CN111082207A - 一种天线结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构及电子设备，该天线结构包括：第一天线辐射体、第二天线辐射体、第一阻抗匹配电路、第二阻抗匹配电路、第一信号源和第二信号源；第一天线辐射体的第一端和第二天线辐射体的第一端之间通过缝隙耦合，第一天线辐射体的第二端接地，第二天线辐射体的第二端接地；第一阻抗匹配电路的第一端与第一天线辐射体的第一端连接，第一阻抗匹配电路的第二端与第一信号源的第一端连接；第二阻抗匹配电路的第一端与第二天线辐射体的第一端连接，第二阻抗匹配电路的第二端与第二信号源的第一端连接；第一信号源的第二端接地；第二信号源的第二端接地。本发明实施例可以改善天线之间的隔离度。

Description

一种天线结构及电子设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线结构及电子设备。

背景技术

随着科技的迅速发展，电子设备已经成为人们生活中必不可少的一种工具，并且为用户生活的各个方面带来了极大的便捷。为了保持电子设备的金属质感，电子设备的天线主流设计方案都是利用金属边框上开设断缝使得天线可以有效辐射。

但是现有技术中，由于多个天线公用断缝，导致天线之间的隔离度比较差。

发明内容

本发明实施例提供一种天线结构及电子设备，以解决天线之间的隔离度比较差的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种天线结构，包括：第一天线辐射体、第二天线辐射体、第一阻抗匹配电路、第二阻抗匹配电路、第一信号源和第二信号源；

所述第一天线辐射体的第一端和所述第二天线辐射体的第一端之间通过缝隙耦合，所述第一天线辐射体的第二端接地，所述第二天线辐射体的第二端接地；

所述第一阻抗匹配电路的第一端与所述第一天线辐射体的第一端连接，所述第一阻抗匹配电路的第二端与所述第一信号源的第一端连接；

所述第二阻抗匹配电路的第一端与所述第二天线辐射体的第一端连接，所述第二阻抗匹配电路的第二端与所述第二信号源的第一端连接；

所述第一信号源的第二端接地；

所述第二信号源的第二端接地。

第二方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括上述天线结构。

本发明实施例的天线结构，包括：第一天线辐射体、第二天线辐射体、第一阻抗匹配电路、第二阻抗匹配电路、第一信号源和第二信号源；所述第一天线辐射体的第一端和所述第二天线辐射体的第一端之间通过缝隙耦合，所述第一天线辐射体的第二端接地，所述第二天线辐射体的第二端接地；所述第一阻抗匹配电路的第一端与所述第一天线辐射体的第一端连接，所述第一阻抗匹配电路的第二端与所述第一信号源的第一端连接；所述第二阻抗匹配电路的第一端与所述第二天线辐射体的第一端连接，所述第二阻抗匹配电路的第二端与所述第二信号源的第一端连接；所述第一信号源的第二端接地；所述第二信号源的第二端接地。本发明实施例可以改善天线之间的隔离度。

