CN111725618B - 天线组件和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种天线组件和电子设备,该天线组件包括第一天线和第二天线,所述第一天线包括第一馈源、第一馈电结构和主辐射体,第二天线包括第二馈源、第二馈电结构和主辐射体,主辐射体包括第一辐射体和第二辐射体,第一辐射体与第二辐射体之间设置有第一间隙;其中,第一馈源通过第一馈电结构与第二辐射体连接,第一馈电结构与第一辐射体之间形成有第二间隙,第二间隙与第一间隙连通;第二馈源通过第二馈电结构与第一辐射体及第二辐射体连接,第二馈电结构朝向第一间隙的一侧形成有第三间隙,第三间隙与第一间隙连通,从而有利于减小天线的尺寸,以及提高天线之间隔离度。
Description
技术领域
本申请涉及天线技术领域,具体涉及一种天线组件和电子设备。
背景技术
为了解决第五代新无线(5th generationnew radio,5G NR)通信系统对传输速率高的要求,越来越多的移动通信设备需要采用多天线的多输入多输出(multi input multioutput,MIMO)技术。
由于同一个电子设备上需要集成越来越密集的多个天线,而天线之间的隔离度又会随着距离减小而上升,导致信号干扰与效率下降等问题,因此如何在有限的天线设计空间下提高天线之间的隔离度,成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种天线组件和电子设备,以期望通过第一天线和第二天线共用同一个主辐射体以缩减天线的体积,以及提高第一天线和第二天线之间的隔离度。
第一方面,本申请实施例提供一种天线组件,包括第一天线和第二天线,所述第一天线包括第一馈源、第一馈电结构和主辐射体,所述第二天线包括第二馈源、第二馈电结构和所述主辐射体,所述主辐射体包括第一辐射体和第二辐射体,所述第一辐射体与所述第二辐射体之间形成有第一间隙;其中,
所述第一馈源通过所述第一馈电结构与所述第二辐射体连接,所述第一馈电结构与所述第一辐射体之间形成有第二间隙,所述第二间隙与所述第一间隙连通;
所述第二馈源通过所述第二馈电结构与所述第一辐射体及所述第二辐射体连接,所述第二馈电结构朝向所述第一间隙的一侧形成有第三间隙,所述第三间隙与所述第一间隙连通。
第二方面,本申请实施例提供一种电子设备,所述电子设备包括天线组件,所述天线组件包括第一天线和第二天线,所述第一天线包括第一馈源、第一馈电结构和主辐射体,所述第二天线包括第二馈源、第二馈电结构和所述主辐射体,所述主辐射体包括第一辐射体和第二辐射体,所述第一辐射体与所述第二辐射体之间形成有第一间隙;其中,
所述第一馈源通过所述第一馈电结构与所述第二辐射体连接,所述第一馈电结构与所述第一辐射体之间形成有第二间隙,所述第二间隙与所述第一间隙连通;
所述第二馈源通过所述第二馈电结构与所述第一辐射体及所述第二辐射体连接,所述第二馈电结构朝向所述第一间隙的一侧形成有第三间隙,所述第三间隙与所述第一间隙连通。
可以看出,本申请实施例中,由于第一天线和第二天线共用同一个主辐射体,从而有利于缩减天线的体积,即在有限的天线设计空间中,利用同一个主辐射体来实现天线的辐射,减小天线的设计尺寸。此外,由于第一馈源通过第一馈电结构与第二辐射体连接,而第一馈电结构与第一辐射体之间形成有第二间隙,因此当第一馈源馈入激励电流时,第一馈电结构与第一辐射体之间形成电容耦合,而第一馈电结构与第二辐射体之间形成电感耦合。同理,由于第二馈源通过第二馈电结构与第一辐射体及第二辐射体连接,因此当第二馈源馈入激励电流时,第二馈电结构与第一辐射体之间形成电感耦合,而第二馈电结构与第二辐射体之间形成电感耦合,从而根据第一馈电结构与主辐射体的耦合方式和第二馈电结构与主辐射体的耦合方式以提高第一天线和第二天线之间的隔离度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的又一种电子设备的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的一种电子设备的主板上集成的电子元器件的示意图;
图4是本申请实施例提供的一种天线组件的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的又一种电子设备的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的一种第一天线和第二天线的反射系数与隔离度的示意图;
图7是本申请实施例提供的一种第一天线的辐射效率与系统效率的示意图;
图8是本申请实施例提供的一种第二天线的辐射效率与系统效率的示意图;
图9是本申请实施例提供的一种第一天线和第二天线的辐射效率与包络相关系数的示意图;
图10是本申请实施例提供的一种第一方向的差模电流的分布示意图;
图11是本申请实施例提供的一种第二方向的共模电流的分布示意图;
图12是本申请实施例提供的又一种第一方向的差模电流的分布示意图;
图13是本申请实施例提供的又一种第二方向的共模电流的分布示意图;
图14是本申请实施例提供的一种第一馈电结构的结构示意图;
图15是本申请实施例提供的一种第二馈电结构的结构示意图;
图16是本申请实施例提供的又一种天线组件的结构示意图;
图17是本申请实施例提供的一种地板、塑料支架和天线组件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,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、软件、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他步骤或单元。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,可以通过中间媒介间接相连,也可以是间隔接触。。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。下面结合附图,对本申请实施例进行详细介绍。
为了更好地理解本申请实施例的技术方案,下面先对本申请实施例可能涉及的概念进行介绍。
多输入多输出(multi input multi output,MIMO)技术:在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线进行空间分集的技术。在不增加带宽的情况下,成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。其可以定义为发送端和接收端之间存在多个独立信道,也就是说,天线单元之间存在充分的间隔,从而消除天线间信号的相关性,提高信号的链路性能,以及增加数据吞吐量。
天线隔离度:在MIMO天线的各个天线中,当某个天线发射某一频段的信号时,通过另一个天线接收到的信号强度与该天线发射的信号强度的比值,可以称为该天线和另一个天线在该频段下的隔离度。
本申请实施例中的天线组件可以应用于电子设备,该电子设备可以是具有天线组件的电子设备或者具有天线组件的通信模块,可以是各种具有天线组件的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或者连接到无线调制解调器的其他设备,也可以是各种形式的站点(station,STA)、接入点(access point,AP)、用户设备(user equipment,UE)、移动台(mobile Station,MS)、终端设备(terminal device)、会话启动协议(session initiationprotocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、个人计算机(personal computer,PC)、中继设备、支持802.11协议的计算机、支持5G通信系统中的终端设备以及未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network,PLMN)中的终端设备等。为了方便说明,下面以电子设备为移动终端设备为例进行说明,请参阅图1和图2。
在图1和图2中,电子设备100可以包括显示模组110、边框组件120、后盖130和主板140。其中,边框组件120位于显示模组110和后盖130之间,并绕设于后盖130的四周;主板140位于显示模组110、边框组件120和后盖130共同形成的收容空间之内。需要说明的是,图1和图2所示的电子设备100还可以包括其他模组和组件,本申请实施例不作具体限制。
具体的,显示模组110可以用于显示图像和色彩,可以为液晶显示屏(liquidcrystal display,LCD)、有机发光二极管显示屏(organic light emitting display,OLED)、薄膜二极管(thin filmdiode,TFD)显示屏或薄膜场效应晶体管(thin filmtransistor,TFT)显示屏等。
具体的,边框组件120可以为金属材质,如镁合金、不锈钢等金属材质,并且可以作为天线组件的一部分,也就是说,边框组件120可以作为辐射体的一部分。
具体的,后盖130可以为导电材质壳体,可以为金属壳体,如镁合金、不锈钢等金属,可以为非导电材质壳体,可以为塑胶壳体、陶瓷壳体、碳纤维壳体或者玻璃壳体,可以为导电材质与非导电材质相互配合的壳体结构,还可以为金属与塑胶相互配合的壳体结构。进一步的,后盖130可以采用注塑的方式形成金属中板,并在金属中板上再注塑以形成塑胶中板的壳体结构。进一步的,后盖130可以采用注塑的方式形成镁合金中板,并在镁合金中板上再注塑以形成塑胶中板的壳体结构。
在本申请实施例中,边框组件120上可以具有天线缝隙,用于将电子设备100内部的射频信号辐射到外界。天线缝隙上可以填充有塑料或其它电介质以保证边框组件120整体的完整性。同时,天线缝隙的形状可以为直线形状,也可以为弯曲形状。
具体的,显示模组110、边框组件120和后盖130共同形成收容空间,该收容空间可以用于容纳主板140、天线组件和其他组件或模组,例如受话器、摄像头模组、音频接口、指纹识别模组、传感器、扬声器和电池等。同时,主板140上可以集成各类的电子元器件。进一步的,主板140可以为印刷电路板(printed circuit board,PCB)、柔性电路板(flexibleprinted circuit,FPC)等。
下面对主板140上集成的电子元器件进行介绍,请参阅图3。图3是本申请实施例提供的一种电子设备的主板上集成的电子元器件的示意图。其中,主板140上集成的电子元器件可以包括处理器310、天线1、天线2、通信模块320、电源管理模块330、存储器340。
在本申请实施例中,电子设备100的通信功能可以通过天线1、天线2、通信模块320、调制解调处理器和基带处理器等实现。其中,天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带,例如每个天线可以覆盖3300MHz至4200MHz频段(即5G中的N77频段),可以覆盖3300MHz至3800MHz频段(即5G中的N78频段),可以覆盖4400MHz至5000MHz频段(即5G中的N79频段),还可以覆盖2.4GHz、5GHz或者6GHz频段(即Wi-Fi频段)。
具体的,处理器310可以包括中央处理器(central processing unit,CPU)、应用处理器(application processor,AP)、调制解调处理器、图形处理器(graphicsprocessingunit,GPU)、图像信号处理器(image signal processor,ISP)、控制器、视频编解码器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、基带处理器、神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。此外,处理器310利用各种接口和线路连接整个电子设备100内的各个组件或模组,并通过运行或执行存储在存储器340内的指令、程序、代码集或指令集,以及调用存储在存储器340内的数据以执行电子设备100的各种功能和处理数据。
具体的,通信模块320可以提供应用在电子设备100上的包括2G/3G/4G/5G等移动通信或者蓝牙(bluetooth,BT)、无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN)、无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)网络、全球导航卫星系统(global navigationsatellite system,GNSS)、近距离无线通信(near field communication,NFC)、调频(frequency modulation,FM)、红外(infrared,IR)等无线通信的解决方案。通信模块320可以包括至少一个滤波器、开关、功率放大器和低噪声放大器(lownoise amplifier,LNA)等。通信模块320可以由天线1和/或天线2接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波、放大等处理,传送至调制解调处理器进行解调。通信模块320还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大,经天线1和/或天线2转为电磁波辐射出去。在一些可能的示例中,通信模块320的至少部分功能模块可以被设置于处理器310中。在一些可能的示例中,通信模块320的至少部分功能模块可以与处理器310的至少部分模块被设置在同一个器件中。
具体的,电源管理模块330用于连接电池和处理器310。电源管理模块330接收电池的输入以为处理器310、通信模块320、存储器340等供电。电源管理模块330还可以用于监测电池容量、电池循环次数、电池健康状态(漏电、阻抗)等参数。
具体的,存储器340可以用于存储计算机可执行程序代码,该可执行程序代码包括指令。此外,存储器340可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、通用闪存存储器(universal flash storage,UFS)等。
下面对本申请实施例的天线组件进行介绍。
请参阅图4,图4是本申请实施例提供的一种天线组件的结构示意图。天线400应用于电子设备100。天线组件400可以包括第一天线和第二天线。其中,第一天线可以包括第一馈源410、第一馈电结构420和主辐射体450;第二天线可以包括第二馈源430、第二馈电结构440和主辐射体450,主辐射体450可以包括第一辐射体4501和第二辐射体4502,第一辐射体4501和第二辐射体4502之间形成有第一间隙。
