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CN110854548B - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 Download PDF

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CN110854548B CN201810955002.4A CN201810955002A CN110854548B CN 110854548 B CN110854548 B CN 110854548B CN 201810955002 A CN201810955002 A CN 201810955002A CN 110854548 B CN110854548 B CN 110854548B
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Abstract

本发明提供一种天线结构，包括第一阵列天线，所述第一阵列天线包括多个第一天线单元，所述多个第一天线单元沿第一方向及第二方向布设，每一所述第一天线单元为单极天线，且包括辐射体，所述辐射体包括直条部及圆弧部，所述直条部电连接至一信号源，所述圆弧部电连接至所述直条部，所述圆弧部远离所述直条部的一端呈半圆形，所述辐射体用以产生所述第一方向或所述第二方向的辐射。本发明的天线结构具有较佳的辐射涵盖范围及天线增益，且可有效避免其辐射电波被无线通信装置的金属边框遮蔽。本发明还提供一种具有该天线结构的无线通信装置。

Description

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
技术领域
本发明涉及一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。
背景技术
目前，毫米波(mmWave)天线逐渐应用至移动电话、客户终端设备(CustomerPremise Equipment，CPE)等无线通信装置。然而当毫米波天线设置于所述通信装置内时，其辐射容易受到设置于所述无线通信装置外侧的金属边框的干扰，使得其辐射场被遮蔽。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。
一种天线结构，包括第一阵列天线，所述第一阵列天线包括多个第一天线单元，所述多个第一天线单元沿第一方向及第二方向布设，每一所述第一天线单元为单极天线，且包括辐射体，所述辐射体包括直条部及圆弧部，所述直条部电连接至一信号源，所述圆弧部电连接至所述直条部，所述圆弧部远离所述直条部的一端呈半圆形，所述辐射体用以产生所述第一方向或所述第二方向的辐射。
一种无线通信装置，包括上述所述的天线结构。
本发明的天线结构及具有该天线结构的无线通信装置通过设置所述第一阵列天线，使得所述天线结构具有较佳的辐射涵盖范围及天线增益，且可有效避免其辐射电波被无线通信装置的金属边框遮蔽。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的天线结构应用至无线通信装置的示意图。
图2A至图2C为图1所示第一阵列天线中第一天线单元的截面示意图。
图3为图1所示第二阵列天线中第二天线单元的部分分解示意图。
图4为图3所示第二阵列天线中第二天线单元的截面示意图。
图5为图1所示第一阵列天线中第一天线单元的输入阻抗模拟图。
图6为图2A所示第一天线单元的返回损失模拟图。
图7为图2A所示第一天线单元于H面的辐射场型图。
图8为图2A所示第一天线单元于E2面的辐射场型图。
图9为图2A所示第一天线单元的辐射效率曲线图。
图10为图2B所示第一天线单元的返回损失模拟图。
图11为图2B所示第一天线单元于H面的辐射场型图。
图12为图2B所示第一天线单元于E2面的辐射场型图。
图13为图2B所示第一天线单元的辐射效率曲线图。
图14为图2C所示第一天线单元的返回损失模拟图。
图15为图2C所示第一天线单元于H面的辐射场型图。
图16为图2C所示第一天线单元于E2面的辐射场型图。
图17为图2C所示第一天线单元的辐射效率曲线图。
主要元件符号说明
天线结构 100
第一阵列天线 10、30
第一天线单元 11、11a、11b
基板 110
第一层 112
中间层 113
第二层 114
第一接地面 112a
第二接地面 114a
辐射体 111、111a、111b
直条部 116
圆弧部 117、117a、117b
第一过孔 118
过孔 119
第二阵列天线 50
第二天线单元 51
接地层 511
第一基板 512
粘合层 513
第一辐射部 514
第二基板 515
第二辐射部 516
馈入部 517
第二过孔 518
框体部 519
无线通信装置 200、200a
主板 21
第一末端部 211
第二末端部 212
第一侧部 213
第二侧部 214
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，本发明较佳实施方式提供一种天线结构100，其可应用于移动电话、客户终端设备(Customer Premise Equipment，CPE)等无线通信装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。
所述无线通信装置200还包括主板21及金属边框(图未示)。所述主板21可以是印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)。所述主板21可采用环氧树脂玻璃纤维(FR4)等介电材质制成。所述主板21设置于所述金属边框围成的空间内，且与所述金属边框间隔设置。
所述主板21包括第一末端部211、第二末端部212、第一侧部213及第二侧部214。所述第一末端部211与所述第二末端部212相对且相互平行设置。所述第一侧部213与所述第二侧部214相对且相互平行设置，且分别连接至所述第一末端部211与所述第二末端部212的两端。所述第一末端部211及第二末端部212可以分别对应所述无线通信装置200的顶部及底部。所述第一侧部213与所述第二侧部214的长度大于所述第一末端部211及第二末端部212的长度。
所述第一侧部213及第二侧部214均与第一方向(例如X轴方向)平行，第一末端部211和第二末端部212均与第二方向(例如Y轴方向)平行。所述第一方向和所述第二方向互相垂直。所述主板21与XY平面平行且与Z轴垂直。
所述天线结构100包括至少一第一阵列天线及第二阵列天线50。在本实施例中，所述天线结构100包括两个第一阵列天线，例如第一阵列天线10及第一阵列天线30。其中，所述第一阵列天线10设置于所述主板21的角落，例如第一末端部211和第一侧部213的角落，用以产生第一方向(例如X轴方向)及第二方向(例如Y轴方向)的辐射。所述第一阵列天线30设置于所述主板21的另一个角落，例如第二末端部212和第二侧部214的角落，用以产生所述第一方向(例如X轴方向)及所述第二方向(例如Y轴方向)的辐射。
具体地，在本实施例中，所述第一阵列天线10、30设置于所述主板21的对角位置。如此，可保证当用户握持所述无线通信装置200时，至少有一个第一阵列天线，例如第一阵列天线10或第一阵列天线30不会被遮蔽，即其朝所述第一方向及第二方向的辐射不受到用户的握持影响。
在本实施例中，所述第一阵列天线10包括N1+M1个第一天线单元11。其中，N1和M1均为大于或等于1的正整数。所述N1个第一天线单元11设置于所述第一侧部213，且沿所述第一方向(例如X轴方向)间隔排列设置。所述M1个第一天线单元11设置于所述第一末端部211，且沿所述第二方向(例如Y轴方向)间隔排列设置。在本实施例中，所述N1为2，M1为4。即所述第一阵列天线10包括2+4个第一天线单元11。当然，在其他实施中，所述第一阵列天线10沿所述第一方向及第二方向的第一天线单元11的数量可根据具体需求进行调整。
在本实施例中，每一第一天线单元11均为单极天线，且均为毫米波(mmWave)天线。每一第一天线单元11可为图2A、图2B或图2C所示的结构。
请一并参阅图2A，在其中一个实施例中，所述第一天线单元11包括基板110及辐射体111。
所述基板110为多层电路板。在本实施例中，所述基板110为三层电路板。例如所述基板110包括第一层112、中间层113及第二层114。所述第一层112、中间层113及第二层114依次叠设，即所述中间层113设置于所述第一层112与所述第二层114之间。所述第一层112上设置有第一接地面112a。所述第二层114上设置有第二接地面114a。
所述辐射体111包括直条部116及圆弧部117。所述直条部116大致呈直条状，其设置于所述中间层113上。所述直条部116的一端连接至一信号源(图未示)，用以为所述辐射体111馈入电流信号。所述圆弧部117大致呈水滴形，其设置于所述中间层113上。所述圆弧部117的一端连接至所述直条部116，另一端继续沿所述直条部116的延伸方向延伸，并朝向所述无线通信装置200的外部设置。所述圆弧部117连接至所述直条部116的一端的宽度和所述直条部116的宽度相同，然后逐渐加宽。所述圆弧部117远离所述直条部116的一端的宽度大于所述直条部116的宽度。所述圆弧部117远离所述直条部116的一端呈半圆形。所述圆弧部117比所述直条部116更靠近所述无线通信装置200的外部。
所述基板110上还设置有多个第一过孔(via)118。多个所述第一过孔118用以连通所述第一接地面112a及第二接地面114a。可以理解，在本实施例中，其中一部分所述第一过孔118还围绕所述直条部116设置，用以作为电磁屏蔽，使得所述辐射体111的辐射主要集中在所述圆弧部117的两侧。例如，若所述直条部116沿X轴方向设置，则所述辐射体111的辐射方向为Y轴方向。反之，若所述直条部116沿Y轴方向设置，则所述辐射体111的辐射方向为X轴方向。也就是说，所述辐射体111的辐射方向垂直于所述直条部116。
所述第一阵列天线10的所述N1个第一天线单元11的所述直条部116均沿第二方向(例如Y轴方向)设置，因此所述N1个第一天线单元11的辐射方向均为第一方向(例如X轴方向)。所述第一阵列天线10的所述M1个第一天线单元11的所述直条部116均沿第一方向(例如X轴方向)设置，因此所述M1个第一天线单元11的辐射方向均为第二方向(例如Y轴方向)。
可以理解，请一并参阅图2B，为另外一个实施例中第一天线单元11a的结构示意图。其中，所述第一天线单元11a的结构与所述第一天线单元11的结构类似，即亦包括基板110、辐射体111a及多个第一过孔118。所述基板110为三层电路板，即包括第一层112、中间层113及第二层114。所述第一层112、中间层113及第二层114依次叠设。所述第一层112上设置有第一接地面112a。所述第二层114上设置有第二接地面114a。所述辐射体111a包括直条部116及圆弧部117a。所述直条部116大致呈直条状，其设置于所述中间层113上。所述直条部116的一端连接至一信号源(图未示)，用以为所述辐射体111a馈入电流信号。
在本实施例中，所述第一天线单元11a与第一天线单元11的区别在于，所述圆弧部117a并未设置于所述中间层113，而是设置于所述第一层112上，且通过一过孔119电连接至所述直条部116。
可以理解，请一并参阅图2C，为另外一个实施例中第一天线单元11b的结构示意图。其中，所述第一天线单元11b的结构与所述第一天线单元11a的结构类似，即包括基板110、辐射体111b及多个第一过孔118。所述基板110为三层电路板，即包括第一层112、中间层113及第二层114。所述第一层112、中间层113及第二层114依次叠设。所述第一层112上设置有第一接地面112a。所述第二层114上设置有第二接地面114a。所述辐射体111b包括直条部116及圆弧部117b。所述直条部116大致呈直条状，其设置于所述中间层113上。所述直条部116的一端连接至一信号源(图未示)，用以为所述辐射体111b馈入电流信号。所述圆弧部117b设置于所述第一层112上，且通过过孔119电连接至所述直条部116。
可以理解，在本实施例中，所述第一天线单元11b与第一天线单元11a的区别在于，所述圆弧部117b并非沿所述直条部116的延伸方向延伸，而是偏转90度，即其延伸方向与所述直条部116的延伸方向垂直。图2C的所述圆弧部117b向垂直于所述直条部116的左侧方向延伸。在其他实施例中，所述圆弧部117b可以向垂直于所述直条部116的右侧方向延伸，或者直接竖立在所述第一层112中未设置有所述第一接地面112a的区域。
可以理解，请再次参阅图1，在本实施例中，所述第一阵列天线30的形状及结构与所述第一阵列天线10的形状及结构类似，即包括M1+N1个第一天线单元11/11a/11b。所述第一阵列天线30的所述M1个第一天线单元11/11a/11b设置于所述第二侧部214，且沿所述第一方向(例如X轴方向)间隔排列设置。所述第一阵列天线30的所述N1个第一天线单元11/11a/11b设置于所述第二末端部212，且沿所述第二方向(例如Y轴方向)间隔排列设置。
所述第一阵列天线30的所述M1个第一天线单元11/11a/11b的所述直条部116均沿第二方向(例如Y轴方向)设置，因此所述第一阵列天线30的所述M1个第一天线单元11/11a/11b的辐射方向均为第一方向(例如X轴方向)。所述第一阵列天线30的所述N1个第一天线单元11/11a/11b的所述直条部116均沿第一方向(例如X轴方向)设置，因此所述第一阵列天线30的所述N1个第一天线单元11/11a/11b的辐射方向均为第二方向(例如Y轴方向)。
在本实施例中，所述第一阵列天线10沿所述第一方向布设的第一天线单元11/11a/11b的数量等于第一阵列天线30沿所述第二方向布设的第一天线单元11/11a/11b的数量。所述第一阵列天线10沿所述第二方向布设的第一天线单元11/11a/11b的数量等于第一阵列天线30沿所述第一方向布设的第一天线单元11/11a/11b的数量。
可以理解，请再次参阅图2A至图2C，由于所述辐射体111/111a/111b是设置在所述中间层112或第一层111，且与所述基板111的边缘间隔一定距离。因此，即使所述基板111与所述无线通信装置200的金属边框接触，亦会使得所述辐射体111/111a/111b与所述金属边框隔开，进而使得所述金属边框不会干扰或遮蔽所述辐射体111/111a/111b的辐射。
可以理解，请再次参阅图1，所述第二阵列天线50设置于所述主板21上。所述第二阵列天线50与所述第一阵列天线10、30间隔设置，且邻近所述第一阵列天线10设置。所述第二阵列天线50用以产生第三方向(例如正Z轴方向)的辐射。在本实施例中，所述正Z轴方向是指所述无线通信装置200的显示屏(图未示)到所述无线通信装置200的背盖(图未示)的方向。
所述第二阵列天线50包括N2*M2个第二天线单元51。其中，N2和M2均为大于或等于1的正整数。所述N2行的第二天线单元51沿所述第一方向(例如X轴方向)间隔排列设置。所述M2列的第二天线单元51沿所述第二方向(例如Y轴方向)间隔排列设置。在本实施例中，所述N2为2，M2为4，即所述第二阵列天线50包括2*4个第二天线单元51。当然，在其他实施中，所述第二阵列天线50沿所述第一方向及第二方向的第二天线单元51的数量可根据具体需求进行调整。
请一并参阅图3及图4，每一第二天线单元51均为毫米波(mmWave)天线。每一第二天线单元51均包括接地层511、第一基板512、粘合层513、第一辐射部514、第二基板515及第二辐射部516。
所述第一基板512设置于所述接地层511上。所述接地层511由金属材料制成。所述第一辐射部514的面积小于所述粘合层513的面积。所述粘合层513是一层粘胶，用于粘合所述第一基板512和所述第二基板515，并将所述第一辐射部514夹设于所述第一基板512和所述第二基板515之间。所述第一辐射部514由金属材料制成。所述第一辐射部514设置于第一基板512与所述粘合层513之间，且通过一馈入部517(参图4)电连接至一馈入源(图未示)。
所述第二基板515设置于所述粘合层513远离所述第一基板512的表面上。所述第一基板512和所述第二基板515可采用非导体材质制成，例如采用环氧树脂玻璃纤维(FR4)等介电材质制成。所述第二辐射部516由金属材料制成。所述第二辐射部516设置于所述第二基板515远离所述粘合层513的表面。
可以理解，所述第二天线单元51还包括框体部519。所述框体部519大致呈矩形框体状，其由金属材料制成。所述框体部519设置于所述第二基板515远离所述粘合层513的表面，且围绕所述第二辐射部516设置。
可以理解，所述第二天线单元51还设置有若干第二过孔(via)518。所述若干第二过孔518依次贯通所述第二基板515、粘合层513及第一基板512，以连通所述框体部519及所述接地层511。
可以理解，在本实施例中，所述第一辐射部514及所述第二辐射部516均未接地。当所述馈入源馈入电流时，电流将流经所述第一辐射部514，然后耦合至所述第二辐射部516，使得所述第一辐射部514及所述第二辐射部516分别产生相应的谐振频率。所述第一辐射部514及所述第二辐射部516分别产生的两个不同的谐振频率可有效扩大所述第二阵列天线50的频宽。
可以理解，在本实施例中，所述接地层511、所述第二过孔518及所述框体部519均由金属材料制成。所述接地层511、所述第二过孔518及所述框体部519构成所述第二天线单元51的地，且所述接地层511、所述第二过孔518及所述框体部519均具有电磁屏蔽的作用，用以使得所述第二天线单元51的辐射集中至所述第三方向，即正Z轴方向。
可以理解，在本实施例中，所述第二辐射部516并未通过相应的馈入部连接至所述馈入源。当然，在其他实施例中，所述第二辐射部516亦可通过相应的馈入部连接至所述馈入源。如此，所述第一辐射部514及所述第二辐射部516均可直接由所述馈入源馈入电流。
请一并参阅图5，图5为本发明天线结构100中第一阵列天线的第一天线单元11/11a的输入阻抗模拟图。其中，曲线S51为传统的单极天线的电阻值(R)。曲线S52为传统的单极天线的电抗值(X)。曲线S53为第一阵列天线中第一天线单元11的电阻值(R)。曲线S54为第一阵列天线中第一天线单元11的电抗值(X)。曲线S55为第一阵列天线中第一天线单元11a的电阻值(R)。曲线S56为第一阵列天线中第一天线单元11a的电抗值(X)。
显然，由曲线S51-S56可看出，传统的单极天线在毫米波(mmWave)的四分之一波长共振时具有较高的输入阻抗(约为158欧姆)，其宽频阻抗匹配不易。而本案中的第一天线单元，例如第一天线单元11/11a采用一端为半圆形的单极天线，不仅可以做到轻薄短小，且可呈现较低的输入阻抗，并实现较宽频的阻抗匹配。
图6为本发明第一阵列天线中第一天线单元11的返回损失模拟图。其中，在频率点m1为26GHz时，所述第一天线单元11的返回损失为-15.8526dB。在频率点m2为29GHz时，所述第一天线单元11的返回损失为-11.3211dB。
图7为本发明第一阵列天线中第一天线单元11于H面(即XY平面)的辐射场型图。图8为本发明第一阵列天线中第一天线单元11于E2面(即XZ平面)的辐射场型图。图9为本发明第一阵列天线中第一天线单元11的辐射效率曲线图。
图10为本发明第一阵列天线中第一天线单元11a的返回损失模拟图。图11为本发明第一阵列天线中第一天线单元11a于H面(即XY平面)的辐射场型图。图12为本发明第一阵列天线中第一天线单元11a于E2面(即XZ平面)的辐射场型图。图13为本发明第一阵列天线中第一天线单元11a的辐射效率曲线图。
图14为本发明第一阵列天线中第一天线单元11b的返回损失模拟图。图15为本发明第一阵列天线中第一天线单元11b于H面(即XY平面)的辐射场型图。图16为本发明第一阵列天线中第一天线单元11b于E2面(即XZ平面)的辐射场型图。图17为本发明第一阵列天线中第一天线单元11b的辐射效率曲线图。
由图6至图17可看出，所述第一阵列天线中的第一天线单元11/11a/11b的辐射场型可有效弥补第二阵列天线50的不足。也就是说，第二阵列天线50的辐射主要集中在正Z轴方向，其在X、Y轴方向没有辐射。而所述第一天线单元11/11a/11b的辐射主要集中在X、Y轴方向，如此可使得所述天线结构100的辐射涵盖至X、Y、Z轴方向，即具有较佳的辐射涵盖范围及天线增益。再者，由于所述第一天线单元11/11a/11b设置于所述主板21的侧边，其平面天线构型可有效避免其辐射电波被所述侧边的金属边框遮蔽。
显然，本发明的天线结构100及具有该天线结构100的无线通信装置200通过设置所述第一阵列天线10、30及第二阵列天线50，使得所述天线结构100具有较佳的辐射涵盖范围及天线增益，且可有效避免其辐射电波被所述无线通信装置200的金属边框遮蔽。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种天线结构，其特征在于：所述天线结构包括第一阵列天线，所述第一阵列天线包括多个第一天线单元，所述多个第一天线单元沿第一方向及第二方向布设，每一所述第一天线单元为单极天线，且包括基板及辐射体，所述基板包括依次叠设的第一层、中间层及第二层，所述辐射体包括直条部及圆弧部，所述直条部设置于所述中间层且电连接至一信号源，所述圆弧部设置于所述第一层且电连接至所述直条部，所述圆弧部远离所述直条部的一端呈半圆形，所述辐射体用以产生所述第一方向或所述第二方向的辐射。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第一层上设置有第一接地面，所述第二层上设置有第二接地面，所述基板上还设置有多个第一过孔，多个所述第一过孔用以连通所述第一接地面及第二接地面。
3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述圆弧部的一端通过一过孔电连接至所述直条部。
4.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：一部分所述第一过孔还围绕所述直条部设置，用以作为电磁屏蔽，使得所述辐射体的辐射集中在所述圆弧部的两侧。
5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构包括两个所述第一阵列天线，两个所述第一阵列天线呈对角设置。
6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：两个所述第一阵列天线沿所述第一方向布设的第一天线单元数量等于两个所述第一阵列天线沿所述第二方向布设的第一天线单元数量。
7.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括第二阵列天线，所述第二阵列天线与所述第一阵列天线间隔设置，所述第二阵列天线包括多个第二天线单元，所述多个第二天线单元沿所述第一方向及所述第二方向布设，用以产生第三方向的辐射，所述第三方向与所述第一方向及所述第二方向均垂直。
8.如权利要求7所述的天线结构，其特征在于：每一所述第一天线单元及每一所述第二天线单元均为毫米波天线。
9.如权利要求7所述的天线结构，其特征在于：每一所述第二天线单元包括接地层、第一基板、第一辐射部、第二基板及第二辐射部，所述第一基板设置于所述接地层上，所述第一辐射部设置于所述第一基板与所述第二基板之间，且通过一馈入部电连接至一馈入源，所述第二基板设置于所述第一辐射部远离所述第一基板的一侧，所述第二辐射部设置于所述第二基板远离所述第一辐射部的表面，当所述馈入源馈入电流时，电流流经所述第一辐射部，然后直接流入或耦合至所述第二辐射部，使得所述第一辐射部及所述第二辐射部产生两个不同的谐振频率。
10.如权利要求9所述的天线结构，其特征在于：所述第二天线单元还包括框体部，所述框体部设置于所述第二基板远离所述第一辐射部的表面，且围绕所述第二辐射部设置，所述第二天线单元还设置有若干第二过孔，所述若干第二过孔依次贯通所述第二基板及所述第一基板，用以连通所述框体部及所述接地层，所述框体部、所述第二过孔及所述接地层均由金属材料制成，所述接地层、所述第二过孔及所述框体部均具有电磁屏蔽的作用，用以使得所述第二天线单元的辐射集中至所述第三方向。
11.一种无线通信装置，包括如权利要求1-10中任一项所述的天线结构。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10749248B1 (en) * 2019-09-23 2020-08-18 Qualcomm Incorporated Antenna module placement and housing for reduced power density exposure
US11658378B2 (en) 2019-10-14 2023-05-23 International Business Machines Corporation Vertically transitioning between substrate integrated waveguides (SIWs) within a multilayered printed circuit board (PCB)
US11399428B2 (en) * 2019-10-14 2022-07-26 International Business Machines Corporation PCB with substrate integrated waveguides using multi-band monopole antenna feeds for high speed communication
KR102239249B1 (ko) * 2020-02-03 2021-04-12 주식회사 아모텍 콤보 안테나 모듈 및 이의 제조 방법
TWI756747B (zh) * 2020-07-21 2022-03-01 瑞昱半導體股份有限公司 天線與無線通訊裝置
CN111864382B (zh) * 2020-07-29 2025-02-21 深圳市华信天线技术有限公司 一种多功能gnss天线
WO2022055499A1 (en) * 2020-09-11 2022-03-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Hybrid antennas
KR20220050450A (ko) * 2020-10-16 2022-04-25 삼성전기주식회사 안테나 장치
US12062863B2 (en) * 2021-03-26 2024-08-13 Sony Group Corporation Antenna device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101217217A (zh) * 2008-01-08 2008-07-09 上海大学 超宽带印刷单极子天线
CN105794043A (zh) * 2013-12-03 2016-07-20 株式会社村田制作所 贴片天线
CN105934851A (zh) * 2014-01-08 2016-09-07 高通股份有限公司 准八木类型天线
CN106876879A (zh) * 2017-03-02 2017-06-20 广东欧珀移动通信有限公司 一种天线组件和终端

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050169388A1 (en) 2004-02-04 2005-08-04 Toland Brent T. Increased ultra wideband (UWB) user capacity transmitter utilizing time and frequency reuse approaches
CN1901282B (zh) 2006-07-27 2010-08-11 上海交通大学 超宽带平面单极子天线
JP2010068425A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Fujitsu Component Ltd アンテナ装置
US9570809B2 (en) 2013-06-06 2017-02-14 Qualcomm Incorporated Techniques for designing millimeter wave printed dipole antennas
US9293815B1 (en) * 2013-09-24 2016-03-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ultra-wideband hemispherical teardrop antenna with a conical ground
CN107221759B (zh) 2017-06-15 2021-01-08 昆山睿翔讯通通信技术有限公司 一种双馈式的圆极化毫米波阵列天线系统
EP3584886B1 (en) * 2018-06-15 2023-03-01 Advanced Automotive Antennas, S.L.U. Dual broadband antenna system for vehicles
CN111697319B (zh) * 2019-03-12 2023-06-23 株式会社村田制作所 天线装置、天线模块以及通信装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101217217A (zh) * 2008-01-08 2008-07-09 上海大学 超宽带印刷单极子天线
CN105794043A (zh) * 2013-12-03 2016-07-20 株式会社村田制作所 贴片天线
CN105934851A (zh) * 2014-01-08 2016-09-07 高通股份有限公司 准八木类型天线
CN106876879A (zh) * 2017-03-02 2017-06-20 广东欧珀移动通信有限公司 一种天线组件和终端

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