[0001] 本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种信号增强装置。

[0002] 5G毫米波是全球5G标准的重要组成部分，可支持移动运营商利用24GHz以上频段的丰富频谱资源，为工业、企业和消费级应用场景提供超大网络容量和数千兆比特的极致性能，5G毫米波为卓越的连接体验提供了坚实基础。

[0003] 由于工作频率比传统4G要高很多，波长较短，传播过程中衰减很快，因此5G信号的传播距离相对于4G短了很多，工信部通过增加5G基础基站数量来实现5G网络的覆盖。

[0004] 然而，增加基站数量仍然难以解决5G信号的稳定差、覆盖不全面的问题。

[0053] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

[0054] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0055] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0056] 本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

[0057] 此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示器固有的其它步骤或单元。

[0058] 5G信号的工作频率比传统4G信号的工作频率要高很多，波长较短，使得5G信号在传播过程中衰减较快，因此5G信号的传播距离相对于4G短了很多，工信部通过增加5G基础基站数量来实现5G网络的覆盖，增加基站数量仍然难以解决5G信号的稳定差、覆盖不全面的问题。并且在室内区域5G信号的覆盖强度较差，非常影响用户的使用体验。

[0059] 目前有一些通过反射结构将信号汇聚到接收设备位置处的信号增强调节装置，但这种信号增强调节装置仅能对信号进行反射汇聚，使信号往一个方位集中，信号本身的强度并没有得到增强。

[0060] 基于此，本申请实施例提供了一种信号增强装置，能够增强信号的强度,提高信号的稳定性，增加了信号的覆盖范围。

[0061] 下面结合附图对信号增强装置10的结构与工作原理进行说明。

[0062] 图1为本申请实施例提供的信号增强装置的结构示意图，图2为图1中A‑A向剖视图。参照图1和图2所示，本申请实施例提供一种信号增强装置10，包括至少一个信号增强单元100，信号增强单元100包括依次层叠设置的防腐层110、谐振层120和绝缘层130，谐振层120包括至少一个金属谐振件121，金属谐振件121的固有频率与信号的中心频率相等，金属谐振件121的频谱在固有频率处的展宽宽度为信号的带宽的二分之一。其中，中心频率为频段内最高频率与最低频率之差的中值，展宽宽度为频段内最高频率与中心频率的差值，或者为频段内中心频率与最低频率之间的差值。

[0063] 图3为本申请实施例提供的信号增强装置的使用状态图。参照图3所示，在使用时，信号增强装置10用于设置在基站设备20和接收设备30之间，基站设备20发射信号，信号增强装置10接收基站设备20发出的信号后，可以对接收的信号的强度进行增强，以使接收设备30能够接收到强度较高的信号。

[0064] 在本申请中，绝缘层130是用于承载金属谐振件121的介质层，可增强绝缘层130、谐振层120和防腐层110之间的结构强度，使信号增强单元100不易破坏和变形，且绝缘层130可以降低金属谐振件121的固有损耗。

[0065] 谐振层120设置在绝缘层130和防腐层110之间，通过使金属谐振件121的固有频率与信号的中心频率相等，使信号增强单元100在接收到信号时，在信号的中心频率处产生谐振，信号的振幅增大，从而增强信号的强度，且金属谐振件121在谐振时的频谱的展宽宽度为信号的频段的二分之一，这样可以使信号增强单元100在谐振时，能够增强整个频段的信号强度。其中，谐振层120的厚度T可以为17‑18um，T可参见图2所示的标记，信号可以为5G信号。

[0066] 防腐层110可以起到隔绝外部环境的作用，以防止谐振层120的金属谐振件121被空气中水分或者氧气氧化。

[0067] 可以理解的是，5G信号的频段包括低频段、中频段和高频段，根据5G标准，5G信号的低频段为3300‑3400MHz，带宽为100MHz，5G信号低频段的中心频率为3350MHz，5G信号的中频段为3400‑3600MHz，带宽为200MHz，5G信号中频段的中心频率为3500MHz，5G信号的高频段为4800‑5000MHz，带宽为200MHz，5G信号高频段的中心频率为4900MHz。信号增强单元100可以覆盖5G信号中的一个频段、两个频段或者所有频段，即信号增强单元100可以用于增强5G信号的低频段信号、中频段信号和高频段信号中的一种或者多种，具体实施时，可以根据使用要求进行设置，本实施例对此不加以限定。

[0068] 例如，信号增强单元100可以用于增强5G信号的低频段信号，可以将金属谐振件121的固有频率设置为3350MHz，在金属谐振件121接收到3300‑3400MHz的5G信号时，金属谐振件121会在3350MHz处产生谐振，从而增大5G信号在3350MHz处的振幅，金属谐振件121在
3350MHz处的频谱的展宽宽度为50MHz，低频段的带宽为100MHz，这样，金属谐振件121在谐振时能够增强3300‑3400MHz频段内的5G信号。

[0069] 本申请实施例提供的信号增强装置10，通过在信号增强单元100上设置绝缘层130用于承载金属谐振件121，防腐层110可用于防止金属谐振件121被氧化，谐振层120包括金属谐振件121，通过将金属谐振件121的固有频率设置为信号的中心频率，且将金属谐振件121在固有频率处的频谱展宽宽度设置为信号的带宽的二分之一，从而使金属谐振件121在信号的中心频率处产生谐振，从而达到增强相应频段内信号强度的目的，且信号增强装置
10结构简单，无需消耗能源。

[0070] 图4为本申请实施例提供的信号增强装置中信号增强单元的结构示意图。参照图4所示，在具体实现时，信号增强单元100为低频信号增强单元100a、中频信号增强单元100b或高频信号增强单元100c，即信号增强单元100可以包括低频信号增强单元100a、中频信号增强单元100b和高频信号增强单元100c中一种、两种或者三种，由此，信号增强单元100可以增强低频段5G信号、中频段5G信号和高频段5G信号中的一种、两种或者多种。低频信号增强单元100a、中频信号增强单元100b和高频信号增强单元100c之间可以采用直接连接为一体，低频信号增强单元100a、中频信号增强单元100b和高频信号增强单元100c之间也可以通过转接件连接。

[0071] 其中，低频信号增强单元100a的金属谐振件121的固有频率为3350MHz，低频信号增强单元100a的金属谐振件121的频谱在金属谐振件121的固有频率处的展宽宽度为50MHz，低频信号增强单元100a在接收到低频段的5G信号时，即3300‑3400MHz频段内的5G信号，低频信号增强单元100a的金属谐振件121会在3350MHz处产生谐振，由此，低频信号增强单元100a可以增强低频段的5G信号。

[0072] 中频信号增强单元100b的金属谐振件121的固有频率为3500MHz，中频信号增强单元100b的金属谐振件121的频谱在金属谐振件121的固有频率处的展宽宽度为100MHz，中频信号增强单元100b在接收到中频段的5G信号时，即3400‑3600MHz频段内的5G信号，中频信号增强单元100b的金属谐振件121会在3500MHz处产生谐振，由此，中频信号增强单元100b可以增强中频段的5G信号。

[0073] 高频信号增强单元100c的金属谐振件121的固有频率为4900MHz，高频信号增强单元100c的金属谐振件121的频谱在金属谐振件121的固有频率处的展宽宽度为100MHz，高频信号增强单元100c在接收到高频段的5G信号时，即4800‑5000MHz频段内的5G信号，高频信号增强单元100c的金属谐振件121会在4900MHz处产生谐振，由此，高频信号增强单元100c可以增强高频段的5G信号。

[0074] 并且，当信号增强单元100包括低频信号增强单元100a、中频信号增强单元100b和高频信号增强单元100c中的两个或者三个时，低频信号增强单元100a、中频信号增强单元100b和高频信号增强单元100c三者可以独立工作，即低频信号增强单元100a、中频信号增强单元100b和高频信号增强单元100c只对相应频段内的5G信号起到增强作用，低频信号增强单元100a、中频信号增强单元100b和高频信号增强单元100c相互之间不会影响。

[0075] 在一些实施方式中，金属谐振件121的数量为多个，以增强谐振层120的谐振效果，从而提高信号增强装置10的信号增强效果，在具体实现时，多个金属谐振件121呈阵列形式排布。示例性的，多个金属谐振件121可以呈矩形阵列形式排布，或者，多个金属谐振件121也可以呈圆形阵列形式排布，本实施例对此不加以限定。

[0076] 图5为本申请实施例提供的信号增强装置中的低频金属谐振件和绝缘层的结构示意图；图6为本申请实施例提供的信号增强装置中的低频金属谐振件的结构示意图。参照图5与图6所示，在具体实现时，低频信号增强单元100a的金属谐振件121为低频金属谐振件
121a，低频金属谐振件121a呈矩形框架状，即低频金属谐振件121a是一种截面为矩形框架形状的薄片结构，低频金属谐振件121a上具有第一开口1211，矩形框架状的低频金属谐振件121a可视作一个电感，第一开口1211使低频金属谐振件121a形成一个电容，由此，低频金属谐振件121a形成一个电感电容谐振电路。

[0077] f＝1/(2πLC)

[0078] 其中，f为固有频率，L为电感值，C为电容值。

[0079] 根据上述计算公式可知：金属谐振件121的固有频率与电容值和电感值呈反比。将低频金属谐振件121a的形状设置为矩形框架状，可以提高低频金属谐振件121a的电感值，从而降低低频金属谐振件121a的固有频率，使低频金属谐振件121a的固有频率等于低频段信号的中心频率。且低频金属谐振件121a的矩形框架内的面积相对较大，有利于和空间中的5G信号电磁波相互作用，提高低频段信号的增强效果。

[0080] 在一些实施例中，低频金属谐振件121a的数量为多个，各低频金属谐振件121a中的第一开口1211的朝向一致，以便于加工。

[0081] 可以理解的是，信号频率越高，则信号的波长越短，信号频率越低，则信号的波长越长。金属谐振件121的结构尺寸与波长呈正相关，即信号的波长越长，金属谐振件121所需的结构尺寸则越大。

[0082] 因此，将低频金属谐振件121a的长度L1设置为14‑16mm，宽度W1设置为11‑13mm，第一开口1211的宽度W2设置为3‑5mm，低频金属谐振件121a的结构宽度W3设置为0.5‑1.5mm，低频金属谐振件121a的厚度设置为17‑18um。如此，以使低频金属谐振件121a的固有频率等于3350MHz。其中，低频金属谐振件121a的长度L1为低频金属谐振件121a的外框长度，低频金属谐振件121a的宽度W1为低频金属谐振件121a的外框宽度，L1、W1、W2与W3具体可参见图6所示的标记。

[0083] 示例性的，低频金属谐振件121a的长度L1可以为15mm，宽度W1可以为12mm，第一开口1211的宽度W2可以为4mm，低频金属谐振件121a的结构宽度W3可以为1mm，低频金属谐振件121a的厚度可以为为17.5um。

[0084] 如果低频金属谐振件121a的长度L1小于14mm，或者低频金属谐振件121a的宽度W1小于11mm，则低频金属谐振件121a的电感值会减小，从而使低频金属谐振件121a的固有频率高于3350MHz。

[0085] 如果低频金属谐振件121a的长度L1大于16mm，或者低频金属谐振件121a的宽度W1大于13mm，则低频金属谐振件121a的电感值会增大，从而使低频金属谐振件121a的固有频率低于3350MHz。

[0086] 如果第一开口1211的宽度W2小于3mm，则低频金属谐振件121a的电容值会增大，从而使低频金属谐振件121a的固有频率低于3350MHz。如果第一开口1211的宽度W2大于5mm，则低频金属谐振件121a的电容值会减小，从而使低频金属谐振件121a的固有频率高于3350MHz。

[0087] 如果低频金属谐振件121a的结构宽度W3小于0.5mm，则低频金属谐振件121a的电容值会增大，从而使低频金属谐振件121a的固有频率低于3350MHz。如果低频金属谐振件121a的结构宽度W2大于1.5mm，则低频金属谐振件121a的电容值会减小，从而使低频金属谐振件121a的固有频率高于3350MHz。

[0088] 如果低频金属谐振件121a的厚度小于17um，则低频金属谐振件121a的电容值会增大，从而使低频金属谐振件121a的固有频率低于3350MHz。如果低频金属谐振件121a的厚度大于18um，则低频金属谐振件121a的电容值会减小，从而使低频金属谐振件121a的固有频率高于3350MHz。

[0089] 图7为本申请实施例提供的信号增强装置中的中频金属谐振件和绝缘层的结构示意图；图8为本申请实施例提供的信号增强装置中的中频金属谐振件的结构示意图。参照图7与图8所示，在一些实施方式中，中频信号增强单元100b的金属谐振件121为中频金属谐振件121b，中频金属谐振件121b呈环形，即中频金属谐振件121b是一种截面为圆环的薄片结构，中频金属谐振件121b上具有第二开口1212。

[0090] 环形的中频金属谐振件121b可视作一个电感，第二开口1212使中频金属谐振件121b形成一个电容，由此，中频金属谐振件121b形成一个电感电容谐振电路。

[0091] 将中频金属谐振件121b的形状设置为环形，可以降低中频金属谐振件121b的电感值，从而提高中频金属谐振件121b的固有频率，使中频金属谐振件121b的固有频率等于中频段信号的中心频率。且环形的中频金属谐振件121b的各项异性效果更好。

[0092] 在一些实施例中，中频金属谐振件121b的数量为多个，各中频金属谐振件121b中的第二开口1212的朝向一致，以便于加工。

[0093] 中频金属谐振件121b的内径R1为7‑9mm，中频金属谐振件121b的外径R2为8‑10mm，第二开口1212的开口角度A1为85‑95°，中频金属谐振件121b的结构宽度W4为0.5‑1.5mm，中频金属谐振件121b的厚度为17‑18um。如此，以使中频金属谐振件121b的固有频率的等于3500MHz。其中，R1、R2、A1与W4具体可参见图8所示的标记。

[0094] 示例性的，中频金属谐振件121b的内径R1可以为8mm，中频金属谐振件121b的外径R2可以为9mm，第二开口1212的开口角度A1可以为90°，中频金属谐振件121b的结构宽度W4可以为1mm，中频金属谐振件121b的厚度可以为17.5um。

[0095] 如果中频金属谐振的内径R1小于7mm，或者中频金属谐振的外径R2小于8mm，则中频金属谐振件121b的电感值会减小，从而使中频金属谐振件121b的固有频率高于3500MHz。

[0096] 如果中频金属谐振的内径R1大于9mm，或者中频金属谐振的外径R2大于10mm，则中频金属谐振件121b的电感值会增大，从而使中频金属谐振件121b的固有频率低于3500MHz。

[0097] 如果第二开口1212的开口角度A1小于85°，则中频金属谐振件121b的电容值会增大，从而使中频金属谐振件121b的固有频率低于3500MHz。如果第二开口1212的开口角度A1大于95°，则中频金属谐振件121b的电容值会减小，从而使中频金属谐振件121b的固有频率高于3500MHz。

[0098] 如果中频金属谐振件121b的结构宽度W4小于0.5mm，则中频金属谐振件121b的电容值会增大，从而使中频金属谐振件121b的固有频率低于3500MHz。如果中频金属谐振件121b的结构宽度W4大于1.5mm，则中频金属谐振件121b的电容值会减小，从而使中频金属谐振件121b的固有频率高于3500MHz。

[0099] 如果中频金属谐振件121b的厚度小于17um，则中频金属谐振件121b的电容值会增大，从而使中频金属谐振件121b的固有频率低于3500MHz。如果中频金属谐振件121b的厚度大于18um，则中频金属谐振件121b的电容值会减小，从而使中频金属谐振件121b的固有频率高于3500MHz。

[0100] 图9为本申请实施例提供的信号增强装置中的高频金属谐振件和绝缘层的结构示意图，图10为本申请实施例提供的信号增强装置中的高频金属谐振件的结构示意图。

[0101] 参照图9与图10所示，在一种可能的实现方式中，高频信号增强单元100c的金属谐振件121为高频金属谐振件121c，高频金属谐振件121c呈环形，即高频金属谐振件121c是一种截面为圆环的薄片结构，高频金属谐振件121c上具有第三开口1213。

[0102] 环形的高频金属谐振件121c可视作一个电感，第三开口1213使高频金属谐振件121c形成一个电容，由此，高频金属谐振件121c形成一个电感电容谐振电路。

[0103] 将高频金属谐振件121c的形状设置为环形，可以降低高频金属谐振件121c的电感值，从而提高高频金属谐振件121c的固有频率，使高频金属谐振件121c的固有频率等于高频段信号的中心频率。且环形的高频金属谐振件121c的各项异性效果更好。

[0104] 在一些实施例中，高频金属谐振件121c的数量为多个，各高频金属谐振件121c中的第三开口1213的朝向一致，以便于加工。

[0105] 高频金属谐振件121c的内径R3为3‑5mm，高频金属谐振件121c的外径R4为4‑6mm，第三开口1213的开口角度A2为85‑95°，高频金属谐振件121c的结构宽度W5为0.5‑1.5mm，高频金属谐振件121c的厚度为17‑18um。如此，以使高频金属谐振件121c的固有频率的等于4900MHz。其中，R3、R4、A2与W5可参见图10所示的标记。

[0106] 示例性的，高频金属谐振件121c的内径R3可以为4mm，高频金属谐振件121c的外径R4可以为5mm，第三开口1213的开口角度A2可为90°，高频金属谐振件121c的结构宽度W5可以为1mm，高频金属谐振件121c的厚度可以为17.5um。

[0107] 如果高频金属谐振的内径R3小于3mm，或者高频金属谐振的外径R4小于4mm，则高频金属谐振件121c的电感值会减小，从而使高频金属谐振件121c的固有频率高于4900MHz。

[0108] 如果高频金属谐振的内径R3大于5mm，或者高频金属谐振的外径R4大于6mm，则高频金属谐振件121c的电感值会增大，从而使高频金属谐振件121c的固有频率低于4900MHz。

[0109] 如果第二开口1212的开口角度A2小于85°，则高频金属谐振件121c的电容值会增大，从而使高频金属谐振件121c的固有频率低于4900MHz。如果第二开口1212的开口角度A2大于95°，则高频金属谐振件121c的电容值会减小，从而使高频金属谐振件121c的固有频率高于4900MHz。

[0110] 如果高频金属谐振件121c的结构宽度W5小于0.5mm，则高频金属谐振件121c的电容值会增大，从而使高频金属谐振件121c的固有频率低于4900MHz。如果高频金属谐振件121c的结构宽度W5大于1.5mm，则高频金属谐振件121c的电容值会减小，从而使高频金属谐振件121c的固有频率高于4900MHz。

[0111] 如果高频金属谐振件121c的厚度小于17um，则高频金属谐振件121c的电容值会增大，从而使高频金属谐振件121c的固有频率低于4900MHz。如果高频金属谐振件121c的厚度大于18um，则高频金属谐振件121c的电容值会减小，从而使高频金属谐振件121c的固有频率高于4900MHz。

[0112] 在具体实现时，绝缘层130为陶瓷绝缘层，陶瓷绝缘层的介电损耗较小，且陶瓷硬度较高，由此，陶瓷绝缘层可以降低金属谐振件121的固有损耗，并提高信号增强单元100的强度。

[0113] 绝缘层130的长度可以为90‑110mm，绝缘层130的宽度可以为40‑60mm。应当理解的是，绝缘层130的长度与宽度可以根据谐振层120的长度与宽度来确定，以使绝缘层130能覆盖谐振层120中所有的金属谐振件121。

[0114] 关于数值和数值范围的：这里需要说明的是，本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。

[0115] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。