[发明专利]一种可调波束扫描角的天线模组

说明书

本发明公开了一种可调波束扫描角的天线模组，包括超表面模组和设于超表面模组顶面的介质板，介质板的厚度小于或等于0.05λ，介质板的顶面设有磁电偶极子天线；超表面模组包括呈阵列设置的多个超表面单元，超表面单元包括顶层基材和底层基材，顶层基材的顶面设有顶层贴片，顶层基材与底层基材之间设有中间贴片，中间贴片分别连接顶层基材与底层基材，底层基材的底面设有底层贴片，顶层基材内设有连接顶层贴片与中间贴片的上层二极管，底层基材内设有连接中间贴片与底层贴片的下层二极管，上层二极管与下层二极管导通方向一致。本可调波束扫描角的天线模组能够实现相位的无源控制，利于降低天线芯片的集成度，缩减天线芯片的体积及制造成本。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种可调波束扫描角的天线模组。

背景技术

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-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、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。

针对于5G毫米波模组，业界通常选择以射频芯片与基板天线结合成为AIP(封装天线)的方式来降低射频系统损耗，并且这样集成度更高，性能更优秀。但是毫米波射频芯片因为要集成移相器、低噪放、攻放、开关、滤波器等器件，高度集成意味着成本上升；另一方面因为考虑到在手机、基站等场合，芯片体积有明确的尺寸要求，所以从毫米波模组设计上想法去掉一些器件来实现芯片成本降低更合算。

5G毫米波模组是由射频芯片与基站天线组成，而射频芯片主要作用是提供相位可控的功率信号，最终实现天线端的波束控制。如果从天线端出发实现相位无源控制，那么芯片端就可以不用设计移相器，从而减少芯片体积，降低芯片成本。

发明内容

本发明解决的技术问题为：提供一种低成本的可调波束扫描角的天线模组。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可调波束扫描角的天线模组，包括超表面模组和设于所述超表面模组顶面的介质板，所述介质板的厚度小于或等于0.05λ，λ为可调波束扫描角的天线模组的工作波长，所述介质板的顶面设有磁电偶极子天线；所述超表面模组包括呈阵列设置的多个超表面单元，所述超表面单元包括顶层基材和底层基材，所述顶层基材的顶面设有顶层贴片，所述顶层基材与底层基材之间设有中间贴片，所述中间贴片分别连接所述顶层基材与底层基材，所述底层基材的底面设有底层贴片，所述顶层基材内设有连接所述顶层贴片与中间贴片的上层二极管，所述底层基材内设有连接所述中间贴片与底层贴片的下层二极管，所述上层二极管与下层二极管导通方向一致。

本发明的有益效果在于：

当顶层二极管与底层二极管处于导通状态时，超表面模组形成理想磁导体，其工作模式为反射模式，磁电偶极子天线的电流方向与理想磁导体平行，即此时磁电偶极子天线为宽波束模式；当顶层二极管与底层二极管处于断开状态时，超表面模组成为介质层，其工作模式为透射模式，此时磁电偶极子天线的波束会变窄。

本可调波束扫描角的天线模组在不需要使用移相器的前提下，能够令波束扫描角可调，实现了相位的无源控制，利于降低天线芯片的集成度，缩减天线芯片的体积及制造成本，最终达到降低可调波束扫描角的天线模组的生产成本的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的可调波束扫描角的天线模组的结构示意图；