低频天线单元、高频天线单元、天线阵列和终端设备的制作方法

本技术实施例涉及通信，特别涉及一种低频天线单元、高频天线单元、天线阵列和终端设备。

背景技术：

1、随着终端设备的小型化发展，天线作为射频前端的辐射器件，可用的空间也越来越小。因此，当异频天线共存时，由于天线的可用空间越来越小，所以异频天线之间的也距离越来越小，从而使异频天线之间产生相互干扰，导致天线的性能恶化，给射频系统带来异频阻塞问题，影响通信质量。

2、相关技术中，一般通过级联滤波器，也就是将不同频率的天线分别与滤波器连接，通过滤波器的带外抑制特性，来降低异频天线之间互耦带来的干扰问题。然而，采用级联滤波器会增加射频链路的成本，并且会增大天线可以为抑制频段中心频率对应的波长的体积，从而不利于天线以及终端设备的小型化发展。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种低频天线单元、高频天线单元、天线阵列和终端设备，该低频天线单元和高频天线单元均能够抑制异频信号，且结构简单、体积小、成本低。

2、第一方面，本技术实施例提供一种低频天线单元，包括金属层和基板，所述金属层位于所述基板的表面，所述金属层包括地板、辐射体和短路传输线；其中，所述地板和所述辐射体之间设有第一缝隙，所述第一缝隙沿第一方向延伸，且在所述第一缝隙沿第二方向的两侧分别为所述地板和所述辐射体，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一缝隙内设有馈电组件，所述辐射体与所述馈电组件的正极连接，所述低频天线单元的正极位于所述辐射体上；所述地板与所述馈电组件的负极连接，所述低频天线单元的负极位于所述地板上；所述短路传输线的一端与所述低频天线单元的正极连接，另一端与所述低频天线单元的负极连接，所述短路传输线的至少部分结构位于所述地板或所述辐射体上；所述第二方向为所述金属层的延伸方向。

3、通过在金属层上设置第一缝隙，从而将金属层分为两部分，其中一部分可以作为低频天线单元的辐射体，另一部分作为天线的地板。通过设置馈电组件以便给低频天线单元馈电，从而使低频天线单元可以接收或发射电磁信号。通过在金属层设置短路传输线，并将该短路传输线设置在低频天线单元的正极和负极之间，从而使该低频天线单元可以抑制异频信号，提高不同频率的天线单元之间的隔离度，提高低频天线单元的工作效率，相对于相关技术中，通过级联滤波器的方式抑制异频信号，本技术实施例提供的低频天线单元，只需要在金属层上连接短路传输线即可实现抑制异频信号，本技术实施例无需增加其他器件，进而可以减小该低频天线单元的体积，有利于低频天线单元的小型化发展，还可以降低成本。

4、在一种可能的实现方式中，从所述低频天线单元的正极沿着所述短路传输线的延伸路径到所述低频天线单元负极的长度，为所述低频天线单元的抑制频段内任一频率所对应的波长。

5、通过将短路传输线的延伸长度设置的与低频天线单元的抑制频段内任一频率所对应的波长相等，以使该低频天线单元工作在基波时，短路传输线相当于开路，形成带通，对基波辐射无影响，当低频天线单元工作在抑制频段内时，短路传输线相当短路，形成带陷，电流被束缚在短路传输线中，形成零点，实现抑制异频信号的目的，进而提高低频天线单元的隔离度，提高低频天线单元的工作效率。

6、在一种可能的实现方式中，从所述低频天线单元的正极沿着所述短路传输线的延伸路径到所述低频天线单元负极的长度，为所述低频天线单元的抑制频段内中心频率所对应的波长。

7、在一种可能的实现方式中，所述低频天线单元的谐振频率为2.45ghz，所述低频天线单元的抑制频段为5.15ghz-5.85ghz。

8、在一种可能的实现方式中，所述短路传输线包括第一延伸段、第二延伸段和连接段；其中，至少部分所述第一延伸段和所述第二延伸段的部分结构相对设置，沿所述第二方向延伸的所述第一延伸段和沿所述第二方向延伸的所述第二延伸段的之间具有第二缝隙，且所述第二缝隙的一端与所述第一缝隙连通；所述连接段位于所述第二缝隙远离所述第一缝隙的一端，且所述连接段的一端连接所述第一延伸段，另一端连接所述第二延伸段。

9、通过将短路传输线设置为包括第一延伸段、第二延伸段和连接段的结构，以使在沿第二方向延伸的第一延伸段和沿第二方向延伸的第二延伸段的之间形成第二缝隙，从而在不增加金属层沿第二方向的长度的前提下，可以延长短路传输线的长度，进而减小增加短路传输线对低频天线单元尺寸的影响，还可以满足短路传输线的长度要求，进而抑制异频信号。

10、在一种可能的实现方式中，所述第一延伸段为l形结构，部分所述第一延伸段沿所述第一方向延伸，部分所述第一延伸段沿所述第二方向延伸；所述第二延伸段为l形结构，部分所述第二延伸段沿所述第一方向延伸，部分所述第二延伸段沿所述第二方向延伸；其中，沿所述第一方向延伸的部分所述第一延伸段，和沿所述第一方向延伸的部分所述第二延伸段之间形成部分所述第一缝隙。

11、通过将第一延伸段设置为l形结构，将第二延伸段为l形结构，从而使第一延伸段和第二延伸段的长度更接近相等，增加低频天线单元的对称性，以便提高该低频天线单元的方向图性能。

12、在一种可能的实现方式中，在所述第一方向上，所述第二延伸段相对于所述第一延伸段更靠近所述金属层的中心位置；其中，所述短路传输线为所述地板的部分结构，所述第一延伸段与所述低频天线单元的正极连接，所述第二延伸段与所述低频天线单元的负极连接；沿所述第一方向延伸的所述第一延伸段为所述辐射体的部分结构，沿所述第一方向延伸的所述第二延伸段为所述地板的部分结构。

13、通过将沿第一方向延伸的第一延伸段设置为辐射体的部分结构，将沿第一方向延伸的第二延伸段设置为地板的部分结构，从而将短路传输线和地板的部分结构融合，从而可以缩小地板的尺寸，进而缩小低频天线单元的尺寸，有利于低频天线单元的小型化发展。

14、在一种可能的实现方式中，沿所述第二方向延伸的所述第二延伸段的一部分与所述地板间隔设置；或者，沿所述第二方向延伸的所述第二延伸段为所述地板的部分结构。

15、在一种可能的实现方式中，在所述第一方向上，所述第二延伸段相对于所述第一延伸段更靠近所述金属层的中心位置；其中，所述短路传输线为所述辐射体的部分结构，所述第一延伸段与所述低频天线单元的负极连接，所述第二延伸段与所述低频天线单元的正极连接；沿所述第一方向延伸的所述第一延伸段为所述地板的部分结构，沿所述第一方向延伸的所述第二延伸段为所述辐射体的部分结构。

16、通过将沿第一方向延伸的第一延伸段设置为地板的部分结构，将沿第一方向延伸的第二延伸段设置为辐射体的部分结构，从而将短路传输线和辐射体的部分结构融合，从而可以缩小地板的尺寸，进而缩小低频天线单元的尺寸，有利于低频天线单元的小型化发展。

17、在一种可能的实现方式中，沿所述第二方向延伸的所述第二延伸段的一部分与所述辐射体间隔设置；或者，沿所述第二方向延伸的所述第二延伸段为所述辐射体的部分结构。

18、在一种可能的实现方式中，所述馈电组件包括馈线；其中，所述馈线的正极与所述辐射体连接，所述馈线的负极与所述地板连接。

19、通过将馈电组件设置的包括馈线，可以简化馈电组件的结构，进而降低成本。

20、在一种可能的实现方式中，所述馈电组件还包括馈电枝节；其中，所述馈电枝节位于所述第一缝隙内，所述馈线的负极与所述地板连接，所述馈线的正极与所述馈电枝节连接，所述馈电枝节与所述辐射体耦合连接。

21、通过将馈电组件设置的包括馈电枝节，可以调整低频天线单元在2.45ghz处的阻抗，进而保证2.45ghz的天线性能。

22、在一种可能的实现方式中，所述馈电枝节为一字形馈电枝节、t形馈电枝节、u形馈电枝节或异形馈电枝节。

23、在一种可能的实现方式中，所述地板呈u形结构；其中，所述u形结构包括顶壁、第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁相对设置，且所述第一侧壁和所述第二侧壁分别位于所述顶壁的两端；所述u形结构的开口朝向所述地板背离所述辐射体的一面，所述顶壁位于所述地板靠近所述辐射体的一端。

24、通过将地板设置为u形结构，当馈电组件的负极与地板连接时，可以将馈电组件负极的部分电流从地板上释放。

25、在一种可能的实现方式中，所述短路传输线为两条；其中，两条所述短路传输线沿所述第一方向对称设置在所述金属层的两侧。

26、通过设置两条短路传输线，并将两条短路传输线沿第一方向对称设置在金属层的两侧，从而可以使该地板呈对称结构，进而提高该低频天线单元的方向图性能。

27、第二方面，本技术实施例提供一种高频天线单元，所述高频天线单元包括金属层和基板，所述金属层位于所述基板的表面；其中，所述金属层包括地板、辐射体和开路传输线，所述地板和所述辐射体之间设有第一缝隙，所述第一缝隙沿第一方向延伸，且在所述第一缝隙沿第二方向的两端分别为所述地板和所述辐射体，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一缝隙内设有馈电组件，所述辐射体与所述馈电组件的正极连接，所述高频天线单元的正极位于所述辐射体上，所述地板与所述馈电组件的负极连接，所述高频天线单元的负极位于所述地板上；所述开路传输线包括第一开路传输线和第二开路传输线，所述第一开路传输线和所述第二开路传输线间隔设置；所述第一开路传输线的一端与所述高频天线单元的正极或负极中的其中一个连接，另一端开路；所述第二开路传输线的一端与所述高频天线单元的正极或负极中的其中另一个连接，另一端开路；所述第二方向为所述金属层的延伸方向。

28、通过在金属层上设置第一开路传输线和第二开路传输线，并将第一开路传输线和第二开路传输线间隔设置，第一开路传输线的一端与高频天线单元的正极或负极中的其中一个连接，第二开路传输线的一端与高频天线单元的正极或负极中的其中另一个连接，以使在高频天线单元的正极和负极上分别连接了一个开路传输线，从而可以抑制高频天线单元的异频信号，提高不同天线单元之间的隔离度，进而提高高频天线单元的工作效率。

29、在一种可能的实现方式中，所述第一开路传输线的延伸长度和所述第二开路传输线的延伸长度之和，小于或等于所述高频天线单元谐振频率对应的波长。

30、通过将第一开路传输线的延伸长度和第二开路传输线的延伸长度之和，小于或等于高频天线单元谐振频率对应的波长，从而使该高频天线单元工作在基波时，相当于开路，形成带通结构，从而对高频天线单元的基波辐射无影响，当该高频天线单元工作在抑制频段内，第一开路传输线和第二开路传输线相当短路，形成带陷，实现零点，实现异频信号的抑制，进而提高低频天线单元的隔离度，提高高频天线单元的工作效率。

31、在一种可能的实现方式中，所述高频天线单元的谐振频率为5.5ghz，所述高频天线单元的抑制频段为2.4ghz-2.48ghz。

32、在一种可能的实现方式中，所述第一开路传输线位于所述第二开路传输线的外侧，且所述第二开路传输线为所述地板或所述辐射体的部分结构。

33、通过将第二开路传输线设置为地板或辐射体的一部分，这样可以将第二开路传输线与地板或者辐射体融合设计，进而可以减小该高频天线单元的尺寸，有利于高频天线单元的小型化发展。

34、在一种可能的实现方式中，所述第一开路传输线包延长部；其中，所述延长部为l形结构，部分所述延长部沿所述第一方向延伸，部分所述延长部沿所述第二方向延伸；所述延长部设置在所述第一开路传输线远离所述地板中心位置的一侧，且沿所述第一方向延伸的所述延长部的自由端与所述第一开路传输线远离所述第一缝隙的一端连接，沿所述第二方向延伸的部分所述延长部和与所述第二开路传输线相对的部分所述第一开路传输线间隔设置。

35、通过设置延长部可以延长第一开路传输线的长度，进而可以缩小第二短路传输线的长度，从而可以缩小地板沿第二方向的长度，进而缩小高频天线单元的体积，有利于高频天线单元的小型化发展；另外，通过设置延长部，可以提高第一开路传输线和第二开路传输线的设计灵活性，从而可以根据不同的抑制频段，来设计不同长度的第一开路传输线和第二开路传输线，进而提高该高频天线单元的适应性。

36、在一种可能的实现方式中，所述第一开路传输线还包括匹配枝节；其中，所述匹配枝节为l形匹配枝节，所述l形匹配枝节的一端连接所述第一开路传输线，另一端沿所述第二方向向靠近所述延长部的方向延伸。

37、通过设置匹配枝节，可以增加第一开路传输线的阻抗特性，从而可以调整高频天线单元的辐射频段；另外，通过增加匹配枝节可以使第一开路传输线跟接近于对称的结构，从而可以提高该高频天线单元的方向图性能。

38、在一种可能的实现方式中，所述馈电组件包括馈线；其中，所述馈线的正极与所述辐射体连接，所述馈线的负极与所述地板连接。

39、通过将馈电组件设置的包括馈线，可以简化馈电组件的结构，进而降低成本。

40、在一种可能的实现方式中，所述馈电组件还包括馈电枝节；其中，所述馈电枝节位于所述第一缝隙内，所述馈线的负极与所述地板连接，所述馈线的正极与所述馈电枝节连接，所述馈电枝节与所述辐射体耦合连接。

41、通过将馈电组件设置的包括馈电枝节，可以调整高频天线单元在5.5ghz处的阻抗，进而保证5.5ghz的天线性能。

42、在一种可能的实现方式中，所述馈电枝节为一字形馈电枝节、t形馈电枝节、u形馈电枝节或异形馈电枝节。

43、在一种可能的实现方式中，所述馈电组件包括馈线；其中，所述馈线的负极与所述地板连接，所述馈线的正极与所述第一开路传输线连接，所述第一开路传输线与所述辐射体耦合连接。

44、在一种可能的实现方式中，所述地板呈u形结构；其中，所述u形结构包括顶壁、第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁相对设置，且所述第一侧壁和所述第二侧壁分别位于所述顶壁的两端；所述u形结构的开口朝向所述地板背离所述辐射体的一面，所述顶壁位于所述地板靠近所述辐射体的一端。

45、通过将地板设置为u形结构，当馈电组件的负极与地板连接时，可以将馈电组件负极的部分电流从地板上释放。

46、在一种可能的实现方式中，所述第一开路传输线和所述第二开路传输线的数量为两组；其中，两组所述第一开路传输线和所述第二开路传输线沿所述第一方向对称设置在所述金属层的两端。

47、通过设置两组第一开路传输线和第二开路传输线，并将两组第一开路传输线和第二开路传输线沿第一方向对称设置在金属层的两侧，从而可以使该地板呈对称结构，进而提高该高频天线单元的方向图性能。

48、第三方面，本技术实施例提供一种天线阵列，包括至少一个第一方面提供的低频天线单元和至少一个第二方面提供的高频天线单元；其中，所述低频天线单元和所述高频天线单元交替间隔设置。

49、通过将该天线阵列设置的包括第一方面的低频天线单元和第二方面的高频天线单元，并将低频天线单元和高频天线单元交替间隔设置，从而使本技术实施例中的天线阵列可以为发射和接收不同频率的电磁波，以使该天线阵列为异频天线阵列，这样可以增加该天线阵列的带宽，进而提高该天线阵列的适用性。另外，由于第一方面的低频天线单元为2.45ghz天线单元，可以抑制5.15ghz-5.85ghz频段，第二方面的高频天线单元为5ghz天线单元，可以抑制2.4ghz-2.48ghz频段，也就是说，第一方面的低频天线单元和第二方面的高频天线单元均自带滤波功能，可以提高该天线阵列的隔离度，使低频天线单元和高频天线单元之间不会产生相互干扰，且第一方面的低频天线单元和第二方面的高频天线单元的结构简单，体积小，成本低，从而可以减小该天线阵列的体积，有利于天线阵列的小型化发展。

50、第四方面，本技术实施例提供一种终端设备，包括第三方面提供的天线阵列。

51、本技术实施例提供的终端设备，通过设置第三方面提供的天线阵列，可以减小终端设备内预留安装天线阵列的装配空间，从而有利于终端设备的小型化发展。