CN106033842B - 天线及电子设备 - Google Patents
天线及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106033842B CN106033842B CN201510126351.1A CN201510126351A CN106033842B CN 106033842 B CN106033842 B CN 106033842B CN 201510126351 A CN201510126351 A CN 201510126351A CN 106033842 B CN106033842 B CN 106033842B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radiation
- feeding point
- surface current
- feeding
- vector surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 261
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 97
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 25
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本发明公开了一种天线及电子设备，天线包括：介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；所述介质基板和所述第一辐射片上还设置有第一馈电点，所述介质基板和所述第二辐射片上还设置第二馈电点；其中，所述第一馈电点馈入或馈出能量时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流，所述第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同，所述第二矢量表面电流为所述第二馈电点馈入或馈出能量时在所述接地板形成的矢量表面电流。通过本发明，能够在电子设备的有限空间内实现多天线、以及多天线的宽频特性，并确保天线之间的隔离度满足设计要求。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种天线及电子设备。
背景技术
随着无线通信技术的发展和人们对高速网络冲浪的需求，无线局域网(WLAN)因其数据传输速度快，且接入热点布局较多，备受用户欢迎。为了更好地提高用户在无线保真(WiFi)环境下使用智能手机等电子设备的用户体验，目前有两种主流方案，一是将WLAN的覆盖频率由2.45GHz频段扩展至5.8GHz频段，二是采用多输入多输出技术(MIMO)；前者可以有效增加通信带宽和数据传输速度，后者可以有效地克服多径效应、增加信道容量；在电子设备如智能手机和平板电脑中，由于给天线预留的空间较小，往往需要添加隔离结构或者集总元件提高天线单元的隔离度，这就会对天线单元本身的辐射特性造成干扰。
综上所述，相关技术对于在电子设备内实现多天线单元以实现MIMO，在实现天线的宽频特性(如覆盖2.45GHz/5.8GHz频段)的同时使天线单元之间的隔离度满足设计要求，尚无有效解决方案。
发明内容
本发明实施例提供一种天线及电子设备，能够在电子设备的有限空间内实现多天线单元并实现宽频特性，并确保天线单元之间的隔离度满足设计要求。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种天线，包括：
天线包括：介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；所述介质基板和所述第一辐射片上还设置有第一馈电点，所述介质基板和所述第二辐射片上还设置有第二馈电点；其中，所述第一馈电点馈入或馈出能量时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流，所述第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同，所述第二矢量表面电流为所述第二馈电点馈入或馈出能量时在所述接地板形成的矢量表面电流；优选地，所述第一辐射片、所述第二辐射片以及所述接地板均设置于所述介质基板的第一侧面；
所述接地板为正方形，所述第一辐射片设置于所述接地板的第一对角线延长线上的第一位置，所述第二辐射片设置于所述接地板的第二对角线延长线上的第二位置；其中，所述第一位置与所述第二位置均靠近所述介质基板的第一边。
优选地，所述第一馈电点设置于第一馈电区域，所述第二馈电点设置于第二馈电区域；其中，
所述第一馈电区域为所述介质基板上位于所述第一辐射片与所述接地板之间的区域，所述第二馈电区域为所述介质基板上位于所述第二辐射片与所述接地板之间的区域。
优选地，所述第一馈电点位于所述第一馈电区域与所述第一对角线延长线重合的位置，所述第二馈电点位于所述第二馈电区域与所述第二对角线延长线重合的位置，以使，
所述第一矢量表面电流与所述第二矢量表面电流的辐射分布方向垂直。
优选地，所述第一馈电点设置于第三馈电区域并与所述第一辐射片连接，所述第二馈电点设置于第四馈电区域并与所述第二辐射片连接；其中，
所述第三馈电区域为所述介质基板上与所述第一辐射片对应的区域，所述第四馈电区域为所述介质基板上与所述第二辐射片对应的区域。
优选地，所述第一馈电点设置于所述第三馈电区域与所述第一对角线延长线重合的位置，所述第二馈电点位于所述第四馈电区域与所述第二对角线延长线重合的位置，以使，所述第一矢量表面电流与所述第二矢量表面电流的分布方向垂直。
优选地，所述第一辐射片与所述第二辐射片均为方形或均为L形；其中，所述第一辐射片与所述第二辐射片均为L形时，所述第一辐射片与所述第二辐射片的内侧拐角均面向所述接地板。
本发明实施例一种电子设备，所述电子设备中设置有上述记载的天线。
