CN112821042A - 天线装置及电子设备 - Google Patents
天线装置及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112821042A CN112821042A CN202011632864.7A CN202011632864A CN112821042A CN 112821042 A CN112821042 A CN 112821042A CN 202011632864 A CN202011632864 A CN 202011632864A CN 112821042 A CN112821042 A CN 112821042A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna device
- radiation
- radiating
- resonance
- electrically connected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
- H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
本申请实施例提供一种天线装置及电子设备,天线装置包括信号源和辐射体,辐射体包括间隔设置的第一辐射部和第二辐射部,第一辐射部和第二辐射部分别与信号源电连接;第一辐射部沿第一方向的第一长度不同于第二辐射部沿第一方向的第二长度,以激励第一辐射部产生超宽带频段的第一谐振,激励第二辐射部产生超宽带频段的第二谐振,第一谐振的频率不同于第二谐振的频率。基于此,本申请实施例的天线装置,第一辐射部和第二辐射部彼此相互独立,通过调节第一长度和第二长度,可以独立调谐第一谐振和第二谐振,可以降低双频天线的调谐的难度。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,特别涉及一种天线装置及电子设备。
背景技术
随着通信技术的发展,诸如智能手机等电子设备能够实现的功能越来越多,电子设备的通信模式也更加多样化,近来电子设备逐渐可以实现超宽带(Ultra WideBand,简称UWB)通信。可以理解的,电子设备的每一种通信模式都需要相应的天线来支持。
但是,伴随着电子技术的发展,电子设备越来越小型化、轻薄化,电子设备的内部空间也越来越小,从而如何合理地设置电子设备的UWB天线成为难题。
发明内容
本申请实施例提供一种天线装置及电子设备,天线装置便于调试。
第一方面,本申请实施例提供了一种天线装置,包括:
信号源,所述信号源用于提供激励信号;及
辐射体,所述辐射体包括间隔设置的第一辐射部和第二辐射部,所述第一辐射部和所述第二辐射部分别与所述信号源电连接;其中,
所述第一辐射部沿第一方向的第一长度不同于所述第二辐射部沿所述第一方向的第二长度,以使得所述激励信号激励所述第一辐射部产生超宽带频段的第一谐振,激励所述第二辐射部产生超宽带频段的第二谐振,所述第一谐振的频率与所述第二谐振的频率不同。
第二方面,本申请实施例还提供了一种电子设备,包括如上所述的天线装置。
本申请实施例提供的天线装置及电子设备,天线装置包括辐射体和信号源,辐射体包括间隔设置的第一辐射部和第二辐射部,第一辐射部沿第一方向的第一长度不同于第二辐射部沿第一方向的第二长度,以使得信号源提供的激励信号可以激励第一辐射部产生超宽带频段的第一谐振,激励第二辐射部产生超宽带频段的第二谐振。基于此,本申请实施例的天线装置,一方面,辐射体在一个馈源的激励下可以激励出UWB的双谐振,可以实现天线装置的小型化;另一方面,第一辐射部和第二辐射部间隔设置,第一辐射部和第二辐射部彼此相互独立,当改变第一辐射部的第一长度时,既可以对第一谐振进行调谐,也不会影响第二谐振的频率;同理,当改变第二辐射部的第二长度时,既可以对第二谐振进行调谐,也不会影响第一谐振的频率。从而,通过调节第一长度和第二长度,可以独立调谐第一谐振和第二谐振,可以降低双频天线的调谐的难度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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为本申请实施例提供的天线装置的第一种结构示意图。
图2为本申请实施例提供的天线装置的第二种结构示意图。
图3为本申请实施例提供的天线装置的第三种结构示意图。
图4为本申请实施例提供的天线装置的第四种结构示意图。
图5为本申请实施例提供的天线装置的第五种结构示意图。
图6为图4所示的天线装置的一种电流分布仿真图。
图7为图4所示的天线装置的一种电流分布仿真图。
图8为图4所示的天线装置的反射系数曲线示意图。
图9为图4所示的天线装置的系统效率曲线示意图。
图10为本申请实施例提供的电子设备的第一种结构示意图。
图11为本申请实施例提供的电子设备的第二种结构示意图。
图12为图11所示的电子设备在6.5GHz频率下的水平面PDOA曲线图。
图13为图11所示的电子设备在8GHz频率下的水平面PDOA曲线图。
图14为图11所示的电子设备在6.5GHz频率下的竖直面PDOA曲线图。
图15为图11所示的电子设备在8GHz频率下的竖直面PDOA曲线图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图1至15,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,本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请的保护范围。
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。
本申请实施例还提供一种天线装置,天线装置用于实现电子设备的无线通信功能,例如天线装置可以传输无线保真(Wireless Fidelity简称Wi-Fi)信号、全球定位系统(Global Positioning System简称GPS)信号、第四代移动通信技术(3th-Generation简称3G)、第三代移动通信技术(4th-Generation简称4G)、第五代移动通信技术(5th-Generation简称5G)、近场通信(Near field communication简称NFC)信号、UWB信号等。
请参考图1,图1为本申请实施例提供的天线装置的第一种结构示意图。天线装置100包括信号源110和辐射体120,辐射体120包括第一辐射部121和第二辐射部122,信号源110分别与第一辐射部121和第二辐射部122电连接,信号源110可以为其提供激励信号。
第一辐射部121和第二辐射部122可以间隔设置,第一辐射部121和第二辐射部122之间可以形成间隔,以使得第一辐射部121和第二辐射部122相互独立。信号源110可以分别与第一辐射部121和第二辐射部122电连接,以便于向第一辐射部121和第二辐射部122馈入激励信号。
其中,第一辐射部121沿第一方向H1具有第一长度L1,第二辐射部122沿该第一方向H1具有第二长度L2,该第一长度L1不同于第二长度L2,使得当信号源110向第一辐射体120和第二辐射体120馈入激励信号时,激励信号可以激励第一辐射部121产生超宽带频段的第一谐振,激励第二辐射部122产生超宽带频段的第二谐振,第一谐振的频率可以与第二谐振的频率不同。
可以理解的是,当第一长度L1不同于第二长度L2时,第一辐射部121产生的UWB的第一谐振的频率可以不同于第二辐射部122产生的UWB的第二谐振的频率,例如,第一谐振的频率范围可以包括6.5GHz,第二谐振的频率范围可以包括8GHz。
可以理解的是,UWB技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术。它不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很大,尽管使用无线通信,但其数据传输速率可以达到几百兆比特每秒以上。使用UWB技术可在非常宽的带宽上传输信号,美国联邦通信委员会(FCC)对UWB技术的规定为:在3.1~10.6GHz频段中占用MHz以上的带宽。
可以理解的是,信号源110可以通过传输线130与第一辐射部121和第二辐射部122电连接。例如,传输线130可以为包括第一支路、第二支路和第三支路,第一支路的一端可以与信号源110电连接,第一支路的另一端可以分别与第二支路的一端、第三支路的一端电连接。第二支路的另一端可以与第一辐射部121电连接,第三支路的另一端可以与第二辐射部122电连接。此时,天线装置100可以只设置一个信号源110而激励产生两种谐振,天线装置100可以实现小型化。
可以理解的是,传输线130可以为微带线、带状线、共面波导中的一种或多种组合,本申请实施例对传输线130的结构不进行限定。
可以理解的是,信号源110也可以通过其他的方式与第一辐射部121和第二辐射部122电连接,例如,天线装置100可以包括耦合件(图未示),耦合件位于第一辐射部121和第二辐射部122之间,耦合件与信号源110电连接,耦合件分别与第一辐射部121和第二辐射部122电磁耦合,以将激励信号耦合至第一辐射部121和第二辐射部122,以便于产生第一谐振和第二谐振。
当然,以上仅为本申请实施例信号源110向第一辐射部121和第二辐射部122馈电的示例性举例,本申请实施例的馈电方式并不局限于此,在此不再详述。
本申请实施例的天线装置100,通过采用两端接地的贴片天线形式,并在辐射体120的特定位置开缝,通过传输线130对贴片天线馈电,激励贴片天线产生两个模式,从而实现双频辐射。
可以理解的是,辐射体120在特定位置的开缝,沿第一方向H1的长度可以在预设的范围内。例如,第一辐射部121与第二辐射部122之间的间隔距离可以大于0而小于或等于2毫米,以使得第一辐射部121和第二辐射部122既可以产生第一谐振和第二谐振,又可以避免第一谐振和第二谐振产生干扰。
本申请实施例的天线装置100,辐射体120包括间隔设置的第一辐射部121和第二辐射部122,第一辐射部121沿第一方向H1的第一长度L1不同于第二辐射部122沿第一方向H1的第二长度L2,以使得信号源110提供的激励信号可以激励第一辐射部121产生超宽带频段的第一谐振,激励第二辐射部122产生超宽带频段的第二谐振。基于此,本申请实施例的天线装置100,一方面,辐射体120在一个馈源的激励下可以激励出UWB的双谐振,可以实现天线装置100的小型化;另一方面,第一辐射部121和第二辐射部122间隔设置,第一辐射部121和第二辐射部122彼此相互独立,当改变第一辐射部121的第一长度L1时,既可以对第一谐振进行调谐,也不会影响第二谐振的频率;同理,当改变第二辐射部122的第二长度L2时,既可以对第二谐振进行调谐,也不会影响第一谐振的频率。从而,通过调节第一长度L1和第二长度L2,可以独立调谐第一谐振和第二谐振,可以降低双频天线的调谐的难度。
其中,请结合图1并请参考图2,图2为本申请实施例提供的天线装置的第二种结构示意图。天线装置100还可以包括接地平面140,辐射体120的第一辐射部121和第二辐射部122可以通过电连接件与接地平面140电连接。
接地平面140可以形成公共地。接地平面140可以通过电子设备中的导体、印刷线路或者金属印刷层等形成。例如,接地平面140可以设置在电子设备的电路板上。接地平面140还可以形成在电子设备的壳体上,例如可以通过壳体的中框来形成接地平面140,或者也可以通过壳体的电池盖来形成接地平面140。
天线装置100还可以包括第一电连接件150和第二电连接件160。第一电连接件150的一端可以与第一辐射部121电连接,第一电连接件150的另一端可以与接地平面140电连接,从而第一辐射部121可以通过该第一电连接件150与接地平面140电连接。第二电连接件160的一端可以与第二辐射部122电连接,第二电连接件160的另一端可以与接地平面140电连接,从而第二辐射部122可以通过该第二电连接件160与接地平面140电连接。
可以理解的是,第一电连接件150和第二电连接件160可以是但不限于接地弹片、导线。本申请实施例并不对第一电连接件150和第二电连接件160的具体结构进行限定。
本申请实施例的天线装置100,第一辐射部121和第二辐射部122通过电连接件与接地平面140电连接时,一方面,结构简单,生产成本低;另一方面,第一辐射部121和第二辐射部122可以设置于天线装置100的适宜位置而不需要受到接地平面140的位置限制,天线装置100的安装位置更灵活。
其中,请结合图1并请参考图3,图3为本申请实施例提供的天线装置的第三种结构示意图。辐射体120的第一辐射部121和第二辐射部122也可以通过电磁耦合实现与接地平面140电连接。天线装置100还可以包括介质基板170。
介质基板170可以包括相对设置的第一面171和第二面172,辐射体120的第一辐射部121和第二辐射部122可以设置于介质基板170的第一面171,接地平面140可以设置于介质基板170的第二面172。
可以理解的是,接地平面140在第一面171的投影可以覆盖第一辐射部121和第二辐射部122,以使得第一辐射部121和第二辐射部122均可以与接地平面140,以实现第一辐射部121和第二辐射部122的接地。
可以理解的,在图3所示的实施例中,第一辐射部121和第二辐射部122与接地平面140没有物理上的电连接关系,二者不需要通过电连接件而实现物理上的电连接。此时,第一辐射部121、第二辐射部122与接地平面140之间可以形成贴片天线,第一辐射部121可以激励产生二分之一波长模态的第一谐振,第二辐射部122可以产生二分之一波长的第二谐振。
可以理解的是,介质基板170可以采用聚四氟乙烯(FR4)材料制作,当然,介质基板170也可以采用其他符合贴片天线的基材的材料制作。
本申请实施例的天线装置100,辐射体120与接地平面140分别设置于介质基板170的相对两侧,辐射体120通过电磁耦合与接地平面140电连接,天线装置100可以是贴片天线,此时,天线装置100不需要设置净空区域,天线装置100的安装难度更低。并且,将第一辐射部121、第二辐射部122和接地平面140都集成在介质基板170上,天线装置100模块化,收到周围环境的影响较小,天线装置100的辐射性能更优。
可以理解的是,当第一辐射部121、第二辐射部122和接地平面140分别位于介质基板170的两面时,此时,接地平面140也可以通过电连接件与第一辐射部121、第二辐射部122连接,以实现第一辐射部121、第二辐射部122的接地。示例性的,请结合图3并请参考图4和图5,图4为本申请实施例提供的天线装置的第四种结构示意图,图5为本申请实施例提供的天线装置的第五种结构示意图。该电连接件可以是金属镀孔。
其中,介质基板170上可以设置有贯穿介质基板170第一面171和第二面172的第一金属镀孔173和第二金属镀孔174,第一辐射部121可以通过第一金属镀孔173与接地平面140电连接,第二辐射部122可以通过第二金属镀孔174与接地平面140电连接。
可以理解的是,第一金属镀孔173和第二金属镀孔174的孔壁上可以喷涂有金属镀层,第一辐射部121和第二辐射部122通过金属镀层可以与接地平面140电连接。
可以理解的是,第一辐射部121可以包括第一侧1211,第一金属镀孔173可以设置于该第一侧1211,以实现第一辐射部121的第一侧1211与接地平面1740连接而实现第一辐射部121的接地。第二辐射部122可以包括第二侧1221,第二金属镀孔174可以设置于第二侧1221,以实现第二辐射部122的第二侧1221与接地平面1740连接而实现第二辐射部122的接地。其中,第一侧1211可以与第二侧1221平行,第一方向H1可以是垂直于第一侧1211、第二侧1221的方向。
可以理解的是,当辐射体120为规则形状的矩形时,如果辐射体120通过电磁耦合与接地平面140电连接,此时,矩形的辐射体120可以在一相对的两条边缘上等效于两个边缘的缝隙辐射。如果辐射体120在其一侧边缘通过电连接件例如金属镀孔与接地平面140电连接,此时,矩形的辐射部在与该边缘相对的另一侧边缘处等效于一个边缘的缝隙辐射。第一方向H1可以是垂直于辐射缝隙的方向,如果设置接地电连接件的一侧边缘与该辐射缝隙平行,那么,第一方向H1也可以是垂直于设置接地电连接件一侧边缘的方向。
示例性的,在图4和图5中,第一辐射部121除了包括第一侧1211外,还可以包括第三侧1212,第三侧1212可以垂直于第一侧1211,第三侧1212可以沿第一方向H1设置,第一辐射部121沿第一方向H1的第一长度L1可以是第三侧1212的长度。第二辐射部122除了包括第二侧1221外,还可以包括第四侧1222,第四侧1222可以垂直于第二侧1221,第四侧1222可以沿第一方向H1设置,第二辐射部122沿第一方向H1的第二长度L2可以是第四侧1222的长度。
当第一金属镀孔173设置于第一侧1211时,第一辐射部121的缝隙辐射可以是与第一侧1211相对的一侧,此时调节垂直于第一侧1211及缝隙辐射的第三侧1212的第一长度L1,可以调谐第一辐射部121产生的第一谐振的频率范围。当第二金属镀孔174设置于第二侧1221时,第二辐射部122的缝隙辐射可以是与第二侧1221相对的一侧,此时,调节垂直于第二侧1221及缝隙辐射的第四侧1222的第二长度L2,可以调谐第二辐射部122产生的第二谐振的频率范围。
其中,请参考图4,第一方向H1可以为水平方向,第一辐射部121和第二辐射部122可以沿第一方向H1排列,第一侧1211可以是第一辐射部121与第一方向H1垂直的一侧边缘,第二侧1221可以是第二辐射部122与第一方向H1垂直的一侧边缘。并且,第一侧1211可以为第一辐射部121远离第二辐射部122的一侧边缘,第二侧1221为可以为第二辐射部122远离第一辐射部121的一侧边缘,第一侧1211和第二侧1221均为竖直方向。
本申请实施例中,第一辐射部121和第二辐射部122水平设置,且与接地平面140电连接的第一侧1211和第二侧1221位于整个辐射体120的最外侧,此时,第一辐射部121和第二辐射部122的电流分布同向叠加,可以激励起同向叠加的传输模式,辐射体120的辐射性能更优。
其中,请参考图5,第一辐射部121和第二辐射部122也可以沿与第一方向H1垂直的第二方向H2排列。例如,当第一方向H1为水平方向时,第一辐射部121和第二辐射部122可以沿竖直方向排列。如果信号源110在辐射体120的侧部向第一辐射部121和第二辐射部122馈电,第一侧1211可为第一辐射部121远离信号源110的一侧,第二侧1221也可为第二辐射部122远离信号源110的一侧。第一侧1211和第二侧1221可以位于信号源110的同侧,二者同侧设置。此时,第一侧1211和第二侧1221为竖直方向,第一侧1211和第二侧1221可与第二方向H2平行。
本申请实施例中,第一辐射部121和第二辐射部122竖直设置,第一辐射部121和第二辐射部122在水平方向上占据的长度较小,天线装置100的水平尺寸较小,可以实现天线装置100的小型化。
本申请实施例的天线装置100,第一辐射部121和第二辐射部122通过第一金属镀孔173和第二金属镀孔174与接地平面140电连接,第一辐射部121、第二辐射部122可以等效为一个边缘缝隙辐射的辐射体120,此时,第一辐射部121和第二辐射部122可以激励起四分之一波长模态。根据波长、频率与天线辐射长度的关系可知,相较于激励二分之一波长模态而言,激励四分之一波长模态的天线辐射长度至少可以小于四分之一波长模态的天线辐射长度的一般。从而,本申请实施例的天线装置100,可以大幅度降低第一辐射部121和第二辐射部122的尺寸,进一步实现天线装置100的小型化。
可以理解的是,第一金属镀孔173的数量可以为多个,多个第一金属镀孔173可以依次间隔地排列于第一侧1211,多个第一金属镀孔173可以排列成一列。通过设置多个第一金属镀孔173,可以保证第一辐射部121与接地平面140的有效电连接。
可以理解的是,第二金属镀孔174的数量也可以为多个,多个第二金属镀孔174可以依次间隔地排列于第二侧1221,多个第二金属镀孔174可以排列成一列。通过设置多个第二金属镀孔174,可以保证第二辐射部122与接地平面140的有效电连接。
可以理解的是,上述方案中通过第一金属镀孔173和第二金属镀孔174实现接地平面140与第一辐射部121、第二辐射部122的电连接,实际使用中,也可以通过其他的电连接件,例如但不限于导线、微带线、带状线、共面波导、接地弹片等。
基于上述天线装置100的结构,当第一辐射部121沿第一方向H1的第一长度L1大于第二辐射部122沿第一方向H1的第二长度L2时,第一辐射部121产生的第一谐振的频率范围可以包括6.5GHz,第二辐射部122产生的第二谐振的频率范围可以包括8GHz。示例性的,以图4所示的天线装置100的结构为例,请结合图4并请参考图6至图9,图6为图4所示的天线装置的一种电流分布仿真图,图7为图4所示的天线装置的一种电流分布仿真图,图8为图4所示的天线装置的反射系数曲线示意图,图9为图4所示的天线装置的系统效率曲线示意图。
由图6和图8可以看出,图8中的曲线S1为图4所示的天线装置100的反射系数曲线,当信号源110馈入激励信号时,通过调整第一辐射部121的第一长度L1,6.5GHZ的激励信号可以集中分布于第一辐射部121,使得第一辐射部121可以产生6.5GHz的第一谐振。同理,由图7和图8可以看出,通过调整第二辐射部122的第二长度L2,8.0GHz的激励信号可以集中分布于第二辐射部122,使得第二辐射部122可以产生6.5GHz的第二谐振。
可以理解的是,信号源110的输出端可以提供6.5GHz和8GHz的信号,以使得第一辐射部121和第二辐射部122可以产生第一谐振和第二谐振。可以理解的是,信号源110的输出端也可以仅提供一种频率的信号,例如提供6.5GHz的信号,此时第一辐射部121可以在6.5GHz的激励信号的作用下产生第一谐振,第二辐射部122可以在调谐元件的作用下产生第二谐振。
并且,由图8可以看出,天线装置100在6.5GHz时的隔离度在-10.5dB左右,天线装置100在8GHz时的隔离度为-11dB,均小于-10dB,因此,天线装置100在6.5GHz和8GHz的工作频率内具有良好的隔离度。
其中,图9中的曲线S2为图4所示的天线装置的系统效率曲线,由图9可知,天线装置100在6.5GHz的第一频段谐振的系统效率可以为-2.2dB,在8GHz的第二频段谐振的系统效率可以为-2dB,天线装置100的系统效率较佳,天线装置100的辐射性能极其优良。
可以理解的是,以上仅为本申请实施例的天线装置100工作于UWB通信频段的示例性举例。本申请实施例的天线装置100还可以工作于UWB通信频率的其他频率,例如工作于3.1GHz至10.6GHz频段的其他工作频段下。
可以理解的是,本申请实施例的天线装置100也可以工作于非UWB通信频段,例如,本申请实施例的天线装置100还可以工作于2.4GWi-Fi频段(2.4GHz-2.48GHz)、GPS的L1频段(1.55GHz-1.6GHz)、GPS的L5频段(1.15GHz至1.2GHz)、N78频段(3.4GHz至3.6GHz)、N79频段(4.8GHz至4.9GHz)等中的任意两个频段。当然,天线装置100工作的频段并不局限于上述举例,在此不再详述。
基于上述天线装置100的结构,本申请实施例还提供一种电子设备。电子设备可以是智能手机、平板电脑等设备,还可以是游戏设备、增强现实(Augmented Reality,简称AR)设备、汽车装置、数据存储装置、音频播放装置、视频播放装置、笔记本电脑、桌面计算设备等。请参考图10,图10为本申请实施例提供的电子设备的第一种结构示意图。电子设备10除了包括天线装置100外,还可以包括显示屏200、中框300、电路板400、电池500和后壳600。
其中,显示屏200设置在中框300上,以形成电子设备10的显示面,用于显示图像、文本等信息。其中,显示屏200可以包括液晶显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)或有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)显示屏等类型的显示屏。
可以理解的,显示屏200可以为全面屏,此时,显示屏200的整个区域都是显示区域而不包括非显示区域,或者显示屏200上的非显示区域对用户而言仅占据较小的区域,从而显示屏200具有较大的屏占比。或者,显示屏200也可以为非全面屏,此时显示屏200包括显示区域以及与显示区域邻接的非显示区域。其中,显示区域用于显示信息,非显示区域不显示信息。
可以理解的,显示屏200上还可以设置盖板,以对显示屏200进行保护,防止显示屏200被刮伤或者被水损坏。其中,盖板可以为透明玻璃盖板,从而用户可以透过盖板观察到显示屏200显示的内容。可以理解的,盖板可以为蓝宝石材质的玻璃盖板。
中框300可以为薄板状或薄片状的结构,也可以为中空的框体结构。中框300用于为电子设备10中的电子器件或功能组件提供支撑作用,以将电子设备10的电子器件、功能组件安装到一起。例如,中框300上可以设置凹槽、凸起、通孔等结构,以便于安装电子设备10的电子器件或功能组件。可以理解的,中框300的材质可以包括金属或塑胶等。
电路板400设置在中框300上以进行固定,并通过后壳600将电路板400密封在电子设备10的内部。其中,电路板400可以为电子设备10的主板。电路板400上可以集成有处理器,此外还可以集成耳机接口、加速度传感器、陀螺仪、马达等功能组件中的一个或多个。同时,显示屏200可以电连接至电路板400,以通过电路板400上的处理器对显示屏200的显示进行控制。其中,天线装置100的信号源110可以设置于电路板400上。
电池500设置在中框300上,并通过后壳600将电池500密封在电子设备10的内部。同时,电池500电连接至电路板400,以实现电池500为电子设备10供电。其中,电路板400上可以设置有电源管理电路。电源管理电路用于将电池500提供的电压分配到电子设备10中的各个电子器件。
后壳600与中框300连接。例如,后壳600可以通过诸如双面胶等粘接剂贴合到中框300上以实现与中框300的连接。其中,后壳600用于与中框300、显示屏200共同将电子设备10的电子器件和功能组件密封在电子设备10内部,以对电子设备10的电子器件和功能组件形成保护作用。
请参考图11,图11为本申请实施例提供的电子设备的第二种结构示意图。电子设备10可以包括至少三个天线装置100,多个天线装置100可以用于检测目标对象的位置,以实现三维测角。
示例性的,如图11所示,电子设备10包括第一天线装置100a、第二天线装置100b和第三天线装置100c,其中,第一天线装置10a0和第二天线装置100b可以关于第一轴线Y镜像设置,该第一轴线Y可以是竖直轴线。第一天线装置100a和第三天线装置100c可以关于第二轴线X镜像设置,该第二轴线X可以是水平轴线。第一轴线Y可以与第二轴线X相互垂直。
第一天线装置100a可以位于原点位置,第二天线装置100b可以位于水平位置,第三天线装置100c可以位于竖直位置,以使得第一天线装置100a、第二天线装置100b和第三天线装置100c可以形成XOY平面,并可以形成一X-O-Y坐标系,第一天线装置100a和第二天线装置100构b成X轴,第一天线装置100a和第三天线装置100c可以构成Y轴。当待测角度的物体发射一信号时,根据第一天线装置100a、第二天线装置100b和第三天线装置100c接收信号的时间差可以计算出该待测角度物体距离第一天线装置100a、第二天线装置100b和第三天线装置100c的横纵坐标,从而实现对待测物体的定位。
可以理解的是,本申请实施例的电子设备10可以采用双向飞行时间法(two way-time of flight,简称TW-TOF)和到达时间差(Time Difference of Arrival,简称TDOA)来实现定位。其中,TOF测距方式是利用信号在两个或多个天线装置100之间飞行时间来测量节点间的距离。TDOA是通过检测信号到达两个或多个天线装置100的时间差来实现测距定位。
其中,如图11所示,当第一轴线Y与第一方向H1垂直时,第一天线装置100a和第二天线装置100b中,第一天线装置100a的第一辐射部121a与第二天线装置100b的第一辐射部121b之间的第一间距P1可以等于第一谐振传输的无线信号的第一波长的一半,第一天线装置100a的第二辐射部122a与第二天线装置100b的第二辐射部122b之间的第二间距P2可以等于第二谐振传输的无线信号的第二波长的一半。此时,电子设备10的PDOA性能较优。
可以理解的是,当第一辐射部121传输6.5GHz的UWB信号时,两个第一辐射部121a和121b之间的第一距离P1可以是23mm。当第二辐射部122传输8GHz的UWB信号时,两个第二辐射部122a和122b之间的第二距离P2可以是18mm。
示例性的,请参考图12至图15,图12为图11所示的电子设备在6.5GHz频率下的水平面PDOA曲线图,图13为图11所示的电子设备在8GHz频率下的水平面PDOA曲线图,图14为图11所示的电子设备在6.5GHz频率下的竖直面PDOA曲线图,图15为图11所示的电子设备在8GHz频率下的竖直面PDOA曲线图。由图12至图15可以看出,本申请实施例电子设备10的PDOA曲线的斜率都较大,电子设备10的PDOA性能较优,提高了测角的精度。
本申请实施例的电子设备10,第一间距P1为第一波长的一半,第二间距P2等于第二波长的一半,此时,电子设备10的PDOA曲线的斜率较佳,没有出现跳变等现象,可以提高电子设备10的PDOA性能。
其中,请继续参考图11,第一天线装置100a的第一辐射部121a与第二天线装置100b的第一辐射部121b之间的第一间距P1可以大于第一天线装置100a的第二辐射部122a与第二天线装置100b的第二辐射部122b之间的第二间距P2。此时,两个第二辐射部122a和122b相邻,两个第一辐射部121a和121b分别位于辐射体120外侧,长度更长的两个第一辐射部121a和121b的第一间距P1可以包含长度更短的两个第二辐射部122a和122b的第二间距P2,使得多个天线装置100的水平方向上仅需第一间距P1的长度,第二间距P2不会额外增加电子设备10的长度,电子设备10更容易实现小型化。
并且,当第一间距P1大于第二间距P2时,由于天线装置100的PDOA曲线斜率正比于天线间距,此时,天线装置100在8GHz频率下的PDOA曲线斜率更大,电子设备10的PDOA性能更佳。
可以理解的是,实际调试中,可以通过调节相邻两个镜像排列的天线装置100之间的缝隙大小,使得水平面PDOA在6.5GHz频段和8GHz频段下性能得以提升,可以提高测角的精度。
需要理解的是,在本申请的描述中,诸如“第一”、“第二”等术语仅用于区分类似的对象,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。
以上对本申请实施例所提供的天线装置及电子设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (15)
1.一种天线装置,其特征在于,包括:
信号源,所述信号源用于提供激励信号;及
辐射体,所述辐射体包括间隔设置的第一辐射部和第二辐射部,所述第一辐射部和所述第二辐射部分别与所述信号源电连接;其中,
所述第一辐射部沿第一方向的第一长度不同于所述第二辐射部沿所述第一方向的第二长度,以使得所述激励信号激励所述第一辐射部产生超宽带频段的第一谐振,激励所述第二辐射部产生超宽带频段的第二谐振,所述第一谐振的频率与所述第二谐振的频率不同。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,还包括:
介质基板,所述介质基板包括相对设置的第一面和第二面,所述第一辐射部和所述第二辐射部位于所述第一面;及
接地平面,所述接地平面设置于所述第二面,所述第一辐射部的第一侧与所述接地平面连接以实现所述第一辐射部接地,所述第二辐射部的第二侧与所述接地平面连接以实现所述第二辐射部接地,所述第一侧和所述第二侧均与所述第一方向垂直。
3.根据权利要求2所述的天线装置,其特征在于,所述第一辐射部和第二辐射部沿所述第一方向排列,所述第一侧为所述第一辐射部远离所述第二辐射部的一侧边,所述第二侧为所述第二辐射部远离所述第一辐射部的一侧边。
4.根据权利要求2所述的天线装置,其特征在于,所述第一辐射部和第二辐射部沿与所述第一方向垂直的第二方向排列。
5.根据权利要求2所述的天线装置,其特征在于,所述介质基板上还设有贯穿所述第一面和所述第二面的第一金属镀孔和第二金属镀孔,所述第一辐射部通过所述第一金属镀孔与所述接地平面电连接,所述第二辐射部通过所述第二金属镀孔与所述接地平面电连接。
6.根据权利要求5所述的天线装置,其特征在于,所述第一金属镀孔的数量为多个,多个所述第一金属镀孔依次间隔地排列于所述第一侧;和/或
所述第二金属镀孔的数量为多个,多个所述第二金属镀孔依次间隔地排列于所述第二侧。
7.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,还包括:
介质基板,所述介质基板包括相对设置的第一面和第二面,所述第一辐射部和第二辐射部设置于所述第一面;及
接地平面,所述接地平面设置于所述第二面,所述第一辐射部和所述第二辐射部均与所述接地平面电磁耦合,以实现所述第一辐射部和所述第二辐射部接地。
8.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,还包括:
接地平面;
第一电连接件,所述第一电连接件的一端与所述第一辐射部电连接,所述第一电连接件的另一端与所述接地平面电连接;及
第二电连接件,所述第二电连接件的一端与所述第二辐射部电连接,所述第二电连接件的另一端与所述接地平面电连接。
9.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,还包括:
传输线,所述传输线包括第一支路、第二支路和第三支路,所述第一支路的一端与所述信号源电连接,所述第一支路的另一端分别与所述第二支路的一端、所述第三支路的一端电连接,所述第二支路的另一端与所述第一辐射部电连接,所述第三支路的另一端与所述第二辐射部电连接。
10.根据权利要求9所述的天线装置,其特征在于,所述传输线为微带线、带状线、共面波导中的一种或多种组合。
11.根据权利要求1至10任一项所述的天线装置,其特征在于,所述第一长度大于所述第二长度,所述第一谐振的频率范围包括6.5GHz,所述第二谐振的频率范围包括8GHz。
12.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至11任一项所述的天线装置。
13.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,所述天线装置的数量为至少三个,所述至少三个天线装置包括第一天线装置、第二天线装置和第三天线装置,所述第一天线装置和所述第二天线装置关于第一轴线镜像设置,所述第一天线装置和所述第三天线装置关于第二轴线镜像设置,所述第一轴线与所述第二轴线相互垂直。
14.根据权利要求13所述的电子设备,其特征在于,所述第一轴线与所述第一方向垂直,所述第一天线装置的第一辐射部与所述第二天线装置的第一辐射部之间的第一间距等于所述第一谐振传输的无线信号的波长的一半,所述第一天线装置的第二辐射部与所述第二天线装置的第二辐射部之间的第二间距等于所述第二谐振传输的无线信号的波长的一半。
15.根据权利要求14所述的电子设备,其特征在于,所述第一间距大于所述第二间距。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011632864.7A CN112821042B (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011632864.7A CN112821042B (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 电子设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112821042A true CN112821042A (zh) | 2021-05-18 |
CN112821042B CN112821042B (zh) | 2023-09-22 |
Family
ID=75856557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011632864.7A Active CN112821042B (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 电子设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112821042B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113225099A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-06 | Oppo广东移动通信有限公司 | 通信装置、电子设备及通信方法 |
CN113659324A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-16 | 西安理工大学 | 一种三频四分之一模基片集成波导天线 |
TWI787874B (zh) * | 2021-06-21 | 2022-12-21 | 群邁通訊股份有限公司 | 射頻訊號收發模組及電子設備 |
JP7492563B2 (ja) | 2022-07-28 | 2024-05-29 | 明泰科技股▲分▼有限公司 | 多周波アンテナ |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130078935A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-03-28 | Sierra Wireless Inc. | Compact multi-antenna and multi-antenna system |
US20160104944A1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-04-14 | Apple Inc. | Electronic Device Cavity Antennas With Slots and Monopoles |
CN106229634A (zh) * | 2014-03-28 | 2016-12-14 | 华为终端有限公司 | 一种天线及移动终端 |
CN206650171U (zh) * | 2017-04-18 | 2017-11-17 | 江苏建筑职业技术学院 | 一种小型单极子宽带天线 |
US20190190157A1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-06-20 | Chiun Mai Communication Systems, Inc. | Antenna structure and wireless communication device using the same |
CN111063988A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-04-24 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线模组及电子设备 |
CN111276788A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-06-12 | Oppo广东移动通信有限公司 | 双频毫米波天线模组和电子设备 |
CN112151962A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 苹果公司 | 具有多频率超宽带天线的电子设备 |
-
2020
- 2020-12-31 CN CN202011632864.7A patent/CN112821042B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130078935A1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-03-28 | Sierra Wireless Inc. | Compact multi-antenna and multi-antenna system |
CN106229634A (zh) * | 2014-03-28 | 2016-12-14 | 华为终端有限公司 | 一种天线及移动终端 |
US20160104944A1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-04-14 | Apple Inc. | Electronic Device Cavity Antennas With Slots and Monopoles |
CN206650171U (zh) * | 2017-04-18 | 2017-11-17 | 江苏建筑职业技术学院 | 一种小型单极子宽带天线 |
