CN112805876A - 双模天线结构 - Google Patents

Abstract

一种天线结构包括与第一端口连接的第一天线振元和与第二端口连接的第二天线振元。所述天线结构可被操作以同时收发：第一信号，所述第一信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第一天线振元并流入或流出所述第一端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第一天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第一天线振元，从而使得所述第一天线振元在第一谐振频率下谐振；和第二信号，所述第二信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第二天线振元并流入或流出所述第二端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第二天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第二天线振元，从而使得所述第二天线振元在第二谐振频率下谐振。

Description

双模天线结构

技术领域

本发明涉及天线结构，尤其涉及一种能够在一种以上模式下工作的天线结构的紧凑设计。

背景技术

天线是将射频电流转换为辐射到空间以发射信号的电磁波的换能器，其也将空间中的电磁波转换为射频电流以接收信号。

手机和平板电脑等便携式手持设备通常需要以不同的频率发送和接收信号。例如，可以要求手机在1.8GHz上收发蜂窝信号，在2.45GHz上收发蓝牙信号。

已知提供一种天线结构，其中配置两个独立的天线振元，一个用于在第一频率进行收发，另一个用于在第二频率进行收发。为了能够同时收发第一和第二频率的信号，天线振元通常是物理上隔开的。物理分离减少了它们产生的辐射图中的重叠，从而有助于天线振元彼此隔离。此外，可以将频率滤波器纳入天线结构中，以进一步隔离在天线振元上收发的信号。

许多集成了天线的产品，例如手机和平板电脑，都有许多内部组件，所有这些组件都需要装配入有限的总体积中。因此，希望在不损失每个内部组件性能的情况下，将每个内部组件的体积最小化。因此，期望提供一种紧凑的具有两个谐振的天线结构，同时保持足够的隔离以使得两个谐振频率的信号能够同时收发。

发明内容

第一方面，提供一种天线结构，包括：与第一端口连接的第一天线振元；以及与第二端口连接的第二天线振元；所述天线结构可被操作以同时收发：第一信号，所述第一信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第一天线振元并流入或流出所述第一端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第一天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第一天线振元，从而使得所述第一天线振元在第一谐振频率下谐振；和第二信号，所述第二信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第二天线振元并流入或流出所述第二端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第二天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第二天线振元，从而使得所述第二天线振元在第二谐振频率下谐振。这是一种紧凑的天线结构，能够同时在两个频率上进行收发，同时表现出高隔离度。

所述第一谐振频率可以与所述第二谐振频率相同。因此，所述天线结构能够同时收发两个频率相同的信号，并保持高隔离度。

所述第一天线振元可以为一维天线振元，所述第二天线振元可以为一维天线振元。因此，所述天线结构可以通过例如线天线振元和/或缝隙天线振元实现。

所述第一天线振元可以在对称激励模式下工作，在所述对称激励模式下所述第一天线振元发射沿第一方向极化的场以收发所述第一信号；所述第二天线振元可以在不对称激励模式下工作，在所述不对称激励模式下所述第二天线振元发射沿与所述第一方向正交的第二方向极化的场以收发所述第二信号。这些正交场方向导致高隔离度。

所述第一天线振元可以在对称激励模式下工作，在所述对称激励模式下所述第一天线振元发射沿第一方向极化的场以收发所述第一信号，所述第二天线振元可以在对称激励模式下工作，在所述对称激励模式下所述第二天线振元发射沿与所述第一方向正交的第二方向极化的场以收发所述第二信号。这些正交场方向导致高隔离度。

所述第一天线振元可以在不对称激励模式下工作，在所述不对称激励模式下所述第一天线振元发射沿第一方向极化的场以收发所述第一信号，所述第二天线振元可以在不对称激励模式下工作，在所述不对称激励模式下所述第二天线振元发射沿与所述第一方向正交的第二方向极化的场以收发所述第二信号。这些正交场方向导致高隔离度。

所述第一天线振元可以为线天线振元，所述第二天线振元可以为线天线振元。这是一个紧凑的布局。

所述第一天线振元可以为缝隙天线振元，所述第二天线振元可以为缝隙天线振元。这是一个紧凑的布局。

所述第一天线振元可以为线天线振元，所述第二天线振元可以为缝隙天线振元。这是一个紧凑的布局。

所述第一天线振元可以为缝隙天线振元，所述第二天线振元可以为线天线振元。这是一个紧凑的布局。

所述第一天线振元可以具有中心轴，所述第二天线振元可以具有中心轴，所述天线结构设置成使得所述第一天线振元的所述中心轴与所述第二天线振元的所述中心轴对齐。所述中心轴的对齐有助于在所述谐振频率处产生大致均匀的辐射图。

所述第一天线振元可以具有中心轴，所述第二天线振元可以具有中心轴，所述天线结构设置成使得所述第一天线振元的所述中心轴与所述第二天线振元的所述中心轴偏移。偏移对准有助于将所述天线结构贴合在其它部件周围。

所述第一天线振元可以与所述第二天线振元方位相同。这有助于所述天线振元之间的高度隔离，以实现所述天线振元的一些配置和模式。

所述第一天线振元可以与所述第二天线振元方位正交。这有助于所述天线振元之间的高度隔离，以实现所述天线振元的一些配置和模式。

第二方面，提供了一种操作天线结构的方法，所述天线结构包括连接到第一端口的第一天线振元以及连接到第二端口的第二天线振元，所述方法包括同时收发：第一信号，所述第一信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第一天线振元并流入或流出所述第一端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第一天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第一天线振元，从而使得所述第一天线振元在第一谐振频率下谐振；和第二信号，所述第二信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第二天线振元并流入或流出所述第二端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第二天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第二天线振元，从而使得所述第二天线振元在第二谐振频率下谐振。该方法使得紧凑型天线结构能够同时在两个频率上进行收发，同时表现出高隔离度。

附图说明

现将参考附图通过示例的方式对本发明进行描述。在附图中：

图1示出了单元天线振元；

图2示出了图1的天线振元的电场和极化图案；

图3示出了当置于PCB的窄侧时图1的单元天线振元的辐射图；

图4示出了当置于PCB的宽侧时图1的单元天线振元的辐射图；

图5示出了6对天线振元；

图6示出了包括CM线天线振元和DM线天线振元对的天线结构；

图7示出了包括CM缝隙天线振元和DM缝隙天线振元对的天线结构；

图8和9示出了包括CM线天线振元和DM缝隙天线振元对的天线结构；

图10和11示出了包括CM缝隙天线振元和DM线天线振元对的天线结构；

图12示出了包括CM线天线振元和CM缝隙天线振元对的天线结构；

图13示出了包括DM线天线振元和DM缝隙天线振元对的天线结构；

图14示出了天线结构的线天线振元的对称和不对称布局；以及

图15示出了天线结构的缝隙天线振元的对称和不对称布局。

具体实施方式

下面描述几种天线结构，每种天线结构都有一对天线振元。天线振元的结构、它们的相对位置以及它们所工作的模式的布置使得它们相对于彼此表现出高隔离度。因此，天线对中的每个天线振元能够在另一个天线振元收发信号的同时收发信号。

在以下示例中，天线振元为单元天线振元。即它们是一维天线振元。线天线振元和缝隙天线振元是本文描述的示例性单元天线振元。

图1a和1b分别示出了一种线天线振元。线天线振元101通过馈线103和端口104与接地层102连接。线天线振元101为延伸的直线状。图1a和1b示出了将端口104连接至天线振元101的单馈线103。馈线103与天线振元101的中心连接。馈线103垂直延伸至天线振元101的主体。当电流馈入天线振元时，这两个特征都有助于在谐振时生成大致均匀的辐射图。除馈线103外，其它馈线可以将端口104连接至天线振元101。这些其它馈线与天线振元101对称连接。该对称性有助于均匀地向天线振元施加电流，从而在谐振时产生均匀的辐射图。所述其它馈线可以垂直延伸至天线振元101的所述主体。或者，所述其它馈线可以以非垂直角度延伸至所述天线振元101的所述主体。

图1a的线天线振元示为在共模(common mode，CM)下工作。电流通过馈线103对称馈入。从馈线103与天线振元101相接的位置开始，所述电流在远离所述馈线的两个方向对称地流经所述天线振元。因此，所述天线振元在谐振频率下谐振。所述电流产生的激励电场是所述天线振元的每个边的单向激励电场。电场线垂直于线振元101的纵向部分。所述天线振元面对接地层一侧的电场线均指向由天线振元101至接地层102的相同方向。如图2a所示，天线振元101的相对侧的电场线都指向远离天线振元101的相同方向。因此，CM线天线振元具有在一个线性方向上极化的辐射图。在图2a中，示出为垂直极化的辐射图。

图1b的线天线振元示为在差模(differential mode，DM)下工作。电流通过馈线103不对称馈入。天线振元101上的电流不对称流动。具体的，所述天线振元上的电流都在相同的方向上流动。因此，所述天线振元在谐振频率下谐振。所述电流产生的激励电场从所述天线振元的每个边都是双向的。电场线垂直于线振元101的纵向部分。馈线103一侧的所述天线振元面对接地层的一侧的电场线从接地层102指向天线振元101。从图2b可见，馈线103同一侧的所述天线振元的相对侧的电场线指向同一方向，即远离天线振元101。馈线103另一侧的所述天线振元面对接地层一侧的电场线从天线振元101指向接地层102。从图2b可见，馈线103同一侧的所述天线振元的相对侧的电场线指向同一方向，即朝向接地层。因此，所述DM线天线振元具有在与所述CM线天线振元的辐射图正交方向极化的辐射图。在图2b中，示出为水平极化辐射图。

图1c和1d分别示出了缝隙天线振元。缝隙天线振元105包括缝隙106。缝隙106为延伸的直线状。在所示示例中，缝隙的相对侧平行，且缝隙的相邻侧垂直。电流馈入天线振元中心的缝隙天线振元中。电流在与天线振元105的主体垂直的方向上馈入缝隙天线振元。当电流馈入所述结构时，这些特征有助于在谐振时生成大致均匀的辐射图。

图1c的缝隙天线振元示为在共模(common mode，CM)下工作。电流通过馈线107不对称馈入。电流沿顺时针或逆时针的单一方向限定缝隙106。因此，所述天线振元在谐振频率下谐振。电流产生的激励电场在所述缝隙是双向的。缝隙106中的电场线垂直于所述缝隙的纵向部分。馈线107一侧的电场线指向垂直于所述缝隙的纵向部分的方向，馈线107另一侧的电场线指向与垂直于所述缝隙的纵向部分的方向相反的方向。图2c示出了围绕所述天线振元的电场图案，与DM线天线振元类似。所述CM缝隙天线振元具有在所述DM缝隙天线振元的正交方向上极化的辐射图。在图2c中，示出为水平极化辐射图。

图1d的缝隙天线振元示为在差模(differential mode，DM)下工作。电流对称地馈入天线振元105的中心。电流双向限定缝隙106。从所述电流与缝隙106相接的位置开始，所述电流在缝隙106的两个方向上对称地绕缝隙106流动。因此，所述天线振元在谐振频率下谐振。所述电流产生的激励电场在所述缝隙是单向的。缝隙106中的电场线垂直于所述缝隙的纵向部分。所述电场线都指向所述缝隙的同一方向。图2d示出了围绕所述天线振元的电场图案，与CM线天线振元类似。所述DM缝隙天线振元具有在一个线性方向上极化的辐射图，所述辐射图与所述CM缝隙天线振元的极化方向正交。在图2d中，显示为垂直极化的辐射图。

图3和图4示出了将图1的天线振元置于印刷电路板(printed circuit board，PCB)上时的辐射图。图3示出了每个天线振元沿着PCB的较短侧之一放置时的辐射图。图4示出了每个天线振元沿着PCB的较长侧之一放置时的辐射图。在图3a、3b、4a和4b中，线天线振元位于PCB外部。在图3c、3d、4c和4d中，缝隙天线振元位于PCB的边界内。这些图表明，CM线天线振元和DM线天线振元的辐射图在一定程度上是互补的。类似地，CM缝隙天线振元和DM缝隙天线振元的辐射图在一定程度上是互补的。

下面描述几种天线结构，每种天线结构都有一对天线振元。图5示出了6对天线振元，每对天线振元可以组合成天线结构。下面描述的天线结构中的每一个天线结构都具有与第一端口连接的第一天线振元和与第二端口连接的第二天线振元。电流流经所述第一天线振元并流入或流出所述第一端口，从而使得所述第一天线振元在第一谐振频率下谐振。电流流经所述第二天线振元流入或流出所述第二端口，从而使得所述第二天线振元在第二谐振频率下谐振。每个天线振元工作在电流对称地流经所述天线振元的对称激励模式下，或者工作在电流不对称地流经所述天线振元的不对称激励模式下。

对于每个天线结构，天线振元的组合、天线振元的相对方位和每个天线振元工作的模式使得所述一对天线振元具有在正交方向上极化的辐射图。当两个天线振元同时收发时，该极化分集会导致低包络相关系数(Envelope Correlation Coefficient，ECC)。因此，每个天线结构在其组成天线振元之间表现出高隔离度。每个天线结构中的天线振元的辐射图在一定程度上互补，有助于隔离。因此，每个天线结构能够同时通过所述第一天线振元收发第一信号和通过所述第二天线振元收发第二信号。换言之，天线结构可以：(i)同时通过所述第一天线振元发送第一信号和通过所述第二天线振元发送第二信号，或者(ii)同时通过所述第一天线振元接收第一信号和通过所述第二天线振元接收第二信号，或者(iii)同时通过所述第一天线发送第一信号并通过所述第二天线接收第二信号，或者(iv)同时通过所述第一天线接收第一信号并通过所述第二天线发送第二信号。

所述第一天线振元的谐振频率可以与所述第二天线振元的谐振频率不同。然而，所述第一天线振元的谐振频率可以与所述第二天线振元的谐振频率相同。因此，即使所述天线振元物理上靠近，它们也充分隔离，使得它们能够同时发射和接收频率相同的不同信号。

在下面的第一组示例天线结构中，天线对的第一天线振元在电流对称流经所述第一天线振元的对称激励模式下工作，天线对的第二天线振元在电流不对称流经所述第二天线振元的不对称激励模式下工作。

该第一组的第一示例天线结构如图5所示，为CM线天线振元501和DM线天线振元502的组合。所述天线结构如图6所示。所述第一天线振元为通过馈线603对称馈电的CM线天线振元601。所述第二天线振元为不对称馈电的DM线天线振元602。所述第一天线振元与所述第二天线振元方位相同。换句话说，它们的纵轴是平行的。因此，所述第一天线振元和所述第二天线振元的辐射图在正交方向上极化。

合适地，第一天线振元601与第二天线振元602对齐。第一天线振元601具有中心轴604。第二天线振元602具有中心轴605。第一天线振元601的中心轴604与第二天线振元602的中心轴605对齐。每个天线振元的中心轴可以平分该天线振元。在图6中，每个天线振元的中心轴垂直于该天线振元的纵轴。所述天线振元可以围绕其中心轴对称。特别地，所述中心轴可以是所述天线振元的反射轴。所述第一天线振元和所述第二天线振元可以具有相同的纵向范围。因此，除了天线振元的中心轴对齐之外，天线振元的末端也可以对齐。

该第一组的第二示例天线结构如图5所示，为CM缝隙天线振元503和DM缝隙天线振元504的组合。该天线结构如图7所示。所述第一天线振元为通过馈线703不对称馈电的CM缝隙天线振元701。所述第二天线振元为对称馈电的DM缝隙天线振元702。所述第一天线振元与所述第二天线振元方位相同。换句话说，它们的纵轴是平行的。因此，所述第一天线振元和所述第二天线振元的辐射图在正交方向上极化。

合适地，第一天线振元701与第二天线振元702对齐。第一天线振元701具有中心轴704。第二天线振元702具有中心轴705。第一天线振元701的中心轴704与第二天线振元702的中心轴705对齐。每个天线振元的中心轴可以平分该天线振元。在图7中，每个天线振元的中心轴垂直于该天线振元的纵轴。所述天线振元可以围绕其中心轴对称。特别地，所述中心轴可以是所述天线振元的反射轴。所述第一天线振元和所述第二天线振元可以具有相同的纵向范围。因此，除了天线振元的中心轴对齐之外，天线振元的末端也可以对齐。

图8示出了由CM线天线振元801和DM缝隙天线振元802组成的天线结构。在图8中，这两个天线振元的方位相同。在该配置中，两个天线振元在相同方向上极化，因此彼此之间的隔离较差。因此，包括图8的天线振元配置的天线结构不适合通过两个天线振元同时收发信号。图9示出了适合通过两个天线振元同时收发信号的第一组的第三示例天线结构。在该示例中，CM线天线振元901相对于图8中的CM线天线振元801旋转90°。结果为CM线天线振元901与DM缝隙天线振元902处于正交方位。因此，所述第一天线振元和所述第二天线振元的辐射图在正交方向上极化。

合适地，第一天线振元901具有中心轴904，第二天线振元902具有中心轴905。第一天线振元901的中心轴904与第二天线振元902的中心轴905对齐。每个天线振元的中心轴可以平分该天线振元。在图9中，CM线天线振元的中心轴垂直于CM线天线振元的纵轴。但是，DM缝隙天线振元的中心轴与DM缝隙天线振元的纵轴平行。每个天线振元可以围绕其中心轴对称。特别地，所述中心轴可以是所述天线振元的反射轴。

图10示出了由CM缝隙天线振元1001和DM线天线振元1002组成的天线结构。在图10中，这两个天线振元的方位相同。在该配置中，两个天线振元在相同方向上极化，因此彼此之间的隔离较差。因此，包括图10的天线振元配置的天线结构不适合通过两个天线振元同时收发信号。图11示出了适合通过两个天线振元同时收发信号的第一组的第四示例天线结构。在该示例中，DM线天线振元1102相对于图10中的DM线天线振元1002旋转90°。结果为DM线天线振元1102与CM缝隙天线振元1101处于正交方位。因此，所述第一天线振元和所述第二天线振元的辐射图在正交方向上极化。

合适地，第一天线振元1101具有中心轴1103，第二天线振元1102具有中心轴1104。第一天线振元1101的中心轴1103与第二天线振元1102的中心轴1104对齐。每个天线振元的中心轴可以平分该天线振元。在图11中，DM线天线振元的中心轴垂直于DM线天线振元的纵轴。然而，CM缝隙天线振元的中心轴平行于CM缝隙天线振元的纵轴。每个天线振元可以围绕其中心轴对称。特别地，所述中心轴可以是所述天线振元的反射轴。

在下面的第二组示例天线结构中，所述第一和第二天线振元都在电流对称地流经天线振元的对称激励模式下工作。

图5示出了作为CM线天线振元501和CM缝隙天线振元503的组合的第二组示例天线结构。该天线结构如图12所示。所述第一天线振元为CM线天线振元1201，其通过馈线1203对称馈电。所述第二天线振元为不对称馈电的CM缝隙天线振元1202。所述第一天线振元与所述第二天线振元方位相同。换句话说，它们的纵轴是平行的。因此，所述第一天线振元和所述第二天线振元的辐射图在正交方向上极化。

合适地，第一天线振元1201与第二天线振元1202对齐。第一天线振元1201具有中心轴1204。第二天线振元1202具有中心轴1205。第一天线振元1201的中心轴1204与第二天线振元1202的中心轴1205对齐。每个天线振元的中心轴可以平分该天线振元。在图12中，每个天线振元的中心轴垂直于该天线振元的纵轴。所述天线振元可以围绕其中心轴对称。特别地，所述中心轴可以是所述天线振元的反射轴。所述第一天线振元和所述第二天线振元可以具有相同的纵向范围。因此，除了天线振元的中心轴对齐之外，天线振元的末端也可以对齐。

在下面的第三组示例天线结构中，所述第一和第二天线振元都在电流不对称地流经天线振元的不对称激励模式下工作。

图5示出了作为DM线天线振元502和DM缝隙天线振元504的组合的第三组示例天线结构。该天线结构如图13所示。所述第一天线振元为不对称馈电的DM线天线振元1301。所述第二天线振元为不对称馈电的DM缝隙天线振元1302。所述第一天线振元与所述第二天线振元方位相同。换句话说，它们的纵轴是平行的。因此，所述第一天线振元和所述第二天线振元的辐射图在正交方向上极化。

合适地，第一天线振元1301与第二天线振元1302对齐。第一天线振元1301具有中心轴1303。第二天线振元1302具有中心轴1304。第一天线振元1301的中心轴1303与第二天线振元1302的中心轴1304对齐。每个天线振元的中心轴可以平分该天线振元。在图13中，每个天线振元的中心轴垂直于该天线振元的纵轴。所述天线振元可以围绕其中心轴对称。特别地，所述中心轴可以是所述天线振元的反射轴。所述第一天线振元和所述第二天线振元可以具有相同的纵向范围。因此，除了天线振元的中心轴对齐之外，天线振元的末端也可以对齐。

图14和图15示出了将天线结构的一对天线振元的中心轴对齐是如何帮助隔离天线振元的。图14a和14b示出了具有一对线天线振元1401和1402的天线结构，其中一个天线振元在CM下工作，另一个天线振元在DM下工作。在图14a中，CM线天线振元1401的中心轴1403与DM线天线振元1402的中心轴1404对齐。DM线天线振元1402的左手侧在CM线天线振元1401上感应出电流I₁。DM线天线振元1402的右手侧在CM线天线振元1401处感应出电流I₂。由于两个天线振元对称布局，因此I₁＝-I₂。换言之，I₁的幅度与I₂的幅度相同，I₁与I₂的相位差为180°。因此，CM线天线振元的感应电流I₁和I₂在端口上相互抵消。因此实现了两个天线振元1401和1402之间的高隔离度。

在图14b中，线天线振元1401和1402具有偏移的中心轴1403和1404。中心轴1403和1404平行但不对齐。因此，线天线振元1401和1402彼此方位相同，但沿其纵轴偏移。由于两个天线振元不对称布局，两个感应电流在CM天线振元上的路径损耗和相位延迟不同，因此I₁≠-I₂。因此，图14b的天线振元之间的隔离度比图14a要差。

图15a和15b示出了具有一对缝隙天线振元1501和1502的天线结构，其中一个天线振元在CM下工作，另一个天线振元在DM下工作。在图15a中，CM缝隙天线振元1503的中心轴1503与DM缝隙天线振元1502的中心轴1504对齐。DM缝隙天线振元1502的左手侧在CM缝隙天线振元1501处感应出磁流M₁。DM缝隙天线振元1502的右手侧在CM缝隙天线振元1501处感应出磁流M₂。由于两个天线振元对称布局，因此M₁＝-M₂。换言之，M₁的幅度与M₂的幅度相同，M₁与M₂的相位差为180°。因此，CM缝隙天线振元上的感应磁流M₁和M₂在端口上相互抵消。因此实现了两个天线振元1501和1502之间的高隔离度。

在图15b中，缝隙天线振元1501和1502具有偏移的中心轴1503和1504。中心轴1503和1504平行但不对齐。因此，缝隙天线振元1501和1502彼此方位相同，但沿着它们的纵轴偏移。由于两个天线振元不对称布局，两个感应磁流在CM天线振元上的路径损耗和相位延迟是不同的，因此M₁≠-M₂。因此，图15b的天线振元之间的隔离度比图15a要差。

此处描述的天线结构的尺寸可以设计为在任何频率范围内工作，包括毫米波频段。例如，所述天线结构的尺寸可以设计成在用于收发蜂窝信号的700MHz至3GHz的3G和4G频率范围内进行谐振。所述天线结构的尺寸可以设计成在用于收发蜂窝信号的700MHz至6GHz和30GHz的3G、4G和5G频率范围内进行谐振。所述天线振元的纵向长度可以在制造时调整，以使其在期望的频率范围内谐振。例如，可以减小所述天线振元的长度以使它们具有更高的谐振频率。可以增加所述天线振元的长度以使它们具有更低的谐振频率。示例地，这里所描述的类型的单元天线振元具有2.5mm的纵向长度，将具有约30GHz的谐振频率，而纵向长度为70-80mm的单元天线将使得天线振元在1-2GHz范围内谐振。

这里所描述的天线结构的天线振元由于其辐射图在正交方向上极化而充分高度隔离，尽管它们物理上位于同一位置，但它们能够独立地收发相同频率的独立信号。这对于希望在相同频率同时收发两个不同信号的设备尤其有用。例如，在同时使用蓝牙和WiFi信号进行收发的蜂窝设备中，两者均工作在2.45GHz。

此处描述的天线振元可以由金属条或金属线制成。所述接地层可以由PCB板上的大块金属(例如铜)制成。

此处描述的天线振元可以在多层上制造。此处描述的馈线可以在多层上制造。天线结构整体可以为平面结构。或者，天线结构可以具有三维轮廓。例如，天线振元可以是具有从平面结构延伸出的一个或多个端口的馈线的平面结构。天线振元本身可以具有三维轮廓。这可以使天线结构适合于包括天线结构的手机或平板电脑等中的可用体积的形状。

所述天线结构可用于各种设备中，例如手机、平板电脑、基站、安装在飞机上的雷达或天线。

申请方在此单独公开本文描述的每一个体特征及两个或两个以上此类特征的任意组合，以本领域技术人员的普通知识，能够基于本说明书将此类特征或组合作为整体实现，而不考虑此类特征或特征的组合是否能解决本文所公开的任何问题；且不限制权利要求书的范围。申请方表明本发明的各方面可由任何这类单独特征或特征的组合构成。鉴于前文描述可在本发明的范围内进行各种修改对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (15)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：

第一天线振元，与第一端口连接；

第二天线振元，与第二端口连接；

所述天线结构可被操作以同时收发：

第一信号，所述第一信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第一天线振元并流入或流出所述第一端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第一天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第一天线振元，从而使得所述第一天线振元在第一谐振频率下谐振；

第二信号，所述第二信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第二天线振元并流入或流出所述第二端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第二天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第二天线振元，从而使得所述第二天线振元在第二谐振频率下谐振。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一谐振频率与所述第二谐振频率相同。

3.根据权利要求1或2所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元为一维天线振元，所述第二天线振元为一维天线振元。

4.根据前述权利要求中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元可在对称激励模式下工作，在所述对称激励模式下所述第一天线振元发射沿第一方向极化的场以收发所述第一信号，所述第二天线振元可在不对称激励模式下工作，在所述不对称激励模式下所述第二天线振元发射沿与所述第一方向正交的第二方向极化的场以收发所述第二信号。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元可在对称激励模式下工作，在所述对称激励模式下所述第一天线振元发射沿第一方向极化的场以收发所述第一信号，所述第二天线振元可在对称激励模式下工作，在所述对称激励模式下所述第二天线振元发射沿与所述第一方向正交的第二方向极化的场以收发所述第二信号。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元可在不对称激励模式下工作，在所述不对称激励模式下所述第一天线振元发射沿第一方向极化的场以收发所述第一信号；所述第二天线振元可在不对称激励模式下工作，在所述不对称激励模式下所述第二天线振元发射沿与所述第一方向正交的第二方向极化的场以收发所述第二信号。

7.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元为线天线振元，所述第二天线振元为线天线振元。

8.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元为缝隙天线振元，所述第二天线振元为缝隙天线振元。

9.根据权利要求4至6中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元为线天线振元，所述第二天线振元为缝隙天线振元。

10.根据权利要求4至6中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元为缝隙天线振元，所述第二天线振元为线天线振元。

11.根据前述权利要求中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元具有中心轴，所述第二天线振元具有中心轴，所述天线结构设置成使得所述第一天线振元的所述中心轴与所述第二天线振元的所述中心轴对齐。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元具有中心轴，所述第二天线振元具有中心轴，所述天线结构设置成使得所述第一天线振元的所述中心轴与所述第二天线振元的所述中心轴偏移。

13.根据前述权利要求中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元与所述第二天线振元方位相同。

14.根据前述权利要求中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线振元与所述第二天线振元方位正交。

15.一种操作天线结构的方法，其特征在于，包括连接第一端口的第一天线振元和连接第二端口的第二天线振元，所述方法包括：

同时收发：

第一信号，所述第一信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第一天线振元并流入或流出所述第一端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第一天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第一天线振元，从而使得所述第一天线振元在第一谐振频率下谐振；

第二信号，所述第二信号通过在对称激励模式下和/或在不对称激励模式下流经所述第二天线振元并流入或流出所述第二端口的电或磁电流收发，在所述对称激励模式下，电流对称地流经所述第二天线振元，在所述不对称激励模式下，电流不对称地流经所述第二天线振元，从而使得所述第二天线振元在第二谐振频率下谐振。

Images