CN114122685A - 天线单元和电子设备 - Google Patents

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CN114122685A
CN114122685A CN202010901314.4A CN202010901314A CN114122685A CN 114122685 A CN114122685 A CN 114122685A CN 202010901314 A CN202010901314 A CN 202010901314A CN 114122685 A CN114122685 A CN 114122685A
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antenna unit
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antenna
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吴鹏飞
王汉阳
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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Abstract

本申请提供一种天线单元和电子设备。该天线单元包括:第一辐射体、第二辐射体、第一传输线及第一馈源。第一辐射体的两端和第二辐射体的两端为开放端,第一辐射体和第二辐射体的电长度大于等于第一波长的1/2。第一辐射体上具有间隔设置的第一馈电点和第一接地点,第二辐射体上具有间隔设置的第二馈电点和第二接地点,第一接地点位于第一辐射体的中部,第二接地点位于第二辐射体的中部。第一传输线电连接第一馈源,第一传输线的两个端部分别电连接第一馈电点和第二馈电点,用于向第一馈电点和第二馈电点输入同一频段的第一射频信号。从而,使得电子设备满足大于等于5mm厚度的超薄设计及大于等于100%屏占比的极致设计,提高用户使用体验。

Description

天线单元和电子设备
技术领域
本申请涉及天线技术领域,尤其涉及一种天线单元和电子设备。
背景技术
随着曲面屏、柔性屏等关键技术的发展,轻薄化和极致屏占比已成为一种电子设备的趋势设计,但这种设计会大大压缩天线的空间;同时,电子设备中的电池等器件的体积越来越大,导致天线可布局的空间更加恶化,造成现有天线很难满足通信频段的性能需求。因此,如何在确保天线具备良好的辐射性能时实现屏占比大于等于100%的电子设备是现亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供一种天线单元和电子设备,在天线单元具备良好的辐射性能的基础上,确保包含有天线单元的电子设备具备大于等于100%的极致屏占比,提高了用户的使用体验。
第一方面,本申请提供一种天线单元,包括:第一辐射体、第二辐射体、第一传输线以及第一馈源;第一辐射体的两端均为开放端,第一辐射体的电长度大于等于第一波长的1/2,第二辐射体的两端均为开放端,第二辐射体的电长度大于等于第一波长的1/2,第一波长为天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长;第一辐射体上具有间隔设置的第一馈电点和第一接地点,第一馈电点电连接第一传输线,第一接地点位于第一辐射体的中部;第二辐射体上具有间隔设置的第二馈电点和第二接地点,第二馈电点电连接第一传输线,第二接地点位于第二辐射体的中部;第一传输线电连接第一馈源,第一传输线用于向第一馈电点和第二馈电点输入同一频段的第一射频信号。
通过第一方面提供的天线单元,通过第一辐射体和第二辐射体均采用T天线的辐射体结构,使得第一辐射体和第二辐射体在同一工作频段下均能够激励出(common mode,CM)模式,且第一辐射体和第二辐射体产生的CM模式下对应的信号能够互补增强,使得第一辐射体和第二辐射体在CM模式下各自产生的信号可以相互激励,也使得第一辐射体和第二辐射体在同一工作频段下均能够激励出(differential mode,DM)模式,且第一辐射体和第二辐射体产生的DM模式下对应的信号能够互补增强,使得第一辐射体和第二辐射体在DM模式下各自产生的信号可以相互激励,进而提升了天线单元在(free space,FS)状态和左右头手状态下同一谐振模式的辐射性能,以及通过增加谐振模式的数量来拓宽了天线单元的工作频段。从而,不仅使得包括上述天线单元的电子设备能够满足各种通信需求,还使得电子设备满足5mm-10mm厚度的超薄设计以及大于等于100%屏占比的极致设计,有益于提升用户的使用体验。
在一种可能的设计中,第一接地点至第一辐射体的一端部的端面之间的距离为第一波长的1/5至第一波长的3/10的范围内。例如,第一接地点为第一辐射体的中点。由此,确保第一辐射体可形成T天线的辐射体结构。
在一种可能的设计中,第二接地点至第二辐射体的一端部的端面之间的距离为第一波长的1/5至第一波长的3/10的范围内。例如,第二接地点为第二辐射体的中点。由此,确保第二辐射体可形成T天线的辐射体结构。
需要说明的是,第一接地点至第一辐射体的第一端部的端面之间的距离是难以完全等于第一波长的1/4,可以通过在天线单元中设置匹配电路,并通过调整匹配电路等来补偿这种结构上的误差。
在一种可能的设计中,第一辐射体与第二辐射体在第一射频信号下均产生至少一个类型的谐振模式,且在同一个工作频段内第一辐射体与第二辐射体产生同一类型的谐振模式,谐振模式的类型包括共模模式和差模模式。
一方面,基于第一辐射体和第二辐射体均采用T天线的辐射体结构,第一辐射体和第二辐射体在同一工作频段下均能够激励出CM模式,使得第一辐射体和第二辐射体产生的CM模式下对应的信号能够互补增强,使得第一辐射体和第二辐射体在CM模式下各自产生的信号可以相互激励。
另一方面,基于第一辐射体和第二辐射体均采用T天线的辐射体结构,第一辐射体和第二辐射体在同一工作频段下均能够激励出DM模式,使得第一辐射体和第二辐射体产生的DM模式下对应的信号能够互补增强,使得第一辐射体和第二辐射体在DM模式下各自产生的信号可以相互激励。
进而,提升了天线单元在FS状态和左右头手状态下同一谐振模式的辐射性能,以及通过增加谐振模式的数量来拓宽了天线单元的工作频段。从而,不仅使得包括上述天线单元的电子设备能够满足各种通信需求。
在一种可能的设计中,第一辐射体和第二辐射体之间的距离大于等于第一波长的1/4。由此,确保第一辐射体和第二辐射体可形成分布式馈电的T天线的辐射体结构,使得天线单元具备良好的辐射性能,能够较好地满足电子设备的通信要求。
在一种可能的设计中,第一辐射体和第二辐射体均呈L型。由此,满足天线需要设置在电子设备的边缘的规则,使得天线单元能够具有良好的辐射性能以及较宽的工作频段,满足电子设备的通信需求。
在一种可能的设计中,第一馈电点设置在第一接地点与第一辐射体的弯曲侧之间的除了第一接地点之外的任意一个位置,第二馈电点设置在第二接地点与第二辐射体的弯曲侧之间的除了第二接地点之外的任意一个位置。由此,在手握电子设备时,天线单元仍能保持良好的辐射性能,满足电子设备的通信需求。
在一种可能的设计中,第一辐射体的电长度与第二辐射体的电长度的比值设置在0.8至1.2的范围内。由此,有利于第一辐射体与第二辐射体能够在同一频段的射频信号下均激励出谐振模式,确保第一辐射体和第二辐射体可形成分布式馈电的T天线的辐射体结构,使得天线单元具备良好的辐射性能,能够较好地满足电子设备的通信要求。
在一种可能的设计中,在第一辐射体的电长度小于第二辐射体的电长度时,第一传输线与第一馈源电连接形成的第一连接点设置在第一传输线的中点到第一传输线靠近第二辐射体一侧的端部之间的任意一个位置。由此,确保第一辐射体和第二辐射体在同一频段内激励出同一类型的谐振模式,避免第一辐射体和第二辐射体的馈电相位差的影响,使得天线单元具备良好的辐射性能,能够较好地满足电子设备的通信要求。
在一种可能的设计中,第一射频信号的频段在600MHz至1200MHz的范围内。
第二方面,本申请提供一种电子设备,包括:显示屏、壳体、电池以及天线单元,天线单元为第一方面及第一方面任一种可能的设计中的天线单元;显示屏和壳体形成容置腔,天线单元和电池设置在容置腔内;天线单元在第一方向上与显示屏或者电池之间的距离大于等于0.5mm,第一方向为电子设备的长度方向、电子设备的宽度方向和电子设备的厚度方向中的任意一个方向,且天线单元中的第一辐射体与第二辐射体沿电子设备的长度方向左右设置;电子设备的厚度在5mm-10mm的范围内。
通过第二方面的电子设备,电子设备包含有天线单元,天线单元通过采用分布式馈电的T天线的辐射体结构,使得天线单元产生多个谐振模式,实现宽频覆盖,保证天线单元能够正常收发电磁波信号,且天线单元在FS状态,还是左头手(beside head and lighthand,BHHL)状态和右头手(beside head and right hand,BHHR)状态下具有良好的辐射性能,有利于提升天线单元的辐射效率,使得包括天线单元的电子设备能够满足各种通信需求,还使得天线单元中的不同的辐射体可以在同一工作频段下均能激励出共模模式下对应的信号互补增强,也使得天线单元中的不同的辐射体还可以在同一工作频段下均能激励出差模模式下对应的信号互补增强,进而提升了天线单元在自由空间状态和左右头手状态下同一谐振模式的辐射性能,且谐振模式数量的增加拓宽了天线单元的工作频段。从而,不仅使得包括天线单元的电子设备能够满足各种通信需求,还使得电子设备满足大于等于5mm厚度的超薄设计以及大于等于100%屏占比的极致设计,有益于提升用户的使用体验。
在一种可能的设计中,电子设备的屏占比大于等于100%。由此,向用户提供大于等于100%屏占比的极致体验,有益于提升用户的使用体验。
在一种可能的设计中,电子设备的厚度在5mm-6mm的范围内。由此,向用户提供超薄设计的电子设备,有益于提升用户的使用体验。
在一种可能的设计中,天线单元设置在壳体内和/或设置在壳体上。由此,为天线单元提供多种可能的位置选择,丰富了天线单元的设计。
在一种可能的设计中,电池具有凹陷区域,凹陷区域至少包括天线单元沿第一方向投影到电池上的区域。由此,避免了电池对天线单元的辐射性能的影响,有利于提升电池的容量,维持电子设备长时间的使用,且可降低电子设备的整机厚度,向用户提供大于等于100%屏占比的电子设备,提升用户的使用体验。
在一种可能的设计中,第一辐射体在第一方向上与显示屏的第一侧边之间的距离大于等于0.5mm,第二辐射体在第一方向上与显示屏的第二侧边之间的距离大于等于0.5mm,显示屏的第一侧边与显示屏的第二侧边为显示屏在电子设备的长度方向上不相邻的两个侧边。由此,避免了显示屏对天线单元的辐射性能的影响,可降低电子设备的整机厚度,向用户提供大于等于100%屏占比的电子设备,提升用户的使用体验。
在一种可能的设计中,电子设备中对天线单元会产生性能影响的如摄像头组件、屏蔽罩、射频前端、印刷电路板等导电元器件,该导电元器件均可设置为靠近天线单元的区域在电子设备的厚度方向上的高度小于该导电元器件的其余区域在电子设备的厚度方向上的高度。
上述第二方面以及上述第二方面的各可能的设计中所提供的电子设备,其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果,在此不再赘述。
第三方面,本申请提供一种电子设备,包括:显示屏、壳体、电池以及天线单元;天线单元包括:第三辐射体、第四辐射体、第二传输线以及第二馈源;第三辐射体的电长度大于等于第二波长的1/4,第四辐射体的电长度大于等于第二波长的1/2,第二波长为天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长,第三辐射体包括第一端部及第二端部,第四辐射体包括第一端部及第二端部;第三辐射体的第一端部靠近第四辐射体的第一端部设置,第三辐射体的第二端部远离第四辐射体的第一端部设置,第三辐射体的第一端部与第四辐射体的第一端部之间形成大于0且小于等于10mm的缝隙,第三辐射体的第二端部、第四辐射体的第一端部和第四辐射体的第二端部均为开放端;第三辐射体包括间隔设置的第三馈电点和第三接地点,第三接地点位于第三辐射体的第一端部,第三馈电点靠近第三接地点设置,第三馈电点电连接第二传输线;第四辐射体包括间隔设置的第四馈电点和第四接地点,第四接地点位于第四辐射体的中部,第四馈电点位于第四辐射体的第一端部与第四接地点之间,第四馈电点电连接第二传输线;第二传输线电连接第二馈源,第二传输线用于向第三馈电点和第四馈电点输入同一频段的第一射频信号;显示屏和壳体形成容置腔,天线单元和电池设置在壳体的容置腔内;电子设备的屏占比大于等于100%;天线单元在第一方向上与显示屏或者电池之间的距离大于等于0.5mm,第一方向为靠近电子设备的长度方向、电子设备的宽度方向和电子设备的厚度方向中的任意一个方向的边缘设置;电子设备的厚度在7mm-10mm的范围内。
通过第三方面提供的电子设备,通过倒F天线(inverted F antenna,IFA)和T天线的辐射体结构,使得天线单元可激励出三个谐振模式,进而使得天线单元无论在自由空间状态,还是左右头手状态中,天线单元的系统效率均较高,频段带宽较宽。此外,在左右头手状态中,天线单元的系统效率差异小,使得天线单元能够较好地满足电子设备的通信要求,且包含有天线单元的电子设备可满足7mm-10mm厚度的超薄设计以及大于等于100%屏占比的极致设计,有利于提升用户的使用体验。
在一种可能的设计中,第一射频信号的频段在600MHz至1200MHz的范围内。
第四方面,本申请提供一种电子设备,包括:显示屏、壳体、电池以及天线单元;天线单元包括:第五辐射体、第六辐射体、第三传输线以及第三馈源;第五辐射体的电长度大于等于第三波长的1/4,第六辐射体的电长度大于等于第三波长的1/4,第三波长为天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长,第五辐射体包括第一端部及第二端部,第六辐射体包括第一端部及第二端部;第五辐射体的第一端部远离第六辐射体的第一端部设置,第五辐射体的第二端部靠近第四辐射体的第一端部设置,第五辐射体的第二端部与第六辐射体的第一端部之间形成大于0且小于等于10mm的缝隙,第五辐射体的第二端部和第六辐射体的第二端部均为开放端;第五辐射体包括间隔设置的第五馈电点和第六接地点,第五接地点位于第五辐射体的第一端部,第五馈电点靠近第五辐射体的第二端部设置,第五馈电点电连接第三传输线;第六辐射体包括间隔设置的第六馈电点和第六接地点,第六接地点位于第五辐射体的第一端部,第六馈电点位于第六辐射体的中部,第六馈电点电连接第三传输线;第三传输线电连接第三馈源,第三传输线用于向第五馈电点和第六馈电点输入同一频段的第二射频信号;显示屏和壳体形成容置腔,天线单元和电池设置在壳体的容置腔内;电子设备的屏占比大于等于100%;天线单元在第一方向上与显示屏或者电池之间的距离大于等于0.5mm,第一方向为靠近电子设备的长度方向、电子设备的宽度方向和电子设备的厚度方向中的任意一个方向的边缘设置;电子设备的厚度在7mm-10mm的范围内。
通过第四方面提供的电子设备,通过复合左手(composite right hand and lefthand,CRLH)天线和IFA天线的辐射体结构,使得天线单元可激励出两个谐振模式,进而使得天线单元无论在自由空间状态,还是左右头手状态中,天线单元的系统效率均较高,频段带宽较宽。此外,在左右头手状态中,天线单元的系统效率差异小,使得天线单元能够较好地满足电子设备的通信要求,且包含有天线单元的电子设备可满足7mm-10mm厚度的超薄设计以及大于等于100%屏占比的极致设计,有利于提升用户的使用体验。
在一种可能的设计中,第二射频信号的频段在1700MHz至2700MHz的范围内。
附图说明
图1A-图1B为本申请提供的一种线天线的共模模式的结构及对应的电流、电场的分布示意图;
图2A-图2B为本申请提供的一种线天线的差模模式的结构及对应的电流、电场的分布示意图;
图3为本申请提供的一种天线的平面示意图;
图4为图3所示的天线的等效电路的示意图;
图5A-图5C为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图6为图5A所示的电子设备的部分爆炸图;
图7A为图5A或图5B所示的电子设备朝向Z方向的结构示意图;
图7B为图5A或图5B所示的电子设备去掉后盖之后朝向-Z方向的部分结构示意图;
图7C为图5C所示的电子设备朝向Z方向的结构示意图;
图7D为图5C所示的电子设备去掉后盖之后朝向-Z方向的部分结构示意图;
图8A-图8E为本申请一实施例提供的一种天线单元的结构示意图;
图9A为图8A所示的天线单元在FS状态下回波损耗系数(S11)的曲线示意图;
图9B为图8A所示的天线单元在FS状态下总效率(total efficiency)和辐射效率(radiation efficiency)的曲线示意图;
图9C为图8A所示的天线单元在FS状态下的电流分布示意图;
图10A-图10C为一种天线单元的结构示意图;
图11A为图8A所示的天线单元、图10A所示的天线单元以及图10B所示的天线单元分别在FS状态下S11的曲线示意图;
图11B为图8A所示的天线单元、图10A所示的天线单元以及图10B所示的天线单元分别在FS状态下总效率和辐射效率的曲线示意图;
图12A为图8A所示的天线单元以及图10A所示的天线单元分别在FS状态、BHHL状态、BHHR状态下总效率的曲线示意图;
图12B为图8A所示的天线单元以及图10A所示的天线单元分别在FS状态、BHHL状态、BHHR状态下辐射效率的曲线示意图;
图13A为phi=90°时电子设备在谐振“1”或谐振“2”下的二维辐射方向图;
图13B为theta=90°时电子设备在谐振“1”或谐振“2”下的二维辐射方向图;
图13C为phi=90°时电子设备在谐振“3”或谐振“4”下的二维辐射方向图;
图13D为theta=90°时电子设备在谐振“3”或谐振“4”下的二维辐射方向图;
图14A为phi=90°时电子设备在谐振“5”(0.74GHz)下的二维辐射方向图;
图14B为theta=90°时电子设备在谐振“5”下的二维辐射方向图;
图14C为phi=90°时电子设备在谐振“6”(0.89GHz)下的二维辐射方向图;
图14D为theta=90°时电子设备在谐振“6”下的二维辐射方向图;
图15A为本申请一实施例提供的一种电池呈阶梯状的示意图;
图15B为本申请一实施例提供的一种电池的形状示意图;
图16为本申请一实施例提供的一种天线单元的结构示意图;
图17A为图16所示的天线单元在FS状态下回波损耗系数(S11)的曲线示意图;
图17B为图16所示的天线单元在FS状态下总效率的曲线示意图;
图17C为图16所示的天线单元在FS状态下辐射效率的曲线示意图;
图18A-图18C为本申请一实施例提供的一种天线单元的结构示意图;
图18D为一种天线单元的结构示意图;
图19A为图18A所示的天线单元、由第五辐射体组成的天线单元(即CRLH天线)、以及由第六辐射体组成的天线单元(即IFA天线)分别在FS状态下回波损耗系数(S11)的曲线示意图;
图19B为图18A所示的天线单元、由第五辐射体组成的天线单元(即CRLH天线)、以及由第六辐射体组成的天线单元(即IFA天线)分别在FS状态下总效率的曲线示意图;
图19C为图18A所示的天线单元、由第五辐射体组成的天线单元(即CRLH天线)、以及由第六辐射体组成的天线单元(即IFA天线)分别在FS状态下辐射效率的曲线示意图。
附图标记说明:
01/04—线天线;02/05—中间位置;03/06—馈电线;
1—电子设备;20—显示屏;L1—显示屏的第一边;L2—显示屏的第二边;30—壳体;31—边框;32—后盖;L3—壳体的第一边;L4—壳体的第二边;40—电池;50—摄像头组件;
10—天线单元;101—第一辐射体;102—第二辐射体;103—第一传输线;104—第一馈源;1011—第一辐射体的第一端部;1012—第一辐射体的第二端部;1021—第二辐射体的第一端部;1022—第二辐射体的第二端部;A1—第一馈电点;B1—第一接地点;A2—第二馈电点;B2—第二接地点;D1—第一缝隙;D2—第二缝隙;C1—第一连接点;
104—第三辐射体;105—第四辐射体;106—第二传输线;107—第二馈源;1041—第三辐射体的第一端部;1042—第三辐射体的第二端部;1051—第四辐射体的第一端部;1052—第四辐射体的第二端部;D3—第三缝隙;A3—第三馈电点;B3—第三接地点;A4—第四馈电点;B4—第四接地点;C2—第二连接点;108—第一匹配电路;109—第二匹配电路;
110—第五辐射体;111—第六辐射体;112—第三传输线;113—第三馈源;1101—第五辐射体的第一端部;1102—第五辐射体的第二端部;1111—第六辐射体的第一端部;1112—第六辐射体的第二端部;D4—第四缝隙;A5—第五馈电点;B5—第五接地点;A6—第六馈电点;B6—第六接地点;C3—第三连接点;114—第三匹配电路;115—第四匹配电路;
200—现有天线单元;116—第七辐射体;117—第八辐射体;118—第四馈源;A7—第七馈电点;B7—第七接地点;B8—第八接地点;119—第五匹配电路。
具体实施方式
本申请提供一种天线单元和包括天线单元的电子设备,通过采用分布式馈电的T天线的辐射体结构,使得天线单元中的不同的辐射体可以在同一工作频段下均能激励出共模模式下对应的信号互补增强,也使得天线单元中的不同的辐射体还可以在同一工作频段下均能激励出差模模式下对应的信号互补增强,进而提升了天线单元在自由空间状态和左右头手状态下同一谐振模式的辐射性能,且谐振模式数量的增加拓宽了天线单元的工作频段。从而,不仅使得包括天线单元的电子设备能够满足各种通信需求,还使得电子设备满足大于等于5mm厚度的超薄设计以及大于等于100%屏占比的极致设计,有益于提升用户的使用体验。
下面对本申请中的部分用语进行解释说明,以便于本领域技术人员理解。
1、分布式馈电指的是一个馈源对多个辐射体进行馈电的方式。
2、自由空间(free space,FS)状态即电子设备无任何物体靠近的状态,通常在实验室内实现自由空间状态。
3、左头手(beside head and light hand,BHHL)状态,即左手握持电子设备,且靠近左边脸的状态。
4、右头手(beside head and right hand,BHHR)状态,即右手握持电子设备,且靠近右边脸的状态。
5、T天线指的是天线的接地点与天线的中点之间的距离满足预设范围的天线。通常,预设范围接近0。本申请对预设范围的具体大小不做限定。在一些实施例中,预设范围为大于等于0且小于等于波长的1/10,该波长为天线单元辐射和接收电磁波信号的波长。例如,天线的接地点为天线的中点。
6、天线的共模(common mode,CM)模式
以线天线为例,说明天线的CM模式。如图1A所示,线天线01在中间位置02处连接馈电单元。馈电单元的正极通过馈电线03连接在线天线01的中间位置02,馈电单元的负极连接地(例如地板,可以是PCB)。
图1B示出了线天线01的电流、电场分布。如图1B所示,电流在中间位置02两侧反向,呈现对称分布;电场在中间位置02两侧,呈现同向分布。如图1B所示,馈电线03处的电流呈现同向分布。基于馈电线03处的电流同向分布,图1A所示的这种馈电可称为线天线的CM馈电。图1B所示的这种线天线模式,可以称为线天线的CM模式。图1B所示的电流、电场可分别称为线天线的CM模式的电流、电场。
线天线的CM模式的电流、电场是线天线01在中间位置02两侧的两个水平枝节作为工作在四分之一波长模式的天线产生的。电流在线天线01的中间位置02处强,在线天线01的两端弱。电场在线天线01的中间位置02处弱,在线天线01的两端强。
7、天线的差模(differential mode,DM)模式
以线天线为例,说明天线的DM模式。如图2A所示,线天线04在中间位置05处连接馈电单元。馈电单元的正极通过馈电线06连接在中间位置05的一侧,馈电单元的负极通过馈电线06连接在中间位置05的另一侧。
图2B示出了线天线04的电流、电场分布。如图2B所示,电流在中间位置05两侧同向,呈现反对称分布;电场在中间位置05两侧呈反向分布。如图2B所示,馈电线06处的电流呈现反向分布。基于馈电线06处的电流反向分布,图2A所示的这种馈电可称为线天线DM馈电。图2B所示的这种线天线模式可以称为线天线的DM模式。图2B所示的电流、电场可分别称为线天线的DM模式的电流、电场。
线天线的DM模式的电流、电场是整个线天线04作为工作在二分之一波长模式的天线产生的。电流在线天线04的中间位置05处强,在线天线04的两端弱。电场在线天线04的中间位置05处弱,在线天线04的两端强。
需要说明的是,T天线为线天线的一种类型。故,T天线的CM模式可参见线天线的CM模式的描述,T天线的DM模式可参见线天线的DM模式的描述,此处不做赘述。
8、100%屏占比
100%屏占比可以理解为电子设备的显示区域与电子设备的前面板的面积相等,或者,电子设备的显示区域与电子设备在电子设备的长度方向和宽度方向构成的平面(即正面)上投影的面积相等。
例如,电子设备中,显示屏的面积与前面板的面积相等。在显示屏为全面屏时,显示屏的显示区域等于前面板的面积,故电子设备为100%屏占比的设备。在显示屏为刘海屏、水滴屏或者挖孔屏时,显示屏的显示区域小于前面板的面积,故电子设备不为100%屏占比的设备。
又如,电子设备中,显示屏包括第一部分和第二部分。在显示屏为刘海屏、水滴屏或者挖孔屏时,第一部分的显示区域的面积小于前面板的面积相等。若第二部分的显示区域的面积大于等于第一部分的未显示区域的面积,则电子设备为大于等于100%屏占比的设备。反之,电子设备不为100%屏占比的设备。其中,第二部分可以包括但不限于:设置在电子设备侧边的区域和设置在电子设备的后面板。
9、左手(composite right hand and left hand,CRLH)天线
图3中黑色部分所示的A、C、D、E、F表示辐射体,以C1表示电容结构,白色部分表示印刷电路板,与A连接的部分为印刷电路板的信号馈电端,与F连接的部分未印刷电路板的接地端。
具体的,辐射体、电容结构、信号馈电端以及接地端形成一天线P1,其等效电路如图4所示,符合左手天线的辐射体结构。在一些实施例中,左手天线的电长度可设置为1/4到1/8的电长度。其中,辐射体等效为相对于信号源的并联电感LL,电容结构等效为相对于信号源的串联电容CL,以用于产生谐振频率f1,谐振频率f1可以覆盖791MHz-821MHz、GSM850(824MHz-894MHz)或者GSM900(880MHz-960MHz)。
一般情况下,天线的有效长度(即天线的电长度)用该天线所产生的谐振频率对应的波长的倍数进行表示,辐射体的电长度为图3所示的A-C-D-E-F表示的长度。
由于辐射体的电长度大于谐振频率f1对应波长的八分之一,并且辐射体的电长度小于谐振频率f1对应波长的四分之一,因此,天线P1还会产生谐振频率f1的高次谐波(或者称为谐振频率f1的倍频),其覆盖范围为1700MHz-1800MHz。因此,由辐射体、电容结构、信号馈电端和接地端形成一天线P1,能够在较小的空间中产生覆盖谐振频率f1以及谐振频率f1高次谐波的频率范围。
下面结合本申请的附图对本申请的技术方案进行详细说明。
请参阅图5A-图5C,图5A-图5C示出了本申请一实施例提供的一种电子设备1的结构示意图。电子设备1可以包括:手机、手表、平板电脑(tablet personal computer)、膝上型电脑(laptop computer)、个人数码助理(personal digital assistant,PDA)、照相机、个人计算机、笔记本电脑、车载设备、可穿戴设备、增强现实(augmented reality,AR)眼镜、AR头盔、虚拟现实(virtual reality,VR)眼镜、VR头盔或者能够接收和辐射电磁波信号的其他形态的设备。为了便于说明,图5A-图5C中,电子设备1以手机为例进行示意。
请参阅图6、图7A-图7D,图6示出了图5A所示的电子设备1的部分爆炸图,图7A示出了图5A或图5B所示的电子设备1朝向Z方向的结构示意图,图7B示出了图5A或图5B所示的电子设备1去掉后盖32之后朝向-Z方向的部分结构示意图,图7C示出了图5C所示的电子设备1朝向Z方向的结构示意图,图7D示出了图5C所示的电子设备1去掉后盖32之后朝向-Z方向的部分结构示意图。
电子设备1包括显示屏20和壳体30。显示屏20与壳体30形成一个容置腔,壳体30用于支撑显示屏20。壳体30的容纳腔还用于固定电子设备1相关的其余器件。可以理解的是,图5A-图5C,图6及图7A-图7D仅示意性的示出了电子设备1包括的一些部件,这些部件的实际形状、实际大小和实际构造不受图5A-图5C,图6及图7A-图7D的限定。在电子设备1正常使用(即显示屏20朝向用户)时,采用X方向示意电子设备1的宽度方向沿纸面朝右,采用Y方向示意电子设备1的长度方向沿纸面朝上,采用Z方向示意电子设备1的厚度方向朝向显示屏20之外。
显示屏20用于显示图像、视频、文字等画面。显示屏20可以采用柔性显示屏,也可以采用刚性显示屏,也可以为曲面屏。例如,显示屏20可以为有机发光二极管(organiclight-emitting diode,OLED)显示屏,有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light-emitting diode,AMOLED)显示屏,迷你发光二极管(mini organic light-emitting diode)显示屏,微型发光二极管(micro organic light-emitting diode)显示屏,微型有机发光二极管(micro organic light-emitting diode)显示屏,量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes,QLED)显示屏、液晶显示屏(liquid crystal display,LCD)。
本申请中,电子设备的1的屏占比大于等于100%。显示屏20为电子设备的1的显示器件,电子设备1的屏占比取决于显示屏20的显示区域,在显示屏20的显示区域大于等于电子设备的前面板的面积时,显示屏20可称为全面屏。
例如,图5A所示实施例的电子设备1的屏占比等于100%,此时,显示屏20的显示区域包括电子设备1朝向Z方向的一整面,如图1A和图7A-图7B所示。又如,图5A所示实施例的电子设备1的屏占比等于100%,此时,显示屏20的显示区域包括:电子设备1朝向Z方向的一整面,以及从电子设备1朝向Z方向的一整面的两侧边分别延伸至电子设备1沿-Z方向的部分侧面,如1A和图7A-图7B所示。又如,图5B所示实施例的电子设备的1的屏占比大于100%,此时,显示屏20的显示区域包括:电子设备1朝向Z方向的一整面以及从电子设备1朝向Z方向的一整面的两侧边,分别从-Z方向延伸至电子设备1沿X方向的部分背面,以及电子设备1沿-X方向的部分背面,如图1B和图7C-图7D所示。
需要说明的是,电子设备的1的屏占比大于等于100%不限于上述实现方式。
在一些实施例中,电子设备1还包括保护盖板/盖体(图5A-图5C,图6及图7A-图7D中未进行示意)。保护盖板层叠于显示屏20。例如,保护盖板可以紧贴显示屏20设置,主要用于对显示屏20起到保护防尘作用。其中,保护盖板的材质可以包括但不仅限于玻璃。
其中,本申请对壳体30的形状和材质不做限定,具体可根据显示屏20的形状和面积等参数进行调整。为了便于说明,图5A-图5C,图6及图7A和图7D中,显示屏20与壳体30围成大致呈长方体的结构。
为了便于安装,在一些实施例中,壳体30可以包括边框31和后盖32。
其中,边框31环绕显示屏20设置。图5A中,边框31可由四条边首尾相连成为方形边框31,图5B中,边框31可由四条边收尾相连成为方形边框31,其中较长的不相邻两条边为不规则形状。图5C中,边框31可由上下两条边组成,或者,边框31可不存在。
在一些实施例中,边框31具有倒角,使得边框31具有美观效果。边框31中相邻两条边的长度可以相等或者不等。且边框31的材质可以为金属等导电材料,也可以为塑胶、树脂等非导电材料。
其中,边框31中相邻两条边的长度不等,边框31中较长的侧边所在方向为电子设备1的长度方向,边框31中较短的侧边所在方向为电子设备1的宽度方向。
其中,后盖32与显示屏20相对设置。后盖32与显示屏20安装于边框31的相背两侧,此时,后盖32、边框31与显示屏20共同围设出电子设备1的内部。电子设备1的内部可用于放置电子设备1相关的其余器件,例如电池40、摄像头组件50、射频前端、印刷电路板、扬声器、麦克风或者听筒等。为了便于说明,图6,及图7B和图7D中,相关的其余器件以包括电池40和摄像头组件50为例进行示意。
其中,本申请对后盖32和边框31的连接方式不做限定。在一些实施例中,后盖32可通过粘固定连接于边框31上。在另一些实施例中,后盖32可与边框31一体成型,即后盖32与边框31为一个整体。
在一些实施例中,射频前端包括发射通路以及接收通路。发射通路包括功率放大器、滤波器等器件,通过功率放大器、滤波器等器件将信号进行功率放大、滤波等处理后传输至天线单元10,并经天线单元10传输至外界;接收通路包括低噪声放大器、滤波器等器件,通过低噪声放大器、滤波器等器件将天线单元10接收到的外界信号进行低噪声放大、滤波等处理后传输至射频芯片,从而通过射频前端及天线单元10实现电子设备1与外界的通信。
本申请中,电子设备1还包括至少一个天线单元10。电子设备1可以通过天线,以利用以下一种或多种通信技术与网络或其他设备通信。其中,通信技术包括蓝牙(bluetooth,BT)通信技术、全球定位系统(global positioning system,GPS)通信技术、无线保真(wirelessfidelity,Wi-Fi)通信技术、全球移动通讯系统(global system for mobilecommunications,GSM)通信技术、宽频码分多址(wideband code division multipleaccess,WCDMA)通信技术、长期演进(long term evolution,LTE)通信技术、5G通信技术、SUB-6G通信技术以及未来其他通信技术等。
其中,天线单元10可以采用激光直接成型(laser direct structuring,LDS),柔性电路板(flexible printed circuit board,FPC),或者微带天线(microstrip diskantenna,MDA)等天线形式,本申请对此不做限定。
可以理解的是,电子设备1的屏占比大于等于100%,可以给用户带来更为舒适的视觉感受。且电子设备1采用超薄设计,可以给用户带来更为舒适的握持感受且更为轻便的携带感受。其中,本申请提及的超薄电子设备1意味着电子设备1的整机厚度(如图5A中TH1、图5B中TH2及图5C中TH3,TH1、TH2及TH3可相等或者不等,本申请对此不做限定)小于等于预设厚度。
其中,预设厚度可根据如天线单元10等各个器件的设置情况以及用户体验等参数进行设置。超薄且全面屏的电子设备1中,壳体30在电子设备1的宽度方向和厚度方向上均大幅缩减,电子设备1的内部器件(如电池40、射频前端、摄像头组件50、受话器、指纹识别器等)需要重新布局,导致天线单元10的排布空间进一步被压缩。
本申请中,在电子设备1中的天线单元10的空间紧张的情况下,通过分布式馈电,使得天线单元10产生多个谐振模式,实现宽频覆盖,保证天线单元10能够正常收发电磁波信号,且天线单元10在FS状态,还是BHHL状态和BHHR状态下具有良好的辐射性能,有利于提升天线单元10的辐射效率,使得包括天线单元10的电子设备1能够满足各种通信需求。
请参阅图8A-图8E,图8A-图8E示出了本申请一实施例提供的一种天线单元10的结构示意图。每个天线单元10可以包括:第一辐射体101、第二辐射体102、第一传输线103以及第一馈源104。
第一辐射体101和第二辐射体102采用T天线的辐射体结构。第一辐射体101的电长度与第二辐射体102的电长度的比值设置在0.8至1.2的范围内。例如,0.8、0.83、0.9、0.93、1、1.02、1.1、1.15或者1.2等。在一些实施例中,第一辐射体101的电长度与第二辐射体102的电长度的比值设置为1.1。第一辐射体101的电长度和第二辐射体102的电长度均约为第一波长的1/2,第一波长为第一馈源104激励出天线单元10的CM模式下对应的信号所在工作频段中的任意一个谐振点对应的波长(如天线单元10的最小谐振点对应的波长),即天线单元10的工作频段中任意一个频点对应的波长。需要说明的是,在实际应用中,第一辐射体101的电长度与第二辐射体102的电长度的比值难以等于1,可以通过在天线单元10中设置匹配电路,并通过调整匹配电路等来补偿这种结构上的误差。
这样,通过将第一辐射体101的电长度与第二辐射体102的电长度的比值设置在0.8至1.2的范围内时,从而有利于实现第一辐射体101的电长度与第二辐射体102能够在同一频段的射频信号下均激励出相同的谐振模式以及多个谐振模式。
考虑到电子设备的1的屏占比大于等于100%,为了确保天线单元10具备良好的净空,本申请无法将第一辐射体101和第二辐射体102设置在壳体30中环绕显示屏20设置的位置上,也无法将壳体30中环绕显示屏20设置的部分作为第一辐射体101和第二辐射体102。进一步地,基于天线的设置规则,天线单元10需要设置在靠近电子设备1边缘的位置,以确保留出足够的净空区域来保证天线的辐射性能。
本申请中,显示屏20的第一边L1与壳体30的第一边L3在Z方向上重合,显示屏20的第二边L2与壳体30的第二边L4在Z方向上重合。其中,显示屏20的第一边L1和壳体30的第二边L4为显示屏20的不相邻且与Y方向平行的侧边,壳体30的第一边L3和壳体30的第二边L4为壳体30的不相邻且与Y方向平行的侧边。因此,本申请中,第一辐射体101与第二辐射体102设置沿Y方向左右设置,且第一辐射体101和第二辐射体102均贴靠壳体30设置,或者第一辐射体101和第二辐射体102均贴靠显示屏20设置。
本申请中,第一辐射体101和第二辐射体102在第一方向上与显示屏20或者电池40之间的距离大于等于0.5mm。其中,第一方向可以为X方向、Y方向和Z方向中的任意一个方向。
其中,本申请可比较显示屏20与天线单元10的第一距离,以及电池40与天线单元10的第二距离。在第一距离小于等于第二距离时,第一辐射体101和第二辐射体102可在第一方向上与显示屏20之间的距离大于等于0.5mm。在第一距离大于等于第二距离时,第一辐射体101和第二辐射体102可在第一方向上与电池40之间的距离大于等于0.5mm。
其中,天线单元10可设置在壳体30内,也可以设置在壳体30上,本申请对此不做限定。在天线单元10设置在壳体30上时,本申请可以设置壳体30为绝缘材质的,也可以在壳体30上开槽或开缝以实现天线单元10。本申请中,在显示屏20的显示区域仅包括电子设备1朝向Z方向的一整面(即X方向与Y方向所构成的平面)时,如图7A-图7B所示,天线单元10在Z方向上与显示屏20或者电池40之间的距离大于等于0.5mm。或者,天线单元10在X方向或者Y方向上与显示屏20或者电池40之间的距离大于等于0.5mm。
在显示屏20的显示区域至少覆盖电子设备1的侧面(即Y方向与Z方向所构成的平面)和/或背面(即X方向与-Z方向所构成的屏幕)时,天线单元10与显示屏20在X方向和Y方向所构成的平面上的投影不重合,且天线单元10在X方向或者Y方向上与显示屏20之间的距离大于等于0.5mm。
在第一辐射体101和第二辐射体102设置在壳体30内时,第一辐射体101在X方向或Y方向上与显示屏20之间的距离大于等于0.5mm。第二辐射体102在X方向或Y方向上与显示屏20之间的距离大于等于0.5mm。
以显示屏20为例,第一辐射体101在X方向或Y方向上与显示屏20的第一边L1或壳体30的第一边L3具有一定的微小缝隙(该缝隙称为第一缝隙D1)。第二辐射体102在X方向或Y方向上与显示屏20的第二边L2或壳体30的第二边L4具有一定的微小缝隙(该缝隙称为第二缝隙D2)。
在第一辐射体101和第二辐射体102设置在壳体30(即后盖32)上时,第一辐射体101在Z方向上与显示屏20或电池40之间的距离大于等于0.5mm。第二辐射体102在Z方向上与显示屏20或电池40之间的距离大于等于0.5mm。
以显示屏20为例,第一辐射体101在Z方向上与显示屏20的第一边L1或壳体30的第一边L3具有一定的微小缝隙。第二辐射体102在Z方向上与显示屏20的第二边L2或壳体30的第二边L4具有一定的微小缝隙。
其中,本申请对第一缝隙D1、第二缝隙D2、以及上述提及的缝隙的具体数值和填充材料等不做限定。且上述任意一个缝隙的具体数值或填充材料可以相同或者不同。在一些实施例中,上述任意一个缝隙可以约为0.5毫米(mm)左右。在一些实施例中,上述任意一个缝隙内可以填充介电材料,进一步增强第一辐射体101与壳体30的电隔离效果,以及进一步增强第二辐射体102与壳体30的电隔离效果,使得第一辐射体101和第二辐射体102各自输出或接收的射频信号仍能够穿过壳体30进行辐射。
综上,第一辐射体101和第二辐射体102贴靠壳体30或者显示屏20的紧凑设置,使得天线单元10更加靠近电子设备1的边缘,较大程度地减小天线单元10的占用空间,节省天线单元10的排布空间积,实现天线单元10更好的辐射效果。从而,有效地解决天线单元10在紧凑的设计下仍具有较佳的隔离度,进而保证天线单元10具有较佳的辐射性能。
其中,第一辐射体101的电长度和第二辐射体102的电长度可相同或者不同。为了便于说明,图8A和图8B中,以第一辐射体101的电长度小于第二辐射体102的电长度为例进行示意。在第一辐射体101的电长度和第二辐射体102的电长度不同时,有利于拓宽天线单元10的工作频段带宽。在第一辐射体101的电长度和第二辐射体102的电长度相同时,通过电容和/或电感等元器件的电连接,有利于拓宽天线单元10的工作频段带宽。在另一些实施例中,当第一辐射体101和第二辐射体102的形状和长度均相同时,第一辐射体101和第二辐射体102可沿Y方向左右轴对称设置。
其中,第一辐射体101的形状和第二辐射体102的形状可以为折线形(如图8A和图8B中的L形),也可以为直线形,也可以不规则形,本申请对此不做限定。且第一辐射体101的形状和第二辐射体102的形状可相同或者不同。
第一辐射体101包括第一端部1011和远离第一端部1011设置的第二端部。第一辐射体101的第一端部1011和第一辐射体101的第二端部1012均为开放端,即第一辐射体101的第一端部1011和第一辐射体101的第二端部1012均未接地。第二辐射体102包括第一端部1021和远离第一端部1021设置的第二端部1022。第二辐射体102的第一端部1021和第二辐射体102的第二端部1022均为开放端,即第二辐射体102的第一端部1021和第二辐射体102的第二端部1022均未接地。
其中,本申请对第一辐射体101和第二辐射体102的设置位置不做限定。在一些实施例中,第一辐射体101和第二辐射体102之间的距离大于等于第一波长的1/4,有利于增强天线单元10的辐射效果。例如,图8A或图8B中,第一辐射体101的第二端部1012与第二辐射体102的第二端部1022之间的最小距离为第一波长的1/4。为了便于说明,本申请中的第一辐射体101和第二辐射体102采用如图8A或图8B所示的位置进行举例示意。
第一辐射体101上具有第一馈电点A1和第一接地点B1。
其中,第一接地点B1位于第一辐射体101的中部。第一接地点B1至第一辐射体101的第一端部1011的端面之间的距离为第一波长的1/5至第一波长的3/10的范围内。即第一接地点B1与第一辐射体101的中点之间的距离大于等于0且小于等于第一波长的1/10,使得第一辐射体101可形成T天线的辐射体结构。在一些实施例中,第一接地点B1至第一辐射体101的第一端部1011的端面之间的距离为第一波长的1/4,即第一辐射体101的中点。可以理解的是,实际应用中,第一接地点B1至第一辐射体101的第一端部1011的端面之间的距离是难以完全等于第一波长的1/4,可以通过在天线单元10中设置匹配电路,并通过调整匹配电路等来补偿这种结构上的误差。
第一接地点B1与第一馈电点A1间隔设置在第一辐射体101上。本申请对第一接地点B1和第一馈电点A1之间的相对位置和相距距离不做限定。例如,图8A和图8B示意了第一馈电点A1位于靠近第一辐射体101的第二端部1012的一侧。在另一些实施例中,第一馈电点A1也可以位于远离第一辐射体101的第二端部1012的一侧,如图8C和图8E所示。
第一馈电点A1电连接第一传输线103,第一传输线103电连接第一馈源104(本申请将第一传输线103与第一馈源104电连接的位置称为第一连接点C1,第一连接点C1并非实际存在的点),第一馈源104用于电连接电子设备1中的射频前端,使得射频前端产生的射频信号能够通过从第一传输线103中的第一连接点C1至第一馈电点A1之间的传输线传输至第一辐射体101,并通过第一辐射体101传输至外界,也使得第一辐射体101将从外界接收到的射频信号通过从第一传输线103中的第一连接点C1至第一馈电点A1之间的传输线传输至射频前端。需要说明的是,本申请的第一馈电点A1并非实际存在的点,第一传输线103与第一辐射体101连接的位置即第一馈电点A1。
第一接地点B1用于与电子设备1的地共地,可以通过调整第一接地点B1的位置,能够调节第一辐射体101的电长度。其中,电长度的变化能够改变第一辐射体101产生谐振的频率。在实际应用过程中,第一接地点B1可以通过接地弹脚或者接地导线等接地件实现接地。其中,接地件的第一端连接至第一辐射体101的第一接地点B1,接地件的第二端电连接电子设备1的接地端。需要说明的是,本申请的第一接地点B1并非为实际存在的点,接地弹脚或者接地导线等接地件与第一辐射体101连接的位置即第一接地点B1。
第二辐射体102上具有第二馈电点A2和第二接地点B2。
其中,第二接地点B2位于第二辐射体102的中部。第二接地点B2至第二辐射体102的第一端部1021的端面之间的距离为第一波长的1/5至第一波长的3/10的范围内。即第二接地点B2与第二辐射体102的中点之间的距离大于等于0且小于等于第一波长的1/10,使得第二辐射体102可形成T天线的辐射体结构。在一些实施例中,第二接地点B2至第二辐射体102的第一端部1021的端面之间的距离为第一波长的1/4,即第二辐射体102的中点。可以理解的是,实际应用中,第二接地点B2至第二辐射体102的第一端部1021的端面之间的距离是难以完全等于第一波长的1/4,可以通过在天线单元10中设置匹配电路,并通过调整匹配电路等来补偿这种结构上的误差。
第二接地点B2与第二馈电点A2间隔设置在第二辐射体102上。本申请对第二接地点B2和第二馈电点A2之间的相对位置和相距距离不做限定。例如,图8A和图8B示意了第二馈电点A2位于靠近第二辐射体102的第二端部1022的一侧。在另一些实施例中,第二馈电点A2也可以位于远离第二辐射体102的第二端部1022的一侧,如图8D和图8E所示。
另外,本申请对第一辐射体101和第二辐射体102的形状也不做限定。在一些实施例中,第一辐射体101和第二辐射体102均呈L型。
请参阅图8A-图8B,第一馈电点A1可以设置在第一接地点B1与第一辐射体101的弯曲侧(即第一辐射体101的第二端部1012)之间的除了第一接地点B1之外的任意一个位置。第二馈电点A2设置在第二接地点B2与第二辐射体102的弯曲侧(即第二辐射体102的第二端部1022)之间的除了第二接地点B2之外的任意一个位置。其中,以第一传输线103呈直线形为例进行示意。
请参阅图8C,第一馈电点A1可以设置在第一接地点B1与第一辐射体101的非弯曲侧(即第一辐射体101的第一端部1011)之间的除了第一接地点B1之外的任意一个位置。第二馈电点A2设置在第二接地点B2与第二辐射体102的弯曲侧(即第二辐射体102的第二端部1022)之间的除了第二接地点B2之外的任意一个位置。其中,以第一传输线103呈Z字形为例进行示意。
请参阅图8D,第一馈电点A1可以设置在第一接地点B1与第一辐射体101的弯曲侧(即第一辐射体101的第二端部1012)之间的除了第一接地点B1之外的任意一个位置。第二馈电点A2设置在第二接地点B2与第二辐射体102的非弯曲侧(即第二辐射体102的第一端部1021)之间的除了第二接地点B2之外的任意一个位置。其中,以第一传输线103呈Z字形为例进行示意。
请参阅图8E,第一馈电点A1可以设置在第一接地点B1与第一辐射体101的非弯曲侧(即第一辐射体101的第一端部1011)之间的除了第一接地点B1之外的任意一个位置。第二馈电点A2设置在第二接地点B2与第二辐射体102的弯曲侧(即第二辐射体102的第一端部1021)之间的除了第二接地点B2之外的任意一个位置。其中,以第一传输线103呈直线形为例进行示意。
综上,第一馈电点A1可以设置在第一辐射体101上除了第一接地点B1之外的任意一个位置。第二馈电点A2可以设置在第二辐射体102上除了第二接地点B2之外的任意一个位置。从而,在手握持电子设备1时,天线单元10可以具备良好的辐射性能。
需要说明的是,在第一馈电点A1设置在第一辐射体101的第一端部1011或者第二端部1012时,本申请可通过电容将第一传输线102第一馈电点A1电连接。在第二馈电点A2设置在第二辐射体102的第一端部1021或者第二端部1022时,本申请可通过电容将第一传输线102与第二馈电点A2电连接。
另外,第一接地点B1和第二馈电点A2的相对位置与第二接地点B2和第二馈电点A2的相对位置可以相同或不同。第一接地点B1和第二馈电点A2的相距距离与第二接地点B2和第二馈电点A2的相距距离可以相同或不同。
第二馈电点A2电连接第一传输线103,第一传输线103电连接第一馈源104,第一馈源104用于连接电子设备1中的射频前端,使得射频前端产生的射频信号能够通过从第一传输线103中的第一连接点C1至第二馈电点A2之间的传输线传输至第二辐射体102,并通过第二辐射体102传输至外界,也使得第二辐射体102将从外界接收到的射频信号通过从第一传输线103中的第一连接点C1至第二馈电点A2之间的传输线传输至射频前端。需要说明的是,本申请的第二馈电点A2并非实际存在的点,第一传输线103与第二辐射体102连接的位置即第二馈电点A2。
第二接地点B2用于与电子设备1的地共地,可以通过调整第二接地点B2的位置,能够调节第二辐射体102的电长度。其中,电长度的变化能够改变第二辐射体102产生谐振的频率。在实际应用过程中,第二接地点B2可以通过接地弹脚或者接地导线等接地件实现接地。其中,接地件的第一端连接至第二辐射体102的第二接地点B2,接地件的第二端电连接电子设备1的接地端。需要说明的是,本申请的第二接地点B2并非为实际存在的点,接地弹脚或者接地导线等接地件与第二辐射体102连接的位置即第二接地点B2。
其中,本申请对第一传输线103的类型、形状、长度等参数不做限定。例如,第一传输线103可以是电子设备1中的走线、柔性电路板、微带线或者是天线支架上的走线层等。另外,第一传输线103与第一馈源104电连接的第一连接点C1可以靠近第一辐射体101设置,也可以靠近第二辐射体102设置,也可以为第一传输线103的中点,本申请对此不做限定。在一些实施例中,第一连接点C1设置在第一传输线103的中点到第一传输线102靠近第二辐射体102一侧的端部之间的任意一个位置。例如,第一传输线103可以呈折线形、直线形或者曲线形等。为了便于说明,本申请中的第一传输线103与第一馈源104电连接的第一连接点C1采用如图8A或图8B所示的位置进行举例示意。
综上,第一馈源104通过第一传输线103向第一馈电点A1和第二馈电点A2输入同一频段的射频信号,也即第一辐射体101与第二辐射体102的输入信号为同一频段的射频信号。其中,本申请对射频信号的频段不做限定。例如,射频信号的频段在600兆赫兹(MHz)至1200MHz的范围内。
在另一些实施例中,天线单元10还可以包括移相器。移相器可以设置在第一传输线103与第一馈电点A1之间。和/或,移相器也可以设置在第一传输线103与第二馈电点A2之间。从而,移相器可用于改变第一辐射体101与第二辐射体102之间的相差,进而在电子设备1被握住后,改善被破坏的隔离度。
需要说明的是,本申请的电子设备1可满足大于等于100%的屏占比,对应的,同样适用于大于等于85%的屏占比的电子设备。
在一个具体的实施例中,如图8A-8E所示,第一辐射体101可靠近电子设备1的侧边1和与侧边1相邻的底边1设置。其中,第一辐射体101在Y方向上的长度可以为74.5mm,第一辐射体101在X方向上的宽度可以为7mm。第二辐射体102可靠近电子设备1的侧边2和与侧边2相邻的底边2设置。侧边1和侧边2分别为电子设备1的不相邻且与Y方向平行的两个侧边。其中,第二辐射体102在Y方向上的长度可以为79.5mm,第一辐射体101在X方向上的宽度可以为7.5mm。第一馈电点A1可靠近第一辐射体101的第二端部1012设置,第二馈电点A2可靠近第二辐射体102的第二端部1022设置。其中,第一传输线103在Y方向上的长度可以为22.5mm。且第一辐射体101和第二辐射体102采用LDS的天线形式,天线单元10与电子设备的侧边1的间隙可以为1.5mm,且在Z方向上最小高度为1mm,最大高度2.5mm。
图8B所示实施例的天线单元10与图8A所示实施例的天线单元10的仿真类似。下面结合附图,以图8A所示实施例的天线单元10为例,介绍上述实施例的天线单元10的仿真图。
请参阅图9A,图9A示出了图8A所示实施例的天线单元10在FS状态下回波损耗系数(S11)的曲线示意图。图9A中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为S11,单位为dB。
天线单元10在0.5GHz-1.2GHz之间主要产生了四个谐振模式,谐振“1”(0.72GHz)、谐振“2”(0.73GHz)、谐振“3”(0.9GHz)和谐振“4”(0.92GHz)。其中,谐振“1”(0.72GHz)为第二辐射体102激励出CM模式下对应的信号所在工作频段中的一个谐振点,谐振“2”(0.73GHz)为第一辐射体101激励出CM模式下对应的信号所在工作频段中的一个谐振点,谐振“3”(0.9GHz)为第二辐射体102激励出DM模式下对应的信号所在工作频段中的一个谐振点,谐振“4”(0.92GHz)为第一辐射体101激励出DM模式下对应的信号所在工作频段中的一个谐振点。
请参阅图9B,图9B示出了图8A所示实施例的天线单元10在FS状态下总效率(totalefficiency)和辐射效率(radiation efficiency)的曲线示意图。图9B中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为效率,单位为dB。
实线表示的是天线单元10在FS状态下的总效率。虚线表示的是天线单元10在FS状态下的辐射效率。天线单元10的总效率在-5dB左右时,天线单元10的工作频段约为37MHz,天线单元10的总效率在-8dB左右时,天线单元10的工作频段约为220MHz。
请参阅图9C,图9C示出了图8A所示实施例的天线单元10在FS状态下的电流分布示意图。图9C的(1)中的箭头指向表示第二辐射体102激励出CM模式下对应的信号时,第二辐射体102和部分的第一传输线103上的电流分布情况。图9C的(2)中的箭头指向表示第一辐射体101激励出CM模式下对应的信号时,第一辐射体101和部分的第一传输线103上的电流分布情况。图9C的(1)和图9C的(2)中均有一个电流反向点(图9C中采用空心圆圈进行示意)。图9C的(3)中的箭头指向表示第二辐射体102激励出DM模式下对应的信号时,第二辐射体102和部分的第一传输线103上的电流分布情况。图9C的(4)中的箭头指向表示第一辐射体101激励出DM模式下对应的信号时,第一辐射体101和部分的第一传输线103上的电流分布情况。
结合图9A-图9C,天线单元10在FS状态下的效率较高,工作频段较宽,使得天线单元10具备良好的辐射性能,能够较好地满足电子设备1的通信要求。
请参阅图10A-图10C,图10A-图10C示出了一种天线单元的结构示意图。图10A中的天线单元包括:图8A所示实施例的第一辐射体101和部分的第一传输线103,第一辐射体101上具有第一馈电点A1和第一接地点B1。图10B中的天线单元包括:图8A所示实施例的第二辐射体102和部分的第一传输线103,第二辐射体102上具有第二馈电点A2和第二接地点B2。且图10A中的天线单元和图10B中的天线单元共同构成图8A所示实施例的天线单元10。图10C中的天线单元包括:图8A所示实施例的第一辐射体101,第一辐射体101上具有第一馈电点A1和第一接地点B1。需要说明的是,图10C中的天线单元也可以包括:图8A所示实施例的第二辐射体102,第二辐射体102上具有第二馈电点A2和第二接地点B2。本申请对此不做限定。
图8A所示实施例的天线单元10包含有第一辐射体101和第二辐射体102,可称为分布式馈电的T天线,即左右两侧T天线。图10A和图10C所示实施例的天线单元包含有第一辐射体101,可称为仅左侧馈电的T天线,即单侧T天线。图10B所示实施例的天线单元包含有第二辐射体102,进而称为仅右侧馈电的T天线,即单侧T天线。
请参阅图11A,图11A示出了图8A所示实施例的天线单元10、图10A所示实施例的天线单元以及图10B所示实施例的天线单元分别在FS状态下S11的曲线示意图。图11A中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为S11,单位为dB。实线1表示的是图8A中的天线单元10在FS状态下的S11。虚线2表示的是图10A中的天线单元在FS状态下的S11。虚线3表示的是图10A中的天线单元在FS状态下的S11。
请参阅图11B,图11B示出了图8A所示实施例的天线单元10、图10A所示实施例的天线单元以及图10B所示实施例的天线单元分别在FS状态下总效率和辐射效率的曲线示意图。图11B中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为效率,单位为dB。
实线11表示的是图8A中的天线单元10在FS状态下的总效率。虚线12表示的是图10A中的天线单元在FS状态下的总效率。虚线13表示的是图10A中的天线单元在FS状态下的总效率。实线21表示的是图8A中的天线单元10在FS状态下的辐射效率。虚线22表示的是图10A中的天线单元在FS状态下的辐射效率。虚线23表示的是图10A中的天线单元在FS状态下的辐射效率。
结合图11A-图11B,相比图10A所示实施例的天线单元和图10B所示实施例的天线单元而言,图8A所示实施例的天线单元10的辐射性能较强,且图8A所示实施例的天线单元10的效率带宽远超过单侧T天线的效率带宽。
请参阅图12A,图12A示出了图8A所示实施例的天线单元10以及图10A所示实施例的天线单元分别在FS状态、BHHL状态、BHHR状态下总效率的曲线示意图。图12A中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为总效率,单位为dB。
实线11表示的是图8A中的天线单元10在FS状态下的总效率。虚线12表示的是图8A中的天线单元在BHHL状态下的总效率。虚线13表示的是图8A中的天线单元10在BHHR状态下的总效率。实线21表示的是图10A中的天线单元在FS状态下的总效率。虚线22表示的是图10A中的天线单元在BHHL状态下的总效率。虚线23表示的是图10A中的天线单元在BHHR状态下的总效率。
请参阅图12B,图12B示出了图8A所示实施例的天线单元10以及图10A所示实施例的天线单元分别在FS状态、BHHL状态、BHHR状态下辐射效率的曲线示意图。图12B中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为辐射效率,单位为dB。
实线11表示的是图8A中的天线单元10在FS状态下的辐射效率。虚线12表示的是图8A中的天线单元10在BHHL状态下的辐射效率。虚线13表示的是图8A中的天线单元10在BHHR状态下的辐射效率。实线21表示的是图10A中的天线单元在FS状态下的辐射效率。虚线22表示的是图10A中的天线单元在BHHL状态下的辐射效率。虚线23表示的是图10A中的天线单元在BHHR状态下的辐射效率。
结合图12A-图12B,相比图10A所示实施例的天线单元而言,由于第一辐射体101和第二辐射体102的性能能够相互增强,即左右两侧T天线激励出的CM模式下对应的信号能够在较低工作频段内覆盖,且左右两侧T天线激励出的DM模式下对应的信号能够在较高工作频段内覆盖,故图8A所示实施例的天线单元10的辐射性能增强,图8A所示实施例的天线单元10的辐射性能均衡,且图8A所示实施例的天线单元10的频率带宽(如曲线11、虚线12以及虚线13)远超过单侧T天线的效率带宽(如曲线21、虚线22以及虚线23)。
基于图8A所示实施例的天线单元10,绘制天线单元10激励出CM模式下对应的信号时电子设备1的三维辐射方向图,以及绘制天线单元10激励出DM模式下对应的信号时电子设备1的三维辐射方向图。其中,theta是ZOX平面的角度,phi是XOY平面的角度。
基于天线单元10激励出CM模式下对应的信号时电子设备1的三维辐射方向图,图13A示出了phi=90°时电子设备1在谐振“1”或谐振“2”下的二维辐射方向图。图13B示出了theta=90°时电子设备1在谐振“1”或谐振“2”下的二维辐射方向图。
基于天线单元10激励出DM模式下对应的信号时电子设备1的三维辐射方向图,图13C示出了phi=90°时电子设备1在谐振“3”或谐振“4”下的二维辐射方向图。图13D示出了theta=90°时电子设备1在谐振“3”或谐振“4”下的二维辐射方向图。
基于图10C所示实施例的天线单元10,绘制天线单元10激励出CM模式下对应的信号时电子设备1的三维辐射方向图,以及绘制天线单元10激励出DM模式下对应的信号时电子设备1的三维辐射方向图。其中,theta是ZOX平面的角度,phi是XOY平面的角度。
基于天线单元10激励出CM模式下对应的信号时电子设备1的三维辐射方向图,图14A示出了phi=90°时电子设备1在谐振“5”(0.74GHz)下的二维辐射方向图。图14B示出了theta=90°时电子设备1在谐振“5”下的二维辐射方向图。
基于天线单元10激励出DM模式下对应的信号时电子设备1的三维辐射方向图,图14C示出了phi=90°时电子设备1在谐振“6”(0.89GHz)下的二维辐射方向图。图14D示出了theta=90°时电子设备1在谐振“6”下的二维辐射方向图。
综上,结合图13A-图13D,以及图14A-图14D,相比图10C所示实施例的天线单元10而言,图8A所示实施例的天线单元10的辐射方向沿Y方向左右对称,可见,图8A所示实施例的天线单元10辐射性能均衡,从而反映出天线单元10在BHHL状态和BHHR状态下具有均衡性。
本申请中,第一辐射体101和第二辐射体102均采用T天线的辐射体结构,使得第一辐射体101和第二辐射体102在同一工作频段下均能够激励出CM模式(即在同一个工作频段内第一辐射体101和第二辐射体102可产生同一类型的谐振模式),且第一辐射体101和第二辐射体102产生的CM模式下对应的信号能够互补增强,使得第一辐射体101和第二辐射体102在CM模式下各自产生的信号可以相互激励,也使得第一辐射体101和第二辐射体102在同一工作频段下均能够激励出DM模式(即在同一个工作频段内第一辐射体101和第二辐射体102可产生同一类型的谐振模式),且第一辐射体101和第二辐射体102产生的DM模式下对应的信号能够互补增强,使得第一辐射体101和第二辐射体102在DM模式下各自产生的信号可以相互激励,进而提升了天线单元10在FS状态、BHHL状态、以及BHHR状态下同一谐振模式的辐射性能,以及通过增加谐振模式的数量来拓宽了天线单元的工作频段。
从而,不仅使得包括上述天线单元10的电子设备1能够满足各种通信需求,还使得电子设备1满足5mm-6mm厚度的超薄设计以及大于等于100%屏占比的极致设计,有益于提升用户的使用体验。
本领域技术人员可以理解,电池40对天线单元10的辐射性能会造成不利的影响,且电子设备1的超薄设计对电池40的容量也会产生不利的影响。因此,电池40常常会在X方向上增大宽度,以尽量增大电池40的占用面积,使得电池40具备较大的容量,以维持电子设备1长时间的使用。从而。有效降低了电子设备1的整机厚度,有利于电子设备1满足超薄且全面屏的设计。
本申请中,电池40靠近第一辐射体101和第二辐射体102设置,且电池40具有凹陷区域。当电池40与第一辐射体101和第二辐射体102在第一方向上的投影有重合时,电池40的凹陷区域至少包括天线单元10沿第一方向投影到电池40的区域,使得至少电池40的凹陷区域能够为天线单元10提供净空,而不影响天线单元10的辐射效果。
在第一辐射体101和第二辐射体102设置在壳体30内时,若第一距离大于等于第二距离,则凹陷区域在X方向上的面积大于等于天线单元10沿Y方向上投影到电池40上的区域的面积。
在第一辐射体101和第二辐射体102设置在壳体30内时,若第一距离大于等于第二距离,则凹陷区域在Y方向上的面积大于等于天线单元10沿X方向上投影到电池40上的区域的面积。从而,使得电池40能够不影响天线单元10的辐射效果。
其中,电池40可呈里凸边凹状,如阶梯状、棱台状、圆台状或者不规则状等。为了便于说明,以图15A示出的阶梯状的电池40为例进行示意。
在第一辐射体101和第二辐射体102设置在壳体30上时,凹陷区域在Z方向上的面积大于等于天线单元10沿Z方向投影到电池40上的区域的面积。从而,使得电池40能够不影响天线单元10的辐射效果。
其中,电池40中与第一辐射体101在Z方向上重合的区域,以及电池40中与第二辐射体102在Z方向上重合的区域可沿Z方向全部或者部分凹陷,本申请对此不做限定。为了便于说明,以图15B示出的电池40为例进行示意。
结合图15A和图15B,相比于图15A所示实施例的电池40而言,图15B所示实施例的电池40可以在X方向上宽度可以更长,以提升电池40的容量,增长电子设备1的使用。
从而,使得天线单元10具有良好的净空区域,确保留出足够的净空区域来保证天线的辐射性能,使得包括上述天线单元10的电子设备1能够满足各种通信需求。
基于前述描述,图8A或图8B所示实施例的天线单元10可使得电子设备1满足大于等于5mm的厚度设计。在电子设备1超薄的设计过程中,电子设备1的整机厚度可适量放宽厚度要求,如电子设备1满足7mm-10mm厚度的超薄设计。本申请中,除了图8A或图8B所示实施例的天线单元10之外,天线单元10可以包括多种实现方式。
下面结合附图,介绍本申请提供的天线单元10其他的具体实现方式。
请参阅图16,图16示出了本申请一实施例提供的一种天线单元10的结构示意图。每个天线单元10可以包括:第三辐射体104、第四辐射体105、第二传输线106以及第二馈源107。
第三辐射体104采用倒F天线(inverted F antenna,IFA)的辐射体结构。第四辐射体105采用T天线的辐射体结构。第四辐射体105的电长度与第三辐射体104的电长度的比值设置在1.6至2.4的范围内。例如,1.6、1.63、1.7、1.73、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3或者2.4等。
在一些实施例中,第四辐射体105的电长度与第三辐射体104的电长度的比值设置为2。第三辐射体104的电长度约为第二波长的1/4,第四辐射体105的电长度均约为第二波长的1/2,第二波长为第二馈源107激励出天线单元10的CM模式下对应的信号所在工作频段中的任意一个谐振点对应的波长(如天线单元10的最小谐振点对应的波长),即天线单元10的工作频段中任意一个频点对应的波长。需要说明的是,在实际应用中,第四辐射体105的电长度与第三辐射体104的电长度的比值难以等于2,可以通过在天线单元10中设置匹配电路,并通过调整匹配电路等来补偿这种结构上的误差。
这样,通过将第四辐射体105的电长度与第三辐射体104的电长度的比值设置在1.6至2.4的范围内时,从而有利于实现第三辐射体104的电长度与第四辐射体105能够在同一频段的射频信号下均激励出谐振模式。
其中,第三辐射体104的形状和第四辐射体105的形状可以为折线形(如L形),也可以为直线形,也可以不规则形,本申请对此不做限定。且第三辐射体104的形状和第四辐射体105的形状可相同或者不同。为了便于说明,本申请中的第三辐射体104和第四辐射体105采用如图16所示的形状进行举例示意。
其中,第三辐射体104和第四辐射体105设置在靠近电子设备1边缘的位置,具体实现过程可参见第一辐射体101和第二辐射体102均贴靠壳体30或显示屏20设置的描述,此处不做赘述。且本申请对第三辐射体104和第四辐射体105的设置位置不做限定。例如,第三辐射体104和第四辐射体105为相邻的导电段或者柔性电路板。为了便于说明,本申请中的第一辐射体101和第二辐射体102采用如图16所示的位置进行举例示意。
第三辐射体104包括第一端部1041和远离第一端部1041设置的第二端部1042。第三辐射体104的第一端部1041靠近第四辐射体105的第一端部1051设置,第三辐射体104的第二端部1042远离第四辐射体105的第一端部1051设置。第三辐射体104的第二端部1042为开放端,即第三辐射体104的第二端部1042未接地。
第四辐射体105包括第一端部1051和远离第一端部1051设置的第二端部1052。第四辐射体105的第一端部1051靠近第三辐射体104设置,第四辐射体105的第二端部1052远离第三辐射体104设置。第四辐射体105的第一端部1051和第四辐射体105的第二端部1052均为开放端,即第四辐射体105的第一端部1051和第四辐射体105的第二端部1052均未接地。
第三辐射体104与第四辐射体105相互靠近的两个端部(即第三辐射体104的第一端部1041和第四辐射体105的第一端部1051)形成第三缝隙D3,使得第三辐射体104与第四辐射体105紧凑设置,从而减小第三辐射体104与第四辐射体105的占用空间,有利于增强天线单元10的辐射效果。其中,本申请对第三缝隙D3的具体数值和填充材料等不做限定。例如,第三缝隙D3可以大于0且小于等于10mm。当然,第三缝隙D3也可以不在前述范围内。
第三辐射体104上具有第三馈电点A3和第三接地点B3。
其中,第三接地点B3位于第三辐射体104的第一端部1041,也即第三辐射体104的第一端部1041为接地端。第三馈电点A3位于第三接地点B3远离第四辐射体105的一侧。第三辐射体104在第三馈电点A3与第三接地点B3之间的长度小于或等于第三辐射体104的总长度的一半,也即第三辐射体104在第三馈电点A3与第三辐射体104的接地端之间的长度小于或等于第三辐射体104的总长度的一半。此时,第三馈电点A3靠近第三接地点B3设置。可以理解的是,第三辐射体104的总长度为沿着Y方向,第三辐射体104的第一端部1041的端面至第三辐射体104的第二端部1042的端面之间的长度。
第三馈电点A3电连接第二传输线106,第二传输线106电连接第二馈源107(本申请将第二传输线106与第二馈源107连接的位置称为第二连接点C2,第二连接点C2并非实际存在的点),第二馈源107用于电连接电子设备1中的射频前端,使得射频前端产生的射频信号能够通过从第二传输线106中的第二连接点C2至第三馈电点A3之间的传输线传输至第三辐射体104,并通过第三辐射体104传输至外界,也使得第三辐射体104将从外界接收到的射频信号通过从第二传输线106中的第二连接点C2至第三馈电点A3之间的传输线传输至射频前端。需要说明的是,本申请的第三馈电点A3并非实际存在的点,第二传输线106与第三辐射体104连接的位置即第三馈电点A3。
第三接地点B3用于与电子设备1的地共地,可以通过调整第三接地点B3的位置,能够调节第三辐射体104的电长度。其中,电长度的变化能够改变第三辐射体104产生谐振的频率。在实际应用过程中,第三接地点B3可以通过接地弹脚或者接地导线等接地件实现接地。其中,接地件的第一端连接至第三辐射体104的第三接地点B3,接地件的第二端电连接电子设备1的接地端。需要说明的是,本申请的第三接地点B3并非为实际存在的点,接地弹脚或者接地导线等接地件与第三辐射体104连接的位置即第三接地点B3。
第四辐射体105上具有第四馈电点A4和第四接地点B4。
其中,第四接地点B4与第四辐射体105的中点之间的距离大于等于0且小于等于第二波长的1/10,使得第四辐射体105可形成T天线的辐射体结构。且第四接地点B4与第四馈电点A4间隔设置在第四辐射体105上。本申请对第四接地点B4和第四馈电点A4之间的相对位置和相距距离不做限定。为了便于说明,本申请中的第四接地点B4为第四辐射体105的中点且第四馈电点A4和第四接地点B4采用如图16所示的位置进行举例示意。
第四馈电点A4电连接第二传输线106,第二传输线106电连接第二馈源107,第二馈源107用于电连接电子设备1中的射频前端,使得射频前端产生的射频信号能够通过从第二传输线106中的第二连接点C2至第四馈电点A4之间的传输线传输至第四辐射体105,并通过第四辐射体105传输至外界,也使得第四辐射体105将从外界接收到的射频信号通过从第二传输线106中的第二连接点C2至第四馈电点A4之间的传输线传输至射频前端。需要说明的是,本申请的第四馈电点A4并非实际存在的点,第二传输线106与第四辐射体105连接的位置即第四馈电点A4。
第四接地点B4用于与电子设备1的地共地,可以通过调整第四接地点B4的位置,能够调节第四辐射体105的电长度。其中,电长度的变化能够改变第四辐射体105产生谐振的频率。在实际应用过程中,第四接地点B4可以通过接地弹脚或者接地导线等接地件实现接地。其中,接地件的第一端连接至第四辐射体105的第四接地点B4,接地件的第二端电连接电子设备1的接地端。需要说明的是,本申请的第四接地点B4并非为实际存在的点,接地弹脚或者接地导线等接地件与第四辐射体105连接的位置即第四接地点B4。
由此,通过将第三辐射体104的第一端部1041设置为接地端,并使第三辐射体104的接地端靠近第四辐射体105的开放端(第四辐射体105的第一端部1051)设置,从而有效地解决天线单元10在紧凑的设计下仍具有较佳的隔离度,进而保证复合天线具有较佳的天线性能。
其中,本申请对第二传输线106的类型、形状、长度等参数不做限定。例如,第二传输线106可以是电子设备1中的走线、柔性电路板、微带线或者是天线支架上的走线层等。另外,第二传输线106与第二馈源107之间的第二连接点C2可以靠近第三辐射体104设置,也可以靠近第四辐射体105设置,也可以为第二传输线106的中点,本申请对此不做限定。
例如,第二传输线106可以呈折线形、直线形或者曲线形等。为了便于说明,本申请中的第二传输线106与第二馈源107之间的第二连接点C2采用如图16所示的位置进行举例示意。
综上,第二馈源107通过第二传输线106向第三馈电点A3和第四馈电点A4输入同一频段的射频信号,也即第三辐射体104与第四辐射体105的输入信号为同一频段的射频信号。其中,本申请对射频信号的频段不做限定。例如,射频信号的频段在600MHz至1200MHz的范围内。
在一些实施例中,天线单元10还可以包括:第一匹配电路108和第二匹配电路109。第一匹配电路108电连接于第二传输线106与第三馈电点A3之间。第二匹配电路109电连接于第二传输线106与第四馈电点A4之间。在一些实施例中,第一匹配电路108可以为电感。第二匹配电路109可以为电容。
在另一些实施例中,天线单元10还可以包括移相器。移相器可以设置在第二传输线106与第三馈电点A3之间。例如,移相器可以设置在第二传输线106与第一匹配电路108之间。和/或,移相器也可以设置在第二传输线106与第四馈电点A4之间。例如,移相器可以设置在第二传输线106与第二匹配电路109之间。从而,移相器可用于改变第三辐射体104与第四辐射体105之间的相差,进而在电子设备1被握住后,改善被破坏的隔离度。
在一个具体的实施例中,如图16所示,第三辐射体104可靠近电子设备1的侧边2设置。第四辐射体105可靠近电子设备1的侧边2和与侧边2相邻的底边1设置。其中,电子设备1的侧边2的长度可以为158mm,电子设备1的底边1的长度可以为78mm。天线单元10在Y方向上的长度可以为92mm,天线单元10与电子设备的侧边2的间隙可以为1.5mm。且第三辐射体104和第四辐射体105采用LDS和MDA的天线形式,并采用如聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物(PCABS材质)的支架天线结构。
下面,以图16所示实施例的天线单元10为例,介绍上述实施例的天线单元10的仿真图。
请参阅图17A-图17C,图17A示出了图16所示实施例的天线单元10在FS状态下回波损耗系数(S11)的曲线示意图。图17A中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为S11,单位为dB。
天线单元10在0.7GHz-1.2GHz之间主要产生了三个谐振模式,谐振“1”(0.89GHz)、谐振“2”(0.97GHz)和谐振“3”(0.95GHz)。其中,谐振“1”(0.89GHz)为第四辐射体105激励出CM模式下对应的信号所在工作频段中的一个谐振点,谐振“2”(0.73GHz)为第四辐射体105激励出DM模式下对应的信号所在工作频段中的一个谐振点,谐振“3”(0.9GHz)为第三辐射体104激励出的辐射信号对应的谐振点。
请参阅图17B,图17B示出了图16所示实施例的天线单元10在FS状态下总效率的曲线示意图。图17B中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为总效率,单位为dB。
实线1表示的是图16中的天线单元10在FS状态下的总效率。虚线2表示的是图16中的天线单元10在BHHL状态下的总效率。虚线3表示的是图16中的天线单元10在BHHR状态下的总效率。
请参阅图17C,图17C示出了图16所示实施例的天线单元10在FS状态下辐射效率的曲线示意图。图17C中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为辐射效率,单位为dB。
实线1表示的是图16中的天线单元10在FS状态下的辐射效率。虚线2表示的是图16中的天线单元10在BHHL状态下的辐射效率。虚线3表示的是图16中的天线单元10在BHHR状态下的辐射效率。
结合图17A-图17C,天线单元10在FS状态、BHHL状态、以及BHHR状态下的效率较高,工作频段较宽,使得天线单元10具备良好的辐射性能,能够较好地满足电子设备1的通信要求。
本领域技术人员可以理解,电池40对天线单元10的辐射性能会造成不利的影响,且电子设备1的超薄设计对电池40的容量也会产生不利的影响。因此,电池40常常会在X方向上增大宽度,以尽量增大电池40的占用面积,使得电池40具备较大的容量,以维持电子设备1长时间的使用。从而。有效降低了电子设备1的整机厚度,有利于电子设备1满足超薄且全面屏的设计。
在第三辐射体104和第四辐射体105设置在壳体30内时,电池40靠近第三辐射体104和第四辐射体105设置,且电池40在X方向上靠近第三辐射体104的一端的高度以及电池40在X方向和Y方向上靠近第四辐射体105的一端的高度均小于电池40的其余部分的高度,使得电池40能够不影响天线单元10的辐射效果。
其中,电池40可呈里凸边凹状,如阶梯状(可参见图15A所示的形状)、棱台状、圆台状或者不规则状等。
在第一辐射体101和第二辐射体102设置在壳体30上时,电池40可贴紧电子设备1的边缘(如显示屏20或者壳体30)设置,使得电池40的占用空间在X方向上变大。电池40中与第三辐射体104在Z方向上重合的区域的高度以及电池40中与第四辐射体105在Z方向上重合的区域的高度均小于电池40的其余部分的高度,使得电池40能够不影响天线单元10的辐射效果。
其中,电池40中与第三辐射体104在Z方向上重合的区域,以及电池40中与第四辐射体105在Z方向上重合的区域可沿Z方向全部或者部分凹陷,可参见图15B所示的形状,本申请对此不做限定。
从而,使得天线单元10具有良好的净空区域,确保留出足够的净空区域来保证天线的辐射性能,使得包括上述天线单元10的电子设备1能够满足各种通信需求。
本申请中,第三辐射体104采用IFA天线的辐射体结构,第四辐射体105均采用T天线的辐射体结构,使得第三辐射体104和第四辐射体105在同一工作频段下均能够激励出多个谐振模式对应的辐射信号,且在FS状态、BHHL状态、以及BHHR状态下,提升了天线单元10的辐射性能,拓宽了天线单元的辐射频段。
从而,不仅使得包括上述天线单元10的电子设备1能够满足各种通信需求,还使得电子设备1满足7mm-10mm厚度的超薄设计以及屏占比大于等于100%全面屏设计,有益于提升用户的使用体验。
请参阅图18A-图18C,图18A-图18C示出了本申请一实施例提供的一种天线单元10的结构示意图。每个天线单元10可以包括:第五辐射体110、第六辐射体111、第三传输线112以及第三馈源113。
第五辐射体110采用左手(composite right hand and left hand,CRLH)天线的辐射体结构。第六辐射体111采用IFA天线的辐射体结构。第六辐射体111的电长度与第五辐射体110的电长度的比值设置在0.8至1.2的范围内。例如0.8、0.83、0.9、0.93、1、1.02、1.1、1.15或者1.2等。在一些实施例中,第六辐射体111的电长度与第五辐射体110的电长度的比值设置为1。第六辐射体111的电长度约为第三波长的1/4,第五辐射体110的电长度均约为第三波长的1/4,第三波长为第二馈源107激励出天线单元10的DM模式下对应的信号所在工作频段中的一个谐振点对应的波长(如天线单元10的较大谐振点对应的波长)。需要说明的是,在实际应用中,第六辐射体111的电长度与第五辐射体110的电长度的比值难以等于1,可以通过在天线单元10中设置匹配电路,并通过调整匹配电路等来补偿这种结构上的误差。
这样,通过将第六辐射体111的电长度与第五辐射体110的电长度的比值设置在0.8至1.2的范围内时,从而有利于实现第五辐射体110的电长度与第六辐射体111能够在同一频段的射频信号下均激励出谐振模式。
其中,第五辐射体110的形状和第六辐射体111的形状可以为折线形(如L形),也可以为直线形,也可以不规则形,本申请对此不做限定。且第五辐射体110的形状和第六辐射体111的形状可相同或者不同。为了便于说明,本申请中的第五辐射体110和第六辐射体111采用如图18A-图18C所示的形状进行举例示意。
其中,第五辐射体110和第六辐射体111设置在靠近电子设备1边缘的位置,具体实现过程可参见第五辐射体110和第六辐射体111均贴靠壳体30或显示屏20设置的描述,此处不做赘述。且本申请对第五辐射体110和第六辐射体111的设置位置不做限定。例如,第五辐射体110和第六辐射体111为相邻的导电段或者柔性电路板。为了便于说明,本申请中的第五辐射体110和第六辐射体111采用如图18A-图18C所示的位置进行举例示意。
第五辐射体110包括第一端部1101和远离第一端部1101设置的第二端部1102。第五辐射体110的第一端部1101远离第六辐射体111设置,第五辐射体110的第二端部1102靠近第四辐射体105设置。第五辐射体110的第二端部1102为开放端,即第五辐射体110的第二端部1102未接地。
第六辐射体111包括第一端部1111和远离第一端部1111设置的第二端部1112。第六辐射体111的第一端部1111靠近第五辐射体110设置,第六辐射体111的第二端部1112远离第五辐射体110设置。第六辐射体111的第二端部1112为开放端,即第六辐射体111的第二端部1112未接地。
第五辐射体110与第六辐射体111相互靠近的两个端部(即第五辐射体110的第二端部1101和第六辐射体111的第二端部1112)形成第四缝隙D4,使得第五辐射体110与第六辐射体111紧凑设置,从而减小第五辐射体110与第六辐射体111的占用空间,有利于增强天线单元10的辐射效果。其中,本申请对第四缝隙D4的具体数值和填充材料等不做限定。例如,第四缝隙D4可以大于0且小于等于10mm。当然,第三缝隙D3也可以不在前述范围内。
第五辐射体110上具有第五馈电点A5和第五接地点B5。
其中,第五接地点B5位于第五辐射体110的第一端部1101,也即第五辐射体110的第一端部1101为接地端。第五馈电点A5位于第五接地点B5远离第五辐射体110的一侧。第五辐射体110在第五馈电点A5与第五接地点B5之间的长度小于或等于第五辐射体110的总长度的一半,也即第五辐射体110在第五馈电点A5与第五辐射体110的接地端之间的长度小于或等于第五辐射体110的总长度的一半。此时,第五馈电点A5靠近第五接地点B5设置。可以理解的是,第五辐射体110的总长度为沿着Y方向,第五辐射体110的第一端部1101的端面至第五辐射体110的第二端部1102的端面之间的长度。
第五馈电点A5电连接第三传输线112,第三传输线112电连接第三馈源113(本申请将第三传输线112与第三馈源113连接的位置称为第三连接点C3,第三连接点C3并非实际存在的点),第三馈源113用于电连接电子设备1中的射频前端,使得射频前端产生的射频信号能够通过从第三传输线112中的第三连接点C3至第五馈电点A5之间的传输线传输至第五辐射体110,并通过第五辐射体110传输至外界,也使得第五辐射体110将从外界接收到的射频信号通过从第三传输线112中的第三连接点C3至第五馈电点A5之间的传输线传输至射频前端。需要说明的是,本申请的第五馈电点A5并非实际存在的点,第三传输线112与第五辐射体110连接的位置即第五馈电点A5。
第五接地点B5用于与电子设备1的地共地,可以通过调整第五接地点B5的位置,能够调节第五辐射体110的电长度。其中,电长度的变化能够改变第五辐射体110产生谐振的频率。在实际应用过程中,第五接地点B5可以通过接地弹脚或者接地导线等接地件实现接地。其中,接地件的第一端连接至第五辐射体110的第五接地点B5,接地件的第二端电连接电子设备1的接地端。需要说明的是,本申请的第五接地点B5并非为实际存在的点,接地弹脚或者接地导线等接地件与第五辐射体110连接的位置即第五接地点B5。
第六辐射体111上具有第六馈电点A6和第六接地点B6。
其中,第六接地点B6位于第六辐射体111的第一端部1111,也即第六辐射体111的第一端部1111为接地端。第六馈电点A6位于第六接地点B6远离第六辐射体111的一侧。第六辐射体111在第六馈电点A6与第六接地点B6之间的长度小于或等于第六辐射体111的总长度的一半,也即第六辐射体111在第六馈电点A6与第六辐射体111的接地端之间的长度小于或等于第六辐射体111的总长度的一半。此时,第六馈电点A6靠近第六接地点B6设置。可以理解的是,第六辐射体111的总长度为沿着Y方向,第六辐射体111的第一端部1111的端面至第六辐射体111的第二端部1112的端面之间的长度。
第六馈电点A6电连接第三传输线112,第三传输线112电连接第三馈源113(本申请将第三传输线112与第三馈源113连接的位置称为第三连接点C3,第三连接点C3并非实际存在的点),第三馈源113用于电连接电子设备1中的射频前端,使得射频前端产生的射频信号能够通过从第三传输线112中的第三连接点C3至第六馈电点A6之间的传输线传输至第六辐射体111,并通过第六辐射体111传输至外界,也使得第六辐射体111将从外界接收到的射频信号通过从第三传输线112中的第三连接点C3至第六馈电点A6之间的传输线传输至射频前端。需要说明的是,本申请的第六馈电点A6并非实际存在的点,第三传输线112与第六辐射体111连接的位置即第六馈电点A6。
第六接地点B6用于与电子设备1的地共地,可以通过调整第六接地点B6的位置,能够调节第六辐射体111的电长度。其中,电长度的变化能够改变第六辐射体111产生谐振的频率。在实际应用过程中,第六接地点B6可以通过接地弹脚或者接地导线等接地件实现接地。其中,接地件的第一端连接至第六辐射体111的第六接地点B6,接地件的第二端电连接电子设备1的接地端。需要说明的是,本申请的第六接地点B6并非为实际存在的点,接地弹脚或者接地导线等接地件与第六辐射体111连接的位置即第六接地点B6。
由此,通过将第六辐射体111的第一端部1111设置为接地端,并使第六辐射体111的接地端靠近第五辐射体110的开放端(第二端部)设置,从而有效地解决天线单元10在紧凑的设计下仍具有较佳的隔离度,进而保证复合天线具有较佳的天线性能。
其中,本申请对第三传输线112的类型、形状、长度等参数不做限定。例如,第三传输线112可以是电子设备1中的走线、柔性电路板、微带线或者是天线支架上的走线层等。另外,第三传输线112与第三馈源113之间的第三连接点C3可以靠近第六辐射体111设置,也可以靠近第五辐射体110设置,也可以为第三传输线112的中点,本申请对此不做限定。在一些实施例中,第三传输线112与第三馈源113之间的第三连接点C3靠近第六辐射体111设置。例如,第三传输线112可以呈折线形、直线形或者曲线形等。为了便于说明,本申请中的第三传输线112与第三馈源113之间的第三连接点C3采用如图18A-图18C所示的位置进行举例示意。
综上,第三馈源113通过第三传输线112向第五馈电点A5和第六馈电点A6输入同一频段的射频信号,也即第五辐射体110与第六辐射体111的输入信号为同一频段的射频信号。其中,本申请对射频信号的频段不做限定。例如,射频信号的频段在1700MHz至2700MHz的范围内。
在一些实施例中,天线单元10还可以包括:第三匹配电路114和第四匹配电路115。第三匹配电路114电连接于第三传输线112与第五馈电点A5之间。第四匹配电路115电连接于第三传输线112与第六馈电点A6之间。在一些实施例中,第三匹配电路114可以为电容。第四匹配电路115可以为电感。
在另一些实施例中,天线单元10还可以包括移相器。移相器可以设置在第三传输线112与第五馈电点A5之间。例如,移相器可以设置在第三传输线112与第三匹配电路114之间。和/或,移相器也可以设置在第三传输线112与第六馈电点A6之间。例如,移相器可以设置在第三传输线112与第四匹配电路115之间。从而,移相器可用于改变第五辐射体110与第六辐射体111之间的相差,进而在电子设备1被握住后,改善被破坏的隔离度。
在一个具体的实施例中,如图18C所示,第五辐射体110可靠近电子设备1的顶边1距离8mm设置,第六辐射体105可靠近电子设备1的与顶边1相邻的侧边2设置。顶边1和底边1为电子设备1中的不相邻且与X方向平行的两边。其中,电子设备1的侧边2的长度可以为158mm,电子设备1的顶边1的长度可以为78mm。天线单元10在Y方向上的长度可以为50mm,天线单元10与电子设备的侧边2的间隙可以为1.5mm。
图18A所示实施例的天线单元可以与辐射信号处于低频频段的天线单元进行任意组合。例如,图18B中的天线单元包括:图8A所示实施例的天线单元和图18A所示实施例的天线单元。又如,图18C中的天线单元包括:图15所示实施例的天线单元和图18A所示实施例的天线单元。请参阅图18D,图18D出了一种现有天线单元200的结构示意图。现有天线单元200可以包括:第七辐射体116、第八辐射体117以及第四馈源118。
第七辐射体116上具有第七馈电点A7和第七接地点B7。第七辐射体116包括第一端部和与第一端部远离设置的第二端部。第七辐射体117的第一端部远离第八辐射体118设置。第七辐射体117的第二端部靠近第八辐射体118设置。第七接地点B7电连接于第七辐射体116的第一端部。第七辐射体116的第二端部为开放端,即第七辐射体116的第二端部未接地。第七馈电点A7电连接于第七辐射体116的第二端部。
第八辐射体117上具有第八接地点B8。第八辐射体117包括第一端部和与第一端部远离设置的第二端部。第八辐射体118的第一端部靠近第七辐射体117设置。第八辐射体118的第二端部远离第七辐射体117设置。第八辐射体117的第一端部为开放端,即第八辐射体117的第一端部未接地。第八接地点B8电连接于第八辐射体117的第二端。
另外,现有天线单元200还可以包括:第五匹配电路119。在一些实施例中,第五匹配电路119可以为电容。
其中,表1示出了图18D所示实施例的现有天线单元200的SAR仿真值,其中背面姿态(backside)指定的是SAR探头位于电子设备的背面且距离天线5mm区域的姿态。表2示出了图18A所示实施例的天线单元10的SAR仿真值。
表1图18D所示实施例的天线单元200的SAR仿真值
Figure BDA0002659872500000261
表2图18A所示实施例的天线单元10的SAR仿真值
Figure BDA0002659872500000262
结合表1和表2,在5mm和0mm距离下,相比于图18D所示实施例的天线单元200而言,图18A所示实施例的天线单元10的body SAR会小,以提供低SAR的天线方案。
下面,以图18A所示实施例的天线单元10为例,介绍上述实施例的天线单元10的仿真图。
请参阅图19A-图19C,图19A示出了图18A所示实施例的天线单元10、由第五辐射体110组成的天线单元(即CRLH天线)、以及由第六辐射体111组成的天线单元(即IFA天线)分别在FS状态下回波损耗系数(S11)的曲线示意图。图19A中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为S11,单位为dB。
实线1表示的是图18A所示实施例的天线单元10在FS状态下的S11,虚线2表示的是由第五辐射体110组成的天线单元在FS状态下的S11,虚线3表示的是由第六辐射体111组成的天线单元在FS状态下的S11。
与由第五辐射体110组成的天线单元以及由第六辐射体111组成的天线单元相比,图18A所示实施例的天线单元10在0.7GHz-1.2GHz之间主要产生了两个谐振模式,谐振“1”(1.75GHz)和谐振“2”(1.97GHz),所激励的谐振模式的数量增加一个,且图18A所示实施例的能够实现宽频覆盖。其中,谐振“1”(1.75GHz)为第五辐射体110激励出辐射信号所对应的谐振点,谐振“2”(1.97GHz)为第六辐射体111激励出辐射信号对应的谐振点。
请参阅图19B,图19B示出了图18A所示实施例的天线单元10、由第五辐射体110组成的天线单元(即CRLH天线)、以及由第六辐射体111组成的天线单元(即IFA天线)分别在FS状态下总效率的曲线示意图。图19B中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为总效率,单位为dB。
实线11表示的是图18A中的天线单元10在FS状态下的总效率。虚线12表示的是图18A中的天线单元10在BHHL状态下的总效率。虚线13表示的是图18A中的天线单元10在BHHR状态下的总效率。
实线21表示的是由第五辐射体110组成的天线单元在FS状态下的总效率。虚线22表示的是由第五辐射体110组成的天线单元在BHHL状态下的总效率。虚线23表示的是由第五辐射体110组成的天线单元在BHHR状态下的总效率。
实线31表示的是由第六辐射体111组成的天线单元在FS状态下的总效率。虚线32表示的是由第六辐射体111组成的天线单元在BHHL状态下的总效率。虚线33表示的是由第六辐射体111组成的天线单元在BHHR状态下的总效率。
请参阅图19C,图19C示出了图18A所示实施例的天线单元10、由第五辐射体110组成的天线单元(即CRLH天线)、以及由第六辐射体111组成的天线单元(即IFA天线)分别在FS状态下辐射效率的曲线示意图。图19C中,横坐标为频率,单位为GHz,纵坐标为辐射效率,单位为dB。
实线11表示的是图18A中的天线单元10在FS状态下的辐射效率。虚线12表示的是图18A中的天线单元10在BHHL状态下的辐射效率。虚线13表示的是图18A中的天线单元10在BHHR状态下的辐射效率。
实线21表示的是由第五辐射体110组成的天线单元在FS状态下的辐射效率。虚线22表示的是由第五辐射体110组成的天线单元在BHHL状态下的辐射效率。虚线23表示的是由第五辐射体110组成的天线单元在BHHR状态下的辐射效率。
实线31表示的是由第六辐射体111组成的天线单元在FS状态下的辐射效率。虚线32表示的是由第六辐射体111组成的天线单元在BHHL状态下的辐射效率。虚线33表示的是由第六辐射体111组成的天线单元在BHHR状态下的辐射效率。
结合图19A-图19C,图18A中的天线单元10在FS状态、BHHL状态、以及BHHR状态下,性能提升0.5dB-1dB,且效率较高,工作频段较宽,使得天线单元10具备良好的辐射性能,能够较好地满足电子设备1的通信要求。
本领域技术人员可以理解,电池40对天线单元10的辐射性能会造成不利的影响,且电子设备1的超薄设计对电池40的容量也会产生不利的影响。因此,电池40常常会在X方向上增大宽度,以尽量增大电池40的占用面积,使得电池40具备较大的容量,以维持电子设备1长时间的使用。从而。有效降低了电子设备1的整机厚度,有利于电子设备1满足超薄且全面屏的设计。
在第三辐射体104和第四辐射体105设置在壳体30内时,电池40靠近第三辐射体104和第四辐射体105设置,且电池40在X方向上靠近第三辐射体104的一端的高度以及电池40在X方向和Y方向上靠近第四辐射体105的一端的高度均小于电池40的其余部分的高度,使得电池40能够不影响天线单元10的辐射效果。
其中,电池40可呈里凸边凹状,如阶梯状(可参见图15A所示的形状)、棱台状、圆台状或者不规则状等。
在第三辐射体104和第四辐射体105设置在壳体30上时,电池40可贴紧电子设备1的边缘(如显示屏20或者壳体30)设置,使得电池40的占用空间在X方向上变大。电池40中与第三辐射体104在Z方向上重合的区域的高度以及电池40中与第四辐射体105在Z方向上重合的区域的高度均小于电池40的其余部分的高度,使得电池40能够不影响天线单元10的辐射效果。
其中,电池40中与第三辐射体104在Z方向上重合的区域,以及电池40中与第四辐射体105在Z方向上重合的区域可沿Z方向全部或者部分凹陷,可参见图15B所示的形状,本申请对此不做限定。
从而,使得天线单元10具有良好的净空区域,确保留出足够的净空区域来保证天线的辐射性能,使得包括上述天线单元10的电子设备1能够满足各种通信需求。
本申请中,第五辐射体110采用CRLH的辐射体结构,第六辐射体111均采用IFA天线的辐射体结构,使得第五辐射体110和第六辐射体111在同一工作频段下均能够激励出多个谐振模式下对应的辐射信号,且在FS状态、BHHL状态、以及BHHR状态下,提升了天线单元10的辐射性能,拓宽了天线单元的辐射频段。
从而,不仅使得包括上述天线单元10的电子设备1能够满足各种通信需求,还使得电子设备1满足7mm-10mm厚度的超薄设计以及屏占比大于等于100%全面屏设计,有益于提升用户的使用体验。
综上,结合图18B和图18C介绍了几种天线单元的设置方式,且天线单元在分布式馈电下,能够在天线排布紧张的环境下,使得天线单元占用空间小,以及天线单元产生多个谐振模式,实现宽频覆盖。
另外,在FS状态、BHHL状态、以及BHHR状态下,天线单元的系统效率均较高,频段带宽较宽。此外,在BHHL状态、以及BHHR状态下,天线单元的效率差异小,天线单元的辐射性能较佳,满足电子设备的通信要求。
在一些实施例中,电子设备1中对天线单元10会产生性能影响的如摄像头组件、屏蔽罩、射频前端、印刷电路板等导电元器件,该导电元器件均可设置为靠近天线单元10的区域在Z方向上的高度小于该导电元器件的其余区域在Z方向上的高度。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,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,或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种天线单元,其特征在于,包括:第一辐射体、第二辐射体、第一传输线以及第一馈源;
所述第一辐射体的两端均为开放端,所述第一辐射体的电长度大于等于第一波长的1/2,所述第二辐射体的两端均为开放端,所述第二辐射体的电长度大于等于所述第一波长的1/2,所述第一波长为所述天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长;
所述第一辐射体上具有间隔设置的第一馈电点和第一接地点,所述第一馈电点电连接所述第一传输线的第一端部,所述第一接地点位于所述第一辐射体的中部;
所述第二辐射体上具有间隔设置的第二馈电点和第二接地点,所述第二馈电点电连接所述第一传输线的第二端部,所述第二接地点位于所述第二辐射体的中部;
所述第一传输线电连接所述第一馈源,所述第一传输线用于向所述第一馈电点和所述第二馈电点输入同一频段的第一射频信号。
2.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述第一接地点至所述第一辐射体的一端部的端面之间的距离为所述第一波长的1/5至所述第一波长的3/10的范围内。
3.根据权利要求1所述的天线单元,其特征在于,所述第二接地点至所述第二辐射体的一端部的端面之间的距离为所述第一波长的1/5至所述第一波长的3/10的范围内。
4.根据权利要求1-3任一项所述的天线单元,其特征在于,所述第一接地点为所述第一辐射体的中点,所述第二接地点为所述第二辐射体的中点。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的天线单元,其特征在于,所述第一辐射体与所述第二辐射体在所述第一射频信号下均产生至少一个类型的谐振模式,且在同一个工作频段内所述第一辐射体与所述第二辐射体产生同一类型的谐振模式,所述谐振模式的类型包括共模模式和差模模式。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的天线单元,其特征在于,所述第一辐射体和所述第二辐射体之间的距离大于等于所述第一波长的1/4。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的天线单元,其特征在于,所述第一辐射体和所述第二辐射体均呈L型。
8.根据权利要求7所述的天线单元,其特征在于,所述第一馈电点设置在所述第一接地点与所述第一辐射体的弯曲侧之间的除了所述第一接地点之外的任意一个位置,所述第二馈电点设置在第二接地点与所述第二辐射体的弯曲侧之间的除了所述第二接地点之外的任意一个位置。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的天线单元,其特征在于,所述第一辐射体的电长度与所述第二辐射体的电长度的比值设置在0.8至1.2的范围内。
10.根据权利要求9所述的天线单元,其特征在于,在所述第一辐射体的电长度小于所述第二辐射体的电长度时,所述第一传输线与所述第一馈源电连接形成的第一连接点设置在所述第一传输线的中点到所述第一传输线靠近所述第二辐射体一侧的端部之间的任意一个位置。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的天线单元,其特征在于,所述第一射频信号的频段在600MHz至1200MHz的范围内。
12.一种电子设备,其特征在于,包括:显示屏、壳体、电池以及天线单元,所述天线单元为权利要求1-11中的任一项所述的天线单元;
所述显示屏和所述壳体形成容置腔,所述天线单元和所述电池设置在所述容置腔内;所述天线单元在第一方向上与所述显示屏或者所述电池之间的距离大于等于0.5mm,所述第一方向为所述电子设备的长度方向、所述电子设备的宽度方向和所述电子设备的厚度方向中的任意一个方向,且所述天线单元中的第一辐射体与第二辐射体沿所述电子设备的长度方向左右设置;所述电子设备的厚度在5mm-10mm的范围内。
13.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备的屏占比大于等于100%。
14.根据权利要求12或13所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备的厚度在5mm-6mm的范围内。
15.根据权利要求12-14中的任一项所述的电子设备,其特征在于,所述天线单元设置在所述壳体内和/或设置在所述壳体上。
16.根据权利要求12-15中的任一项所述的电子设备,其特征在于,所述电池具有凹陷区域,所述凹陷区域至少包括所述天线单元沿所述第一方向投影到所述电池上的区域。
17.根据权利要求12-16中的任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述第一辐射体在所述第一方向上与所述显示屏的第一侧边之间的距离大于等于0.5mm,所述第二辐射体在所述第一方向上与所述显示屏的第二侧边之间的距离大于等于0.5mm,所述显示屏的第一侧边与所述显示屏的第二侧边为所述显示屏在所述电子设备的长度方向上不相邻的两个侧边。
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