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CN107302128B - 一种基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端 - Google Patents

一种基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端 Download PDF

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CN107302128B CN201710451008.3A CN201710451008A CN107302128B CN 107302128 B CN107302128 B CN 107302128B CN 201710451008 A CN201710451008 A CN 201710451008A CN 107302128 B CN107302128 B CN 107302128B
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黄冠龙
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Abstract

本发明公开了一种基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端，其包括金属背壳、设置在所述金属背壳内侧的且位置可横向或纵向移动的毫米波阵列天线，所述金属背壳上开设有通透的缝隙，所述毫米波阵列天线设置在所述缝隙处。本发明将毫米波阵列天线应用到了通信终端上，且通过对毫米波阵列天线位置的变化或者阵列数量和形式的变化来实现天线辐射方向图的调整，以便通信终端的使用者能够在更多的位置上有更好的辐射方向图和基站匹配，进而提高数据吞吐量，为更高速网络的实现奠定了重大基础。

Description

一种基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端
技术领域
本发明属于通信技术领域，特别是涉及一种基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端。
背景技术
波长为1~10毫米的电磁波称毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点，为下一代通信的主要频段。毫米波阵列天线是通过等幅同相等方式实现的平面或者立体的天线阵列。目前还没有毫米波终端上市，毫米波主要的研究方向还是在基站或是单体天线的研究上，通信终端例如手机上的研究还停留在毫米波组阵阶段，主要是研究阵子和组阵的形式。
对于目前市面上的2G、3G、4G手机终端，较高端的手机会采用全金属背盖，且在金属背盖上设置缝隙，这个开缝的主要作用是将天线隔离开，利用隔离开的金属部分做天线辐射体，但此缝隙的大小会较大程度的影响天线辐射方向图，这种影响有有利的也有不利的，但此缝隙又是必不可少的，因此在通讯终端中毫米波阵列天线可能会因为金属背壳上开设的缝隙而影响其功能。
因此，有必要提供一种新的基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端来解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端，实现了毫米波阵列天线在移动终端上的应用，且实现了天线辐射方向可调功能。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端，其包括金属背壳、设置在所述金属背壳内侧的且位置可横向或纵向移动的毫米波阵列天线，所述金属背壳上开设有通透的缝隙，所述毫米波阵列天线设置在所述缝隙处。
进一步的，所述毫米波阵列天线包括天线支架、设置在所述天线支架上的至少一个毫米波天线阵列，每个所述毫米波天线阵列包括若干呈一排分布的组阵单元。
进一步的，当所述毫米波天线阵列的数量为两个以上时，每个所述毫米波天线阵列中的所述组阵单元通过导体串联成一个分支，所述分支之间通过导体并联在一起，每个所述分支上均设置有一个导通开关。
进一步的，还包括驱动所述毫米波阵列天线进行移动的驱动模组。
进一步的，所述驱动模组包括沿所述金属背壳两侧长边设置的纵向驱动模组以及受所述纵向驱动模组驱动进行纵向移动的横向驱动模组。
进一步的，所述纵向驱动模组包括上下平行分布的第一上磁板以及第一下磁板，所述第一上磁板与所述第一下磁板之间的空间形成了第一运动空间。
进一步的，所述横向驱动模组包括支板、设置在所述支板两侧端面上的且置于所述第一运动空间内的第一线圈板、位于所述支板中部的且上下平行分布的第二上磁板与第二下磁板、设置在所述第二上磁板与所述第二下磁板之间的第二线圈板。
进一步的，所述第二上磁板与所述第二下磁板之间的空间形成了第二运动空间，所述第二线圈板设置在所述第二运动空间内。
进一步的，所述第二线圈板在纵向方向上有伸出所述第二上磁板与所述第二下磁板的部分，该部分上设置有支撑装置，所述毫米波阵列天线固定设置在所述支撑装置上。
进一步的，所述第一上磁板与所述第一下磁板的磁性相反，所述第二上磁板与所述第二下磁板的磁性相反。
与现有技术相比，本发明一种基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端的有益效果在于：将毫米波阵列天线应用到了通信终端上，且通过对毫米波阵列天线位置的变化或者阵列数量和形式的变化来实现天线辐射方向图的调整，以便通信终端的使用者能够在更多的位置上有更好的辐射方向图和基站匹配，进而提高数据吞吐量，对5G、6G甚至更高速网络的实现奠定了重大基础。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中毫米波阵列天线的结构示意图；
图3为本发明实施例中驱动模组的结构示意图；
图4为本发明实施例中改变毫米波阵列天线后辐射方向图；
图中数字表示：
1金属背壳，11缝隙；2毫米波阵列天线，21天线支架，22毫米波天线阵列，23组阵单元，24导通开关；3驱动模组，31第一上磁板，32第一下磁板，33支板，34第一线圈板，35第二上磁板，36第二下磁板，37第二线圈板，38支撑装置，39第一导向滑动装置，310第二导向滑动装置，311限位块。
具体实施方式
实施例：
