本发明涉及天线
技术领域：
：，尤其涉及一种天线单元和电子设备。
背景技术：
：：目前，天线的形式主要包括贴片(patch)天线、八木宇田(yagi-uda)天线和偶极子(dipole)天线等类型。天线的波束传输性能在不同的场景下其要求也不同。例如，在某些场景下，要求天线具有较宽的辐射性能；而在某些场景下，需要天线具有高指向性的辐射性能，或者说，需要天线具有较强的端射性能。技术实现要素：本发明实施例提供一种具有较强的端射性能的天线单元和使用该天线单元的电子设备。本发明是这样实现的：第一方面，本发明实施例提供一种天线单元，包括：基板，所述基板具有地板；垂直极化偶极子天线，所述垂直极化偶极子天线包括第一天线枝和第二天线枝，所述第一天线枝和所述第二天线枝间隔设置于所述基板中；反射器，所述反射器包括若干反射柱，所述若干反射柱沿抛物线依次间隔排布于所述基板中；第一馈电结构，所述第一天线枝和所述第二天线枝通过所述第一馈电结构与所述地板电连接；其中，所述第一天线枝和所述第二天线枝位于所述抛物线的焦点所在的一侧。第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括本发明实施例的第一方面中所述的天线单元。本发明实施例中，通过在基板中设置垂直极化偶极子天线和沿抛物线排布的反射器，并将垂直极化偶极子天线设置于抛物线的焦点所在的一侧，使得垂直极化偶极子天线的绝大部分波束朝向前端辐射，从而能够增强垂直极化偶极子天线的端射性能。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一种天线单元的外部结构示意图；图2是本发明实施例提供的一种天线单元的剖面结构示意图；图3至图7是本发明实施例提供的一种天线单元的分解结构示意图；图8是本发明实施例提供的一种天线单元的内部结构俯视示意图；图9是本发明实施例提供的一种天线单元的内部结构侧视示意图；图10是本发明实施例提供的一种天线单元的反射系数模拟图；图11是本发明实施例提供的一种天线单元的26ghz垂直极化偶极子方向图；图12是本发明实施例提供的一种天线单元的26ghz水平极化偶极子方向图；图13是本发明实施例提供的一种天线单元的28ghz垂直极化偶极子方向图；图14是本发明实施例提供的一种天线单元的28ghz水平极化偶极子方向图；图15是本发明实施例提供的另一种天线单元的外部结构示意图；图16是本发明实施例提供的另一种天线单元的剖面结构示意图；图17至图20是本发明实施例提供的另一种天线单元的分解结构示意图；图21是本发明实施例提供的另一种天线单元的反射系数模拟图；图22是本发明实施例提供的另一种天线单元的26ghz方向图；图23是本发明实施例提供的一种天线单元的28ghz方向图；图24是本发明实施例提供的一种天线阵列的结构示意图之一；图25是本发明实施例提供的一种天线阵列的结构示意图之二。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。如图1至图9、图16至图21所示，本发明实施例提供一种天线单元，包括：基板1，基板1具有地板11；垂直极化偶极子天线2，垂直极化偶极子天线2包括第一天线枝21和第二天线枝22，第一天线枝21和第二天线枝22间隔设置于基板1中；反射器3，反射器3包括若干反射柱31，若干反射柱31沿抛物线依次间隔排布于基板1中；第一馈电结构4，第一天线枝21和第二天线枝22通过第一馈电结构4与地板11电连接；其中，第一天线枝21和第二天线枝22均位于抛物线的焦点所在的一侧。上述垂直极化偶极子天线2的第一天线枝21和第二天线枝22均竖向设置在基板1中。具体的，第一天线枝21和第二天线枝22可垂直于基板1设置于基板1中，也可稍微偏离垂直方向设置于基板1中。第一天线枝21的中心轴线与第二天线22的中心轴线可完全重合，也可稍微相互错开一定的角度，或稍微偏离一定的距离。