本发明所提供的技术方案，第一辐射片以及第二辐射片分别与接地板、介质基板构成了天线单元，辐射片与天线单元的辐射体对应；当利用第一辐射片发射信号(也即通过第一馈电点向第一辐射片馈入能量也即高频电流时)时，由于在接地板上所激励的第一矢量表面电流的分布方向，与利用第二辐射片发射信号(也即通过第二馈电点向第二辐射片馈入能量也即高频电流)时，在接地板上所激励的第二矢量表面电流的分布方向不同，同时由于第一矢量表面电流激励的辐射场的最大辐射方向垂直于第一矢量表面电流的分布方向，第二矢量表面电流激励的辐射场的最大辐射方向垂直于第二矢量表面电流的分布方向，从而，第一辐射片的辐射场以及第二辐射片的辐射场进行电磁波辐射的最大辐射方向是不同的，这就使第一辐射片以及第二辐射片同时工作(接收或者发射信号)以形成多入多出(MIMO)工作模式时具有良好的隔离度，无需设置隔离结构，实现天线的宽频特性，尤其适用智能手机、平板电脑等内部空间有限的电子设备，便于实现电子设备的轻薄化。
附图说明
图1a为本发明实施例中天线的结构示意图一；
图1b为本发明实施例中天线的结构示意图二；
图2a为本发明实施例中天线的结构示意图三；
图2b为本发明实施例中天线的结构示意图四；
图3为本发明实施例中天线的结构示意图五；
图4为本发明实施例中2.45GHz频段激励第一辐射片形成矢量表面电流的示意图；
图5为本发明实施例中2.45GHz频段激励第二辐射片形成矢量表面电流的示意图；
图6为本发明实施例中5.8GHz频段激励第一辐射片形成矢量表面电流的示意图；
图7为本发明实施例中5.8GHz频段激励第二辐射片形成矢量表面电流的示意图；
图8为本发明实施例中2.45GHz频段的S参数示意图；
图9为本发明实施例中5.8GHz频段的S参数示意图；
图10为本发明实施例中天线的结构示意图六；
图11a为本发明实施例中天线的结构示意图七；
图11b为本发明实施例中天线的结构示意图八；
图12a为本发明实施例中天线的结构示意图九；
图12b为本发明实施例中天线的结构示意图十。
具体实施方式
本发明实施例中记载一种天线，包括：介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；所述介质基板上还设置有第一馈电点和第二馈电点；其中，所述第一馈电点馈入或馈出能量时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流，所述第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同，所述第二矢量表面电流为所述第二馈电点馈入或馈出能量时在所述接地板形成的矢量表面电流；第一辐射片以及第二辐射片分别与接地板、介质基板构成了天线单元，辐射片与天线单元的辐射体对应；当利用第一辐射片发射信号(也即通过第一馈电点向第一辐射片馈入能量也即高频电流时)时，由于在接地板上所激励的第一矢量表面电流的分布方向，与利用由于第二辐射片发射信号(也即通过第二馈电点向第二辐射片馈入能量也即高频电流)时，在接地板上所激励的第二矢量表面电流的分布方向不同，同时由于第一矢量表面电流激励的辐射场的最大辐射方向垂直于第一矢量表面电流的分布方向，第二矢量表面电流激励的辐射场的最大辐射方向垂直于第二矢量表面电流的分布方向，从而，第一辐射片的辐射场以及第二辐射片的辐射场进行电磁波辐射的最大辐射方向是不同的，这就使第一辐射片以及第二辐射片同时工作(接收或者发射信号)以形成多入多出(MIMO)工作模式时具有良好的隔离度，无需设置隔离结构，实现天线的宽频特性，尤其适用智能手机、平板电脑等内部空间有限的电子设备，便于实现电子设备的轻薄化。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一权1、2、3、7方形辐射片、同轴馈电
本实施例记载一种天线，如图1a所示，包括：介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；
所述介质基板和所述第一辐射片上还设置有第一馈电点，所述介质基板和所述第二辐射片上还设置有第二馈电点，第一馈电点和第二馈电点均包括两极(设为第一极和第二极)，其中第一馈电点的第一极设置于第一辐射片上，第一馈电点的第二极设置于介质基板上；第一馈电点的第一极和第二极可以通过同轴电缆的连接，其中同轴电缆的内径连接第一馈电点的第一极，同轴电缆的外径连接第一馈电点的第二极；
第二馈电点的馈电方式与第一馈电点类似，其中第二馈电点的第一极设置于第二辐射片上，第二馈电点的第二极设置于介质基板上；第二馈电点的第一极和第二极可以通过同轴电缆连接，其中同轴电缆的内径连接第二馈电点的第一极，同轴电缆的外径连接第二馈电点的第二极；
图中第一馈电点和第二馈电点的大小均为示例，实际应用中馈电点的尺寸一般小于1毫米。
实际应用中，介质基板可以采用FR4环氧板材、FR5环氧板材，接地板、第一辐射片以及第二辐射片可以采用金属材质。
所述第一辐射片、所述第二辐射片以及所述接地板均设置于所述介质基板的第一侧面；
所述第一辐射片、所述第二辐射片为正方形，所述第一辐射片设置于所述接地板的第一对角线延长线上的第一位置，所述第二辐射片设置于所述接地板的第二对角线延长线上的第二位置；其中，所述第一位置与所述第二位置均靠近所述介质基板的第一边(也即位于介质基板的同一侧)；第一馈电点设置于第一辐射片与接地板之间的区域也即第一馈电区域，第二馈电点设置于第二辐射片与接地板之间的区域也即第二馈电区域，图1a和图1b示出了第一馈电点和第二馈电点不同设置位置；
天线设置于电子设备中时，电子设备的射频端通过所述第一馈电点向第一辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流；射频端通过所述第二馈电点向第二辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第二矢量表面电流；发明人在实施本发明的过程中发现，基于天线的上述结构特征，第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同；本实施例中第一辐射片、以及第二辐射片的尺寸小于或等于半波长，介质基片中的矢量表面电流沿第一辐射片、第二辐射片的宽度无变化，则辐射场可认为是由第一辐射片、以及第二辐射片沿长度方向的两个开路端上的边缘场产生的，将边缘场分解为水平(相对于接地板)分量和垂直(相对于接地板)分量，当第一辐射片以及第二辐射片的长度接近半波长时，两开路端的垂直矢量表面电流分量反相从而相互抵消，而在水平方向的矢量表面电流分量同相而得到增强，由于矢量表面电流与所激励的辐射场垂直，因此第一辐射片的最大辐射方向与第一矢量表面电流的分布方向垂直，第二辐射片的最大辐射方向与第二矢量表面电流的分布方向垂直，这就使第一辐射片的辐射场的辐射方向不同于第二辐射片的辐射场的辐射方向；这样第一辐射片以及第二辐射片可以在同时工作实现MIMO工作模式时实现最小干扰，实现了良好的隔离效果并且具有宽频特性，如天线用于WiFi通信时可以支持2.45GHz和5,9GHz双频段。
实施例二权1、2、3、7L形辐射片、同轴馈电
本实施例记载一种天线，如图2a所示，包括：介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；
所述介质基板和所述第一辐射片上还设置有第一馈电点，所述介质基板和所述第二辐射片上还设置有第二馈电点；第一馈电点和第二馈电点均包括两极(设为第一极和第二极)，其中第一馈电点的第一极设置于第一辐射片上，第一馈电点的第二极设置于介质基板上；第一馈电点的第一极和第二极可以通过同轴电缆连接，其中同轴电缆的内径连接第一馈电点的第一极，同轴电缆的外径连接第一馈电点的第二极；
第二馈电点的馈电方式与第一馈电点类似，其中第二馈电点的第一极设置于第二辐射片上，第二馈电点的第二极设置于介质基板上；第二馈电点的第一极和第二极可以通过同轴电缆连接，其中同轴电缆的内径连接第二馈电点的第一极，同轴电缆的外径连接第二馈电点的第二极；
图中第一馈电点和第二馈电点的大小均为示例，实际应用中馈电点的尺寸一般小于1毫米。
实际应用中，介质基板可以采用FR4环氧板材、FR5环氧板材，接地板、第一辐射片以及第二辐射片可以采用金属材质。
所述第一辐射片、所述第二辐射片以及所述接地板均设置于所述介质基板的第一侧面；
所述第一辐射片、所述第二辐射片为L形，所述第一辐射片与所述第二辐射片的内侧拐角均面向所述接地板，所述第一辐射片设置于所述接地板的第一对角线延长线上的第一位置，所述第二辐射片设置于所述接地板的第二对角线延长线上的第二位置；其中，所述第一位置与所述第二位置均靠近所述介质基板的第一边；第一馈电点设置于第一辐射片与接地板之间的区域也即第一馈电区域，第二馈电点设置于第二辐射片与接地板之间的区域也即第二馈电区域，图2a和图2b示出了第一馈电点在第一馈电区域的不同设置位置、以及第二馈电点在第二馈电区域的不同设置位置。
天线设置于电子设备中时，电子设备中的射频端通过所述第一馈电点向第一辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流；射频端通过所述第二馈电点向第二辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第二矢量表面电流；发明人在实施本发明的过程中发现，基于天线的上述结构特征，第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同；本实施例中第一辐射片、以及第二辐射片的尺寸小于或等于半波长，介质基片中的矢量表面电流沿第一辐射片、第二辐射片的宽度无变化，则辐射场可认为是由第一辐射片、以及第二辐射片沿长度方向的两个开路端上的边缘场产生的，将边缘场分解为水平(相对于接地板)分量和垂直(相对于接地板)分量，当第一辐射片以及第二辐射片的长度接近半波长时，两开路端的垂直矢量表面电流分量反相从而相互抵消，而在水平方向的矢量表面电流分量同相而得到增强，由于矢量表面电流与所激励的辐射场垂直，因此第一辐射片的最大辐射方向与第一矢量表面电流的分布方向垂直，第二辐射片的最大辐射方向与第二矢量表面电流的分布方向垂直，这就使第一辐射片的辐射场的辐射方向不同于第二辐射片的辐射场的辐射方向；这样第一辐射片以及第二辐射片可以在同时工作实现MIMO工作模式时实现最小干扰，实现了良好的隔离效果并且具有宽频特性，如天线用于WiFi通信时可以支持2.45GHz和5,9GHz双频段。
实施例三权1、2、3、4、7方形辐射片、同轴馈电
本实施例记载一种天线，如图3所示，包括：介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；
所述介质基板和所述第一辐射片上还设置有第一馈电点，所述介质基板和所述第二辐射片上还设置有第二馈电点；第一馈电点和第二馈电点均包括两极(设为第一极和第二极)，其中第一馈电点的第一极设置于第一辐射片上，第一馈电点的第二极设置于介质基板上；第一馈电点的第一极和第二极可以通过同轴电缆连接，其中同轴电缆的内径连接第一馈电点的第一极，同轴电缆的外径连接第一馈电点的第二极；
第二馈电点的馈电方式与第一馈电点类似，其中第二馈电点的第一极设置于第二辐射片上，第二馈电点的第二极设置于介质基板上；第二馈电点的第一极和第二极可以通过同轴电缆连接，其中同轴电缆的内径连接第二馈电点的第一极，同轴电缆的外径连接第二馈电点的第二极；
图中第一馈电点和第二馈电点的大小均为示例，实际应用中馈电点的尺寸一般小于1毫米。
实际应用中，介质基板可以采用FR4环氧板材、FR5环氧板材，接地板、第一辐射片以及第二辐射片可以采用金属材质。
所述第一辐射片、所述第二辐射片以及所述接地板均设置于所述介质基板的第一侧面；
所述第一辐射片、所述第二辐射片为正方形，所述第一辐射片设置于所述接地板的第一对角线延长线上的第一位置，所述第二辐射片设置于所述接地板的第二对角线延长线上的第二位置；其中，所述第一位置与所述第二位置均靠近所述介质基板的第一边；第一馈电点设置于第一辐射片与接地板之间的第一馈电区域，第二馈电点设置于第二辐射片与接地板之间的第二馈电区域。
射频端通过所述第一馈电点向第一辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流；射频端通过所述第二馈电点向第二辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第二矢量表面电流；发明人在实施本发明的过程中发现，基于天线的上述结构特征，第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同；本实施例中第一辐射片、以及第二辐射片的尺寸小于或等于半波长，介质基片中的矢量表面电流沿第一辐射片、第二辐射片的宽度无变化，则辐射场可认为是由第一辐射片、以及第二辐射片沿长度方向的两个开路端上的边缘场产生的，将边缘场分解为水平(相对于接地板)分量和垂直(相对于接地板)分量，当第一辐射片以及第二辐射片的长度接近半波长时，两开路端的垂直矢量表面电流分量反相从而相互抵消，而在水平方向的矢量表面电流分量同相而得到增强，由于矢量表面电流与所激励的辐射场垂直，因此第一辐射片的最大辐射方向与第一矢量表面电流的分布方向垂直，第二辐射片的最大辐射方向与第二矢量表面电流的分布方向垂直，这就使第一辐射片的辐射场的辐射方向不同于第二辐射片的辐射场的辐射方向；并且，所述第一馈电点位于所述第一馈电区域与所述第一对角线延长线重合的位置，所述第二馈电点位于所述第二馈电区域与所述第二对角线延长线重合的位置，以使，所述第一矢量表面电流与所述第二矢量表面电流的辐射分布方向垂直；这样第一辐射片以及第二辐射片可以同时工作并且实现最小干扰，实现了良好的隔离效果。
为验证本实施例记载的天线的隔离效果，发明人进行了如下实验：在2.45GHz激励第一辐射片(也即射频端通过第一馈电点向第一辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第一矢量表面电流如图4所示；在2.45GHz激励第二辐射片(也即射频端通过第二馈电点向第二辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第二矢量表面电流如图5所示，可以看出第一矢量表面电流和第二矢量表面电流呈现正交的特征；
在5.8GHz激励第一辐射片(也即射频端通过第一馈电点向第一辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第一矢量表面电流如图6所示；在5.8GHz激励第二辐射片(也即射频端通过第二馈电点向第二辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第二矢量表面电流如图6所示，可以看出第一矢量表面电流和第二矢量表面电流呈现正交的特征；
由于本实施例记载的天线具有两个辐射片，也即为双端口天线，这里设端口1与第一辐射片对应，第二辐射片与端口2对应；2.45GHz的S参数如图8所示，5.8GHz的S参数如图9所示，其中S(1,1)表示端口1的输入反射系数，S(1,2)表示端口1的反向传输系数，S(2.2)表示端口1的输出反射系数；2.45GHz频段S(1,1)、S(2.2)均小于-8dB，S(2.1)小于-10dB；5.0GHz～6.0GHz频段S(1,1)、S(2.2)低于-12dB，S(2.1)小于-18dB，满足端口的隔离度要求。这就确保第一辐射片和第二辐射片同时工作(也即形成多入多出的工作模式)时具有良好的隔离度，同时了提升了天线带宽(实现了宽频特性)和数据传输速度。
实施例四权1、2、3、4、6、7L形辐射片、同轴馈电
本实施例记载一种天线，如图10所示，包括：介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；
所述介质基板和所述第一辐射片上还设置有第一馈电点，所述介质基板和所述第二辐射片上还设置有第二馈电点；第一馈电点和第二馈电点均包括两极(设为第一极和第二极)，其中第一馈电点的第一极设置于第一辐射片上，第一馈电点的第二极设置于介质基板上；第一馈电点的第一极和第二极可以通过同轴电缆连接，其中同轴电缆的内径连接第一馈电点的第一极，同轴电缆的外径连接第一馈电点的第二极；
第二馈电点的馈电方式与第一馈电点类似，其中第二馈电点的第一极设置于第二辐射片上，第二馈电点的第二极设置于介质基板上；第二馈电点的第一极和第二极可以通过同轴电缆连接，其中同轴电缆的内径连接第二馈电点的第一极，同轴电缆的外径连接第二馈电点的第二极；
图中第一馈电点和第二馈电点的大小均为示例，实际应用中馈电点的尺寸一般小于1毫米。
实际应用中，介质基板可以采用FR4环氧板材、FR5环氧板材，接地板、第一辐射片以及第二辐射片可以采用金属材质。
所述第一辐射片、所述第二辐射片以及所述接地板均设置于所述介质基板的第一侧面；
所述第一辐射片、所述第二辐射片为L形，所述第一辐射片与所述第二辐射片的内侧拐角均面向所述接地板，所述第一辐射片设置于所述接地板的第一对角线延长线上的第一位置，所述第二辐射片设置于所述接地板的第二对角线延长线上的第二位置；其中，所述第一位置与所述第二位置均靠近所述介质基板的第一边；第一馈电点设置于第一辐射片与接地板之间的区域也即第一馈电区域，第二馈电点设置于第二辐射片与接地板之间的区域也即第二馈电区域。
射频端通过所述第一馈电点向第一辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流；射频端通过所述第二馈电点向第二辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第二矢量表面电流；发明人在实施本发明的过程中发现，基于天线的上述结构特征，第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同；本实施例中第一辐射片、以及第二辐射片的尺寸小于或等于半波长，介质基片中的矢量表面电流沿第一辐射片、第二辐射片的宽度无变化，则辐射场可认为是由第一辐射片、以及第二辐射片沿长度方向的两个开路端上的边缘场产生的，将边缘场分解为水平(相对于接地板)分量和垂直(相对于接地板)分量，当第一辐射片以及第二辐射片的长度接近半波长时，两开路端的垂直矢量表面电流分量反相从而相互抵消，而在水平方向的矢量表面电流分量同相而得到增强，由于矢量表面电流与所激励的辐射场垂直，因此第一辐射片的最大辐射方向与第一矢量表面电流的分布方向垂直，第二辐射片的最大辐射方向与第二矢量表面电流的分布方向垂直，这就使第一辐射片的辐射场的辐射方向不同于第二辐射片的辐射场的辐射方向；并且，所述第一馈电点位于所述第一馈电区域与所述第一对角线延长线重合的位置，所述第二馈电点位于所述第二馈电区域与所述第二对角线延长线重合的位置，以使，所述第一矢量表面电流与所述第二矢量表面电流的辐射分布方向垂直；这样第一辐射片以及第二辐射片可以同时工作并且实现最小干扰，实现了良好的隔离效果。