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结构的结构图之一；

图2是本发明实施例提供的天线结构的结构图之二；

图3是本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图之一；

图4是本发明实施例提供的天线结构的结构图之三；

图5是本发明实施例提供的天线结构的结构图之四；

图6是本发明实施例提供的天线结构的结构图之五；

图7是本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图之二；

图8是本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图之三；

图9是本发明实施例提供的S参数的示意图之一；

图10是本发明实施例提供的S参数的示意图之二；

图11是本发明实施例提供的天线结构的结构图之六；

图12是本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图之四；

图13是本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图之五；

图14是本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图之六；

图15是本发明实施例提供的天线结构的结构图之七；

图16是本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图之七；

图17是本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图之八；

图18是本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图之九；

图19是本发明实施例提供的S参数的示意图之三。

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结构的结构图，如图1所示，包括第一天线辐射体1、第二天线辐射体2、第一阻抗匹配电路3、第二阻抗匹配电路4、第一信号源5和第二信号源6；所述第一天线辐射体1的第一端和所述第二天线辐射体2的第一端之间通过缝隙耦合，所述第一天线辐射体1的第二端接地，所述第二天线辐射体2的第二端接地；所述第一阻抗匹配电路3的第一端与所述第一天线辐射体1的第一端连接，所述第一阻抗匹配电路3的第二端与所述第一信号源5的第一端连接；所述第二阻抗匹配电路4的第一端与所述第二天线辐射体2的第一端连接，所述第二阻抗匹配电路4的第二端与所述第二信号源6的第一端连接；所述第一信号源5的第二端接地；所述第二信号源6的第二端接地。

本实施例中，上述缝隙可以理解为一个辐射断口，第一天线辐射体1和第二天线辐射体2公用一个辐射断口。第一信号源5可为低频天线提供信号，第二信号源6可为高频天下提供信号。第一天线辐射体1和第二天线辐射体2中一个可以为低频天线，另一个可以为高频天线。例如：第一天线辐射体1为低频天线，第二天线辐射体2为高频天线。

其中，低频天线中框长度大概为谐振频率的电磁波于中框在介质中的1/4波长，使得其初始S11参数在第四象限附近；高频天线中框长度大概为谐振频率的电磁波于中框在介质中的1/2波长，使得其初始S11参数在第三至第二象限附近。

本实施例中，在结构允许的条件下，天线辐射体也可以不在一个平面上。天线辐射体可以不局限于金属中框形式，也可以为柔性电路板或直接成型技术的天线形式等。第一天线辐射体1和第二天线辐射体2不限于单频段天线。

本实施例中，上述第一阻抗匹配电路3和第二阻抗匹配电路4的具体结构可以根据实际的需求进行灵活设置，对此本实施例不作限定。这样，由于存在第一阻抗匹配电路3和第二阻抗匹配电路4，从而可以实现天线之间的非隔离，并且，第一阻抗匹配电路3可以调节第一天线辐射体1的阻抗，第二阻抗匹配电路4可以调节第二天线辐射体2的阻抗。如低频天线配合高阻匹配网络，如串电感并电容，实现对高频天线的阻隔，高频天线配合低阻匹配网络，如串电容并电感，实现对低频天线的阻隔。本发明实施例在电路端来改善不同天线之间的隔离度，具有极大的设计灵活性与实用性。

可选的，所述第一天线辐射体1的长度大于所述第二天线辐射体2的长度。

该实施方式中，上述第一天线辐射体1的长度大于上述第二天线辐射体2的长度，从而第一天线辐射体1为低频天线，第二天线辐射体2为高频天线。例如：第一天线辐射体1可以辐射N41频段(2515MHz-2675MHz)的信号，第二天线辐射体2可以辐射N78频段(3400MHz-3600MHz)的信号。当然，除此之外高低频段还可以是一些其他的频段，对此本实施方式不作限定。

可选的，所述第一阻抗匹配电路3包括第一电感L1和第一电容C1；

所述第一电感L1的第一端与所述第一天线辐射体1的第一端连接，所述第一电感L1的第二端与所述第一信号源5的第一端连接；

所述第一电容C1的第一端与所述第一电感L1的第二端连接，所述第一电容C1的第二端接地。

该实施方式中，为了更好的理解上述结构，请参阅图2，图2是本发明实施例提供的天线结构的结构图。如图2所示，上述第一阻抗匹配电路3包括第一电感L1和第一电容C1；上述第一电感L1的第一端与上述第一天线辐射体1的第一端连接，上述第一电感L1的第二端与上述第一信号源5的第一端连接；上述第一电容C1的第一端与上述第一电感L1的第二端连接，上述第一电容C1的第二端接地。

该实施方式中，对于第一天线辐射体1，采用一个简单的高阻匹配网络，串第一电感L1并第一电容C1，即可实现对N41频段的匹配以及对N78频段的隔离，天线阻抗变化如图3所示，图3为本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图。

可选的，所述第一阻抗匹配电路3还包括第二电感L2，所述第二电感L2的第一端与所述第一电感L1的第一端连接，所述第二电感L2的第二端与所述第一电容C1的第二端连接。

该实施方式中，为了更好的理解上述结构，请参阅图4，图4是本发明实施例提供的天线结构的结构图。如图4所示，上述第一阻抗匹配电路3还包括第二电感L2，上述第二电感L2的第一端与上述第一电感L1的第一端连接，上述第二电感L2的第二端与上述第一电容C1的第二端连接。

该实施方式中，对于第一天线辐射体1(在低频N41频段进行辐射的天线)，初始阻抗位置可能不是很合适，可以在高阻匹配网络之前加一个并位来调节阻抗位置，如图4中采用并联第二电感L2方式。当然，在实际设计中，可以根据天线的效率来进行调整。

可选的，所述第二阻抗匹配电路4包括第三电感L3、第四电感L4和第二电容C2；

所述第三电感L3的第一端与所述第二天线辐射体2的第一端连接，所述第三电感L3的第二端与所述第二信号源6的第一端连接；

所述第四电感L4的第一端与所述第三电感L3的第二端连接，所述第四电感L4的第二端与所述第二电容C2的第一端连接；

所述第二电容C2的第二端接地。

该实施方式中，为了更好的理解上述结构，请参阅图5和图6，图5和图6均是本发明实施例提供的天线结构的结构图。如图5和图6所示，上述第二阻抗匹配电路4包括第三电感L3、第四电感L4和第二电容C2；上述第三电感L3的第一端与上述第二天线辐射体2的第一端连接，上述第三电感L3的第二端与上述第二信号源6的第一端连接；上述第四电感L4的第一端与上述第三电感L3的第二端连接，上述第四电感L4的第二端与上述第二电容C2的第一端连接；上述第二电容C2的第二端接地。

该实施方式中，对于第二天线辐射体2(在高频N78频段进行辐射的天线)，根据初始阻抗位置，串联一个第三电感L3，将N78频段对应的阻抗调至电导G＝1圆上(若天线较长，此处需将电感换成电容，若天线长度合适，此处可用0欧电阻)，天线阻抗变化如图7所示，图7为本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图。

随后并联一个串联的LC谐振电路(第四电感L4和第二电容C2)，通过改变该LC谐振电路的电感值和电容值，使得LC谐振点需在N41频段附近，保证N41频段呈现一个极小的电感，使得N41频段对应的阻抗位置靠近短路点，而在N78频段呈现匹配需要的电感值，这样可以实现对N41频段的抑制以及对N78频段的匹配，其阻抗变化如图8所示，图8为本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图。

该实施方式中，图5的天线结构对应的两个端口S参数如图9所述，图9是本发明实施例提供的S参数的示意图。图6的天线结构对应的两个端口S参数如图10所述，图10是本发明实施例提供的S参数的示意图。

可选的，所述第一阻抗匹配电路3包括第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7和第三电容C3；

所述第五电感L5的第一端与所述第一天线辐射体1的第一端连接，所述第五电感L5的第二端与所述第一信号源5的第一端连接；

所述第六电感L6的第一端与所述第五电感L5的第一端连接，所述第六电感L6的第二端接地；

所述第七电感L7的第一端与所述第五电感L5的第二端连接，所述第七电感L7的第二端与所述第六电感L6的第二端连接；

所述第三电容C3的第一端与所述第六电感L6的第一端连接，所述第三电容C3的第二端与所述第六电感L6的第二端连接。

该实施方式中，为了更好的理解上述结构，请参阅图11，图11是本发明实施例提供的天线结构的结构图。如图11所示，上述第一阻抗匹配电路包括第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7和第三电容C3；上述第五电感L5的第一端与上述第一天线辐射体1的第一端连接，上述第五电感L5的第二端与上述第一信号源5的第一端连接；上述第六电感L6的第一端与上述第五电感L5的第一端连接，上述第六电感L6的第二端接地；上述第七电感L7的第一端与上述第五电感L5的第二端连接，上述第七电感L7的第二端与上述第六电感L6的第二端连接；上述第三电容C3的第一端与上述第六电感L6的第一端连接，上述第三电容C3的第二端与上述第六电感L6的第二端连接。