第一天线枝21的长度与和第二天线枝22的长度可相等，也可近似相等，第一天线枝21和第二天线枝22的长度约为四分之一介质波长。上述反射器3作为垂直极化偶极子天线2的反射器，每个反射柱31在基板1中的设置方向应与第一天线枝21和第二天线枝22相配合，这样，每个反射柱31也需要竖向设置在基板1中。具体的，每个反射柱31可垂直于基板1设置于基板1中，也可稍微偏离垂直方向设置于基板1中。本发明实施例中，通过在基板1中设置垂直极化偶极子天线2和沿抛物线排布的反射器3，并将垂直极化偶极子天线2设置于抛物线的焦点所在的一侧，使得垂直极化偶极子天线2的绝大部分波束朝向前端辐射，减少后向辐射，从而能够增强偶极子天线的端射性能。由于具有较强的端射性能，本发明实施例的天线单元可设置为毫米波天线单元，适用于5g毫米波段的信号传输。即，垂直极化偶极子天线2可以为毫米波天线，垂直极化偶极子天线2的第一天线枝21和第二天线枝22的长度可根据毫米波波长设置。可选的，第一天线枝21的中心轴线和第二天线枝22的中心轴线均穿过抛物线的焦点。这样，可以提高垂直极化偶极子天线2的增益，改善其方向图的前后比。需要说明的是，基板1的一部分区域，例如基板1的左侧区域设置地板11，则基板1的右侧区域为净空区12，反射器3整体可设置在地板11所在的区域，第一天线枝21和第二天线枝22均可设置在净空区12，第一馈电结构4从净空区12延伸至地板11所在的区域。可选的，反射器3整体位于地板11的靠近净空区12的边缘区域。这样，一方面，可拉近反射器3与垂直极化偶极子天线2之间的距离，提高反射器3对垂直极化偶极子天线2的反射效果，改善垂直极化偶极子天线2方向图的前后比。另一方面，可降低反射器3整体占用的地板11区域的水平空间，可留置更多的地板11区域供其它元器件使用。可选的，反射器3的位于两侧的反射柱31位于地板11和净空区12的交界处，或者说，反射器3的位于两侧的反射柱31部分位于地板11所在的区域，部分位于净空区12。反射器3的各相邻反射柱31之间的间距可以全部相等，也可以部分相等。为了提高反射器3的反射效果，各相邻反射柱31之间的间距不宜过大，若反射器3的某相邻反射柱31之间需要穿过相关元器件，则该相邻反射柱31之间的间距可适当增大，其他相邻反射柱31之间的间距可相对减小。图1、图3等示出了反射器3的中间两反射柱31之间的间距较大，其他相邻反射柱31之间的间距均相等的实施方式。以下对天线单元的各部件的具体设置方式进行说明。可选的，如图2和图16所示，基板1包括n层介质板13，n大于或等于3；第一天线枝21和第二天线枝22分别设置于两层不相邻的介质板13中，第一天线枝21和第二天线枝22分别贯穿对应的介质板13；反射器3整体贯穿n层介质板13。进一步的，反射器3的各反射柱31均贯穿n层介质板13。将基板1设置成多层介质板13，这样，可单独对相应的介质板13进行加工处理，以形成第一天线枝21、第二天线枝22和反射器3，这样，能够简化天线单元的制作工艺。并且，通过将基板1设置成多层介质板13，能够很方便地控制第一天线枝21、第二天线枝22和反射柱31的长度，以及第一天线枝21和第二天线枝22之间的间距，尤其是能够更精确地控制第一天线枝21和第二天线枝22的长度，使第一天线枝21和第二天线枝22的长度尽可能接近四分之一介质波长，从而提高天线单元的性能。此外，将反射器3的各反射柱31贯穿n层介质板13，使得垂直极化偶极子天线2位于反射器3的反射区域内，能够进一步提高反射效果。其中，图2示出了基板1包括四层介质板13，且第一天线枝21设置于第一层介质板13a，第二天线枝22设置于第四层介质板13d的实施方式；图16示出了基板1包括三层介质板13，且第一天线枝21设置于第一层介质板13a，第二天线枝22设置于第三层介质板13c的实施方式。