请参照图1，本实施例为基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端，其包括金属背壳1、设置在金属背壳1内侧的且位置可横向或纵向移动的毫米波阵列天线2，金属背壳1上开设有通透的缝隙11，毫米波阵列天线2设置在缝隙11处。
毫米波阵列天线2包括天线支架21、设置在天线支架21上的若干毫米波天线阵列22，每个毫米波天线阵列22包括若干呈一排分布的组阵单元23。本实施例中，毫米波天线阵列22数量为一个。其他实施例中，请参照图2，毫米波天线阵列22的数量为三个，且每一个毫米波天线阵列22中的组阵单元23通过导体串联成一个分支，所述分支之间通过导体并联在一起，每个所述分支上均设置有一个导通开关24，通过导通开关24实现改变毫米波天线阵列22的个数和形式，从而实现天线辐射方向图可调功能。组阵单元23为倒置的L型开槽、方形开槽中的一种。导通开关24可采用电子开关、可变电容等实现。毫米波天线阵列22设置在天线支架21的中部位置，与传统微带贴片天线相比介质损耗更低；同时通过设置L型或方条形的组阵单元23使得辐射方向图均匀，提高天线辐射效率。
请参照图3，本实施例基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端还包括驱动毫米波阵列天线2进行移动的驱动模组3。驱动模组3可采用马达或机械传动方式，最优的，驱动模组3采用磁场线圈驱动方式且包括沿金属背壳1两侧长边设置的纵向驱动模组以及受所述纵向驱动模组驱动进行纵向移动的横向驱动模组。所述纵向驱动模组包括上下平行分布的第一上磁板31以及第一下磁板32。第一上磁板31与第一下磁板32之间的空间形成了第一运动空间（图中未标示）。所述横向驱动模组包括支板33、设置在支板33两侧端面上的且置于所述第一运动空间内的第一线圈板34、位于支板33中部的且上下平行分布的第二上磁板35与第二下磁板36、设置在第二上磁板35与第二下磁板36之间的第二线圈板37。第二上磁板35与第二下磁板36之间的空间形成了第二运动空间（图中未标示），第二线圈板37设置在所述第二运动空间内。第二线圈板37在纵向方向上有伸出第二上磁板35与第二下磁板36的部分，该部分上设置有支撑装置38，天线支架21固定设置在支撑装置38上。支板33的下表面设置有第一导向滑动装置39，支板33的上表面与天线支架21的下表面配合设置有第二导向滑动装置310。第一上磁板31与第一下磁板32之间、第二上磁板35与第二下磁板36之间均设置有限制第一线圈板34或第二线圈板37运动范围的限位块311。第一上磁板31与第一下磁板32的磁性相反，第二上磁板35与第二下磁板36的磁性相反。
驱动模组3的工作原理为：首先给第一线圈板34通电，在第一上磁板31与第一下磁板32产生的磁场作用下，通电的第一线圈板34实现了纵向移动，同时带动支板33一起移动；再给第二线圈板37通电，在第二上磁板35与第二下磁板36产生的磁场作用下，通电的第二线圈板37实现了横向移动，同时带动天线支架21一起移动，从而实现了毫米波阵列天线2位置的变换。通过变化毫米波阵列天线2的位置，可得到天线辐射方向图如附图4所示。驱动模组3采用感应磁场与通电线圈的形式实现驱动作用，为缩小占用空间提供了条件，为通讯终端实现轻薄化提供了基础。
本实施例基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端在实现天线辐射方向图变化的功能时，可通过驱动模组3改变毫米波阵列天线2的位置，或通过导通开关24改变毫米波阵列天线2中组阵单元23的个数和组阵形式来实现。此功能可在通讯终端中通过系统设置来实现选择。
本实施例基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端的有益效果在于：将毫米波阵列天线应用到了通信终端上，且通过对毫米波阵列天线位置的变化或者阵列数量和形式的变化来实现天线辐射方向图的调整，以便通信终端的使用者能够在更多的位置上有更好的辐射方向图和基站匹配，进而提高数据吞吐量，对5G、6G甚至更高速网络的实现奠定了重大基础。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端，其特征在于：其包括金属背壳、设置在所述金属背壳内侧的且位置可横向或纵向移动的毫米波阵列天线，所述金属背壳上开设有通透的缝隙，所述毫米波阵列天线设置在所述缝隙处，还包括驱动所述毫米波阵列天线进行移动的驱动模组，所述驱动模组包括沿所述金属背壳两侧长边设置的纵向驱动模组以及受所述纵向驱动模组驱动进行纵向移动的横向驱动模组，所述纵向驱动模组包括上下平行分布的第一上磁板以及第一下磁板，所述第一上磁板与所述第一下磁板之间的空间形成了第一运动空间，所述横向驱动模组包括支板、设置在所述支板两侧端面上的且置于所述第一运动空间内的第一线圈板、位于所述支板中部的且上下平行分布的第二上磁板与第二下磁板、设置在所述第二上磁板与所述第二下磁板之间的第二线圈板，所述毫米波阵列天线包括天线支架、设置在所述天线支架上的至少一个毫米波天线阵列，每个所述毫米波天线阵列包括若干呈一排分布的组阵单元。
2.如权利要求1所述的基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端，其特征在于：当所述毫米波天线阵列的数量为两个以上时，每个所述毫米波天线阵列中的所述组阵单元通过导体串联成一个分支，所述分支之间通过导体并联在一起，每个所述分支上均设置有一个导通开关。
3.如权利要求1所述的基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端，其特征在于：所述第二上磁板与所述第二下磁板之间的空间形成了第二运动空间，所述第二线圈板设置在所述第二运动空间内。
4.如权利要求1所述的基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端，其特征在于：所述第二线圈板在纵向方向上有伸出所述第二上磁板与所述第二下磁板的部分，该部分上设置有支撑装置，所述毫米波阵列天线固定设置在所述支撑装置上。
5.如权利要求1所述的基于方向图可调的毫米波阵列天线的通信终端，其特征在于：所述第一上磁板与所述第一下磁板的磁性相反，所述第二上磁板与所述第二下磁板的磁性相反。
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