CN105977639A - 天线装置、基站以及通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种天线装置、基站和通信系统。该天线装置的天线地中包括多个槽线结构，多对跨接点和多个可变电容模块，该槽线结构用于产生陷波；该多对跨接点中的每对跨接点包括第一跨接点和第二跨接点，分别位于对应的槽线结构所包括的槽线的两侧，该第一跨接点和该第二跨接点之间跨接与该对应的槽线结构对应的可变电容模块；该多个可变电容模块中的每个可变电容模块分别与外部电源连接，该可变电容模块用于改变对应的槽线结构的产生的陷波的频率。因为包括弯曲的槽线结构能够减小天线装置的面积，跨接在每个槽线上的可变电容模块不会增加槽线结构所占的面积，使得天线装置更够集成多个槽线结构，实现多陷波波段分别可调。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体的，涉及通信领域中的天线装置、基站以及通信系统。
背景技术
随着现代通信系统的发展，通信系统的工作带宽越来越宽，工作频段也越来越高，这导致越来越多的通信标准间的不同信号会互相干扰。在天线中引入陷波特性可以有效的屏蔽干扰。陷波是指在某一个频率迅速衰减信号，以阻碍该频率信号通过天线辐射。陷波天线往往通过在天线、馈线或者地板处引入谐振结构来实现。
由于不同的无线通信系统使用不同的波段进行通信，因此，对于陷波波段可调天线的需求量越来越大。图1示出了现有技术中的波段可调天线的一例。该陷波波段可调天线的天线介质基片的正面包括天线、馈线、谐振结构和偏置电路，基片背面为天线地。该谐振结构内嵌变容二极管，通过改变变容二极管的电容值能够实现陷波可调。该天线中的谐振结构包括一对分布在馈线两侧的环形谐振结构，由于该谐振结构所占的面积很大，在该天线结构中仅能集成一对该环形谐振结构，实现一个陷波可调。
发明内容
本发明实施例提供了一种天线装置，能够实现多个陷波波段可调。
第一方面，本发明实施例提供了一种天线装置，所述天线装置包括天线地，所述天线地中包括多个槽线结构，与所述多个槽线结构一一对应的多对跨接点和与所述多个槽线结构一一对应的多个可变电容模块，其中，所述多个槽线结构中的每个槽线结构包括弯曲的槽线；
所述多对跨接点中的每对跨接点包括第一跨接点和第二跨接点，所述第一跨接点和所述第二跨接点分别位于对应的槽线结构所包括的槽线的两侧，所述第一跨接点和所述第二跨接点之间跨接与所述对应的槽线结构对应的可变电容模块；
所述多个可变电容模块中的每个可变电容模块分别与外部电源连接，所述可变电容模块用于改变对应的槽线结构的电磁耦合关系。
本发明实施例在天线地中的多个弯曲的槽线两侧跨接可变电容模块，可变电容模块与外部电源连接，外部电源向每个可变电容模块施加偏置电压，通过控制偏置电压的大小来调整可变电容模块的电容，进而分别改变每个槽线结构的电磁耦合关系，以分别调整每个槽线结构产生的陷波的频率。因为弯曲的槽线结构能够减小天线装置的面积，跨接在每个槽线上的可变电容模块不会增加槽线结构所占的面积，使得天线装置更够集成多个槽线结构，实现多陷波波段分别可调。
可选的，所述每个可变电容模块包括第一变容二极管和第一电容，所述第一变容二极管的第一端与外部电源连接，所述第一变容二极管的第二端与所述第一跨接点连接，所述第一电容的第一端与所述外部电源连接，所述第一电容的第二端与所述第二跨接点连接，其中，所述第一变容二极管处于负偏压状态。
这样，通过控制外部电源产生的偏置电压的大小，能够控制第一变容二极管的电容的大小，进一步控制可变电容模块的电容大小。
可选的，所述每个可变电容模块包括第二变容二极管和第三变容二极管，所述第二变容二极管的第一端与所述外部电源连接，所述第二变容二极管的第二端与所述第一跨接点连接，所述第三变容二极管的第一端与所述外部电源连接，所述第三变容二极管的第二端与所述第一跨接点连接，其中，所述第二变容二极管和所述第三变容二极管处于负偏压状态。