US20190190157A1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-06-20 | Chiun Mai Communication Systems, Inc. | Antenna structure and wireless communication device using the same |
CN112151962A (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-29 | 苹果公司 | 具有多频率超宽带天线的电子设备 |
CN111063988A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-04-24 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线模组及电子设备 |
CN111276788A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-06-12 | Oppo广东移动通信有限公司 | 双频毫米波天线模组和电子设备 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
MUHAMMAD ZAHID 等: "Ultra Wideband Antenna for Future 5G", 《2020 IEEE CONFERENCE OF RUSSIAN YOUNG RESEARCHERS IN ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING (EICONRUS)》 * |
张权;万中波;廖丁毅;: "一种新型UWB平面单极子微带天线阵的设计", 山西电子技术, no. 02 * |
邵建兴;陈轶芬;: "一种小型多频微带天线的分析与设计", 中国电子科学研究院学报, no. 01 * |
马润波;张文梅;: "阶跃阻抗谐振器结构的双频差分天线", 测试技术学报, no. 05 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113225099A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-06 | Oppo广东移动通信有限公司 | 通信装置、电子设备及通信方法 |
TWI787874B (zh) * | 2021-06-21 | 2022-12-21 | 群邁通訊股份有限公司 | 射頻訊號收發模組及電子設備 |
CN113659324A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-11-16 | 西安理工大学 | 一种三频四分之一模基片集成波导天线 |
JP7492563B2 (ja) | 2022-07-28 | 2024-05-29 | 明泰科技股▲分▼有限公司 | 多周波アンテナ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112821042B (zh) | 2023-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112821042B (zh) | 电子设备 | |
US10957978B2 (en) | Electronic devices having multi-frequency ultra-wideband antennas | |
CN112467387B (zh) | 天线装置及电子设备 | |
US20210351494A1 (en) | Electronic Device Having Angle of Arrival Detection Capabilities | |
CN112736448B (zh) | 电子设备 | |
CN111193110B (zh) | 天线装置及电子设备 | |
US11239550B2 (en) | Electronic devices having compact ultra-wideband antennas | |
CN113437520B (zh) | 天线装置及电子设备 | |
US11404783B2 (en) | Electronic device having dual-frequency ultra-wideband antennas | |
CN112821064A (zh) | 天线组件及电子设备 | |
CN114512797A (zh) | 天线装置及电子设备 | |
CN112993579A (zh) | 天线装置及电子设备 | |
CN111164829A (zh) | 用于改善电子装置中的天线性能的系统、设备和方法 | |
CN112768904B (zh) | 天线辐射体、天线组件及电子设备 | |
CN112467353B (zh) | 天线装置及电子设备 | |
CN112103624B (zh) | 天线装置及电子设备 | |
CN112736431B (zh) | 天线装置及电子设备 | |
CN113571895A (zh) | 天线装置的接地结构、天线装置及电子设备 | |
CN112821043B (zh) | 天线组件及电子设备 | |
CN112886207B (zh) | 穿戴式电子设备 | |
CN113013616A (zh) | 天线组件及电子设备 | |
US20240079782A1 (en) | Ultra-wideband Antenna Assembly | |
US20240079781A1 (en) | Ultra-wideband Antenna Matching | |
CN112768928A (zh) | 天线组件及电子设备 | |
CN112751182A (zh) | 天线组件及电子设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |