CN110165379A - 多频天线和终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多频天线和终端。该多频天线包括：至少两个第一天线分支，和至少一个第二天线分支；至少两个所述第一天线分支的工作频段相同，第一天线分支与所述第二天线分支的工作频段不同；任意两个所述第一天线分支之间设有第二天线分支；第二天线分支包括：第一天线辐射体、接地分支、隔离接地电路；第二天线分支的接地分支的一端与第一天线辐射体连接，第二天线分支的接地分支的另一端与所述第二天线分支的隔离接地电路的一端连接，第二天线分支的隔离接地电路的另一端接地，第二天线分支的隔离接地电路用于对所述第一天线分支和所述第二天线分支起到隔离作用。本发明实施例在有限空间内实现了高隔离度的多频天线。

Description

多频天线和终端

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种多频天线和终端。

背景技术

5G技术作为下一代通信技术，在移动通信终端例如物联网设备等领域有着广泛的应用。为了提高移动通信终端信号的质量及传输速率，多天线技术成为5G技术必然的趋势。与此同时，现有通信终端集成化、小型化的设计要求也在不断提高，在越来越小的净空环境下随着天线设计数量成倍的增加，天线的高辐射效率、高隔离度设计也成为通信终端的设计难题。

目前，近距离同频天线的隔离度设计主要以垂直极化设计(即天线极化方向的垂直设计)、天线之间附加的隔离度走线及中和线等方式实现。但上述设计都是对天线的拓扑结构的特殊设计或在天线基础上增加更多的走线设计，无法在极限狭窄空间下实现高隔离度。

因此，对于本领域技术人员来说，亟需实现一种能够在有限空间同频多天线环境下具有高隔离度的天线。

发明内容

本发明提供一种多频天线和终端，以实现在有限空间内的高隔离度多频天线。

第一方面，本发明提供一种多频天线，包括：

至少两个第一天线分支，和至少一个第二天线分支；

其中，至少两个所述第一天线分支的工作频段相同，所述第一天线分支与所述第二天线分支的工作频段不同；

任意两个所述第一天线分支之间设有所述第二天线分支；

所述第二天线分支包括：第一天线辐射体、接地分支、隔离接地电路；

其中，所述第二天线分支的接地分支的一端与所述第一天线辐射体连接，所述第二天线分支的接地分支的另一端与所述第二天线分支的隔离接地电路的一端连接，所述第二天线分支的隔离接地电路的另一端接地，所述第二天线分支的隔离接地电路用于对所述第一天线分支和所述第二天线分支起到隔离作用。

第二方面，本发明提供一种终端，包括：

如第一方面中任一项所述的多频天线。

本发明实施例提供的多频天线和终端，多频天线包括：至少两个第一天线分支，和至少一个第二天线分支；其中，至少两个所述第一天线分支的工作频段相同，所述第一天线分支与所述第二天线分支的工作频段不同；任意两个所述第一天线分支之间设有所述第二天线分支；所述第二天线分支包括：第一天线辐射体、接地分支、隔离接地电路；其中，所述第二天线分支的接地分支的一端与所述第一天线辐射体连接，所述第二天线分支的接地分支的另一端与所述第二天线分支的隔离接地电路的一端连接，所述第二天线分支的隔离接地电路的另一端接地，上述方案中该第二天线分支的天线辐射体上增设有接地分支，不会额外占用空间，而且接地分支通过隔离接地电路接地，该隔离接地电路可以对所述第一天线分支和所述第二天线分支起到隔离作用，而且不影响第二天线分支的辐射。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本发明提供的多频天线一实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的多频天线另一实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的多频天线一实施例的原理示意图；

图4是本发明提供的多频天线另一实施例的原理示意图

图5是本发明提供的一种终端的框图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先对本发明所涉及的应用场景进行介绍：

本发明实施例提供的多频天线，应用于终端中，在终端内有限空间多天线环境下，提高天线间的隔离度。

本发明实施例中的终端可以包括但不限于：手机、平板电脑、可穿戴设备、物联网设备等移动终端。

本发明实施例中，通过在两个相同的工作频段的第一天线分支之间，设置一个不同频段的第二天线分支，而且该第二天线分支的天线辐射体上增设有接地分支，而且接地分支通过隔离接地电路接地，该隔离接地电路可以对所述第一天线分支和所述第二天线分支起到隔离作用，而且不影响第二天线分支的辐射。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1是本发明提供的多频天线一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的多频天线，包括：

至少两个第一天线分支，和至少一个第二天线分支；

其中，至少两个所述第一天线分支的工作频段相同，所述第一天线分支与所述第二天线分支的工作频段不同；

任意两个所述第一天线分支之间设有所述第二天线分支；

所述第二天线分支包括：第一天线辐射体、接地分支、隔离接地电路；

其中，所述第二天线分支的接地分支的一端与所述第一天线辐射体连接，所述第二天线分支的接地分支的另一端与所述第二天线分支的隔离接地电路的一端连接，所述第二天线分支的隔离接地电路的另一端接地，第二天线分支的隔离接地电路用于对所述第一天线分支和所述第二天线分支起到隔离作用。

具体的，本发明实施例中以在狭窄环境下具有同频多MIMO天线环境为例进行说明。

每两个同频MIMO天线，即第一天线分支之间设有其他频段的第二天线分支，同时该第二天线分支除了本身的天线辐射体，还具有接地分支，接地分支上连接有隔离接地电路，该隔离接地电路接地，即该第二天线分支的天线辐射体除了本身具有的接地点之外，还通过接地分支以及隔离接地电路设有一接地点，隔离接地电路对第一天线分支和第二天线分支起到隔离作用，例如可以通过对需要隔离的第一天线分支产生谐振，对天线辐射场强起到隔离作用，或者，其等效长度为第一天线分支的四分之一波长整数倍，能够对第一天线分支的板路信号电流起到较高的隔离作用，并且可以使得第二天线分支的信号不短路接地，从而实现隔离作用。而且第二天线分支的工作频段与第一天线分支的工作频段不同，因此对需要隔离的第一天线分支不构成影响。

如图1所示，第二天线分支101的第一天线辐射体，还连接有接地分支130，该接地分支130串联相应的隔离接地电路140(例如通过电容或电感实现的电路)，该隔离接地电路140接地，实现对所需隔离的第一天线分支100和102的工作频段的隔离功能，并且不影响该第二天线分支101的工作频段。

在本发明的一些实施例中，隔离用的第二天线分支与所需隔离的第一天线分支的工作频段相距较远。例如：所需隔离的第一天线分支的工作频段为GSM900MHz，隔离用第二天线分支的工作频段可以为WIFI2.4GHz，在WIFI天线的接地分支上串联隔离接地电路，例如电感如15nH，该电感和WIFI天线的天线辐射体构成的接地回路具有与GSM900相同频段的自谐振，起到该频段隔离作用；同时该电感有阻高频的作用，防止WIFI2.4GHz信号被该接地回路短路，即不影响WIFI天线本身的辐射信号。

如图1所示，第一天线分支100、第二天线分支101、第一天线分支102为紧邻的三个天线分支，其中第一天线分支100和第一天线分支102例如为MIMO WIF天线分支与MIMOWIFI信号源11导通(工作频段2412-2472MHz，图1中MIMO WIFI模块可以包括信号源、功放、滤波、多工器、开关等信号电路器件及信号电路和天线的匹配电路)，第二天线分支101例如为MIMO LTE天线分支与MIMO LTE信号源12导通(工作频段824-960MHz，图1中MIMO LTE模块包括信号源，功放、滤波、多工器、开关等信号电路器件及信号电路和天线的匹配电路)，在第二天线分支101原有天线设计基础上，增加接地分支130并串联隔离接地电路140(例如电容或电感)，隔离接地电路140接地。其中隔离接地电路140的作用：1、形成与第一天线分支100和第一天线分支102的谐振(即形成接地情况下WIFI频段的接地天线分支)，2、隔离LTE频段，防止该接地点短路LTE天线，影响第二天线分支101辐射效率。

本实施例的多频天线，包括：至少两个第一天线分支，和至少一个第二天线分支；其中，至少两个所述第一天线分支的工作频段相同，所述第一天线分支与所述第二天线分支的工作频段不同；任意两个所述第一天线分支之间设有所述第二天线分支；所述第二天线分支包括：第一天线辐射体、接地分支、隔离接地电路；其中，所述第二天线分支的接地分支的一端与所述第一天线辐射体连接，所述第二天线分支的接地分支的另一端与所述第二天线分支的隔离接地电路的一端连接，所述第二天线分支的隔离接地电路的另一端接地，上述方案中该第二天线分支的天线辐射体上增设有接地分支，不会额外占用空间，而且接地分支通过隔离接地电路接地，对所述第一天线分支和所述第二天线分支起到隔离作用，而且不影响第二天线分支的辐射

在上述实施例的基础上，进一步，第二天线分支的数量也可以为至少两个，任意两个第二天线分支之间设有第一天线分支。

其中，所述第一天线分支包括：第二天线辐射体、接地分支、隔离接地电路；

其中，所述第一天线分支的接地分支的一端与所述第二天线辐射体连接，所述第一天线分支的接地分支的另一端与所述第一天线分支的隔离接地电路的一端连接，所述第二天线分支的隔离接地电路的另一端接地，所述第一天线分支的隔离接地电路对所述第一天线分支和所述第二天线分支起到隔离作用。

具体的，如图2所示，第一天线分支100、第二天线分支101、第一天线分支102、第二天线分支103为紧邻的四个天线分支，其中第一天线分支100和第一天线分支102例如为MIMO WIF天线分支与MIMO WIFI信号源11导通(工作频段2412-2472MHz，图2中MIMO WIFI模块包括信号源，功放、滤波、多工器、开关等信号电路器件及信号电路和天线的匹配电路)，第二天线分支101和第二天线分支103为MIMO LTE天线分支与MIMO LTE信号源12导通(工作频段824-960MHz，图2中MIMO LTE模块包括信号源，功放、滤波、多工器、开关等信号电路器件及信号电路和天线的匹配电路)。将第一天线分支和第二天线分支两两交叉，即第二天线分支101在第一天线分支100和第一天线分支102之间，第一天线分支102在第二天线分支101和第二天线分支103之间。在第二天线分支101和第一天线分支102原有天线设计基础上，增加接地分支(130和131)并分别串联隔离接地电路(例如电容或电感)140和141接地。

在本发明的一实施例中，隔离接地电路140的作用：1、形成与第一天线分支100和第一天线分支102的谐振(即形成接地情况下WIFI频段的接地天线分支)，2、隔离LTE频段，防止该接地点短路LTE天线，影响第二天线分支的辐射效率。隔离接地电路141的作用：1、形成与第二天线分支101和第二天线分支103的谐振(即形成接地情况下LTE频段的接地天线分支)，2、隔离WIFI频段，防止该接地点短路WIFI天线，影响第一天线分支的辐射效率。

在本发明的一些实施例中，隔离接地电路，包括：

至少一个隔离电路；

其中，所述隔离电路包括：

电感和/或电容；或，

带通滤波器或带阻滤波器。

具体的，上述隔离用的隔离电路可以通过电感和/或电容实现，也可以通过其他金属器件、金属走线、带阻/带通滤波器件等代替，形成等效感容值或形成特定频段的带通/带阻功能，其原理不变。

进一步的，隔离接地电路还包括：

有源开关；其中，所述有源开关的第一端与所述接地分支连接，所述有源开关的第二端与至少一个所述隔离电路的一端连接。

具体的，隔离电路也可以串联有源开关接地，在需要隔离不同的频段情况下选择不同的隔离电路，形成对所需隔离频段的调谐，可实现多频天线的隔离兼容。

进一步的，所述电感为可变电感，所述电容为可变电容。

具体的，隔离电路中的电感和电容也可以为可变感容器件，形成对所需隔离频段的调谐，可实现多频天线的隔离兼容。

进一步的，所述第一天线辐射体具有另一接地点，所述第二天线辐射体具有另一接地点。

进一步的，至少两个第一天线分支为不同的天线结构，或相同的天线结构。

其中，所述第一天线分支为单极子天线、PIFA天线或环形天线。

进一步的，至少两个所述第二天线分支为不同的天线结构，或相同的天线结构。

其中，所述第二天线分支为单极子天线、PIFA天线或环形天线。

具体的，如图1、图2所示，第一天线辐射体和第二天线辐射体可以设有其他天线接地点，构成天线的PIFA/环形天线LOOP等形式，即第一天线分支或第二天线分支可以为单极子天线、PIFA天线或环形天线。

本发明实施例中的第一天线分支和第二天线分支还可以为其他天线结构，本发明实施例对此并不限定。

本实施例中，该第一天线分支的天线辐射体上增设有接地分支，不会额外占用空间，而且接地分支通过隔离接地电路接地，实现对第一天线分支两侧的第二天线分支的隔离，例如该隔离接地电路可以产生与第二天线分支的谐振，而且不影响第一天线分支的辐射。

以下通过具体的示例，对多频天线的原理进行介绍：

图3为WIFI工作场景下，第一天线分支100和第一天线分支102具有同频，在第二天线分支101上通过接地分支及隔离接地电路140的设计，形成WIFI2.4GHz频段的等效接地隔离分支(如101的黑色阴影部分所示，具有2.4GHz半波长等效长度)，第一天线分支100和第一天线分支102的黑色阴影部分为天线辐射体部分，同时由于隔离接地电路140设为通高频阻低频的电容器件，因此该等效接地隔离分支对低频的第二天线分支101不构成影响，第二天线分支101的天线辐射体同时具有低频段自谐振功能。

图4为LTE工作场景下，第二天线分支101和第二天线分支103具有同频，在第一天线分支102上通过接地分支及隔离接地电路141的设计，形成LTE 824-960MHz频段的等效接地隔离分支(如102的阴影部分所示，具有800-900MHz半波长等效长度)，第二天线分支101和第二天线分支103的黑色阴影部分为天线辐射体部分，同时由于隔离接地电路141设为通低频阻高频的电容器件，因此该等效接地隔离分支对高频的第一天线分支102不构成影响，第一天线分支102的天线辐射体同时具有低频段自谐振功能。

图5是本发明提供的一种终端的框图。例如，终端可以是智能手机，计算机，平板设备，可穿戴设备、物联网设备等。

参照图5，终端还可以包括以下一个或多个组件：处理组件602，存储器604，电源组件606，多媒体组件608，音频组件610，输入/输出(I/O)的接口612，传感器组件614，以及通信组件616。

处理组件602通常控制移动终端的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件602可以包括一个或多个处理器620来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件602可以包括一个或多个模块，便于处理组件602和其他组件之间的交互。例如，处理组件602可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件608和处理组件602之间的交互。

存储器604被配置为存储各种类型的数据以支持移动终端的操作。这些数据的示例包括用于在移动终端上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器604可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件606为移动终端的各种组件提供电力。电源组件606可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为移动终端生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件608包括在所述移动终端和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件608包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当移动终端处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件610被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件610包括一个麦克风(MIC)，当移动终端处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器604或经由通信组件616发送。在一些实施例中，音频组件610还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口612为处理组件602和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件614包括一个或多个传感器，用于为移动终端提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件614可以检测到移动终端的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为移动终端的显示器和小键盘，传感器组件614还可以检测移动终端或移动终端一个组件的位置改变，用户与移动终端接触的存在或不存在，移动终端方位或加速/减速和移动终端的温度变化。传感器组件614可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件614还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件614还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件616被配置为便于移动终端和其他设备之间有线或无线方式的通信。移动终端可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G、3G、4G或5G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件616经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件616还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (11)

1.一种多频天线，其特征在于，包括：

至少两个第一天线分支，和至少一个第二天线分支；

其中，至少两个所述第一天线分支的工作频段相同，所述第一天线分支与所述第二天线分支的工作频段不同；

任意两个所述第一天线分支之间设有所述第二天线分支；

所述第二天线分支包括：第一天线辐射体、接地分支、隔离接地电路；

其中，所述第二天线分支的接地分支的一端与所述第一天线辐射体连接，所述第二天线分支的接地分支的另一端与所述第二天线分支的隔离接地电路的一端连接，所述第二天线分支的隔离接地电路的另一端接地，所述第二天线分支的隔离接地电路用于对所述第一天线分支和所述第二天线分支起到隔离作用。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二天线分支的数量为至少两个；

其中，所述第一天线分支包括：第二天线辐射体、接地分支、隔离接地电路；

其中，所述第一天线分支的接地分支的一端与所述第二天线辐射体连接，所述第一天线分支的接地分支的另一端与所述第一天线分支的隔离接地电路的一端连接，所述第二天线分支的隔离接地电路的另一端接地，所述第一天线分支的隔离接地电路用于对所述第一天线分支和所述第二天线分支起到隔离作用。

3.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，隔离接地电路，包括：

至少一个隔离电路；

其中，所述隔离电路包括：

电感和/或电容；或，

带通滤波器或带阻滤波器。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述隔离接地电路还包括：

有源开关；其中，所述有源开关的第一端与所述接地分支连接，所述有源开关的第二端与至少一个所述隔离电路的一端连接。

5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述电感为可变电感，所述电容为可变电容。

6.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第一天线辐射体具有另一接地点，所述第二天线辐射体具有另一接地点。

7.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，至少两个所述第一天线分支为不同的天线结构，或相同的天线结构。

8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述第一天线分支为单极子天线、PIFA天线或环形天线。

9.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，至少两个所述第二天线分支为不同的天线结构，或相同的天线结构。

10.根据权利要求9所述的天线，其特征在于，所述第二天线分支为单极子天线、PIFA天线或环形天线。

11.一种终端，其特征在于，包括：

如权利要求1-10任一项所述的多频天线。