为验证本实施例记载的天线的隔离效果，发明人进行了如下实验：在2.45GHz激励第一辐射片(也即射频端通过第一馈电点向第一辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第一矢量表面电流如图4所示；在2.45GHz激励第二辐射片(也即射频端通过第二馈电点向第二辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第二矢量表面电流如图5所示，可以看出第一矢量表面电流和第二矢量表面电流呈现正交的特征；
在5.8GHz激励第一辐射片(也即射频端通过第一馈电点向第一辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第一矢量表面电流如图6所示；在5.8GHz激励第二辐射片(也即射频端通过第二馈电点向第二辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第二矢量表面电流如图6所示，可以看出第一矢量表面电流和第二矢量表面电流呈现正交的特征；
由于本实施例记载的天线具有两个辐射片，也即为来端口天线，这里设端口1与第一辐射片对应，第二辐射片与端口2对应；2.45GHz的S参数如图8所示，5.8GHz的S参数如图9所示，其中S(1,1)表示端口1的输入反射系数，S(1,2)表示端口1的反向传输系数，S(2.2)表示端口1的输出反射系数；2.45GHz频段S(1,1)、S(2.2)均小于-8dB，S(2.1)小于-10dB；5.0GHz～6.0GHz频段S(1,1)、S(2.2)低于-12dB，S(2.1)小于-18dB，满足端口的隔离度要求。这就确保第一辐射片和第二辐射片同时工作(也即形成多入多出的工作模式)时具有良好的隔离度，同时了提升了天线带宽(实现了宽频特征，利用天线用于WiFi通信时可以支持2.45GHz和5.8GHz双频通信)和数据传输速度。
实施例五权1、2、5、7方形和L形辐射片簧片馈电
本实施例记载一种天线，如图11a所示，包括：介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；
所述介质基板和所述第一辐射片上还设置有第一馈电点，所述介质基板和所述第二辐射片上还设置有第二馈电点；第一馈电点和第二馈电点均包括两极(设为第一极和第二极)，其中第一馈电点的第一极设置于第一辐射片上，第一馈电点的第二极设置于介质基板上；本实施例中第一馈电点和第二馈电点可以采用簧片馈电方式，第一馈电点的第一极和第二极可以通过簧片连接；
第二馈电点的馈电方式与第一馈电点类似，其中第二馈电点的第一极设置于第二辐射片上，第二馈电点的第二极设置于介质基板上；第二馈电点的第一极和第二极可以通过簧片连接；
图中第一馈电点和第二馈电点的大小均为示例，实际应用中馈电点的尺寸一般小于1毫米。
实际应用中，介质基板可以采用FR4环氧板材、FR5环氧板材，接地板、第一辐射片以及第二辐射片可以采用金属材质。
所述第一辐射片、所述第二辐射片以及所述接地板均设置于所述介质基板的第一侧面；
所述第一辐射片、所述第二辐射片为方形，或如图11b所示，所述第一辐射片与所述第二辐射片可以为L形并且第一辐射片以及第二辐射片的内侧拐角均面向所述接地板，所述第一辐射片与所述第二辐射片的内侧拐角均面向所述接地板，所述第一辐射片设置于所述接地板的第一对角线延长线上的第三馈电区域的第一位置(为第三馈电区域的任意位置，所述第二辐射片设置于所述接地板的第二对角线延长线上的第四馈电区域的第二位置(为第四馈电区域的任意位置)；其中，所述第一位置与所述第二位置均靠近所述介质基板的第一边(靠近介质基板的同一侧)；所述第三馈电区域为所述介质基板上与所述第一辐射片对应的区域，所述第四馈电区域为所述介质基板上与所述第二辐射片对应的区域。
射频端通过所述第一馈电点向第一辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流；射频端通过所述第二馈电点向第二辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第二矢量表面电流；发明人在实施本发明的过程中发现，基于天线的上述结构特征，第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同；本实施例中第一辐射片、以及第二辐射片的尺寸小于或等于半波长，介质基片中的矢量表面电流沿第一辐射片、第二辐射片的宽度无变化，则辐射场可认为是由第一辐射片、以及第二辐射片沿长度方向的两个开路端上的边缘场产生的，将边缘场分解为水平(相对于接地板)分量和垂直(相对于接地板)分量，当第一辐射片以及第二辐射片的长度接近半波长时，两开路端的垂直矢量表面电流分量反相从而相互抵消，而在水平方向的矢量表面电流分量同相而得到增强，由于矢量表面电流与所激励的辐射场垂直，因此第一辐射片的最大辐射方向与第一矢量表面电流的分布方向垂直，第二辐射片的最大辐射方向与第二矢量表面电流的分布方向垂直，这就使第一辐射片的辐射场的辐射方向不同于第二辐射片的辐射场的辐射方向；这样第一辐射片以及第二辐射片可以同时工作并且实现最小干扰，实现了良好的隔离效果。
实施例六权1、2、5、6、7方形和L形辐射片簧片馈电
本实施例记载一种天线，如图12a所示，包括：介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；
所述介质基板和所述第一辐射片上还设置有第一馈电点，所述介质基板和所述第二辐射片上还设置有第二馈电点；第一馈电点和第二馈电点均包括两极(设为第一极和第二极)，其中第一馈电点的第一极设置于第一辐射片上，第一馈电点的第二极设置于介质基板上；本实施例中第一馈电点和第二馈电点可以采用簧片馈电方式，第一馈电点的第一极和第二极可以通过簧片连接；
第二馈电点的馈电方式与第一馈电点类似，其中第二馈电点的第一极设置于第二辐射片上，第二馈电点的第二极设置于介质基板上；第二馈电点的第一极和第二极可以通过簧片连接；
图中第一馈电点和第二馈电点的大小均为示例，实际应用中馈电点的尺寸一般小于1毫米。
实际应用中，介质基板可以采用FR4环氧板材、FR5环氧板材，接地板、第一辐射片以及第二辐射片可以采用金属材质。
所述第一辐射片、所述第二辐射片以及所述接地板均设置于所述介质基板的第一侧面；
