CN113690589A - 一种天线装置及无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线技术领域，公开了一种天线装置及无线通信设备。其中的天线装置包括：天线地；第一天线单元，包括电连接的第一辐射体和第一馈电端口；第二天线单元，包括电连接的第二辐射体和第二馈电端口；第二辐射体的一端与第一辐射体的一端耦合连接，且第二辐射体在第一位置与天线地连接，第二辐射体的第一部分用于作为第一天线单元的寄生辐射体，第一部分为第二辐射体的与第一辐射体耦合连接的一端至第一位置之间的部分。本发明中，天线装置的两个天线单元共用部分辐射体，实现了部分空间的复用，与将天线单元采用独立设计的方式比较，有效缩小了这两个天线单元的总占用空间，从而缩小了天线装置的体积，有利于无线通信设备的小型化发展。

Description

一种天线装置及无线通信设备

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线装置及无线通信设备。

背景技术

天线是进行无线通信的设备中的重要组件，它们广泛用于无线电广播、广播电视、双向无线电、通信接收器、无线计算机网络、手机和卫星通信等系统，以及车库门开启器、无线麦克风、支持蓝牙的设备、对讲机、婴儿监视器和商品上的RFID标签等其它设备中。

随着通信技术的进步，天线设计面临着新的挑战，例如需要支持多频多模业务、需要支持使用宽带码分多址(wideband code division multiplexing access，WCDMA)和3GPP长期演进(Long Term Evolution，LTE)的其它频带、需要支持更多的无线接入技术和更加精简的ID。

为了提升性能，通信设备通常会采用多天线设计。目前，常用的多天线设计的思路是：独立设计每个天线，不同天线之间确保良好隔离，以避免互相影响。该方法虽然实现简单有效，但是由于整个天线系统占用较大的装配空间，仅适合天线布局空间比较宽松的情况，无法适用于空间紧凑的应用环境，不符合无线通信设备的小型化发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天线装置及无线通信设备，解决传统的天线装置存在的占用较大安装空间的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种天线装置，至少包括：

天线地；

第一天线单元，包括第一辐射体和第一馈电端口，所述第一馈电端口与所述第一辐射体电连接；

第二天线单元，包括第二辐射体和第二馈电端口，所述第二馈电端口与所述第二辐射体电连接；

所述第二辐射体的一端与所述第一辐射体的一端耦合连接，且所述第二辐射体在其第一位置与所述天线地连接，所述第二辐射体的第一部分用于作为所述第一天线单元的寄生辐射体，所述第一部分为所述第二辐射体的与所述第一辐射体耦合连接的一端至所述第一位置之间的部分。

可选的，所述第二辐射体在其第一位置通过谐振电路与所述天线地连接。

可选的，所述谐振电路包括串联的电容和电阻。

可选的，所述谐振电路包括并联的电容和电阻。

可选的，所述第一位置是根据所述寄生辐射体的预设谐振频率设置的。

可选的，所述第一辐射体与所述第二辐射体平行排布、垂直排布或者呈直线排布。

可选的，所述第一辐射体和所述第二辐射体分别为：单级子天线结构、环形天线结构、倒F型天线结构或左旋天线结构中的任一项。

一种无线通信设备，包括射频单元，还包括以上任一项所述的天线装置，所述射频单元与所述天线装置的所述第一馈电端口和所述第二馈电端口连接。

可选的，所述第一辐射体和所述第二辐射体由所述无线通信设备中的导电结构制成。

可选的，所述导电结构为金属外壳。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，天线装置至少包括两个天线单元，其中一个天线单元的辐射体的部分同时作为另一个天线单元的寄生辐射体，即两个天线单元共用部分辐射体，这样两个天线单元即可实现部分空间的复用，与将这两个天线单元采用独立设计的方式相比较，本发明实施例明显有效缩小了这两个天线单元的总占用空间，最终缩小了整个天线装置的体积，有利于无线通信设备的小型化发展。

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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1至图6为本发明实施例提供的六种天线装置的结构示意图。

【图示说明】第一天线单元1、第二天线单元2、第一辐射体11、第一馈电端口12、第二辐射体21、第二馈电端口22。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明实施例一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。

本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在传统的多天线设计方案中，由于对每个天线进行独立设计，各个天线的安装空间相互不重合，导致整个天线装置所占用的空间尺寸过大。基于此，本发明提供一种不同常规的多天线设计方案，通过两个天线共用部分辐射体的方式，在不影响天线性能的前提下实现部分空间的复用，从而减小整个天线装置的体积。

具体的，本发明提供了一种天线装置，至少包括：

天线地；

第一天线单元1，包括第一辐射体11和第一馈电端口12，第一馈电端口12与第一辐射体11电连接；

第二天线单元2，包括第二辐射体21和第二馈电端口22，第二馈电端口22与第二辐射体21电连接；

第二辐射体21的一端与第一辐射体11的一端通过电磁耦合连接，且第二辐射体21在其第一位置与天线地连接，第二辐射体21的第一部分用于作为第一天线单元1的寄生辐射体，所述第一部分为第二辐射体21的与第一辐射体11耦合连接的一端至第一位置之间的部分。

在本发明实施例中，天线装置包括了至少两个天线单元，其中一个天线单元的辐射体的部分作为另一个天线单元的寄生辐射体，即两个天线单元共用部分辐射体，这样两个天线单元即可实现部分空间的复用，与将这两个天线单元独立设计的方式相比较，本发明实施例明显有效缩小了这两个天线单元的总占用空间，最终缩小了整个天线装置的体积。

第一天线单元1和第二天线单元2，具体可以为左旋(left hand，LH)模式天线，即超材料天线；右旋(right hand，RH)模式天线，例如倒F型天线(inverted-F antenna，IFA)、单极(Monopole)天线、T型天线或者平面倒F型天线(planar inverted-F antenna，PIFA)，环形(Loop)天线等任一项。

在实际应用中，可以根据实际需求来对第一天线单元1和第二天线单元2进行任意搭配组合设计。在不同的搭配组合设计方式中，第一天线单元1和第二天线单元2均能够按照以上方式实现部分辐射体的复用，以减小整个天线装置的整体体积。

当然，在不同的搭配组合设计方式下，由于天线形式的差异，在两个天线单元中，馈电端口的具体连接位置可能存在差异，每个天线单元还可能存在其他寄生辐射体，本发明实施例对此不做限定。

此外，作为寄生回地位置的第一位置，可以根据寄生辐射体的预设谐振频率来设置。

示例性的，如图1所示，第一辐射体11为左旋天线结构/倒F型天线结构/环形天线结构，第二辐射体21为倒F型天线结构/环形天线结构。其中，第二辐射体21的A端与第一辐射体11的端部之间间隔并耦合连接，第二辐射体21在其位于中部的第一位置B连接天线地；第一辐射体11的远离第二辐射体21的一端也连接天线地。

此时，第一天线单元1包括第一辐射体11和第二辐射体21的AB段，第二天线单元2包括第二辐射体21。其中，第二辐射体21的AB段，既是第二天线单元2的辐射体又是第一天线单元1的寄生辐射体，因此两个天线单元共用了部分辐射体，从而减小了天线装置的整体体积。

示例性的，如图2所示，第一辐射体11为单级天线结构，第二辐射体21为倒F型天线结构/环形天线结构。与图1所示结构相同之处在于：第二辐射体21的A端与第一辐射体11的端部之间间隔并耦合连接，第二辐射体21在其位于中部的第一位置B连接天线地。因此，同样的，第一天线单元1包括第一辐射体11和第二辐射体21的AB段，第二天线单元2包括第二辐射体21，两个天线单元共用了部分辐射体，减小了占用空间。

可以理解的，由于图2与图1中的第一辐射体11的具体形式不同，因此在图2中第一辐射体11的远离第二辐射体21的一端未连接天线地。

在又一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的天线装置，还可以包括谐振电路，该谐振电路连接于第二辐射体21的第一位置与天线地之间，用于在谐振状态下使得电路的总阻抗达到极值或者近似达到极值，实现第一天线单元1的寄生部分的直接回地。

具体的，该谐振电路为串联谐振电路(包括串联的电容和电阻)或者并联谐振电路(包括并联的电容和电阻)，可根据实际情况来灵活选择。

示例性的，如图3所示，第一辐射体11为单级天线结构，第二辐射体21为带串联谐振电路的倒F型天线结构/环形天线结构；如图4所示，第一辐射体11为单级天线结构，第二辐射体21为带并联谐振电路的倒F型天线结构/环形天线结构；如图5所示，第一辐射体11为左旋天线结构/倒F型天线结构/环形天线结构，第二辐射体21为带串联谐振电路的倒F型天线结构/环形天线结构；如图6所示，第一辐射体11为左旋天线结构/倒F型天线结构/环形天线结构，第二辐射体21为带并联谐振电路的倒F型天线结构/环形天线结构。

需要说明的是，第一天线单元1和第二天线单元2的工作频段可以相同，也可以不同，本发明实施例对此不作限制。

第一辐射体11与第二辐射体21可以如图1至图6所示的呈直线排布方式外，还可以平行排布、垂直排布等其他任意排布方式，至要求第一辐射体11的一端与第二辐射体21的一端间隔设置并通过电磁耦合连接即可。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种无线通信设备，包括射频单元和天线装置；

其中，天线装置，包括天线地、第一天线单元1和第二天线单元2；第一天线单元1包括第一辐射体11和第一馈电端口12，第一馈电端口12与第一辐射体11电连接；第二天线单元2包括第二辐射体21和第二馈电端口22，第二馈电端口22与第二辐射体21电连接；第二辐射体21的一端与第一辐射体11的一端耦合连接，且第二辐射体21在其第一位置与天线地连接，第二辐射体21的第一部分用于作为第一天线单元1的寄生辐射体，第一部分为第二辐射体21的与第一辐射体11耦合连接的一端至第一位置之间的部分。

射频单元，与天线装置的第一馈电端口12和第二馈电端口22连接，用于实现各频段信号的隔离传输。由于天线装置可以覆盖不同的无线通讯频段，因此可以确保无线通讯设备能够使用不同的无线通讯供应商所提供的网络进行信号传输，有利于无线通讯过程的进行。

在本发明实施例中，由于不同天线单元共用部分辐射体，因而天线装置的整体体积缩小，进而可减小无线通信设备的体积，有利于实现无线通信设备的小型化发展。另外，第一辐射体11和第二辐射体21可以由无线通信设备中的导电结构如金属外壳形成，从而进一步减小天线装置的空间尺寸。

无线通信设备可以为手机、腕表设备、耳机设备或者其他可佩带设备，还可以为电视机、机顶盒、数码相机等其他电子设备。

以上所述，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；而这些修改或者替换，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 (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：

天线地；

第一天线单元，包括第一辐射体和第一馈电端口，所述第一馈电端口与所述第一辐射体电连接；

第二天线单元，包括第二辐射体和第二馈电端口，所述第二馈电端口与所述第二辐射体电连接；

所述第二辐射体的一端与所述第一辐射体的一端耦合连接，且所述第二辐射体在第一位置与所述天线地连接，所述第二辐射体的第一部分用于作为所述第一天线单元的寄生辐射体，所述第一部分为所述第二辐射体的与所述第一辐射体耦合连接的一端至所述第一位置之间的部分。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射体在第一位置通过谐振电路与所述天线地连接。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述谐振电路包括串联的电容和电阻。

4.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述谐振电路包括并联的电容和电阻。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第一位置是根据所述寄生辐射体的预设谐振频率设置的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射体与所述第二辐射体平行排布、垂直排布或者呈直线排布。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射体和所述第二辐射体分别为：单级子天线结构、环形天线结构、倒F型天线结构或左旋天线结构中的任一项。

8.一种无线通信设备，包括射频单元，其特征在于，还包括如权利要求1至7任一项所述的天线装置，所述射频单元与所述天线装置的所述第一馈电端口和所述第二馈电端口连接。

9.根据权利要求8所述的无线通信设备，其特征在于，所述第一辐射体和所述第二辐射体由所述无线通信设备中的导电结构制成。

10.根据权利要求9所述的无线通信设备，其特征在于，所述导电结构为金属外壳。

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