该实施方式中，对于第一天线辐射体1(在低频N41频段进行辐射的天线)，首先并联一个LC谐振电路(第六电感L6和第三电容C3)，此LC谐振在N41频段表现为一个电感(具体电感值大小根据实际情况确定)，在N78频段表现为一个电容或者表现为一个比较大的电感，这样一方面可以调节N41频段对应的阻抗位置，使其位于电阻R＝1圆上，另一方面可以抑制N78频段，使得N78频段对应的阻抗尽可能靠近阻抗圆外圈。其阻抗变化如图12所示，图12为本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图。

随后串联一个第五电感L5继续调节N41频段对应的阻抗，由于第一步N78频段对应的阻抗靠近外圈，串联第五电感L5后，其阻抗仍在外圈。此时阻抗变化如图13所示，图13为本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图。

最后并联一个第七电感L7，优化N41频段的谐振深度。此时阻抗变化如图14所示，图14为本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图。

可选的，所述第二阻抗匹配电路4包括第八电感L8、第九电感L9、第十电感L10和第四电容C4；

所述第八电感L8的第一端与所述第二天线辐射体2的第一端连接，所述第八电感L8的第二端与所述第二信号源6的第一端连接；

所述第九电感L9的第一端与所述第八电感L8的第一端连接，所述第九电感L9的第二端接地；

所述第十电感L10的第一端与所述第八电感L8的第二端连接，所述第十电感L10的第二端与所述第九电感L9的第二端连接；

所述第四电容C4的第一端与所述第十电感L10的第一端连接，所述第四电容C4的第二端与所述第十电感L10的第二端连接。

该实施方式中，为了更好的理解上述结构，请参阅图15，图15是本发明实施例提供的天线结构的结构图。如图15所示，上述第二阻抗匹配电路4包括第八电感L8、第九电感L9、第十电感L10和第四电容C4；上述第八电感L8的第一端与上述第二天线辐射体2的第一端连接，上述第八电感L8的第二端与上述第二信号源6的第一端连接；上述第九电感L9的第一端与上述第八电感L8的第一端连接，上述第九电感L9的第二端接地；上述第十电感L10的第一端与上述第八电感L8的第二端连接，上述第十电感L10的第二端与上述第九电感L9的第二端连接；上述第四电容C4的第一端与上述第十电感L10的第一端连接，上述第四电容C4的第二端与上述第十电感L10的第二端连接。

该实施方式中，对于第二天线辐射体2(在高频N78频段进行辐射的天线)，根据第二信号源6的初始阻抗位置首先并联一个第九电感L9，调节N78频段对应的阻抗，使得其接近R＝1圆，但需要保证N41频段对应的阻抗在开路点附近且位于第一象限，如图16所示，图16为本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图。

接下来，串联一个第八电感L8，调节N78频段对应的阻抗位置，另外使得N41频段对应的阻抗位置更加靠近开路点，进一步抑制N41频段，如图17所示，图17为本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图。

最后并联一个LC谐振电路(第四电容C4和第十电感L10)，该LC谐振电路在N78频段呈现电容特性，用来优化N78谐振，在N41频段呈现电感特性，使得其阻抗位置更加靠近圆图外圈，从而进一步抑制N41频段，实现对N41频段的隔离。此时如图18所示，图18为本发明实施例提供的天线阻抗变化示意图。图15的天线结构对应的两个端口S参数如图19所述，图19是本发明实施例提供的S参数的示意图。