这样，通过控制外部电源产生的偏置电压的大小，能够控制第二变容二极管和第三变容二极管的总的电容的大小，进一步控制可变电容模块的电容大小。
可选的，所述天线装置还包括与所述多个可变电容模块一一对应的多个偏压模块，所述多个偏压模块中的每个偏压模块连接在所述每个偏压模块对应的可变电容模块和所述外部电源之间。这样，可以通过偏压模块将外部电源产生的偏置电压施加到可变电容模块上。
可选的，所述每个偏压模块包括独立区域和金属线，所述每个偏压模块中的独立区域与所述每个可变电容模块连接于所述独立区域中的任一连接点，所述每个偏压模块中的独立区域与所述每个偏压模块中的金属线连接于所述独立区域中的任一连接点，所述每个偏压模块中的金属线与外部电源连接。
可选的，所述天线装置还包括基板，所述天线地位于所述基板的第一面，所述每个偏压模块中的独立区域位于所述第一面，所述独立区域包括过孔，所述每个偏压模块中的金属线位于所述基板的第二面，所述过孔与所述金属线的第一端连接，所述金属线的第二端位于所述第二面的边缘，所述金属线的第二端与外部电源连接。
可选的，所述每个独立区域中的金属线还可以通过焊接的方式连接在所述每个独立区域中。
本发明实施例中的独立区域中不包括电容、电阻或电感等元器件，因此可以简化天线装置，节约制作成本，并且可以进一步减小天线装置的面积，实现多个陷波波段可调。
可选的，所述弯曲的槽线包括螺旋形槽线、U形槽线或S形槽线。这样，通过将槽线结构设计为弯曲形的槽线，可以较大幅度的缩小槽线结构所占的面积。
可选的，本发明实施例中，所述槽线结构可以包括宽度阶跃变化的槽线，该槽线的宽度方向为与槽线的长度方向相垂直的方向。这样能够将该槽线结构产生的高次谐波移出工作频带。
可选的，本发明实施例中，所述天线装置为微带天线，所述天线装置还包括基板、馈线和天线辐射板，所述天线地位于所述基板的第一面，所述馈线和所述天线辐射板位于所述基板的第二面。
这时，所述槽线结构可以设置在天线地中的第一区域中，馈线设置在天线地反面中的第二区域中，第一区域或第一区域的部分应该与第二区域相对于该基板对称，槽线结构可以位于馈线关于基板对称的区域中。
可选的，所述天线装置为共面波导天线，所述天线装置包括还基板、馈线和天线辐射板，所述天线地位于所述基板的第一面，所述馈线和天线辐射板位于所述第一面。
这时，馈线、天线辐射板和天线地位于基板的同一面，这时所述槽线结构位于与所述馈线两侧的邻接的天线地中，即槽线结构可以与馈线相邻接。
这样，当槽线结构与馈线的距离较小(例如小于某个预设值)时，槽线结构产生的谐振信号的能量能够很好的通过馈线被耦合至地。而槽线结构与馈线之间的距离越小，槽线结构产生的能量会有更多的被馈线耦合至地，因此该槽线结构产生的谐振信号的能够辐射出去的能量越小。
第二方面，本发明实施例提供了一种基站，所述基站包括第一方面或第一方面任意可能的实现方式中的天线装置。
第三方面，本发明实施例提供了一种通信系统，所述通信系统包括第二方面中所述的基站。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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示出了现有技术中的一个天线装置的示意性结构图。
图2示出了本发明实施例中的一个天线装置的示意性结构图。
图3中(a)示出了本发明实施例的螺旋型槽线的示意图，(b)示出了本发明实施例的U型槽线的示意图，(c)示出了本发明实施例的S型槽线的示意图。
图4示出了本发明实施例的一个天线装置的天线方向图。
图5示出了本发明实施例的一种槽线拉直后的示意图。
图6示出了本发明实施例的一个天线装置的示意性结构图。
图7示出了本发明实施例的一个天线装置的频率响应图。
图8示出了本发明实施例的一个天线装置的示意性结构图。
图9示出了本发明实施例的一个天线装置的示意性结构图。
图10示出了本发明实施例的一个天线装置的示意性结构图。
图11示出了本发明实施例的一个天线装置的示意性结构图。
图12示出了本发明实施例的一个天线装置的示意性结构图。
图13示出了本发明实施例的一个天线装置的频率响应图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明的技术方案，可以应用于各种通信系统，例如：全球移动通讯系统(GSM，Global System of Mobile communication)，码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)系统，宽带码分多址(WCDMA，WidebandCode Division Multiple Access Wireless)，通用分组无线业务(GPRS，GeneralPacket Radio Service)，长期演进(LTE，Long Term Evolution)等。
基站，可以是GSM或CDMA中的基站(BTS，Base Transceiver Station)，也可以是WCDMA中的基站(NodeB)，还可以是LTE中的演进型基站(eNB或e-NodeB，evolutional Node B)，本发明对此并不限定。
本发明实施例提供了一种天线装置，该天线装置包括天线地。该天线地中包括多个槽线结构，与该多个槽线结构一一对应的多对跨接点和与该多个槽线结构一一对应的多个可变电容模块，该多个槽线结构中的每个槽线结构包括弯曲的槽线。天线地的直流偏压接地，天线地的直流偏压可以表示为VGND。
所述多对跨接点中的每对跨接点包括第一跨接点和第二跨接点，所述第一跨接点和所述第二跨接点分别位于对应的槽线结构所包括的槽线的两侧，所述第一跨接点和所述第二跨接点之间跨接与所述对应的槽线结构对应的可变电容模块。
所述多个可变电容模块中的每个可变电容模块分别与外部电源连接，所述可变电容模块用于改变与所述每个可变电容模块对应的槽线结构的电磁耦合关系。
图2示出了本发明实施例的天线装置的示意性结构图。图2中仅仅示出了天线地110中的其中一个槽线结构120、与该槽线结构120连接的一对跨接点(包括第一跨接点121和第二跨接点122)和该对跨接点之间的可变电容模块130，可变电容模块130连接的外部电源产生的偏置电压可以表示为VDD。其中，图2中的槽线结构120为U型槽线。
本发明实施例中，槽线结构可以用于产生陷波。具体的，每个槽线结构能够在特定的频点产生谐振，当槽线结构产生谐振时，能量在天线的馈线处被耦合至地，不能通过馈线产生辐射，因此，能够在谐振点产生陷波。当槽线结构的电磁耦合关系不受外界干扰时，槽线结构包括的槽线的总长度为陷波的波长的二分之一，可以通过控制槽线的总长度，来控制天线产生的陷波的频率。本发明实施例中的槽线结构包括弯曲的槽线，由于弯曲的槽线的面积小，从而能够在天线地中包括多个槽线结构，进而能够实现多个陷波可调。
可选的，本发明实施例中，所述弯曲的槽线可以包括螺旋形槽线、U形槽线或S形槽线中的至少一种。弯曲的槽线也可以具有其他规则或非规则的形状，本发明对此不限定。
具体的，图3中的(a)为螺旋形槽线的示意图，图3中的(b)为U型槽线的示意图，图3中的(c)为S型槽线的示意图。应注意，本发明实施例中，弯曲的槽线的拐点除了可以设置为直角拐点之外，还可以设置为弧形拐点。例如，该螺旋型槽线还可以为圆形螺旋型槽线或者椭圆形螺旋型槽线，本发明对此不作限定。
在本发明实施例中，槽线的总长度为将该弯曲的槽线拉直之后的槽线的长度。例如，对应图3中的(b)中的U型槽线，槽线在水平方向上的长度为L2，在垂直方向上的高度为L1，则该U型槽线的总长度L＝2L1+L2。
应注意，本发明实施例中，天线地中集成的槽线结构包括弯曲的槽线，该弯曲的槽线在制作和使用过程中并不会被拉直，本发明实施例中对弯曲槽线的拉直仅仅是为了确定槽线的总长度或者其他目的做出的假设。
具体的，图4示出了本发明实施例的天线装置的天线方向图，该天线装置中包括上述槽线结构。其中，虚线表示天线装置的槽线结构产生的陷波的方向图，实线表示天线辐射的方向图。显然，对于该天线装置，在天线装置的辐射信号的辐射增益远远大于天线装置的陷波的辐射增益。因此，天线装置中的槽线结构能够产生陷波效应。
