CN111490346A - 圆极化定位天线和可穿戴设备 - Google Patents
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Abstract
一种圆极化定位天线和可穿戴设备,圆极化定位天线包括:工作在第一频段的第一环形辐射体;与所述述第一环形辐射体的耦合连接法人第一枝节,所述第一枝节用于接入第一馈电信号,以激励所述第一环形辐射体工作在第一辐射模式;与所述述第一环形辐射体的耦合连接的第二枝节,且与所述第一枝节具有预设距离,所述第二枝节用于接地或者用于接入第二馈电信号,两个辐射模式具有相同幅度和90度的相位差,即环形辐射体产生右旋圆极化辐射,从而使得定位天线能够更好地接收导航卫星信号,同时环形辐射体所产生的右旋圆极化辐射也可对经高楼或者地面反射的左旋圆极化导航卫星信号进行过滤,以减少多径干扰,从而有效提高可穿戴设备的定位天线的定位精度。
Description
技术领域
本申请属于天线技术领域,尤其涉及一种圆极化定位天线和可穿戴设备。
背景技术
在智能手表或手环领域,定位精度一直是人们所关注的痛点。传统的智能手表或手环定位天线多为线极化天线,但是导航卫星发出的信号通过电离层后是右旋圆极化信号,因此智能手表或手环的定位天线无法全部接收导航卫星的信号,而导航卫星的信号又被地面、高楼、树木等奇数次反射后,会变成左旋圆极化信号,将会产生的多径干扰严重影响整机的定位效果。
发明内容
本申请的目的在于提供一种圆极化定位天线和可穿戴设备,旨在解决现有的可穿戴设备的天线定位精度较低的技术问题。
本申请实施例的第一方面提了一种圆极化定位天线,包括:
第一环形辐射体,其工作在第一频段;
第一枝节,与所述述第一环形辐射体的耦合连接,所述第一枝节远离所述第一环形辐射体的一端用于接入第一馈电信号,以激励所述第一环形辐射体工作在第一辐射模式;
第二枝节,与所述述第一环形辐射体的耦合连接,且与所述第一枝节具有预设距离,所述第二枝节远离所述第一环形辐射体的一端用于接地或者用于接入第二馈电信号,以激励所述第一环形辐射体工作在第二辐射模式,所述第一馈电信号与所述第二馈电信号的相位相差90°。
上述的圆极化定位天线通过一个枝节进行耦合馈电,另一个枝节也耦合馈电或接地,从而激励第一环形辐射体的两个辐射模式,两个辐射模式具有相同幅度和90度的相位差,即第一环形辐射体产生右旋圆极化辐射,从而使得定位天线能够更好地接收导航卫星信号,同时,第一环形辐射体所产生的右旋圆极化辐射也可对经高楼或者地面反射的左旋圆极化导航卫星信号进行过滤,以减少多径干扰,从而有效提高可穿戴设备的定位天线的定位精度。
在其中一个实施例中,还包括与所述第一环形辐射体10耦合的第二环状辐射体,所述第二环状辐射体工作在第二频段,所述第一环形辐射体和所述第二环状辐射体其中一个设于另一个的外周,且相互隔离。
通过两个环状辐射体相互耦合,实现第二环状辐射体的两个辐射模式,两个辐射模式的幅度相等、相位相差90°,同样达到圆极化效果;两个环状辐射体共同作用实现双频圆极化。
在其中一个实施例中,所述第一环形辐射体的中心和所述第二环状辐射体的中心落在同一轴线上。
在其中一个实施例中,所述第一环形辐射体的周长与所述第一频段的波长对应。
在其中一个实施例中,所述第二环状辐射体的周长与所述第二频段的波长对应。
在其中一个实施例中,所述第一环形辐射体上设有多个第一电感器件,各所述电感器件沿所述第一环形辐射体周向间隔布置;和/或
所述第二环状辐射体上设有多个第二电感器件,各所述第二电感器件沿所述第二环状辐射体的周向间隔布置。
在其中一个实施例中,所述第一电感器件和所述第二电感器件为集总电感或分布电感。
在其中一个实施例中,所述第一枝节、所述第二枝节均包括第一耦合段和第二耦合段,所述第一耦合段的长边与所述第一环形辐射体的边缘正相对且两者之间设置有耦合缝隙,所述第二耦合段的第一端与所述第一耦合段连接,第二端向远离所述第一耦合段的方向延伸,且作为所述远离所述第一环形辐射体的一端。
通过调节枝节的尺寸以及耦合缝隙的间距,可以调整耦合度,实现天线的匹配调谐。
在其中一个实施例中,所述第一枝节所在平面、所述第二枝节所在平面与所述第一环形辐射体所在平面的相互垂直,或
所述第一枝节、所述第二枝节在与垂于所述第一环形辐射体所在的平面的方向的投影落在该平面的范围之外。
在其中一个实施例中,所述第一枝节、所述第二枝节的主体为T型结构或倒L型结构。
在其中一个实施例中,所述第一枝节、所述第二枝节均包括电容和第一耦合段,所述电容的一端与所述第一环形辐射体连接,另一端与所述第一耦合段的第一端连接,所述第一耦合段的第二端作为所述远离所述第一环形辐射体的一端。本例提供另一种枝节的实施方式。
在其中一个实施例中,所述第一环形辐射体、所述第二环状辐射体为方形环状结构、圆角方形环状结构、矩形环状结构、圆角矩形环状结构、椭圆环状结构或圆环结构。
在其中一个实施例中,所述第一枝节、所述第二枝节在沿所述第一环形辐射体周缘的所述预设距离为所述第一频率的波长的0.125倍~0.375倍。
本申请实施例的第二方面提了一种可穿戴设备,包括电路板和如上所述的圆极化定位天线,所述圆极化定位天线的第一枝节连接于所述电路板的第一射频端口,所述圆极化定位天线的第二枝节连接于所述电路板的第二射频端口或所述电路板的地端口。
上述可穿戴设备采用了上述圆极化定位天线的所有实施例,因而至少具有上述实施例的所有有益效果,在此不再一一赘述。
附图说明
图1为本发明实施例提供的单馈单频圆极化定位天线的结构示意图;
图2为本发明实施例一提供的双馈单频圆极化定位天线的结构示意图;
图3为本发明实施例二提供的双馈单频圆极化定位天线的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的双馈单频圆极化定位天线的S参数示意图;
图5为本发明实施例提供的双馈单频圆极化定位天线的顶部二维轴比仿真图;
图6为本发明实施例提供的双馈单频圆极化定位天线的phi=0°、45°、90°、135°切面的二维四轴比仿真图;
图7为本发明实施例提供的双馈单频圆极化定位天线的二维右旋圆极化增益示意图;
图8为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线的结构示意图;
图9为本发明实施例提供的双馈双频圆极化定位天线的结构示意图;
图10为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线的S参数示意图;
图11为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线第二环形辐射体工作时的顶部二维轴比仿真图;
图12为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线中第一环形辐射体工作时的顶部二维轴比仿真图;
图13为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线第二环形辐射体工作时的顶部二维右旋圆极化增益示意图;
图14为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线中第一环形辐射体工作时的顶部二维右旋圆极化增益示意图;
图15为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线第二环形辐射体工作时的phi=0°、90°切面的二维四轴比仿真图;
图16为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线中第一环形辐射体工作时的phi=0°、90°切面的二维四轴比仿真图;
图17为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线第二环形辐射体工作时的右旋圆极化增益示意图;
图18为本发明实施例提供的单馈双频圆极化定位天线中第一环形辐射体工作时的右旋圆极化增益示意图;
图19为本发明实施例提供的双馈双频圆极化定位天线的S参数示意图;
图20为本发明实施例提供的双馈双频圆极化定位天线第二环形辐射体工作时的顶部二维轴比仿真图;
图21为本发明实施例提供的双馈双频圆极化定位天线中第一环形辐射体工作时的顶部二维轴比仿真图;
图22为本发明实施例提供的双馈双频圆极化定位天线第二环形辐射体工作时的phi=0°、45°、90°、135°切面的二维四轴比仿真图;
图23为本发明实施例提供的双馈双频圆极化定位天线中第一环形辐射体工作时的phi=0°、45°、90°、135°切面的二维四轴比仿真图;
图24为本发明实施例提供的双馈双频圆极化定位天线中第二环形辐射体工作时的二维右旋圆极化增益示意图;
图25为本发明实施例提供的双馈双频圆极化定位天线中第一环形辐射体工作时的二维右旋圆极化增益示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请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申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
请参阅图1和图2,本申请实施例提供的一种可用于可穿戴设备的圆极化定位天线,包括:第一环形辐射体10、第一枝节20及第二枝节30。
第一环形辐射体10工作在第一频段,比如1.575GHz或1.176GHz。可选地,第一环形辐射体10的主体为中心对称结构或轴对称结构,比如是圆环形结构、方形环状形结构、圆角方形环状结构、矩形环状结构、圆角矩形环状结构、椭圆环状结等,保证了在天线上产生幅度相等、相位相差90°两个模式的激励,实现天线的圆极化特性。
第一枝节20与第一环形辐射体10的耦合连接,第一枝节20远离第一环形辐射体10的一端用于接入第一馈电信号,以激励第一环形辐射体10工作在第一辐射模式;第二枝节30与述第一环形辐射体10的耦合连接,且与第一枝节20具有预设距离。
请参阅图1,在一个实施例中,第二枝节30远离第一环形辐射体10的一端用于接地100,以激励第一环形辐射体10工作在第二辐射模式。请参阅图2,在另一个实施例中,第二枝节30远离第一环形辐射体10的一端用于接入第二馈电信号,以激励第一环形辐射体10工作在第二辐射模式,交流信号第一馈电信号与第二馈电信号的相位相差90°。两种实施方式性能相近,应用时可以根据需要选择。
上述的圆极化定位天线和可穿戴设备通过一个枝节进行耦合馈电,另一个枝节也耦合馈电或接地100,从而激励第一环形辐射体10的两个辐射模式,两个辐射模式具有相同幅度和90度的相位差,即第一环形辐射体10产生右旋圆极化辐射,从而使得定位天线能够更好地接收导航卫星信号,同时,第一环形辐射体10所产生的右旋圆极化辐射也可对经高楼或者地面反射的左旋圆极化导航卫星信号进行过滤,以减少多径干扰,从而有效提高可穿戴设备的定位天线的定位精度。
在其中一个实施例中,第一环形辐射体10的周长与第一频段的波长对应,比如第一环形辐射体10的周长与第一频段的波长基本相等,或第一环形辐射体10的周长与第一频段的1/4波长基本相等,保证天线谐振在所需要的频点。
在其中一个实施例中,第一枝节20、第二枝节30在沿第一环形辐射体10周缘的预设距离为第一频率的波长的0.1倍~0.5倍,一般选择0.125倍~0.375倍。需要说明的是,第一环形辐射体10为方形结构、圆角方形结构、矩形结构或圆角矩形结构时,两个枝节分别耦合连接在第一环形辐射体10两个相邻边,如图1和图2实施例提供的方案中,第一枝节20、第二枝节30分别设置在方框形的第一环形辐射体10的两个相邻边的中点位置,此时天线更佳,良好的圆极化效果。
在其中一个实施例中,枝节与辐射体之间为缝隙耦合馈电,更容易匹配调谐。具体地,第一枝节20和/或第二枝节30包括第一耦合段和第二耦合段,第一耦合段的长边与第一环形辐射体10的边缘正相对且两者之间设置有耦合缝隙,第二耦合段的第一端与第一耦合段连接,第二端向远离第一耦合段的方向延伸,且作为远离第一环形辐射体10的一端。由此,枝节的主体构成T型结构或倒L型结构,而通过调节枝节的尺寸以及耦合缝隙的间距,可以调整耦合度,实现天线的匹配调谐。
在一些实施例中,第一枝节20所在平面、第二枝节30所在平面与第一环形辐射体10所在平面的相互垂直;在另一些实施例中,第一枝节20、第二枝节30在与垂于第一环形辐射体10所在的平面的方向的投影落在该平面的范围之外,第一枝节20所在平面、第二枝节30所在平面与第一环形辐射体10所在平面形成的夹角在±90°之间。
在另一些实施例中,枝节与辐射体之间为直接馈电,第一枝节20和/或第二枝节30均包括电容和第三耦合段,电容的一端与第一环形辐射体10连接,另一端与第三耦合段的第一端连接,第三耦合段的第二端作为远离第一环形辐射体10的一端。如此,提供另一种枝节和耦合的实施方式,选择不同电容量的电容可以调整耦合度,实现天线的匹配调谐。可以理解的是,第一枝节20、第二枝节30在上述两种耦合方式中,可以选择同一种耦合方式,也可以选择不同的耦合方式。
请参阅图3,进一步实施例中,为实现小型化,第一环形辐射体10上设有多个第一电感器件40,各第一电感器件40沿第一环形辐射体10周向间隔布置。可选地,各第一电感器件40在第一环形辐射体10周向上是等间距布置的,当然也可以不是等间距布置,具体可以根据实际需要调整。本实施例设置该第一电感器件40主要用于延伸第一环形辐射体10的物理长度,以缩小定位天线尺寸,使天线有效实现小型化。可选地,第一电感器件40通常可以是集总电感,即电感器,还可以是蛇形弯曲走线。
由图3可见,该实施例中,第一环形辐射体10上设有四个第一电感器件40,但实际上并不仅限于此,也可以根据不同的尺寸需要设置不同数量的第一电感器件40。而通常,为了实现良好的圆极化效果,各第一电感器件40在第一环形辐射体10周向上是等间距布置,并各第一电感器件40设置在电流最大的位置,如方框形的第一环形辐射体10的各边的中点位置。而第一电感器件40的电感取值范围可以根据具体的工作频段以及限定的尺寸进行灵活选择,电感越大,环形辐射体可以体积越小。而在一些要求小型化较高的情况下,可以将环形辐射体各边大部分或全部都以分布电感来构成,即各边大部分或全部都是蛇形弯曲走线,或加载多个电感器。
从图4可见,上述圆极化定位天线在GPS(Global Positioning System,全球定位系统)L1频段1.575GHz处产生谐振,并且阻抗带宽(S11<-6dB)能够完全覆盖整个GPS-L1频段(1575±2MHz),说明上述定位天线对导航卫星信号接收良好。
从图5和图6可见,上述定位天线工作在GPS的L1频段时,定位天线的顶部(phi=0°,theta=0°)的轴比在5dB以下,上述定位天线工作在GPS-L1频段1.575GHz且切面为phi=0°、45°、90°、135°时,在θ=-60~60°范围内,定位天线的轴比小于10dB,说明上述定位天线的轴比特性较好,达到定位天线的性能要求。
从图7可见,上述定位天线工作在GPS-L1频段1.575GHz时,定位天线的顶部(phi=0°,theta=0°)的右旋圆极化增益在2.1dB左右,在增益相同的情况下,该圆极化天线比传统线极化天线接收的信号提高3dB,所以上述定位天线的定位效果优于传统线极化天线。
请参阅图8,本申请实施例提供的圆极化定位天线还可以实现双频圆极化。该实施例中,圆极化定位天线还包括与第一环形辐射体10耦合的第二环状辐射体50,第二环状辐射体50工作在第二频段,第一环形辐射体10和第二环状辐射体50其中一个设于另一个的外周,且相互隔离。可以理解的是,第一环形辐射体10和第二环状辐射体50的大小根据其工作不同频段设置。比如第一环形辐射体10工作在1.575GHz,第二环状辐射体50工作在1.176GHz,那么第一环形辐射体10将在第二环状辐射体50的外周。
通过两个环状辐射体相互耦合,实现第二环状辐射体50的两个辐射模式,两个辐射模式的幅度相等、相位相差90°,同样达到圆极化效果,两个环状辐射体共同作用实现双频圆极化。需要第一环形辐射体10工作时,那么接入与其工作频率匹配的馈电信号,需要第二环状辐射体50工作时,那么接入与其工作频率匹配的馈电信号,如此,本实施例的双频圆极化定位天线分时工作,可以匹配两个频段的定位信号,提高定位精度。
一般地,第一环形辐射体10和第二环状辐射体50的形状相同,也可以根据需求设置不同的形状,第二环状辐射体50和第一环形辐射体10类同,为中心对称结构或轴对称结构,比如是圆环形结构、方形环状结构、圆角方形环状结构、矩形环状结构、圆角矩形环状结构、椭圆环状结等,保证了在天线上产生幅度相等、相位相差90°两个模式的激励,实现天线的圆极化特性。
在其中一个实施例中,为了实现良好的圆极化效果,第一环形辐射体10的中心和第二环状辐射体50的中心落在同一轴线上,使得两者各个方向的耦合度均衡。
在其中一个实施例中,第二环状辐射体50的周长与第二频段的波长对应。比如第二环状辐射体50的周长与第二频段的波长基本相等,或第二环状辐射体50的周长与第二频段的1/4波长基本相等,保证天线谐振在所需要的频点。
请参阅图9,在其中一个实施例中,为实现小型化,第二环状辐射体50上设有多个第二电感器件60,各第二电感器件60沿第二环状辐射体50的周向间隔布置。可选地,各第二电感器件60在第二环状辐射体50周向上是等间距布置的,当然也可以不是等间距布置,具体可以根据实际需要调整。本实施例设置该第二电感器件60主要用于延伸第二环状辐射体50的物理长度,以缩小定位天线尺寸,使天线有效实现小型化。可选地,第二电感器件60通常可以是集总电感,即电感器,还可以是蛇形弯曲走线。
由图9可见,该实施例中,第二环状辐射体50上设有四个第二电感器件60,但实际上并不仅限于此,也可以根据不同的尺寸需要设置不同数量的第二电感器件60。而通常,为了实现良好的圆极化效果,各第二电感器件60在第二环状辐射体50周向上是等间距布置,并各第二电感器件60设置在电流最大的位置,如方框形的第二环状辐射体50的各边的中点位置。而第二电感器件60的电感取值范围可以根据具体的工作频段以及限定的尺寸进行灵活选择,电感越大,环形辐射体可以体积越小。而在一些要求小型化较高的情况下,可以将环形辐射体各边大部分或全部都以分布电感来构成,即各边大部分或全部都是蛇形弯曲走线,或加载多个电感器。
第一环形辐射体10与第二环状辐射体50之间有耦合缝隙,通过调节耦合缝隙的间距,可以调整耦合度,实现天线的匹配调谐。
从图10可见,上述图8所示的单馈双频的圆极化定位天线在GPS-L1频段1.575GHz处产生谐振,在GPS-L5频段1.176GHz处产生另一个谐振,并且阻抗带宽(S11<-6dB)能够完全覆盖整个GPS-L1频段(1575±2MHz)和GPS-L5频段(1176±2MHz),说明对导航卫星信号接收良好。
从图11、13、15、17可见,上述图8所示的定位天线工作在GPS的L5频段1.176GHz时,定位天线的顶部(phi=0°,theta=0°)的轴比在1dB以下,顶部的右旋圆极化增益在1.9dB左右,在上述定位天线工作在GPS的L5频段1.176GHz且切面为phi=0°、90°时,在θ=-60~75°范围内,定位天线的轴比小于10dB,说明上述定位天线的轴比特性较好,达到定位天线的性能要求。
从图12、14、16、18可见,上述图8所示的定位天线工作在GPS的L1频段1.575GHz时,定位天线的顶部(phi=0°,theta=0°)的轴比在3dB以下,顶部的右旋圆极化增益在2.8dB左右,在上述定位天线工作在GPS的L1频段1.575GHz且切面为phi=0°、90°时,在θ=-75~50°范围内,定位天线的轴比小于10dB,说明上述定位天线的轴比特性较好,达到定位天线的性能要求。在增益相同的情况下,该圆极化天线比传统线极化天线接收卫星信号提高3dB,上述定位天线的定位效果优于传统线极化天线。
从图19可见,上述图9所示的双馈双频的圆极化定位天线在GPS-L1频段1.575GHz处产生谐振,在GPS-L5频段1.176GHz处产生另一个谐振,并且阻抗带宽(S11<-6dB)能够完全覆盖整个GPS-L1频段(1575±2MHz)和GPS-L5频段(1176±2MHz),说明对导航卫星信号接收良好。
从图20、22、24可见,上述图9所示的定位天线工作在GPS的L5频段1.176GHz时,定位天线的顶部(phi=0°,theta=0°)的轴比在5.6dB以下,上述定位天线工作在GPS的L5频段1.176GHz且切面为phi=0°、45°、90°、135°时,在θ=-60~60°范围内,定位天线的轴比小于10dB,说明上述定位天线的轴比特性较好,达到定位天线的性能要求。上述图9所示的定位天线工作在GPS的L5频段1.176GHz时,定位天线的顶部(phi=0°,theta=0°)的右旋圆极化增益在2.4dB左右,在增益相同的情况下,该圆极化天线比传统线极化天线接收卫星信号提高3dB,上述定位天线的定位效果优于传统线极化天线。
从图21、23、25可见,上述图9所示的定位天线工作在GPS的L1频段1.575GHz时,定位天线的顶部(phi=0°,theta=0°)的轴比在4.5dB以下,上述定位天线工作在GPS的L1频段1.575GHz且切面为phi=0°、45°、90°、135°时,在θ=-55~60°范围内,定位天线的轴比小于10dB,说明上述定位天线的轴比特性较好,达到定位天线的性能要求。上述图9所示的定位天线工作在GPS的L1频段1.176GHz时,定位天线的顶部(phi=0°,theta=0°)的右旋圆极化增益在0.9dB左右,在增益相同的情况下,该圆极化天线比传统线极化天线接收卫星信号提高3dB,上述定位天线的定位效果优于传统线极化天线。
此外,本申请还提供了一种可穿戴设备,包括电路板和如上任一项实施例所述的圆极化定位天线,圆极化定位天线的第一枝节远离第一环形辐射体的一端连接于电路板的第一射频端口,圆极化定位天线的第二枝节远离第一环形辐射体的一端连接于电路板的第二射频端口或电路板的地端口。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种圆极化定位天线,其特征在于,包括:
第一环形辐射体,其工作在第一频段;
第一枝节,与所述述第一环形辐射体的耦合连接,所述第一枝节远离所述第一环形辐射体的一端用于接入第一馈电信号,以激励所述第一环形辐射体工作在第一辐射模式;
第二枝节,与所述第一环形辐射体的耦合连接,且与所述第一枝节具有预设距离,所述第二枝节远离所述第一环形辐射体的一端用于接地或者用于接入第二馈电信号,以激励所述第一环形辐射体工作在第二辐射模式,所述第一馈电信号与所述第二馈电信号的相位相差90°。
2.如权利要求1所述的圆极化定位天线,其特征在于,还包括与所述第一环形辐射体耦合的第二环状辐射体,所述第二环状辐射体工作在第二频段,所述第一环形辐射体和所述第二环状辐射体其中一个设于另一个的外周,且相互隔离。
3.如权利要求2所述的圆极化定位天线,其特征在于,所述第一环形辐射体的中心和所述第二环状辐射体的中心落在同一轴线上。
4.如权利要求1所述的圆极化定位天线,其特征在于,所述第一环形辐射体的周长与所述第一频段的波长对应。
5.如权利要求2所述的圆极化定位天线,其特征在于,所述第二环状辐射体的周长与所述第二频段的波长对应。
6.如权利要求2所述的圆极化定位天线,其特征在于,所述第一环形辐射体上设有多个第一电感器件,各所述电感器件沿所述第一环形辐射体周向间隔布置;和/或
所述第二环状辐射体上设有多个第二电感器件,各所述第二电感器件沿所述第二环状辐射体的周向间隔布置。
7.如权利要求6所述的圆极化定位天线,其特征在于,所述第一电感器件和所述第二电感器件为集总电感或分布电感。
8.如权利要求1所述的圆极化定位天线,其特征在于,所述第一枝节和/或所述第二枝节均包括第一耦合段和第二耦合段,所述第一耦合段的长边与所述第一环形辐射体的边缘正相对且两者之间设置有耦合缝隙,所述第二耦合段的第一端与所述第一耦合段连接,第二端向远离所述第一耦合段的方向延伸,且作为所述远离所述第一环形辐射体的一端。
9.如权利要求8所述的圆极化定位天线,其特征在于,所述第一枝节所在平面、所述第二枝节所在平面与所述第一环形辐射体所在平面的相互垂直,或
所述第一枝节、所述第二枝节在与垂于所述第一环形辐射体所在的平面的方向的投影落在该平面的范围之外。
10.根据权利要求8所述的圆极化定位天线,其特征在于,所述第一枝节、所述第二枝节的主体为T型结构或倒L型结构。
11.如权利要求1所述的圆极化定位天线,其特征在于,所述第一枝节和/或所述第二枝节均包括电容和第一耦合段,所述电容的一端与所述第一环形辐射体连接,另一端与所述第一耦合段的第一端连接,所述第一耦合段的第二端作为所述远离所述第一环形辐射体的一端。
12.根据权利要求2至11任一项所述的圆极化定位天线,其特征在于:所述第一环形辐射体、所述第二环状辐射体为方形环状结构、圆角方形环状结构、矩形环状结构、圆角矩形环状结构、椭圆环状结构或圆环结构。
13.根据权利要求1至11任一项所述的圆极化定位天线,其特征在于:所述第一枝节、所述第二枝节在沿所述第一环形辐射体周缘的所述预设距离为所述第一频率的波长的0.125倍~0.375倍。
14.一种可穿戴设备,其特征在于:包括电路板和如权利要求1至13任一项所述的圆极化定位天线,所述圆极化定位天线的第一枝节远离所述第一环形辐射体的一端连接于所述电路板的第一射频端口,所述圆极化定位天线的第二枝节远离所述第一环形辐射体的一端连接于所述电路板的第二射频端口或所述电路板的地端口。
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Cited By (5)
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CN112993547A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 安徽华米信息科技有限公司 | 电子设备及其天线结构的制作方法 |
CN113594695A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-02 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线组件和可穿戴设备 |
CN117117493A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-11-24 | 大陆汽车部件(苏州)有限公司 | 天线装置 |
CN117117494A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-11-24 | 大陆汽车部件(苏州)有限公司 | 天线装置 |
WO2024139532A1 (zh) * | 2022-12-29 | 2024-07-04 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线组件及电子设备 |
-
2020
- 2020-05-28 CN CN202010470804.3A patent/CN111490346A/zh active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112993547A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 安徽华米信息科技有限公司 | 电子设备及其天线结构的制作方法 |
CN113594695A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-02 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线组件和可穿戴设备 |
CN113594695B (zh) * | 2021-08-04 | 2024-05-24 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线组件和可穿戴设备 |
WO2024139532A1 (zh) * | 2022-12-29 | 2024-07-04 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线组件及电子设备 |
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