可选的，所述缝隙的宽度为1.2mm～1.5mm。

该实施方式中，上述缝隙的宽度为1.2mm～1.5mm。

本发明实施例的一种天线结构，包括第一天线辐射体1、第二天线辐射体2、第一阻抗匹配电路3、第二阻抗匹配电路4、第一信号源5和第二信号源6；所述第一天线辐射体1的第一端和所述第二天线辐射体2的第一端之间通过缝隙耦合，所述第一天线辐射体1的第二端接地，所述第二天线辐射体2的第二端接地；所述第一阻抗匹配电路3的第一端与所述第一天线辐射体1的第一端连接，所述第一阻抗匹配电路3的第二端与所述第一信号源5的第一端连接；所述第二阻抗匹配电路4的第一端与所述第二天线辐射体2的第一端连接，所述第二阻抗匹配电路4的第二端与所述第二信号源6的第一端连接；所述第一信号源5的第二端接地；所述第二信号源6的第二端接地。本发明实施例可以改善天线之间的隔离度。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括上述天线结构。

本实施例中，上述电子设备可以是手机、平板电脑(Tablet Personal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digital assistant，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 (9)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：第一天线辐射体、第二天线辐射体、第一阻抗匹配电路、第二阻抗匹配电路、第一信号源和第二信号源；

所述第一天线辐射体的第一端和所述第二天线辐射体的第一端之间通过缝隙耦合，所述第一天线辐射体的第二端接地，所述第二天线辐射体的第二端接地；

所述第一阻抗匹配电路的第一端与所述第一天线辐射体的第一端连接，所述第一阻抗匹配电路的第二端与所述第一信号源的第一端连接；

所述第二阻抗匹配电路的第一端与所述第二天线辐射体的第一端连接，所述第二阻抗匹配电路的第二端与所述第二信号源的第一端连接；

所述第一信号源的第二端接地；

所述第二信号源的第二端接地。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线辐射体的长度大于所述第二天线辐射体的长度。

3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路包括第一电感和第一电容；

所述第一电感的第一端与所述第一天线辐射体的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一信号源的第一端连接；

所述第一电容的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第一电容的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路还包括第二电感，所述第二电感的第一端与所述第一电感的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述第一电容的第二端连接。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第二阻抗匹配电路包括第三电感、第四电感和第二电容；

所述第三电感的第一端与所述第二天线辐射体的第一端连接，所述第三电感的第二端与所述第二信号源的第一端连接；

所述第四电感的第一端与所述第三电感的第二端连接，所述第四电感的第二端与所述第二电容的第一端连接；

所述第二电容的第二端接地。

6.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述第一阻抗匹配电路包括第五电感、第六电感、第七电感和第三电容；

所述第五电感的第一端与所述第一天线辐射体的第一端连接，所述第五电感的第二端与所述第一信号源的第一端连接；

所述第六电感的第一端与所述第五电感的第一端连接，所述第六电感的第二端接地；

所述第七电感的第一端与所述第五电感的第二端连接，所述第七电感的第二端与所述第六电感的第二端连接；

所述第三电容的第一端与所述第六电感的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第六电感的第二端连接。

7.根据权利要求6所述的天线结构，其特征在于，所述第二阻抗匹配电路包括第八电感、第九电感、第十电感和第四电容；

所述第八电感的第一端与所述第二天线辐射体的第一端连接，所述第八电感的第二端与所述第二信号源的第一端连接；

所述第九电感的第一端与所述第八电感的第一端连接，所述第九电感的第二端接地；

所述第十电感的第一端与所述第八电感的第二端连接，所述第十电感的第二端与所述第九电感的第二端连接；

所述第四电容的第一端与所述第十电感的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述第十电感的第二端连接。

8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述缝隙的宽度为1.2mm～1.5mm。

9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的天线结构。

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