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具体实施方式

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下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种通讯终端1000，如图1，图1为本发明提供的通讯终端的立体结构分解示意图。通讯终端1000包括天线装置1、金属中框2、金属边框3和显示屏4。金属中框2和金属边框3连接，金属中框2和金边框3在制造中可一体成型。天线装置1设置于金属中框2上，并处于金属中框2和金属边框3围设成的空腔中，显示屏4与天线装置1位于金属中框2的不同侧，以使天线装置1有足够的空间向外辐射无线信号。

请参阅图1、图2和图15，图1为本发明提供的通讯终端的立体结构分解示意图；图2为本发明提供的天线组件的一种立体结构分解示意图；图15为本发明提供的天线组件的另一种立体结构分解示意图。天线装置1可以包括多个天线组件10，多个天线组件10间隔设置，以使天线组件10在不同的位置向外辐射无线信号。在一些实施例中，天线装置1可以包括承载体18、第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16。承载体18具有依次连接的第一边182、第二边184和第三边186。第一边182、第二边184和第三边186形成平面188。第一边182和第三边186平行。第一天线组件12设置于第一边182，第三天线组件16设置于第二边184，第二天线组件14设置于第三边186，使得在通讯终端1000的不同位置均能向外辐射无线信号。

其中，天线组件10包括呈阵列排布的多个天线单元100。每一天线单元100包括介质谐振器102和馈电单元104，馈电单元104用于向介质谐振器102馈电，以使介质谐振器102产生第一频段的谐振信号和第二频段的谐振信号。其中，第一频段包括26GHz，第二频段包括28GHz。

请继续参阅图2和图15，天线单元100可以是第一天线单元110、第二天线单元120、第三天线单元130和第四天线单元140，四个天线单元依次排列呈1*4阵列。

请参阅图3和图16，图3为图2所示天线组件的天线单元的立体结构分解示意图；图16为图15所示天线组件的天线单元的立体结构分解示意图。介质谐振器102可以包括介质谐振单元1022和介质基板1024，第一天线单元110的介质基板1024、第二天线单元120的介质基板1024、第三天线单元130的介质基板1024和第四天线单元140的介质基板1024在制造中可以一体成型。每一天线单元100的介质谐振单元1022均可以卡设于介质基板1024。

例如，第一天线单元110的介质基板1024可以具有方形开口，第一天线单元110的介质谐振单元1022可以为长方体结构，以使第一天线单元110的介质谐振单元1022卡设于第一天线单元110的介质基板1024中，第一天线单元110的介质基板1024用于承载第一天线单元110的介质谐振单元1022。第一天线单元110的介质谐振单元1022和介质基板1024可以由不同材料特性的介电材料制成。

第二天线单元120的介质谐振单元1022和介质基板1024、第三天线单元130的介质谐振单元1022和介质基板1024以及第四天线单元140的介质谐振单元1022和介质基板1024的连接可以参考第一天线单元110的介质谐振单元1022和介质基板1024的描述，在此不再赘述。

请继续参阅图3，在一些实施例中，馈电单元104包括馈电体1041，馈电体1041为微带线。介质谐振器102与馈电体1041之间形成有缝隙103，馈电体1041与介质谐振器102通过缝隙103以电磁耦合，以使馈电体1041向介质谐振器102耦合馈电，从而使得介质谐振器向外辐射无线信号，以实现无线通信功能。

请继续参阅图3，馈电单元104包括依次叠设的第三基材层1044、第一基材层1042和第二基材层1043。馈电体1041夹设于第一基材层1042和第二基材层1043之间。

馈电单元104还包括夹设于介质谐振器102与第三基材层1044之间的第一导体层1045，第一导体层1045设置有长条形的通孔1040以形成缝隙103，馈电体1041与通孔1040垂直。

馈电单元104还包括第二导体层1046、第三导体层1047和接地层1048，第二导体层1046夹设于第三基材层1044和第一基材层1042之间，第三导体层1047夹设于第一基材层1042和第二基材层1043之间，接地层1048设置于第二基材层1043远离第一基材层1042的一侧。第二导体层1046和第三导体层1047均为中空的环形结构，馈电体1041位于第三导体层1047的中空结构中。接地层1048用于接地，防止其他信号对馈电体1041的干扰。第一导体层1045、第二导体层1046和第三导体层1047和接地层1048均电连接，使馈电体1041隔离于外界。

其中，第一导体层1045、第二导体层1046和第三导体层1047的材料均可使用金属，例如铜。馈电单元104还包括馈电端口(图中未示出)。馈电端口与馈电体1041的一端连接，以使馈电端口为馈电体1041提供激励，使馈电体和介质谐振器以耦合馈电的方式馈电。

如图4，图4为本发明提供的通讯终端的第一种结构示意图。第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16放置位置如图。第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16中，馈电单元104均以耦合馈电的方式向介质谐振器102馈电。第一天线组件12的主辐射方向、第二天线组件14的主辐射方向和第三天线组件16的主辐射方向均朝向Z方向，并可在球形空间辐射信号。可以理解的是，图中所示Z方向垂直于承载体18的平面188。

请参阅图5和图6，图5为图2所示天线组件的一个天线单元的S参数特性曲线图；图6为图2所示天线组件的另一天线单元的S参数特性曲线图。以第三天线组件16的第一天线单元110为例，可以得到第一天线单元110的模拟S参数特性，从图5中可以看出，第一天线单元110的反射系数S11的带宽足以覆盖5G网络中的26GHz(例如24.25GHz至27.5GHz)和28GHz(例如26.5GHz至29.5GHz)频段。每一天线单元100与其他三个天线单元100之间的隔离度低于-16dB。图6显示了第三天线组件16中第二天线单元120的模拟S参数特性，可以看出，第二天线单元120的反射系数S22的带宽足以覆盖5G网络中的26GHz和28GHz频段。

由于位置的对称关系，第四天线单元140和第一天线单元110具有相同的S参数特性，第二天线单元120和第三天线单元130具有相同的S参数特性。

通过将累积相位差引入以耦合馈电方式馈电的天线组件10的四个天线单元100，可以尝试使辐射束指向特定平面的不同方向，以使耦合馈电方式馈电的天线组件10实现更大的辐射覆盖角度。请参阅图7，图7为图4所示通讯终端的一个天线组件工作于26GHz时的增益曲线图。图中显示了以耦合馈电方式馈电的第三天线组件16工作于26GHz频段下，当将-150°到150°范围内不同累积相位差引入到各个天线单元时，辐射束可在-65°到65°的角度范围(总扫描角为130°)进行扫描。

请参阅图8，图8为图4所示通讯终端的一个天线组件工作于28GHz时的增益曲线图。图中显示了第三天线组件16工作于28GHz频段下，当将-150°到150°范围内不同累积相位差引入到各个天线单元时，辐射束可在-66°到66°的角度范围(总扫描角为132°)进行扫描。在26GHz和28GHz视轴上的峰值增益(当相位差为0时)分别为11.16dBi和10.8dBi。

请参阅图9，图9为图4所示通讯终端的另一天线组件工作于26GHz时的增益曲线图。图中显示了以耦合馈电方式馈电的第二天线组件14工作于26GHz频段下，当将-150°到150°范围内不同累积相位差引入到各个天线单元时，辐射束可在-66°到64°的角度范围(总扫描角为130°)进行扫描。

请参阅图10，图10为图4所示通讯终端的另一天线组件工作于28GHz时的增益曲线图。图中显示了以耦合馈电方式馈电的第二天线组件14工作于28GHz频段下，当将-150°到150°范围内不同累积相位差引入到各个天线单元时，辐射束可在-64°到65°的角度范围(总扫描角为129°)进行扫描。在26GHz和28GHz视轴上的峰值增益(当相位差为0时)分别为11.21dBi和11.19dBi。

本发明中实施例中，使用“累积概率”参数确定球形覆盖率。该累积概率定义为有效各向同性辐射功率(EIRP，Effective Isotropic Radiated Power)的累积分布函数(CDF，Cumulative Distribution Function)，即 假定可用于通讯终端1000的输入功率为23dBmW。

请参阅图11和图12，图11为图4所示通讯终端的三个天线组件单独工作于26GHz时的累积分布函数曲线；图12为图4所示通讯终端的三个天线组件单独或组合工作于26GHz时的累积分布函数曲线。L对应第一天线组件12，R对应第二天线组件14，C对应第三天线组件16。

从图11中可以看出，通讯终端1000的第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16具有大致相同的累积概率特性，最大EIRP为34.39dBm。在覆盖率(累积概率)为50％时，三个天线组件中的每个天线组件的EIRP约为25.66dBm，损耗为8.73dB(50％损耗)。每个天线组件的正增益球形覆盖率约为56.6％。

图12列出了不同的组合：第一天线组件12和第二天线组件14的组合(L和R)；第二天线组件14和第三天线组件16的组合(R和C)；第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16的组合(L、R和C)。表1分别比较了工作于26GHz时不同天线组件组合及某一单独天线组件的最大EIRP、50％覆盖的EIRP、50％的损耗和正增益球形覆盖率。在通讯终端的多个位置设置天线组件有助于改善球形覆盖范围，如三个天线组件组合的情况下达到68.2％的最高正增益覆盖率。

表1工作于26GHz时不同天线组件组合及某一单独天线组件的比较表

请参阅图13和图14，图13为图4所示通讯终端的三个天线组件单独工作于28GHz时的累积分布函数曲线；图14为图4所示通讯终端的三个天线组件单独或组合工作于28GHz时的累积分布函数曲线。图13和图14分别与图11和图12相对应，区别在于工作的频段不同，因此，这里不再赘述。

表2分别比较了工作于28GHz时不同天线组件组合及某一单独天线组件的最大EIRP、50％覆盖的EIRP、50％的损耗和正增益球形覆盖率。与表1相对应，这里不再赘述。

表2工作于28GHz时不同天线组件组合及某一单独天线组件的比较表

在另外一些实施例中，如图15和图16，图15为本发明提供的天线组件的另一种立体结构分解示意图；图16为图15所示天线组件的天线单元的立体结构分解示意图。馈电单元104可以包括探针1042和馈电垫1044，探针1042分别与介质谐振器102和馈电垫1044连接，以使馈电垫1044通过探针1042向介质谐振器102直接馈电。

其中，介质谐振单元1022上设置有柱槽，探针1042为柱形，探针1042卡设于介质谐振单元1022的柱槽，以使探针1042与介质谐振单元1022相连接，以直接馈电的方式向介质谐振器102馈电。

馈电单元104还包括基板1046，基板1046上设置间隔槽1047，间隔槽1047用于将馈电垫1044和基板1046表面的导电层1048间隔，避免基板1046对馈电垫1044馈源信号的干扰。

馈电单元104还包括馈电端口(图中未示出)，馈电端口与馈电垫1044相连，馈电端口为馈电垫1044提供激励，馈电垫1044通过探针1042向介质谐振器102直接馈电。

请参阅图17，图17为本发明提供的通讯终端的第二种结构示意图。第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16放置位置如图。第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16中，馈电单元104均以直接馈电的方式向介质谐振器102馈电。每一天线组件10在空间上形成球形辐射信号的覆盖范围。

请参阅图18和图19，图18为图15所示天线组件的一个天线单元的S参数特性曲线图；图19为图15所示天线组件的另一天线单元的S参数特性曲线图。以第三天线组件16的第一天线单元110为例，可以得到第一天线单元110的模拟S参数特性，从图18中可以看出，第一天线单元110的反射系数S11的带宽足以覆盖5G网络中的26GHz(例如24.25GHz至27.5GHz)和28GHz(例如26.5GHz至29.5GHz)频段，每一天线单元100与其他三个天线单元100之间的隔离度低于-11dB。图19显示了第三天线组件16中第二天线单元120的模拟S参数特性，可以看出，第二天线单元120的反射系数S22的带宽足以覆盖5G网络中的26GHz和28GHz频段。每一天线单元100与其他三个天线单元100的隔离度低于-11dB。

由于位置的对称关系，第四天线单元140和第一天线单元110具有相同的S参数特性，第二天线单元120和第三天线单元130具有相同的S参数特性。

通过将累积相位差引入直接馈电方式馈电的天线组件10的四个天线单元100，可以尝试使辐射束指向特定平面的不同方向，以使直接馈电方式的天线组件实现更大的覆盖角度。请参阅图20，图20为图17所示通讯终端的一个天线组件工作于26GHz时的增益曲线图。图中显示了以直接馈电方式馈电的第三天线组件16工作于26GHz频段下，当将-150°到150°范围内不同累积相位差引入到各个天线单元时，辐射束可在-40°到40°的角度范围(总扫描角为80°)进行扫描。

请参阅图21，图21为图17所示通讯终端的一个天线组件工作于28GHz时的增益曲线图。图中显示了以直接馈电方式馈电的第三天线组件16工作于28GHz频段下，当将-150°到150°范围内不同累积相位差引入到各个天线单元时，辐射束可在-28°到28°的角度范围(总扫描角为56°)进行扫描。在26GHz和28GHz视轴上的峰值增益(当相位差为0时)比耦合馈电方式的天线组件工作于26GHz和28GHz视轴上的峰值增益分别增加了3.44dBi和4.19dBi。

请参阅图22，图22为图17所示通讯终端的另一个天线组件工作于26GHz时的增益曲线图。图中显示了以直接馈电方式馈电的第一天线组件12或第二天线组件14工作于26GHz频段下，当将-150°到150°范围内不同累积相位差引入到各个天线单元时，辐射束可在-44°到54°的角度范围(总扫描角为98°)进行扫描。

请参阅图23，图23为图17所示通讯终端的另一个天线组件工作于28GHz时的增益曲线图。图中显示了以直接馈电方式馈电的第一天线组件12或第二天线组件14工作于28GHz频段下，当将-150°到150°范围内不同累积相位差引入到各个天线单元时，辐射束可在-35°到42°的角度范围(总扫描角为77°)进行扫描。在26GHz和28GHz视轴上的峰值增益(当相位差为0时)分别为14.45dBi和15.17dBi。

第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16分别在X方向、X’方向和Y方向形成辐射束，可以在空间范围内形成球形辐射覆盖范围。

本发明中实施例中，使用“累积概率”参数确定球形覆盖率。该累积概率定义为有效各向同性辐射功率(EIRP，Effective Isotropic Radiated Power)的累积分布函数(CDF，Cumulative Distribution Function)，即 假定可用于通讯终端1000的输入功率为23dBmW。

请参阅图24和图25，图24为图17所示通讯终端的三个天线组件单独工作于26GHz时的累积分布函数曲线；图25为图17所示通讯终端的三个天线组件单独或组合工作于26GHz时的累积分布函数曲线。L对应第一天线组件12，R对应第二天线组件14，C对应第三天线组件。

从图24中可以看出，通讯终端1000的第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16具有大致相同的累积概率特性，最大EIRP为37.97dBm。在覆盖率(累积概率)为50％时，三个天线组件中的每个天线组件的EIRP约为23.50dBm，损耗为14.47dB(50％损耗)。每个天线组件的正增益球形覆盖率约为51.8％。

图25列出了不同的组合：第一天线组件12和第二天线组件14的组合(L和R)；第二天线组件14和第三天线组件16的组合(R和C)；第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16的组合(L、R和C)。表3分别比较了工作于26GHz时不同天线组件组合及某一单独天线组件的最大EIRP、50％覆盖的EIRP、50％的损耗和正增益球形覆盖率。在通讯终端的多个位置设置天线组件有助于改善球形覆盖范围，如三个天线组件组合的情况下达到61.7％的最高正增益覆盖率。

表3工作于26GHz时不同天线组件组合及某一单独天线组件的比较表

请参阅图26和图27，图26为图17所示通讯终端的三个天线组件单独工作于28GHz时的累积分布函数曲线；图27为图17所示通讯终端的三个天线组件单独或组合工作于28GHz时的累积分布函数曲线。图26和图27分别与图24和图25相对应，区别在于工作的频段不同，因此，这里不再赘述。

表4分别比较了工作于28GHz时不同天线组件组合及某一单独天线组件的最大EIRP、50％覆盖的EIRP、50％的损耗和正增益球形覆盖率。与表3相对应，这里不再赘述。

表4工作于28GHz时不同天线组件组合及某一单独天线组件的比较表

在一些实施例中，请参阅图28，图28为本发明提供的通讯终端的第三种结构示意图。第一天线组件12、第二天线组件14和第三天线组件16放置位置如图，第一天线组件12和第二天线组件14中，馈电单元104均以直接馈电的方式向介质谐振器102馈电，第三天线组件16中，馈电单元104以耦合馈电的方式向介质谐振器102馈电。每一天线组件在其主辐射方向形成辐射束，多个辐射束可以在空间上形成球形辐射覆盖范围。

当将-150°到150°范围内不同累积相位差引入到各个天线单元时，辐射束各自的扫描情况分别如以上两个实施例所述，不再赘述。

请参阅图29和图30，图29为不同馈电方式的通讯终端的三个天线组件工作于26GHz时的累积分布函数曲线；图30为不同馈电方式的通讯终端的三个天线组件工作于28GHz时的累积分布函数曲线。

表5分别比较了工作于26GHz时不同馈电方式的三个天线组件组合的最大EIRP、50％覆盖的EIRP、50％的损耗和正增益球形覆盖率。表6分别比较了工作于28GHz时不同馈电方式的三个天线组件组合的最大EIRP、50％覆盖的EIRP、50％的损耗和正增益球形覆盖率。

其中，S对应于以耦合馈电方式馈电的三个天线组件的组合，P对应于以直接馈电方式馈电的三个天线组件的组合，M对应于以直接馈电方式馈电的第一天线组件和第二天线组件以及以耦合馈电方式馈电的第三天线组件的组合。

从图29和表5中可以看出，工作于26GHz频段下，不同馈电方式的三个天线组合(即S、P和M)中，M提供了最高的最大EIRP为37.97dBm；M的50％损耗达到9.85dB；M的正增益球形覆盖率达到63.1％。

从图30和表6中可以看出，工作于28GHz频段下，不同馈电方式的三个天线组件组合(即S、P和M)中，M的最大EIRP为38.19dBm，50％损耗为11.04dB，正增益球形覆盖率达到59.3％。

表5工作于26GHz时不同馈电方式的三个天线组件组合的比较表

表6工作于28GHz时不同馈电方式的三个天线组件组合的比较表

可以理解的是，以耦合馈电方式馈电的天线组件和以直接馈电方式馈电的天线组件还可以包括其他放置方式的组合，由于以上实施例分别描述了不同位置时处于不同馈电方式的天线组件的辐射情况，在此不再赘述。

与相关技术相比，本发明的天线装置及通讯终端中，将天线组件设计为阵列排布的多个天线单元，每一天线单元包括介质谐振器和馈电单元，馈电单元用于向介质谐振器馈电，以使多个介质谐振器产生第一频段的谐振信号和第二频段的谐振信号，因此天线组件能同时辐射两个频段的谐振信号，从而扩大天线装置的传输带宽。将多个天线组件分别设置于通讯终端的不同位置，使得通讯终端在多个位置均能形成辐射束，进而扩大通讯终端的辐射覆盖范围，提高通讯终端无线通信的可靠性。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，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，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。