是，本发明终端毫米波天线100的馈电结构20是在整个天线辐射单元的长边缝隙阵列天线的中间馈电，如此天线的能量沿着中间向左右两边的缝隙分别辐射，辐射过程中能量会衰减，因此本发明中天线辐射单元的馈电结构20在中间位置处可以减小衰减。然而，现有技术中的馈电结构20是设置在端部，比如设置在最左侧或是最右侧，即使用的边缘馈电方式，这样馈电后，缝隙天线在辐射过程中的衰减将会增大，降低整体增益，简而言之，即天线整体的波段损耗会非常大。本发明的馈电结构20设置在天线辐射单元的中间位置处，可以减小天线在辐射过程波段损耗。
29.由于缝隙波导天线的电磁波是周期性结构，因此只是关注其相对相位差，所以现有的缝隙波导天线一端馈电的方式和本发明的终端毫米波天线100的馈电结构20设置在天线辐射单元的中间位置处的馈电方式，两者的绝对相位差可能不一样，但是相对相位差是一致的。由此可以知道，本发明的终端毫米波天线100的中间馈电方式不但能够满足移动终端的实际应用，而且还能够提升终端天线的整体辐射效率，减少增益衰减。
30.为了能够说明本发明的终端毫米波天线100可以提升天线整体的增益，且波段损耗减小，本发明给出了终端毫米波天线100的反射系数仿真结果图。如图2所示，从图中可以看出，本发明终端毫米波天线100在24ghz附件实现了良好谐振。本发明还给出了终端毫米波天线100的效率随频率变化的仿真结果，如图3所示，从图中可以看出，终端毫米波天线100的辐射效率带内基本大于90，总效率在24-25ghz范围内大于50％，由此可以说明终端毫米波天线100实现了良好的谐振。本发明还给出了终端毫米波天线100的在24ghz频点的3d
方向图仿真结果，如图4所示，从图中可以看出，本方向图的仿真结果增益达到了17.55dbi以上，实现了良好的高增益辐射特性。
31.综上所述，本发明通过提供一种终端毫米波天线100，所述终端毫米波天线100包括基板、与所述基板连接的天线辐射单元以及与所述天线辐射单元电性连接馈电结构20；所述天线辐射辐射单元包括在所述基板上开设并形成有第一缝隙天线11和第二缝隙天线12，所述第一缝隙天线11和第二缝隙天线12相互交错排列。本发明终端毫米波天线100采用了开缝隙天线方式实现辐射，能够使得毫米波天线整体的辐射增益有效提高。
32.需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。
33.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

技术特征：
1.一种终端毫米波天线，其特征在于：所述终端毫米波天线包括基板、与所述基板连接的天线辐射单元以及与所述天线辐射单元电性连接馈电结构；所述天线辐射辐射单元包括在所述基板上开设并形成有第一缝隙天线和第二缝隙天线，所述第一缝隙天线和第二缝隙天线相互交错排列。2.根据权利要求1所述的终端毫米波天线，其特征在于：所述第一缝隙天线和所述第二缝隙天线组成缝隙天线组，若干个所述缝隙天线组依次顺序排列形成缝隙阵列天线。3.根据权利要求2所述的终端毫米波天线，其特征在于：所述馈电结构设置在所述缝隙阵列天线的中间位置处，以增强天线的辐射增益。4.根据权利要求3所述的终端毫米波天线，其特征在于：所述天线辐射单元呈矩形状设置，所述馈电结构也呈矩形状设置，且所述馈电结构与所述天线辐射单元相互垂直设置。5.根据权利要求1所述的终端毫米波天线，其特征在于：所述终端毫米波天线放置在移动终端的侧边上，所述终端毫米波天线的长度范围为130-150mm，宽度范围为60-80mm；所述馈电结构的长度范围为38.9mm
±
10％，宽度范围为14.0mm
±
10％。6.根据权利要求5所述的终端毫米波天线，其特征在于：所述终端毫米波天线的长度配置为130mm，宽度配置为60mm。7.根据权利要求1所述的终端毫米波天线，其特征在于：所述第一缝隙天线和所述第二缝隙天线呈中心对称设置。8.根据权利要求1所述的终端毫米波天线，其特征在于：所述第一缝隙天线和所述第二缝隙天线相互平行设置，且所述第二缝隙天线位于所述第一缝隙天线的右下方45
°
的位置处。9.根据权利要求8所述的终端毫米波天线，其特征在于：所述第一缝隙天线和第二缝隙天线的长度范围均为13.8mm
±
10％，宽度范围为1.45mm
±
10％。10.一种移动终端，其特征在于：所述移动终端包括权利要求1-9中任意一项所述的终端毫米波天线。

技术总结
本发明提供一种终端毫米波天线，所述终端毫米波天线包括基板、与所述基板连接的天线辐射单元以及与所述天线辐射单元电性连接馈电结构；所述天线辐射辐射单元包括在所述基板上开设并形成有第一缝隙天线和第二缝隙天线，所述第一缝隙天线和第二缝隙天线相互交错排列。本发明终端毫米波天线采用了开缝隙天线方式实现辐射，能够使得毫米波天线整体的辐射增益有效提高。有效提高。有效提高。


技术研发人员：马磊
受保护的技术使用者：昆山睿翔讯通通信技术有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/8/5