[发明专利]双极化连接天线阵列

说明书

一种天线装置，包括：第一天线阵列，设置在基板的第一面上；至少一个第二天线阵列，设置在所述基板的第二面上。所述第一天线阵列由第一单极子天线振子和至少一个第二单极子天线振子组成。金属条构件耦合至所述第一单极子天线振子和所述第二单极子天线振子。所述第二天线阵列包括偶极子形耦合器。所述第一天线阵列和所述第二天线阵列间隔预定距离并占用公共空间。所公开实施例的各方面提供了一种非常紧凑的天线布置，因为多根天线共享两个不同极化的天线阵列的几何结构。考虑到具有大显示器的设备中天线的体积较小，物理尺寸更小的天线是有益的。

技术领域

本发明的各方面大体涉及移动通信设备，更具体地，涉及用于移动通信设备的天线阵列。

背景技术

移动设备需要支持越来越多的无线技术。这些技术可以包括蜂窝技术(例如，2G/3G/4G无线技术)以及非蜂窝技术。在即将推出的5G新无线(new radio，NR)技术中，频率范围将从低于6GHz扩展到所谓的毫米波频率，例如24GHz、28GHz、39GHz和42GHz。在毫米波频率范围内，天线阵列将用于形成具有较高增益的波束，以解决传播介质中较高的路径损耗。然而，具有较高增益的天线辐射方向图和阵列波束图将导致窄波束宽度。可以使用相控阵天线等波束控制技术来按需将波束引导至不同的方向。然而，当涉及移动终端等用户设备(user equipment，UE)时，UE可以在任意方向上使用。因此，UE天线的设计必须表现出非常宽的接近全球面的波束覆盖范围。

为UE实现毫米波天线面临的一个挑战是需要具有全覆盖辐射特性，其中从UE的侧面辐射毫米波能量以实现全球面覆盖范围。实现显示器侧辐射的传统技术是将毫米波天线阵列放置在显示单元旁边。然而，当前的设计趋势是扩大显示器的尺寸，使显示器覆盖UE的整个正面。这限制了天线的可用空间。

因此，需要提供一种解决上述至少一些问题的天线阵列。

发明内容

所公开实施例的各方面旨在提供一种用于移动通信设备的天线阵列。通过独立权利要求的主题来实现该目的。在从属权利要求中提供了其它有利修改。

根据第一方面，上述和其它目的和优点是通过天线装置获得的。在一个实施例中，所述天线装置包括：第一天线阵列，设置在基板的第一面上；第二天线阵列，设置在所述基板的第二面上。所述第一天线阵列由第一单极子天线振子和至少一个第二单极子天线振子组成。金属条构件耦合至所述第一单极子天线振子和所述至少一个第二单极子天线振子。所述第二天线阵列包括偶极子形耦合器。所述第一天线阵列和所述第二天线阵列间隔预定距离并占用公共空间。所公开实施例的各方面提供了一种非常紧凑的天线布置，因为多根天线共享两个不同极化的天线阵列的几何结构。考虑到具有大显示器的设备中天线的体积较小，物理尺寸更小的天线是有益的。

在所述天线装置的一种可能的实现方式中，所述金属条构件将所述第一单极子天线振子的与所述第一单极子天线振子的馈电点相对的端部耦合至所述至少一个第二天线振子的与所述至少一个第二天线振子的馈电点相对的端部。所公开实施例的各方面通过耦合阵列模式提高了所述第一单极子天线振子和所述第二单极子天线振子的带宽和效率。所述第一单极子天线振子和所述第二单极子天线振子产生的电场是均匀的，并且由于金属条构件耦合而很少依赖频率。

在所述天线装置的一种可能的实现方式中，所述金属条构件直接连接至所述第一单极子天线振子和所述至少一个第二单极子天线振子。与所述金属条构件的连接使得所述第一单极子天线振子和所述第二单极子天线振子的布置在物理上更小。所述金属条构件作为所述第一单极子天线振子和所述第二单极子天线振子的一部分有效地运行。

在所述天线装置的一种可能的实现方式中，所述金属条构件和所述第一单极子天线由间隙隔开。所述金属条构件和所述至少一个第二单极子天线由所述间隙隔开。通过这种方式，所述金属条构件以电容方式耦合至所述第一单极子天线振子和所述第二单极子天线振子。所公开实施例的各方面使得所述第一单极子天线和所述第二单极子天线的物理尺寸更小。所述单极子天线的频带通过所述第一间隙和所述第二间隙进行调谐，以使所述天线装置的尺寸更小。