在 5G、自动驾驶、智能穿戴全面普及的今天，“精准定位” 早已不是可选功能，而是核心刚需。无论是手机导航、无人机测绘，还是车载自动驾驶，都离不开阵列天线的 “火眼金睛”。但多阵元天线间的信号干扰（互耦问题），一直是制约定位精度的行业痛点 —— 华为最新公开的阵列天线专利（申请号：202410937121.2），用创新吸波单元设计完美破解难题，让相位一致性大幅提升，定位精度再上一个台阶！

一、行业痛点：多阵元天线的 “信号内耗” 难题

阵列天线由多个辐射体（信号收发单元）组成，就像一支 “信号战队”。但实际工作中，一个辐射体发出的电磁波会被其他辐射体 “接收”，形成耦合电流，导致各辐射体的信号相位不一致。

这就像团队协作时有人 “走神”，最终输出的定位数据自然偏差大。传统解决方案要么扩大辐射体间距（牺牲设备小型化），要么增加屏蔽结构（提升成本），始终难以平衡 “精度、体积、成本” 三者关系。

而华为的专利核心，就是给这支 “信号战队” 加了 “专属隔离墙”—— 吸波单元，从根源上抑制信号内耗。

二、专利核心创新：三大吸波单元，精准解决互耦

华为在专利中提供了三种吸波单元方案，适配不同电子设备场景，核心逻辑都是 “吸收多余电磁波，减少辐射体间干扰”，但设计各有侧重：

1. 电阻膜吸波单元：性价比之选，适配常规设备

这是最基础也最实用的方案，在辐射体列的两端加装带开口的电阻膜（类似 “信号吸收贴片”）。电阻膜的尺寸、面电阻值都经过精准计算：

• 尺寸满足 0.05λ₀＜Wₚ＜0.5λ₀（λ₀为工作波长），既保证吸波效果，又不占用过多空间；
• 靠近辐射体的一侧开半圆形开口，减弱对天线辐射性能的影响；
• 实测显示，加装后辐射体间最大相位差控制在 11.2° 以内，耦合电流显著减少，而峰值增益仅小幅下降（最大 0.35dBi），性能损失完全可控。

2. 开口谐振环吸波单元：高精度首选，定位更精准

如果对定位精度要求极高（比如自动驾驶、专业测绘设备），这个方案堪称 “神器”。吸波单元采用 “内环 + 外环” 的双环结构，每个环都搭载集总电阻，相当于 “双重信号过滤器”：

• 电阻值控制在 100-500Ω，尺寸优化至 0.256λ₀左右；
• 实测相位差直接压缩到 ±7° 内，第一与第四辐射体的相位差改善 16%，是三种方案中精度最高的。

3. 磁膜吸波单元：兼顾性能与稳定性，适配复杂环境

针对高温、强干扰等复杂场景，磁膜吸波单元优势明显。它通过特殊磁材料的吸波特性，抑制空间波传播：

• 磁膜厚度仅 30-70μm（约一张纸的厚度），相对磁导率 100-200，磁损耗角正切 0-90；
• 即便在恶劣环境下，也能将相位差控制在 ±13° 内，同时保持稳定的辐射效率，适合车载、户外设备。
• 下面我们通过专利图示，结合专利全文，详细学习一下这项专利。

1. 整体应用场景与设备适配（图 1）

该阵列天线可广泛应用于手机、平板、智能穿戴、车载设备等电子设备，图 1 以手机为例展示了设备内部布局：天线可集成在印刷电路板（PCB）17 上，PCB 一侧设有金属层（接地层），与中框 19、后盖 21 等结构适配，兼容金属或非金属机身设计。

2. 核心基础结构（图 2）

阵列天线的核心架构简洁且高效，主要包括三大部件：

• 介质基板 400
  作为承载基础，第一表面（面积最大面）设金属层 500（如铜材质），第二表面设第一辐射体列；介质基板可采用 FR-4 或罗杰斯高频板，相对介电常数 2.2-4，厚度 0.2-4mm，损耗角正切低至 0.0002，兼顾支撑性与低损耗。
• 第一辐射体列
  沿第一方向（Y 轴）等距排布多个辐射体（图 2 中为 101-104 四个），辐射体为正方形微带金属贴片（示例尺寸 0.26λ₀×0.26λ₀），电流沿第二方向（X 轴，与第一方向垂直）流动，相邻辐射体间距 0.5λ₀（示例 6.25mm），耦合形式为 H 面耦合。
• 吸波单元
  关键创新部件，排布在第一辐射体列沿第一方向的两端（图 2 中 201、202），位于天线有效口径范围内，核心参数满足 0.05λ₀＜Wₚ（第二方向尺寸）＜0.5λ₀，0.05λ₀＜dₘ（与相邻辐射体距离）＜0.45λ₀（λ₀为工作波长）。

3. 关键性能基准（图 4）

阵列天线中心工作频率为 24GHz，工作带宽覆盖 23.2GHz-25.04GHz，从 S 参数图可见，各端口反射系数（S11 等）和隔离度（S21、S32 等）表现优异，为后续相位一致性优化奠定基础。

专利提供三种吸波单元方案，适配不同场景需求，核心均为通过吸波特性抑制空间波传播，减少辐射体表面耦合电流。

4. 电阻膜型吸波单元（图 2-3、图 5-14）

• 结构设计
  
• 吸波单元为带开口的电阻膜（图 3），开口设于靠近辐射体一侧，优选半圆形，深度 Rₙ满足 0＜Rₙ＜0.05λ₀（示例 0.4mm）；电阻膜面电阻值 R₁为 100-500Ω/□（示例 200Ω/□或 75Ω/□），尺寸 Wₚ示例 1.8mm（0.145λ₀）。
• 附图对应效果
•  

• 图5
•  

• 图6
•  
•  

• 图7
•  

•  
• 图8
• 耦合电流对比（图 5-8）：仅第一辐射体或第四辐射体馈电时，设置电阻膜后，非馈电辐射体表面耦合电流显著减少，互耦抑制效果明显。
• 

• 图11
• 相位分布对比（图 9-10）：未设电阻膜时相位波动范围大，设置后相位变化范围缩小，分布更均匀。
• 
• 

• 图13
• 相位一致性对比（图 11-12）：阴影部分（超出 ±10° 区域）面积大幅减少，最大相位差控制在 11.2° 以内，满足 ±11° 精度要求。
• 
• 

•  
• 辐射性能（图 13-14）：3D 方向图无畸变，峰值增益仅小幅下降（最大 0.35dBi），辐射效率下降 4.8%-7.4%，性能损失可控。

5. 开口谐振环型吸波单元（图 15-20）

• 结构设计
•  

• 
  
  吸波单元为双环结构（内环 + 外环，图 16），每个环设集总电阻，电阻值 R₂为 100-500Ω（示例 100Ω）；尺寸 Wₚ示例 3.2mm（0.256λ₀），与相邻辐射体距离 3mm（0.24λ₀）。
• 附图对应效果
  
  图17
• 
  图18
• 相位分布（图 17-18）：设置后各辐射体相位变化范围显著缩小，第一与第四辐射体相位差减少 13°。
• 
  图19
• 
  图20
• 相位一致性（图 19-20）：方位角和俯仰角 ±45° 范围内，相位差改善明显，第一与第二辐射体相位差优化 10°，第二与第四辐射体优化 16°，最终相位差控制在 ±7° 内。

6. 磁膜型吸波单元（图 21-24）

• 结构设计
  吸波单元为正方形磁膜，尺寸 Wₚ示例 3.28mm（0.26λ₀），厚度 30-70μm（示例 50μm）；核心参数满足 5＜εᵣ（相对介电常数）＜50（示例 10），100＜μᵣ（相对磁导率）＜200（示例 150），0＜tanδ（磁损耗角正切）＜90（示例 60）。
• 附图对应效果
• 耦合电流对比（图 22-23）：设置磁膜后，非馈电辐射体表面耦合电流显著降低，互耦抑制效果达标。
• 相位一致性（图 24）：以第二辐射体为基准，各辐射体相位差改善 2°，最大相位差控制在 ±13° 内，满足定位精度需求。

7. 两种馈电方案

• 单端馈电
  
  图2
• 
  图21
• （图 2、21）：每个辐射体对应 1 个同轴探针，通过探针与金属层连接，结构简单，适配常规场景。
• 差分馈电
  
• （图 15）：每个辐射体对应 2 个同轴探针，需激励等幅反相信号，进一步提升信号稳定性。

8. L 型扩展排列（图 25-34）

为适配更多阵元场景，专利提供 L 型辐射体排列方案：

• 结构设计
  第二辐射体列（如辐射体 105）在第一辐射体列末端沿第二方向排布，吸波单元除第一辐射体列两端外，还增设于第二辐射体列靠近介质基板中心的一端。
• 附图对应效果
•  

• 工作带宽（图 26）：23.3GHz-24.9GHz，覆盖核心工作频率。
• 
  图27
• 
  图28
• 耦合电流（图 27-28）：设置电阻膜后，各辐射体表面耦合电流显著减少，隔离度提升。
• 
  
  
  
   
• 相位一致性（图 29-32）：阴影区域大幅缩小，第一与第二辐射体、第二与第三辐射体相位差均改善 2°，第二与第五辐射体改善 4°，最大相位差 11.2°。
• 
  
   
• 辐射性能（图 33-34）：峰值增益下降 0.25-0.45dBi，辐射效率下降 0.3%-4%，性能损失可控。

三、不止于精度：多场景适配，覆盖全品类电子设备

华为的这项专利不仅解决了技术痛点，还考虑了实际应用的灵活性，真正做到 “一专利适配万物”：

1. 馈电方式灵活选

支持 “单端馈电”（结构简单，适配智能手表、耳机等小型设备）和 “差分馈电”（信号更稳定，适配手机、平板等主力设备），两种方式都能完美兼容吸波单元。

2. 辐射体排列可扩展

除了常规的直线型排列，还支持 L 型排列（辐射体列呈直角分布），吸波单元可灵活布置在辐射体靠近中心的一端，适配设备内部复杂的空间布局。

3. 设备适配无死角

从手机、平板、智能穿戴，到车载设备、无人机、测绘仪器，只要需要高精度定位，都能用上这项技术。核心工作频率覆盖 23.2GHz-25.04GHz，兼容 5G、Wi-Fi、GPS 等主流通信协议。

四、行业意义：重新定义阵列天线 “精度天花板”

这项专利的突破，不仅让华为在阵列天线领域掌握核心技术话语权，更给整个行业带来新方向：

• 无需扩大设备体积，就能提升定位精度，助力智能设备 “轻薄化 + 高性能” 双突破；
• 三种吸波单元方案按需选择，降低不同场景的应用成本；
• 为自动驾驶、低空经济、精准测绘等新兴领域提供技术支撑，让 “厘米级定位” 更快普及。

未来，当你用手机导航不再 “绕路”，自动驾驶汽车精准避让障碍，无人机精准完成测绘任务时，或许都离不开这项吸波单元技术的加持。华为用创新破解行业痛点，再次证明：核心技术才是产品竞争力的终极密码。