其中,第一馈源410通过第一馈电结构420与第二辐射体4502连接,第一馈电结构420与第一辐射体4501之间形成有第二间隙,第二间隙与第一间隙连通;第二馈源430通过第二馈电结构440与第一辐射体4501及第二辐射体4502连接,第二馈电结构440朝向第一间隙的一侧形成有第三间隙,第三间隙与第一间隙连通。
需要说明的是,由于第一馈源通过第一馈电结构与第二辐射体连接,而第一馈电结构与第一辐射体之间形成有第二间隙,因此当第一馈源馈入激励电流时,第一馈电结构与第一辐射体之间形成电容耦合,第一馈电结构与第二辐射体之间形成电感耦合。同理,由于第二馈源通过第二馈电结构与第一辐射体及第二辐射体连接,因此当第二馈源馈入激励电流时,第二馈电结构与第一辐射体之间形成电感耦合,第二馈电结构与第一辐射体之间形成电感耦合,第二馈电结构与第二辐射体之间形成电感耦合。
具体的,天线组件400可以位于图1中显示模组110、边框组件120和后盖130共同形成的收容空间之内。
具体的,第一天线可以为图3中的天线1,第二天线可以为图3中的天线2。
具体的,第一馈源410和第二馈源430可以设置在电子设备100内的主板140上。同时,通过第一馈源410和第二馈源430分别馈电的方式来保证电子设备100工作于多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)模式。
具体的,第一馈电结构420可以是电子设备100上的不同导电结构,例如印刷在后盖130内侧上的金属贴片、边框组件120上的一段边框、设置在主板140上的柔性电路或者印刷在主板140上的金属贴片。同样,第二馈电结构440可以是电子设备100上的不同导电结构,例如印刷在后盖130内侧上的金属贴片或者边框组件120上的一段边框、设置在主板140上的柔性电路或者印刷在主板140上的金属贴片。
具体的,主辐射体450可以是电子设备100上的不同导电结构,例如印刷在后盖130内侧上的金属贴片、边框组件120上的一段边框、设置在主板140上的柔性电路或者印刷在主板140上的金属贴片。
举例说明,请参阅图5,第一馈电结构420、第二馈电结构440和主辐射体450为印刷在后盖130内侧上的金属贴片。
可以看出,本申请实施例中,由于第一天线和第二天线共用同一个主辐射体,从而有利于缩减天线的体积,即在有限的天线设计空间中,利用同一个主辐射体来实现天线的辐射,减小天线的设计尺寸。此外,由于第一馈源通过第一馈电结构与第二辐射体连接,而第一馈电结构与第一辐射体之间形成有第二间隙,因此当第一馈源馈入激励电流时,第一馈电结构与第一辐射体之间形成电容耦合,而第一馈电结构与第二辐射体之间形成电感耦合。同理,由于第二馈源通过第二馈电结构与第一辐射体及第二辐射体连接,因此当第二馈源馈入激励电流时,第二馈电结构与第一辐射体之间形成电感耦合,而第二馈电结构与第二辐射体之间形成电感耦合,从而根据第一馈电结构与主辐射体的耦合方式和第二馈电结构与主辐射体的耦合方式以实现提高第一天线和第二天线之间的隔离度。
在一个可能的示例中,第一馈源410可以用于提供第一激励电流,第一激励电流经第一馈电结构420馈入主辐射体450,并在主辐射体上形成第一方向的差模电流;第二馈源可以用于提供第二激励电流,第二激励电流经第二馈电结构440馈入主辐射体450,并在主辐射体450上形成第二方向的共模电流,第一方向与第二方向相互正交。需要说明的是,在第一天线处于发射或者接收状态时,第一馈源可以用于体用第一激励电流;同理,在第二天线处于发射或者接收状态时,第二馈源可以用于体用第二激励电流。
可以理解的是,当第一天线处于发射或者接收状态时,第一馈源可以向第一馈电结构馈入第一激励电流,并由第一馈电结构给主辐射体提供馈电,从而由主辐射体向自由空间辐射能量;当第二天线处于发射或者接收状态时,第二馈源可以向第二馈电结构馈入第二激励电流,并由第二馈电结构给主辐射体提供馈电,从而由主辐射体向自由空间辐射能量。
具体的,第一激励电流的频率与第二激励电流的频率可以相同;第一激励电流的相位与第二激励电流的相位可以相同或者不相同。
进一步的,第一激励电流的频率与第二激励电流的频率可以为5GHz-6GHz,也可以为5.2GHz-5.8GHz。可以理解的是,当第一馈源激励以产生第一激励电流时,第一天线可以工作于无线通信系统中的5GHz-6GHz频段;当第二馈源激励以产生第二激励电流时,第二天线可以工作于无线通信系统中的5GHz-6GHz频段。
下面本申请实施例将通过图6、图7、图8和图9具体介绍天线组件400在工作频率5GHz至6GHz上第一天线和第二天线之间的反射系数、隔离度、辐射效率、系统效率和包络相关系数(envelope correlation coefficient,ECC)。
在图6中,通曲线610可知,当第一激励电流的频率在5.2GHz-5.8GHz时,第一天线的反射系数小于-3.3456dB;通过曲线620可知,第二激励电流的频率在5.2GHz-5.8GHz时,第二天线的反射系数小于-3.1401dB;通过曲线630可知,当第一激励电流的频率在5.2GHz-5.8GHz时,第一天线的隔离度小于13.739dB;通过曲线640可知,当第二激励电流的频率在5.2GHz-5.8GHz时,第二天线的隔离度小于13.739dB。
在图7中,通过曲线710可知,当第一激励电流的频率在5.2GHz-5.8GHz时,第一天线的辐射效率在0dB至-1dB之间;通过曲线720可知,当第一激励电流的频率在5.2GHz-5.8GHz时,第一天线的系统效率在-0.8dB至-3.2dB之间。同时,第一天线的均值系统效率在-2dB左右。
在图8中,通过曲线810可知,当第二激励电流的频率在5.2GHz-5.8GHz时,第二天线的辐射效率在-0.8dB至-2.3dB之间;通过曲线820可知,当第二激励电流的频率在5.2GHz-5.8GHz时,第二天线的系统效率在-2.4348dB至-4.4926dB之间。同时,第二天线的均值系统效率在-3.2dB左右。
在图9中,通过曲线910可知,当天线组件的工作频率在5.2GHz-5.8GHz时,第一天线和第二天线作为MIMO天线的ECC在0.0040083dB至0.011695dB之间。
总之,通过图6、图7、图8和图9可知,本申请实施例中的天线组件400中的第一天线与第二天线之间具有良好的隔离度。同时,第一天线和第二天线作为MIMO天线的ECC小于0.015dB,从而天线组件400具有良好的ECC特性。
下面本申请实施例第一激励电流经第一馈电结构馈入主辐射体,并在主辐射体上形成第一方向的差模电流,以及第二激励电流经第二馈电结构馈入主辐射体,并在主辐射体上形成的第二方向的共模电流进行举例说明,请参阅图10、图11、图12和图13。其中,图10是本申请实施例提供的一种第一方向的差模电流的分布示意图,图11是本申请实施例提供的一种第二方向的共模电流的分布示意图,图12是本申请实施例提供的又一种第一方向的差模电流的分布示意图,图13是本申请实施例提供的又一种第二方向的共模电流的分布示意图。
在图10中,第一激励电流为交流电,在第一激励电流为正向时,第一激励电流经第一馈电结构馈入主辐射体。由于第一辐射体和第一馈电结构之间形成电容耦合,因此导致第一馈电结构中与第一辐射体相邻的部位上的电势拉低,第一辐射体上的电势高于该相邻的部位上的电势,从而电流从第一辐射体流向第一馈电结构。同理,由于第二辐射体和第一馈电结构之间形成电感耦合,因此第一馈电结构中与第二辐射体连接的部位上的电势始终高于第二辐射体上的电势,从而电流从第一馈电结构流向第二辐射体。最终,通过第一辐射体和第二辐射体上的电流分布,第一天线在主辐射体上形成沿Y方向的差模电流。
在图11中,第二激励电流为交流电,在第二激励电流为正向时,第二激励电流经第二馈电结构馈入主辐射体。由于第一辐射体和第二馈电结构之间形成电感耦合,因此第二馈电结构中与第一辐射体连接的部位上的电势始终高于第一辐射体上的电势,从而电流从第二馈电结构流向第一辐射体。同理,由于第二辐射体和第二馈电结构之间形成电感耦合,因此第二馈电结构中与第二辐射体连接的部位上的电势始终高于第二辐射体上的电势,从而电流从第二馈电结构流向第二辐射体。最终,通过第一辐射体和第二辐射体上的电流分布,第二天线在主辐射体上形成沿X方向的共模电流。
在图12中,第一激励电流为交流电,在第一激励电流为负向时,第一激励电流经第一馈电结构馈入主辐射体。由于第一辐射体和第一馈电结构之间形成电容耦合,因此导致第一辐射体上的电势拉低,第一馈电结构上的电势高于第一辐射体上的电势,从而电流从第一馈电结构流向第一辐射体。同理,由于第二辐射体和第一馈电结构之间形成电感耦合,因此第二辐射体上的电势始终高于第一馈电结构上的电势,从而电流从第二辐射体流向第一馈电结构。最终,通过第一辐射体和第二辐射体上的电流分布,第一馈电结构在主辐射体上形成沿Y方向的电流。
在图13中,第二激励电流为交流电,在第二激励电流为负向时,第二激励电流经第二馈电结构馈入主辐射体。由于第一辐射体和第二馈电结构之间形成电感耦合,因此导致第一辐射体上的电势始终高于第二馈电结构上的电势,从而电流从第一辐射体流向第二馈电结构。同理,由于第二辐射体和第二馈电结构之间形成电感耦合,因此第二辐射体上的电势始终高于第一馈电结构上的电势,从而电流从第二辐射体流向第二馈电结构。最终,通过第一辐射体和第二辐射体上的电流分布,第二馈电结构在主辐射体上形成沿X方向的电流。
可以看出,由于第一天线和第二天线分别在主辐射体上形成的电流分布是相互正交的,从而有利于进一步提高第一天线和第二天线之间的隔离度。
在一个可能的示例中,第一辐射体4501与第二辐射体4502共面。
在一个可能的示例中,第一辐射体4501与第二辐射体4502具有相同的形状;第一辐射体4501与第二辐射体4502之间形成有第一间隔;第一辐射体和第二辐射体通过该第一间隔相互对称。
需要说明的是,第一辐射体和第二辐射体具有相同的形状,而第一辐射体的形状和第二辐射体的形状可以为图4中示例出长方形,也可以为多边形或者圆形,本申请不作具体限制。
可以看出,在有限的天线设计空间中,由于将同一个主辐射体分成形状相同、相互对称和相互间隔的两个辐射体,从而实现第一馈电结构分别向第一辐射体和第二辐射体耦合馈电,以及实现第二馈电结构分别向第一辐射体和第二辐射体耦合馈电,有利于进一步保证在第一辐射体和第二辐射体上形成相互正交的电流。
下面对本申请实施例中的第一馈电结构420进行介绍。
请参阅图14,图14是本申请实施例提供的一种第一馈电结构的结构示意图。其中,第一馈电结构420可以包括第一馈入端1410、第一分段1420和第二分段1430。
需要说明的是,第一分段与第一辐射体之间形成电容耦合,第二分段与第二辐射体之间形成电感耦合,第一馈入端可以用于提供第一馈源的第一端与第一馈电结构电连接的馈电点。
具体的,第一分段与第二分段的连接方式可以为以下中的一种:垂直连接、圆弧连接或弹性连接。
在一个可能的示例中,第一分段的第一端与第一辐射体之间形成有第二间隙,第一分段的第二端与第二分段的第一端连接;第二分段的第二端与第二辐射体连接。
需要说明的是,由于第一分段的第一端与第一辐射体之间形成有间隙,从而有利于实现第一分段向第一辐射体电容耦合馈电。其次,由于第二分段的第二端与第二辐射体直接连接,从而有利于实现第二分段向第二辐射体电感耦合馈电。最后,通过电容耦合馈电和电感耦合馈电,可以形成对第一辐射体和第二辐射体差模馈电。
在一个可能的示例中,第一分段垂直第二分段,第一馈入端位于第一分段和第二分段的连接部;第一分段的第一端嵌入第一辐射体;第一分段在第一辐射体的嵌入部与第一辐射体之间形成有第二间隙。
需要说明的是,通过将第一馈入端设置在第一分段和第二分段的连接部,有利于保证分别向第一分段和第二分段分别馈电。此外,通过将第一分段嵌入第一辐射体,有利于增大第一分段与第一辐射体之间的电容耦合馈电。
下面对本申请实施例中的第二馈电结构440进行介绍。
请参阅图15,图15是本申请实施例提供的一种第二馈电结构的结构示意图。其中,第二馈电结构440可以包括第二馈入端1510、第三分段1520和第四分段1530。
需要说明的是,第三分段与第一辐射体之间形成电感耦合,第四分段与第二辐射体之间形成电感耦合,第二馈入端可以用于提供第二馈源的第一端与第二馈电结构电连接的馈电点。
具体的,第二分段与第三分段的连接方式可以为以下中的一种:平行连接、圆弧连接或弹性连接。
在一个可能的示例中,第三分段的第一端与第一辐射体连接,第三分段的第二端与第四分段的第一端连接;第四分段的第二端与第二辐射体连接。
需要说明的是,由于第三分段的第一端与第一辐射体直接连接,从而有利于实现第一分段向第一辐射体电感耦合馈电。其次,由于第四分段的第二端与第二辐射体直接连接,从而有利于实现第四分段向第二辐射体电感耦合馈电。
在一个可能的示例中,第三分段和第四分段为沿着第二馈电结构的中心线对称的两个相同分段;第二馈入端位于第三分段和第四分段的连接部。
需要说明的是,由于将第二馈电结构分成形状相同、相互对称和相互连接的两个分段,从而形成对第一辐射体和第二辐射体共模馈电,以及有利于进一步保证在第一辐射体和第二辐射体上形成相互正交的电流。此外,通过将第二馈入端设置在第三分段和第四分段的连接部,有利于保证分别向第三分段和第四分段分别馈电。
由于第一馈电结构和主辐射体之间的阻抗与馈源1的阻抗存在不匹配,以及第二馈电结构和主辐射体之间的阻抗与馈源2的阻抗存在不匹配,因此需要在天线组件400中增加匹配网络。请参阅图16,图16是本申请实施例提供的又一个天线组件的结构示意图。其中,天线组件400还可以包括第一匹配网络1610和第二匹配网络1620。
具体的,第一馈源的第一端通过第一匹配网络与第一馈电结构电连接;第二馈源的第一端通过第二匹配网络与第二馈电结构电连接;第一匹配网络可以用于提供第一馈电结构和主辐射体之间的阻抗与第一馈源的阻抗的共轭匹配;第二匹配网络可以用于提供第二馈电结构和主辐射体之间的阻抗与第二馈源的阻抗的共轭匹配。
具体的,第一匹配网络可以包括第一电容和第一电感。其中,第一电容的第一端接地,第一电容的第二端分别连接第一馈源的第一端和第一电感的第一端;第一电感的第二端连接第一馈电结构中的第一馈入端。
具体的,第二匹配网络可以包括第二电容和第二电感。其中,第二电容的第一端接地,第二电容的第二端分别连接第二馈源的第一端和第二电感的第一端;第二电感的第二端连接第二馈电结构中的第二馈入端。
可以看出,通过在第一馈源和第一馈电结构之间插入第一匹配网络,从而实现第一馈源的最大功率传输。此外,通过在第二馈源和第二馈电结构之间插入第二匹配网络,从而实现第二馈源的最大功率传输。
与上述实施例一致,本申请实施例还提供一种电子设备,该电子设备为上述电子设备400。该电子设备包括天线组件,该天线组件包括第一天线和第二天线,第一天线包括第一馈源、第一馈电结构和主辐射体,第二天线包括第二馈源、第二馈电结构和主辐射体,主辐射体包括第一辐射体和第二辐射体,第一辐射体与第二辐射体之间形成有第一间隙;其中,第一馈源通过第一馈电结构与第二辐射体连接,第一馈电结构与第一辐射体之间形成有第二间隙,第二间隙与第一间隙连通;第二馈源通过第二馈电结构与第一辐射体及第二辐射体连接,第二馈电结构朝向第一间隙的一侧形成有第三间隙,第三间隙与第一间隙连通。
可以看出,本申请实施例中,电子设备包括天线组件,而天线组件包括第一天线和第二天线。由于第一天线和第二天线共用同一个主辐射体,从而有利于缩减天线的体积,即在有限的天线设计空间中,利用同一个主辐射体来实现天线的辐射,减小天线的设计尺寸。此外,由于第一馈源通过第一馈电结构与第二辐射体连接,而第一馈电结构与第一辐射体之间形成有第二间隙,因此当第一馈源馈入激励电流时,第一馈电结构与第一辐射体之间形成电容耦合,而第一馈电结构与第二辐射体之间形成电感耦合。同理,由于第二馈源通过第二馈电结构与第一辐射体及第二辐射体连接,因此当第二馈源馈入激励电流时,第二馈电结构与第一辐射体之间形成电感耦合,而第二馈电结构与第二辐射体之间形成电感耦合,从而根据第一馈电结构与主辐射体的耦合方式和第二馈电结构与主辐射体的耦合方式以提高第一天线和第二天线之间的隔离度。
在一个可能的示例中,第一馈源用于提供第一激励电流,第一激励电流经第一馈电结构馈入主辐射体,并在主辐射体上形成第一方向的差模电流;第二馈源用于提供第二激励电流,第二激励电流经第二馈电结构馈入主辐射体,并在主辐射体上形成第二方向的共模电流;第一方向与所述第二方向相互正交。
在一个可能的示例中,第一辐射体与第二辐射体共面。
在一个可能的示例中,第一馈电结构包括第一馈入端、第一分段和第二分段;其中,第一馈入端用于提供第一馈源的第一端与第一馈电结构电连接的馈电点;第一分段的第一端与第一辐射体之间形成有第二间隙,第一分段的第二端与第二分段的第一端连接;第二分段的第二端与第二辐射体连接。
在一个可能的示例中,第一分段垂直第二分段,第一馈入端位于第一分段和第二分段的连接部;第一分段的第一端嵌入第一辐射体;第一分段在第一辐射体的嵌入部与第一辐射体之间形成有第二间隙。
在一个可能的示例中,第二馈电结构包括第二馈入端、第三分段和第四分段;其中,第二馈入端用于提供第二馈源的第一端与第二馈电结构电连接的馈电点;第三分段的第一端与第一辐射体连接,第三分段的第二端与第四分段的第一端连接;第四分段的第二端与第二辐射体连接。
在一个可能的示例中,第三分段和第四分段为沿着第二馈电结构的中心线对称的两个相同分段;第二馈入端位于第三分段和第四分段的连接部。
在一个可能的示例中,天线组件还包括:第一匹配网络和第二匹配网络;其中,第一馈源的第一端通过第一匹配网络与第一馈电结构电连接;第二馈源的第一端通过第二匹配网络与第二馈电结构电连接;第一匹配网络用于提供第一馈电结构和主辐射体之间的阻抗与第一馈源的阻抗的共轭匹配;第二匹配网络用于提供第二馈电结构和主辐射体之间的阻抗与第二馈源的阻抗的共轭匹配。
在一个可能的示例中,电子设备还包括:地板和塑料支架;其中,塑料支架叠置于地板上方;天线组件印刷在塑料支架上。
具体的,地板可以为接地板、PCB地板、金属片、电子设备内的后盖上的地板、电子设备内的主板上的地板或者FPC地板。
具体的,塑料支架可以用于固定主辐射体、第一馈电结构和第二馈电结构。
请参阅图17,天线组件印刷在塑料支架1720上,塑料支架1720叠置于地板1710上方。
在一个可能的示例中,主辐射体为印刷在塑料支架上的金属贴片;第一馈电结构为印刷在塑料支架上的金属贴片;第二馈电结构为印刷在塑料支架上的金属贴片。
在一个可能的示例中,塑料支架为电路板压板,地板为接地板。
在一个可能的示例中,电子设备还包括:后盖;其中,主辐射体为印刷在后盖内侧的金属贴片;第一馈电结构为印刷在后盖内侧的金属贴片;第二馈电结构为印刷在后盖内侧的金属贴片。
需要说明的是,电子设备侧的实施例与上述天线组件侧的实施例具有相同的描述,在此不再具体赘述。
以上对本申请实施例进行了详细介绍,本申请实施例中的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。本领域技术人员应该知悉,本申请实施例在具体实施方式和应用范围上均会有改变之处,至此,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (13)
1.一种天线组件,其特征在于,包括第一天线和第二天线,所述第一天线包括第一馈源、第一馈电结构和主辐射体,所述第二天线包括第二馈源、第二馈电结构和所述主辐射体,所述主辐射体包括第一辐射体和第二辐射体,所述第一辐射体与所述第二辐射体之间形成有第一间隙;其中,
所述第一馈源通过所述第一馈电结构与所述第二辐射体连接,所述第一馈电结构与所述第一辐射体之间形成有第二间隙,所述第二间隙与所述第一间隙连通;
所述第二馈源通过所述第二馈电结构与所述第一辐射体及所述第二辐射体连接,所述第二馈电结构朝向所述第一间隙的一侧形成有第三间隙,所述第三间隙与所述第一间隙连通;
当所述第一馈源馈入激励电流时,所述第一馈电结构与所述第一辐射体之间形成电容耦合,所述第一馈电结构与所述第二辐射体之间形成电感耦合;
当所述第二馈源馈入激励电流时,所述第二馈电结构与所述第一辐射体之间形成电感耦合,所述第二馈电结构与所述第二辐射体之间形成电感耦合。
2.根据权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述第一馈源用于提供第一激励电流,所述第一激励电流经所述第一馈电结构馈入所述主辐射体,并在所述主辐射体上形成第一方向的差模电流;
所述第二馈源用于提供第二激励电流,所述第二激励电流经所述第二馈电结构馈入所述主辐射体,并在所述主辐射体上形成第二方向的共模电流;
所述第一方向与所述第二方向相互正交。
3.根据权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述第一辐射体与所述第二辐射体共面。
4.根据权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述第一馈电结构包括第一馈入端、第一分段和第二分段;其中,
所述第一馈入端用于提供所述第一馈源的第一端与所述第一馈电结构电连接的馈电点;
所述第一分段的第一端与所述第一辐射体之间形成有所述第二间隙,所述第一分段的第二端与所述第二分段的第一端连接;
所述第二分段的第二端与所述第二辐射体连接。
5.根据权利要求4所述的天线组件,其特征在于,所述第一分段垂直所述第二分段,所述第一馈入端位于所述第一分段和所述第二分段的连接部;
所述第一分段的第一端嵌入所述第一辐射体;
所述第一分段在所述第一辐射体的嵌入部与所述第一辐射体之间形成有所述第二间隙。
6.根据权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述第二馈电结构包括第二馈入端、第三分段和第四分段;其中,
所述第二馈入端用于提供所述第二馈源的第一端与所述第二馈电结构电连接的馈电点;
所述第三分段的第一端与所述第一辐射体连接,所述第三分段的第二端与所述第四分段的第一端连接;
所述第四分段的第二端与所述第二辐射体连接。
7.根据权利要求6所述的天线组件,其特征在于,所述第三分段和所述第四分段为沿着所述第二馈电结构的中心线对称的两个相同分段;
所述第二馈入端位于所述第三分段和所述第四分段的连接部。
8.根据权利要求1-7任一项所述的天线组件,其特征在于,所述天线组件还包括:第一匹配网络和第二匹配网络;其中,
所述第一馈源的第一端通过所述第一匹配网络与所述第一馈电结构电连接;
所述第二馈源的第一端通过所述第二匹配网络与所述第二馈电结构电连接;
所述第一匹配网络用于提供所述第一馈电结构和所述主辐射体之间的阻抗与所述第一馈源的阻抗的共轭匹配;
所述第二匹配网络用于提供所述第二馈电结构和所述主辐射体之间的阻抗与所述第二馈源的阻抗的共轭匹配。
9.一种电子设备,其特征在于,包括天线组件,所述天线组件包括第一天线和第二天线,所述第一天线包括第一馈源、第一馈电结构和主辐射体,所述第二天线包括第二馈源、第二馈电结构和所述主辐射体,所述主辐射体包括第一辐射体和第二辐射体,所述第一辐射体与所述第二辐射体之间形成有第一间隙;其中,
所述第一馈源通过所述第一馈电结构与所述第二辐射体连接,所述第一馈电结构与所述第一辐射体之间形成有第二间隙,所述第二间隙与所述第一间隙连通;
所述第二馈源通过所述第二馈电结构与所述第一辐射体及所述第二辐射体连接,所述第二馈电结构朝向所述第一间隙的一侧形成有第三间隙,所述第三间隙与所述第一间隙连通;
所述第一馈电结构与所述第一辐射体之间形成电容耦合,所述第一馈电结构与所述第二辐射体之间形成电感耦合;
所述第二馈电结构与所述第一辐射体之间形成电感耦合,所述第二馈电结构与所述第二辐射体之间形成电感耦合。
10.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于,还包括:地板和塑料支架;其中,
所述塑料支架叠置于所述地板上方;
所述天线组件印刷在所述塑料支架上。
11.根据权利要求10所述的电子设备,其特征在于,所述主辐射体为印刷在所述塑料支架上的金属贴片;
所述第一馈电结构为印刷在所述塑料支架上的金属贴片;
所述第二馈电结构为印刷在所述塑料支架上的金属贴片。
12.根据权利要求10或11所述的电子设备,其特征在于,所述塑料支架为电路板压板,所述地板为接地板。
13.根据权利要求9所述的电子设备,其特征在于,还包括:后盖;其中,
所述主辐射体为印刷在所述后盖内侧的金属贴片;
所述第一馈电结构为印刷在所述后盖内侧的金属贴片;
所述第二馈电结构为印刷在所述后盖内侧的金属贴片。
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