一种天线、天线阵列及通信装置制造方法及图纸

本申请公开一种天线、天线阵列及通信装置，属于NR或LTE领域，以实现不依赖有源器件，控制波束的方向和相位，降低成本和功耗。天线包括：第一辐射单元，以及与第一辐射单元耦合的第二辐射单元。第一辐射单元包括：第一开关电路，该第一开关电路与馈电网络连接，在第一开关电路处于导通状态下，第一辐射单元的电流方向为第一方向，在第一开关电路处于关断状态下，第一辐射单元的电流方向为第二方向。第二辐射单元包括：第二开关电路，在第二开关电路处于导通状态下，第二辐射单元的谐振频率为第一频率，第二辐射单元的波束方向为第三方向，在第二开关电路处于关断状态下，第二辐射单元的谐振频率为第二频率，第二辐射单元的波束方向为第四方向。向为第四方向。向为第四方向。

【技术实现步骤摘要】
一种天线、天线阵列及通信装置


[0001]本申请实例涉及天线
，尤其涉及一种天线、天线阵列及通信装置。

技术介绍

[0002]在新空口(new radio，NR)系统中，可利用有源天线实现波束赋形。波束赋形具有信号传输距离远，抗干扰能力强、频率利用高、系统容量大等优点，同时也具有成本高、功耗大等缺点。针对这些缺点，业内提出了方向图可重构的天线，其可以通过开关电路的开启或关断来控制波束的方向，以解决波束赋形的高成本、高功耗等问题。
[0003]但是，方向图可重构的天线受限于结构，无法直接控制波束的相位，或者说无法实现波束扫描，需要额外的有源器件，例如移相器来进行控制，导致方向图可重构的天线仍需要依赖有源器件，无法进一步降低成本和功耗。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种天线、天线阵列及通信装置，以实现在不依赖有源器件的情况下，控制波束的方向和相位，从而最大程度的降低成本和功耗。
[0005]第一方面，本申请提供一种天线，包括：第一辐射单元，以及与第一辐射单元耦合的第二辐射单元。其中，第一辐射单元包括：第一开关电路，该第一开关电路与馈电网络连接，在第一开关电路处于导通状态下，第一辐射单元的电流方向为第一方向，在第一开关电路处于关断状态下，第一辐射单元的电流方向为第二方向。第二辐射单元包括：第二开关电路，在第二开关电路处于导通状态下，第二辐射单元的谐振频率为第一频率，第二辐射单元的波束方向为第三方向，在第二开关电路处于关断状态下，第二辐射单元的谐振频率为第二频率，第二辐射单元的波束方向为第四方向。
[0006]基于第一方面所述的天线可知，第一开关电路的导通或关断可以控制第一辐射单元的电流方向，即控制波束的相位，第二开关电路的导通或关断可以控制波束的方向，以实现在不依赖有源器件的情况下，控制波束的方向和相位，从而最大程度的降低成本和功耗。
[0007]一种可能的设计方案中，第二开关电路可以与地板连接，第二开关电路的导通或关断可以控制第二辐射单元是否接地。其中，若第二辐射单元接地，则第二辐射单元的谐振频率在高频(第一频率)，例如第二辐射单元的谐振频率高于第一辐射单元的谐振频率，起到引向功能，即引导波束朝第二辐射单元方向(第三方向)偏转。若第二辐射单元不接地，则第二辐射单元的谐振频率在低频(第二频率)，例如第二辐射单元的谐振频率低于第一辐射单元的谐振频率，起到反向功能，即引导波束朝第一辐射单元方向(第四方向)偏转。也就是说，第二辐射单元通过是否接地，可以便捷地控制波束的方向。
[0008]可选地，第二辐射单元还可以包括：接地点，该接地点与地板连接，第二开关电路与接地点连接。如此，通过设置接地点可使得第二辐射单元的接地更可靠，波束的方向控制更稳定。
[0009]进一步的，第二辐射单元还可以包括：第二辐射贴片，第二开关电路分别与第二辐
射贴片和接地点连接。其中，第二辐射贴片与第一辐射单元电磁耦合，以发射方向偏转的波束。
[0010]进一步的，第二辐射贴片可以为环形结构，以便接地点可以设置在第二辐射贴片的环内，方便第二开关电路以及其对应的控制电路，可以设置在接地点与第二辐射贴片之间的缝隙上。
[0011]进一步的，第二辐射贴片的形状可以为如下任一项：八边形、矩形、圆形、或菱形。如此，第二辐射贴片与第一辐射单元能够具有良好的电磁耦合效果，以保证天线的增益，并实现大角度的波束方向控制，例如控制天线的波束方向在﹣30
°
至30
°
、﹣40
°
至40
°
、﹣45
°
至45
°
或﹣30
°
至45
°
等范围内偏转。
[0012]进一步的，接地点的尺寸与第二辐射贴片的尺寸的比例可以为0.3至0.75，以便在第二辐射贴片基于第二开关电路接地时，第二辐射贴片的谐振频率，即第一频率，相较于第一辐射单元的谐振频率，其可以位于较高的频率范围内，从而起到更好的引向作用，实现大角度的波束方向控制。
[0013]一种可能的设计方案中，第一方向与第二方向可以反向，以实现大范围，例如0
°
和180
°
的波束相位控制。
[0014]可选地，第一辐射单元还可以包括：馈电点，该馈电点与馈电网络连接，第一开关电路与馈电点连接。可以理解，通过设置馈电点可确保第二辐射单元与信号源，即馈电网络的连接更可靠，以获得稳定的信号。
[0015]进一步的，第一辐射单元还可以包括：第一辐射贴片，该第一开关电路分别与第一辐射贴片和馈电点连接。其中，第一辐射贴片与第二辐射单元电磁耦合，以实现对波束方向的控制。
[0016]进一步的，第一辐射贴片可以为环形结构，方便在第一开关电路导通或关断时，第一辐射贴片的电流方向能够改变，从而实现波束的相位控制。
[0017]进一步的，第一辐射贴片的形状可以为如下任一项：八边形、矩形、圆形、或菱形。如此，第一辐射贴片与第二辐射单元能够有良好的电磁耦合效果，以保证天线的增益，并实现大角度的波束方向控制，例如控制天线的波束方向在﹣30
°
至30
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、﹣40
°
至40
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、﹣45
°
至45
°
或﹣30
°
至45
°
等范围内偏转。
[0018]一种可能的设计方案中，第二辐射单元的尺寸与第一辐射单元的尺寸的比例为1.05至1.25。如此，第一辐射单元与第二辐射单元能够具有良好的电磁耦合效果，以保证天线增益，并实现大角度的波束方向控制。
[0019]一种可能的设计方案中，第一辐射单元的中心与第二辐射单元的中心之间的距离，与第一辐射单元的尺寸的比例为1.05至1.4，如此，第一辐射单元与第二辐射单元能够具有良好的电磁耦合效果，以保证天线增益，并实现大角度的波束方向控制。
[0020]一种可能的设计方案中，第二辐射单元可以为多个，以实现多波束方向控制。
[0021]第二方面，本申请提供一种天线阵列，包括：多个如第一方面所述的天线。
[0022]需要指出的是，在天线构成天线阵列的情况下，如果第一辐射单元的波束相位改变，则可能会产生镜像波束，例如采用1比特(bit)移相，使得波束的相位在0
°
和180
°
变化，那么在波束方向为35
°
时，﹣35
°
的方向会产生增益相当的镜像波束，导致天线阵列的增益下降，影响天线阵列的抗干扰能力。但是，在第二辐射单元的波束方向改变时，波束的镜像位
置会产生负增益，例如波束方向为35
°
，﹣35
°
的方向会产生负增益。该负增益恰好可以与镜像波束叠加，以抑制镜像波束。也就是说，第一辐射单元和第二辐射单元的功能并不是彼此独立的，两者在功能上的配合能够抑制镜像波束，使得天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线，其特征在于，包括：第一辐射单元，以及与所述第一辐射单元耦合的第二辐射单元，其中，所述第一辐射单元包括：第一开关电路，所述第一开关电路与馈电网络连接，在所述第一开关电路处于导通状态下，所述第一辐射单元的电流方向为第一方向，在所述第一开关电路处于关断状态下，所述第一辐射单元的电流方向为第二方向；所述第二辐射单元包括：第二开关电路，在所述第二开关电路处于导通状态下，所述第二辐射单元的谐振频率为第一频率，所述第二辐射单元的波束方向为第三方向，在所述第二开关电路处于关断状态下，所述第二辐射单元的谐振频率为第二频率，所述第二辐射单元的波束方向为第四方向。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二开关电路与地板连接。3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第二辐射单元还包括：接地点，所述接地点与所述地板连接，所述第二开关电路与所述接地点连接。4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述第二辐射单元还包括：第二辐射贴片，所述第二开关电路分别与所述第二辐射贴片和所述接地点连接。5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第二辐射贴片为环形结构。6.根据权利要求4或5所述的天线，其特征在于，所述第二辐射贴片的形状为如下任一项：八边形、矩形、圆形、或菱形。7.根据权利要求4
‑
6中任一项所述的天线，其特征在于，所述接地点的尺寸与所述第二辐射贴片的尺寸的比例为0.3至0.75。8.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向反向。9.根据权利要求8所述的天线，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈从松，黄国龙，蔡华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：