CN113036405A - 天线结构及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种天线结构及电子设备，该天线结构包括：接地板、第一天线和第二天线，第一天线包括第一辐射体和第一激励源，第二天线包括第二辐射体和第二激励源，且第一辐射体和第二辐射体相对于接地板层叠且间隔设置；第一辐射体包括第一辐射枝和第二辐射枝，第一辐射枝和第二辐射枝通过断口耦合连接，且第一辐射枝的远离断口的一端及第二辐射枝的远离断口的一端均与接地板电连接；第一激励源与第一辐射枝上的第一馈电点电连接，以使第一天线激励起同向电流模式；第二激励源与第二辐射体上的第二馈电点电连接，以使第二天线激励起反向电流模式；同向电流模式与反向电流模式正交。这样可以提高天线结构的辐射性能。

Description

天线结构及电子设备
技术领域
本申请属于天线技术领域，具体涉及一种天线结构及电子设备。
背景技术
随着通信技术的发展，多进多出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术在无线电子设备中得到了广泛的应用。为保证优异的MIMO特性，必须实现天线之间的高隔离度或低耦合度，以降低天线之间的相关性。然而，随着手机等电子设备上集成的功能越来越多，天线间的间距越来越小，天线间的信号干扰变大，严重影响了MIMO天线的性能。
可见，相关技术中的天线结构存在辐射性能差的问题。
发明内容
本申请旨在提供一种天线结构及电子设备，能够解决相关技术中的天线结构存在辐射性能差的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提出了一种天线结构，包括：接地板、第一天线和第二天线，所述第一天线包括第一辐射体和第一激励源，所述第二天线包括第二辐射体和第二激励源，且所述第一辐射体和所述第二辐射体相对于所述接地板层叠且间隔设置；
所述第一辐射体包括第一辐射枝和第二辐射枝，所述第一辐射枝和所述第二辐射枝之间具有断口，所述第一辐射枝和所述第二辐射枝通过所述断口耦合连接，且所述第一辐射枝的远离所述断口的一端与所述接地板的第一连接部电连接，所述第二辐射枝的远离所述断口的一端与所述接地板的第二连接部电连接；所述第一激励源与所述第一辐射枝上的第一馈电点电连接，以使所述第一天线激励起同向电流模式；
所述第二激励源与所述第二辐射体上的第二馈电点电连接，以使所述第二天线激励起反向电流模式；
其中，所述同向电流模式与所述反向电流模式正交。
第二方面，本申请实施例提出了一种电子设备，包括第一方面所述的天线结构。
在本申请的实施例中，由于第一天线可以激励出同向电流模式、第二天线可激励出反向电流模式，因此天线结构的第一天线和第二天线之间可形成正交的电流模式，且由于形成的正交的电流模式可以抵消第一天线和第二天线之间的原始耦合，进而可以改善第一天线和第二天线之间的隔离度，并降低第一辐射体和第二辐射体的空间相关性，达到了提高天线结构的辐射性能的目的。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施例提供的天线结构的结构示意图之一；
图2是本申请实施例提供的天线结构的电流模式分布图；
图3是本申请实施例提供的天线结构的结构示意图之二；
图4是本申请实施例提供的天线结构的结构示意图之三；
图5是本申请实施例提供的天线结构的结构示意图之四；
图6是本申请实施例提供的天线结构的S参数与频率的波谱图；
图7是本申请实施例提供的天线结构的空间相关性与频率的波谱图；
图8是本申请实施例提供的天线结构的辐射效率与频率的波谱图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。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。
如图1至图5所示，本申请实施例提供一种天线结构，包括：接地板10、第一天线和第二天线，第一天线包括第一辐射体21和第一激励源22，第二天线包括第二辐射体31和第二激励源32，且第一辐射体21和第二辐射体31相对于接地板10层叠且间隔设置；
第一辐射体21包括第一辐射枝211和第二辐射枝212，第一辐射枝211和第二辐射枝212之间具有断口213，第一辐射枝211和第二辐射枝212通过断口213耦合连接，且第一辐射枝211的远离断口213的一端与接地板10的第一连接部电连接，第二辐射枝212的远离断口213的一端与接地板10的第二连接部电连接；第一激励源22与第一辐射枝211上的第一馈电点(未图示)电连接，以使第一天线激励起同向电流模式；
第二激励源32与第二辐射体31上的第二馈电点(未图示)电连接，以使第二天线激励起反向电流模式；
其中，同向电流模式和反向电流模式正交。
本实施方式中，由于第一天线可以激励出同向电流模式、第二天线可激励出反向电流模式，因此天线结构的第一天线和第二天线之间可形成正交的电流模式，且由于形成的正交的电流模式可以抵消第一天线和第二天线之间的原始耦合，进而可以改善第一天线和第二天线之间的隔离度，并降低第一辐射体21和第二辐射体31的空间相关性，达到了提高天线结构的辐射性能的目的。
本实施方式中，第一激励源可以通过馈线与第一辐射枝211上的第一馈电点电连接，第二激励源也可以通过馈线与第二辐射体31上的第二馈电点电连接。
另外，第一连接部和第二连接部为接地板10上不同的连接部。如图1所示，第一连接部和第二连接部相对于接地板10的本体结构对称设置。
其中，本申请中的天线结构可以是包括第一天线和第二天线的MIMO天线。
其中，相对于接地板10层叠设置的第一辐射体21和第二辐射体31可以位于接地板10的同一侧，也可以位于接地板10的不同侧；并可以通过常规技术配置在接地板10的侧边，而且在接地板10上还可以配置两组或多组第一天线和第二天线。
其中，在第一辐射体21和第二辐射体31层叠设于接地板10的同一侧的情况下，第一辐射体21和第二辐射体31之间还间隔设置。
一实施例中，在第一天线上激励起同向电流模式，可以表现为在第一辐射枝211和第二辐射枝212上激励起同向电流模式；在第二天线上激励起反向电流模式，可以表现为在第二辐射体31上激励起反向电流模式。
而且，由于第一天线和第二天线之间可以形成正交的电流模式，因此可以将第一辐射体21和第二辐射体31设置在接地板10的同一侧，以减小天线结构所需的安装空间，并可以使天线结构应用在安装空间紧张的电子设备上，有效的扩大了本申请中的天线结构的应用范围。
其中，第一天线可以是IFA(即Inverted-F天线)，并通过第一辐射枝211和第二辐射枝212的耦合连接，以使第一天线可以在某个频段下激励起同向电流模式；第二天线可以loop天线，以使第二天线可以某个频段下激励起反向电流模式。
可选地，第二辐射体31的第一端对应第一连接部设置，第二辐射体31的第二端对应第二连接部设置，且第二辐射体31在第一平面上的正投影至少部分覆盖第一辐射枝211和第二辐射枝212；
其中，第一平面为第一辐射枝211和第二辐射枝212所在的平面。
本实施方式中，第一辐射体21和第二辐射体31的层叠设置，具体可以是第二辐射体31位于第一辐射体21的正上方，以进一步减小天线结构所需的安装空间。
一实施例中，第二天线可以loop天线，且第二辐射体31的一端与第二激励源32电连接，另一端接地。
如图1所示，第二馈电点设置在第二辐射体31的第一端，第二辐射体31的第二端与第二连接部电连接，即第二辐射体31的第二端接地。
如图3所示，第二馈电点设置在第二辐射体31的第二端，第二辐射体31的第一端与第一连接部电连接，即第二辐射体31的第一端接地。
虽然图3中的第二辐射体31的接地端和激励端与图1中的第二辐射体31的接地端和激励端互换位置，但并不会改变loop天线的电流模式，即第一天线和第二天线的电流模式正交的特性依然存在，从而使得第一天线和第二天线之间能够达到隔离度高及空间相关性小的效果。其中，第二辐射体31的接地端是指第二辐射体31的接地的一端，第二辐射体31的激励端是指第二辐射体31的与第二激励源32电连接的一端。
另一实施例中，如图4所示，第二馈电点设于第二辐射体31的中部，即通过使第二激励源与位于第二辐射体31的中部的第二馈电点电连接，也可以使第二天线激励起反向电流模式，进而使第一天线和第二天线之间形成正交的电流模式，并使第一天线和第二天线之间也能够达到隔离度高及空间相关性小的效果。
一实施方式中，第二天线可以T天线，且第二辐射体31上的用于与第二激励源电连接的第二馈电点可以对应第一天线的断口设置。
另外，在第二天线为loop天线的情况下，还可以针对应用场景将第二辐射体31进行弯折，以使第二辐射体31在构造上适配应用场景。
如图5所示，第二辐射体31包括第一辐射段311、第二辐射段312和第三辐射段313，第一辐射段311和第二辐射段312之间通过第三辐射段313连接，且第一辐射段311和第二辐射段312之间存在高度差。
一实施例中，第一辐射段311和第二辐射段312相对于接地板10存在高度差。
其中，第一辐射段311、第二辐射段312的长度可以基于应用场景进行设计，且第一辐射段311和第二辐射段312之间的高度差也可以基于应用场景进行设计。
在一实施方式中，第一辐射段311可以对应第一辐射枝211设置，第二辐射段312可以对应第二辐射枝212设置，第三辐射段313可以对应断口213设置。
可选地，第一天线用于辐射第一频段的射频信号，第二天线用于辐射第二频段的射频信号，且第一频段的带宽范围和第二频段的带宽范围相同或者相近。
本实施方式中，针对工作频带相同或者相近的天线，通过采用本申请中的天线结构，可以有避免天线间隔离度不够的问题，并降低天线间的空间相关性，以使第一天线和第二天线可以堆叠设置，并降低达到降低天线结构所需的安装空间的目的。
其中，第一频段的带宽范围与第二频段的带宽范围相近可以表示第一频段的带宽范围与第二频段的带宽范围的差值小于特定值，比如第一频段的带宽范围与第二频段的带宽范围的差值小于0.3GHz。
在一实施方式中，接地板10可以是金属接地板，第一辐射枝211可以是自第一连接部延伸形成的第一金属臂，第二辐射枝212可以是自第二连接部延伸形成的第二金属臂；即接地板10与第一辐射枝211及第二辐射枝212可以是一体结构，即可以通过成型工艺直接制作形成接地板10和第一辐射体21，有效的降低了天线结构的制作成本及制作效率。
在上述实施方式中，第一辐射枝211、第二辐射枝212的电尺寸，即辐射长度均为1/4λ1，λ1为第一天线的工作频率对应的波长；相应地，第二辐射体31的电尺寸，即辐射长度为1/2λ2，λ2为第二天线的工作频率对应的波长。
如图6所示，本申请中的第一天线和第二天线在N79(4.8GHz～5GHz)的频段内的反射系数S11均在-10dB一下，且第一天线和第二天线之间的隔离度S21大于15dB，即本申请中的天线结构在N79可以实现很好的端口隔离，从而达到了改善天线结构的辐射效果的目的。
其中，S22可以表示第一天线和第二天线输出反射系数，即输出回波损耗。
如图7所示，本申请中的第一天线和第二天线的空间相关性在N79的频段内都低于0.02，即本申请中的天线结构在N79可以实现很低的空间相关性，从而使第一辐射体21和第二辐射体31可以布局在接地板的同一侧，进而达到减小天线结构的安装空间的目的。
如图8所示，本申请中的第一天线和第二天线均可以达到较高的总效率，即采用本申请中的天线结构能够达到较好的辐射效果。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述天线结构。
需要说明的是，上述天线结构实施例的实现方式同样适应于该电子设备的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：接地板、第一天线和第二天线，所述第一天线包括第一辐射体和第一激励源，所述第二天线包括第二辐射体和第二激励源，且所述第一辐射体和所述第二辐射体相对于所述接地板层叠且间隔设置；
所述第一辐射体包括第一辐射枝和第二辐射枝，所述第一辐射枝和所述第二辐射枝之间具有断口，所述第一辐射枝和所述第二辐射枝通过所述断口耦合连接，且所述第一辐射枝的远离所述断口的一端与所述接地板的第一连接部电连接，所述第二辐射枝的远离所述断口的一端与所述接地板的第二连接部电连接；所述第一激励源与所述第一辐射枝上的第一馈电点电连接，以使所述第一天线激励起同向电流模式；
所述第二激励源与所述第二辐射体上的第二馈电点电连接，以使所述第二天线激励起反向电流模式；
其中，所述同向电流模式与所述反向电流模式正交。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第二辐射体的第一端对应所述第一连接部设置，所述第二辐射体的第二端对应所述第二连接部设置，且所述第二辐射体在第一平面上的正投影至少部分覆盖所述第一辐射枝和第二辐射枝；
其中，所述第一平面为所述第一辐射枝和所述第二辐射枝所在的平面。
3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述第二天线为loop天线，其中，
所述第二馈电点设于所述第二辐射体的第一端，所述第二辐射体的第二端与所述第二连接部电连接；或者，
所述第二馈电点设于所述第二辐射体的第二端，所述第二辐射体的第一端与所述第一连接部电连接。
4.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述第二馈电点设于所述第二辐射体的中部。
5.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于，所述第二馈电点对应所述断口设置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述接地板为金属接地板，所述第一辐射枝为自所述第一连接部延伸形成的第一金属臂，所述第二辐射枝为自所述第二连接部延伸形成的第二金属臂。
7.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，所述第二辐射体包括第一辐射段、第二辐射段和第三辐射段，所述第一辐射段和所述第二辐射段之间通过所述第三辐射段连接，且所述第一辐射段与所述第二辐射段之间存在高度差。
8.根据权利要求7所述的天线结构，其特征在于，所述第一辐射段对应所述第一辐射枝设置，所述第二辐射段对应所述第二辐射枝设置，所述第三辐射段对应所述断口设置。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线用于辐射第一频段的射频信号，所述第二天线用于辐射第二频段的射频信号，且所述第一频段的带宽范围与所述第二频段的带宽范围相同或者相近。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的天线结构，其特征在于，在N79的带宽范围内，所述第一天线和所述第二天线的反射系数均小于-10dB，且所述第一天线和所述第二天线的隔离度大于15dB。
11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的天线结构。
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