CN110071358B - 一种基于折叠耦合的5g多频段蝶形天线 - Google Patents

一种基于折叠耦合的5g多频段蝶形天线 Download PDF

Info

Publication number
CN110071358B
CN110071358B CN201910304895.0A CN201910304895A CN110071358B CN 110071358 B CN110071358 B CN 110071358B CN 201910304895 A CN201910304895 A CN 201910304895A CN 110071358 B CN110071358 B CN 110071358B
Authority
CN
China
Prior art keywords
butterfly
antenna
coupling
folding
multiband
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
Application number
CN201910304895.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110071358A (zh
Inventor
杨陆迁
阮成礼
江平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Cihua Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Chengdu Haiao Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Haiao Technology Co ltd filed Critical Chengdu Haiao Technology Co ltd
Priority to CN201910304895.0A priority Critical patent/CN110071358B/zh
Publication of CN110071358A publication Critical patent/CN110071358A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110071358B publication Critical patent/CN110071358B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/10—Resonant antennas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本公开涉及一种用于5G折叠屏幕手持终端的蝶形天线，通过屏幕与天线的折叠与展开，分别覆盖5G通信的高、低频段，有效减少天线数量，降低发射电路的复杂度。包括两个蝶形天线；其中，一个蝶形天线通过微带线直接馈电，由同轴馈电辐射贴片和介质基片组成；另一个蝶形天线采用耦合馈电，由耦合辐射贴片和介质基片组成；天线有两种工作状态，两个蝶形天线展开时工作于低频段，折叠后工作于高频段。本发明迎合了5G和折叠屏幕的时代潮流，利用折叠屏幕通信手持终端的展开和折叠两种状态下，两个蝶形天线形成的不同电磁场和组合天线特性，在5G通信的高低频段都取得良好的信号收发效果，减少手机内置单元天线的数量，降低发射电路的复杂度。

Description

一种基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种5G通讯终端用蝶形天线、开槽天线、耦合天线、谐振腔天线。
背景技术
5G通讯和折叠屏幕技术的兴起，有利地推动了MIMO技术的发展。MIMO需要充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。然而MIMO技术的发展也显著增加了天线的数量和发射电路的复杂度，物理上削减天线的数量和降低电路的复杂度而不影响5G通讯的质量也就成为了当今5G天线的关键技术。
在5G通讯技术中，蝶形天线是当今宽带天线的研究热门，广泛的运用于各种智能通讯设备之中。微带蝶形天线是由双锥天线演变而来，而微带蝶形天线的引入，使其物理尺寸远小于对称双锥天线，这就为其使用在各种智能设备提供了有力的支持。
为了改善蝶形天线在通讯设备的结构限制，常常通过改变介质基板的介电常数，开槽和加载等方式改善其物理尺寸。为了提高天线增益，一般使用阵列式设计和添加放大器等方式，涉及到复杂的整列计算和功分器的设计，而且带宽显著变窄。
发明内容
本发明提供一种用于5G折叠屏幕手持终端的蝶形天线，通过屏幕与天线的折叠与展开，分别覆盖5G通信的高、低频段，有效减少天线数量，降低发射电路的复杂度。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，包括两个蝶形天线；其中，一个蝶形天线由同轴馈电辐射贴片和介质基片组成，为同轴线通过微带线直接馈电；另一个蝶形天线由耦合辐射贴片和介质基片组成，采用耦合馈电；所述基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线有两种工作状态，两个蝶形天线展开时工作于低频段，折叠后形成谐振腔工作于高频段。
优选的，所述蝶形天线采用开槽式的设计，其蝶形贴片母线长物理尺寸小于λ/4。
优选的，所述开槽式的设计采用矩形槽。
优选的，所述两个蝶形天线采用垂直对称蝶形贴片结构。
优选的，所述两个蝶形天线采用垂直折叠方式工作于高频段。
优选的，折叠后的所述两个蝶形天线处于斜对称状态。
优选的，所述基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线的微带采用3D打印的方式设计和制造。
优选的，所述低频段是3.4～3.6GHZ。
优选的，所述高频段是24.25～27.5GHZ。
本发明的有益效果在于，迎合了5G和折叠屏幕的时代潮流，利用折叠屏幕通信手持终端的展开和折叠两种状态下，两个蝶形天线形成的不同电磁场和组合天线特性，在5G通信的高低频段都取得良好的信号收发效果，减少手机内置单元天线的数量，降低发射电路的复杂度。
附图说明
图1为是本发明的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线未折叠时的低频蝶形天线结构图；
图2是本发明的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线折叠之后的谐振腔式的天线结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本实施例的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线未折叠时的低频蝶形天线结构图。采用垂直对称蝶形贴片(即同轴馈电辐射贴片1和耦合辐射贴片2)加介质基片3结构，一共由两部分组成，一部分为同轴线通过微带线直接馈电的蝶形天线(该蝶形天线上有同轴线馈电点4)，另外一部分为和直接馈电相同结构的耦合天线组成。蝶形天线的设计采用开槽式的天线设计，即蝶形贴片上开有矩形槽5；蝶形贴片母线长物理尺寸略小于λ/4，λ是电磁波的波长。对称式的天线设计使其具有良好的方向性，多结构天线单点馈电耦合的设计方式，不同于以往的多结构天线单馈电加功分器的设计或多点馈电的结构设计，其加工简单，运用广泛。微带可采用3D打印的设计方式，其可塑性将大大高于当今广泛运用于手机通讯中的折合振子天线。以华为mate x的折叠工作方式来说明，当手机处于平板模式，即天线处于图1所示垂直对称展开状态，天线将工作在低频段3.4～3.6GHZ，可称作“平板低频模式”。当工作在5G低频段时，通过类分形天线的耦合作用提高了天线的增益，同时也能改善天线带宽。天线在低频段带宽大于200MHZ，相对带宽大于5％。将图1左侧的蝶形贴片顺时针旋转90度，右侧的蝶形贴片逆时针旋转90度，可以构成水平对称蝶形贴片结构。
图2是本发明的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线折叠之后的谐振腔式的天线结构图。当手机折叠之后，天线也将随之折叠，称作“手机高频模式”，天线处于折叠状态，折叠之后工作在24.25～27.5GHZ。天线的带宽可通过调节天线尺寸和开槽大小继续扩展。天线也可以采用水平放置(前述水平对称)，水平折叠的工作方式。本专利侧重于性能更优的垂直折叠设计，即由图1的垂直对称蝶形贴片结构折叠而成。经优化设计，折叠后的天线处于图2所示的斜对称状态，性能最优。斜对称状态指折叠的折线不是两个蝶形贴片同轴馈电辐射贴片1和耦合辐射贴片2之间的中轴线，而是偏向其中一个贴片；折叠后两个贴片相互错开、偏离、不完全重合的状态。当工作在高频段时，通过折叠式的设计，利用谐振腔耦合原理调整天线的工作频点，使带宽有数倍的提升，且增益基本维持不变。高频带宽可达10GHZ以上，相对带宽大于40％。

Claims (9)

1.一种基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：包括两个蝶形天线；其中，一个蝶形天线包括同轴馈电辐射贴片(1)和介质基片(3)，为同轴线通过微带线直接馈电；另一个蝶形天线包括耦合辐射贴片(2)和介质基片(3)，采用耦合馈电；所述基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线有两种工作状态，两个蝶形天线展开时工作于低频段，折叠后形成谐振腔工作于高频段。
2.根据权利要求1所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：所述同轴馈电辐射贴片(1)和耦合辐射贴片(2)的母线长物理尺寸小于λ/4；同轴蝶形天线辐射贴片(1)和耦合辐射贴片(2)均由多个扇形区域组成，每个扇形区域由一段圆弧和两段相交的直线围成，母线是各扇形区域的半径；所述两个蝶形天线采用开槽式的设计。
3.根据权利要求2所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：所述开槽式的设计采用矩形槽(5)。
4.根据权利要求1所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：所述采用耦合馈电的蝶形天线以微带线耦合馈电，两个蝶形天线展开时各自的微带线走线方向位于同一条直线上。
5.根据权利要求4所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：折叠后的所述两个蝶形天线处于垂直对称状态工作于高频段。
6.根据权利要求4所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：折叠后的所述两个蝶形天线处于斜对称状态工作于高频段。
7.根据权利要求1所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：所述基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线采用3D打印的方式设计和制造。
8.根据权利要求1所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：所述低频段是3.4～3.6GHZ。
9.根据权利要求1所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：所述高频段是24.25～27.5GHZ。
CN201910304895.0A 2019-04-16 2019-04-16 一种基于折叠耦合的5g多频段蝶形天线 Active CN110071358B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910304895.0A CN110071358B (zh) 2019-04-16 2019-04-16 一种基于折叠耦合的5g多频段蝶形天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910304895.0A CN110071358B (zh) 2019-04-16 2019-04-16 一种基于折叠耦合的5g多频段蝶形天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110071358A CN110071358A (zh) 2019-07-30
CN110071358B true CN110071358B (zh) 2020-11-20

Family

ID=67367739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910304895.0A Active CN110071358B (zh) 2019-04-16 2019-04-16 一种基于折叠耦合的5g多频段蝶形天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110071358B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112952345B (zh) * 2021-01-27 2023-05-26 维沃移动通信有限公司 电子设备
CN115498398A (zh) * 2021-06-18 2022-12-20 中兴通讯股份有限公司 一种天线及可折叠终端设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109193117A (zh) * 2018-09-13 2019-01-11 维沃移动通信有限公司 一种移动终端和天线控制方法
CN109524760A (zh) * 2018-09-30 2019-03-26 维沃移动通信有限公司 一种终端设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7889139B2 (en) * 2007-06-21 2011-02-15 Apple Inc. Handheld electronic device with cable grounding
CN101257147A (zh) * 2008-03-20 2008-09-03 上海交通大学 蝶形空气微带天线
CN203787566U (zh) * 2014-04-08 2014-08-20 成都福兰特电子技术有限公司 一种应用于4g网络的双菱形环路多频微带天线
US9778368B2 (en) * 2014-09-07 2017-10-03 Trimble Inc. Satellite navigation using side by side antennas
CN104767026B (zh) * 2015-03-09 2017-10-20 华南理工大学 一种覆盖七频段的小型移动通信设备天线
CN106848542B (zh) * 2017-01-11 2019-08-02 瑞声科技（南京）有限公司 一种天线及移动终端
CN108461906B (zh) * 2018-03-23 2020-04-24 北京理工大学 一种基于智能折纸结构的跨波段变频天线
CN109546303A (zh) * 2018-11-06 2019-03-29 成都频岢微电子有限公司 一种基于超材料的小型化高增益圆极化天线

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109193117A (zh) * 2018-09-13 2019-01-11 维沃移动通信有限公司 一种移动终端和天线控制方法
CN109524760A (zh) * 2018-09-30 2019-03-26 维沃移动通信有限公司 一种终端设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN110071358A (zh) 2019-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9525212B2 (en) Feeding network, antenna, and dual-polarized antenna array feeding circuit
KR100941648B1 (ko) 안테나 소자 및 광대역 안테나 장치
CN102856631A (zh) 天线与其通信装置
Parchin et al. A closely spaced dual-band MIMO patch antenna with reduced mutual coupling for 4G/5G applications
CN109301455A (zh) 一种宽带低剖面定向天线
JP4649634B2 (ja) マルチバンドモノポールアンテナ
CN211295385U (zh) 一种天线辐射装置及天线
CN106299690A (zh) 一种差分馈电宽带圆极化天线
CN104505578A (zh) 一种全向双圆极化天线
CN104901004A (zh) 一种高增益端射毫米波天线
CN114976665B (zh) 一种加载频率选择表面辐射稳定的宽带双极化偶极子天线
CN107634322A (zh) 双频高增益全向天线
CN110071358B (zh) 一种基于折叠耦合的5g多频段蝶形天线
Lee et al. A wideband planar monopole antenna array with circular polarized and band-notched characteristics
CN114336024B (zh) 一种应用于毫米波通信系统的宽带圆极化平面天线阵列
CN201601223U (zh) 一种小型化双频全向微带天线
CN106816697B (zh) 低剖面的uhf宽带圆极化手持终端天线
CN206225547U (zh) 一种差分馈电宽带圆极化天线
CN102969567A (zh) 通讯装置及其增加天线操作频宽的方法
TW201304271A (zh) 天線
CN104767026A (zh) 一种覆盖七频段的小型移动通信设备天线
CN204516894U (zh) 一种覆盖七频段的小型移动通信设备天线
CN211578966U (zh) 渐变缝隙天线及通讯装置
Baharom et al. Multiple-element PIFA MIMO antenna system design for future 5G wireless communication applications
Zhang et al. An electrically small low-profile and ultra-wideband antenna with monopole-like radiation characteristics

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 3301, Vanke Huizhi center, 19 Changhua Road, Wuhou District, Chengdu, Sichuan 610000

Patentee after: Chengdu Cihua Technology Co.,Ltd.

Address before: 3301, Vanke Huizhi center, 19 Changhua Road, Wuhou District, Chengdu, Sichuan 610000

Patentee before: CHENGDU HAIAO TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder