[发明专利]一种应用于毫米波基站设备的天线装置及通信设备

说明书

本申请公开了一种应用于毫米波基站设备的天线装置及通信设备，天线装置由下至上依次包括共面波导CPW转换结构、功分器和天线振子，其中：天线振子，包括两个天线贴片及与各天线贴片形成馈电的馈电部件，各馈电部件分别与功分器的输出端连接；功分器，包括公共端与CPW转换结构连接，用于将CPW转换结构传导的公共端传输的射频信号分为两个支路并通过输出端，分别连接到对应的馈电部件；CPW转换结构，包括接收信号端，用于将来自外层有源器件的射频信号传输至转化部，转化部用于将接收的所述射频信号转化为内层的射频信号并传输至传输端，传输端将内层的射频信号传输至公共端。本申请的天线装置实现高增益、宽带、低损耗，实现高集成度和紧凑设计。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种应用于毫米波基站设备的天线装置及通信设备。

背景技术

毫米波作为5G移动通信系统的重要组成部分，其具有高容量和大带宽的特点，用于承载超过千兆比特的高数据速率，应用场景主要面向体育场馆、机场、购物中心等流量密集的热点区域。为保证覆盖效果和传输速率，对毫米波频段的天线和系统集成方式都提出了低损耗、高增益和大带宽的需求。

传统的微带贴片天线和缝隙天线带宽小于5％，难以覆盖毫米波工作带宽。为了提高微带贴片天线的带宽，现有技术基本上都是在传统贴片天线上进行多谐振设计，包括但不限于开槽、多层堆叠、L形探针、缝隙馈电等等。尽管这些方法也可以让贴片天线满足毫米波设备的带宽需求，但都存在各自的缺点。

但是上述天线的方案，开槽技术一般能产生多个极高Q值的窄带谐振，要实现宽带需要设计很多个频率相近的槽，或者将槽的形状进行特殊设计以降低Q值，对加工精度有较大挑战。采用多层贴片堆叠可以有效的扩展带宽，但一方面使得叠层复杂，加工困难，另一方面多层介质板堆叠，损耗增大，增益也较低。采用L形探针和缝隙馈电存在辐射方向图不对称，交叉极化较差，前后比不理想，设计加工较复杂，而且对于单元增益的提高没有效果。

上述天线的方案不能满足毫米波基站设备的天线，需要提供一种能够满足毫米波基站设备的天线方案。

发明内容

本申请的目的是提供一种应用于毫米波基站设备的天线装置。用于解决现有天线装置可靠性低，损耗大，成本高，不易于批量生产的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种应用于毫米波基站设备的天线装置，所述天线装置由下至上依次包括共面波导CPW转换结构、功分器和天线振子，其中：

所述天线振子，包括两个天线贴片及与各天线贴片形成馈电的馈电部件，各天线贴片被十字缝隙分割为四个作为电偶极子的贴片部分，各贴片部分通过作为磁偶极子的接地线与接地端连接，各馈电部件分别与所述功分器的输出端连接；

所述功分器，包括一个公共端与两个输出端，所述公共端与所述CPW转换结构连接，用于将所述CPW转换结构传导的公共端传输的射频信号分为两个支路并通过所述输出端，分别连接到对应的所述馈电部件；

所述CPW转换结构，包括接收信号端、转化部和传输端，所述接收信号端用于将来自外层有源器件的射频信号传输至所述转化部，所述转化部用于将接收的所述射频信号转化为内层的射频信号并传输至所述传输端，所述传输端将所述内层的射频信号传输至所述功分器的公共端。

在一些可能的实施例中，所述天线装置还包括：

第一类同轴垂直互联结构，设置于所述天线振子与所述功分器之间，用于将所述功分器输出端引线接入到所述天线振子，将所述接地线延伸至接地端或延伸至功分器所在层；

第二类同轴垂直互联结构，设置于所述CPW转换结构与所述功分器之间，用于将功分器所在层的接地线延伸至所述CPW转换结构所在层的接地端，用于将所述CPW转换结构的传输端引线接入所述功分器的公共端。

在一些可能的实施例中，所述第一类同轴垂直互联结构包括: