CN113054415B - 天线及终端 - Google Patents

Abstract

本公开提供了天线和终端。其中，天线包括：底板；槽体，开设于所述底板上；馈电点，设置于所述槽体内；及耦合部，设置于所述底板的开孔内，且与所述底板不相接。本公开提供的天线能够通过设置耦合部提供一种单面天线。

Description

天线及终端

技术领域

本公开涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种天线及终端。

背景技术

近年来，万物互联的时代已经开启，通过物联网产生、收集海量的数据存储与云端、边缘端，再通过大数据分析，以及更高形式的人工智能，实现万物数据化、万物智联化，物联网技术与人工智能技术与人工智能追求的是一个智能化生态系统，除了技术上需要不断的革新，天线更是现阶段物联网与人工智能领域亟待突破的核心问题。

发明内容

提供该发明内容部分以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该发明内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

为了解决上述问题，本公开提供了天线及终端。

根据本公开的一实施例，提供了一种天线，包括：

底板；

槽体，开设于所述底板上；

馈电点，设置于所述槽体内；及

耦合部，设置于所述底板的开孔内，且与所述底板不相接。

根据本公开的一实施例，提供了一种终端，包括：

显示模组和背板；其中，所述显示模组和所述背板相对设置形成容置空间；

电路板，设置于所述容置空间内；及

如上所述的天线。

本公开的天线及包括天线的终端能够通过设置耦合部提供一种单面天线，单面结构可以简化天线的制作工艺，减小天线的布局空间并降低成本。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1示出了本公开实施例的天线的结构示意图。

图2示出了本公开实施例的天线的谐振图。

图3示出了适于用来实现本公开的实施例的终端的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本公开中的终端可以包括但不限于诸如移动电话、智能手机、笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置、车载终端设备、车载显示终端、车载电子后视镜等等的移动终端设备以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端设备。

如图1所示，图1示出了本公开实施例的天线的结构示意图。本公开实施例提供了一种天线10，包括：底板11；槽体13，开设于底板11上；馈电点15，设置于槽体13内；及耦合部17，设置于底板11的开孔111内，且与底板11不相接。具体地，底板11包括接地导体，例如底板11可以是金属材质。槽体13包括依次连通的第一槽体131、第二槽体132和第三槽体133；第一槽体131为圆形槽体或多边形槽体，第二槽体132为矩形槽体，第三槽体133为渐变槽体。更具体地，所述渐变槽体为沿第二槽体132向第三槽体133方向逐渐加宽的开口结构。槽体13的边缘设置有槽线135。耦合部17包括依次相连的第一耦合部171、第二耦合部172和第三耦合部173；第一耦合部171和第二耦合部172为矩形，第三耦合部173为椭圆形、扇形或多边形。槽体13和开孔111相连通，第一耦合部171位于槽体13内。槽体13还包括对应第一耦合部171设置的馈电点15，在馈电点15处可设置信号源。底板11和耦合部17位于同一平面内。特别地，本公开实施例的单面天线的圆形槽、矩形槽和渐变槽都是可以调整的；例如圆形槽可以调整为多边形槽，调整后其阻抗匹配特性也相应调整；另外矩形槽和渐变线的尺寸也可根据设计需求进行调整。耦合部17的各种尺寸例如长度和宽度可根据频率要求和方向等性能参数进行调整。

本公开实施例提出的天线在底板上设置由槽线所围的缝隙结构，槽体/槽线可由三部分构成，第一部分是圆形槽线，对耦合部(线)起到阻抗匹配作用，第二部分是矩形槽线，和耦合线起到相互耦合传输电磁波的作用，第三部分是渐变槽线，对天线所辐射的电磁波起到引向作用。第三耦合部为变形结构，主要起到终端负载匹配作用，耦合线激励金属底板和槽线，形成电磁辐射。本公开实施例通过将耦合馈电结构与金属槽线底板共面设计，将天线设计在同一个平面上，并通过将信号激励在耦合部一侧来激励天线，实现单面天线的馈电和辐射。本公开实施例通过例如FPC工艺和LDS工艺即可实现，且天线可以与产品的外形进行一定程度的共形设计。本公开实施例的天线10可以包括Vivaldi天线等。

Vivaldi天线是一种非周期、渐变、行波天线，它由较窄的槽线过渡到较宽的槽线构成，槽线呈指数规律变化，槽线宽度逐渐加大，从而形成了喇叭口向外辐射或向内接收的电磁波，是一种端射式的行波天线。对于工作在匹配状态下的槽线，如果槽宽远小于半个工作波长，则其中的能量便不会辐射出去，Vivaldi天线是利用槽线宽度远大于半个工作波长时的辐射特征，逐渐加大槽线宽带向外辐射或者向内接收电磁波。在不同的频率上，天线的不同部分发射或接收电磁波，而各个辐射部分相对于对应的不同频率信号的波长电长度是不变的，因此它有很宽的频带，并在这个频率范围内具有相同的波束宽度。天线的工作频带低频截止波长受到槽线最大宽度影响，同理，天线的高频端受到槽线最窄处的限制。

Vivaldi天线的一个重要的结构特征就是具有指数规律渐变的缝隙，指数规律渐变的缝隙就是Vivaldi天线的辐射区域，电磁能量在指数规律渐变缝隙区由受束缚的电磁波向缝隙开口方向辐射至自由空间，Vivaldi天线的辐射结构决定了它的主要功能特征。Vivaldi天线可视为TEM喇叭天线的一个截面，喇叭天线的导波部分可近似看成Vivaldi天线中的槽线部分，喇叭天线的张口区域可近似看作Vivaldi天线的指数规律渐变缝隙区域。然而，Vivaldi天线在不满足天线尺寸达到几个波长的要求时，也可以达到较好的超宽带特性。Vivaldi天线的能量传输过程为：将能量以特定的馈电方式馈入到等宽渐变缝隙区域的窄缝部分或渐变缝隙部分。此时能量将首先束缚在金属缝边之间，再逐渐往渐变缝隙的张口方向传播。随着金属缝边距离增大，其对电磁波的束缚能力也逐渐变弱。当该束缚弱到一定程度时，能量开始向自由空间辐射，即补贴频率的电磁信号有指数规律渐变槽线的不同位置辐射出去。低频端的辐射产生于缝隙开口的末端，而高频端的辐射产生于缝隙开口的初始位置。因而缝隙始端对应于高频，缝隙终端对应于低频。

Vivaldi天线金属表面电流沿指数规律渐变槽线从缝隙起始端向缝隙开口终端方向流动，电流的流动决定了天线的频带特性及辐射特性。Vivaldi天线金属表面电流公式如下：

I[s(x)]＝I₀A[s(x)]sin{β₀[s(x)-s(x₁)]}；

A[s(x)]＝e^-[q*s(x)/p]

其中，β₀为传播常数，p是与天线频率及天线尺寸相关的幅度修正因子，x₁为天线末端截断处坐标，s(x)为指数曲线长度，A[s(x)]为衰减项。

Vivaldi天线以微带线耦合的方式进行馈电，将电磁能量通过耦合的方式从微带线传输到槽线进行辐射。

如图2所示，图2示出了本公开实施例的天线的谐振图。本公开实施例以单面天线实现天线在1.52GHz-6.6GHz带宽内工作，在-6db以下的频率都是有效辐射频段。

本公开提出的单面天线可实现单面天线的馈电和辐射，避免了天线多层的繁琐结构，简化天线的设计，同时也能减少制造成本，并极大地拓宽了天线在工业界和产品设计领域的应用范围。此外，单面天线可以使用多种天线制作工艺，例如FPC工艺和LDS工艺，将单片天线与终端的外壳或者其他组件共形设计，减小天线的布局空间，进一步增大应用范围。单面天线能保持超宽带的特性，具备超宽的辐射频率，尤其在当前智能家居产品例如智能音箱等上有很强的频带覆盖能力，从整体上减小天线的数量，降低成本。

本公开实施例还提出一种终端800，包括：显示模组和背板；其中，所述显示模组和所述背板相对设置形成容置空间；还包括设置于所述容置空间内的电路板，及上述实施例中的天线10。

下面参考图3，其示出了适于用来实现本公开实施例的终端800的结构示意图。本公开实施例中的终端设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图3示出的终端仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，终端800可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的程序或者从存储装置808加载到随机访问存储器(RAM)803中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM803中，还存储有终端800操作所需的各种程序和数据。处理装置801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。

通常，以下装置可以连接至I/O接口805：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置806；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置807；包括例如磁带、硬盘等的存储装置808；以及通信装置809。通信装置809可以允许终端800与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图3示出了具有各种装置的终端800，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置809从网络上被下载和安装，或者从存储装置808被安装，或者从ROM 802被安装。在该计算机程序被处理装置801执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP(HyperText TransferProtocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)，广域网(“WAN”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。

上述计算机可读介质可以是上述终端中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该终端中。

上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该终端执行时，使得该终端：显示至少两个网际协议地址；向节点评价设备发送包括所述至少两个网际协议地址的节点评价请求，其中，所述节点评价设备从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址并返回；接收所述节点评价设备返回的网际协议地址；其中，所显示的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。

或者，上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该终端执行时，使得该终端：接收包括至少两个网际协议地址的节点评价请求；从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址；返回选取出的网际协议地址；其中，接收到的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，第一显示单元还可以被描述为“显示至少两个网际协议地址的单元”。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

根据本公开的一个或多个实施例，提供了一种天线，包括：

底板；

槽体，开设于所述底板上；

馈电点，设置于所述槽体内；及

耦合部，设置于所述底板的开孔内，且与所述底板不相接。

根据本公开的一个或多个实施例，所述底板包括接地导体。

根据本公开的一个或多个实施例，所述槽体包括依次连通的第一槽体、第二槽体和第三槽体；所述第一槽体为圆形槽体或多边形槽体，所述第二槽体为矩形槽体，所述第三槽体为渐变槽体。

根据本公开的一个或多个实施例，所述渐变槽体为从所述第二槽体向所述第三槽体逐渐加宽的开口结构。

根据本公开的一个或多个实施例，所述槽体的边缘设置有槽线。

根据本公开的一个或多个实施例，所述耦合部包括依次相连的第一耦合部、第二耦合部和第三耦合部；所述第一耦合部和所述第二耦合部为矩形，所述第三耦合部为椭圆形、扇形或多边形。

根据本公开的一个或多个实施例，所述槽体和所述开孔相连通，所述第一耦合部位于所述槽体内。

根据本公开的一个或多个实施例，所述槽体还包括对应所述第一耦合部设置的信号源。

根据本公开的一个或多个实施例，所述底板和所述耦合部位于同一平面内。

根据本公开的一个或多个实施例，提供了一种终端，包括：

显示模组和背板；其中，所述显示模组和所述背板相对设置形成容置空间；

电路板，设置于所述容置空间内；及

如上任一项所述的天线。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (6)

1.一种天线，包括：

底板；

槽体，开设于所述底板上；

馈电点，设置于所述槽体内；及

耦合部，设置于所述底板的开孔内，且与所述底板不相接；

所述槽体包括依次连通的第一槽体、第二槽体和第三槽体；所述第一槽体为圆形槽体或多边形槽体，所述第二槽体为矩形槽体，所述第三槽体为渐变槽体；所述耦合部包括依次相连的第一耦合部、第二耦合部和第三耦合部；所述第一耦合部和所述第二耦合部为矩形，所述第三耦合部为椭圆形、扇形或多边形；

所述槽体和所述开孔相连通，所述第一耦合部位于所述槽体内，所述底板和所述耦合部位于同一平面内，所述槽体包括对应第一耦合部设置的馈电点。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述底板包括接地导体。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述渐变槽体为从所述第二槽体向所述第三槽体逐渐加宽的开口结构。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述槽体的边缘设置有槽线。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述槽体还包括对应所述第一耦合部设置的信号源。

6.一种终端，包括：

显示模组和背板；其中，所述显示模组和所述背板相对设置形成容置空间；

电路板，设置于所述容置空间内；及

如权利要求1-5中任一项所述的天线。

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