CN114069218B - 双端口微带天线、天线解耦方法及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例适用于天线技术领域,提供一种双端口微带天线、天线解耦方法和电子设备,其中,双端口微带天线工作在第一频段和第二频段,第一频段与第二频段之间的间隔小于预设阈值,该双端口微带天线包括:天线辐射枝节、第一馈电枝节、第二馈电枝节、印制电路板PCB和金属探针,PCB上包括第一馈电点、第二馈电点和通孔,金属探针通过设置在第一位置的通孔与PCB连接,第一位置所在区域的直径大于通孔的直径;第一位置在第一馈电点和第二馈电点之间,金属探针用于对第一频点的信号进行解耦,该双端口微带天线能够降低同一电子设备采用不同无线标准工作时,由于不同工作频段之间间隔较小引起的信号干扰。
Description
技术领域
本申请实施例涉及天线技术领域,尤其涉及一种双端口微带天线、天线解耦方法及电子设备。
背景技术
随着无线通信技术的蓬勃发展,无线频段作为一种稀缺的资源越来越紧张,不同的无线标准所占用的无线频段之间的间隔越来越小。
在一些场景下,当同一电子设备采用不同无线标准的工作时,由于不同无线标准所占用的工作频段之间的间隔较小,导致该电子设备上不同无线标准对应的端口之间存在相互干扰。例如,路由器在采用Wi-Fi 6E标准工作时,所占用的频段为5.925GHz-7.125GHz,采用Wi-Fi6标准工作时,所占用的频段为5.15GHz-5.835GHz。由于5.835GHz与5.925GHz之间仅相差0.09GHz,因此,路由器上Wi-Fi 6E对应的端口与Wi-Fi 6对应的端口之间存在信号的相互干扰。
因此,如何降低同一电子设备采用不同无线标准工作时,由于不同工作频段之间间隔较小引起的信号干扰成为了一个亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种双端口微带天线、天线解耦方法及电子设备,降低了同一电子设备采用不同无线标准工作时,由于不同工作频段之间间隔较小引起的信号干扰。
第一方面,提供了一种双端口微带天线,双端口微带天线工作在第一频段和第二频段,第一频段与第二频段之间的间隔小于预设阈值,双端口微带天线包括:
天线辐射枝节、第一馈电枝节、第二馈电枝节、印制电路板PCB和金属探针,PCB上包括第一馈电点、第二馈电点和通孔,天线辐射枝节通过第一馈电枝节与第一馈电点连接,天线辐射枝节通过第一馈电枝节传输第一信号,第一信号为第一频段的信号;天线辐射枝节通过第二馈电枝节与第二馈电点连接,天线辐射枝节通过第二馈电枝节传输第二信号,第二信号为第二频段的信号;金属探针通过通孔与PCB连接,通孔设置在PCB的第一位置;第一位置所在区域的直径大于通孔的直径;PCB的表面为金属材料,PCB在第一位置为介质材料;第一位置在第一馈电点和第二馈电点之间,金属探针用于对第一频点的信号进行解耦,第一频点是指第一频段和第二频段之间的频点。
本申请实施例提供的双端口微带天线,工作在第一频段和第二频段,第一频段与第二频段之间的间隔小于预设阈值,该双端口微带天线包括:天线辐射枝节、第一馈电枝节、第二馈电枝节、印制电路板PCB和金属探针,PCB上包括第一馈电点、第二馈电点和通孔,天线辐射枝节通过第一馈电枝节与第一馈电点连接,天线辐射枝节通过第一馈电枝节传输第一信号,第一信号为第一频段的信号;天线辐射枝节通过第二馈电枝节与第二馈电点连接,天线辐射枝节通过第二馈电枝节传输第二信号,第二信号为第二频段的信号;金属探针通过通孔与PCB连接,通孔设置在PCB的第一位置;第一位置所在区域的直径大于通孔的直径;PCB的表面为金属材料,PCB在第一位置为介质材料;第一位置在第一馈电点和第二馈电点之间,金属探针用于对第一频点的信号进行解耦,第一频点是指第一频段和第二频段之间的频点,能够提高第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度,进而能够降低同一电子设备采用不同无线标准工作时,由于不同工作频段之间间隔较小引起的信号干扰。
在一个实施例中,第一位置在双端口微带天线在第一频点的共模状态的电场强度分布图中的虚拟磁壁所在的位置。
本申请的实施例中,根据双端口微带天线在第一频点下共模状态的电场强度分布图中的虚拟磁壁的位置确定的第一位置,能够使金属探针准确地设置在双端口微带天线在共模状态下电场强度较大的位置上,同时也是差模状态下电场强度较小的位置,以使金属探针对第一频点的信号进行解耦的效果更好,进而提高了第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度,降低了电子设备由于不同工作频段之间间隔较小引起的信号干扰。
在一个实施例中,第一位置在第一馈电点和第二馈电点连线的中点处。
本申请的实施例中,金属探针所在的第一位置在第一馈电点和第二馈电点连线的中点处,也即是说,通过第一馈电点和第二馈电点的位置即可确定出第一位置,提高了确定第一位置的便捷性。
在一个实施例中,金属探针的一端与印制电路板PCB连接,金属探针的另一端与天线辐射枝节连接。
本申请的实施例中,金属探针的一端与PCB连接,另一端与天线辐射枝节连接,也即是说,金属探针分别固定在PCB和天线辐射枝节上,使得金属探针的稳定性更高,不容易脱落。另外,金属探针与天线辐射枝节连接,可以提高金属探针的解耦效果。
在一个实施例中,双端口微带天线还包括第一滤波器和第二滤波器,第一滤波器与第一馈电点连接,第一滤波器用于对第二信号进行滤波;第二滤波器与第二馈电点连接,第二滤波器用于对第一信号进行滤波。
本申请的实施例中,通过第一滤波器对第一馈电点中串扰的第二信号进行滤波,使得通过第一馈电枝节传输的信号是滤除掉第二信号的信号,避免了第二信号对双端口微带天线通过第一馈电枝节工作在第一频段的影响。类似的,通过第二滤波器对第二馈电点中串扰的第一信号进行滤波,使得通过第二馈电枝节中传输的信号是滤波掉第一信号的信号,避免了第一信号对双端口微带天线通过第二馈电枝节工作在第二频段的影响。
在一个实施例中,双端口微带天线还包括第一匹配电路和第二匹配电路,第一馈电点通过第一匹配电路与第一滤波器连接,第一匹配电路用于将天线辐射枝节的工作频段调整到第一频段;第二馈电点通过第二匹配电路与第二滤波器连接,第二匹配电路用于将天线辐射枝节的工作频率调整到第二频段。
本申请的实施例中,双端口微带天线还包括第一匹配电路和第二匹配电路,双端口微带天线可以通过第一匹配电路调整第一馈电点在第一频段的阻抗,以使第一馈电点在第一频段与天线辐射枝节之间更加匹配,使得在天线辐射枝节的尺寸与第二频段更加匹配的情况下,双端口微带天线能够同时工作在第一频段和第二频段。双端口微带天线可以通过第二匹配电路调整第二馈电点在第二频段的阻抗,以使第二馈电点与天线辐射枝节在第二频段更加匹配,使得在天线辐射枝节的尺寸与第一频段更加匹配的情况下,天线能够同时工作在第一频段和第二频段。
在一个实施例中,第一匹配电路包括第一微带线,第二匹配电路包括第二微带线,第一微带线和/或第二微带线用于调整第一信号在第一滤波器的相位,及,第一微带线和/或第二微带线用于调整第二信号在第二滤波器的相位。
本申请的实施例中,第一匹配电路包括第一微带线,第二匹配电路包括第二微带线,通过第一微带线和/或第二微带线调整第一信号在第一滤波器的相位,以使第一信号经过第二滤波器反射到第一滤波器的信号不会影响第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度,并通过第一微带线和/或第二微带线调整第二信号在第二滤波器的相位,以使第二信号经过第一滤波器反射到第二滤波器的信号不会影响的第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度,进一步地改善了第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度。
在一个实施例中,在第一频段低于第二频段的情况下,第一频点的数值为目标值,目标值为第一频段的最高频点和第二频段的最低频点的平均值。
本申请的实施例中,在第一频段低于第二频段的情况下,第一频点的数值为第一频段中的最高频点和第二频点中的最低频点的平均值,使得在对第一频点的信号进行解耦的过程中,可以快速的确定出第一频点,提高了解耦的效率。
在一个实施例中,第一频点是根据第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度确定的频点。
本申请的实施例中,第一频点是根据第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度确定的频点,使得在通过金属探针对第一频点的信号进行解耦时,能够准确地选取隔离度最差的频点进行解耦,使得金属探针解耦过程中的准确度更高,提高了解耦效果。
第二方面,提供了一种天线解耦方法,该方法应用于双端口微带天线,双端口微带天线工作在第一频段和第二频段,第一频段与第二频段之间的间隔小于预设阈值,双端口微带天线包括:天线辐射枝节、第一馈电枝节、第二馈电枝节、印制电路板PCB和金属探针,PCB上包括第一馈电点、第二馈电点和通孔,天线辐射枝节通过第一馈电枝节与第一馈电点连接,天线辐射枝节通过第一馈电枝节传输第一信号,第一信号为第一频段的信号;天线辐射枝节通过第二馈电枝节与第二馈电点连接,天线辐射枝节通过第二馈电枝节传输第二信号,第二信号为第二频段的信号;金属探针通过通孔与PCB连接,通孔设置在PCB的第一位置;第一位置所在区域的直径大于通孔的直径;PCB的表面为金属材料,PCB在第一位置为介质材料;第一位置在第一馈电点和第二馈电点之间,该方法包括:
确定第一频点,第一频点是指第一频段和第二频段时之间的频点;
采用金属探针对第一频点的信号进行解耦。
在一个实施例中,双端口微带天线还包括第一滤波器和第二滤波器,第一滤波器与第一馈电点连接,第二滤波器与第二馈电点连接,该方法还包括:通过第一滤波器对第二信号进行滤波,通过第二滤波器对第一信号进行滤波。
在一个实施例中,双端口微带天线还包括第一微带线和第二微带线,第一馈电点通过第一微带线与第一滤波器连接,第二馈电点通过第二微带线与第二滤波器连接,该方法还包括:通过第一微带线和/或第二微带线调整第一信号在第一滤波器的相位,及,通过第一微带线和/或第二微带线调整第二信号在第二滤波器的相位。
在一个实施例中,在第一频段低于第二频段的情况下,上述确定第一频点,包括:确定第一频段中的最高频点和第二频段中的最低频点的平均值;将平均值作为第一频点的数值。
在一个实施例中,上述确定第一频点,包括:根据第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度确定的第一频点。
第三方面,提供了一种电子设备,电子设备包括如第一方面所述的双端口微带天线。
附图说明
图1为一个双端口微带天线的应用场景的示意图;
图2为两个频段的分布示意图;
图3为传统的双端口微带天线的结构示意图;
图4为传统的双端口微带天线中滤波器的S参数示意图;
图5为本申请一个实施例中双端口微带天线的结构示意图;
图6为一个实施例中PCB的背视图;
图7为一个实施例中金属探针的结构示意图;
图8为一个实施例中双端口微带天线的电场强度分布图;
图9为一个实施例中调整介质的直径在史密斯圆图上阻抗变化的示意图;
图10为一个采用金属探针的双端口微带天线的结构示意图;
图11为未采用金属探针的双端口微带天线和采用金属探针的双端口微带天线的S参数示意图;
图12为本申请另一个实施例中双端口微带天线的结构示意图;
图13为本申请一个实施例中第一信号的流向示意图;
图14为本申请一个实施例中双端口微带天线建模的示意图;
图15为本申请一个实施例中双端口微带天线的S参数示意图;
图16为本申请一个实施例中提供的天线解耦方法的流程示意图;
图17为本申请另一个实施例中提供的天线解耦方法的流程示意图;
图18为本申请一个实施例中电子设备的示意图。
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。其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例提供的天线,可以应用于电子设备。可选地,电子设备可以为笔记本电脑、平板电脑、掌上电脑、车载终端、销售终端、无线路由器、可穿戴设备及手机等。
目前,一个电子设备通常可以支持多种无线标准,采用不同的无线标准,电子设备可以与不同的其他电子设备之间进行通讯。例如,如图1所示,无线路由器10可以同时支持Wi-Fi6标准和Wi-Fi 6E标准,无线路由器10可以采用Wi-Fi 6标准与支持Wi-Fi 6标准的空调20和打印机30通讯,采用Wi-Fi 6E标准与支持Wi-Fi 6E标准的手机40、平板电脑50和笔记本电脑60通讯。其中,如图2所示,Wi-Fi 6标准所使用的工作频段为5.15GHz-5.835GHz,Wi-Fi 6E标准所使用的工作频段为5.925GHz-7.125GHz。无线路由器10中的双端口微带天线可以如图3所示,包括天线辐射枝节、第一馈电枝节和第二馈电枝节。其中,天线辐射枝节通过第一馈电枝节与PCB上的第一馈电点连接,天线辐射枝节通过第二馈电枝节与PCB上的第二馈电点连接。天线辐射枝节通过第一馈电枝节传输5.15GHz-5.835GHz的信号,天线辐射枝节通过第二馈电枝节用于传输5.925GHz-7.125GHz的信号。由于5.835GHz与5.925G之间仅相差0.09GHz,采用滤波器对无线路由器10中双端口微带天线传输的信号进行滤波时,在5.835GHz与5.925G之间的滤波效果并不理想。示例性的,如图4所示,第一馈电点与第二馈电点之间在5.84GHz-6.06GHz频段上的隔离度较差,大于-10dB,特别是在5.92GHz,第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度仅为-4.9dB。
下面结合图5至图15对本申请实施例提供的双端口微带天线进行详细描述。
如图5所示,本申请实施例提供了一种双端口微带天线1000,双端口微带天线1000工作在第一频段和第二频段,第一频段与第二频段之间的间隔小于预设阈值,双端口微带天线1000包括:天线辐射枝节1100、第一馈电枝节1200、第二馈电枝节1300、金属探针1400和印制电路板PCB 1010,PCB 1010上包括第一馈电点1011、第二馈电点1012和通孔1013,天线辐射枝节1100通过第一馈电枝节1200与第一馈电点1011连接,天线辐射枝节1100通过第一馈电枝节1200传输第一信号,第一信号为第一频段的信号;天线辐射枝节1100通过第二馈电枝节1300与第二馈电点1012连接,天线辐射枝节1100通过第二馈电枝节1300传输第二信号,第二信号为第二频段的信号;金属探针1400通过通孔1013与PCB 1010连接,通孔1013设置在PCB 1010的第一位置1014;第一位置1014所在区域的直径大于通孔1013的直径;PCB1010的表面为金属材料,PCB 1010在第一位置1014为介质材料;第一位置1014在第一馈电点1011和第二馈电点1012之间,金属探针1400用于对第一频点的信号进行解耦,第一频点是指第一频段和第二频段之间的频点。
应理解,第一频段可以是第一无线标准所占用的频段,第二频段可以是第二无线标准所占用的频段。示例性的,第一频段可以是Wi-Fi 6标准所占用的工作频段5.15GHz-5.835GHz,第二频段可以是Wi-Fi 6E标准所占用的工作频段5.925GHz-7.125GHz。第一频段的长度可以大于第二频段的长度,也可以小于第二频段的长度,还可以与第二频段的长度相同,本申请实施例对此不作限制。第一频段与第二频段之间存在间隔,也即是说,在第一频段低于第二频段的情况下,第一频段上的最高频点小于第二频段上的最低频点。第一频段与第二频段之间的间隔小于预设阈值,也即是说,第一频段上的最高频点与第二频段上的最低频点之间的差值小于预设阈值。
第一频点可以是第一频段和第二频段之间的频点。应理解,第一频点可以是一个频点,也可以是多个频点,本申请实施例对此不作限制。
可选地,在第一频段低于第二频段的情况下,第一频点的数值为目标值,目标值为第一频段的最高频点和第二频点的最低频点的平均值。
示例性的,继续以第一频段是Wi-Fi 6标准所占用的工作频段5.15GHz-5.835GHz,第二频段是Wi-Fi 6E标准所占用的工作频段5.925GHz-7.125GHz为例,第一频点的数值可以是(5.835+5.925)÷2=5.88,也即是5.88GHz。
需要说明的是,当双端口微带天线1000工作在第一频段和第二频段,且第一频段与第二频段之间的间隔较小时,第一频段的信号(第一信号)会部分耦合到第二馈电点1012,导致双端口微带天线1000在第一频段的工作性能下降。同样的,一部分第二频段的信号(第二信号)也会被第一馈电点1011接收,导致双端口微带天线1000在第二频段的工作性能下降。对双端口微带天线1000进行解耦,相当于降低第一信号对第二馈电点1012的影响,进而降低了第一信号对双端口微带天线1000工作在第二频段时的工作性能的影响;同时降低了第二信号对第一馈电点1011的影响,进而降低了第二信号对双端口微带天线1000工作在第一频段时的工作性能的影响。
本申请的实施例中,在第一频段低于第二频段的情况下,第一频点的数值为第一频段的最高频点和第二频点的最低频点的平均值,使得在对第一频点的信号进行解耦的过程中,可以快速的确定出第一频点,提高了解耦的效率。
可选地,第一频点是根据第一馈电枝节与第二馈电枝节之间的隔离度确定的频点。
在一个示例中,在采用金属探针1400对第一频点的信号进行解耦之前,可以先对初始的双端口微带天线进行仿真,得到第一馈电点1011和第二馈电点1012之间的隔离度结果,例如,如图4所示,第一馈电点1011和第二馈电点1012之间的隔离度最差的频点5.92GHz。此时可以将隔离度最差的频点5.92GHz作为第一频点,并采用金属探针1400对5.92GHz的信号进行解耦。
应理解,金属探针1400可以是圆柱形的金属体,也可以是长方体形状的金属体,还可以是不规则形状的金属体,本申请实施例对比不做限制。
本申请的实施例中,第一频点是根据第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度确定的频点,使得在通过金属探针对第一频点的信号进行解耦时,能够准确地选取隔离度最差的频点进行解耦,使得金属探针解耦过程中的准确度更高,提高了解耦效果。
双端口微带天线1000可以包括天线辐射枝节1100、第一馈电枝节1200、第二馈电枝节1300、金属探针1400和PCB 1010。其中,天线辐射枝节1100通过第一馈电枝节1200传输第一信号,第一信号为第一频段的信号,相当于双端口微带天线1000通过第一馈电枝节1200接收和/或发送第一频段的信号,以使双端口微带天线1000的工作频段为第一频段。相当于双端口微带天线1000支持第一频段对应的无线标准。
图6为本申请实施例中一个PCB的背视图,如图6所示,在PCB的背面,还可以设置有第一匹配电路和第二匹配电路。可选地,双端口微带天线1000还可以包括第一匹配电路1500和第二匹配电路1600,第一匹配电路1500用于将天线辐射枝节1100的工作频段调整到第一频段,第二匹配电路1600用于将天线辐射枝节1100的工作频段调整到第二频段。
应理解,双端口微带天线1000中的天线辐射枝节1100通常是固定的尺寸。通常,双端口微带天线1000的工作频段与天线辐射枝节1100的尺寸相关,换言之,同一天线辐射枝节1100只能使得双端口微带天线1000工作在一个频段内。在一种可能的情况下,当双端口微带天线1000同时工作的第一频段和第二频段之和较宽时,天线辐射枝节1100的尺寸仅能与其中一个频段更加匹配。例如,天线辐射枝节1100的尺寸与第二频段更加匹配,此时双端口微带天线1000在第一频段不能正常工作。也即是说,仅依靠天线辐射枝节1100不能使得双端口微带天线1000同时在第一频段和第二频段良好的工作。因此,可以通过第一匹配电路1500调整第一馈电点1011在第一频段的阻抗,以使第一馈电点1011在第一频段与天线辐射枝节1100之间的匹配程度更高,进而使得双端口微带天线1000能够在第一频段良好的工作。
需要说明的是,天线辐射枝节1100、第一馈电枝节1200、第二馈电枝节1300和金属探针1400可以设置在PCB 1010的一侧,第一匹配电路1500可以设置在PCB 1010的另一侧,也即是PCB的背部。示例性的,第一匹配电路1500可以是如图6所示的集总电感L1和微带线组成的。
本申请的实施例中,双端口微带天线还包括第一匹配电路,双端口微带天线可以通过第一匹配电路调整第一馈电点在第一频段的阻抗,以使第一馈电点在第一频段与天线辐射枝节之间更加匹配,使得在天线辐射枝节的尺寸与第二频段更加匹配的情况下,双端口微带天线能够同时工作在第一频段和第二频段。
天线辐射枝节1100通过第二馈电枝节1300传输第二信号,第二信号为第二频段的信号,相当于双端口微带天线1000通过第二馈电枝节1200接收和/或发送第二频段的信号,以使双端口微带天线1000的工作频段为第二频段。相当于双端口微带天线1000通过第二馈电枝节1300支持第二频段对应的无线标准。
与第一匹配电路1500的功能类似,双端口微带天线1000同时工作的第一频段和第二频段之和较宽时,仅仅依靠天线辐射枝节1100不能使得双端口微带天线1000在第一频段和第二频段均能良好的工作。因此,可以通过第二匹配电路1500调整第二馈电点1012在第二频段的阻抗,以使第二馈电点1012与天线辐射枝节1100之间的匹配程度更高,进而使得双端口微带天线1000能够在第二频段良好的工作。
需要说明的是,第二匹配电路1600也可以设置在PCB 1010的背部。示例性的,第二匹配电路可以是如图6所示的集总电感L2和微带线组成。
本申请的实施例中,双端口微带天线可以通过第二匹配电路调整第二馈电点在第二频段的阻抗,以使第二馈电点与天线辐射枝节在第二频段更加匹配,使得在天线辐射枝节的尺寸与第一频段更加匹配的情况下,天线能够同时工作在第一频段和第二频段。
金属探针1400设置在第一馈电点1011和第二馈电点1012之间的第一位置。应理解,第一位置可以在第一馈电点1011和第二馈电点1012之间,且在第一馈电点1011和第二馈电点1012的连线上,也可以是在第一馈电点1011和第二馈电点1012之间,但不在第一馈电点1011和第二馈电点1012的连线上,本申请实施例对此不作限制。
在一种可能的情况,金属探针1400可以是一种现有的器件,其形状为圆柱体。这种金属探针1400被广泛应用在各种产品上。
应理解,PCB是通过多层不同材料层叠形成的。以4层材料层叠形成的PCB为例进行说明,按照从上往下的顺序,形成PCB的第一层材料,也即是PCB的表面通常为金属材料。例如,该金属材料为铜。第二层材料和第三层材料通常为导电率低的介质材料,例如环氧玻璃纤维板FR4。第四层材料,也即是PCB最底的一层也可以为金属材料。金属探针1400通过通孔1013与PCB 1010连接的过程中,由于通孔1013在PCB 1010上的第一位置1014,为了避免金属探针1400与PCB 1010之间的短路情况,通常会将第一位置1014上第一层和最底层的金属材料去除,保留第二层和第三层的介质材料。也即是说,金属探针1400插入通孔1013中,并通过第一位置1014中剩余的介质材料固定在PCB 1010上。示例性的,如图7中的(a)所示,金属探针1400插入通孔(由于通孔1013被金属探针1400插入,因此图中未示出)中,并通过第一位置1014的介质材料固定在PCB 1010上。其中,如图7中的(b)所示,金属探针的直径为d1,第一位置中的介质材料的直径为d2。
可选地,金属探针1400的一端与PCB 1010连接,金属探针1400的另一端与天线辐射枝节1100连接。
本申请的实施例中,金属探针的一端与PCB连接,另一端与天线辐射枝节连接,也即是说,金属探针分别固定在PCB和天线辐射枝节上,使得金属探针的稳定性更高,不容易脱落。另外,金属探针与天线辐射枝节连接,可以提高金属探针的解耦效果。
下面对金属探针1400对第一频点的信号进行解耦的原理进行说明。
由于双端口微带天线1000工作的第一频段和第二频段之间的间隔较小,所以第一馈电点1011和第二馈电点1012之间的电磁波信号串扰比较严重。示例性的,以第一频段为Wi-Fi 6标准所占用的工作频段5.15GHz-5.835GHz,第二频段为Wi-Fi 6E标准所占用的工作频段5.925GHz-7.125GHz来说明。如图8中的(a)所示,双端口微带天线1000在6GHz时处于差模状态的电场强度分布图。在第一馈电点1011和第二馈电点1012之间,存在一个电场强度较小的区域,该区域可以等效为虚拟电壁。如图8中的(b)所示,双端口微带天线1000在6GHz时处于共模状态的电场强度分布图。在第一馈电点1011和第二馈电点1012之间,存在一个电场强度较大的区域,该区域可以等效为虚拟电壁。金属探针1400放置在虚拟电壁,同时也是虚拟磁壁的位置上。在一种可能的情况下,共模状态下的虚拟磁壁的位置在第一馈电点1011和第二馈电点1012的正中间,也即是第一馈电点1011和第二馈电点1012连线的中点处。
本申请的实施例中,金属探针所在的第一位置在第一馈电点和第二馈电点连线的中点处,也即是说,通过第一馈电点和第二馈电点的位置即可确定出第一位置,提高了确定第一位置的便捷性。
应理解,当金属材料设置在电场小的区域,对天线整体的电场分布影响较小。因此,当金属探针1400放置在差模状态下的虚拟电壁,也即是共模状态下的虚拟磁壁的位置时,对差模状态的电场强度分布影响较小,对共模状态的电场强度分布影响较大。这样相当于改变了共模状态下电场强度分布,即改变了共模状态下的阻抗,相当于通过金属探针1400进行解耦。需要说明的是,当天线在差模状态下的阻抗和共模状态下的阻抗相同时,金属探针1400的解耦效果最好。受到天线尺寸、馈电位置、周围环境等的影响,天线在差模状态下的阻抗和共模状态下的阻抗会存在一些偏差。通过调整如图7中所示的第一位置1014的直径d2,可以将差模状态的阻抗和共模状态的阻抗调整到尽量相等。示例性的,如图9所示,调整d2对共模状态的阻抗影响较大,不影响差模状态的阻抗。因此可以通过调整d2,独立调节共模状态下的阻抗,使得天线在差模状态下的阻抗和共模状态下的阻抗尽量接近。
通过将金属探针1400设置在上述虚拟磁壁的位置,以使金属探针1400影响双端口微带天线1000的共模状态下的阻抗,使共模状态下的阻抗尽量与差模状态下的阻抗相等,以提高第一馈电枝节和第二馈电枝节之间的隔离度。
本申请的实施例中,根据双端口微带天线在第一频点下共模状态的电场强度分布图中的虚拟磁壁的位置确定的第一位置,能够使金属探针准确地设置在双端口微带天线在共模状态下电场强度较大的位置上,同时也是差模状态下电场强度较小的位置,以使金属探针对第一频点的信号进行解耦的效果更好,进而提高了第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度,降低了电子设备由于不同工作频段之间间隔较小引起的信号干扰。
下面对金属探针1400对第一频点的信号进行解耦的效果进行说明。
继续如图3所示,图3为一个不包括金属探针的双端口微带天线的结构示意图,其中,图3中的(a)为该双端口微带天线的主视图,图3中的(b)为该双端口微带天线的俯视图,图3中的(c)为该双端口微带天线的侧视图。如图3所示,该双端口微带天线包括第一馈电枝节、第二馈电枝节、天线辐射枝节和PCB,不包括金属探针,也即是说,该双端口微带天线为未经过金属探针进行解耦的双端口微带天线。该双端口微带天线工作第一频段和第二频段,其中,第一频段为Wi-Fi 6标准所占用的工作频段5.15GHz-5.835GHz,第二频段为Wi-Fi6E标准所占用的工作频段5.925GHz-7.125GHz。在该天线的尺寸如表1所示。
表1
参数 | 数值(mm) |
l0 | 50 |
l1 | 20 |
l2 | 6 |
w0 | 40 |
w1 | 16 |
d1 | 1 |
h | 4 |
h1 | 0.6 |
图10为一个包括金属探针的双端口微带天线的结构示意图,其中,图10中的(a)为该双端口微带天线的主视图,图10中的(b)为该双端口微带天线的俯视图,图10中的(c)为该双端口微带天线的侧视图。如图10所示,该天线包括金属探针、第一馈电枝节、第二馈电枝节、天线辐射枝节和PCB,也即是说,该双端口微带天线为经过金属探针进行解耦的双端口微带天线。该双端口微带天线工作第一频段和第二频段,其中,第一频段为Wi-Fi 6标准所占用的工作频段5.15GHz-5.835GHz,第二频段为Wi-Fi 6E标准所占用的工作频段5.925GHz-7.125GHz。在该双端口微带天线的尺寸如表2所示。其中,图10所示的双端口微带天线与图3所示的双端口微带天线相比,多了金属探针,其他的器件的位置与尺寸均与图3所示的双端口微带天线相同。图10所示的金属探针与第一馈电点和第二馈电点之间的距离均为3mm。
表2
参数 | 数值(mm) |
l0 | 50 |
l1 | 20 |
l2 | 6 |
l3 | 3 |
l4 | 3 |
w0 | 40 |
w1 | 16 |
d1 | 1 |
h | 4 |
h1 | 0.6 |
图3所示的双端口微带天线的第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度如图11中(a)所示。可以看出在5GHz-6GHz之间,双端口微带天线的第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度较差,在-13dB左右。
图10所示的双端口微带天线第一馈电枝节和第二馈电枝节之间的隔离度如图11中(b)所示。可以看出,与图3所示的双端口微带天线相比,采用了金属探针的双端口微带天线第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度有了明显的改善。
本申请实施例提供的双端口微带天线,工作在第一频段和第二频段,第一频段与第二频段之间的间隔小于预设阈值,该双端口微带天线包括:天线辐射枝节、第一馈电枝节、第二馈电枝节、印制电路板PCB和金属探针,PCB上包括第一馈电点、第二馈电点和通孔,天线辐射枝节通过第一馈电枝节与第一馈电点连接,天线辐射枝节通过第一馈电枝节传输第一信号,第一信号为第一频段的信号;天线辐射枝节通过第二馈电枝节与第二馈电点连接,天线辐射枝节通过第二馈电枝节传输第二信号,第二信号为第二频段的信号;金属探针通过通孔与PCB连接,通孔设置在PCB的第一位置;第一位置所在区域的直径大于通孔的直径;PCB的表面为金属材料,PCB在第一位置为介质材料;第一位置在第一馈电点和第二馈电点之间,金属探针用于对第一频点的信号进行解耦,第一频点是指第一频段和第二频段之间的频点,能够提高第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度,进而能够降低同一电子设备采用不同无线标准工作时,由于不同工作频段之间间隔较小引起的信号干扰。
图12为本申请另一个实施例提供的双端口微带天线的结构示意图,其中,图12中的(a)为双端口微带天线的主视图,图12中的(b)为双端口微带天线的背视图。如图12所示,提供了一种双端口微带天线1000,双端口微带天线1000工作在第一频段和第二频段,第一频段与第二频段之间的间隔小于预设阈值,双端口微带天线1000包括:天线辐射枝节1100、第一馈电枝节1200、第二馈电枝节1300、金属探针1400、第一匹配电路1500、第二匹配电路1600、第一滤波器1700和第二滤波器1800和印制电路板PCB 1010,PCB 1010上包括第一馈电点1011、第二馈电点1012和通孔1013,天线辐射枝节1100通过第一馈电枝节1200与第一馈电点1011连接,天线辐射枝节1100通过第一馈电枝节1200传输第一信号,第一信号为第一频段的信号;天线辐射枝节1100通过第二馈电枝节1300与第二馈电点1012连接,天线辐射枝节1100通过第二馈电枝节1300传输第二信号,第二信号为第二频段的信号;金属探针1400通过通孔1013与PCB 1010连接,通孔1013设置在PCB 1010的第一位置1014;第一位置1014所在区域的直径大于通孔1013的直径;PCB 1010的表面为金属材料,PCB 1010在第一位置1014为介质材料;第一位置1014在第一馈电点1011和第二馈电点1012之间,金属探针1400用于对第一频点的信号进行解耦,第一频点是指第一频段和第二频段之间的频点,第一滤波器1700与第一馈电点1011连接,用于对第二信号进行滤波;第二滤波器1800与第二馈电点1012连接,用于对第一信号进行滤波,第一馈电点1011通过第一匹配电路1500与第一滤波器1700连接,第一匹配电路1500用于将天线辐射枝节1100的工作频段调整到第一频段,第二馈电点1012通过第二匹配电路1600与第二滤波器1800连接,第二匹配电路1600用于将天线辐射枝节1100的工作频率调整到第二频段。
应理解,第一滤波器1700可以是单独封装的电子器件,也可以是通过匹配电路实现滤波功能的电路,本申请实施例对此不做限制。第二滤波器1800可以是单独封装的电子器件,也可以是通过匹配电路实现滤波功能的电路,本申请实施例对此不做限制。
当双端口微带天线1000同时工作在第一频段和第二频段时,第二信号串扰到第一馈电点1011,通过第一滤波器1700对串扰到第一馈电点1011的第二信号进行滤波,以使双端口微带天线1000通过第一馈电枝节1200传输的信号是滤除掉第二频段的信号。类似的,第一信号串扰到第二馈电点1012,通过第二滤波器1800对串扰到第二馈电点1012的第一信号进行滤波,以使双端口微带天线1000通过第二馈电枝节1300传输的信号是滤除掉第一频段的信号。
本申请的实施例中,通过第一滤波器对第一馈电点中串扰的第二信号进行滤波,使得通过第一馈电枝节传输的信号是滤除掉第二信号的信号,避免了第二信号对双端口微带天线通过第一馈电枝节工作在第一频段的影响。类似的,通过第二滤波器对第二馈电点中串扰的第一信号进行滤波,使得通过第二馈电枝节中传输的信号是滤波掉第一信号的信号,避免了第一信号对双端口微带天线通过第二馈电枝节工作在第二频段的影响。
可选地,第一匹配电路1500包括第一微带线1501,第二匹配电路1600包括第二微带线1601,第一微带线1501和/或第二微带线1601用于调整第一信号在第一滤波器1700的相位,及,第一微带线1501和/或第二微带线1601用于调整第二信号在第二滤波器1800的相位。
应理解,可以通过以下实施例来调整第一信号在第一滤波器1700的相位。
实施例一
通过改变第一微带线1501的电长度调整第一信号在第一滤波器1700的相位。
实施例二
通过改变第二微带线1601的电长度调整第一信号在第一滤波器1700的相位。
实施例三
通过改变第一微带线1501和第二微带线1601的电长度调整第一信号在第一滤波器1700的相位。
通过第一微带线1501和/或第二微带线1601调整第二信号在第二滤波器1800的相位的过程与上述调整第一信号在第一滤波器1700的相位类似,此处不再赘述。
下面来详细描述如何通过第一微带线1501和/或第二微带线1601调整第一信号在第一滤波器1700的相位的具体过程。
应理解,电磁波信号沿微带线传输时,随着微带线长度的变化,电磁波信号的相位发生变化。示例性的,6GHz的电磁波信号的波长为50毫米,电磁波信号延微带线传输12.5毫米,相位滞后90°,延微带线传输25毫米,相位滞后180°。
如图13所示,当第一信号通过第一滤波器1700、第一匹配电路1500、天线辐射枝节1100、第二匹配电路1600到达第二滤波器1800时,被第二滤波器1800反射,沿第二匹配电路1600、天线辐射枝节1100、第一匹配电路1500到达第一滤波器1700时,当前发送的第一信号会与反射回来的第一信号叠加。若当前发送的第一信号与反射回来的第一信号之间的相位相差180°,相当于当前发送的第一信号与反射回来的第一信号相位相反的信号,则反射回来的第一信号可以抵消一部分当前发送的第一信号,则不会影响第一滤波器1700处的端口的阻抗特性,也不会影响双端口微带天线1000工作在第一频段时的性能。若当前发送的第一信号与反射回来的第一信号之间的相位相差0°,相当于当前发送的第一信号与反射回来的第一信号是相位相同的信号,则反射回来的第一信号与当前发送的第一信号叠加,影响第一滤波器1700处的端口的阻抗特性,进而影响双端口微带天线1000工作在第一频段时的性能。因此,可以通过调整第一微带线1501和第二微带线1601的长度,以使反射回来的第一信号与当前发送的第一信号之间的相位尽量相差180°,避免反射回来的第一信号影响第一滤波器1700处端口的端口特性,进而影响双端口微带天线1000工作在第一频段时的性能。
通过第一微带线1501和第二微带线1601调整第二信号在第二滤波器1600的相位的实现方式和技术效果与通过第一微带线1501和第二微带线1601调整第一信号在第一滤波器1500的相位类似,此处不再赘述。
需要说明的是,最终确定的第一微带线1501和/或第二微带线1601的电长度不是将第一信号在第一滤波器1500的相位调整到最佳的电长度,也不是将第二信号在第二滤波器1600的相位调整到最佳的电长度。最终确定的第一微带线1501和/或第二微带线1601的电长度可以是对第一信号在第一滤波器1500的相位,及第二信号在第二滤波器1600的相位进行折中得到的满足指标要求的电长度。
第一微带线1501的长度和第二微带线1601的长度可以通过软件仿真确定。示例性的,如图14所示,对图10所示的天线进行仿真建模,将天线辐射枝节1100的S参数作为SNP3的参数,将第一滤波器1700的S参数作为SNP1的参数,将第二滤波器1800的S参数作为SNP2的参数。通过改变理想传输线TL1和TL2的电长度,即是图14中的L1和L2。其中,TL1为工作在6GHz时阻抗为50Ohm(即Z=50Ohm)的传输线,TL2为工作在6GHz时阻抗50Ohm的传输线。Trem1和Trem2为理想端口,即阻抗为50Ohm的端口并观察S21的变化,将隔离度最好时对应的TL1的电长度作为第一微带线1501的电长度,将TL2的电长度作为和第二微带线1601的电长度。在天线的其他参数完全相同的情况下,第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度如图15所示,其中,第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度均小于-25dB。也即是说,通过调整第一微带线1501的长度和第二微带线1601的长度,第一馈电点和第二馈电点之间的隔离度有了明显的改善。
本申请的实施例中,第一匹配电路包括第一微带线,第二匹配电路包括第二微带线,通过第一微带线和/或第二微带线调整第一信号在第一滤波器的相位,以使第一信号经过第二滤波器反射到第一滤波器的信号不会影响第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度,并通过第一微带线和/或第二微带线调整第二信号在第二滤波器的相位,以使第二信号经过第一滤波器反射到第二滤波器的信号不会影响的第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度,进一步地改善了第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度。
本申请实施例还提供了一种天线解耦方法,该天线解耦方法应用于上述图5-图15所示的双端口微带天线中,下面通过图16和图17所示的实施例来详细描述。
图16为本申请一个实施例提供的天线解耦方法的流程示意图,该方法应用于双端口微带天线,双端口微带天线工作在第一频段和第二频段,第一频段与第二频段之间的间隔小于预设阈值,双端口微带天线包括:天线辐射枝节、第一馈电枝节、第二馈电枝节、印制电路板PCB和金属探针,PCB上包括第一馈电点、第二馈电点和通孔,天线辐射枝节通过第一馈电枝节与第一馈电点连接,天线辐射枝节通过第一馈电枝节传输第一信号,第一信号为第一频段的信号;天线辐射枝节通过第二馈电枝节与第二馈电点连接,天线辐射枝节通过第二馈电枝节传输第二信号,第二信号为第二频段的信号;金属探针通过通孔与PCB连接,通孔设置在PCB的第一位置;第一位置所在区域的直径大于通孔的直径;PCB的表面为金属材料,PCB在第一位置为介质材料;第一位置在第一馈电点和第二馈电点之间,如图16所示,该方法包括:
S101、确定第一频点,第一频点是指第一频段和第二频段之间的频点。
其中,在确定第一频点的过程中,可以通过以下实施例实现。
在第一频段低于第二频段的情况下,可以通过实施例一来确定第一频点。
实施例一
先确定第一频段中的最高频点和第二频点中的最低频点的平均值,然后将该平均值作为第一频点的数值。
实施例二
根据第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度确定的第一频点。
可以先对天线进行建模仿真,得到第一馈电点与第二馈电点之间的隔离度,并将隔离度最差的频点作为第一频点。
S102、采用金属探针对第一频点的信号进行解耦。
本申请实施例提供的天线解耦方法,与上述图5-图15所示的天线的技术手段及有益效果类似,此处不再赘述。
图17为本申请另一个实施例提供的天线解耦方法的流程示意图,该方法应用于双端口微带天线,双端口微带天线包括:天线辐射枝节、第一馈电枝节、第二馈电枝节、印制电路板PCB、金属探针、第一滤波器、第二滤波器、第一微带线和第二微带线,PCB上包括第一馈电点、第二馈电点和通孔,天线辐射枝节通过第一馈电枝节与第一馈电点连接,天线辐射枝节通过第一馈电枝节传输第一信号,第一信号为第一频段的信号;天线辐射枝节通过第二馈电枝节与第二馈电点连接,天线辐射枝节通过第二馈电枝节传输第二信号,第二信号为第二频段的信号;金属探针通过通孔与PCB连接,通孔设置在PCB的第一位置;第一位置所在区域的直径大于通孔的直径;PCB的表面为金属材料,PCB在第一位置为介质材料;第一位置在第一馈电点和第二馈电点之间,第一滤波器与第一馈电点连接,第二滤波器与第二馈电点连接,第一馈电点通过第一微带线与第一滤波器连接,第二馈电点通过第二微带线与第二滤波器连接,该方法包括:
S201、确定第一频点,第一频点是指第一频段和第二频段之间的频点。
S202、采用金属探针对第一频点的信号进行解耦。
S203、通过第一滤波器对第二信号进行滤波,通过第二滤波器对第一信号进行滤波。
S204、通过第一微带线和/或第二微带线调整第一信号在第一滤波器的相位,及,通过第一微带线和/或第二微带线调整第二信号在第二滤波器的相位。
本申请实施例提供的天线解耦方法,与上述图5-图15所示的天线的技术手段及有益效果类似,此处不再赘述。
应该理解的是,虽然上述实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一种可能的情况下,本申请还提供了一种电子设备,该电子设备包括上述实施例所提供的双端口微带天线。
本申请实施例对电子设备的类型不做限定。示例性地,电子设备可以为但不限于手机、平板电脑、智能音箱、智慧大屏(也可称为智能电视)或者可穿戴式设备等。
示例性的,图18示出了电子设备100的结构示意图。电子设备100可以包括处理器110,外部存储器接口120,内部存储器121,通用串行总线(universal serial bus,USB)接口130,充电管理模块140,电源管理模块141,电池142,天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,传感器模块180,按键190,马达191,指示器192,摄像头193,显示屏194,以及用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A,陀螺仪传感器180B,气压传感器180C,磁传感器180D,加速度传感器180E,距离传感器180F,接近光传感器180G,指纹传感器180H,温度传感器180J,触摸传感器180K,环境光传感器180L,骨传导传感器180M等。
可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器110可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),控制器,存储器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
可以理解的是,本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对电子设备100的结构限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
电子设备100的无线通信功能可以通过天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,调制解调处理器以及基带处理器等实现。
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。例如:可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中,天线可以和调谐开关结合使用。
移动通信模块150可以提供应用在电子设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块150可以包括至少一个滤波器,开关,功率放大器,低噪声放大器(low noise amplifier,LNA)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波,放大等处理,传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大,经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以被设置于处理器110中。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以与处理器110的至少部分模块被设置在同一个器件中。
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中,调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后,被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器170A,受话器170B等)输出声音信号,或通过显示屏194显示图像或视频。在一些实施例中,调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中,调制解调处理器可以独立于处理器110,与移动通信模块150或其他功能模块设置在同一个器件中。
无线通信模块160可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN)(如无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),调频(frequency modulation,FM),近距离无线通信技术(near field communication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块160可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线2转为电磁波辐射出去。
在一些实施例中,电子设备100的天线1和移动通信模块150耦合,天线2和无线通信模块160耦合,使得电子设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications,GSM),通用分组无线服务(general packet radio service,GPRS),码分多址接入(codedivision multiple access,CDMA),宽带码分多址(wideband code division multipleaccess,WCDMA),时分码分多址(time-division code division multiple access,TD-SCDMA),长期演进(long term evolution,LTE),第五代无线通信系统(5G,the 5thGeneration of wireless communication system),BT,GNSS,WLAN,NFC,FM,和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioning system,GPS),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GLONASS),北斗卫星导航系统(beidounavigation satellite system,BDS),准天顶卫星系统(quasi-zenith satellitesystem,QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems,SBAS)。
需要说明的是,本申请实施例提到的任一电子设备可以包括电子设备100中更多或者更少的模块。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。此外,在本申请说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。
最后应说明的是: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 (14)
1.一种双端口微带天线,其特征在于,所述双端口微带天线工作在第一频段和第二频段,所述第一频段与所述第二频段之间的间隔小于预设阈值,所述双端口微带天线包括:
天线辐射枝节、第一馈电枝节、第二馈电枝节、印制电路板PCB和金属探针,所述PCB上包括第一馈电点、第二馈电点和通孔,所述天线辐射枝节通过所述第一馈电枝节与第一馈电点连接,所述天线辐射枝节通过所述第一馈电枝节传输第一信号,所述第一信号为所述第一频段的信号;所述天线辐射枝节通过所述第二馈电枝节与第二馈电点连接,所述天线辐射枝节通过所述第二馈电枝节传输第二信号,所述第二信号为所述第二频段的信号;所述金属探针通过所述通孔与所述PCB连接,所述通孔设置在所述PCB的第一位置;所述第一位置所在区域的直径大于所述通孔的直径;所述PCB的表面为金属材料,所述PCB在所述第一位置为介质材料;所述第一位置在所述第一馈电点和所述第二馈电点之间,所述金属探针用于对第一频点的信号进行解耦,所述第一频点是指所述第一频段和所述第二频段之间的频点,其中,所述PCB的上表面和下表面为金属材料,且在所述PCB的第一位置的上表面和下表面的金属材料被去除,所述金属探针的一端在所述第一位置与所述PCB连接,所述金属探针的另一端与所述天线辐射枝节连接。
2.根据权利要求1所述的双端口微带天线,其特征在于,所述第一位置在所述双端口微带天线在所述第一频点的共模状态的电场强度分布图中的虚拟磁壁所在的位置。
3.根据权利要求1或2所述的双端口微带天线,其特征在于,所述第一位置在所述第一馈电点和所述第二馈电点连线的中点处。
4.根据权利要求1或2所述的双端口微带天线,其特征在于,所述双端口微带天线还包括第一滤波器和第二滤波器,所述第一滤波器与所述第一馈电点连接,所述第一滤波器用于对所述第二信号进行滤波;所述第二滤波器与所述第二馈电点连接,所述第二滤波器用于对所述第一信号进行滤波。
5.根据权利要求4所述的双端口微带天线,其特征在于,所述双端口微带天线还包括第一匹配电路和第二匹配电路,所述第一馈电点通过所述第一匹配电路与所述第一滤波器连接,所述第一匹配电路用于将所述天线辐射枝节的工作频段调整到所述第一频段;所述第二馈电点通过所述第二匹配电路与所述第二滤波器连接,所述第二匹配电路用于将所述天线辐射枝节的工作频率调整到所述第二频段。
6.根据权利要求5所述的双端口微带天线,其特征在于,所述第一匹配电路包括第一微带线,所述第二匹配电路包括第二微带线,所述第一微带线和/或所述第二微带线用于调整所述第一信号在所述第一滤波器的相位,及,所述第一微带线和/或所述第二微带线用于调整所述第二信号在所述第二滤波器的相位。
7.根据权利要求1或2所述的双端口微带天线,其特征在于,在所述第一频段低于所述第二频段的情况下,所述第一频点的数值为目标值,所述目标值为所述第一频段的最高频点和所述第二频段的最低频点的平均值。
8.根据权利要求1或2所述的双端口微带天线,其特征在于,所述第一频点是根据所述第一馈电点与所述第二馈电点之间的隔离度确定的频点。
9.一种天线解耦方法,其特征在于,所述方法应用于双端口微带天线,所述双端口微带天线工作在第一频段和第二频段,所述第一频段与所述第二频段之间的间隔小于预设阈值,所述双端口微带天线包括:天线辐射枝节、第一馈电枝节、第二馈电枝节、印制电路板PCB和金属探针,所述PCB上包括第一馈电点、第二馈电点和通孔,所述天线辐射枝节通过所述第一馈电枝节与第一馈电点连接,所述天线辐射枝节通过所述第一馈电枝节传输第一信号,所述第一信号为所述第一频段的信号;所述天线辐射枝节通过所述第二馈电枝节与第二馈电点连接,所述天线辐射枝节通过所述第二馈电枝节传输第二信号,所述第二信号为所述第二频段的信号;所述金属探针通过所述通孔与所述PCB连接,所述通孔设置在所述PCB的第一位置;所述第一位置所在区域的直径大于所述通孔的直径,所述第一位置在所述第一馈电点和所述第二馈电点之间,所述PCB的表面为金属材料,其中,所述PCB的上表面和下表面为金属材料,且在所述PCB的第一位置的上表面和下表面的金属材料被去除,所述金属探针的一端在所述第一位置与所述PCB连接,所述金属探针的另一端与所述天线辐射枝节连接;所述方法包括:
确定第一频点,所述第一频点是指所述第一频段和所述第二频段之间的频点;
采用金属探针对所述第一频点的信号进行解耦。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述双端口微带天线还包括第一滤波器和第二滤波器,所述第一滤波器与所述第一馈电点连接,所述第二滤波器与所述第二馈电点连接,所述方法还包括:
通过所述第一滤波器对所述第二信号进行滤波,通过所述第二滤波器对所述第一信号进行滤波。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述双端口微带天线还包括第一微带线和第二微带线,所述第一馈电点通过所述第一微带线与所述第一滤波器连接,所述第二馈电点通过所述第二微带线与所述第二滤波器连接,所述方法还包括:
通过所述第一微带线和/或所述第二微带线调整所述第一信号在所述第一滤波器的相位,及,通过所述第一微带线和/或所述第二微带线调整所述第二信号在所述第二滤波器的相位。
12.根据权利要求9-11任一项所述的方法,其特征在于,在所述第一频段低于所述第二频段的情况下,所述确定第一频点,包括:
确定所述第一频段的最高频点和所述第二频段的最低频点的平均值;
将所述平均值作为所述第一频点的数值。
13.根据权利要求9-11任一项所述的方法,其特征在于,所述确定第一频点,包括:
根据所述第一馈电点与所述第二馈电点之间的隔离度确定的所述第一频点。
14.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1-8任一项所述的双端口微带天线。
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