天线阵列、天线模组和电子设备制造技术

本申请公开一种天线阵列、天线模组和电子设备，天线阵列包括第一天线单元和第二天线单元，第一天线单元至少工作于第一频段和第二频段，且第二频段内的任一频率均高于第一频段内的任一频率；第二天线单元至少工作于第三频段，第三频段与第二频段至少部分重叠；第一天线单元的数量为多个，多个第一天线单元间隔排布，至少两个相邻的第一天线单元之间设有第二天线单元；且每相邻两个第一天线单元之间的中心间距在预设尺寸范围内，以使天线阵列在第一频段的增益大于或等于目标值。本申请提供的天线阵列，能够在满足较低频段增益要求的同时，有效实现较高频段宽角扫描的特性。有效实现较高频段宽角扫描的特性。有效实现较高频段宽角扫描的特性。

【技术实现步骤摘要】
天线阵列、天线模组和电子设备


[0001]本申请实施例涉及无线通信领域，尤其涉及一种天线阵列、天线模组和电子设备。

技术介绍

[0002]随着通信技术的发展，共口径天线阵列被广泛应用于各类电子设备中，并且，相应天线阵列能够覆盖多个频段，以实现多频段扫描的特性。然而，传统的天线阵列中，为使较低频段扫描的增益满足相应要求，需适当增大相应天线单元之间的中心间距，而在上述中心间距下，天线阵列的较高频段扫描角度较小，故而难以同时满足宽角扫描的要求。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种天线阵列、天线模组和电子设备，能够在满足较低频段扫描的增益要求的同时，有效实现较高频段的宽角扫描特性。
[0004]为实现上述技术目的，本申请采用如下技术方案：
[0005]第一方面，本申请提供一种天线阵列，该天线阵列包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元至少工作于第一频段和第二频段，且所述第二频段内的任一频率均高于所述第一频段内的任一频率；所述第二天线单元至少工作于第三频段，所述第三频段与所述第二频段至少部分重叠；所述第一天线单元的数量为多个，多个所述第一天线单元间隔排布，至少两个相邻的所述第一天线单元之间设有所述第二天线单元；且每相邻两个所述第一天线单元之间的中心间距在预设尺寸范围内，以使所述天线阵列在所述第一频段的增益大于或等于目标值。
[0006]第一频段和第二频段覆盖的频率范围可以为多种，只需要满足第二频段内的任一频率均高于第一频段内的任一频率即可，例如，第一频段可视为较低频段，第二频段可视为较高频段。示例性的，第一频段为包含频段n257和频段n258的全覆盖频段，例如，第一频段覆盖的频率范围为24.25GHz至27.5GHz；第二频段为包含频段n259和频段n260的全覆盖频段，例如，第二频段覆盖的频率范围为37GHz至43.5GHz。
[0007]第三频段覆盖的频率范围可以为多种，只需要满足第三频段与第二频段至少部分重叠即可。可以理解的是，相对于第一频段，第二频段和第三频段之间的重叠频段同样可视为较高频段，而在本实施例中，由于第一天线单元和第二天线单元均工作于该重叠频段，且第一天线单元和第二天线单元之间的中心间距较小，使得天线阵列在该重叠频段能够有效实现宽角扫描的特性。可以理解的是，第一频段、第二频段和第三频段所覆盖的频率范围均可以为多种，在此不对第一频段、第二频段和第三频段所覆盖的频率范围进行具体的限定。
[0008]当天线阵列工作于第一频段时，每相邻两个第一天线单元之间的中心间距越大，天线阵列在该较低频段的增益性能越佳；并且，由天线辐射的相关理论可知，当每相邻两个第一天线单元之间的中心间距过大时，会导致天线阵列所对应的天线方向图中产生栅瓣，从而使得天线阵列的性能下降。基于此，每相邻两个第一天线单元之间的中心间距应设置在预设尺寸范围内，以在避免栅瓣产生的同时，有效提高天线阵列在第一频段的增益。
[0009]当第一天线单元工作于第二频段和第三频段之间的重叠频段时，通过在相邻两个第一天线单元之间插入同样工作于上述重叠频段的第二天线单元，能够使天线阵列在上述重叠频段的扫描角度得到提升，从而有效实现较高频段宽角扫描的特性。还需要说明的是，为使得天线阵列在上述重叠频段的增益满足相应要求，还应将相邻的第一天线单元和第二天线单元之间的中心间距设置为适当大。
[0010]本申请提供的天线阵列，通过将多个第一天线单元间隔排布，且每相邻两个第一天线单元之间的中心间距设置在预设尺寸范围内，使得天线阵列在第一频段的增益大于或等于目标值，以满足较低频段增益要求；并且通过在至少两个相邻的第一天线单元之间设置第二天线单元，第二天线单元的第三频段与所述第一天线单元的第二频段至少部分重叠，从而缩小了较高频段天线单元之间的间距，使得天线阵列在较高频段的扫描角度得到了提升，以有效实现较高频段宽角扫描的特性。
[0011]一种可能的实施方式中，所述预设尺寸范围为：大于等于所述第一频段所对应波长的0.45倍，并小于等于所述第一频段所对应波长的0.8倍。其中，第一频段所对应波长指的是第一频段的中心频率所对应的波长λ1。基于此，每相邻两个第一天线单元之间的中心间距的物理长度范围为：0.45λ1至0.8λ1，对应的电长度范围为：0.45至0.8。在一种具体的实施例中，每相邻两个第一天线单元之间的中心间距的物理长度为0.5λ1。当每相邻两个第一天线单元之间的中心间距处于上述预设范围内时，能够使得天线阵列在第一频段的增益大于或等于目标值，以满足较低频段增益要求，且可有效防止栅瓣的产生。
[0012]一种可能的实施方式中，所述目标值为8dBi。可以理解的是，当天线阵列在第一频段的增益大于或等于8dBi时，天线阵列在较低频段的增益能够满足相应要求。
[0013]一种可能的实施方式中，多个所述第一天线单元呈线性阵列排布，且每相邻两个所述第一天线单元之间均设有至少一个所述第二天线单元。可以理解的是，在上述结构下，所构成的天线阵列呈线性排布，体积较小，能够有效应用于体积较小的电子设备内，如手机、平板等。
[0014]一种可能的实施方式中，每相邻两个所述第一天线单元之间均设有一个所述第二天线单元，且所述第二天线单元与相邻两个所述第一天线单元之间的中心间距相同。当每相邻两个第一天线单元之间仅设有一个第二天线单元时，第二天线单元将相邻两个第一天线单元之间的中心间距等分，从而有效提高天线阵列在较高频段扫描的对称性。
[0015]一种可能的实施方式中，所述第二频段和所述第三频段相重叠的频率范围为重叠频段；相邻的所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的中心间距，大于等于所述重叠频段所对应波长的0.3倍，并小于等于所述重叠频段所对应波长的0.45倍。其中，重叠频段所对应波长指的是重叠频段的中心频率所对应的波长λ0。基于此，相邻的第一天线单元和第二天线单元之间的中心间距的物理长度范围为：0.3λ0至0.45λ0，对应的电长度范围为：0.3至0.45。当相邻的第一天线单元和第二天线单元之间的中心间距处于上述尺寸范围内时，天线阵列在上述重叠频段的增益能够满足相应要求，并且，天线阵列在重叠频段的扫描角度能够得到提升，从而有效实现较高频段宽角扫描的特性。在一种具体的实施例中，每相邻两个第一天线单元之间的中心间距的物理长度为0.37λ0。
[0016]一种可能的实施方式中，所述第一频段为24.25GHz至29.5GHz，所述第二频段和所述第三频段均为37GHz至43.5GHz。可以理解的是，第三频段与第二频段覆盖的频率范围相
同，例如，可视为第一天线单元和第二天线单元均可工作于第二频段，使得天线阵列在37GHz至43.5GHz这一较高频段能够有效实现宽角扫描的特性。
[0017]一种可能的实施方式中，相邻两个所述第一天线单元之间的中心间距为5.6mm，相邻的所述第一天线单元与所述第二天线单元之间的中心间距为2.8mm。当第二天线单元与相邻两个第一天线单元之间的中心间距均为2.8mm时，能够提高天线阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线阵列(100)，其特征在于，包括：多个第一天线单元(10)，至少工作于第一频段和第二频段，且所述第二频段内的任一频率均高于所述第一频段内的任一频率；和第二天线单元(20)，至少工作于第三频段，所述第三频段与所述第二频段至少部分重叠；多个所述第一天线单元(10)间隔排布，至少两个相邻的所述第一天线单元(10)之间设有所述第二天线单元(20)；且每相邻两个所述第一天线单元(10)之间的中心间距在预设尺寸范围内，以使所述天线阵列(100)在所述第一频段的增益大于或等于目标值。2.根据权利要求1所述的天线阵列(100)，其特征在于，所述预设尺寸范围为：大于等于所述第一频段所对应波长的0.45倍，并小于等于所述第一频段所对应波长的0.8倍。3.根据权利要求2所述的天线阵列(100)，其特征在于，所述目标值为8dBi。4.根据权利要求2所述的天线阵列(100)，其特征在于，多个所述第一天线单元(10)呈线性阵列排布，且每相邻两个所述第一天线单元(10)之间均设有至少一个所述第二天线单元(20)。5.根据权利要求4所述的天线阵列(100)，其特征在于，每相邻两个所述第一天线单元(10)之间均设有一个所述第二天线单元(20)，且所述第二天线单元(20)与相邻两个所述第一天线单元(10)之间的中心间距相同。6.根据权利要求5所述的天线阵列(100)，其特征在于，所述第二频段和所述第三频段相重叠的频率范围为重叠频段；相邻的所述第一天线单元(10)和所述第二天线单元(20)之间的中心间距，大于等于所述重叠频段所对应波长的0.3倍，并小于等于所述重叠频段所对应波长的0.45倍。7.根据权利要求6所述的天线阵列(100)，其特征在于，所述第一频段为24.25GHz至29.5GHz，所述第二频段和所述第三频段均为37GHz至43.5GHz。8.根据权利要求7所述的天线阵列(100)，其特征在于，相邻两个所述第一天线单元(10)之间的中心间距为5.6mm，相邻的所述第一天线单元(10)与所述第二天线单元(20)之间的中心间距为2.8mm。9.根据权利要求4所述的天线阵列(100)，其特征在于，每相邻两个所述第一天线单元(10)之间均设有多个所述第二天线单元(20)，且每相邻两个所述第二天线单元(20)之间的中心间距，等同于相邻的所述第一天线单元(10)与所述第二天线单元(20)之间的中心间距。10.根据权利要求9所述的天线阵列(100)，其特征在于，每相邻两个所述第一天线单元(10)之间均设有两个所述第二天线单元(20)；所述第二频段和所述第三频段相重叠的频率范围为重叠频段；相邻的所述第一天线单元(10)和所述第二天线单元(20)之间的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王咏超，姚羽，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：