CN105576360B - 一种可重构天线和终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种可重构天线和终端设备，辐射体贴合在第一圆形介质基板的下表面，金属接地板贴合在第一圆形介质基板的上表面，辐射体的形状为矩形；同轴馈线位于第一圆形介质基板的内部，同轴馈线的内导线与辐射体电连接，同轴馈线的外导线与金属接地板电连接，同轴馈线的外导线与金属接地板电连接；第二圆形介质基板的上表面附着有多个金属贴片，第一圆形介质基板的上表面的圆心位置设置有一个垂直于第一圆形介质基板的圆柱，第二圆形介质基板的圆心位置设置有贯穿的圆孔，圆柱插入到圆孔中使第一圆形介基板的上表面与第二圆形介质基板的下表面接触。采用本发明，采用无源方式调节可重构天线的频点，降低了天线的设计难度。
Description
技术领域
本发明涉及天线领域，尤其涉及一种可重构天线和终端设备。
背景技术
随着移动通信技术的发展，对手机等移动终端的天线提出了更为苛刻的要求。目前在设计手机天线的时候，如果要设计满足2G/3G/4G要求的通信主天线，则需要手机主天线至少能够覆盖1880MHz-2650MHz。目前来看，很多手机天线在设计的时候主天线都存在频带不够宽的情况。这种缺陷会严重影响通信时的质量。在这种情况下，频带可重构的出现就能很好的解决这个问题。天线在工作的时候通过智能系统感知某一特定时间的具体工作频段。然后天线自动切换到这个频段。在天线需要在其他频段通信时，天线的谐振频点也进行相应的切换。这样就相当于设计出了一个能够覆盖很宽频段的宽频天线。这种等效宽频带天线的出现，能够很好的解决目前移动终端通信主天线设计的频段不够宽影响通信的情况。
不仅如此，就目前来看，目前的可重构天线的研究主要集中在通过有源方式的可重构，这种可重构的主要实现方式是通过引入有源器件来改变天线的辐射体形状，近而达到天线的可重构目的。但是这种方式由于引入了有源器件，必然会导致电路的复杂性增加，同时有源器件的引入也必然会产生噪声，对整个通信链路产生干扰，这就给我们在进行电磁兼容相关设计的时候提出了更大的难度，增加了天线的设计难度。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种可重构天线和移动终端。可解决现有技术中引入有源器件调节天线的频点导致的噪声和干扰问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种可重构天线，包括：第一圆形介质基板、辐射体、同轴馈线、金属接地板和第二圆形介质基板，其中，
所述辐射体贴合在所述第一圆形介质基板的下表面，所述金属接地板贴合在所述第一圆形介质基板的上表面；所述同轴馈线位于所述第一圆形介质基板的内部，所述同轴馈线的内导线与所述辐射体电连接，所述同轴馈线的外导线与所述金属接地板电连接；
所述第二圆形介质基板的上表面附着有多个金属贴片，所述第一圆形介质基板的上表面的圆心位置设置有一个垂直于所述第一圆形介质基板的圆柱，所述第二圆形介质基板的圆心位置设置有贯穿的圆孔，所述圆柱插入到所述圆孔中使所述第一圆形介基板的上表面与所述第二圆形介质基板的下表面接触。
其中，所述多个金属贴片的形状为1/2的圆环。
其中，所述辐射体的形状为矩形。
其中，所述多个金属贴片呈周期性排列。
其中，所述第二圆形介质基板的介电常数为2.2。
其中，其特征在于，所述辐射体的中心与所述第一圆形介质基板的圆心重合。
其中，所述圆柱为非金属材质。
其中，所述第二圆形介质基板的厚度在1mm至2mm之间。
其中，所述金属接地板为圆形且与所述第一金属介质板的下表面重合。
相应的，本发明实施例提供一种终端设备，包括上述任意一项所述的可重构天线。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
通过机械旋转调节可重构天线的频点，不需要引入有源器件，这样不会给整体链路增加复杂性，也不会给电磁兼容带来难度，同时解决了天线带宽窄的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种可重构天线的侧视图；
图2a是图1中第二圆形介质基板的平面示意图；
图2b是图1中第二圆形介质基板的平面示意图；
图3a是图1中第一圆形介质基板的俯视图；
图3b是图1中第一圆形介质基板的侧视图；
图4是本发明实施例的可重构天线的频带分布示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
参见图1至图3b，为本发明实施例提供的一种可重构天线的结构示意图，在本发明实施例中，可重构天线包括第一圆形介质基板11、第二圆形介质基板10、辐射体114、同轴馈线116和金属接地板117，其中，第一圆形介质基板11、辐射体114、同轴馈线116和金属接地板117组成贴片微带天线，该贴片微带天线的馈电方式采用同轴背馈式，参见图1至图3b，贴片微带天线的具体的结构为：第一圆形介质基板11和第二圆形介质基板为具有一定厚度的基板，辐射体114贴合在第一圆形介质基板11的上表面112，金属接地板117贴合在第一圆形介质基板11的上表面113，第一圆形介质基板11的上表面的圆心位置设置有一个圆柱111，如果金属接地板117与圆柱存在重叠，则在金属接地板117对应的位置开设一个与圆柱111直径相等的圆孔(图中未画出)；同轴馈线116具有同轴的外导线和内导线，同轴馈线116的内导线与辐射体114电连接，同轴馈线116的外导线与金属接地板117电连接。其中，辐射体114上还设有一个馈电点115，馈电点115用于与射频电路电连接。
第二圆形介质基板10的圆心位置开设有一个圆孔103，圆孔103的直径略大于圆柱111的直径，圆孔103贯穿第二圆形介质基板的上表面101和下表面102，第二圆形介质基板10的上表面101贴合有多个金属贴片，第二圆形介质基板10的下表面102没有贴合任何金属，金属贴片的形状本发明不作限制，其中，第二圆形介质基板10为超表面(meta-surface)材料，超表面材料指一种厚度小于波长的人工层状材料，根据面内的结构形式，超表面材料可以分具有横向亚波长的微细结构和均匀膜层结构两种，超表面材料可实现对电磁波相位、极化方式、传播模式等特性的灵活有效调控。第一圆形介质基板11和第二圆形介质基板10的直径相等，第一圆形介质基板11的圆柱111插入到第二圆形介质基板10的圆孔103中，使第一圆形介质基板11的上表面112和第二圆形介质基板10的下表面102接触。
本发明实施例的可重构天线的工作原理：通过机械旋转的方式转动圆柱111时，在转动的过程中，第一圆形介质基板11和第二圆形介质基板始终保持重合，第二圆形介质基板10的上表面101上贴合的金属贴片的相对位置与第一圆形介质基板发生变动，这样可重构天线的整体的介电常数发生改变，可重构天线的等效电长度也随之变化，从而导致可重构天线的谐振带宽就会相应的移动，在此基础上就达到了可重构天线的频带可重构的目的。
其中，机械旋转的方式可以通过步进电机来控制圆柱的的转动来实现。
可选的，所述金属贴片的形状为1/2的圆环。
具体的，参见图2b所示的金属贴片的具体形状，金属贴片103为1/2个圆环，1/2个圆环的内直径和外直径本发明不作限制，可以根据需要进行设置。
可选的，所述辐射体的形状为矩形。
具体的，参见图3a的辐射体的具体形状，辐射体115为矩形，矩形的长度和宽度本发明不作限制，可以根据需要进行设置，可通过设置矩形的长度和宽度确定贴片微带天线的工作频带。
可选的，所述多个金属贴片呈周期性排列。
其中，第二圆形介质基板上贴合的多个金属贴片排列呈矩阵的形式，参见2b所示，同一行中相邻的两个金属贴片的行距是固定值，同一列中相邻的两个金属贴片的列距也为固定值，行距和列距可以根据需要进行设置，本发明不作限制。其中，由于第一圆形介质基板的形状为圆形，不同行和列中金属贴片的数量可以不相等。
可选的，所述第二圆形介质基板的介电常数为2.2。
可选的，辐射体的中心与所述第一圆形介质基板的圆心重合。
其中，辐射体位于第一圆形介质基板的中心位置。
可选的，所述圆柱为非金属材质。
可选的，所述第二圆形介质基板的厚度在1mm至2.0mm之间。
可选的，所述金属接地板为圆形且与所述第一圆形介质板的上表面重合。
其中，金属接地板完全覆盖第一圆形介质基板的上表面，金属接地板对应的位置开设有与圆柱配合的开孔。
实施本发明的实施例，通过机械旋转调节可重构天线的频点，不需要引入有源器件，这样不会给整体链路增加复杂性，也不会给电磁兼容带来难度，同时解决了天线带宽窄的问题。
参见图4，为本发明实施例提供的一种可重构天线的工作频带示意图，图中的纵坐标表示回波损耗，横坐标表示频率，图中的0、5、10、……、70分别表示第一圆形介质基板和第二圆形介质基板相对转动的角度，从图中可以看出，转动角度不同时，可重构天线的频点(曲线波谷位置)发生变化，频点的变化范围达到1GHz左右，从而实现了可重构天线的频点发生变更的目的。
本发明实施例还提供了一种终端设备，包括上述实施例所述的可重构天线，应理解，移动终端包括但不限于搭载或者其它操作系统的移动终端，诸如移动电话。也可以是其它移动终端，诸如具有触敏表面(例如，触摸屏显示器和/或触控板)的膝上型计算机或平板电脑或台式计算机。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种可重构天线，其特征在于，包括：第一圆形介质基板、辐射体、同轴馈线、金属接地板和第二圆形介质基板，其中，
所述辐射体贴合在所述第一圆形介质基板的上表面，所述辐射体的形状为矩形，所述金属接地板贴合在所述第一圆形介质基板的下表面；所述同轴馈线位于所述第一圆形介质基板的内部，所述同轴馈线的内导线与所述辐射体电连接，所述同轴馈线的外导线与所述金属接地板电连接，所述辐射体上还设有一个馈电点，所述馈电点用于与射频电路连接；
所述第二圆形介质基板的上表面附着有多个金属贴片，多个金属贴片呈周期性排列，每个金属贴片为具有内直径和外直径的二分之一圆环，所述第一圆形介质基板的上表面的圆心位置设置有一个垂直于所述第一圆形介质基板的圆柱，所述第二圆形介质基板的圆心位置设置有贯穿的圆孔，所述圆柱插入到所述圆孔中使所述第一圆形介质基板的上表面与所述第二圆形介质基板的下表面接触。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二圆形介质基板的介电常数为2.2。
3.如权利要求1所述的可重构天线，其特征在于，所述辐射体的中心与所述第一圆形介质基板的圆心重合。
4.如权利要求1所述的可重构天线，其特征在于，所述圆柱为非金属材质。
5.如权利要求1所述的可重构天线，其特征在于，所述第二圆形介质基板的厚度在1mm至2mm之间。
6.如权利要求1-5任意一项所述的可重构天线，其特征在于，所述金属接地板为圆形且与第一圆形介质基板的下表面重合。
7.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的可重构天线。
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