CN113764866B - 一种天线装置、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种天线装置、电子设备，涉及天线技术领域，用于改善同一天线上激励模式数量少，导致天线带宽被限制的问题。天线装置包括电路板和天线本体。天线本体包括间接耦合的第一辐射体与第二辐射体。第一枝节的第一端和第二枝节的第一端相对且互不接触，第一枝节的第一端和第二枝节的第一端之间具有第一间隙，第一枝节和第二枝节位于电路板的第一侧边，第一枝节与第一侧边之间具有第二间隙，第二枝节与第一侧边之间具有第二间隙。第二辐射体位于电路板上，且与电路板的第一表面之间具有第三间隙。第二辐射体的垂直投影位于第一表面上。第一枝节的第二端、第二枝节的第二端分别与电路板的参考地电连接。天线本体为具有高隔离度的双天线。

Description

一种天线装置、电子设备
技术领域
本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线装置、电子设备。
背景技术
随着通信技术和电子设备的发展，尤其是第五代移动通信技术(5G)时代的来临，电子设备需要支持更多的天线和频段，以达到5G需要的高传输速率。例如，在电子设备上采用多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)技术，通过空间分集增益可以有效提高信道的可靠性，降低信道误码率，最后达到提高数据速率的目的。然而，MIMO天线结构中，天线的个数与天线占据的空间成正比。因此，电子设备内部十分有限的空间限制了MIMO天线能够覆盖的频段及性能。
为了解决上述问题，现有技术中，可以在同一个天线上激励出两种不同的天线模式，以形成具有一定隔离度的双天线。然而，每个天线模式只能覆盖一个频段，从而限制了上述天线的带宽。
发明内容
本申请实施例提供一种天线装置、电子设备，用于改善天线在一个激励端激励下，产生的激励模式数量较少，导致天线带宽被限制的问题。
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
本申请实施例的一方面，提供一种天线装置。该天线装置包括电路板和天线本体。电路板包括第一表面和第一侧边。天线本体包括第一辐射体和第二辐射体。第一辐射体包括第一枝节和第二枝节。第一枝节的第一端和第二枝节的第一端相对且互不接触，第一枝节的第一端和第二枝节的第一端之间具有第一间隙。第一枝节和第二枝节位于电路板的第一侧边。第一枝节与电路板的第一侧边具有第二间隙，第二枝节与第一侧边之间也具有上述第二间隙。第二辐射体位于电路板上，该第二辐射体与电路板的第一表面之间具有第三间隙，且第二辐射体的垂直投影位于电路板的第一表面上。第一枝节的第二端、第二枝节的第二端分别与电路板的参考地电连接。第一辐射体与第二辐射体间接耦合。由于第一辐射体和第二辐射体之间间接耦合，所以当采用一个激励端激励第一辐射体产生一种辐射模式时，第一辐射体上产生的电流可以耦合到第二辐射体上，从而使得第二辐射体可以产生另一种辐射模式。这样一来，同一个激励端可以激励天线本体产生两种辐射模式。在此情况下，当增加激励端的数量时，辐射模式的数量也会有所增加。因此相对于同一天线上只能激励两种不同天线模式的方案而言，本申请实施例提供的方案能够使得天线本体更有利于获得更宽的带宽。
可选的，第一辐射体与第二辐射体之间具有距离D，D≤7mm。这样一来，第一辐射体与第二辐射体之间的距离较近，从而容易使得第一辐射体上的电流可以耦合到第二辐射体上。
可选的，所述天线装置还包括第一馈电电路和第二馈电电路。第一馈电电路与第一枝节和第二枝节电连接。第一馈电电路用于分别向第一枝节和第二枝节传输等幅反相的激励信号，并激励天线本体作为第一天线产生第一辐射模式和第二辐射模式。第一辐射模式的主辐射体为第一辐射体。第二辐射模式的主辐射体为第二辐射体。第二馈电电路与第一枝节和第二枝节电连接。第二馈电电路用于向第一枝节和第二枝节传输相同的激励信号，并激励天线本体作为第二天线产生第三辐射模式。第三辐射模式的主辐射体为第一辐射体。综上所述，本申请实施例提供的天线结构中，第一馈电电路可以激励天线本体作为第一天线产生第一辐射模式和第二辐射模式。此外，第二馈电电路可以激励天线本体作为第二天线产生第三辐射模式，从而形成双天线。这样一来，这样上述天线本体作为双天线可以至少同时工作在三种辐射模式下，因此能够传输更多的数据，相对于同一天线上只能激励两种不同天线模式的方案而言，本申请实施例提供的方案能够使得天线本体更有利于获得更宽的带宽。
可选的，电路板包括第一激励端。第一馈电电路包括信号转换电路和第一配置电路。信号转换电路具有输入端、第一输出端以及第二输出端。输入端与第一激励端电连接，第一输出端与第一枝节电连接，第二输出端与第二枝节电连接。信号转换电路用于将第一激励端提供的信号转换成等幅反相的第一激励信号和第二激励信号，并通过第一输出端将第一激励信号传输至第一枝节，以及通过第二输出端将第二激励信号传输至第二枝节。信号转换电路可以为巴伦芯片。由于巴伦芯片具有较小的封装尺寸，因此，在天线结构中利用封装尺寸小的巴伦芯片即可以将第一激励端提供的单端信号转换成等幅反相的两个信号，从而可以减小上述天线结构的尺寸。此外，巴伦芯片的第一输出端和第二输出端具有良好的平衡度，能够使得第一激励信号和第二激励信号满足等幅反相的要求，从而有效激励天线本体产生上述第一辐射模式和第二辐射模式。此外，第一配置电路电连接于信号转换电路的第一输出端和第二输出端之间，用于调节第一辐射体在第一辐射模式下的谐振频率和带宽，从而可以根据需要对天线本体的谐振频率和带宽进行调节。
可选的，第一配置电路包括第一电容以及第二电容。第一电容的第一端与信号转换电路的第一输出端电连接，第二端与第一枝节电连接。第二电容的第一端与信号转换电路的第二输出端电连接，第二端与第二枝节电连接。第一电容和第二电容用于馈电匹配。当第一电容和第二电容的电容值越大时，第一馈电电路激励天线本体产生上述第一辐射模式时，该天线本体的谐振频率越低，反之第一电容和第二电容的电容值越小，谐振频率越高。
可选的，第一配置电路还包括至少两个第一调节元件。该第一调节元件电连接于第一电容的第二端(或第一枝节)和第二电容的第二端(或第二枝节)之间。第一调节元件包括串联的第一电感和第一射频开关。这样一来，可以通过控制各个第一射频开关的数量，达到控制第一配置电路中并联的第一电感的数量。当第一配置电路中并联的第一电感的数量越多时，第一枝节和第二枝节之间的感抗越小，天线本体在上述第一辐射模式下的谐振频率越高。反之当第一配置电路中并联的第一电感的数量越少时，第一枝节和第二枝节之间的感抗越大，天线本体在上述第一辐射模式下的谐振频率越低。
可选的，天线装置还包括第二配置电路。第二配置电路与第二辐射体的中心以及电路板的参考地电连接；第二馈电电路还用于激励天线本体产生第四辐射模式，第四辐射模式的主辐射体为第二辐射体。第二配置电路用于调节第二辐射体在第四辐射模式下的谐振频率和带宽。第二配置电路包括至少两个第二调节元件。第二调节元件电连接于第二辐射体的中心与电路板的参考地之间。每个第二调节元件包括串联的第二电感和第二射频开关。这样一来，可以通过控制各个第二射频开关的数量，达到控制第二配置电路中并联的第二电感的数量。当第二配置电路中并联的第二电感的数量越多时，第二辐射体与PCB的参考地之间的感抗越小，天线本体在上述第四辐射模式下的谐振频率越高，反之第二配置电路中并联的第二电感的数量少，第二辐射体与PCB的参考地之间的感抗越大，天线本体在上述第四辐射模式下的谐振频率越低。
可选的，第一配置电路包括第三电容以及第四电容。第三电容的第一端与信号转换电路的第一输出端电连接，第二端与第一枝节电连接。第四电容的第一端与信号转换电路的第二输出端电连接，第二端与第二枝节电连接。第三电容、第四电容的电容值越大，该天线本体在第一辐射模式下的谐振频率越低，反之第三电容、第四电容的电容值越小，该天线本体在第一辐射模式下的谐振频率越高。
可选的，天线装置还包括第二配置电路。第二配置电路与第二辐射体的中心以及电路板的参考地电连接；第二馈电电路还用于激励天线本体产生第四辐射模式，第四辐射模式的主辐射体为第二辐射体。第二配置电路用于调节第二辐射体在第四辐射模式下的谐振频率和带宽。第二配置电路包括第五电容和/或第三电感。该第五电容的第一端与第二辐射体的中心电连接，第二端接地于电路板的参考地。第三电感的第一端与第二辐射体的中心电连接，第二端接地于电路板的参考地。天线本体工作于第四辐射模式时，第五电容的电容值或者第三电感的电感值越大，天线本体在第四辐射模式的谐振频率越低，反之第五电容的电容值或者第三电感的电感值越小，天线本体在第四辐射模式的谐振频率越高。
可选的，第一枝节、第二枝节均为L型，且第一枝节和第二枝节关于第一间隙的中心对称设置。在此情况下，天线本体在第三辐射模式下，作为主辐射体的第一辐射体中，分布于第一枝节上的电流和第二枝节上的电流流向相向，且相对于第一间隙的中心对称分布，有利于提高双天线的隔离度。
可选的，第二辐射体为条型，且第一枝节、第二枝节关于第二辐射体的中心对称设置。有利于提高双天线的隔离度。
可选的，第一辐射模式下，天线本体上的电流与第三辐射模式下、第四辐射模式下，天线本体上的电流正交。第一辐射模式下，天线本体上的无线电波与第三辐射模式下、第四辐射模式下，天线本体上的无线电波正交。因此，第一辐射模式下的天线，与第三辐射模式、第四辐射模式下的天线之间隔离度较好。第二辐射模式下，天线本体上的电流与第三辐射模式下、第四辐射模式下，天线本体上的电流正交；第二辐射模式下，天线本体上的无线电波与第三辐射模式下、第四辐射模式下，天线本体上的无线电波正交。因此，第二辐射模式下的天线，与第三辐射模式、第四辐射模式下的天线之间隔离度较好。
可选的，第一辐射模式下，分布于第一枝节上的电流和第二枝节上的电流流向相同。第二辐射模式下，分布于第二辐射体上的电流流向相同。第三辐射模式下，分布于第一枝节上的电流和第二枝节上的电流相对第一间隙流向相向。第四辐射模式下，分布于第二辐射体上的电流相对第二辐射体的中心流向相向。这样一来，第一辐射模式下的第一天线，与第三辐射模式、第四辐射模式下的第二天线之间隔离度较好。此外，第二辐射模式下的第一天线，与第三辐射模式、第四辐射模式下的第二天线之间隔离度较好，从而构成高隔离度的双天线。
可选的，第一辐射模式覆盖的频率范围、第二辐射模式覆盖的频率范围、第三辐射模式覆盖的频率范围以及第四辐射模式覆盖频率范围的至少一部分不同。这样上述天线本体同时工作在四种辐射模式时，由于上述四个辐射模式覆盖的频率范围是可以不同，因此能够使得天线本体获得更宽的带宽，从而传输更多的数据。
可选的，天线装置还包括天线支架，天线支架设置于电路板的第一表面上，天线支架的高度与第三间隙相同。第二辐射体设置于天线支架远离电路板第一表面的一侧表面上。天线支架的高度方向与电路板的第一表面垂直。天线支架的材料包括绝缘材料。天线支架用于对第二辐射体进行支撑，使得第二辐射体与PCB之间具有上述第三间隙。
本申请实施例的另一方面，提供一种电子设备，包括金属边框，以及上所述的任意一种天线装置。天线装置的第一辐射体为金属边框的一部分。该电子设备具有与前述实施例提供的天线装置相同的技术效果。此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图2a为本申请实施例提供的天线装置的一种结构示意图；
图2b为图2a中的第一枝节和第二枝节的一种结构示意图；
图2c为图2a中第二辐射体的一种结构示意图；
图2d为本申请实施例提供的天线装置的另一种结构示意图；
图3为本申请实施例提供的天线装置的另一种结构示意图；
图4a为本申请实施例提供的天线本体在第一馈电电路激励下产生的第一馈电模式的示意图；
图4b为本申请实施例提供的天线本体在第一馈电电路激励下产生的第二馈电模式的示意图；
图5a为本申请实施例提供的天线本体在第二馈电电路激励下产生的第三馈电模式的示意图；
图5b为本申请实施例提供的天线本体在第二馈电电路激励下产生的第四馈电模式的示意图；
图6a为本申请实施例提供的天线装置的另一种结构示意图；
图6b为图6a中第一配置电路的一种设置方式示意图；
图6c为图6a中第一配置电路的另一种设置方式示意图；
图6d为图6a中第一配置电路的另一种设置方式示意图；
图7为本申请实施例提供的天线本体的S参数随频率变化的一种曲线图；
图8为本申请实施例提供的天线系统效率随频率变化的一种曲线图；
图9为本申请实施例提供的天线装置的另一种结构示意图；
图10a为本申请实施例提供的天线本体的S参数随频率变化的另一种曲线图；
图10b为本申请实施例提供的天线辐射效率和系统效率随频率变化的一种曲线图；
图11a为本申请实施例提供的天线本体的S参数随频率变化的另一种曲线图；
图11b为本申请实施例提供的天线辐射效率和系统效率随频率变化的一种曲线图；
图12a为本申请实施例提供的天线本体的S参数随频率变化的另一种曲线图；
图12b为本申请实施例提供的天线辐射效率和系统效率随频率变化的一种曲线图；
图13a为本申请实施例提供的天线装置的另一种结构示意图；
图13b为本申请实施例提供的天线装置的另一种结构示意图；
图13c为本申请实施例提供的天线装置的另一种结构示意图；
图14为本申请实施例提供的天线本体的S参数随频率变化的另一种曲线图；
图15a为本申请实施例提供的天线辐射效率和系统效率随频率变化的一种曲线图；
图15b为本申请实施例提供的天线辐射效率和系统效率随频率变化的一种曲线图。
附图标记：
01-电子设备；10-显示模组；11-中框；111-金属边框；110-承载板；100-PCB；12-后壳；201-第一辐射体；211-第一枝节；221-第二枝节；202-第二辐射体；20-天线本体；31-第一馈电电路；32-第二馈电电路；300-天线支架；42-第二配置电路；311-信号转换电路；41-第一配置电路；410-第一调节元件；420-第二调节元件。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，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。
以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述方便，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。由此，限定有“第一”、“第二”等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，本申请实施例中，“上”、“下”、“左”、“右”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语可以是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“电连接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接的电性连接。
本申请实施例提供一种的电子设备。上述电子设备可以应用于各种通信系统或通信协议，例如：全球移动通信系统(global system of mobile communication，GSM)、码分多址(code division multiple access，CDMA)系统、宽带码分多址(wideband codedivision multiple access wireless，WCDMA)、通用分组无线业务(general packetradio service，GPRS)、长期演进(long term evolution，LTE)等。该电子设备可以包括手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、电视、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环)、物联网(internet of things，IOT)、虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmented reality AR)终端设备、无人机等电子产品等具有无线信号收发功能的电子产品。本申请实施例对上述电子设备的具体形式不做特殊限制。
如图1所示，当电子设备01具有显示功能时，该电子设备01可以包括显示模组10。显示模组10包括液晶显示(liquid crystal display，LCD)模组和背光模组(back lightunit，BLU)。或者，在本申请的另一些实施例中，显示模组10可以为有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示屏。
此外，电子设备01还可以包括中框11和后壳12。该中框11包括承载板110和绕承载板110一周的金属边框111。承载板110朝向后壳12的表面上可以设置印刷电路板(printedcircuit board，PCB)100、摄像头、电池等电子器件。其中，摄像头和电池图中未示出。后壳12与中框11相连接形成用于容纳上述PCB100、摄像头以及电池等电子器件的容纳腔。从而可以防止外界的水汽和尘土侵入该容纳腔内，对上述电子器件的性能造成影响。
上述电子设备01还包括如图2a所示的用于通信的天线装置02。该天线装置02可以包括用于发射电磁波和接收电磁波的天线本体20。天线本体20包括第一辐射体201和第二辐射体202。第一辐射体201包括第一枝节211和第二枝节221。第一枝节211具有第一端A1和第二端A2。第二枝节211具有第一端B1和第二端B2。第一枝节211的第一端A1和第二枝节221的第一端B1相对且不接触。该第一枝节211的第一端A1和第二枝节221的第一端B1之间具有第一间隙H1。第一枝节211的第二端A2、第二枝节221的第二端B2分别与PCB100的参考地GND电连接。
上述PCB100包括第一表面P1和第一侧边P2。其中，该PCB100的第一表面P1朝向图1中的壳体12，且与显示模组10的显示面平行。上述第一侧边P2设置于第一表面P1的边缘。当PCB100为矩形时，该PCB100可以具有四个依次首尾相接的侧边。上述第一侧边P2可以为该四个依次首尾相接的侧边中的任意一个。第一枝节211和第二枝节221可以位于PCB100的第一侧边P2。并且，第一枝节211与PCB100的第一侧边P2之间具有第二间隙H2，第二枝节221与PCB100的第一侧边P2之间也具有上述第二间隙H2。
在本申请的一些实施例中，如图2b所示，上述第一辐射体201可以为图1中金属边框111的一部分。制作第一辐射体201的过程中，可以采用压铸工艺、数控(computerizednumerical control，CNC)加工工艺制作金属边框111，然后，在金属边框111上开缝，以形成上述第一间隙H1。该第一间隙H1的一端(例如左端)可以作为第一枝节211的第一端A1，另一端(例如右端)可以作为第二枝节221的第一端B1。
此外，在第一间隙H1的一侧(例如左侧)设置接地点可以作为上述第一枝节211的第二端A2，通过金属走线、弹片或金属片将第一枝节211的第二端A2与PCB100的参考地GND电连接。当该金属片与第一枝节211为一体结构时，该第一枝节211可以为如图2a所示的L型。另外，在第一间隙H1的另一侧(例如右侧)设置接地点可以作为上述第二枝节221的第二端B2，通过金属走线、弹片或金属片将第二枝节221的第二端B2与PCB100的参考地GND电连接。当该金属片与第二枝节221为一体结构时，该第二枝节221可以为如图2a所示的L型。PCB100上通常设置有控制芯片，为了对控制芯片进行保护并减小信号干扰，采用如图2b所示的屏蔽盖对控制芯片进行覆盖。
此外，如图2c所示，第二辐射体202位于PCB100上，该第二辐射体202与PCB100的第一表面P1之间具有第三间隙H3，且第二辐射体202的垂直投影位于PCB100的第一表面P1上。为了使得第二辐射体202与PCB100之间具有第三间隙H3，上述天线装置02还可以包括天线支架300。该天线支架300可以设置于PCB100的第一表面P1上，天线支架的高度L(高度方向与PCB100垂直)与第三间隙相同H3。第二辐射体202设置于天线支架远离PCB100第一表明P1的一侧表面上。该天线支架300的材料可以包括绝缘材料，例如塑胶。
在此情况下，在本申请的一些实施例中，在制作第二辐射体202的过程中，可以在设置于PCB100上的天线支架300远离PCB100的一侧表面上，进行激光成型技术(laserdirect structuring，LDS)工艺，对天线支架300远离PCB100的一侧表面金属化，以形成上述第二辐射体202。或者，在本申请的另一些实施例中，将制作好的金属片作为第二辐射体202贴附于天线支架300远离PCB100的一侧表面上。本申请对第二辐射体202制作方式不做限定。
在本申请的一些实施例中，为了避免对第二辐射体202的性能造成影响，第二辐射体202与PCB100之间的第三间隙H3可以满足，H3≥0.5mm的要求。
此外，天线装置02如图2d所示，还可以包括第一馈电电路31、第二馈电电路32。第一馈电电路31与第一枝节211和第二枝节221电连接。该第一馈电电路31用于分别向第一枝节211和第二枝节221传输等幅反相的激励信号。即第一馈电电路31向第一枝节211传输的信号，与该第一馈电电路31向第二枝节221传输的信号的幅值相等，但是相位相反。本申请中该第一馈电电路31向第一枝节211和第二枝节221的馈电方式可以称为反对称(asymmetrical)馈电。
为了使得第一馈电电路31能够分别向第一枝节211和第二枝节221传输等幅反向的激励信号，在本申请的一些实施例中，上述第一馈电电路31可以包括如图3所示的信号转换电路311。该信号转换电路311具有第一输出端①、第二输出端②以及输入端③。基于此，上述PCB100上可以设置第一激励端O1，该输入端③可以与第一激励端O1电连接。第一输出端①可以与第一枝节211电连接，第二输出端②可以与第二枝节221电连接。
在此情况下，该信号转换电路311可以用于将第一激励端O1输出的信号转换成等幅反向的第一激励信号和第二激励信号。接下来，信号转换电路311可以通过第一输出端①将第一激励信号传输至第一枝节211，并通过第二输出端②将第二激励信号传输至第二枝节221。
这样一来，由信号转换电路311输出的第一激励信号和第二激励信号可以激励天线本体20产生第一辐射模式(radiation mode，RM)。在该第一辐射模式RM1下，如图4a所示，电流(图4a中的箭头)主要分布于第一辐射体201上，从而使得第一辐射体201作为主辐射元件。此外，第一辐射体201中分布于第一枝节211上的电流和第二枝节221上的电流流向相同。
此外，第一辐射体201与第二辐射体202之间具有距离D(如图2a或图4a所示)。该间距D满足D≤7mm，这样一来，由于第一辐射体201与第二辐射体202的距离较近，使得第一辐射体201与第二辐射体202间接耦合。因此当第一辐射体201在第一激励信号和第二激励信号的激励下产生电流时，该电流可以耦合到第二辐射体202上，从而激励天线本体20产生第二辐射模式RM2。
需要说明的是，本申请实施例中，两个部件之间直接耦合是指，两个部件之间直接接触，或者两个部件之间设置有用于将两者电性连接在一起的元器件。所以，上述第一辐射体201与第二辐射体202间接耦合是指，第一辐射体201与第二辐射体202之间不接触，且第一辐射体201与第二辐射体202之间没有设置用于将两者电性连接在一起的元器件。
此外，本申请中的附图是以第一辐射体201中的第一枝节211、第二枝节221以及第二辐射体202均为长条状的矩形，且第二辐射体202与第一枝节211、第二枝节221平行为例进行的说明。此时，第一辐射体201与第二辐射体202之间的距离D是指，第一辐射体201中第一枝节211(或第二枝节221)靠近第二辐射体202的边，与第二辐射体202靠近第一辐射体201的边之间的距离。
在本申请的另一些实施例中，第一枝节211、第二枝节221以及第二辐射体202的边缘形状可以为不规则的形状，且第二辐射体202与第一枝节211、第二枝节221之间非平行设置。在此情况下，第一辐射体201与第二辐射体202之间的距离D是指，第一辐射体201中第一枝节211(或第二枝节221)靠近第二辐射体202的边中的任意一点，与第二辐射体202靠近第一辐射体201的边中的任意一点之间的最短距离。
在该第二辐射模式RM2下，如图4b所示，电流(图4b中的箭头)主要分布于第二辐射体202上，从而使得第二辐射体202作为主要的辐射元件(以下简称主辐射元件)。此外，分布于第二辐射体202上的电流流向相同。在此情况下，在第一激励端O1的激励下，天线本体20可以作为第一天线，具有上述第一辐射模式RM1和第二辐射模式RM2。示例的，上述信号转换电路311可以包括巴伦芯片。在此情况下，信号转换电路311的输入端③可以称为巴伦芯片的不平衡(unbalance)端口，信号转换电路311的第一输出端①和第二输出端②可以称为平衡(balance)端口。此外，巴伦芯片还包括用于接地的参考地端④。这样一来，该巴伦芯片可以将输入端③的不平衡信号进行转换，并分别由第一输出端①和第二输出端②输出的等幅反相的平衡信号。
由于巴伦芯片具有较小的封装尺寸，因此，在天线结构02中利用封装尺寸小的巴伦芯片即可以将第一激励端O1提供的单端信号转换成等幅反相的两个信号，从而可以减小上述天线结构02的尺寸。此外，巴伦芯片的第一输出端①和第二输出端②上分别输出的第一激励信号和第二激励信号的幅值差异可以在1～2dB范围内，相位差异在180±15°左右。因此，第一输出端①和第二输出端②具有良好的平衡度，能够使得第一激励信号和第二激励信号满足等幅反相的要求，从而有效激励天线本体20产生上述第一辐射模式和第二辐射模式。
此外，如图5a所示，第二馈电电路32可以与第一辐射体201中的第一枝节211和第二枝节221电连接。该第二馈电电路32还可以与设置于PCB100上的第二激励端O2电连接，该第二馈电电路32可以将第二激励端O2输出的信号同时传输至第一枝节211和第二枝节221，并激励天线本体20产生第三辐射模式RM3。因此该第二馈电电路32向第一枝节211和第二枝节221传输相同的激励信号。本申请中该第二馈电电路32向第一枝节211和第二枝节221的馈电方式可以称为对称(symmetrical)馈电。
在该第三辐射模式RM3下，如图5a所示，电流(图5a中的箭头)主要分布于第一辐射体201上，从而使得第一辐射体201作为主辐射元件。此外，分布于第一辐射体201中第一枝节211上的电流和第二枝节221上的电流的相对上述第一间隙H1流向相向。
需要说明的是，本申请对第一激励端O1和第二激励端O2输出的信号不做限定，可以相同也可以不同。上述第一激励端O1和第二激励端O2可以设置于PCB100的同一个表面，例如上述第一表面P1，或者可以分别设置于PCB100相对的两个表面，例如分别设置于PCB100的第一表面P1以及与该第一表面P1相对的表面。
此外，在本申请的一些实施例中，天线装置01还包括如图5b所示的第二配置电路42。该第二配置电路42可以设置于第二辐射体202与PCB100的参考地GND之间，且与第二辐射体202的中心以及PCB100的参考地GND电连接。基于此，由于第一辐射体201与第二辐射体202的距离较近，例如，第一辐射体201与第二辐射体202之间的距离D满足D≤7mm，因此当第一辐射体201在第二馈电电路32的激励下产生电流时，该电流可以耦合到第二辐射体202上，实现与第二辐射体202的耦合，从而激励天线本体20产生第四辐射模式RM4。该第二配置电路42用于调节第二辐射体202在第四辐射模式RM4下的谐振频率和带宽。这样一来，可以根据需要通过对第二配置电路42进行设置，从而使得第二辐射体202在第四辐射模式RM4下的谐振频率和带宽满足要求。
需要说明的是，第二配置电路42与第二辐射体202的中心电连接是指，在满足天线本体20在第二辐射模式RM2和第四辐射模式RM4下，第一辐射体201上的电流可以耦合到第二辐射体202上，使得第二辐射体202作为主辐射体的前提下，第二辐射体202的中心可以是第二辐射体202几何形状的中心，或者沿条型的第二辐射体202的长度方向，第二辐射体202的中心可以在其几何形状中心左、右偏移10％。
在该第四辐射模式RM4下，如图5b所示，电流(图5b中的箭头)主要分布于第二辐射体202上，从而使得第二辐射体202作为主辐射元件。此外，分布于第二辐射体202上的电流相对第二辐射体202的中心流向相向，即分布于第二辐射体202上的电流的流向由该第二辐射体202的两端分别朝向该第二辐射体202的中心。在此情况下，在第二激励端O2的激励下，天线本体20可以作为第二天线，具有上述第三辐射模式RM3和第四辐射模式RM4。这样一来，天线本体20即可以在第一激励端O1的激励下作为上述第一天线，又可以在第二激励端O2的激励下作为上述第二天线，从而形成双天线。
上述是以第二辐射体202与PCB100的参考地GND之间通过第二配置电路42电性连接为例进行的说明。在此情况下，第二馈电电路32可以激励天线本体20产生上述第三辐射模式RM3和第四辐射模式RM4。在本申请的另一些实施例中，上述第二辐射体202可以为无源的谐振结构，此时，第二辐射体202与参考地或者激励端均不电性连接。在此情况下，第二馈电电路32可以激励天线本体20只产生上述第三辐射模式RM3。以下，为了方便说明，均是以第二辐射体202与PCB100的参考地GND之间设置有上述第二配置电路42，第二馈电电路32激励天线本体20产生第三辐射模式RM3和第四辐射模式RM4为例进行的说明。
综上所述，本申请实施例提供的天线结构02中，第一馈电电路31可以激励天线本体20作为第一天线产生如图4a所示的第一辐射模式RM1和如图4b所示的第二辐射模式RM2。此外，第二馈电电路32可以激励天线本体20作为第二天线产生如图5a所示的第三辐射模式RM3和如图5b所示的第四辐射模式RM4。这样一来，一方面，第一馈电电路31和第二馈电电路32可以分别激励天线模式20产生两种辐射模式。在此情况下，本申请的天线结构02可以激励出上述四种模式，并且，上述天线本体20的第一辐射模式RM1覆盖的频率范围、第二辐射模式RM2覆盖的频率范围、第三辐射模式RM3覆盖的频率范围以及第四辐射模式RM4覆盖频率范围的至少一部分可以不同。这样一来，第一激励端O1(与第一馈电电路31电连接)和第二激励端O2(与第二馈电电路32电连接)中任意一个激励端均可以激励上述天线本体20产生两种辐射模式，因此天线本体20能够传输更多的数据，相对于一个激励端只能激励一种天线模式的方案而言，本申请实施例提供的方案能够使得天线本体02更有利于获得更宽的带宽。
在本申请的一些实施例中，天线本体20工作在由第一馈电电路31激励下产生的第一辐射模式RM1和第二辐射模式RM2时，可以作为发射天线(或接收天线)，天线本体20工作在由第二馈电电路32激励下产生的第三辐射模式RM3和第四辐射模式RM4时，可以作为接收天线(或发射天线)。或者，在本申请的另一些实施例中，天线本体20工作在上述四个激励模式(第一辐射模式RM1、第二辐射模式RM2、第三辐射模式RM3和第四辐射模式RM4)下时，可以均作为发射天线或均作为接收天线。
此外，为了使得第一枝节211和第二枝节221上分别接收的两路电流信号平衡，以提高第一辐射体201作为主辐射体时，不同激励端激励之间，例如上述第一激励端O1与第二激励端O2之间(或上述第一天线和第二天线)的隔离度，天线本体20需要满足一定的对称性。例如，该第一辐射体201中的第一枝节211和第二枝节221可以关于第一间隙H1(如图5a所示)的中心对称设置。在此情况下，天线本体20在第三辐射模式RM3下，作为主辐射体的第一辐射体201中，分布于第一枝节211上的电流和第二枝节221上的电流相对于第一间隙H1流向相向，且关于第一间隙H1的中心对称分布。
此外，第二辐射体202如图5b所示为条型时，该第二辐射体202的中心可以与第一间隙H1的中心在同一条直线上，从而使得天线本体20需要满足一定的对称性。在此情况下，天线本体20在第四辐射模式RM4下，作为主辐射体的第二辐射体202中，分布于第二辐射体202上的电流相对第二辐射体202的中心流向相向，且关于该第二辐射体202的中心对称分布。
需要说明的是，上述第一枝节211和第二枝节221关于第一间隙H1的中心对称设置是指，在满足第一激励端O1与第二激励端O2之间(或上述第一天线和第二天线)的隔离度要求的前提下，第一枝节211和第二枝节221关于第一间隙H1的中心可以近似对称，而不限定第一枝节211和第二枝节221关于第一间隙H1的中心绝对地对称。此外，第二辐射体202的中心可以与第一间隙H1的中心在同一条直线上是指，在满足第一激励端O1与第二激励端O2之间(或上述第一天线和第二天线)的隔离度要求的前提下，第二辐射体202的中心可以与第一间隙H1的中心近似在同一条直线上，而不限定第二辐射体202的中心与第一间隙H1的中心绝对地设置于同一条直线上。
在此基础上，由上述可知，当第一馈电电路31激励天线本体20产生第一辐射模式RM1时，以及当第二馈电电路32激励天线本体20产生第三辐射模式RM3时，第一辐射体201均作为主辐射元件。然而，在第一辐射模式RM1下，如图4a所示，第一辐射体201中分布于第一枝节211上的电流和第二枝节221上的电流流向相同。在第三辐射模式RM3下，如图5a所示第一辐射体201中分布于第一枝节211上的电流和第二枝节221上的电流相对于第一间隙H1流向相向。
因此，当天线本体20满足上述对称性的情况下，在由第一激励端O1激励产生的第一辐射模式RM1下，天线本体20(例如，第一辐射体201)上的电流与由第二激励端O2激励产生的第三辐射模式RM3、第四辐射模式RM4下，天线本体20上的电流(其中，第三辐射模式RM3下电流分布于第一辐射体201上，第四辐射模式RM4下电流分布于第二辐射体202上)可以正交。此时，第一辐射模式RM1下，天线本体20(例如，第一辐射体201)上的无线电波与第三辐射模式RM3、第四辐射模式RM4下，天线本体20上的无线电波(其中，第三辐射模式RM3下第一辐射体201主要产生无线电波，第四辐射模式RM4下第二辐射体202主要产生无线电波)可以正交。因此，不同激励端激励(例如，第一激励端O1和第二激励端O2)下，天线本体20中同一个辐射体，例如第一辐射体201分别形成的第一天线和第二天线之间隔离度较好。
同理，当与第一激励端O1电连接的第一馈电电路31激励天线本体20产生第二辐射模式RM2时，以及当与第二激励端O2电连接的第二馈电电路32激励天线本体20产生第四辐射模式RM4时，第二辐射体202均作为主辐射元件。然而，在第二辐射模式RM2下，如图4b所示，分布于第二辐射体202上的电流流向相同。在第四辐射模式RM4下，如图5b所示，分布于第二辐射体202上的电流相对第二辐射体202的中心流向相向。
因此，当天线本体20满足上述对称性的情况下，在由第一激励端O1激励产生的第二辐射模式RM2下，天线本体20(例如，第二辐射体202)上的电流与由第二激励端O2激励产生的第三辐射模式RM3、第四辐射模式RM4下，天线本体20上的电流(例如，第三辐射模式RM3下电流分布于第一辐射体201上，第四辐射模式RM4下电流分布于第二辐射体202上)可以正交。此时，第二辐射模式RM2下，天线本体20(例如，第二辐射体202)上的无线电波与第三辐射模式RM3、第四辐射模式RM4下，天线本体20上的无线电波(例如，第三辐射模式RM3下第一辐射体201主要产生无线电波，第四辐射模式RM4下第二辐射体202主要产生无线电波)可以正交。因此，天线本体20中同一个辐射体，例如第二辐射体202在不同激励端(例如，第一激励端O1和第二激励端O2)分别激励下，分别形成的第一天线和第二天线之间隔离度较好。
综上所述，在第一激励端O1和第二激励端O2分别激励下，第一辐射模式RM1与第三辐射模式RM3以及第四辐射模式RM4正交，第二辐射模式RM2与第三辐射模式RM3以及第四辐射模式RM4正交，所以天线本体20在不同激励端激励下分别形成的第一天线和第二天线之间隔离度较好，从而能够在增加天线本体20带宽的基础上，获得高隔离度的双天线。
另一方面，由上述可知，第一辐射体201可以为金属边框111的一部分，通过在金属边框111上开缝形成第一间隙H1，从而可以制备出第一辐射体201中的第一枝节211和第二枝节221。由于在制作第一辐射体201的过程中，只需要在金属边框111上形成一条缝隙，即上述第一间隙H1即可，因此对金属边框111的开缝要求较少，有利于提高电子产品的外观效果。
在本申请的一些实施例中，上述天线本体20在上述四个激励模式下的辐射频率可以覆盖低频(例如700MHz～960MHz左右)、中高频(例如1700MHz～2700MHz)、N77频段(3300MHz～4200MHz)或者N79频段(4400MHz～5000MHz)。此外，天线本体20工作在不同激励模式下的频带可以重叠。示例的，上述天线本体20在第一辐射模式RM1和第三辐射模式RM3(或者，在第二辐射模式RM2和第四辐射模式RM4)可以应用于同频Wi-Fi双天线、同频蓝牙双天线。或者，天线本体20工作在不同激励模式下的频带可以不重叠。示例的，上述天线本体20可以在第一辐射模式RM1和第三辐射模式RM3(或者，在第二辐射模式RM2和第四辐射模式RM4)下，应用于Wi-Fi(2.4GHz)与中高频双天线。
在此基础上，为了能够进一步对天线本体20的辐射频率以及带宽进行调节，以下对天线本体20的结构以及内部元件的设置方式进行详细的说明。
在本申请的一些实施例中，上述天线是本体20辐射频率可以覆盖中高频(例如1700MHz～2700MHz)。在此情况下，上述天线本体20可以包括如图6a所示的第一配置电路41。在本申请的一些实施例中，该第一配置电路41可以包括如图6b所示的第一电容C1、第二电容C2。
其中，第一电容C1的第一端与信号转换电路311的第一输出端①电连接，第一电容C1的第二端与第一枝节211电连接。第二电容C2的第一端与信号转换电路311的第二输出端②电连接，第二电容C2的第二端与第二枝节221电连接。
上述第一电容C1和第二电容C2用于馈电匹配，例如当第一电容C1和第二电容C2的电容值越大时，第一馈电电路31激励天线本体20产生上述第一辐射模式RM1时，该天线本体20的谐振频率越低，反之当第一电容C1和第二电容C2的电容值越小时，第一馈电电路31激励天线本体20产生上述第一辐射模式RM1时，该天线本体20的谐振频率越高。
在本申请的另一些实施例中，上述第一配置电路41还可以包括第四电感L4。该第四电感L4的第一端与第一电容C1的第一端电连接，第二端与第二电容C2的第一端电连接。
在此情况下，上述第四电感L4可以调节在第一馈电电路31激励天线本体20产生上述第一辐射模式RM1时，该天线本体20的输入回波损耗(S11)曲线的深度(即该天线本体20的输入回波损耗)以及谐振频率的宽度。第四电感L4的电感值越小，天线本体20的输入回波损耗(S11)曲线的深度越深(即该天线本体20的输入回波损耗越小)，且谐振频率的宽度越窄，反之S参数曲线的深度越浅，且谐振频率的宽度越宽。
在此基础上，在第一馈电电路31激励天线本体20产生上述第一辐射模式RM1的情况下，为了能够根据需要对天线本体20谐振频率进行调节，在本申请的一些实施例中，如图6c所示，上述第一配置电路41还可以包括至少两个第一调节元件410。
其中，第一调节元件410电连接于第一电容C1的第二端和第二电容C2的第二端之间。该第一调节元件410可以包括串联的第一电感L1和第一射频开关Lsw1。第一电感L1的一端与第一电容C1的第二端以及第一枝节211电连接，第一电感L1的另一端与第一射频开关Lsw1的一端电连接。该第一射频开关Lsw1的另一端与第二电容C2的第二端以及第二枝节221电连接。不同第一调节元件410中的各个第一电感L1的电感值可以相同，也可以不同。
这样一来，可以通过控制各个第一射频开关Lsw1开启和关断的状态，达到控制第一配置电路41中并联的第一电感L1的数量。当第一配置电路41中并联的第一电感L1的数量越多时，第一枝节211和第二枝节221之间的感抗越小，天线本体20在上述第一辐射模式RM1下的谐振频率越高。反之当第一配置电路41中并联的第一电感L1的数量越少时，第一枝节211和第二枝节221之间的感抗越大，天线本体20在上述第一辐射模式RM1下的谐振频率越低。
以下通过对天线本体20的结构尺寸以及上述第一配置电路41中各个元件的参数进行设置，以对第一馈电电路31激励天线本体20作为第一天线产生的上述第一辐射模式RM1和第二辐射模式RM2进行说明。
示例的，如图6c所示，第一枝节211的长度S1(即第一枝节211的第一端A1到第二端A2之间的距离)，以及第二枝节221的长度S2(即第二枝节221的第一端B1到第二端B2之间的距离)可以为17mm±2mm左右。第一枝节211和第二枝节221之间的第一间隙H1可以为1.5mm±0.5mm左右。
第二辐射体202的长度S3可以为36mm±2mm左右，宽度S4可以为3mm±1mm左右。用于支撑该第二辐射体202的天线支架300(如图2c所示)的材料可以为塑胶。该塑胶介电常数可以为3左右。此外，上述电子设备01的后壳12(如图1所示)位于第二辐射体202远离PCB100一侧的表面上。该后壳12的材料可以为玻璃，其介电常数为7左右。此外，图6d中，第一配置电路41中各个元件的参数如表1所示。
表1
电容 器件参数 电感 器件参数
C1 1pF L4 6nH
C2 1pF L1a 16nH
L1b 8nH
L1c 4nH
其中，表1是以第一配置电路41设置有三组第一调节元件410，各组第一调节元件410中的第一电感(L1a、L1b以及L1c)的数值不同为例进行的说明。本申请对第一配置电路41中第一调节元件410的数量，以及各组第一调节元件410中第一电感的电感值不做限定。
在此情况下，由上述可知，天线本体20在第一馈电电路31的激励下产生上述第一辐射模式RM1时，如图4a所示，电流主要分布于第一辐射体201中的第一枝节211和第二枝节221上，且上述第一配置电路41设置于第一枝节211和第二枝节221之间。因此，通过设置上述各个第一电感的电感值，以及控制每一组第一调节元件410中的第一射频开关Lsw1的开启与关断，可以使得天线本体20在第一辐射模式RM1下，该天线本体20的辐射频率可以覆盖1710MHz～1880MHz的频率范围(即Band3频段)、1920MHz～2170MHz的频率范围(即Band1频段)、2300～2400MHz的频率范围(即Band40频段)，或者2500MHz～2690MHz的频率范围(即Band7频段)。
此外，天线本体20在第一馈电电路31的激励下产生上述第二辐射模式RM2时，如图4b所示，电流主要分布于第二辐射体202上。在此情况下，通过控制第二辐射体202的长度S3(如图6c所示)，可以将天线本体20在的第二辐射模式RM2下的谐振频率固定在一个谐振频率左右。其中，第二辐射体202的长度S3的长度越长，天线本体20在第二辐射模式RM2下的谐振频率越低，反之第二辐射体202的长度S3的长度越短，天线本体20在第二辐射模式RM2下的谐振频率越高。
示例的，当第二辐射体202的长度S3为36mm±2mm左右时，上述天线本体20在的第二辐射模式RM2下的谐振频率可以为2.7GHz左右(左、右浮动50MHz)。
在此情况下，如图7所示，S参数曲线①具有两个谐振频率，分别为1.8GHz附近和2.7GHz附近，其中，1.8GHz位于上述Band3频段。S参数曲线②具有两个谐振频率，分别为2.0GHz附近和2.7GHz附近，其中，2.0GHz位于上述Band1频段。S参数曲线③具有两个谐振频率，分别为2.4GHz附近和2.7GHz附近，其中，2.4GHz位于上述Band40频段。S参数曲线④具有两个谐振频率，分别为2.5GHz附近和2.7GHz附近，其中，2.5GHz位于上述Band7频段。
由上述可知，在第一馈电电路31的激励下，当天线本体20工作在第一辐射模式RM1时，可以根据需要通过对第一配置电路41中第一电感L1的电感值以及多个第一电感L1并联的数量进行调节，可以使得天线本体20的谐振频率能够在Band3频段、Band1频段、Band40频段以及Band7频段之间进行切换，从而可以使得天线本体20能够覆盖较宽的带宽。
需要说明的是，上述是以第一辐射体201中的第一枝节211长度S1和第二枝节221的长度S2相同为例进行的说明。在本申请的另一些实施例中，上述天线本体20的结构以及上述电路结构无需设置成中心对称结构。例如当第一枝节211长度S1和第二枝节221的长度S2不同时，可以通过调节上述第一配置电路41中第一电容C1和第二电容C2的电容值，以减小天线本体20在不同辐射模式下相互之间的影响，提高不同辐射模式下，天线的隔离度。
此外，如图8所示，由天线本体20的谐振频率在Band3频段的天线系统效率曲线①可以看出，天线本体20的谐振频率在1.8GHz附近，其系统效率大于-4dB。由天线本体20的谐振频率在Band1频段的天线系统效率曲线②可以看出，天线本体20的谐振频率在2.0GHz附近，其系统效率大于-5dB。由天线本体20的谐振频率在Band40频段的天线系统效率曲线③可以看出，天线本体20的谐振频率在2.4GHz附近，其系统效率大于-5dB。由天线本体20的谐振频率在Band7频段的天线系统效率曲线④可以看出，天线本体20的谐振频率在2.7GHz附近，其系统效率大于-6dB。因此，天线本体20在上述第一辐射模式RM1下，该天线本体20辐射的信号频率位于其能够覆盖的各个频段的谐振频率位置时，系统效率均可以小于-6dB，系统效率较高。
上述是在第一馈电电路31的激励下，天线本体20在第一辐射模式RM1和第二辐射模式RM2下的谐振频率的设置和调节进行的说明。此外，由上述可知，在第二馈电电路32的激励下，天线本体20可以产生如图5a所示的第三辐射模式RM3。该模式下虽然主辐射体为第一辐射体201，但是此时电连接于信号转换电路311的第一输出端①和第二输出端②之间(或第一枝节211和第二枝节221之间)的第一配置电路41(如图6a所示)的感抗大小对第三辐射模式RM3下，天线本体20的谐振频率基本没有影响。
因此，天线本体20在第三辐射模式RM3下，其谐振频率无法通过上述第一配置电路41进行调节。在此情况下，可以通过设置第一辐射体201中如图6c所示的第一枝节211的长度S1和第二枝节221的长度S2，将天线本体20在的第三辐射模式RM3下的谐振频率固定在一个谐振频率左右。其中第一枝节211的长度S1和第二枝节221的长度S2的长度越长，天线本体20在的第三辐射模式RM3下的谐振频率越低，反之第一枝节211的长度S1和第二枝节221的长度S2的长度越短，天线本体20在的第三辐射模式RM3下的谐振频率越高。例如L1＝L2＝17mm±2mm，将天线本体20在第三辐射模式RM3下的谐振频率可以固定于Band7频段(即2500MHz～2690MHz的频率范围)。
此外，如图9所示，为了使得第二馈电电路32能够向第一辐射体201进行馈电，可以在上述PCB100(其材料可以为FR4)上形成走线320。在PCB100包括多层子电路板时，该走线320在PCB100上的净空高度可以为一层子电路板的厚度。基于此，在本申请的一些实施例中，上述走线320的长度S5可以为18mm±2mm左右，线宽S6可以为0.5mm±0.2mm左右。
为了在第二馈电电路32的激励下，使得天线本体20在第四辐射模式RM4下的谐振频率可以根据需要进行调节，本申请的一些实施例中，上述用于将第二辐射体202与PCB100的参考地GND电连接的第二配置电路42，可以包括如图9所示，可以包括至少两个第二调节元件420。
该第二调节元件420电连接于第二辐射体202的中心与PCB100的参考地GND之间。每个第二调节元件420可以包括串联的第二电感L2和第二射频开关Lsw2。其中，第二电感L2的一端与第二辐射体202的中心电连接，第二电感L2的另一端与第二射频开关Lsw2的一端电连接。该第二射频开关Lsw2的另一端与PCB100的参考地GND电连接。或者，在本申请的另一些实施例中，第二射频开关Lsw2的一端与第二辐射体202的中心电连接，第二射频开关Lsw2的另一端与第二电感L2的一端电连接，第二电感L2的另一端与PCB100的参考地GND电连接。
这样一来，可以通过控制各个第二射频开关Lsw2开启或断开的状态，达到控制第二配置电路42中并联的第二电感L2的数量。当第二配置电路42中并联的第二电感L2的数量越多时，第二辐射体202与PCB100的参考地GND之间的感抗越小，天线本体20在上述第四辐射模式RM4下的谐振频率越高，反之第二配置电路42中并联的第二电感L2的数量少，第二辐射体202与PCB100的参考地GND之间的感抗越大，天线本体20在上述第四辐射模式RM4下的谐振频率越低。
本申请对上述第二配置电路42中不同第二调节元件420中的各个第二电感L2的电感值不做限定，不同第二调节元件420中的各个第二电感L2的电感值可以相同，也可以不同。在本申请的一些实施例中，可以通过设置上述各个第二电感L2的电感值，以及控制每一组第二调节元件420的第二射频开关Lsw2的开启与关断，使得天线本体20在第四辐射模式RM4下，该天线本体20的辐射频率可以覆盖Band3频段(即1710MHz～1880MHz的频率范围)、Band1频段(即1920MHz～2170MHz的频率范围)、和/或Band7频段(即2500MHz～2690MHz的频率范围)即可。以下对第二馈电电路32激励天线本体20作为第二天线产生的上述第三辐射模式RM3和第四辐射模式RM4进行说明。
在此情况下，如图10a所示，曲线①为天线本体20在上述第二馈电电路32激励下的S参数曲线。此时天线本体20在第四辐射模式RM4下的谐振频率在1.8GHz附近，即位于上述Band3频段。天线本体20在第三辐射模式RM3下的谐振频率在2.7GHz附近，位于上述Band7频段。因此，在上述第二馈电电路32的激励下，天线本体20的辐射模式可以覆盖Band3频段(第四辐射模式RM4)和Band7频段(第三辐射模式RM3)。曲线②为天线本体20在第一馈电电路31激励下的S参数曲线如图10b所示，由天线本体20的辐射效率曲线①可以看出，天线本体20在Band3频段时，其谐振频率在1.8GHz附近，辐射效率大于-4dB。天线本体20在Band7频段时，其谐振频率在2.7GHz附近，辐射效率在-6dB附近，具有较高的辐射效率。并且，由天线本体20的系统效率曲线②可以看出，天线本体20在Band3频段时，其谐振频率在1.8GHz附近，系统效率在-5dB附近。天线本体20在Band7频段时，其谐振频率在2.7GHz附近，系统效率接近-10dB。由于在第二馈电电路32激励下，天线本体20作为第二天线可以主要用于接收下行数据，因此天线系统效率在-10dB附近时，也可以满足要求。
此外，如图11a所示，曲线①为天线本体20在上述第二馈电电路32激励下的S参数曲线。此时天线本体20在第四辐射模式RM4下的谐振频率在2.1GHz附近，即位于上述Band1频段。天线本体20在第三辐射模式RM3下的谐振频率在2.7GHz附近，位于上述Band7频段。因此，在上述第二馈电电路32的激励下，天线本体20的辐射模式可以覆盖Band1频段(第四辐射模式RM4)和Band7频段(第三辐射模式RM3)。曲线②为天线本体20在第一馈电电路31激励下的S参数曲线。
如图11b所示，由天线本体20的辐射效率曲线①可以看出，天线本体20在Band1频段时，其谐振频率在2.1GHz附近，辐射效率大于-6dB。天线本体20在Band7频段时，其谐振频率在2.7GHz附近，辐射效率大于-6dB，具有较高的辐射效率。并且，由天线本体20的系统效率曲线②可以看出，天线本体20在Band1频段时，其谐振频率在2.1GHz附近，系统效率接近-4dB。天线本体20在Band7频段时，其谐振频率在2.7GHz附近，系统效率大于-8dB，具有较高的系统效率。
此外，如图12a所示，曲线①为天线本体20在上述第二馈电电路32激励下的S参数曲线。此时天线本体20在第四辐射模式RM4下的谐振频率在2.4GHz附近，接近上述Band7频段。天线本体20在第三辐射模式RM3下的谐振频率在2.7GHz附近，位于上述Band7频段。因此，天线本体20在第二馈电电路32激励下的辐射模式覆盖Band7频段，从而可以达到增加带宽的目的。曲线②为天线本体20在第一馈电电路31激励下的S参数曲线。此外，在上述第二馈电电路32和第一馈电电路31的分别激励下，形成的第二天线和第一天线之间的隔离度较高，如图12a中的细实线所示，隔离度可以达到13dB左右。
如图12b所示，由天线本体20的辐射效率曲线①可以看出，天线本体20在Band7频段以及Band7频段附近，辐射效率大于-6dB。由天线本体20的系统效率曲线②可以看出，天线本体20在Band7频段以及Band7频段附近，系统效率在-6dB左右，因此具有较高的系统效率。
由上述可知，在第二馈电电路32的激励下，当天线本体20工作在第四辐射模式RM4时，根据需要通过对第二配置电路42中第二电感L2的电感值以及第二电感L2并联的数量进行调节，可以使得天线本体20的谐振频率能够在Band3频段、Band1频段，以及Band7频段之间进行切换，从而可以使得天线本体20能够覆盖较宽的带宽。
值得指出的是如图10a、图11a以及图12a中所示，当改变第二配置电路42中元器件的参数，对第二天线(在第二馈电电路32激励下形成)的谐振频率调节时，第一天线(在第一馈电电路31激励下形成)其谐振频率不会随着第二配置电路42中元器件参数的变化而发生改变。同样的，当改变第一配置电路41中元器件的参数，对第一天线的谐振频率调节时，第二天线其谐振频率不会随着第一配置电路41中元器件参数的变化而发生改变。两天线可实现独立调节。
上述是以第一馈电电路31激励天线本体20时，天线本体20在第一辐射模式RM1下，可以通过调节第一配置电路41中第一电感L1的电感值以及第一电感L1并联的数量，实现谐振频率可调，例如，在Band3频段、Band1频段、Band40频段以及Band7频段之间进行切换。第二馈电电路32激励天线本体20时，天线本体20在第四辐射模式RM4下，可以通过调节第二配置电路42中的第二电感L2的电感值以及第二电感L2并联的数量，实现谐振频率可调。例如，在Band3频段、Band1频段以及Band7频段之间进行切换为例，对天线本体20的结构以及内部元件的设置方式进行的说明。
在本申请的另一些实施例中，可以通过对天线本体20的结构以及内部元件进行设置，使得天线本体20的辐射频率可以固定于N41频段(2500MHz～2700MHz的频率范围)以及N78频段(3300MHz～3800MHz)。在天线本体20包括如图6a所示的第一配置电路41的情况下，该第一配置电路41可以包括如图13a所示的第三电容C3以及第四电容C4。第三电容C3的第一端与信号转换电路311的第一输出端①电连接，第三电容C3的第二端与第一枝节211电连接。第四电容C4的第一端与信号转换电路311的第二输出端②电连接，第四电容C4的第二端与第二枝节221电连接。
由上述可知，在第一馈电电路31(包括图13a中的巴伦芯片)的激励下，天线本体20工作于第一辐射模式RM1时，第一辐射体201(包括图13a中的第一枝节211和第二枝节221)作为主辐射体。在此情况下，上述第一配置电路41中的第三电容C3、第四电容C4的电容值越大，上述第一枝节211的长度S1、第二枝节221的长度S2上越长，该天线本体20在第一辐射模式RM1下的谐振频率越低，反之第一配置电路41中的第三电容C3、第四电容C4的电容值越小，第一枝节211的长度S1、第二枝节221的长度S2越短，该天线本体20在第一辐射模式RM1下的谐振频率越高。
此外，在本申请的另一些实施例中，该第一配置电路41可以包括如图13b所示的第六电容C6、第七电容C7、第五电感L5。其中，第六电容C6的第一端与信号转换电路311的第一输出端①电连接，第六电容C6的第二端与第三电容C3的第一端电连接。第七电容C7的第一端与信号转换电路311的第二输出端②电连接，第七电容C7的第二端与第四电容C4的第一端电连接。第五电感L5第一端与第六电容C6的第二端电连接，第五电感L5的第二端与第七电容C7的第二端电连接。其中，第六电容C6、第七电容C7以及第五电感L5可以用于调节天线本体20的带宽。示例的，当第六电容C6、第七电容C7的电容值越小，第五电感L5的电感值越大时，天线本体20的带宽越宽，反之第六电容C6、第七电容C7的电容值越大，第五电感L5的电感值越小时，天线本体20的带宽越窄。
此外，在本申请的一些实施例中，第二配置电路42可以包括如图13a所示的第五电容C5。第五电容C5的第一端与第二辐射体202的中心电连接，第五电容C5的第二端接地于PCB100的参考地GND。或者，在本申请的另一些实施例中，第二配置电路42可以包括如图13b所示的第三电感L3。第三电感L3的第一端与第二辐射体202的中心电连接，第三电感L3的第二端接地于PCB100的参考地GND。又或者，在本申请的另一些实施例中，如图13c所示，第二配置电路42可以包括上述第五电容C5和上述第三电感L3。以下为了方便说明，是以第二配置电路42包括第五电容C5为例进行的说明。
在第一馈电电路31的激励下，天线本体20工作于第二辐射模式RM2时，第二辐射体202作为主辐射体。在此情况下，第二辐射体202的长度S3越长，天线本体20在第二辐射模式RM2的谐振频率越低，反之第二辐射体202的长度S3越短，天线本体20在第二辐射模式RM2的谐振频率越高。
基于此，当第一馈电电路31激励天线本体20时，为了使得天线本体20在第一辐射模式RM1下的辐射频率可以覆盖N41频段(2500MHz～2700MHz的频率范围)以及N78频段的前半段(3300MHz～3600MHz)，天线本体20在第二辐射模式RM2的辐射频率可以覆盖N78频段的后半段(3600MHz～3800MHz)，天线本体20的结构尺寸的设置方式如下所述。
例如，图13c中，第一枝节211的长度S1以及第二枝节221的长度S2可以为11mm±2mm左右。第一枝节211和第二枝节221之间的第一间隙H1可以为1.5mm±0.5mm左右。第二辐射体202的长度S3为23mm±2mm左右。用于支撑该第二辐射体202的天线支架300(如图2c所示)的材料可以为塑胶。该塑胶介电常数可以为3左右。此外，上述电子设备01的后壳12(如图1所示)位于第二辐射体202远离PCB100一侧的表面上。该后壳12的材料可以为玻璃，其介电常数为7左右。此外，用于将第二馈电电路32与第一辐射体201电连接的走线320的长度S5可以为18mm±2mm左右，线宽S6可以为0.5mm±0.2mm左右。
在此基础上，图13c中，第二配置电路42以及第一配置电路41中各个元件的参数如表2所示。
表2
电容 器件参数 电感 器件参数
C6 0.6pF±0.1pF L5 7nH±1nH
C7 0.6pF±0.1pF
C3 0.4pF±0.1pF
C4 0.4pF±0.1pF
C5 2pF±0.5pF
在此情况下，如图14所示，曲线①为第一馈电电路31激励下天线本体20的S参数曲线，可以看出曲线①中的点a1位置处的谐振频率为2.5GHz左右，点a2位置处的谐振频率在2.7GHz左右，点a3位置处的谐振频率在3.2GHz左右。因此可以说明，该天线本体20在第一辐射模式RM1下的辐射频率可以覆盖N41频段(2500MHz～2700MHz的频率范围)以及N78频段的前半段(3300MHz～3600MHz)。
此外，上述曲线①中的点a4位置处的谐振频率在3.9GHz左右，因此可以说明天线本体20在第二辐射模式RM2的辐射频率可以覆盖N78频段的后半段(3600MHz～3800MHz)。所以，在第一馈电电路31激励下，天线本体20作为第一天线其在第一辐射模式RM1和第二辐射模式RM2下的辐射频率可以覆盖N41频段(2500MHz～2700MHz的频率范围)以及N78频段(3300MHz～3800MHz)。
此外，在第一馈电电路31激励下，如图15a所示，由天线本体20的天线辐射效率曲线①可以看出，天线本体20在N41频段(2500MHz～2700MHz的频率范围)以及N78频段(3300MHz～3800MHz)，辐射效率在-2dB左右，因此具有较高的辐射效率。由天线本体20的天线系统效率曲线②可以看出，天线本体20在N41频段(2500MHz～2700MHz的频率范围)以及N78频段(3300MHz～3800MHz)，系统效率大于-6dB左右，因此具有较高的系统效率。
此外，在图13c所示的第二馈电电路32的激励下，天线本体20工作于第三辐射模式RM3时，第一辐射体201(包括图13c中的第一枝节211和第二枝节221)作为主辐射体。在此情况下，上述第一枝节211的长度S1、第二枝节221的长度S2越长，该天线本体20在第三辐射模式RM3的谐振频率越低，反之第一枝节211的长度S1、第二枝节221的长度S2越短，该天线本体20在第三辐射模式RM3的谐振频率越高。在第二馈电电路32的激励下，天线本体20工作于第四辐射模式RM4时，第五电容C5的电容值(或者第三电感L3的电感值)越大，天线本体20在第四辐射模式RM4的谐振频率越低，反之第五电容C5的电容值(或者第三电感L3的电感值)越小，天线本体20在第四辐射模式RM4的谐振频率越高。
基于此，当天线本体20的结构尺寸不变，第五电容C5的电容值设定为2pF±0.5pF左右的情况下，当第二馈电电路32激励天线本体20时，天线本体20作为第二天线其在第三辐射模式RM3和第四辐射模式RM4的辐射频率可以均覆盖N78频段(3300MHz～3800MHz)。
示例的，如图14所示，曲线②为第二馈电电路32激励下天线本体20的S参数曲线，可以看出曲线②中的点b1位置处的谐振频率为3.3GHz左右，位于上述N78频段(3300MHz～3800MHz)。
综上所述，当天线装置02中的第二配置电路42以及第一配置电路41的结构如图13c的方式设置时，可以通过对天线本体20的结构尺寸，以及上述第二配置电路42以及第一配置电路41中的元件的参数进行设置，可以使得在第一馈电电路31的激励下，天线本体20可以作第一天线在第一辐射模式RM1的辐射频率可以覆盖N41频段以及N78频段的前半段，在第二辐射模式RM2上的辐射频率可以覆盖N78频段的后半段。此外，在第二馈电电路32的激励下，天线本体20可以作为第二天线在第三辐射模式RM3和第四辐射模式RM4的辐射频率可以均覆盖N78。上述第一天线和第二天线之间隔离度较好，其隔离度如图14所示(图中三角位置)可以为15dB。
此外，在第二馈电电路32激励下，如图15b所示，由天线本体20的天线辐射效率曲线①可以看出，天线本体20在N78频段(3300MHz～3800MHz)，辐射效率可以大于-3dB左右，因此具有较高的辐射效率。由天线本体20的天线系统效率曲线②可以看出，天线本体20在N78频段(3300MHz～3800MHz)，系统效率可以大于-6dB左右，因此具有较高的系统效率。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：
电路板，包括第一表面和第一侧边；
天线本体，包括第一辐射体和第二辐射体；
所述第一辐射体包括第一枝节和第二枝节；所述第一枝节包括第一端和第二端，所述第二枝节包括第一端和第二端，所述第一枝节的第一端和所述第二枝节的第一端相对且互不接触，所述第一枝节的第一端和所述第二枝节的第一端之间具有第一间隙，所述第一枝节和所述第二枝节位于所述电路板的所述第一侧边，所述第一枝节与所述第一侧边之间具有第二间隙，所述第二枝节与所述第一侧边之间具有所述第二间隙；
所述第二辐射体位于所述电路板上，所述第二辐射体与所述电路板的所述第一表面之间具有第三间隙，且所述第二辐射体的垂直投影位于所述第一表面上；所述第一枝节的第二端、所述第二枝节的第二端分别与所述电路板的参考地电连接；
所述第一辐射体与所述第二辐射体间接耦合；
第一馈电电路，与所述第一枝节和所述第二枝节电连接；所述第一馈电电路用于分别向所述第一枝节和所述第二枝节传输等幅反相的激励信号，并激励所述天线本体产生第一辐射模式和第二辐射模式；所述第一辐射模式的主辐射体为所述第一辐射体，所述第二辐射模式的主辐射体为第二辐射体；
第二馈电电路，与所述第一枝节和所述第二枝节电连接；所述第二馈电电路用于向所述第一枝节和所述第二枝节传输相同的激励信号，并激励所述天线本体产生第三辐射模式；所述第三辐射模式的主辐射体为所述第一辐射体。
2.根据权利要求1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之间具有距离D，D≤7mm。
3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述电路板包括第一激励端；所述第一馈电电路包括：
信号转换电路，具有输入端、第一输出端以及第二输出端；所述输入端与所述第一激励端电连接，所述第一输出端与所述第一枝节电连接，所述第二输出端与所述第二枝节电连接；所述信号转换电路用于将所述第一激励端提供的信号转换成等幅反相的第一激励信号和第二激励信号，并通过第一输出端将所述第一激励信号传输至所述第一枝节，以及通过所述第二输出端将所述第二激励信号传输至所述第二枝节；
第一配置电路，电连接于所述信号转换电路的第一输出端和第二输出端之间，用于调节所述第一辐射体在所述第一辐射模式下的谐振频率和带宽。
4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述第一配置电路包括：
第一电容，所述第一电容的第一端与所述信号转换电路的第一输出端电连接，所述第一电容的第二端与所述第一枝节电连接；
第二电容，所述第二电容的第一端与所述信号转换电路的第二输出端电连接，所述第二电容的第二端与所述第二枝节电连接。
5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第一配置电路还包括：至少两个第一调节元件；
所述第一调节元件电连接于所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端之间；所述第一调节元件包括串联的第一电感和第一射频开关。
6.根据权利要求1-5任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括第二配置电路；所述第二配置电路与所述第二辐射体的中心以及所述电路板的参考地电连接；所述第二馈电电路还用于激励所述天线本体产生第四辐射模式，所述第四辐射模式的主辐射体为所述第二辐射体；所述第二配置电路用于调节所述第二辐射体在所述第四辐射模式下的谐振频率和带宽；
所述第二配置电路包括至少两个第二调节元件；所述第二调节元件电连接于所述第二辐射体的中心与电路板的参考地之间；每个所述第二调节元件包括串联的第二电感和第二射频开关。
7.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述第一配置电路包括：
第三电容，所述第三电容的第一端与所述信号转换电路的第一输出端电连接，所述第三电容的第二端与所述第一枝节电连接；
第四电容，所述第四电容的第一端与所述信号转换电路的第二输出端电连接，所述第四电容的第二端与所述第二枝节电连接。
8.根据权利要求1或7所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括第二配置电路；所述第二配置电路与所述第二辐射体的中心以及所述电路板的参考地电连接；所述第二馈电电路还用于激励所述天线本体产生第四辐射模式，所述第四辐射模式的主辐射体为所述第二辐射体；所述第二配置电路用于调节所述第二辐射体在所述第四辐射模式下的谐振频率和带宽；
所述第二配置电路包括第五电容，所述第五电容的第一端与所述第二辐射体的中心电连接，所述第五电容的第二端接地于所述电路板的参考地；
和/或，
所述第二配置电路包括第三电感，所述第三电感的第一端与所述第二辐射体的中心电连接，所述第三电感的第二端接地于所述电路板的参考地。
9.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述第一枝节、所述第二枝节均为L型，且所述第一枝节和所述第二枝节关于所述第一间隙的中心对称设置。
10.根据权利要求9所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射体为条型，且所述第一枝节、所述第二枝节关于所述第二辐射体的中心对称设置。
11.根据权利要求10所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射模式下，所述天线本体上的电流与所述第三辐射模式、所述第四辐射模式下，所述天线本体上的电流正交；所述第一辐射模式下，所述天线本体上的无线电波与所述第三辐射模式、所述第四辐射模式下，所述天线本体上的无线电波正交；
所述第二辐射模式下，所述天线本体上的电流与所述第三辐射模式、所述第四辐射模式下，所述天线本体上的电流正交；所述第二辐射模式下，所述天线本体上的无线电波与所述第三辐射模式、所述第四辐射模式下，所述天线本体上的无线电波正交。
12.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，
所述第一辐射模式下，分布于所述第一枝节上的电流和所述第二枝节上的电流流向相同；
所述第二辐射模式下，分布于所述第二辐射体上的电流流向相同；
所述第三辐射模式下，分布于所述第一枝节上的电流和所述第二枝节上的电流相对所述第一间隙流向相向；
所述第四辐射模式下，分布于所述第二辐射体上的电流相对所述第二辐射体的中心流向相向。
13.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，
所述第一辐射模式覆盖的频率范围、所述第二辐射模式覆盖的频率范围、所述第三辐射模式覆盖的频率范围以及所述第四辐射模式覆盖频率范围的至少一部分不同。
14.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括天线支架，所述天线支架设置于所述电路板的所述第一表面上，所述天线支架的高度与所述第三间隙相同；所述第二辐射体设置于所述天线支架远离所述第一表面的一侧表面上；
所述天线支架的高度方向与所述第一表面垂直；所述天线支架的材料包括绝缘材料。
15.一种电子设备，其特征在于，包括金属边框，以及如权利要求1-14任一项所述的天线装置；所述天线装置的第一辐射体为所述金属边框的一部分。
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