一种天线结构及通信终端的制作方法

文档序号:17946749发布日期:2019-06-18 23:42阅读:123来源:国知局
本发明涉及通信
技术领域
:,尤其涉及一种天线结构及通信终端。
背景技术
::随着终端技术的迅速发展,通信终端已经成为人们生活中必不可少的一种工具,并且为用户生活的各个方面带来了极大的便捷。并且随着通信技术的日新月异的发展,通信终端的应用场景越来越丰富,从而对通信终端上的天线的数量的要求越来越多,性能要求也越来越高。但是,现有技术中,通信终端的天线的辐射性能较差。技术实现要素:本发明实施例提供一种天线结构及通信终端,以解决现有技术中通信终端的天线辐射性能较差的问题。为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:第一方面,本发明实施例提供了一种天线结构,包括:第一天线单元、基板、金属网格层和第二天线单元;所述第一天线单元设置于所述基板的第一面,第一馈电点设于所述第一天线单元;所述金属网格层设置于所述基板的第二面,所述第二面与所述第一面为相背的两面;所述基板包括两端分别连接所述第一面和所述第二面的侧壁;所述第二天线单元设置于所述基板上,所述第二天线单元与所述第一天线单元和所述金属网格层之间均不存在重叠区域,第二馈电点设于所述第二天线单元。第二方面,本发明实施例还提供一种屏幕,包括上述天线结构。第三方面,本发明实施例还提供一种通信终端,包括上述天线结构。本发明实施例的一种天线结构,包括:第一天线单元、基板、金属网格层和第二天线单元;所述第一天线单元设置于所述基板的第一面,第一馈电点设于所述第一天线单元;所述金属网格层设置于所述基板的第二面,所述第二面与所述第一面为相背的两面;所述基板包括两端分别连接所述第一面和所述第二面的侧壁;所述第二天线单元设置于所述基板上,所述第二天线单元与所述第一天线单元和所述金属网格层之间均不存在重叠区域,第二馈电点设于所述第二天线单元。这样,由于存在第一天线单元和第二天线单元,从而可以拓展天线的覆盖范围,进而提升无线的通信体验。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之一;图2是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之二;图3是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之三;图4是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之四;图5是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之五;图6是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之六;图7是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之七;图8是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之八;图9是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之九;图10是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之十;图11是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之十一;图12是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之十二;图13是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之十三;图14是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图之十四。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。参见图1,图1是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图,如图1所示,包括第一天线单元1、基板2、金属网格层3和第二天线单元4;所述第一天线单元1设置于所述基板2的第一面,第一馈电点设于所述第一天线单元1;所述金属网格层3设置于所述基板2的第二面,所述第二面与所述第一面为相背的两面;所述基板2包括两端分别连接所述第一面和所述第二面的侧壁;所述第二天线单元4设置于所述基板2上,所述第二天线单元4与所述第一天线单元1和所述金属网格层3之间均不存在重叠区域,第二馈电点设于所述第二天线单元4。本实施例中,上述天线结构可以是透明天线结构,可以达到透明天线的设计。该天线结构主要用于毫米波段。基板2可以由透明的基材(如pet材料)制成,基板2的厚度为h,相对介电常数为εr,pet材料具有良好的光透性能。金属网格层3的间距约为十微米到百微米等级,间距越大,光透性越好,但导电性能越差。金属网格层3的线宽优选为数个微米等级,金属网格层3作为该天线系统的地。上述天线结构还存在底层净空区域7,即没有金属网格层3的区域。而十微米到百微米的范围包括10微米~999微米。本实施例中,上述第一天线单元1与第二天线单元4的类型可以相同,也可以不同。第一天线单元1可以是天线贴片单元,第二天线单元可以是八木天线或者偶极子天线。上述第一天线单元1可以与相控阵的射频收发电路连接,该射频收发电路可包括馈电路径、功率放大器、低噪声放大器、移相器和/或功率分配网路,从而具备波束扫描的功能。上述第一天线单元1的第一馈电点还可以通过馈电微带线8与第一馈源5连接。上述第二天线单元4的第二馈电点可以与第二馈源6连接。第一馈源5和第二馈源6可以是相同的馈源,或者也可以是不同的馈源,对此本实施例不作限定。如此,由于存在第一天线单元1和第二天线单元4,从而可以拓展天线的辐射覆盖范围,及一定空间范围内的双极化辐射,故可进而提升无线的通信体验。并且,该天线结构搭载可绕的光透明基材,可以用在折叠或者可绕的通信终端上。透明天线可以做在屏上面,相当于开辟了另外的天线空间,从而节省了空间。该天线结构不仅具备光透性,还具有良好的天线辐射性能,因而可以应用在智能眼镜、vr设备、ar设备等智能穿戴设备,也可用于物联网、智能家居、汽车、手机等移动终端设备的玻璃或者显示屏幕上面。不仅具有共形,隐蔽的特性,还可以大大拓展天线的设计空间,从而提升产品的用户体验以及提升产品的竞争力。可选的,所述第一天线单元1、所述金属网格层3和所述第二天线单元4均为导电透光材质。该实施方式中,所述第一天线单元1、所述金属网格层3和所述第二天线单元4优选为导电透光材质或肉眼不易察觉尺寸的导电物质,也可以是其它不透光的导电材质。该实施方式中,所述第一天线单元1、所述金属网格层3和所述第二天线单元4均为导电透光材质或肉眼不易察觉尺寸的导电物质,因而可以应用在智能眼镜、vr设备、ar设备等智能穿戴设备,也可用于物联网、智能家居、汽车、手机等移动终端设备的玻璃或者显示屏幕上面。不仅具有共形,隐蔽的特性,还可以大大拓展天线的设计空间,从而提升产品的用户体验以及提升产品的竞争力。可选的,所述基板2为透光板。该实施方式中,上述基板2为透光板,透光板可以由透明的基材(如pet材料)制成,透光板的厚度为h,相对介电常数为εr,pet材料具有良好的光透性能,从而可以形成透明天线结构的设计。可选的,所述基板2为柔性基板。该实施方式中,上述基板2为柔性基板,从而有更好的柔韧性,耐用程度得以提高。可选的,所述第一天线单元1的数量为多个,且呈阵列分布。该实施方式中,为了更好的理解上述设置,可以参阅图1。如图1所示,所述第一天线单元1的数量为4个,且呈阵列分布。当然,除了4个第一天线单元1组成的阵列,还可以是一些其他数量的第一天线单元1组成的阵列,并且可以根据实际的需要来设置第一天线单元1的数量,对此本实施方式不作限定。这样,所述第一天线单元1的数量为多个,且呈阵列分布,可以提高天线结构的辐射性能。可选的,每个第一天线单元1的两个侧边均设有一所述第一馈电点,每个第一天线单元用于双极化辐射。该实施方式中,每个第一天线单元1的两个侧边可以是第一天线单元1相邻的两个侧边,从而构成双极化馈电。为了更好的理解上述设置,亦可以参阅图1。如图1所示,以右下方的第一天线单元1为例,该第一天线单元1位于基板2的第一面,也可以理解为位于基板2的顶层。馈电微带线8为该第一天线单元1边缘的一根馈线,在该天线贴片单元1右侧还有另一个馈电微带线(图1中未标注),这两个馈电结构构成双极化。第一天线单元1为正方形,并且为透明的导电金属网格,其宽度w优选为工作频率对应波长的一半。该实施方式中,四个第一天线单元1连接到相控阵的射频收发电路,该射频收发电路可包括馈电功率分配网络和移相器,从而具备波束扫描的功能。可选的,所述第二天线单元4的数量为多个,且多个所述第二天线单元4设置于目标区域;其中,所述目标区域包括所述基板2的侧壁、所述第一面上与所述侧壁之间小于目标距离的区域和所述第二面上与所述侧壁之间小于目标距离的区域中的至少之一。为了更好的理解上述设置方式,依旧可以参阅图1。如图1所示,第二天线单元4的数量为4个。右侧的第二天线单元4靠近基板2右侧的侧壁,左侧的第二天线单元4靠近基板2左侧的侧壁,上方的第二天线单元4靠近基板2上方的侧壁,下方的第二天线单元4靠近基板2下方的侧壁。当然,第二天线单元4的数量为4个之外,还可以是其他的数量,并且具体的数量可以根据实际的需求来确定,对此本实施方式不作限定。该实施方式中,所述第二天线单元4的数量为多个,且多个所述第二天线单元4设置于目标区域,从而可以使天线朝多个方向进行辐射,从而提高天线的辐射范围,进而提高天线的辐射性能。可选的,所述第二天线单元4为八木天线,每个八木天线包括激励单元41和至少一个引向器42;所述激励单元41和所述至少一个引向器42平行,所述激励单元41的长度大于所述至少一个引向器42的长度;所述第二馈电点设于所述激励单元41。该实施方式中,每个八木天线包括激励单元41和至少一个引向器42。对于同一个八木天线,该八木天线的激励单元41和至少一个引向器42可以均设置于基板2的第一面,或者均设置于基板2的第二面。当然,还可以是该八木天线的引向器42设置于基板2的侧壁,激励单元41设置于基板2的第一面或者第二面等等。需要说明的是,不同的八木天线的激励单元41和引向器42的设置方式可以相同,也可以不同,对此本实施方式不作限定。该实施方式中,所述激励单元41和所述至少一个引向器42平行,是指所述激励单元41与至少一个引向器42中每一个引向器42均平行。所述激励单元41的长度大于所述至少一个引向器42的长度,是指所述激励单元41的长度大于所述至少一个引向器42中每一个引向器42的长度。由于所述激励单元41的长度大于所述至少一个引向器42的长度,从而便于引向器42控制波束的方向。所述第二馈电点设于所述激励单元41,可以设置于所述激励单元41的中点。这样,所述第二天线单元4为八木天线,八木天线有比较好的方向性,并且有相对较高的增益,在远距离通信上具有比较好的效果。并且由于至少一个引向器42的存在,可以对激励单元41辐射的信号进行影响,提高天线的辐射性能。当然,引向器42的数量可以根据实际的情况进行设置,对此本实施方式不作限定。可选的,每个八木天线的激励单元41设置于所述第一面或者所述第二面,每个八木天线的引向器42设置于所述基板2的侧壁。为了更好的理解上述设置,请参阅图2和图3,图2和图3均为本发明实施例提供的天线结构的结构示意图。如图2和图3所示,每个八木天线的激励单元41设置于所述第二面,每个八木天线的引向器42设置于所述基板2的侧壁。该实施方式中,每个八木天线的激励单元41设置于所述第二面,且位于第二面的净空区(没有金属网格的区域)。每个八木天线的引向器42设置于所述基板2的侧壁。由于受引向器42的影响,八木天线的波束指向为图12中的箭头所指的方向。这样,可以根据不同的需求来设置激励单元41和引向器42。并通过控制引向器42的位置,可以控制八木天线的波束指向为用户所需要的指向。可选的,每个八木天线均设置于所述基板2的侧壁,且该八木天线中的激励单元41和引向器42与第一面之间的距离依次减小;所述金属网格层3设置于所述基板2的第二面,且延伸包裹部分所述基板2的侧壁。为了更好的理解上述设置,请参阅图4和图5,图4和图5均为本发明实施例提供的天线结构的结构示意图。如图4和图5所示,每个八木天线均设置于所述基板2的侧壁,且该八木天线中的激励单元41和引向器42与第一面之间的距离依次减小;所述金属网格层3设置于所述基板2的第二面,且延伸包裹部分所述基板2的侧壁。该实施方式中,所述金属网格层3可以完全覆盖所述基板2的第二面,且延伸包裹部分所述基板2的侧壁。金属网格层3作为整个天线结构的地,并作为侧壁八木天线的反射器。八木天线的激励单元41位于基板2的侧壁,引向器42在正对激励单元41的上方。由于受到金属网格层3和引向器42的共同作用,侧壁的八木天线的波束指向如图5中箭头所指的方向。该实施方式中,所述金属网格层3延伸包裹部分所述基板2的侧壁,这样,包裹该侧壁的金属网格层3就可以作为八木天线的反射器,从而无需为八木天线额外单独设置反射器,可以节省天线结构的成本。并且由于所述金属网格层3延伸包裹部分所述基板2的侧壁,作为反射器的存在,可以提高天线结构的辐射能力。可选的,每个八木天线还包括反射器43;所述反射器43、所述激励单元41和所述至少一个引向器42之间两两平行,所述反射器43的长度大于所述激励单元41的长度;所述第二馈电点设于所述激励单元41。该实施方式中,所述反射器43的长度大于所述激励单元41的长度,从而可以较好的反射激励单元41辐射的波束。所述第二馈电点设于所述激励单元41,可以是设于所述激励单元41的中点。可选的,每个八木天线均设置于所述基板2的侧壁,且该八木天线中的反射器43、激励单元41和至少一个引向器42与第二面之间的距离依次减小或者依次增大。为了更好的理解上述设置,请参阅图6至图9,图6至图9均为本发明实施例提供的天线结构的结构示意图。首先,如图6和图7所示,每个八木天线均设置于所述基板2的侧壁,且该八木天线中的反射器43、激励单元41和至少一个引向器42与第二面之间的距离依次减小。这样,该天线的主辐射方向图朝向图7中箭头所指的方向。请参阅图8和图9,每个八木天线均设置于所述基板2的侧壁,且该八木天线中的反射器43、激励单元41和至少一个引向器42与第二面之间的距离依次增大。这样,该天线的主辐射方向图朝向图9中箭头所指的方向。该实施方式中,每个八木天线均设置于所述基板2的侧壁,从而在平行于基板2的侧壁的方向上,可以有较好的辐射性能。可选的,每个八木天线均设置于所述第一面,且该八木天线中的反射器43、激励单元41和至少一个引向器42与所述基板2的侧壁之间的距离依次减小。为了更好的理解上述设置方式,请参阅图10和图11,图10和图11为本发明实施例提供的天线结构的结构示意图。如图10所示,上方、下方、左侧和右侧均设置有一个八木天线,反射器43、激励单元41和至少一个引向器42之间两两平行。该八木天线中的反射器43、激励单元41和至少一个引向器42与所述基板2的侧壁之间的距离依次减小。请再参阅图11,图11是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图。如图11所示,基板2的厚度为h,相对介电常数为εr。八木天线包括反射器43、激励单元41和至少一个引向器42。该实施方式中,反射器43、激励单元41和至少一个引向器42可以均为光透明金属网格。所述反射器43的长度比所述激励单元41的长度要长,从而可以较好的反射激励单元41辐射的信号。所述至少一个引向器42的长度比激励单元41的长度要短,从而可以对激励单元41辐射的信号进行较好的引向。并且,所述至少一个引向器42的长度优选可以比激励单元41的长度短20%~30%之间。这样,由于反射器43、激励单元41和至少一个引向器42的共同作用,可以使主波束朝向需要的方向,如图10中箭头所指的方向。这样,天线结构不仅具备光透性,还具有良好的天线辐射性能,因而可以应用在智能眼镜、vr设备、ar设备等智能穿戴设备,也可用于物联网、智能家居、汽车、手机等移动终端设备的玻璃或者显示屏幕上面。不仅具有共形,隐蔽的特性,还可以大大拓展天线的设计空间,从而提升产品的用户体验以及提升产品的竞争力。可选的,至少一个八木天线中的激励单元41和至少一个引向器42长度中点的连线不经过所述第一面的中心点。为了更好的理解上述设置方式,请参阅图12,图12是本发明实施例提供的天线结构的结构示意图。如图12所示,上方的八木天线中的激励单元41和至少一个引向器42均向右侧移动,该八木天线中的激励单元41和至少一个引向器42长度中点的连线不经过所述第一面的中心点。而左侧的八木天线中的激励单元41和至少一个引向器42均向下方移动,该八木天线中的激励单元41和至少一个引向器42长度中点的连线不经过所述第一面的中心点。并且,该天线的主辐射方向图朝向图12中箭头所指的方向。这样,至少一个八木天线中的激励单元41和至少一个引向器42长度中点的连线不经过所述第一面的中心点,可以理解为将至少一个八木天线中的激励单元41和至少一个引向器42向同一个方向偏移,从而可以满足天线更多的辐射方向,使天线可以适应更多不同的辐射环境。可选的,所述金属网格层3的边沿与其边沿之间设有预设距离。该实施方式中,所述金属网格层3的边沿与其边沿之间设有预设距离,而所述金属网格层3的边沿与其边沿之间区域可以称为净空区域。可选的,所述第二天线单元4为偶极子天线,每个偶极子天线均设置于所述基板2的侧壁,每个偶极子天线均设有一所述第二馈电点。为了更好的理解上述设置,请参阅图13和图14,图13和图14均为本发明实施例提供的天线结构的结构示意图。如图13和图14所示,所述第二天线单元4为偶极子天线,每个偶极子天线均设置于所述基板2的侧壁,每个偶极子天线均设有一所述第二馈电点,所述第二馈电点可以设置于偶极子天线的中点。可选的,所述第一天线单元1的宽度为所述第一天线单元1在所述基板2上的工作频率的等效半波长。该实施方式中,所述第一天线单元1的宽度为所述第一天线单元1在所述基板2上的工作频率的等效半波长。可选的,所述金属网格层3中相邻两网格的间距为十微米到百微米等级。该实施方式中,所述金属网格层3中相邻两网格的间距优选可以为十微米到百微米等级。十微米到百微米的范围包括10微米~999微米。本实施例的一种天线结构,包括第一天线单元1、基板2、金属网格层3和第二天线单元4;所述第一天线单元1设置于所述基板2的第一面,第一馈电点设于所述第一天线单元1;所述金属网格层3设置于所述基板2的第二面,所述第二面与所述第一面为相背的两面;所述基板2包括两端分别连接所述第一面和所述第二面的侧壁;所述第二天线单元4设置于所述基板2上,所述第二天线单元4与所述第一天线单元1和所述金属网格层3之间均不存在重叠区域,第二馈电点设于所述第二天线单元4。如此,可达到透明天线的设计,且由于存在第一天线单元1和第二天线单元4,从而可以拓展天线的辐射覆盖范围,及一定空间范围内的双极化辐射,故可进而提升无线的通信体验。上述天线结构相当于一种多天线系统,可用于处理毫米波通信的相控天线阵列。该天线结构搭载可绕的光透明基材,可以用在折叠或者可绕的通信终端上。透明天线可以做在屏上面,相当于开辟了另外的天线空间,从而节省了空间。该天线结构不仅具备光透性,还具有良好的天线辐射性能,因而可以应用在智能眼镜、vr设备、ar设备等智能穿戴设备,也可用于物联网、智能家居、汽车、手机等移动终端设备的玻璃或者显示屏幕上面。不仅具有共形,隐蔽的特性,还可以大大拓展天线的设计空间,从而提升产品的用户体验以及提升产品的竞争力。本发明实施例还提供一种屏幕,包括上述天线结构。本发明实施例还提供一种通信终端,包括上述天线结构。本实施例中,上述通信终端可以是手机、平板电脑(tabletpersonalcomputer)、膝上型电脑(laptopcomputer)、个人数字助理(personaldigitalassistant,简称pda)、移动上网装置(mobileinternetdevice,mid)或可穿戴式设备(wearabledevice)等等。可选的,所述天线结构设于所述通信终端的屏幕。该实施方式中,上述天线结构设于所述通信终端的屏幕,透明天线可以做在屏上面,相当于开辟了另外的天线空间,从而节省了空间。需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本发明的保护之内。当前第1页12当前第1页12
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