[发明专利]一种用于移动终端的毫米波双极化天线

说明书

本发明公开了一种用于移动终端的毫米波双极化天线，由一个基于半开放式基片集成波导谐振腔的磁偶极子天线单元和一个基片集成波导作为馈电巴伦的电偶极子天线单元共同组成。采用三付天线分别安装于设备的左侧、右侧和上侧，可以满足终端设备超过半球的三维空间信号覆盖需求，并提供双极化特性。

技术领域

本发明涉及一种用于移动终端的毫米波双极化天线，属于无线通信技术领域。

背景技术

作为无线通信系统的重要器件之一，毫米波天线或天线阵列的性能直接决定了系统可达到的性能水准。而对于终端设备，更要求其所使用天线，除了能满足传统的带宽和增益指标外，还需要具备小型化、宽波束覆盖等特点；特别的，如果该天线还能具备端射辐射特性，则可以带来更多诸如提高能量利用率、减少天线与设备内部电路之间干扰等额外益处。

双极化(两种相互正交的线极化)天线因其在对抗信道干扰的优势，在诸多应用场合收到青睐，在毫米波频段实现双极化的端射辐射也是目前的研究热点。

针对手机或平板电脑等终端应用场景，其信号辐射的全方位覆盖能力也很有实际意义。然而使用单一天线或者单一天线阵列，并不能满足手持终端设备信号在整个三维空间上半球面全方位覆盖的需求。对于这一实际问题，业界到目前为止还没有明确的解决方案，但随着5G毫米波通信系统的疾速发展，提出一种终端设备信号辐射全方位覆盖解决方案的必要性和实际意义不言而喻。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术方案之不成熟而提供的一种能集成在终端设备中的毫米波双极化天线，在性能上具有端射辐射特性且能提双极化辐射，在结构上具有低轮廓、轻质材、易集成和共形方便等优点；特别的，在应用到手机或平板电脑等移动终端设备上时，使终端辐射信号覆盖超过半球空间。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于移动终端的毫米波双极化天线，包括一个基于半开放式基片集成波导谐振腔的磁偶极子天线单元和一个基片集成波导作为馈电巴伦的电偶极子天线单元，由所述磁偶极子天线单元和电偶极子天线单元进行层压并交替使用形成毫米波双极化天线。

进一步的，所述磁偶极子天线单元的辐射由一个一边开放的半开放式基片集成波导谐振腔形成，该半开放式基片集成波导谐振腔由探针馈电；

所述电偶极子天线单元的辐射由印刷阵子形成，该印刷阵子通过基片集成波导构成的馈电巴伦进行馈电。

进一步的，所述电偶极子天线单元设置1个或多个大小相同的印刷阵子，并通过金属化过孔进行连接。

进一步的，所述磁偶极子天线单元和电偶极子天线分别独立设有微带线，通过各自的微带线分别进行激励。

进一步的，所述探针由金属化过孔实现。

进一步的，所述磁偶极子天线单元包括第一介质板、第一微带线、分别设置在第一介质板上、下表面的第一金属地板、第二金属地板和包含于第一介质板中的第一金属化过孔群，该第一金属化孔群构成半开放式基片集成波导谐振腔；该半开放式基片集成波导谐振腔由探针馈电，该探针由第一微带线连接至微波转接头；

所述电偶极子天线单元还包括第二介质板、第二微带线、设置在第二介质板上表面的第三金属地板和包含于第二介质板中的第二金属化过孔群，该第二金属化过孔群构成基片集成波导馈电巴伦；所述第二微带线中传输的信号通过第二微带线和转换结构耦合进入基片集成波导馈电巴伦；

所述第一微带线和第二微带线均设置在第二介质板下表面。

进一步的，在所述第二金属地板上开设有一大于探针投影面积的挖空区域，该挖空区域的位置与探针设置位置相对应。

进一步的，本发明的双极化天线可安装在移动终端设备的各方位上。

有益效果：本发明的基于磁偶极子辐射和电偶极子辐射组合的端射双极化毫米波天线，具有以下特点：