CN109546326A - 一种天线及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线及终端设备，该天线包括第一贴片、第二贴片、接地板和馈线；所述第二贴片设置于所述第一贴片和所述接地板之间，所述第一贴片、所述第二贴片和所述接地板两两之间均不接触；所述馈线连接至所述第一贴片的馈电点；所述第二贴片上开设有供所述馈线穿过的第一通孔，所述馈线不接触所述第二贴片；所述接地板上开设有供所述馈线穿过的第二通孔，所述馈线不接触所述接地板；所述第一贴片和所述第二贴片耦合；所述馈电点与所述第一贴片的第一侧边的距离小于其与所述第一贴片的其它侧边的距离，所述第一侧边为所述第一贴片的一个侧边。这样，由于存在第一贴片和第二贴片，从而使天线可以覆盖多个毫米波频段。

Description

一种天线及终端设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线及终端设备。
背景技术
随着通信技术的迅速发展，多天线通讯已经成为终端设备的主流和未来的发展趋势，并且在此过程中，毫米波天线逐渐被引入到终端设备上。而贴片天线由于低剖面、易共形和增益高等特点，因此常用作毫米波频段的天线或者毫米波阵列的天线单元。但是，现有的毫米波贴片天线的带宽较窄，难以满足毫米波频段的带宽要求。
发明内容
本发明实施例提供一种天线及终端设备，以解决终端设备的毫米波贴片天线的带宽较窄的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种天线，包括第一贴片、第二贴片、接地板和馈线；所述第二贴片设置于所述第一贴片和所述接地板之间，所述第一贴片、所述第二贴片和所述接地板两两之间均不接触；所述馈线连接至所述第一贴片的馈电点；所述第二贴片上开设有供所述馈线穿过的第一通孔，所述馈线不接触所述第二贴片；所述接地板上开设有供所述馈线穿过的第二通孔，所述馈线不接触所述接地板；所述第一贴片和所述第二贴片耦合；
所述馈电点与所述第一贴片的第一侧边的距离小于其与所述第一贴片的其它侧边的距离，所述第一侧边为所述第一贴片的一个侧边。
第二方面，本发明实施例还提供一种终端设备，包括上述天线。
本发明实施例的一种天线，其特征在于，包括第一贴片、第二贴片、接地板和馈线；所述第二贴片设置于所述第一贴片和所述接地板之间，所述第一贴片、所述第二贴片和所述接地板两两之间均不接触；所述馈线连接至所述第一贴片的馈电点；所述第二贴片上开设有供所述馈线穿过的第一通孔，所述馈线不接触所述第二贴片；所述接地板上开设有供所述馈线穿过的第二通孔，所述馈线不接触所述接地板；所述第一贴片和所述第二贴片耦合；所述馈电点与所述第一贴片的第一侧边的距离小于其与所述第一贴片的其它侧边的距离，所述第一侧边为所述第一贴片的一个侧边。这样，由于存在第一贴片和第二贴片，从而使天线可以覆盖多个毫米波频段。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的天线的结构图之一；
图2是本发明实施例提供的天线的局部结构图；
图3是本发明实施例提供的天线的结构图之二；
图4为本发明实施例提供的仿真结果示意图之一；
图5是本发明实施例提供的天线的结构图之三；
图6是本发明实施例提供的天线的结构图之四；
图7是本发明实施例提供的天线的结构图之五；
图8为本发明实施例提供的仿真结果示意图之二；
图9是本发明实施例提供的天线的结构图之六；
图10为本发明实施例提供的仿真结果示意图之三。
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，图1是本发明实施例提供的天线的结构图，如图1所示，包括第一贴片1、第二贴片2、接地板3和馈线4；所述第二贴片2设置于所述第一贴片1和所述接地板3之间，所述第一贴片1、所述第二贴片2和所述接地板3两两之间均不接触；所述馈线4连接至所述第一贴片1的馈电点5；所述第二贴片2上开设有供所述馈线穿过的第一通孔6，所述馈线4不接触所述第二贴片2；所述接地板3上开设有供所述馈线4穿过的第二通孔7，所述馈线4不接触所述接地板3；所述第一贴片1和所述第二贴片2耦合；所述馈电点5与所述第一贴片1的第一侧边的距离小于其与所述第一贴片1的其它侧边的距离，所述第一侧边为所述第一贴片1的一个侧边。
本实施例中，上述天线可以为毫米波天线，上述馈线4与馈源8连接，上述第二贴片2与第一贴片1的空隙可以填充有非导电介质9。第一贴片1和第二贴片2均为金属片，金属片的形状可以是方形或者一些其他的形状。第一贴片1上设置有馈电点5，馈电点5的位置可以进行调整，使其在相应的频段产生谐振。馈源8可以通过馈线4与馈电点5电连接，馈线4穿过第二通孔7和第一通孔6。需要说明的是，馈源8与第二贴片2之间并不存在电连接。第一贴片1和第二贴片2耦合，使得该天线产生双谐振。
本实施例中，非导电介质9的介电常数为εr，非导电介质9可以为透明或者非透明材料。该天线的总厚度为H，第一贴片1和第二贴片2之间的厚度为H1，第二贴片2和接地板3之间的厚度为H2。H1一般为0.2mm～0.3mm，H2一般为0.4mm～0.5mm，从而H可以为0.6mm～0.8mm。
为了更好的理解上述结构，可以再参阅图2和图3。图2为本发明实施例提供的天线的局部结构图，且为图1中第一通孔6周围的虚线圆圈处的局部结构图。图3为本发明实施例提供的天线的结构图。
首先可以如图2所示，馈线4穿过第二贴片2上的第一通孔6。再参阅图3，图3中第一贴片1上设置有馈电点5，并且馈源8可以通过馈线4与馈电点5电连接。并且在图3中，第一贴片1上方的侧边为第一侧边，馈电点5与第一侧边的距离，小于馈电点5与第一贴片1的其它侧边的距离。
请再参阅图4，图4为本发明实施例提供的仿真结果示意图。如图4所示，在28GHz和38GHz附近分别产生一个谐振，满足了毫米波天线的双频要求。并且，本发明采用叠层的结构，有效降低了毫米波天线的体积，适合进一步组成毫米波天线阵列。
可选的，所述第一贴片1、所述第二贴片2和所述接地板3的形状均为正方形。
该实施方式中，所述第一贴片1、所述第二贴片2和所述接地板3的形状均为正方形，从而可以使毫米波天线具有较好的性能。当然，除了正方形之外，还可以是一些其他的形状，对此本实施方式不作限定。
可选的，所述第一贴片1、所述第二贴片2和所述接地板3的中心在同一条直线上。
该实施方式中，所述第一贴片1、所述第二贴片2和所述接地板3的中心在同一条直线上，可以使毫米波天线具有较好的性能。
可选的，所述第一贴片1的面积小于所述第二贴片2的面积，所述第二贴片2的面积小于所述接地板3的面积。
该实施方式中，所述第一贴片1的面积小于所述第二贴片2的面积，所述第二贴片2的面积小于所述接地板3的面积，可以使毫米波天线具有较好的性能。
可选的，所述第一通孔6、所述第二通孔7、所述馈电点5和所述馈线4的数量均为一个，一根馈线4穿过一个第二通孔7和一个第一通孔6连接至一个馈电点5。
该实施方式中，所述第一通孔6、所述第二通孔7、所述馈电点5和所述馈线4的数量均为一个，一根馈线4穿过一个第二通孔7和一个第一通孔6连接至一个馈电点5。
可选的，所述第一通孔6、所述第二通孔7、所述馈电点5和所述馈线4的数量均为两个，一根馈线4通过一个第二通孔7和一个第一通孔6连接至一个馈电点5。
为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图5和图6，图5和图6均为本发明实施例提供的天线的结构图。
首先可以参阅图5，所述第一通孔6、所述第二通孔7、所述馈电点5和所述馈线4的数量均为两个，一根馈线4通过一个第二通孔7和一个第一通孔6连接至一个馈电点5。
再参阅图6，可见，第一贴片1上存在两个馈电点5。上方的馈电点5相对于第一贴片1上侧边的位置，可以与右边的馈电点5相对于第一贴片1右侧边的位置相同。并且，两个馈电点5可以靠近各自对应的侧边，并且位于靠近侧边的中间位置，这样两个馈电分别激励起相互正交的两个模态，从而可以满足双极化的设计要求。
可选的，两个第二通孔7和两个第一通孔6一一正对设置；两个第一通孔6和两个馈电点5一一正对设置。
该实施方式中，两个第二通孔7和两个第一通孔6一一正对设置；两个第一通孔6和两个馈电点5一一正对设置，从而，可以使馈源8通过较短的路径与第一贴片1电连接，使毫米波天线可以有比较好的性能。
可选的，两个馈电点5中一个馈电点5与所述第一贴片1的中点确定的第一直线经过所述第一贴片1的第一侧边的中点；另一个馈电点5与所述第一贴片1的中点确定的第二直线经过所述第一贴片1的第二侧边的中点；所述第一直线与所述第二直线垂直，所述第二侧边为所述第一贴片1的一个侧边，所述第一侧边和所述第二侧边不同。
该实施方式中，两个馈电点5中一个馈电点5与所述第一贴片1的中点确定的第一直线经过所述第一贴片1的第一侧边的中点；另一个馈电点5与所述第一贴片1的中点确定的第二直线经过所述第一贴片1的第二侧边的中点；所述第一直线与所述第二直线垂直，所述第二侧边为所述第一贴片1的一个侧边，所述第一侧边和所述第二侧边不同。这样，采用正方形等对称的结构，在不同的位置馈电，可以设计双极化的毫米波天线。
可选的，所述第一贴片1或所述第二贴片2上开设有缝隙。
该实施方式中，所述第一贴片1或所述第二贴片2上开设有缝隙，可以使毫米波天线在更多的频段上产生谐振，从而可以覆盖5G毫米波的多个频段，且不额外增加毫米波天线体积的情况下，有效拓展了毫米波天线的带宽，具有重要的工程意义。
可选的，所述缝隙10为凹字型，所述馈电点5位于所述凹字型缝隙10的凹口朝向处。
该实施方式中，上述凹字型缝隙可以这样理解。例如，凹字型缝隙包括三条依次连接的子缝隙，如第一子缝隙、第二子缝隙和第三子缝隙。第一子缝隙与第二子缝隙垂直，第二子缝隙与第三子缝隙垂直，第三子缝隙与第一子缝隙平行，第一子缝隙、第二子缝隙和第三子缝隙一起组成上述凹字型缝隙。
该实施方式中，为了更好的理解上述设置方式，可以参阅图7至图10，图7和图9均为本发明实施例提供的天线的结构图，图8和图10均为本发明实施例提供的仿真结果示意图。
首先可以如图7所示，所述第一贴片1上开设有凹字型缝隙10，且所述馈电点5位于所述凹字型缝隙10的凹口朝向处，使得毫米波天线可以产生三个谐振。此时可以参阅图8，在26GHz、29GHz和38GHz附近各产生一个谐振，可以覆盖5G毫米波的多个频段，且不额外增加毫米波天线体积的情况下，有效拓展了毫米波天线的带宽，具有重要的工程意义。
请再参阅图9，所述第二贴片2上开设有凹字型缝隙10，且所述馈电点5位于所述凹字型缝隙10的凹口朝向处，使得毫米波天线可以产生三个谐振。此时可以参阅图10，在28GHz、38GHz和42GHz附近各产生一个谐振，可以覆盖5G毫米波的多个频段，且不额外增加毫米波天线体积的情况下，有效拓展了毫米波天线的带宽，具有重要的工程意义。
可选的，所述馈电点5位于所述凹字型缝隙10的对称轴上。
该实施方式中，所述馈电点5位于所述凹字型缝隙10的对称轴上，且靠近凹口朝向的那一边，使得天线的输入阻抗更趋近于50欧姆，从而可以使毫米波天线具有较好的性能。
可选的，所述第一贴片1、所述第二贴片2和所述接地板3两两之间的空隙通过非导电介质9填充。
该实施方式中，所述第一贴片1、所述第二贴片2和所述接地板3两两之间的空隙通过非导电介质9填充，可以使天线具有更好的结构强度。
可选的，所述天线为毫米波天线。
该实施方式中，所述天线为毫米波天线，该毫米波天线可以覆盖5G毫米波的多个频段。
本发明实施例的一种天线，包括第一贴片1、第二贴片2、接地板3和馈线4；所述第二贴片2设置于所述第一贴片1和所述接地板3之间，所述第一贴片1、所述第二贴片2和所述接地板3两两之间均不接触；所述馈线4连接至所述第一贴片1的馈电点5；所述第二贴片2上开设有供所述馈线穿过的第一通孔6，所述馈线4不接触所述第二贴片2；所述接地板3上开设有供所述馈线4穿过的第二通孔7，所述馈线4不接触所述接地板3；所述第一贴片1和所述第二贴片2耦合；所述馈电点5与所述第一贴片1的第一侧边的距离小于其与所述第一贴片1的其它侧边的距离，所述第一侧边为所述第一贴片1的一个侧边。这样，由于存在第一贴片1和第二贴片2，从而使天线可以覆盖多个毫米波频段。
本发明实施例还提供一种终端设备，包括上述天线。
本发明实施例中，上述终端设备可以是手机、平板电脑(Tablet PersonalComputer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digitalassistant，简称PDA)、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (14)

1.一种天线，其特征在于，包括第一贴片、第二贴片、接地板和馈线；所述第二贴片设置于所述第一贴片和所述接地板之间，所述第一贴片、所述第二贴片和所述接地板两两之间均不接触；所述馈线连接至所述第一贴片的馈电点；所述第二贴片上开设有供所述馈线穿过的第一通孔，所述馈线不接触所述第二贴片；所述接地板上开设有供所述馈线穿过的第二通孔，所述馈线不接触所述接地板；所述第一贴片和所述第二贴片耦合；
所述馈电点与所述第一贴片的第一侧边的距离小于其与所述第一贴片的其它侧边的距离，所述第一侧边为所述第一贴片的一个侧边。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一贴片、所述第二贴片和所述接地板的形状均为正方形。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一贴片、所述第二贴片和所述接地板的中心在同一条直线上。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一贴片的面积小于所述第二贴片的面积，所述第二贴片的面积小于所述接地板的面积。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一通孔、所述第二通孔、所述馈电点和所述馈线的数量均为一个，一根馈线穿过一个第二通孔和一个第一通孔连接至一个馈电点。
6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一通孔、所述第二通孔、所述馈电点和所述馈线的数量均为两个，一根馈线通过一个第二通孔和一个第一通孔连接至一个馈电点。
7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，两个第二通孔和两个第一通孔一一正对设置；两个第一通孔和两个馈电点一一正对设置。
8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，两个馈电点中一个馈电点与所述第一贴片的中点确定的第一直线经过所述第一贴片的第一侧边的中点；另一个馈电点与所述第一贴片的中点确定的第二直线经过所述第一贴片的第二侧边的中点；所述第一直线与所述第二直线垂直，所述第二侧边为所述第一贴片的一个侧边，所述第一侧边和所述第二侧边不同。
9.根据权利要求1至4中任一权要所述的天线，其特征在于，所述第一贴片或所述第二贴片上开设有缝隙。
10.根据权利要求9所述的天线，其特征在于，所述缝隙为凹字型，所述馈电点位于所述凹字型缝隙的凹口朝向处。
11.根据权利要求10所述的天线，其特征在于，所述馈电点位于所述凹字型缝隙的对称轴上。
12.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一贴片、所述第二贴片和所述接地板两两之间的空隙通过非导电介质填充。
13.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线为毫米波天线。
14.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1至13中任一项所述的天线。
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