一种5G毫米波谐振器天线模组的制作方法

一种5g毫米波谐振器天线模组
技术领域
1.本实用新型涉及通信技术领域，尤其是指一种5g毫米波谐振器天线模组。


背景技术：

2.5g作为全球业界的研发焦点，发展5g技术制定5g标准已经成为业界共识。国际电信联盟itu在2015年6月召开的itu
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rwp5d第22次会议上明确了5g的三个主要应用场景：增强型移动宽带、大规模机器通信和高可靠低延时通信。这3个应用场景分别对应着不同的关键指标，其中增强型移动带宽场景下用户峰值速度为20gbps，最低用户体验速率为100mbps。毫米波独有的高载频、大带宽特性是实现5g超高数据传输速率的主要手段。且未来的手机中预留给5g天线的空间小，可选位置不多所以要设计小型化的天线模组。
3.根据3gpp ts38.101
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2 5g终端射频技术规范和tr38.817终端射频技术报告可知，5gmmwave天线需要覆盖n257(26.5
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29.5ghz)n258(24.25
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27.25ghz)n260(37
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40ghz)n261(27.5
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28.35ghz)，因此设计超宽带天线是5g毫米波模组的需求。
4.基于pcb的常规毫米波宽带天线，无论天线形式是patch，dipole，slot等因为带宽要求覆盖n257 n258 n260所以会使pcb厚度增加，此时层数变多，占用空间增大，又因为在毫米频段中，多层pcb对孔、线宽、线距的精度要求高，所以导致加工难度大。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种5g毫米波谐振器天线模组，降低超宽带天线的加工难度。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种5g毫米波谐振器天线模组，包括基板、馈电单元和天线单元；
8.所述天线单元在俯视角度下呈沙漏型；
9.所述天线单元集成于所述基板上并通过所述馈电单元与所述基板电连接。
10.进一步的，所述馈电单元包括涂覆层和微带组件；
11.所述涂覆层覆盖于所述天线单元的任一侧；
12.所述微带组件集成于所述基板上并与所述涂覆层电连接。
13.进一步的，所述涂覆层的材质为金、银或铜。
14.进一步的，所述涂覆层与所述微带组件焊接。
15.进一步的，所述天线单元在x轴方向上的两侧具有在俯视角度下呈等腰梯形的凹槽。
16.进一步的，所述天线单元设置有多个；
17.多个所述天线单元沿y轴方向均匀分布地设置于所述基板上。
18.进一步的，所述基板的介电常数为14。
19.进一步的，所述天线单元为陶瓷体。
20.进一步的，还包括芯片组件；
21.所述芯片组件集成于所述基板背离所述天线单元的一侧并通过所述馈电单元与所述天线单元电连接。
22.本实用新型的有益效果在于：设置俯视角度下呈沙漏型的天线单元，而激励出te111模式、hem11模式或者其他更高阶数的模式，使激励出的各种模式在工作频率上相连接，形成超宽带的参数，使该天线模组能够覆盖n257、n260频段，最终形成超宽带天线；而馈电组件用于对天线组件耦合馈电。本技术相比于现有技术而言，通过改变天线单元的结构，形成超宽带天线，满足5g毫米波的高速传输需求。
附图说明
23.图1为本实用新型中一种5g毫米波谐振器天线模组的结构示意图；
24.图2为图1的俯视图；
25.图3为本实用新型中一种5g毫米波谐振器天线模组的透视图；
26.图4为本实用新型中一种5g毫米波谐振器天线模组的阻抗带宽；
27.图5为本实用新型中一种5g毫米波谐振器天线模组在28ghz的波束图；
28.图6为本实用新型中一种5g毫米波谐振器天线模组在38.5ghz的波束图。
29.标号说明：
30.1、基板；11、过孔；2、馈电单元；21、涂覆层；22、微带组件；3、天线单元；31、凹槽；4、芯片组件；5、带状线。
具体实施方式
31.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
32.请参照图1
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图6，一种5g毫米波谐振器天线模组，包括基板、馈电单元和天线单元；
33.所述天线单元在俯视角度下呈沙漏型；
34.所述天线单元集成于所述基板上并通过所述馈电单元与所述基板电连接。
35.本实用新型的工作原理在于：采用俯视角度下呈沙漏型的天线单元，激发更多模式，进而形成超宽带天线，以实现5g毫米波的高速传输。
36.从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：设置俯视角度下呈沙漏型的天线单元，而激励出te111模式、hem11模式或者其他更高阶数的模式，使激励出的各种模式在工作频率上相连接，形成超宽带的参数，使该天线模组能够覆盖n257、n260频段，最终形成超宽带天线；而馈电组件用于对天线组件耦合馈电。本技术相比于现有技术而言，通过改变天线单元的结构，形成超宽带天线，满足5g毫米波的高速传输需求。
37.进一步的，所述馈电单元包括涂覆层和微带组件；
38.所述涂覆层覆盖于所述天线单元与所述基板相互垂直的任一侧；
39.所述微带组件集成于所述基板上并与所述涂覆层电连接。
40.由上述描述可知，通过涂覆层和微带组件，用于对天线单元耦合馈电，便于在基板上进行芯片的集成。
41.进一步的，所述涂覆层的材质为金、银或铜。
42.由上述描述可知，涂覆层的材质为金、银或铜，使馈电效果达到最佳。
43.进一步的，所述涂覆层与所述微带组件焊接。
44.由上述描述可知，涂覆层与微带组件焊接，能够提高涂覆层与微带组件之间的连接稳定性。
45.进一步的，所述天线单元在x轴方向上的两侧具有在俯视角度下呈等腰梯形的凹槽。
46.由上述描述可知，设置呈等腰梯形状的凹槽，能够在天线单元表面的多个角度下形成平面，进而激发更多的模式，用于提高带宽。
47.进一步的，所述天线单元设置有多个；
48.多个所述天线单元沿y轴方向均匀分布地设置于所述基板上。
49.由上述描述可知，天线单元设置多个，进一步地提升天线的增益。
50.进一步的，所述基板的介电常数为14。
51.由上述描述可知，基板的介电常数为14能够调节出恰好满足26
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40ghz的带宽，满足高速数据传输需求。
52.进一步的，所述天线单元为陶瓷体。
53.由上述描述可知，采用陶瓷体作为天线单元，体积小，且能够减少pcb板的层数，使天线模组整体体积缩小。
54.进一步的，还包括芯片组件；
55.所述芯片组件集成于所述基板背离所述天线单元的一侧并通过所述馈电单元与所述天线单元电连接。
56.由上述描述可知，芯片组件内能够集成各种功能，以提升天线单元的性能。
57.本实用新型适用于手持通信设备中，如手机。
58.实施例一
59.参照图1
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图2，一种5g毫米波谐振器天线模组，包括基板1、馈电单元2和天线单元3；天线单元3在俯视角度下呈沙漏型；天线单元3集成于基板1上并通过馈电单元2与基板1电连接。优选的，天线单元3为陶瓷体。优选的，基板1为pcb板。
60.实施例二
61.本实施例与实施例一的区别在于，限定了馈电单元2和天线单元3的具体结构。
62.参照图1，馈电单元2包括涂覆层21和微带组件22；涂覆层21覆盖于天线单元3与基板相互垂直的任一侧；微带组件22集成于基板1上并与涂覆层21电连接。具体的，涂覆层21采用喷射或溅射金属工艺覆盖于天线单元3的表面，涂覆层21用于馈电；基板1上还具有过孔11，过孔11用于在信号传输时起屏蔽作用；参照图3，基板1内还设置有用于做阻抗匹配和信号传输的带状线5，带状线5用于将两个相邻的天线单元3电连接。
63.参照图1，涂覆层21的材质为金、银或铜。优选的，采用银作为涂覆层21的材质。
64.优选的，涂覆层21与微带组件22焊接。
65.参照图2，天线单元3在x轴方向上的两侧具有在俯视角度下呈等腰梯形的凹槽31。
66.参照图1，天线单元3设置有多个；多个天线单元3沿y轴方向均匀分布地设置于基板1上。优选的，天线单元3设置有四个。
67.优选的，基板1的介电常数为14。
68.参照图1，还包括芯片组件4；芯片组件4集成于基板1背离天线单元3的一侧并通过
馈电单元2与天线单元3电连接。具体的，芯片组件4包括射频芯片、数字集成电路芯片和电源芯片，数字集成电路芯片与射频芯片电连接，数字集成电路芯片控制射频芯片的输出功率和输出相位，电源芯片分别与数字集成电路芯片和射频芯片电连接，射频芯片、数字集成电路芯片、电源芯片均集成于pcb板上；电源芯片用于为射频芯片提供电源，射频芯片用于为微带提供信号；其中，射频芯片包括移相器和放大器，移相器是为单元间提供相位差以实现波束扫描的能力，放大器是为了补偿移相器的损耗。
69.综上所述，本实用新型提供的一种5g毫米波谐振器天线模组，本实用新型通过设置俯视角度下呈沙漏型的陶瓷天线单元，以减少pcb板的层数，减小占用空间，且生产成本更低，并且天线单元集成与pcb板上，便于后续在pcb上集成芯片，同时扩大了带宽，使天线模组整体覆盖n257、n260的频段，满足5g毫米波的高速传播需求。
70.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。