CN112736459A - 双天线系统、射频架构和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种双天线系统、射频架构和电子设备，属于通信技术领域。所述双天线系统包括：金属中框，金属中框上设有第一断缝和第二断缝，第一断缝和第二断缝将金属中框分隔形成第一天线辐射体和第二天线辐射体；第一天线辐射体上设有第一馈电点和调谐检测点，第一馈电点和调谐检测点之间还设置有第一回地点和第二回地点，第一回地点和第二回地点均接地；第二天线辐射体上设有第一接地点和第二接地点。本申请实施例中，通过复用金属中框作为天线以及电磁波吸收比值传感器的感应片，弥补了现有技术中电磁波吸收比值传感器和天线共体时存在的天线长度不足的问题，同时提高了中高频的隔离度，解决了双天线间的隔离问题，保证了天线的发射效率。
Description
技术领域
本申请属于通信技术领域，具体涉及一种双天线系统、射频架构和电子设备。
背景技术
随着5GNR(第五代移动通信)的发展，终端上天线的数量也显著上升。然而，移动终端的尺寸较小，可供天线使用的空间相当有限，在移动终端内部集成多个低耦合的天线仍然面临相当大的挑战。此外，针对5GNR终端来说，当5GNR终端不仅仅工作于5GNR频段，还同时工作于其他频段时，那么此时，手机有多个通信系统就可以同时工作，则应该将同时工作的通信系统全部打开，并计算其辐射场强叠加后的最大SAR(比吸收率)值。因此，在5G时代，终端对于SAR的控制策略对于用户体验的影响很大。目前主要的降SAR方案为传感器感应到人体接近移动终端设备后启动降SAR机制，在4G时代一般只需检测上下和前后四个面，而EN-DC(E-UTRAN New Radio–Dual Connectivity)的引入让侧边SAR检测的必要性大大增加。
现有技术的5GNR移动终端天线，有如下缺陷：
1.由于电磁波吸收比值传感器需求一定的感应面积，现有金属边框终端的天线布局在侧边一般是中高频天线，其天线长度不足以作为电磁波吸收比值传感器的感应片来使用。
2.为了降低天线之间的耦合，目前常用的技术是解耦网络，但是解耦网络需要额外占用天线空间，不利于天线小型化设计。除此之外，利用移动终端内部存在的正交模式设计多天线也受到了较多的关注。然而，移动终端天线的带宽需求使得一个天线具有多个模式，这使得正交模式解耦不可实现。
3.现有的解耦方案一般会带来天线效率的下降，损失用户信号体验。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种双天线系统、射频架构和电子设备，能够解决现有技术中天线长度不足以作为电磁波吸收比值传感器的感应片来使用、天线之间的隔离度低、天线效率下降的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种双天线系统，该双天线系统包括：
金属中框，所述金属中框上设有第一断缝和第二断缝，所述第一断缝和所述第二断缝将所述金属中框分隔形成第一天线辐射体和第二天线辐射体；
所述第一天线辐射体上设有第一馈电点和调谐检测点，所述第一馈电点与第一馈源连接，所述调谐检测点分别与调谐电路以及检测电路连接，所述检测电路用于检测电磁波吸收比值，所述第一馈电点和所述调谐检测点之间还设置有第一回地点和第二回地点，所述第一回地点和所述第二回地点均接地；
所述第二天线辐射体上设有第一接地点和第二接地点，所述第一接地点和所述第一馈电点位于所述第一断缝的两侧，所述第二接地点和所述调谐检测点位于所述第二断缝的两侧，所述第二天线辐射体的所述第二接地点和所述第二断缝之间还设有第二馈电点，所述第二馈电点与第二馈源连接。
可选的，所述第一回地点经第一电容接地，所述第二回地点经第二电容接地。
可选的，所述第一馈电点与所述第一馈源之间还设置有第一谐振电路，所述第二馈电点与所述第二馈源之间还设置有第二谐振电路。
可选的，所述第一谐振电路包括第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电感、第二电感以及第三电感，所述第三电容的第一极板与所述第一馈电点连接，所述第三电容的第二极板分别与第四电容的第一极板以及第一电感的第一端连接，所述第二电感的第一端分别与第四电容的第二极板、第一电感的第二端以及第五电容的第一极板连接，所述第二电感的第二端接地，所述第五电容的第二极板分别与第三电感的第一端以及第六电容的第一极板连接，所述第三电感的第二端与所述第一馈源连接，所述第六电容的第二极板接地。
可选的，所述第二谐振电路包括第七电容、第八电容以及第四电感，所述第七电容的第一极板分别与所述第二馈电点以及所述第四电感的第一端连接，所述第七电容的第二极板分别与第八电容的第一极板以及所述第二馈源连接，所述第四电感的第二端接地，所述第八电容的第二极板接地。
可选的，所述检测电路包括第九电容、第十电容、第五电感以及第一电阻，所述第九电容的第一极板与所述调谐检测点连接，所述第九电容的第二极板与所述第五电感的第一端连接，所述第五电感的第二端分别与第十电容的第一极板以及所述第一电阻的第一端连接，所述第十电容的第二极板接地，所述第一电阻的第二端与电磁波吸收比值传感器连接。
可选的，所述调谐电路包括调谐开关，所述调谐开关的第一端与所述第九电容的第二极板连接，所述调谐开关的第二端接地。
可选的，所述第一断缝和所述第二断缝分别位于所述金属中框的相邻的两条边框上。
第二方面，本申请实施例提供了一种射频架构，该射频架构包括第一方面实施例所述的双天线系统。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括第一方面实施例所述的双天线系统。
在本申请实施例中，通过复用金属中框作为天线以及电磁波吸收比值传感器的感应片，弥补了现有技术中电磁波吸收比值传感器和天线共体时存在的天线长度不足的问题，同时提高了中高频的隔离度，解决了双天线间的隔离问题，保证了天线的发射效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的双天线系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的第一回地点的连接示意图；
图3为本申请实施例提供的第二回地点的连接示意图；
图4为本申请实施例提供的第一谐振电路的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的第二谐振电路的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的检测电路和调谐电路的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种射频架构的示意图。
具体实施方式
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中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的双天线系统、射频架构和电子设备进行详细地说明。
请参考图1，为本申请实施例提供的双天线系统的结构示意图。如图1所示，本申请实施例中，所述双天线系统包括金属中框，所述金属中框呈环形结构，其上开设有第一断缝13和第二断缝14，第一断缝13和第二断缝14将所述金属中框分为两部分，这两部分分别形成为第一天线辐射体11和第二天线辐射体12。其中，第一天线辐射体11上设置有第一馈电点15和调谐检测点16，第一馈电点15与第一馈源连接，调谐检测点16分别与调谐电路以及检测电路连接，检测电路可以用于检测电磁波吸收比值(又称比吸收率)，第一馈电点15和调谐检测点16之间还设置有第一回地点17和第二回地点18，第一回地点17和第二回地点均接地；而第二天线辐射体12上设有第一接地点19和第二接地点110，第一接地点19和第一馈电点15可以分别位于第一断缝13的两侧，而第二接地点110和调谐检测点16则位于第二断缝14的两侧，并且，第二天线辐射体12的第二接地点110和第二断缝14之间还设置有第二馈电点111，第二馈电点111与第二馈源连接。由此，第一天线辐射体11、第一馈电点15、第一回地点17和第一接地点19共同构成双天线系统中的一个天线，而第二天线辐射体12、第二馈电点111、第二回地点18和第二接地点110共同构成双天线系统中的另一个天线。
本申请实施例中，通过复用金属中框作为双天线系统的辐射体，可以有效减少天线占用的空间，而且，金属中框还可以作为电磁波吸收比值传感器的感应片，弥补了现有技术中电磁波吸收比值传感器和天线共体时存在的天线长度不足的问题。
请参考图2和图3，图2为本申请实施例提供的第一回地点的连接示意图，图3为本申请实施例提供的第二回地点的连接示意图。如图2和图3所示，本申请实施例中，第一回地点17通过第一电容C1接地，而第二回地点18则通过第二电容C2接地，为双天线系统中的两个天线提供共同的接地通路，由于电磁波吸收比值传感器的感应片(在本申请实施例中为第一天线辐射体11)不能有直流接地点，因此，通过设置第一电容C1和第二电容C2提供双天线系统共回地的同时，还可以满足第一天线辐射体11不能有直流接地点的需求，使得电磁波吸收比值传感器可以将第一天线辐射体11作为感应片来感应电子设备侧边的电磁波吸收比值，解决了现有技术中天线由于自身长度不足而无法作为电磁波吸收比值传感器的感应片来使用的问题(电磁波吸收比值传感器需要有一定的感应面积才能实现检测)，从而减小了电磁波吸收比值传感器和天线等结构占用的空间。
请参考图4，为本申请实施例提供的第一谐振电路的结构示意图。如图4所示，本申请实施例中，第一馈电点15和第一馈源之间还设置有第一谐振电路，可选的，所述第一谐振电路包括第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一电感L1、第二电感L2以及第三电感L3，所述第三电容C3的第一极板与所述第一馈电点15连接，所述第三电容C3的第二极板分别与第四电容C4的第一极板以及第一电感L1的第一端连接，所述第二电感L2的第一端分别与第四电容C4的第二极板、第一电感L1的第二端以及第五电容C5的第一极板连接，所述第二电感L2的第二端接地，所述第五电容C5的第二极板分别与第三电感L3的第一端以及第六电容C6的第一极板连接，所述第三电感L3的第二端与所述第一馈源112连接，所述第六电容C6的第二极板接地。其中，第四电容L4和第一电感L1并联可以起到提高两个天线之间的中频隔离度的作用。由此，第一馈源112产生的射频信号经第一谐振电路后由第一馈电点15接入到第一天线辐射体11上，并通过第一天线辐射体11实现向外辐射通信，而此时电流主要分布在第一天线辐射体11上，加上并联LC结构，在中频段上两个天线具有较好的隔离度。
请参考图5，为本申请实施例提供的第二谐振电路的结构示意图。如图5所示，所述第二谐振电路包括第七电容C7、第八电容C8以及第四电感L4，所述第七电容C7的第一极板分别与所述第二馈电点111以及所述第四电感L4的第一端连接，所述第七电容C7的第二极板分别与第八电容C8的第一极板以及所述第二馈源113连接，所述第四电感L4的第二端接地，所述第八电容C8的第二极板接地。由此，第二馈源113产生的射频信号经第二谐振电路后由第二馈电点111接入到第二电线辐射体12上，并通过第二天线辐射体12实现向外辐射通信，而此时电流主要在第二天线辐射体12上，加之第二馈电点111位于第二断缝14一侧的第二天线辐射体12上，因此在高频段上两个天线之间也具有很好的隔离度。
请参考图6，为本申请实施例提供的检测电路和调谐电路的结构示意图。如图6所示，可选的，所述检测电路包括第九电容C9、第十电容C10、第五电感L5以及第一电阻R1，所述第九电容C9的第一极板与所述调谐检测点16连接，所述第九电容C9的第二极板与所述第五电感L5的第一端连接，所述第五电感L5的第二端分别与第十电容C10的第一极板以及所述第一电阻R1的第一端连接，所述第十电容C10的第二极板接地，所述第一电阻R1的第二端与电磁波吸收比值传感器114连接。电磁波吸收比值传感器114通过调谐检测点16连接到第一天线辐射体11上，可以将第一天线辐射体11作为感应片，实现对电子设备侧边的电磁波吸收比值的检测，并简化了检测结构，减少了占用的空间。
请继续参考图6，本申请实施例中，所述调谐电路包括调谐开关S1，所述调谐开关S1的第一端与所述第九电容C9的第二极板连接，所述调谐开关S1的第二端接地。通过调谐开关S1的开合，可以实现第一天线辐射体11对应的天线的调谐，从而使其工作在不同的频段。
如图1所示，本申请实施例中，第一断缝13和第二断缝14分别位于金属中框的相邻的两条边框上，图1中的金属中框原本为封闭的矩形(图中仅示出一角)，而在相邻的两条边框上开设了第一断缝13和第二断缝14后便被分为了两部分，将第一断缝13和第二断缝14分别开设于金属中框的相邻的两条边框上，可以提高双天线系统的辐射效率，并且结构更为紧凑。
在本申请实施例中，通过复用金属中框作为天线以及电磁波吸收比值传感器的感应片，弥补了现有技术中电磁波吸收比值传感器和天线共体时存在的天线长度不足的问题，同时提高了中高频的隔离度，解决了双天线间的隔离问题，保证了天线的发射效率。
请参考图7，为本申请实施例提供的一种射频架构的示意图。本申请实施例中，所述射频架构包括上述实施例中所述的双天线系统，其中的GPS/WIFI天线和5GNR天线即为上述实施例中的双天线系统的两个天线，更具体的说，第一天线辐射体、第一馈电点、第一回地点和第一接地点共同构成的天线作为GPS/WIFI天线，而第二天线辐射体、第二馈电点、第二回地点和第二接地点共同构成的天线作为5GNR天线。
本申请实施例中，一方面，WIFI芯片经由分集开关和射频座子与GPS/WIFI天线连接，通过GPS/WIFI天线实现WiFi信号的收发，并且，GPS/WIFI天线还可以接收GPS信号，并经由分集开关传输至(射频)收发器；另一方面，(射频)收发器依次经由功放(功率放大器)、双工器以及射频座子与5GNR天线连接，通过5GNR天线接收/发送中频(MB)信号和高频(HB)信号。
在本申请实施例中，射频架构采用的双天线系统通过复用金属中框作为天线以及电磁波吸收比值传感器的感应片，弥补了现有技术中电磁波吸收比值传感器和天线共体时存在的天线长度不足的问题，同时提高了中高频的隔离度，解决了双天线间的隔离问题，保证了天线的发射效率。
本申请再一方面实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上实施例所述的双天线系统。由于上述实施例中的双天线系统通过复用金属中框作为天线以及电磁波吸收比值传感器的感应片，弥补了现有技术中电磁波吸收比值传感器和天线共体时存在的天线长度不足的问题，同时提高了中高频的隔离度，解决了双天线间的隔离问题，保证了天线的发射效率，因此本申请实施例中的电子设备也同样具有上述有益效果，为避免重复，在此不再赘述。需要说明的是，金属中框作为电子设备的常规部件，通过复用金属中框作为天线以及电磁波吸收比值传感器的感应片，可以有效减小天线占用的空间使得天线和射频架构设计更为灵活，从而在减小电子设备的体积的同时，依旧能保持良好的天线辐射效率，并且能够提供电子设备侧边的电磁波吸收比值检测。
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。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请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申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种双天线系统，其特征在于，包括：
金属中框，所述金属中框上设有第一断缝和第二断缝，所述第一断缝和所述第二断缝将所述金属中框分隔形成第一天线辐射体和第二天线辐射体；
所述第一天线辐射体上设有第一馈电点和调谐检测点，所述第一馈电点与第一馈源连接，所述调谐检测点分别与调谐电路以及检测电路连接，所述检测电路用于检测电磁波吸收比值，所述第一馈电点和所述调谐检测点之间还设置有第一回地点和第二回地点，所述第一回地点和所述第二回地点均接地；
所述第二天线辐射体上设有第一接地点和第二接地点，所述第一接地点和所述第一馈电点位于所述第一断缝的两侧，所述第二接地点和所述调谐检测点位于所述第二断缝的两侧，所述第二天线辐射体的所述第二接地点和所述第二断缝之间还设有第二馈电点，所述第二馈电点与第二馈源连接。
2.根据权利要求1所述的双天线系统，其特征在于，所述第一回地点经第一电容接地，所述第二回地点经第二电容接地。
3.根据权利要求1所述的双天线系统，其特征在于，所述第一馈电点与所述第一馈源之间还设置有第一谐振电路，所述第二馈电点与所述第二馈源之间还设置有第二谐振电路。
4.根据权利要求3所述的双天线系统，其特征在于，所述第一谐振电路包括第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电感、第二电感以及第三电感，所述第三电容的第一极板与所述第一馈电点连接，所述第三电容的第二极板分别与第四电容的第一极板以及第一电感的第一端连接，所述第二电感的第一端分别与第四电容的第二极板、第一电感的第二端以及第五电容的第一极板连接，所述第二电感的第二端接地，所述第五电容的第二极板分别与第三电感的第一端以及第六电容的第一极板连接，所述第三电感的第二端与所述第一馈源连接，所述第六电容的第二极板接地。
5.根据权利要求3所述的双天线系统，其特征在于，所述第二谐振电路包括第七电容、第八电容以及第四电感，所述第七电容的第一极板分别与所述第二馈电点以及所述第四电感的第一端连接，所述第七电容的第二极板分别与第八电容的第一极板以及所述第二馈源连接，所述第四电感的第二端接地，所述第八电容的第二极板接地。
6.根据权利要求1所述的双天线系统，其特征在于，所述检测电路包括第九电容、第十电容、第五电感以及第一电阻，所述第九电容的第一极板与所述调谐检测点连接，所述第九电容的第二极板与所述第五电感的第一端连接，所述第五电感的第二端分别与第十电容的第一极板以及所述第一电阻的第一端连接，所述第十电容的第二极板接地，所述第一电阻的第二端与电磁波吸收比值传感器连接。
7.根据权利要求6所述的双天线系统，其特征在于，所述调谐电路包括调谐开关，所述调谐开关的第一端与所述第九电容的第二极板连接，所述调谐开关的第二端接地。
8.根据权利要求1所述的双天线系统，其特征在于，所述第一断缝和所述第二断缝分别位于所述金属中框的相邻的两条边框上。
9.一种射频架构，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的双天线系统。
10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的双天线系统。
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