[发明专利]一种带反射腔的宽频天线及天线系统

说明书

本发明涉及一种带反射腔的宽频天线，包括金属边框、馈电信号线和至少一个天线单元，天线单元包括馈电螺丝、台柱、绝缘套管和反射腔，反射腔为金属边框的外侧面向内凹陷形成的腔体，腔体包括沿金属边框从下到上方向依次分布的第一壁和第二壁，第一壁、台柱、第二壁和馈电信号线顺序排列且均与馈电螺丝连接，台柱与馈电螺丝螺纹连接，馈电螺丝螺通过绝缘套管与第二壁连接；台柱为导体，其下表面与第一壁相接触且台柱的下表面面积大于台柱的上表面面积；本发明还提供一种天线系统。本发明5G天线可以与2G/3G/4G/GPS/WiFi/BT天线集成在一起，从而获得了较宽的带宽，并获得高的增益，宽的波束宽度以及波束扫描角度。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种带反射腔的宽频天线及天线系统。

背景技术

5G（5th-Generation，第五代移动通信技术）面向 2020 年以后的人类信息社会，尽管相关的技术还没有完全定型，但是可预见高速率、低时延、海量设备连接、低功耗的5G通信技术在未来社会占有的重要的地位。5G 终端天线作为5G终端设备的核心部件在促进和推动新一代移动通信系统和5G 手机等移动终端的发展将起到积极而又重要的作用。

与 4G 手机的全向辐射天线不同，5G 手机需要对毫米波频段实现波束赋型的天线阵列，但手机上的天线阵列与基站的天线阵列不同，在基站端，由于天线尺寸受限制较少，并且有相对成熟的相控阵天线技术支撑，已经有 5G 基站天线的样机展示。但在移动终端处，由于手机等移动终端的天线空间局限性和金属等环境复杂性，需要将5G的天线与现有的2G/3G/4G/GPS/WiFi/BT等天线兼容将成为不小的挑战。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种带反射腔的宽频天线及天线系统，旨在实现5G的天线与现有的2G/3G/4G/GPS/WiFi/BT等天线兼容。

为实现上述目的，本发明提供一种带反射腔的宽频天线，包括金属边框、馈电信号线和至少一个天线单元，所述天线单元包括馈电螺丝、台柱、绝缘套管和反射腔，所述反射腔为金属边框的外侧面向内凹陷形成的腔体，所述腔体包括沿金属边框从下到上方向依次分布的第一壁和第二壁，所述第一壁、台柱、第二壁和馈电信号线顺序排列且均与馈电螺丝连接，所述台柱与馈电螺丝螺纹连接，所述馈电螺丝螺通过绝缘套管与第二壁连接；所述台柱为导体，其下表面与第一壁相接触且台柱的下表面面积大于台柱的上表面面积。

本发明5G天线位于移动终端的边框上可以与2G/3G/4G/GPS/WiFi/BT天线集成在一起，反射腔的存在可以改变5G天线的辐射方向，从而减少用户使用移动终端的辐射，例如在打电话时，手机正面的5G天线辐射减小就很有必要。另外，由于馈电螺丝和反射腔的阻抗差异较大，直接馈电到反射腔中会使得天线带宽很窄，上小下大的反射腔台柱使得螺丝与第一壁的接触有一个渐变的过渡，可以适当增加天线单元的阻抗带宽。

进一步的，所述台柱的上表面与下表面之间的过渡部分的截面为阶梯形或直角梯形，或者所述上表面与下表面之间的过渡面为弧面或平面。

进一步的，所述台柱的横截面为半圆形和长方形组成的拱门形状。

进一步的，所述天线单元的工作波长为λ（λ为28GHz所对应的真空中波长），所述反射腔的长度为1/2λ-λ，宽度为1/10λ-1/2λ，高度为1/8λ-1/2λ，所述台柱的长度为3/16λ-3/8λ，宽度为1/8λ-1/4λ，高度为1/15λ-1/8λ，所述台柱的长边方向与反射腔的宽边方向一致。这一组参数范围内的反射腔可以减少5G天线在某个方向的大部分辐射。

进一步的，所述天线单元的工作波长为λ（λ为28GHz所对应的真空中波长），所述反射腔的长度为1/2λ-λ，宽度为1/10λ-1/2λ，高度为1/8λ-1/2λ，所述反射腔的长、宽、高与台柱的长、宽、高的比例分别为：12:5、11:5、3:2，所述台柱的长边方向与反射腔的宽边方向一致。