可选的，本发明实施例中，所述槽线结构可以包括宽度阶跃变化的弯曲的槽线，槽线的宽度方向为与槽线的长度方向相垂直的方向。因为槽线结构在产生需要的频率为f0的基谐波时，还可能会产生不需要的频率为fs的高次谐波，使得天线装置在工作带宽内出现不需要的陷波。这时，可以采用上述宽度阶跃变化的槽线结构，将该槽线结构产生的高次谐波移出工作频带。
图5示出了将上述宽度阶跃变化的弯曲的槽线拉直之后水平放置的示意图。该弯曲的槽线的总长度为4L，拉直之后的槽线的第一端(例如为左端)的长度为L的部分的宽度为D，第二端(例如为右边)的长度为L的部分的宽度也为D，中间的长度为2L的部分的宽度为d，其中，d<D。
具体的，上述宽度D与宽度d的比值(即D/d)越大，在频率响应图中该宽度阶跃可变的槽线结构产生的高次谐波的频率越大。
可选地，本发明实施例中，天线装置可以是微带天线。该微带天线还可以包括基板，馈线和天线辐射板。基板具有第一面和第二面。并且，天线地可以位于基板的第一面，馈线和天线辐射板可以位于基板的第二面。其中，第一面可以为反面，第二面可以为正面。
也就是说，第一面中可以包括天线地，天线地中包括多个槽线结构，每个槽线结构包括弯曲的槽线。其中，多个槽线结构中的任意两个槽线结构可以相同或不同。
图6所示出的是微带天线的基板10的第一面，该第一面包括天线地110和空白区域140，空白区域140中不包括金属。图6中示出了4个槽线结构，作为一例，图6中的每个槽线结构包括一个螺旋形槽线。也就是说，图6中的天线地中包括4个螺旋形槽线，其中，右上角的螺旋型槽线为一个宽度阶跃变化的槽线。具体的，该宽度阶跃变化的槽线拉直之后如图5所示，其总长度为4L，该宽度阶跃可变槽线的L为4.8mm，D为1.8mm，d为0.12mm。
图7示出了上述图6中的天线装置的频率响应图，该响应图的横轴为频率，纵轴为驻波比，图7中的波峰表示天线装置产生的陷波。该天线装置的工作带宽为3GHz至10GHz。图6中的天线装置具有4个槽线结构，因此可以产生如图7中的频率分别为3.5GHz、5.2GHz、5.8GHz和6.5GHz的四个陷波。该宽度阶跃可变的槽线结构除了产生的频率为3.5GHz基谐波之外，还产生了频率为10.7GHz的高次谐波。因为宽度阶跃可变的槽线可以增大产生的高次谐波的频率，因此可以将该高次谐波移除工作频段之外，使得该宽度阶跃可变的槽线产生的频率为10.7GHz的陷波不会影响该天线装置在工作带宽内的正常使用。
图8示出了一种微带天线的示意性结构图，这里可以将天线辐射板称为天线。图8中的基板中包括天线150、天线地110、馈线160和空白区域140，其中，天线地位于基板的第一面，即反面，天线150和馈线160基板位于基板10的第二面，即正面。图8中的第二面中天线地中的槽线结构没有完整的示出，其缺失的部分被第一面中的馈线160遮挡。
这时，所述槽线结构可以设置在天线地中的第一区域中，馈线设置在天线地的反面的第二区域中，第一区域或第一区域的部分应该与第二区域相对于该基板对称，即槽线结构可以位于馈线关于基板对称的区域中。
可选的，天线装置可以是共面波导(Coplanar waveguide，CPW)天线，这时天线装置还可以包括馈线和天线辐射板，所述天线地、馈线和天线辐射板位于基板的第一面。例如，如图9所示的CPW天线，天线150、馈线160和天线地110位于基板的同一面，这时所述槽线结构位于与所述馈线两侧的邻接的天线地中，即槽线结构可以与馈线相邻接。
当槽线结构与馈线的距离较小(例如小于某个预设值)时，槽线结构产生的谐振信号的能量能够很好的通过馈线被耦合至地。而槽线结构与馈线之间的距离越小，槽线结构产生的能量会有更多的被馈线耦合至地，因此该槽线结构产生的谐振信号的能够辐射出去的能量越小。
本发明实施例中，所述多对跨接点中的每对跨接点包括第一跨接点和第二跨接点，所述第一跨接点和所述第二跨接点分别位于对应的槽线结构所包括的槽线的两侧，所述第一跨接点和所述第二跨接点之间跨接与所述对应的槽线结构对应的可变电容模块。
也就是说，该第一跨接点位于将每个弯曲的槽线拉直并且水平放置之后的上侧，该第二跨接点位于将每个弯曲的槽线拉直并且水平放置之后的下侧。
例如，对于图2中的槽线结构，包括一个U型槽线120，在将该U型槽线120拉直并且水平放置之后的上侧的天线地中包括第一跨接点121，在将该U型槽线120拉直并且水平放置之后的下侧的天线地中包括第二跨接点122，该第一跨接点121和第二跨接点122之间跨接与该U型槽线120对应的可变电容模块130。
这里，每对跨接点包括的第一跨接点和第二跨接点可以关于将与该每对跨接点对应的每个弯曲的槽线拉直之后的槽线结构对称，也就是说，第一跨接点和第二跨接点的连线的中点可以位于该槽线上，并且当槽线过该中点存在切线时，第一跨接点和第二跨接点关于过该切线对称。
可选地，第一跨接点和第二跨接点可以分别位于槽线的长度维度的中心的两侧，即第一跨接点和第二跨接点可以分别位于将与每对跨接点对应的弯曲槽线拉直之后的槽线结构的长度维度的中心的两侧。
应注意，本发明实施例中的第一跨接点和第二跨接点距离槽线结构的距离应该尽量短，例如，小于某个阈值，这样，可变电容模块能够更有效的改变该槽线结构的电磁耦合关系，当第一跨接点和第二跨接点与槽线结构相邻时可变电容模块对槽线结构的影响最大。
本发明实施例中，所述多个可变电容模块中的每个可变电容模块分别与外部电源连接，所述可变电容模块用于改变与所述每个可变电容模块对应的槽线结构的电磁耦合关系。
这样，每个可变电容模块可以分别施加不同的偏置电压，每个可变电容模块的电容大小是可以不相同的。这样，每个可变电容模块能够独立的改变每个可变电容模块跨接的槽线结构的电磁耦合关系，实现多陷波波段分别可调。
可选的，本发明实施例中，所述天线装置还可以包括与所述多个可变电容模块一一对应的多个偏压模块，所述每个可变电容模块分别与所述每个可变电容模块对应的偏压模块连接，所述多个偏压模块中的每个偏压模块与外部电源连接。
这样，可以通过偏压模块将外部电源提供的偏置电压施加到每个可变电容模块上。
可选的，本发明实施例中，所述多个偏压模块中的每个偏压模块包括独立区域和金属线，所述每个偏压模块中的独立区域与所述每个可变电容模块连接于所述独立区域中的任一连接点，所述每个偏压模块中的独立区域与所述每个偏压模块中的金属线连接于所述独立区域中的任一连接点，所述每个偏压模块中的金属线与外部电源连接。本发明实施例中，金属线也可以称为偏置线。
本发明实施例在天线装置中集成与可变电容模块连接的独立区域，该独立区域包括金属线，通过在金属线的一端施加电压，可以实现为可变电容模块施加偏置电压，改变偏置电压的大小能够改变可变电容的电容大小，进而能够实现对与该可变电容连接的槽线结构产生的陷波的频率的调整。因此，本发明实施例中能够实现为可变电容模块施加电压的模块不包括电阻、电容或电感等元器件，因此本发明实施例中的天线装置具有结构简单，面积小，成本低的优点。
可选的，金属线可以通过焊接金属线的方式，将金属线连接在该孤岛上。
可选的，本发明实施例中，所述每个偏压模块中的独立区域位于天线地中，所述独立区域还包括过孔，所述每个偏压模块中的金属线位于所述基板的第二面的空白区域，所述过孔与所述金属线的第一端连接，所述金属线的第二端位于所述第二面的边缘，所述金属线的第二端与外部电源连接。这样，可以使该独岛上的电压为外部电源产生的偏置电压。由于该金属线集成在基板的第二面中，使得天线装置使用更加方便，并且可靠性更高。
图10示出了本发明实施例的一个天线装置的示意性结构图。该天线装置的天线地110中包括U型槽线120，跨接在U型槽线120上的可变电容模块130包括变容二极管131和第一电容132，偏置模块包括独立区域170和过孔171。
这里，也可以将该独立区域称为独岛。该独岛可以通过刻蚀来实现。例如，可以在天线地中刻蚀一条封闭线条，该封闭线条构成的区域即为独岛，该图形为图10中的围绕独岛的白色线条图形，其中，该线条不包括金属。该图形可以为方形或者环形或者其他不规则的图形，本发明对此不作限定。
作为一例，本发明实施例中的上述可变电容模块130可以包括变容二极管和第一电容，所述第一变容二极管的第一端与所述每个可变电容模块连接的外部电源连接，所述第一变容二极管的第二端与所述第一跨接点连接，所述第一电容的第一端与所述每个可变电容模块连接的外部电源连接，所述第一电容的第二端与所述第二跨接点连接，其中，所述第一变容二极管处于负偏压状态。
例如，如图10所示的天线装置的槽线结构120包括U型槽线，该U型槽线跨接的可变电容模块包括变容二极管131和第一电容132。这时，所述变容二极管131的第一端(例如为阳极)可以连接在该U型槽线的内侧，所述变容二极管131的第二端(例如为阴极)与该独立区域连接。这样，所述容变二极管131的阳极的电压为VGND，所述变容二极管131的阴极的电压为VDD。所述第一电容132的第一端(例如为阴极)可以连接在该U型槽线的外侧，所述第一电容132的第二端(例如为阳极)与该独立区域连接，这样所述第一电容132的阴极的电压为VGND，所述第一电容132的阳极的电压为VDD。
当VDD为正向偏压时，该变容二极管为负偏压。通过调整VDD的正向偏压的大小，可以调节该变容二极管的电容。
例如，当VDD为0，上述容变二极管的电容最大。随着VDD所提供的正向偏压的增大，该变容二极管的反向电压增大，该容变二极管的电容变小，此时该可变电容模块跨接的槽线结构的谐振频率增大，即天线装置中该槽线结构产生的陷波的频率变高。因此，通过控制VDD的大小，能够控制可变电容模块的电容的大小，进一步控制槽线结构产生的陷波的谐振频率。
作为另一例，本发明实施例中，所述可变电容模块还可以包括第二变容二极管和第三变容二极管，所述第二变容二极管的第一端与所述每个可变电容模块连接的外部电源连接，所述第二变容二极管的第二端与所述第一跨接点连接，所述第三变容二极管的第一端与所述每个可变电容模块连接的外部电源连接，所述第三变容二极管的第二端与所述第一跨接点连接，其中，所述第二变容二极管和所述第三变容二极管处于负偏压状态。即在图10中，可以将第一电容替换为另一个变容二极管，替换的变容二极管的阳极与U型槽线的外侧连接，阴极与独立区域连接，这样在VDD为正偏压时，替换的变容二极管能够处于负偏压的状态。
这时，通过调整VDD的正向偏压的大小，可以同时调节该第二变容二极管和第三变容二极管的电容，进而能够调整槽线结构产生的陷波的频率。
另外，所述可变电容还可以通过电容阵列、三极管等变容特性的器件实现，本发明对此不作限定。
图11以微带天线为例，示出了基板10第一面中的天线地110以及集成在天线地中的四个U型槽线120和与每个槽线120对应的独岛170的示意性结构图，其中每个孤岛170上有上述过孔171。
图12示出了图11中的基板10的第二面示意性结构图，该第二面中包括天线150、馈线160和空白区域140，空白区域140中包括上述图11中的4个过孔171以及与每个过孔连接的偏置线172，4条偏置线连接的外部电源提供的偏置电压分别为VDD1、VDD2、VDD3和VDD4。
图13示出了图11和图12的天线装置的频率响应图。图中的实线表示天线装置的四个可变电容模块的电容分别为C1、C2、C3和C4时的频率响曲线，其中的四个槽线结构产生的陷波的频率分别为5.0GHz、6.5GHz、7.8GHz和9.9GHz，虚线表示四个可变电容模块的电容分别调整至C5、C6、C7和C8时的频率响应曲线，这时四个槽线结构产生的陷波的频率分别为3.2GHz、4.1GHz、6.0GHz和8.1GHz。因此，通过改变四个槽线结构上跨接上述可变电容的大小，能够控制四个槽线结构产生的陷波的频率。
因此，本发明实施例的天线装置在天线地中的多个弯曲的槽线两侧跨接可变电容模块，可变电容模块与外部电源连接，外部电源向每个可变电容模块施加偏置电压，通过控制偏置电压的大小来调整可变电容模块的电容，进而分别改变每个槽线结构的电磁耦合关系，以分别调整每个槽线结构产生的陷波的频率。因为包括弯曲的槽线结构能够减小天线装置的面积，跨接在每个槽线上的可变电容模块不会增加槽线结构所占的面积，使得天线装置更够集成多个槽线结构，实现多陷波波段分别可调。
本发明实施例还提供了一种基站，该基站包括本发明实施例中所涉及的天线装置，该天线装置包括天线地，所述天线地中包括多个槽线结构，与所述多个槽线结构一一对应的多对跨接点和与所述多个槽线结构一一对应的多个可变电容模块，其中，所述多个槽线结构中的每个槽线结构包括弯曲的槽线；所述多对跨接点中的每对跨接点包括第一跨接点和第二跨接点，所述第一跨接点和所述第二跨接点分别位于对应的槽线结构所包括的槽线的两侧，所述第一跨接点和所述第二跨接点之间跨接与所述对应的槽线结构对应的可变电容模块；所述多个可变电容模块中的每个可变电容模块分别与外部电源连接，所述可变电容模块用于改变对应的槽线结构的电磁耦合关系。
本发明实施例的天线装置在天线地中的多个弯曲的槽线两侧跨接可变电容模块，可变电容模块与外部电源连接，外部电源向每个可变电容模块施加偏置电压，通过控制偏置电压的大小来调整可变电容模块的电容，进而分别改变每个槽线结构的电磁耦合关系，以分别调整每个槽线结构产生的陷波的频率。因为包括弯曲的槽线结构能够减小天线装置的面积，跨接在每个槽线上的可变电容模块不会增加槽线结构所占的面积，使得天线装置更够集成多个槽线结构，实现多陷波波段分别可调。
本发明实施例还提供了一种通信系统，该通信系统包括本发明实施例中所涉及的基站，该基站包括本发明实施例中所涉及的天线装置，该天线装置包括天线地，所述天线地中包括多个槽线结构，与所述多个槽线结构一一对应的多对跨接点和与所述多个槽线结构一一对应的多个可变电容模块，其中，所述多个槽线结构中的每个槽线结构包括弯曲的槽线；所述多对跨接点中的每对跨接点包括第一跨接点和第二跨接点，所述第一跨接点和所述第二跨接点分别位于对应的槽线结构所包括的槽线的两侧，所述第一跨接点和所述第二跨接点之间跨接与所述对应的槽线结构对应的可变电容模块；所述多个可变电容模块中的每个可变电容模块分别与外部电源连接，所述可变电容模块用于改变对应的槽线结构的电磁耦合关系。
因此，本发明实施例的天线装置在天线地中的多个弯曲的槽线两侧跨接可变电容模块，可变电容模块与外部电源连接，外部电源向每个可变电容模块施加偏置电压，通过控制偏置电压的大小来调整可变电容模块的电容，进而分别改变每个槽线结构的电磁耦合关系，以分别调整每个槽线结构产生的陷波的频率。因为包括弯曲的槽线结构能够减小天线装置的面积，跨接在每个槽线上的可变电容模块不会增加槽线结构所占的面积，使得天线装置更够集成多个槽线结构，实现多陷波波段分别可调。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括天线地，所述天线地中包括多个槽线结构，与所述多个槽线结构一一对应的多对跨接点和与所述多个槽线结构一一对应的多个可变电容模块，其中，所述多个槽线结构中的每个槽线结构包括弯曲的槽线；
所述多对跨接点中的每对跨接点包括第一跨接点和第二跨接点，所述第一跨接点和所述第二跨接点分别位于对应的槽线结构所包括的槽线的两侧，所述第一跨接点和所述第二跨接点之间跨接与所述对应的槽线结构对应的可变电容模块；
所述多个可变电容模块中的每个可变电容模块分别与外部电源连接，所述可变电容模块用于改变对应的槽线结构的电磁耦合关系。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述每个可变电容模块包括第一变容二极管和第一电容，所述第一变容二极管的第一端与所述外部电源连接，所述第一变容二极管的第二端与所述第一跨接点连接，所述第一电容的第一端与所述外部电源连接，所述第一电容的第二端与所述第二跨接点连接，其中，所述第一变容二极管处于负偏压状态。
3.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述每个可变电容模块包括第二变容二极管和第三变容二极管，所述第二变容二极管的第一端与所述外部电源连接，所述第二变容二极管的第二端与所述第一跨接点连接，所述第三变容二极管的第一端与所述外部电源连接，所述第三变容二极管的第二端与所述第一跨接点连接，其中，所述第二变容二极管和所述第三变容二极管处于负偏压状态。
4.如权利要求1-3中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括与所述多个可变电容模块一一对应的多个偏压模块，所述多个偏压模块中的每个偏压模块连接在所述每个偏压模块对应的可变电容模块和所述外部电源之间。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述每个偏压模块包括独立区域和金属线，所述每个偏压模块中的独立区域与所述每个可变电容模块连接于所述独立区域中的任一连接点，所述每个偏压模块中的独立区域与所述每个偏压模块中的金属线连接于所述独立区域中的任一连接点，所述每个偏压模块中的金属线与所述外部电源连接。
6.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括基板，所述天线地位于所述基板的第一面，所述每个偏压模块中的独立区域位于所述第一面，所述独立区域包括过孔，所述每个偏压模块中的金属线位于所述基板的第二面，所述过孔与所述金属线的第一端连接，所述金属线的第二端位于所述第二面的边缘，所述金属线的第二端与所述外部电源连接。
7.如权利要求1-6中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置为微带天线，所述天线装置还包括基板、馈线和天线辐射板，所述天线地位于所述基板的第一面，所述馈线和所述天线辐射板位于所述基板的第二面。
8.如权利要求1-6中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置为共面波导天线，所述天线装置还包括基板、馈线和天线辐射板，所述天线地、所述馈线和所述天线辐射板位于所述基板的第一面。
9.如权利要求1-8中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述弯曲的槽线包括螺旋形槽线、U形槽线和S形槽线中的至少一种。
10.一种基站，其特征在于，所述基站包括权利要求1-9中任一项所述的天线装置。
11.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括权利要求10中所述的基站。
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| CN201610296745.6A CN105977639A (zh) | 2016-05-06 | 2016-05-06 | 天线装置、基站以及通信系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11626662B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-04-11 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multi-band antenna and mobile terminal |
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2016
- 2016-05-06 CN CN201610296745.6A patent/CN105977639A/zh active Pending
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