[发明专利]一种集成毫米波阵列天线的电子设备

说明书

本发明公开了一种集成毫米波阵列天线的电子设备，包括毫米波天线阵列、主印刷电路板PCB、电池和第一金属中框，其特征在于：所述第一金属中框包括位于电子设备外观面的金属边框、起支撑和接地作用的大面积金属块，所述金属边框包括金属边框Ⅰ、金属边框Ⅱ、金属边框Ⅲ、金属边框Ⅳ，所述金属边框Ⅰ内设置有第一双面凹槽区域，所述第一双面凹槽区域正反两面均存在凹槽，中间为金属隔断，所述第一凹槽区域用于设置毫米波天线阵列，所述毫米波天线阵列由两个以上天线单元组成，并按阵列形式排列。本发明可以实现毫米波阵列天线最佳辐射方向，避免毫米波阵列天线被周围器件或消费者使用时的环境遮挡导致性能下降，馈电与接地实现方式简单，实现成本低。

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，具体涉及一种集成毫米波阵列天线的电子设备。

背景技术

目前，将在2020年左右实现商用的5G(第五代移动通信)，包括Sub 6GHz频段与毫米波（millimeter wave）频段。毫米波是指波长为毫米级别，频率为30～300GHz的电磁波，它具有带宽大、信道容量大的优势，可以更好地满足5G通讯对大数据流量的需求。当前，智能终端设备中，包括5G sub-6Ghz MIMO技术、毫米波频段的相控阵波束成形的研究和开发，已经引起人们的关注。

终端设备中，常规毫米波天线将辐射元件直接集成到射频芯片栈的后端去，与芯片集成在一起，并设置在主印刷电路板（PCB）上，但是其辐射方向只能朝向终端设备背部，容易被遮挡。如果将其立着放在终端设备四周，天线辐射方向性问题得到改善，但是毫米波天线如何与2G、3G、4G天线共存，如何与金属化机身共存，都对工程设计带来挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集成毫米波阵列天线的电子设备，毫米波阵列天线设置于金属边框的双面凹槽区域内，可以实现毫米波阵列天线最佳辐射方向，避免毫米波阵列天线被周围器件或消费者使用时的环境遮挡导致性能下降，毫米波阵列天线可以谐振在多个工作频段内，馈电与接地实现方式简单，实现成本低。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种集成毫米波阵列天线的电子设备，包括毫米波天线阵列、主印刷电路板PCB、电池和第一金属中框，其特征在于：所述第一金属中框包括位于电子设备外观面的金属边框、起支撑和接地作用的大面积金属块，所述金属边框包括金属边框Ⅰ、金属边框Ⅱ、金属边框Ⅲ、金属边框Ⅳ，所述金属边框Ⅰ内设置有第一双面凹槽区域，所述第一双面凹槽区域正反两面均存在凹槽，中间为金属隔断，所述第一凹槽区域用于设置毫米波天线阵列，所述毫米波天线阵列由两个以上天线单元组成，并按阵列形式排列。

作为一种优选，所述毫米波天线阵列的天线单元包括相互对应的缝隙天线单元和耦合馈电单元，所述缝隙天线单元设置于第一凹槽区域内的金属隔断上，所述耦合馈电单元设置于第一凹槽区域的内侧凹槽之中。

作为一种优选，所述缝隙天线单元按照阵列形式排列，包括第一缝隙天线单元、第二缝隙天线单元、第三缝隙天线单元、第四缝隙天线单元，所述缝隙天线单元之间及缝隙天线单元与凹槽四边之间均预设一段距离。

作为一种优选，所述耦合馈电单元包括第一耦合馈电单元、第二耦合馈电单元、第三耦合馈电单元和第四耦合馈电单元，并分别与第一缝隙天线单元、第二缝隙天线单元、第三缝隙天线单元和第四缝隙天线单元一一对应，所述耦合馈电单元与缝隙天线单元之间通过非导电介质隔离与支撑。

作为一种优选，所述缝隙天线单元和耦合馈电单元的形状为多边形、圆形或环形，多边形为三角形、长方形、五边形等。

作为进一步的改进，所述第一双面凹槽区域的内侧凹槽中还设置有第一毫米波芯片模组，所述第一毫米波芯片模组通过柔性电路板与主印刷电路板PCB相连，所述耦合馈电单元均设置于第一毫米波芯片模组之上，并朝向缝隙天线单元。

作为一种优选，所述第一毫米波芯片模组包括无线收发器、电源管理集成电路IC、射频前端组件和毫米波通信组件。