CN109950698A - 一种双频天线 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种双频天线，该双频天线的两个天线单元工作的中心频率相差较小，解决了两个天线单元之间干扰严重的问题。该双频天线包括第一天线单元，第二天线单元，以及反射板，第一天线单元以及第二天线单元均与反射板连接。第一天线单元与第二天线单元位于同一中心轴上，第二天线单元嵌入在第一天线单元中，第一天线单元工作的中心频率为f1，第二天线单元工作的中心频率为f2，其中f1＝K*f2，K大于0.5，小于1。第一天线单元包括第一谐振结构。和/或，第二天线单元包括第二谐振结构。

Description

一种双频天线

技术领域

本申请涉及到通信技术领域，尤其涉及到一种双频天线。

背景技术

双频天线可以同时工作在两个频带内，具有尺寸小、天面共享、成本低、对站址要求低等优点，故而成为运营商们的首选。由于双频天线的两个工作频带的中心频率越靠近，技术上需要克服的问题越大，两个工作频带之间的干扰越严重，所以现有的双频天线两个工作频带的中较低的工作频带的中心频率是较高的工作频带的中心频率的0.5倍以及0.5倍以下，即现有双频单元的两个工作频带的中心频率相距较大。为了便于描述，本申请将双频天线中两个工作频带的中较高的工作频带称为高频，对应的天线单元称为高频单元；将双频天线中两个工作频带的中较低的工作频带称为低频，对应的天线单元称为低频单元。

因此，本申请提出了一种新型的双频天线，该双频单元的两个工作频带的中心频率相差较小，同时解决高频单元和低频单元之间干扰严重的问题。

发明内容

本申请提供了一种双频天线，该双频天线的两个天线单元工作的中心频率相差较小，解决了两个天线单元之间干扰严重的问题。

第一方面，本申请提供一种双频天线，该双频天线包括第一天线单元，第二天线单元，以及反射板，第一天线单元以及第二天线单元均与反射板连接。第一天线单元与第二天线单元位于同一中心轴上，第二天线单元嵌入在第一天线单元中，第一天线单元工作的中心频率为f1，第二天线单元工作的中心频率为f2，其中f1＝K*f2，K大于0.5，小于1。第一天线单元包括第一谐振结构。和/或，第二天线单元包括第二谐振结构。

一种实施方式中，第一谐振结构与第一天线单元电连接。或者，第一谐振结构与第一天线单元电磁耦合连接。

一种实施方式中，第二谐振结构与第二天线单元电连接，或者，第二谐振结构与第二天线单元电磁耦合连接。

可见，无论谐振结构(第一谐振结构或者第二谐振结构)与对应的天线单元是直接电连接，还是电磁耦合连接。第一谐振结构可以将耦合到第一天线单元上的第二天线单元的辐射的能量滤除掉。同样的，第二谐振结构可以将耦合到第二天线单元上的第一天线单元的辐射的能量滤除掉。从而采用本申请提供的谐振结构可以降低双频天线的两个天线单元之间的耦合，从而可以使中心频率相差较小的两个天线单元实现共轴结构的双频天线。

一种实施方式中，第一谐振结构和/或第二谐振结构为金属条状结构。示例的，第一谐振结构和/或第二谐振结构为非封闭的金属环状结构或者折线形金属条状结构。

一种实施方式中，第一谐振结构的长度和/或第二谐振结构的长度为其对应的天线单元工作波长的四分之一。

一种实施方式中，第一天线单元和/或第二天线单元为偶极子天线。

一种实施方式中，第一天线单元和/或第二天线单元为双极化天线。

一种实施方式中，第一天线单元和/或第二天线单元为双极化的印刷偶极子天线。

一种实施方式中，第一天线单元工作的中心频率f1大于等于2.4GHz且小于等于2.8GHz，且所述第二天线单元工作的中心频率大于等于3.3GHz且小于等于3.7GHz。

第二方面，本申请还提供一种低频天线单元，包括以上第一方面以及第一方面任一实施方式的低频天线单元。

第三方面，本申请还提供一种高频天线单元，包括以上第一方面以及第一方面任一实施方式的高频天线单元。

第四方面，本申请还提供一种天线阵列，包括以上第一方面以及第一方面任一实施方式的双频天线，和/或以上任一方面以及任一方面任一实施方式低频天线单元或者高频天线单元。

第五方面，本申请还提供一种电子设备，包括以上第一方面以及第一方面任一实施方式的天线单元，和/或以上任一方面以及任一方面任一实施方式低频天线单元或者高频天线单元，和/或以上第四方面以及第四方面任一实施方式的天线阵列。其中所述的电子设备可以是终端，也可以是无线接入网设备。

以上第二方面至第五方面的有益效果请参照以上第一方面的描述，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种双频单元100的3D结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种谐振结构200的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种双频单元300的3D结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种低频单元40的的主视示意图；

图5为本申请实施例提供的一种高频馈电结构500的主视示意图；

图6为本申请实施例提供的一种高频馈电结构502的主视示意图；

图7为本申请实施例提供的一种双频单元300底部结构3D示意图；

图8为本申请实施例提供的一种天线阵列800的3D结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

1)、终端，又称之为用户设备(user equipment，UE)，是一种向用户提供语音和/或数据连通性的设备，例如，具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。常见的终端例如包括：手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device，MID)、可穿戴设备，以及客户终端设备(customer premise equipment，CPE)，例如智能手表、智能手环、计步器等。

2)、无线接入网(radio access network，RAN)设备，又称为基站，是一种将终端接入到无线网络的设备，包括但不限于：传输接收点(transmission reception point，TRP)、演进型节点B(evolved Node B，eNB)、无线网络控制器(radio network controller，RNC)、节点B(Node B，NB)、基站控制器(base station controller，BSC)、基站收发台(basetransceiver station,BTS)、家庭基站(例如，home evolved NodeB，或home Node B，HNB)、基带单元(baseband unit，BBU)。此外，还可以包括下一代移动通信的接入网设备，以及Wifi接入点(access point，AP)等。

3)、“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

为了便于描述，本申请将双频天线中两个工作频带的中较高的工作频带称为高频，对应的天线单元称为高频单元；将双频天线中两个工作频带的中较低的工作频带称为低频，对应的天线单元称为低频单元。

本申请提供双频天线工作的中心频率相差较小，具体的，低频单元工作的中心频率是高频单元工作的中心频率的0.5倍以上且在1倍以下，即可以使得中心频率相距较近的高频单元和低频单元共轴实现双频天线的功能，且，通过采用本申请提供的谐振结构，可以有效地降低该双频天线的高频单元和低频单元之间的干扰。

请参考图1，其为本申请提供的一种双频天线100的结构示意图，双频天线100包括第一天线单元10，第二天线单元20以及反射板30。第一天线单元10以及第二天线单元20均与反射板30连接。其中，第一天线单元10和第二天线单元20位于同一中心轴上，第二天线单元20嵌入在第一天线单元10中。第一天线单元10工作的中心频率为f1，第二天线单元20工作的中心频率为f2，其中f1＝K*f2，K大于0.5，小于1。第一天线单元10包括第一谐振结构110。第二天线单元20包括第一谐振结构210。可选的，本申请实施例双频天线100可以仅包括第一谐振结构110或者可以仅包括第二谐振结构120，本申请对此不作限制。

其中，第一天线单元10为双频天线中频率较低的天线单元，因此又称为低频单元10，第二天线单元20为双频天线中频率较高的天线单元，因此又可以称为高频单元20。

图1所示的第一天线单元10，第二天线单元20，反射板30，第一谐振结构110，以及第二谐振结构120的形状仅为示例，本申请对此不作限制。

示例的，第一谐振结构110的长度为第一天线单元10工作的中心频率对应波长的四分之一。同样的，第二谐振结构120的长度为第二天线单元20工作的中心频率对应波长的四分之一。此处仅为示例，本申请对第一谐振结构110或者第二谐振结构120的长度不作限制。

可见，通过采用本申请提供的第一谐振结构110和/或第二谐振结构120可以降低中心频率较近的高低频单元之间的耦合，从而中心频率较近的高低频单元共轴实现双频天线功能，且高低频单元之间的干扰较小。

请继续参考图1，第一谐振结构110与第一天线单元10直接连接，即直接电连接。可选的，第一谐振结构110与第一天线单元10不接触，二者通过耦合连接。本申请对此不作限制。

同样的，第二谐振结构210与第二天线单元20直接连接，即直接电连接。可选的，第二谐振结构210与第二天线单元20不接触，二者通过耦合连接。本申请对此不作限制。

如图1所示，第一谐振结构110和/或第二谐振结构210为金属条状结构。可选的，第一谐振结构110和/或第二谐振结构210还可以是金属杆状结构或者金属片状结构等，本申请对此不作限制。

示例的，第一谐振结构110和/或第二谐振结构210可以为图2所示的谐振结构200，图2所示的谐振结构200为弯折的金属条状结构，图2中弯折为“C”字形的金属条状结构。可选的，谐振结构200还可以为其他环形或者其他折线形，图2仅为示例，本申请对谐振结构200具体形状不作限制。

可选的，第一天线单元10和/或第二天线单元20为偶极子天线。

可选的，第一天线单元10和/或第二天线单元20为双极化天线。

本申请实施例提供的双频天线的高低频单元工作的中心频率相距较近，示例的，第一天线单元10工作的中心频率f1大于等于2.4GHz且小于等于2.8GHz。第二天线单元20工作的中心频率大于等于3.3GHz且小于等于3.7GHz。从而中心频率靠近的两个天线单元可以共轴在一起，以实现双频天线功能。

下面具体以一个低频单元工作的中心频率为2.6GHz，高频单元工作的中心频率为3.5GHz的双频天线为例说明，请参考图3，其为本申请实施例提供的双频天线300的结构示意图。双频天线300包括低频单元40和高频单元50，以及反射板60。低频单元40和高频单元50均与反射板60直接相连。

低频单元40包括4个相同第一偶极子天线410和低频底座440。可选的，低频单元40包括还可以包括2个第一偶极子天线410，或者其他数量的第一偶极子天线410，本申请对此不作限制。每个第一偶极子天线410包括第一辐射单元4110，第一巴伦结构4120，第一谐振结构4130以及第一介质板4140。请结合图4，其为本申请提供第一偶极子天线410的结构示意图的主视图。其中，第一巴伦结构4120和第一谐振结构4130位于第一介质板4140的同一侧，如图4所示的主视图正面，第一巴伦结构4120和第一谐振结构4130用实线表示。第一辐射单元4110位于第一介质板4140的另外一面(主视图背面，图4中虚线表示)。其中，低频单元40通过低频底座440与反射板60连接，示例的，可以使用图中所示的铆钉70，将低频底座440固定在反射板60上，从而将低频单元40固定在反射板60上。

其中，图中所示的第一谐振结构4130为非封闭的环状结构，此处仅为示例，第一谐振结构4130还可以为“L”形或者“T”形等，本申请对此不作限制。

可选的，第一偶极子天线410还可以包括第一插接结构4150，该第一插接结构4150用于将第一偶极子天线410与低频底座440插接，从而将第一偶极子天线410固定在低频底座440上，也即将低频单元40固定在低频底座上。

图4中所示的，第一谐振结构4130与第一偶极子天线410是通过电磁耦合连接的，可选的，第一谐振结构4130与第一偶极子天线410还可以直接电连接，如，第一谐振结构4130的一端与第一偶极子天线410的第一巴伦结构4120直接连接，示例的，第一谐振结构4130和第一巴伦结构4120一体成型或者焊接连接，本申请对此不作限制。示例的，第一谐振结构4130的长度为低频单元40工作的中心频率对应波长的四分之一，此处仅为示例，本申请对第一谐振结构4130的长度不作限制。

请继续参考图3，高频单元50为双极化偶极子天线，包括第二辐射单元510，第一馈电结构500，第二馈电结构502以及高频底座540。第一馈电结构500为高频单元50的一个极化的辐射单元部分进行馈电，第二馈电结构502为另外一个极化的辐射单元部分进行馈电。请结合图5，第二辐射单元510通过第一馈电结构500和第二馈电结构502与高频底座540连接。可选的，第一馈电结构500或者第二馈电结构502包括至少一个第二插接结构，如图5所示，第一馈电结构500包括4个第二插接结构，分别如图中550,552,554,556所示，则，第一馈电结构500通过第二插接结构550和552与第二辐射单元510插接，从而实现第一馈电结构500与第二辐射单元510之间相连接；第一馈电结构500通过第二插接结构554和556与高频底座540插接，从而实现第一馈电结构500与高频底座540之间相连接。

请继续参考图3和图5，第一馈电结构500包括第二巴伦结构520，第二谐振结构530以及第二介质板560，金属接地层570。其中，第二巴伦结构520和第二谐振结构530位于第二介质板560的同一侧(图5中以实现表示主视图正面的线条)图5所示的主视图的正面，金属接地层570位于第二介质板560的另一侧(图5中虚线表示主视图背面的线条)。

其中，图中所示的第二谐振结构530为拱形结构，此处仅为示例，第二谐振结构530还可以为“L”形或者“T”形等，本申请对此不作限制。

如图5所示，第二谐振结构530与高频单元50是直接电连接的，具体的，图5所示的第二谐振结构530一端直接与第二巴伦结构520相连接，示例的，第二谐振结构530一端直接与第二巴伦结构520可以一体成型或者焊接连接，本申请对此不作限制。可选的，第二谐振结构530与高频单元50还可以通过电磁耦合连接的，即第二谐振结构530与高频单元50不直接连接，二者相距一定的距离进行电磁耦合，本申请对此不作限制。示例的，第二谐振结构530的长度为高频单元50工作的中心频率对应波长的四分之一，此处仅为示例，本申请对第二谐振结构530的长度不作限制。

可选的，第二介质板560上设置有插槽580，插槽580便于使第一馈电结构500和第二馈电结构502之间的跨接和安装，具体插槽的形状以及大小本申请对此不作限制。

请进一步结合图6所示的第二馈电结构502的结构示意图的主视图，第二馈电结构502基本相同，因此第二馈电结构502的结构请参考以上第一馈电结构500的说明，此处不再赘述。需要特殊说明的是，第二馈电结构502中的插槽680同插槽580为互补型插槽，所以两个插槽具体结构上略有差异，本申请对此不作限制，另外，由于插槽的形状不同，为了避开插槽的地方，第二巴伦结构620与第二巴伦结构520的弯折情况也略有不同，本申请对此不作限制。

请结合图3至图7所示的双频单元300的各个示意图，低频单元40的第一辐射单元4110通过第一插接结构4150与低频底座440插接相连，相应的，低频底座440开有8个矩形槽7150，矩形槽7150用于与第一插接结构4150配套插接，从而使低频单元40的第一辐射单元4110与低频底座440连接在一起，低频底座440又可以通过多个铆钉70固定在反射板60上，从而可以使低频单元40接地。

同样的，高频单元的第一馈电结构500和第二馈电结构502都与高频底座540相连接，高频底座540对应的插接位置开有矩形槽750，图7中开有4个矩形槽750，其中相对的两个矩形槽750用于插接安装第一馈电结构500，另外相对的两个矩形槽750用于插接安装第二馈电结构502，高频底座540又可以通过多个铆钉72固定在反射板60上，从而可以使高频单元50接地。

需要说明的是，图7虚线线条所示的结构为反射板60上镂空处，是为了防止低频单元40或者高频单元50短路，或者为了便于连接馈线线缆等安装工艺而在反射板60上挖空的位置。

可见，低频单元40和高频单元50分别用不同的底座与反射板60相连接，可以降低高低频之间的干扰。本申请对高低频底座的具体形状不作限制，大小不作限制。另外，高低频底座为可选结构。

示例的，低频底座440或者高频底座540可以为印刷电路板结构，反射板60为金属板结构，如为铜板。此处仅作为示例，本申请对低频底座440或者高频底座540以及反射板60的具体实现形式不作限制。

图3至图7所示的双频单元300中的低频单元40和高频单元50均为双极化天线，且均为印刷偶极子天线，可选的，低频单元40和/或高频单元50还可以为单极化天线，本申请对此不作限制。可选的，低频单元40和/或高频单元50还可以为压铸天线单元，本申请对此不作限制。

以上图3至图7所示的双频单元300的低频单元40工作的中心频率为2.6GHz。高频单元50工作的中心频率为3.5GHz，可以看出低频单元40和高频单元50工作的中心频率较为靠近(低频单元工作的中心频率是高频单元工作的中心频率的0.74倍)。通过采用本申请实施例提供的第一谐振结构4130，可以将耦合到低频单元40上的高频能量滤除掉；同样的，第二谐振结构530可以将耦合到高频单元50上的低频能量滤除掉。从而可以有效地降低高低单元之间的干扰，提高了双频天线300的高低频单元之间的隔离度。

进一步的，本申请实施例提供了一种天线阵列800，请参考图8，图中示意了4个双频单元300排列而成的天线阵列800。可选的，只要包括至少一个本申请实施例提供的双频天线，都属于本申请的保护范围，本申请对天线阵列800中包括的本申请实施例提供的双频天线的个数不作限制。

本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括以上任一实施例提供的双频天线，和/或天线阵列。所述的电子设备可以是终端，也可以是无线接入网设备。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种双频天线，其特征在于，包括第一天线单元，第二天线单元，以及反射板，所述第一天线单元以及所述第二天线单元均与所述反射板连接；

所述第一天线单元与所述第二天线单元位于同一中心轴上，所述第二天线单元嵌入在所述第一天线单元中，所述第一天线单元工作的中心频率为f1，所述第二天线单元工作的中心频率为f2，其中f1＝K*f2，K大于0.5，小于1；

所述第一天线单元包括第一谐振结构；和/或，所述第二天线单元包括第二谐振结构。

2.如权利要求1所述的双频天线，其特征在于，当所述第一天线单元包括第一谐振结构时，所述第一谐振结构与所述第一天线单元电连接，或者，所述第一谐振结构与所述第一天线单元电磁耦合连接。

3.如权利要求1所述的双频天线，其特征在于，当所述第二天线单元包括第二谐振结构时，所述第二谐振结构与所述第二天线单元电连接，或者，所述第二谐振结构与所述第二天线单元电磁耦合连接。

4.如权利要求2或3任一所述的双频天线，其特征在于，所述第一谐振结构和/或所述第二谐振结构为金属条状结构。

5.如权利要求2至4任一所述的双频天线，其特征在于，所述第一天线单元和/或所述第二天线单元为偶极子天线。

6.如权利要求2至5任一所述的双频天线，其特征在于，所述第一天线单元和/或所述第二天线单元为双极化天线。

7.如权利要求2至6任一所述的双频天线，其特征在于，所述第一天线单元和/或所述第二天线单元为双极化的印刷偶极子天线。

8.如权利要求1至7任一所述的双频天线，其特征在于，所述第一天线单元工作的中心频率f1大于等于2.4GHz且小于等于2.8GHz，且所述第二天线单元工作的中心频率大于等于3.3GHz且小于等于3.7GHz。

9.一种天线阵列，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的双频天线。

10.一种电子设备，其特征在于，包括以上权利要求1至8任一项所述的双频天线，和/或如权利要求9所述的天线阵列。