可选的，第一天线枝21和第二天线枝22分别由贯穿对应介质板13的金属柱形成；反射器3的各反射柱31由贯穿n层介质板13的若干金属柱形成。具体的，第一天线枝21和第二天线枝22对应的介质板13中均开设有垂直贯穿介质板13的通孔(图中未示出)，第一天线枝21和第二天线枝22由填充于通孔中的金属柱形成。n层介质板13沿抛物线间隔开设有垂直贯穿n层介质板13的若干通孔，反射器3的各反射柱31由填充于若干通孔中的金属柱形成。通过在介质板13中打孔并向孔中置入金属柱的方式来分别形成第一天线枝21、第二天线枝22和反射柱31，工艺简单且成熟，基本不会增加额外的生产成本。本发明实施例的天线单元可以仅设置垂直极化偶极子天线，作为一种单极化偶极子天线。本发明实施例的天线单元还可以设置为双极化偶极子天线。以下对双极化偶极子天线的具体实施方式进行说明。如图2至图9所示，天线单元包括：基板1，基板1具有地板11；垂直极化偶极子天线2，垂直极化偶极子天线2包括第一天线枝21和第二天线枝22，第一天线枝21和第二天线枝22间隔设置于基板1中；水平极化偶极子天线5，水平极化偶极子天线5包括第三天线枝51和第四天线枝52，第三天线枝51和第四天线枝52间隔设置于基板1中；反射器3，反射器3包括若干反射柱31，若干反射柱31沿抛物线依次间隔排布于基板1中；第一馈电结构4，第一天线枝21和第二天线枝22通过第一馈电结构4与地板11电连接；第二馈电结构6，第二馈电结构6分别将第三天线枝51和第四天线枝52与地板11电连接；其中，第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52均位于抛物线的焦点所在的一侧；第一天线枝21和第二天线枝22分别位于第三天线枝51和第四天线枝52所在平面的两侧，第三天线枝51和第四天线枝52分别位于第一天线枝21和第二天线枝22的两侧。上述垂直极化偶极子天线2的第一天线枝21和第二天线枝22均竖向设置在基板1中。具体的，第一天线枝21和第二天线枝22可垂直于基板1设置于基板1中，也可稍微偏离垂直方向设置于基板1中。第一天线枝21的中心轴线与第二天线22的中心轴线可完全重合，也可稍微相互错开一定的角度，或稍微偏离一定的距离。第一天线枝21的长度与和第二天线枝22的长度可相等，也可近似相等，第一天线枝21和第二天线枝22的长度约为四分之一介质波长。上述水平极化偶极子天线5的第三天线枝51和第四天线枝52均横向(或水平)设置在基板1中。具体的，第三天线枝51和第四天线枝52可平行于基板1设置于基板1中，也可稍微偏离平行方向设置于基板1中。第三天线枝51和第四天线枝52的中心轴线可完全重合，也可稍微相互错开一定的角度，或稍微偏离一定的距离。第三天线枝51的长度与和第四天线枝52的长度可相等，也可近似相等，第三天线枝51和第四天线枝52的长度约为四分之一介质波长。水平极化偶极子天线5中，第三天线枝51和第四天线枝52的形状可以是矩形、三角形或椭圆形，当采用椭圆形时，由于其形状变化较平缓，使得天线的阻抗变化更平缓，从而有利于拓展水平极化偶极子天线5的带宽。需要说明的是，基板1的一部分区域，例如基板1的左侧区域设置地板11，则基板1的右侧区域为净空区12，反射器3整体可设置在地板11所在的区域，第一天线枝21、第二天线枝22、第三天线枝51和第四天线枝52均可设置在净空区12，第一馈电结构4和第二馈电结构6从净空区12延伸至地板11所在的区域。其中，反射器3作为垂直极化偶极子天线2的反射器，而水平极化偶极子天线5的反射器可由基板1的地板11充当，即，基板1的地板11可作为水平极化偶极子天线5的反射器。为了达到较好的反射效果，水平极化偶极子天线5的第三天线枝51和第四天线枝52可位于基板1的地板11所在的平面。本发明实施例中，将垂直极化偶极子天线与水平极化偶极子天线相结合，实现了双极化偶极子天线的设计。一方面，可以实现多输入多输出(multipleinputandmultipleoutput，简称mimo)功能，以提升数据的传输速率；另一方面，可以增加天线的无线连接能力，降低通信断线的机率，提升通信效果和用户体验。本发明实施例中，由于垂直极化偶极子天线2和水平极化偶极子天线5在垂直方向(即垂直于基板1的方向)上错开设置，因此，在水平方向(即平行于基板1的方向)上，垂直极化偶极子天线2和水平极化偶极子天线5之间的位置关系可以不作限定。例如，可以是垂直极化偶极子天线2位于水平极化偶极子天线5与反射器3之间的区域，也可以是水平极化偶极子天线5位于垂直极化偶极子天线2与反射器3之间的区域，还可以是垂直极化偶极子天线2和水平极化偶极子天线5位于同一垂直面上。其中，图7和图8示出了第三天线枝51和第四天线枝52均位于垂直极化偶极子天线2与反射器3之间的区域的实施方式，该实施方式中，可节省水平极化偶极子天线5和垂直极化偶极子天线2所占用的净空区12的空间。如前所述，本发明实施例的天线单元可设置为毫米波天线单元，即，垂直极化偶极子天线2和水平极化偶极子天线5均为毫米波天线。3gpp(3rdgenerationpartnershipproject，第三代合作计划)定义的全球主流5g毫米波段包括以26ghz为主的n258(24.25-27.5ghz)，以28ghz为主的n257(26.5-29.5ghz)、n261(27.5-28.35ghz)，以39ghz为主的n260(37.0-40.0ghz)。以垂直极化偶极子天线2和水平极化偶极子天线5的参考频点为28.0ghz为例，图10示出的反射系数图中可看出，水平极化偶极子天线和垂直极化偶极子天线的-10db的s参数的共同带宽为24.17ghz-29.51ghz，基本覆盖了全球主流5g毫米波频段n257、n258和n261。可选的，第一天线枝21和第二天线枝22相对第三天线枝51和第四天线枝52所在的平面对称；第三天线枝51和第四天线枝52相对第一天线枝21和第二天线枝22对称。从整体结构上看去，水平极化偶极子天线的两天线枝插入垂直极化偶极子天线的两天线枝之间的中间位置，垂直极化偶极子天线的两天线枝插入水平极化偶极子天线的两天线枝之间的中间位置，在整体结构保持了水平和垂直方向的严格对称，从而可以防止方向图主射方向的角度偏移。图11、图12、图13和图14分别示出了双极化偶极子天线在26.0ghz和28.0ghz频点对应的方向图。从图中可看出，均为端射的辐射方向图，后向辐射较少。以下对天线单元的相关馈电结构的具体设置方式进行说明。如图3至图9所示，第一馈电结构4包括：第一馈电点41，第一馈电点41与地板11电连接；第一馈线42，第一馈线42的一端与第一天线枝21电连接，第一馈线42的另一端与第一馈电点41电连接；第二馈电点43，第二馈电点43与地板11电连接；第二馈线44，第二馈线44的一端与第二天线枝22电连接，第二馈线44的另一端与第二馈电点43电连接；第二馈电结构6包括：第三馈电点61，第三馈电点61与地板11电连接；第三馈线62，第三馈线62的一端与第三天线枝51电连接，第三馈线62的另一端与第三馈电点61电连接；第四馈电点63，第四馈电点63与地板11电连接；第四馈线64，第四馈线64的一端与第四天线枝52电连接，第四馈线64的另一端与第四馈电点64电连接。上述垂直极化偶极子天线2和水平极化偶极子天线5的馈电结构，即第一馈电结构4和第二馈电结构6均采用双端馈电，每组馈电结构的两根馈线连接的信号源的幅值相等，相位相差180°，也就是说，垂直极化偶极子天线2和水平极化偶极子天线5均采用差分馈电方式。采用差分馈电可以提升天线的共模抑制能力和抗干扰能力，且可以提升差分的端到端的隔离度(isolation)以及提升极化的纯度。此外，相对于单端馈电的结构，可提升天线的辐射功率。需要说明的是，对于单极化的天线单元而言，即只包含垂直极化偶极子天线2的天线单元，第一馈电结构4也可以采用上述双端馈电的结构，由于容易理解，为避免重复，对此不作赘述。可选的，垂直极化偶极子天线2的两天线枝均采用同轴线差分馈电，水平极化偶极子天线5的两天线枝均采用同轴线差分馈电。其中，第三馈线62和第四馈线64主要构成是：同轴线连接共面波导(coplanarwaveguide，简称cpw)然后分别连接到第三天线枝51和第四天线枝52。此外，如果采用多层电路基板(简称ltcc)工艺加工，或者说，基板1包括多层介质板13时，可以将射频集成电路(radiaofrquencyintergartedcircuit，简称rfic)芯片埋在介质板13中，直接对垂直极化偶极子天线2馈电，从而缩短第一馈线42和第二馈线44的长度，减小损耗。如前所述，为了降低反射器3整体占用的地板11区域的水平空间，以留置更多的地板11区域供其它元器件使用，反射器3整体可位于地板11的靠近净空区12的边缘区域。在上述设置方式中，第一馈电点41和第二馈电点43位于反射器3的远离垂直极化偶极子天线2的一侧；第三馈电点61和第四馈电点63位于反射器3的远离水平极化偶极子天线5的一侧。这样，第一馈线42、第二馈线44、第三馈线62和第四馈线64均需要穿过反射器3的反射柱31之间的间隙。因此，可根据馈线的布置方式，灵活调整反射柱31之间的间隙。可选的，第一馈线42、第二馈线44、第三馈线62和第四馈线64均分别穿过反射器3的中间两相邻反射柱31之间的间隙至对应的馈电点。因此，反射器3的中间两相邻反射柱31之间的间隙可适当增大，以使各馈线能够直接通过。可选的，在水平方向上(即平行于基板1的方向)，由于垂直极化偶极子天线2的两天线枝均位于水平极化偶极子天线5的两天线枝之间的中间位置，因此，在水平方向上，第一馈线42和第二馈线44均分别位于第三馈线62和第四馈线64之间。以下就基板1包括多层介质板13的实施方式，对上述双极化偶极子天线的各元器件的设置可采用以下实施方式。如图2至图7所示，基板1包括四层介质板13；第一天线枝21设置于第一层介质板13a中，且贯穿第一层介质板13a；第一馈线42设置于第二层介质板13b的靠近第一层介质板13a的表面；第三天线枝51、第四天线枝52、第三馈线62、第四馈线64和地板11均设置于第三层介质板13c的靠近第二层介质板13b的表面；第二馈线44设置于第四层介质板13d的靠近第三层介质板13c的表面；第二天线枝22设置于第四层介质板13d中，且贯穿第四层介质板13d；反射器3贯穿四层介质板13，即，反射器3贯穿第一层介质板13a至第四层介质板13d。其中，由于第三天线枝51、第四天线枝52和地板11均设置于同一层介质板13的同一表面，这使得地板11作为第三天线枝51、第四天线枝52的反射器，能够更好地提高其反射性能。需要说明的是，该实施方式中，除了在第三层介质板13c的靠近第二层介质板13b的表面设置地板11之外，还可以在第四层介质板13d的靠近第三层介质板13c的表面设置地板11，如图6所示。若为了确保地板11与各天线枝之间的对称性，提高各天线枝的工作性能，可仅在第三层介质板13c的靠近第二层介质板13b的表面设置地板11。此外，通过将基板1设置成多层介质板13的结构，这样，通过控制各层介质板13的厚度即可使双极化偶极子天线获得较好的对称性，工艺简单，容易实现。进一步的，反射器3的各反射柱31均贯穿第一层介质板13a至第四层介质板13d。本发明实施例中，对于单极化的天线单元而言，即只包含垂直极化偶极子天线2的天线单元，第一馈电结构4除了可采用上述双端馈电的结构之外，还可采用以下的单端馈电结构。如图17至图20所示，第一馈电结构4包括：第一馈电点41，第一馈电点41与地板11电连接；第一馈线42，第一馈线42的第一端与第一天线枝21电连接，第一馈线42的第二端与第一馈电点41电连接；第二馈线43，第二馈线43的第一端与第二天线枝22电连接，第二馈线43的第二端通过梯形巴伦结构45与地板11电连接；第一馈线42与第二馈线43耦合。其中，通过引入等幅反相作用的梯形巴伦结构45，使得上述单端馈电结构能够达到差分馈电的性能。图21示出了垂直极化偶极子天线2的反射系数图，-10db的s11的带宽为23.83ghz-29.67ghz，基本覆盖了3gpp定义的全球主流5g毫米波频段n257、n258和n261。图22和图23分别示出了垂直极化偶极子天线2在26ghz频点和28ghz频点的方向图，该垂直极化偶极子天线2的最大辐射方向稍有偏移，但偏移量较小，小于2度。本发明实施例中，通过调整垂直极化偶极子天线2的馈电结构，将垂直极化偶极子天线2的第二天线枝22通过梯形巴伦结构45直接接地，只用单端馈电对垂直极化偶极子天线2的第一天线枝21馈电，能够减少一个通道，降低成本。以下就基板1包括多层介质板13的实施方式，对上述单极化偶极子天线的各元器件的设置可采用以下实施方式。如图16所示，基板1包括三层介质板13；第一天线枝21设置于第一层介质板13a中，且贯穿第一层介质板13a；第一馈线42设置于第二层介质板13b的靠近第一层介质板13a的表面；第二天线枝22设置于第三层介质板13c中，且贯穿第三层介质板13c；第二馈线44和地板11均设置于第三层介质板13c的靠近第二层介质板13b的表面。本发明实施例的天线单元可应用于无线城际网(wirelessmetropolitanareanetwork，简称wman)、无线广域网(wirelesswideareanetwork，简称wwan)、无线局域网(wirelesslocalareanetwork，简称wlan)、无线个域网(wirelesspersonalareanetwork，简称wpan)、多输入多输出(mimo)、射频识别(radiofrequencyidentification，简称rfid)、近场通信(nearfieldcommunication，简称nfc)、无线充电(wirelesspowerconsortium，简称wpc)、调频(frequencymodulation，简称fm)等无线通信场景。本发明实施例的天线单元还可应用于sar与hac等与人体安全、健康有关的佩戴电子器件(如助听器或心率调整器等)相容性的法规测试、设计及应用上。本发明实施例还涉及一种电子设备，包括本发明实施例中任一项的天线单元。电子设备中天线单元的具体实施方式均可以参照上述说明，并能够达到相同的技术效果，为避免重复，对此不作赘述。可选的，如图24所示，天线单元的数量大于或等于2，各天线单元依次排布形成天线阵列。可选的，如图25所示，相邻两天线单元之间设置有隔离器9。通过在相邻的天线单元之间设置隔离器9，能够有效地减小相邻天线单元之间的互耦，保障了天线阵列的工作性能。可选的，隔离器9包括若干间隔排布的隔离柱91，隔离柱91垂直于基板1并贯穿基板1。上述电子设备可为计算机(computer)、手机、平板电脑(tabletpersonalcomputer)、膝上型电脑(laptopcomputer)、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、移动上网电子设备(mobileinternetdevice，mid)、可穿戴式设备(wearabledevice)、电子阅读器、导航仪、数码相机等。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
：的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。当前第1页12当前第1页12