CN112768933A - 一种新型低频去耦结构及小型终端设备 - Google Patents

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    • H01Q17/008—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems with a particular shape

Abstract

本发明适用于无线通信技术领域。本发明公开一种低频去耦结构及小型终端设备，其中低频去耦结构，包括至少一谐振单元，该谐振单元至少两个连接的金属谐振环，每个金属谐振环设有一开口，且每个开口分别位于不同的方向。当低频去耦结构设置在两个紧挨的天线单元之间时，既能增加金属弯折的长度，又能使各金属谐振环的谐振耦合在一起，可以有效的吸收两个天线单元之间的表面波，增加了隔离带宽作用。

Description

一种新型低频去耦结构及小型终端设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种低频去耦结构及小型终端设备。
背景技术
在4G己经商用，5G即将到来的背景下，通信系统对信道容量、误码率、传输速率等都有了更高要求。作为4G/5G的核心技术之一，MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)天线通过在发射端和接收端布置多根天线，可以很好的解决这个问题。在终端设备或者微基站设备小型化趋势下，MIMO天线同样面临着小型化趋势。与此同时，而不同国家地区不同运营商的通信频段不一致，这也促进MIMO天线的宽带化趋势。因此研究和设计具有紧凑结构的宽带MIMO天线具有实用价值。
现有的5G移动终端都具备4G和5G通信的功能，而每一代通信标准使用的频率是不一样的，这就要求在同一个终端中布置多部天线或者布置一部能够工作在多个频点的天线，可以减少使用的天线的数量，节约空间。然段在有限空间布置多部天线或多个频点的天线时，天线之间存在耦合，对天线的性能产生影响，因此如何在移动终端设备有限空间集成多个具有低耦合的宽带天线与天线宽带之间存在矛盾。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种低频去耦结构及小型终端设备，其中低频去耦结构能够避免天线覆盖较多工作频点时相互影响，导致天线性能下降，降低天线间的耦合度。
为了解决上述问题，本发明提供一种低频去耦结构，该低频去耦结构包括至少一谐振单元，该谐振单元至少两个连接的金属谐振环，每个金属谐振环设有一开口，且每个开口分别位于不同的方向。
进一步地说，所述金属谐振环包括方形或圆弧形。
进一步地说，所述谐振单元包括四个金属谐振环，每个金属谐振环形成田字形结构。
进一步地说，四个金属谐振环形成的谐振单元每个开口分别位于四个方向。
进一步地说，所述谐振单元包括正方形或圆形。
进一步地说，所述低频去耦结构包括两个谐振单元时，两个谐振单元平行设置，其中两个谐振单元上的金属谐振环对应连接形成信号通路。
本发明还提供一种小型终端设备，该小型终端设备包括设置在两个天线单元之间的低频去耦结构，该低频去耦结构包括至少一谐振单元，该谐振单元至少两个连接的金属谐振环，每个金属谐振环设有一开口，且每个开口分别位于不同的方向。
进一步地说，所述金属谐振环包括方形或圆弧形。
进一步地说，所述谐振单元包括四个金属谐振环，每个金属谐振环形成田字形结构。
进一步地说，四个金属谐振环形成的谐振单元每个开口分别位于四个方向。
进一步地说，所述谐振单元包括正方形或圆形。
进一步地说，所述低频去耦结构包括两个谐振单元时，两个谐振单元平行设置，其中两个谐振单元上的金属谐振环对应连接形成信号通路。
本发明低频去耦结构，包括至少一谐振单元，该谐振单元至少两个连接的金属谐振环，每个金属谐振环设有一开口，且每个开口分别位于不同的方向。当低频去耦结构设置在两个紧挨的天线单元之间时，既能增加金属弯折的长度，又能使各金属谐振环的谐振耦合在一起，可以有效的吸收两个天线单元之间的表面波，增加了隔离带宽作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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介绍，显而易见地，描述中的附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明低频去耦结构第一实施例结构示意图。
图2为本发明低频去耦结构第二实施例结构示意图。
图3为本发明小型终端设备实施例结构示意图。
图4为加入低频去耦结构前后天线系统S参数仿真结果示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明的权利要求做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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出所获得的所有其他实施例，也都属于本发明保护的范围。
需要理解的是，在本发明实施例中描述，所有方向性指示的术语，如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系基于附图所示的方位、位置关系或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本发明，而不是明示或暗示所指的装置、元件或部件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造，不应理解为对本发明的限制。仅用于解释在附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，当该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也可能随之改变。
此外，本发明中序数词，如“第一”、“第二”等描述仅用于区分目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或隐含指示所指示的技术特征的数量。由此限定“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含和至少一个该技术特征。在本发明描述中，“多个”的含义是至少两个，即两个或两个以上，除非另有明确体的限定外；“至少一个”的含义是一个或一个以及上。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，既可以是部件之间的位置关系相对固定，也可以是部件之间存在物理上固定连接，既可以是可拆卸连接，或成一体结构；既可以是机械连接，也可以是电信号连接；既可以是直接相连，也可以通过中间媒介或部件间接相连；既可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系，除非说明书另有明确的限定，可作其他理解时不能实现相应的功能或效果外，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明可能涉及的控制器、控制电路是本领域技术人员常规的控制技术或单元，如控制器的控制电路可以由本领域普通的技术人员采用现有，如简单编程即可实现。电源也采用所述属本领域现有技术，并且本发明主要发明技术点在于对机械装置改进，所以本发明不再详细说明具体的电路控制关系和电路连接。
如图1所示，本发明提供一种低频去耦结构实施例。
该低频去耦结构包括至少一谐振单元1，该谐振单元1至少两个连接的金属谐振环10，每个金属谐振环10设有一开口11，且每个开口11分别位于不同的方向。
具体地说，所述金属谐振环10为方形或圆弧形,实施例以方形为例说明。所述谐振单元1包括四个金属谐振环10，四个金属谐振环10形成正方形田字结构,四个金属谐振环10两两连接。四个金属谐振环10形成的谐振单元1每个开口10分别位于四个方向。既能增加金属弯折线的长度，又能使四个金属谐振环10的谐振耦合在一起，增加低频去耦结构的隔离带宽。由于四个方向都有开口11，可以接受各个方向的电磁波，克服了单一开口11朝向带来的问题。
通过试验检测，在TE波段时，随着入射角的增大，吸收率在整个吸收频带范围内略有下降，斜入射角度在45°以内吸收率维持在80％以上，仍保持在较高水平。在TM波段时，随着入射角度增加，吸收率下降较为明显，吸收频带不断向高频移动，斜入射角度为45°时的吸收率下降至60％，但在30°以内的吸收率仍在80％以上。两者的差异是由于当TM波段斜入射时，电场分量的横向分量与吸波体表面平行被吸收，而纵向分量垂直于吸波体表面被反射回发射源，所以TE波段下的吸收率比TM波段下的吸收率更好。该谐振单元对于斜入射情况下仍然有较好的吸收效果，其实用价值得到了拓展。
根据需要，所述金属谐振环10可以是方形也可以是圆弧形，对应由四个方形金属谐振环10或四个圆弧形金属谐振环10形成的谐振单元1是正方形或圆形结构。
如图2所示，所述低频去耦结构可以包括两个谐振单元，两个谐振单元平行对称设置，即上谐振单元1和下谐振单元2，其中上谐振单元1上的金属谐振环10与下谐振单元2对应位置通过金属过孔3连接形成信号通路。该金属谐振环10结构与上述实施相同，每个金属谐振环10也都设有开口11，形成方形或圆形谐振单元1时每个开口位于不同方向。这样可以进一步加强的上谐振单元1与下谐振单元2之间的耦合作用，有效的降低吸波频段。
如图3和图4所示，为某型号产品，将低频去耦结构刻蚀在多层PCB板4上，工作频段低频包含(694-820)MHz，将所述低频去耦结构放置于第一天线单元5和第二天线单元6之间。如未设置低频去耦结构，两个天线单元之间的隔离度只有-5dB左右,显然无法满足产品要求。
当将第一天线单元5和第二天线单元6之间加载一个低频去耦结构，两个天线单元的隔离度提升到-14左右，满足工程要求。
本发明可以应用于小型化多天线系统，比如手机，CPE，UIFI网卡等产品，尤其是带有低频段(1GHz以下)的产品。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种低频去耦结构，其特征在于，包括至少一谐振单元，该谐振单元至少两个连接的金属谐振环，每个金属谐振环设有一开口，且每个开口分别位于不同的方向。
2.根据权利要求1所述的其特征在于，其特征在于，所述金属谐振环包括方形或圆弧形。
3.根据权利要求2所述的其特征在于，其特征在于，所述谐振单元包括四个金属谐振环，每个金属谐振环形成田字形结构。
4.根据权利要求3所述的其特征在于，其特征在于，四个金属谐振环形成的谐振单元每个开口分别位于四个方向。
5.根据权利要求1所述的其特征在于，其特征在于，所述谐振单元包括正方形或圆形。
6.根据权利要求1所述的其特征在于，其特征在于，所述低频去耦结构包括两个谐振单元时，两个谐振单元平行设置，其中两个谐振单元上的金属谐振环对应连接形成信号通路。
7.一种小型终端设备，包括设置在两个天线单元之间的低频去耦结构，其特征在于，该低频去耦结构为权利要求1－6所示结构。
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