[发明专利]天线和终端设备

说明书

本申请提供一种天线和终端设备。该应用于终端设备的天线包括：天线本体和导电的超表面结构。终端设备中包含终端设备的部分外表面的非导电的部件设置有超表面结构，超表面结构与部件的外表面相对的一表面和部件的外表面之间的距离小于天线本体与部件的外表面相对的一表面和部件的外表面之间的距离，天线本体和超表面结构之间具有介质层。天线本体在部件上的投影面的中心位置与超表面结构在部件上的投影面的中心位置相距预设距离。从而，利用电磁超表面的理论，实现在毫米波频段，导电的超表面结构与天线本体的匹配，不仅提升了天线性能，削弱了外观面的材料属性和厚度属性对天线性能的影响，还能够满足不同终端设备的通信需求。

技术领域

本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线和终端设备。

背景技术

毫米波(mmWave)由于带宽极宽以适用于各种宽带信号处理，以及波束窄以具有良好的方向性等优点，在通信、雷达、遥感和设点天文等领域中已有显著的应用。

在第五代移动通信(简称5G)的终端设备中，毫米波集成天线已成为一种发展趋势。由于相较于低于6GHz的频段(即sub-6GHz)而言，毫米波频段需要以高增益和可调波束对抗更大的传播损耗。因此，毫米波集成天线可以采用有源阵列的形式。考虑到大规模生产中精度和成本的控制，终端设备通常可以采用封装天线(Antenna-in-Package，AiP)组件来设计毫米波集成天线。

一方面，为了满足用户的个性化外观需求，终端设备可以采用不同的材料和厚度的外观面。例如，终端设备可以采用玻璃、陶瓷或者金属等材料的后盖。然而，不同的材料属性和厚度属性均会影响毫米波集成天线的天线性能。另一方面，然而，毫米波集成天线受到AiP组件的限制，很难满足不同终端设备的通信需求。

发明内容

本申请提供一种天线和终端设备，解决了现有技术中终端设备的外观面的材料属性和厚度属性对天线性能会产生影响，以及无法满足不同终端设备的通信需求的问题。

第一方面，本申请提供一种天线，应用于终端设备，所述天线包括：天线本体和导电的超表面结构；所述终端设备中包含所述终端设备的部分外表面的非导电的部件设置有所述超表面结构，所述超表面结构与所述部件的外表面相对的一表面和所述部件的外表面之间的距离小于所述天线本体与所述部件的外表面相对的一表面和所述部件的外表面之间的距离，所述天线本体和所述超表面结构之间具有介质层；所述天线本体在所述部件上的投影面的中心位置与所述超表面结构在所述部件上的投影面的中心位置相距预设距离。

通过第一方面提供的天线，在终端设备中非导电的部件上设置导电的超表面结构，该部件为包含终端设备的部分外表面的部件。超表面结构与部件的外表面相对的一表面和部件的外表面之间的距离小于天线本体与部件的外表面相对的一表面和部件的外表面之间的距离，天线本体和超表面结构之间具有介质层，使得天线本体和超表面结构在终端设备中具备不同实现的位置方式。天线本体在部件上的投影面的中心位置与超表面结构在部件上的投影面的中心位置相距预设距离，借助超表面结构对电磁炉的响应，使得超表面结构与天线本体向匹配，通过超表面结构的中心位置正对天线本体的中线位置，确保超表面结构和天线本体所构成的电场集中在天线本体的正上方区域上，使得能量汇聚，使得天线本体上的增加变大。本申请中，利用电磁超表面的理论，通过在终端设备的外观面上设置超材料结构，实现在毫米波频段，导电的超表面结构与天线本体的匹配，不仅减小了透射波的损耗，提升了天线性能，削弱了外观面的材料属性和厚度属性对天线性能的影响，还能够满足不同终端设备的通信需求，且方案简单易行，节省了成本。

在一种可能的设计中，所述预设距离的范围大于或等于-0.15mm，且小于或等于0.15mm。

在一种可能的设计中，当所述部件为所述终端设备的后盖时，所述天线本体设置在所述终端设备的印刷电路板PCB上，所述PCB和所述部件从外到内依次设置在所述终端设备中，所述超表面结构设置在所述后盖上。