[发明专利]天线单元、天线系统及电子装置

权利要求书

1.一种天线单元，其特征在于，包括：具有三维结构的螺旋天线，所述螺旋天线设置于载板的边缘区域；

所述螺旋天线包括至少一匝螺旋线圈，每匝螺旋线圈包括不在同一平面内的多个螺旋分段，所述多个螺旋分段分别设置于所述载板的多个层中；

所述载板还包括一个或多个接地平面，所述一个或多个接地平面覆盖所述载板的中间区域而暴露出所述载板的边缘区域，所述一个或多个接地平面通过沿所述载板的厚度方向贯穿所述载板的接触孔电气连接，所述一个或多个接地平面靠近所述载板的边缘区域处形成有向所述载板的中间区域缩进的缺口，所述螺旋天线的一部分设置于所述缺口暴露出的载板中。

2.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述载板包括至少两个金属层、以及介于所述两个金属层之间的非导电介质层，每匝螺旋线圈包括：首尾串接的第一螺旋分段、第二螺旋分段、第三螺旋分段和第四螺旋分段；

其中所述第一螺旋分段和所述第三螺旋分段沿平行于载板平面的方向分别设置于所述两个金属层中，所述第二螺旋分段和所述第四螺旋分段沿所述载板的厚度方向贯穿所述非导电介质层，以将所述第一螺旋分段和所述第三螺旋分段电气连接。

3.如权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述载板包括沿其厚度方向交替堆叠的多个非导电介质层和多个金属层，所述螺旋天线包括多匝螺旋线圈，所述多匝螺旋线圈的多个第一螺旋分段设置于相同或不同的金属层中，所述多匝螺旋线圈的多个第二螺旋分段分别设置于相同或不同的金属层中。

4.如权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述第一螺旋分段和所述第三螺旋分段均包括辐射臂，所述第二螺旋分段和所述第四螺旋分段包括填充有导电材料的通孔或盲孔，所述通孔或盲孔的两端分别与所述第一螺旋分段的辐射臂和所述第三螺旋分段的辐射臂电气连接。

5.如权利要求4所述的天线单元，其特征在于，所述第一螺旋分段和所述第三螺旋分段还包括焊垫，所述焊垫与所述辐射臂的一端电气连接，所述通孔或盲孔的两端分别与所述第一螺旋分段的焊垫和所述第三螺旋分段的焊垫电气连接。

6.如权利要求2所述的天线单元，其特征在于，所述第一螺旋分段和所述第三螺旋分段呈曲线状或直线状。

7.如权利要求6所述的天线单元，其特征在于，所述第一螺旋分段和所述第三螺旋分段呈三角函数曲线状或对数函数曲线状。

8.如权利要求6所述的天线单元，其特征在于，所述第一螺旋分段和所述第三螺旋分段在所述载板平面上的投影呈锐角。

9.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元工作于轴向辐射模式、或法向辐射模式与轴向辐射模式的混合辐射模式；

其中，在所述轴向辐射模式下，所述天线单元在所述螺旋天线的轴向具有最大的辐射强度，在所述法向辐射模式下，所述天线单元在垂直于所述螺旋天线的轴向的方向具有最大的辐射强度。

10.如权利要求9所述的天线单元，其特征在于，所述螺旋天线包括多匝螺旋线圈，所述多匝螺旋线圈的参数满足：3/4C/λ₀4/3，S≈λ₀/4，N≥3，其中C为每匝螺旋线圈在垂直于所述螺旋天线的轴线的平面上的投影的周长，S为所述多匝螺旋线圈的间距，N为所述多匝螺旋线圈的匝数，λ₀为所述螺旋天线的工作波长。

11.如权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述螺旋天线包括多匝螺旋线圈，所述多匝螺旋线圈具有不同的螺旋半径。

12.如权利要求11所述的天线单元，其特征在于，所述多匝螺旋线圈的螺旋半径的变化趋势包括：两端区域的螺旋线圈的螺旋半径小于中间区域的螺旋线圈的螺旋半径。