所述第一辐射片、所述第二辐射片为方形，或如图12b所示，所述第一辐射片与所述第二辐射片可以为L形并且第一辐射片以及第二辐射片的内侧拐角均面向所述接地板，所述第一辐射片与所述第二辐射片的内侧拐角均面向所述接地板，所述第一辐射片设置于所述接地板的第一对角线延长线上的第三馈电区域的第一位置，所述第二辐射片设置于所述接地板的第二对角线延长线上的第四馈电区域的第二位置；其中，所述第一位置与所述第二位置均靠近所述介质基板的第一边；所述第三馈电区域为所述介质基板上与所述第一辐射片对应的区域，所述第四馈电区域为所述介质基板上与所述第二辐射片对应的区域，所述第一位置为所述第三馈电区域中与所述第一对角线延长线重合的位置，所述第二位置为所述第四馈电区域与所述第二对角线延长线重合的位置。
射频端通过所述第一馈电点向第一辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流；射频端通过所述第二馈电点向第二辐射片馈入能量(也即高频电流)时，在所述接地板上形成有第二矢量表面电流；发明人在实施本发明的过程中发现，基于天线的上述结构特征，第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同；本实施例中第一辐射片、以及第二辐射片的尺寸小于或等于半波长，介质基片中的矢量表面电流沿第一辐射片、第二辐射片的宽度无变化，则辐射场可认为是由第一辐射片、以及第二辐射片沿长度方向的两个开路端上的边缘场产生的，将边缘场分解为水平(相对于接地板)分量和垂直(相对于接地板)分量，当第一辐射片以及第二辐射片的长度接近半波长时，两开路端的垂直矢量表面电流分量反相从而相互抵消，而在水平方向的矢量表面电流分量同相而得到增强，由于矢量表面电流与所激励的辐射场垂直，因此第一辐射片的最大辐射方向与第一矢量表面电流的分布方向垂直，第二辐射片的最大辐射方向与第二矢量表面电流的分布方向垂直；并且，由于所述第一位置为所述第三馈电区域中与所述第一对角线延长线重合的位置，所述第二位置为所述第四馈电区域与所述第二对角线延长线重合的位置，这就使所述第一矢量表面电流与所述第二矢量表面电流的分布方向垂直，从而使使第一辐射片的辐射场的辐射方向不同于第二辐射片的辐射场的辐射方向；这样第一辐射片以及第二辐射片可以同时工作并且实现最小干扰，实现了良好的隔离效果。
为验证本实施例记载的天线的隔离效果，发明人进行了如下实验：在2.45GHz激励第一辐射片(也即射频端通过第一馈电点向第一辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第一矢量表面电流如图4所示；在2.45GHz激励第二辐射片(也即射频端通过第二馈电点向第二辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第二矢量表面电流如图5所示，可以看出第一矢量表面电流和第二矢量表面电流呈现正交的特征；
在5.8GHz激励第一辐射片(也即射频端通过第一馈电点向第一辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第一矢量表面电流如图6所示；在5.8GHz激励第二辐射片(也即射频端通过第二馈电点向第二辐射片馈入能量)时，在接地板形成的第二矢量表面电流如图6所示，可以看出第一矢量表面电流和第二矢量表面电流呈现正交的特征；
由于本实施例记载的天线具有两个辐射片，也即为来端口天线，这里设端口1与第一辐射片对应，第二辐射片与端口2对应；2.45GHz的S参数如图8所示，5.8GHz的S参数如图9所示，其中S(1,1)表示端口1的输入反射系数，S(1,2)表示端口1的反向传输系数，S(2.2)表示端口1的输出反射系数；2.45GHz频段S(1,1)、S(2.2)均小于-8dB，S(2.1)小于-10dB；5.0GHz～6.0GHz频段S(1,1)、S(2.2)低于-12dB，S(2.1)小于-18dB，满足端口的隔离度要求。这就确保第一辐射片和第二辐射片同时工作(也即形成多入多出的工作模式)时具有良好的隔离度，同时了提升了天线带宽和数据传输速度。
实施例七
本实施例记载一种电子设备，包括前述任一实施例记载的天线，由于天线具有第一辐射片、第二辐射片，其中第一辐射片与介质基板、接地板构成一天线单元，第二辐射片与介质基板、接地板构成一天线单元，这就形成了两端口天线(每个端口对应一个天线单元)，当两个辐射片同时工作时(也即工作于多入多出模式)时，不仅实现宽频特性(例如天线用于WiFi通信时可以支持2.45GHz和5.8GHz双频段)，提升了天线带宽和数据传输速度，并且端口之间的隔离度满足实际应用要求，减小天线单元本身的辐射干扰对多入多出模式的干扰。
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以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种天线，其特征在于，包括：
介质基板；设置于所述介质基板上的接地板、第一辐射片以及第二辐射片；其中，所述第一辐射片和第二辐射片的尺寸小于或等于半波长；其中，所述第一辐射片、所述第二辐射片以及所述接地板均设置于所述介质基板的第一侧面；所述接地板为正方形，所述第一辐射片设置于所述接地板的第一对角线延长线上的第一位置，所述第二辐射片设置于所述接地板的第二对角线延长线上的第二位置；其中，所述第一位置与所述第二位置均靠近所述介质基板的第一边；
所述介质基板和所述第一辐射片上还设置有第一馈电点，所述介质基板和所述第二辐射片上还设置有第二馈电点；其中，
所述第一馈电点馈入或馈出能量时，在所述接地板上形成有第一矢量表面电流，所述第一矢量表面电流与第二矢量表面电流的分布方向不同，所述第二矢量表面电流为所述第二馈电点馈入或馈出能量时在所述接地板形成的矢量表面电流。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述第一馈电点设置于第一馈电区域，所述第二馈电点设置于第二馈电区域；其中，
所述第一馈电区域为所述介质基板上位于所述第一辐射片与所述接地板之间的区域，所述第二馈电区域为所述介质基板上位于所述第二辐射片与所述接地板之间的区域。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，
所述第一馈电点位于所述第一馈电区域与所述第一对角线延长线重合的位置，所述第二馈电点位于所述第二馈电区域与所述第二对角线延长线重合的位置，以使，
所述第一矢量表面电流与所述第二矢量表面电流的辐射分布方向垂直。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，
所述第一馈电点设置于第三馈电区域并与所述第一辐射片连接，所述第二馈电点设置于第四馈电区域并与所述第二辐射片连接；其中，
所述第三馈电区域为所述介质基板上与所述第一辐射片对应的区域，所述第四馈电区域为所述介质基板上与所述第二辐射片对应的区域。
5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，
所述第一馈电点设置于所述第三馈电区域与所述第一对角线延长线重合的位置，所述第二馈电点位于所述第四馈电区域与所述第二对角线延长线重合的位置，以使，所述第一矢量表面电流与所述第二矢量表面电流的分布方向垂直。
6.根据权利要求1至5任一项所述的天线，其特征在于，
所述第一辐射片与所述第二辐射片均为方形或均为L形；其中，所述第一辐射片与所述第二辐射片均为L形时，所述第一辐射片与所述第二辐射片的内侧拐角均面向所述接地板。
7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备中设置有权利要求1至6任一项所述的天线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510126351.1A CN106033842B (zh) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | 天线及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510126351.1A CN106033842B (zh) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | 天线及电子设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106033842A CN106033842A (zh) | 2016-10-19 |
| CN106033842B true CN106033842B (zh) | 2019-05-31 |
Family
ID=57149245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510126351.1A Active CN106033842B (zh) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | 天线及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106033842B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106941211A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-07-11 | Pc-Tel公司 | 多馈电天线辐射单元、mimo多天线系统及其制作方法 |
| CN106935964B (zh) * | 2017-03-02 | 2019-12-24 | 华为技术有限公司 | 多天线装置及终端设备 |
| CN112054292B (zh) * | 2019-06-06 | 2022-11-08 | 青岛海信移动通信技术股份有限公司 | 一种移动终端和天线装置 |
| CN114824754B (zh) * | 2019-10-31 | 2023-08-22 | 华为技术有限公司 | 移动终端 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100697537B1 (ko) * | 2006-01-26 | 2007-03-20 | 주식회사 이엠따블유안테나 | 다수의 역 ｌ형 안테나를 포함하는 ｍｉｍｏ 무선 통신단말기 |
| CN102110900A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-06-29 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种移动终端的阵列天线及其实现方法 |
| CN103515688A (zh) * | 2012-06-27 | 2014-01-15 | 宏碁股份有限公司 | 通信装置 |
| CN104253310A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 华为技术有限公司 | 多天线系统及移动终端 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009033588A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Sony Corp | 無線通信装置 |
| KR101013388B1 (ko) * | 2009-02-27 | 2011-02-14 | 주식회사 모비텍 | 기생소자를 갖는 ｍｉｍｏ 안테나 |
| WO2011145323A1 (ja) * | 2010-05-17 | 2011-11-24 | パナソニック株式会社 | アンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末 |
| KR20130030993A (ko) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | 삼성전자주식회사 | 휴대용 단말기의 안테나 장치 |
| CN202695706U (zh) * | 2012-03-08 | 2013-01-23 | 启碁科技股份有限公司 | 超宽带天线和无线通信装置 |
-
2015
- 2015-03-20 CN CN201510126351.1A patent/CN106033842B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100697537B1 (ko) * | 2006-01-26 | 2007-03-20 | 주식회사 이엠따블유안테나 | 다수의 역 ｌ형 안테나를 포함하는 ｍｉｍｏ 무선 통신단말기 |
| CN102110900A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-06-29 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种移动终端的阵列天线及其实现方法 |
| CN103515688A (zh) * | 2012-06-27 | 2014-01-15 | 宏碁股份有限公司 | 通信装置 |
| CN104253310A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 华为技术有限公司 | 多天线系统及移动终端 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106033842A (zh) | 2016-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Novel printed filtenna with dual notches and good out-of-band characteristics for UWB-MIMO applications | |
| Wong et al. | High‐isolation conjoined loop multi‐input multi‐output antennas for the fifth‐generation tablet device | |
| Haraz et al. | Design of a 28/38 GHz dual-band printed slot antenna for the future 5G mobile communication Networks | |
| Lee et al. | A compact ultrawideband MIMO antenna with WLAN band-rejected operation for mobile devices | |
| EP3001503B1 (en) | Antenna and terminal | |
| US8803742B2 (en) | Dual-band MIMO antenna system | |
| Sarma et al. | Low return loss slotted rectangular microstrip patch antenna at 2.4 GHz | |
| Abdullah et al. | Compact 4-port MIMO antenna system for 5G mobile terminal | |
| CN106033842B (zh) | 天线及电子设备 | |
| CN104157969A (zh) | 一种基于调节阻抗匹配技术的宽频带mimo双天线 | |
| Wong et al. | 16-antenna array in the smartphone for the 3.5-GHz MIMO operation | |
| CN103825108A (zh) | 一种适用于多模多频段的手机终端mimo天线结构 | |
| Gong et al. | Compact MIMO antennas using a ring hybrid for WLAN applications | |
| CN104505578A (zh) | 一种全向双圆极化天线 | |
| Li et al. | Quad‐element multi‐band antenna array in the smart mobile phone for LTE MIMO operations | |
| Chouhan et al. | Mathematically inspired MIMO antenna with enhanced isolation for wireless applications | |
| CN103915685B (zh) | 一种基于印刷电路板的小尺寸宽带宽的四单元mimo天线 | |
| Di Wu et al. | A planar MIMO antenna for mobile phones | |
| Dioum et al. | Dual-band monopole MIMO antennas for LTE mobile phones | |
| Ullah et al. | Dual-Band MIMO Antenna Design for 5G Smartphones Mobile Communications | |
| Prakash et al. | MIMO antenna for mobile terminals with enhanced isolation in LTE band | |
| Ding et al. | An eight-port dual-band antenna array for 5G smartphone applications | |
| US9774090B2 (en) | Ultra-wide band antenna | |
| Henderson et al. | A multi-slot printed antenna excited with a microstrip line for 4G wireless systems | |
| Tiwari et al. | Dual band 4-port MIMO antenna for Bluetooth/5G applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |