CN114142228A - 天线结构和电子设备 - Google Patents

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CN114142228A CN202111666166.3A CN202111666166A CN114142228A CN 114142228 A CN114142228 A CN 114142228A CN 202111666166 A CN202111666166 A CN 202111666166A CN 114142228 A CN114142228 A CN 114142228A
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shifting network
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antenna
electrically connected
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王君翊
董运峰
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Vivo Mobile Communication Co Ltd
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Vivo Mobile Communication Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种天线结构和电子设备,天线结构包括:地结构;天线枝节,所述天线枝节与所述地结构连接;移相网络电路,所述移相网络电路的第一端和所述天线枝节电连接;耦合结构,所述移相网络电路的第二端与所述耦合结构连接,所述耦合结构与所述地结构耦合;所述移相网络电路的第三端用于与馈电结构电连接。在天线结构中,通过移相网络电路可以调节馈电结构的信号的相位,通过移相网络电路可以调节移相网络电路到天线枝节和耦合结构的相位差,通过调节移相网络电路到天线枝节和耦合结构的相位差,可以增强对于地结构的激励,提高地结构的辐射效率,提高天线结构的整体辐射效率。

Description

天线结构和电子设备
技术领域
本申请属于终端技术领域,具体涉及一种天线结构和电子设备。
背景技术
移动终端中的天线大多采用PIFA(平面倒F天线)、IFA(倒F天线)、LOOP(环形天线)、monopole(单极天线)等形式,对天线的设计局限于这些天线形式的走线改变以及布局上面,对整个终端的地结构处理,也仅仅局限于调整天线走线的净空和高度。地结构本身可以作为天线,当射频端馈线直接给地馈电时,由于地的输入阻抗特性太差,容易造成能量反射,无法有效激励起地板高效辐射,导致天线整体的辐射效率不高。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种天线结构和电子设备,用以解决天线中的地结构辐射效率低,导致天线整体的辐射效率不高的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种天线结构,包括:
地结构;
天线枝节,所述天线枝节与所述地结构连接;
移相网络电路,所述移相网络电路的第一端和所述天线枝节电连接;
耦合结构,所述移相网络电路的第二端与所述耦合结构连接,所述耦合结构与所述地结构耦合;
所述移相网络电路的第三端用于与馈电结构电连接。
其中,所述耦合结构包括与所述地结构间隔设置的耦合贴片和/或设置于所述地结构上的槽缝,所述移相网络电路的第二端与所述耦合贴片电连接和/或所述移相网络电路的第二端邻近所述槽缝设置。
其中,所述耦合结构设置于所述地结构的边缘区域。
其中,所述槽缝的宽度大于或等于1mm且小于或等于5mm,所述槽缝的长度小于或等于20mm。
其中,所述耦合贴片设置于所述地结构的一侧,所述耦合贴片与所述地结构之间的间距小于或等于5mm。
其中,天线结构还包括:
第一匹配电路,所述移相网络电路的第三端连接有所述第一匹配电路,所述第一匹配电路用于与馈电结构电连接。
其中,所述移相网络电路包括:
第一移相网络电路,所述第一移相网络电路的第一端与所述天线枝节电连接,所述第一移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接;
第二移相网络电路,所述第二移相网络电路的第一端与所述非谐振结构连接,所述第二移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接。
其中,所述耦合结构包括与所述地结构间隔设置的耦合贴片和设置于所述地结构上的槽缝,所述移相网络电路包括:
第一移相网络电路与第二匹配电路,所述第一移相网络电路的第一端与所述天线枝节通过所述第二匹配电路电连接,所述第一移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接;
第二移相网络电路,所述第二移相网络电路的第一端邻近所述槽缝设置,所述第二移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接;
第三移相网络电路,所述第三移相网络电路的第一端与所述耦合贴片电连接,所述第三移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接。
其中,所述移相网络电路包括:
第二匹配电路,所述第二匹配电路的第一端与所述天线枝节电连接,所述第二匹配电路的第二端用于与馈电结构电连接;
第四移相网络电路,所述第四移相网络电路的第一端与所述耦合结构连接,所述第四移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接。
其中,所述移相网络电路包括:
第五移相网络电路,所述第二匹配电路的第二端连接有所述第五移相网络电路,所述第五移相网络电路用于与馈电结构电连接。
其中,所述移相网络电路包括切换开关,所述第四移相网络电路包括多个第六移相网络电路,每个所述第六移相网络电路的相移不同,每个所述第六移相网络电路的第一端与所述耦合结构连接,每个所述第六移相网络电路的第二端与所述切换开关的一端电连接,所述切换开关的另一端用于与馈电结构电连接,所述切换开关可导通所述馈电结构与任一所述第六移相网络电路的第二端。
其中,所述移相网络电路包括第一移相网络电路与第一切换开关,所述第一移相网络电路包括多个第一子移相网络电路,每个所述第一子移相网络电路的相移不同,每个所述第一子移相网络电路的第一端与所述耦合结构连接,每个所述第一子移相网络电路的第二端与所述第一切换开关的一端电连接,所述第一切换开关的另一端用于与馈电结构电连接,所述第一切换开关可导通所述馈电结构与任一所述第一子移相网络电路的第二端;
和/或
所述移相网络电路包括第二移相网络电路与第二切换开关,所述第二移相网络电路包括多个第二子移相网络电路,每个所述第二子移相网络电路的相移不同,每个所述第二子移相网络电路的第一端与所述耦合结构连接,每个所述第二子移相网络电路的第二端与所述第二切换开关的一端电连接,所述第二切换开关的另一端用于与馈电结构电连接,所述第二切换开关可导通所述馈电结构与任一所述第二子移相网络电路的第二端。
其中,天线结构还包括:
调谐元件,所述调谐元件与所述天线枝节电连接。
其中,所述天线结构的工作频段范围为700MHz-960 MHz或1710MHz-1880 MHz;和/或
所述耦合结构的尺寸小于对应工作频率波长的1/8。
其中,所述天线结构还包括:
馈电结构,所述移相网络电路的第三端与所述馈电结构电连接。
第二方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括上述实施例中所述的天线结构。
其中,所述电子设备包括框体,所述框体作为所述地结构。
本申请实施例中的天线结构,包括:地结构;天线枝节,所述天线枝节与所述地结构连接;移相网络电路,所述移相网络电路的第一端和所述天线枝节电连接;耦合结构,所述移相网络电路的第二端与所述耦合结构连接,所述耦合结构与所述地结构耦合;所述移相网络电路的第三端用于与馈电结构电连接。在本申请实施例的天线结构中,通过移相网络电路可以调节馈电结构的信号的相位,通过移相网络电路可以调节移相网络电路到天线枝节和耦合结构的相位差,通过天线枝节和耦合结构分别对地结构进行耦合馈电,通过调节移相网络电路到天线枝节和耦合结构的相位差,可以增强对于地结构的激励,提高地结构的辐射效率,提高天线结构的整体辐射效率。
附图说明
图1a为本申请实施例中天线结构的一个结构示意图;
图1b为本申请实施例中天线结构的另一个结构示意图;
图1c为本申请实施例中天线结构的又一个结构示意图;
图1d为本申请实施例中天线结构的又一个结构示意图;
图1e为本申请实施例中天线结构的又一个结构示意图;
图2a为本申请实施例中移相网络电路的一个连接示意图;
图2b为本申请实施例中移相网络电路的另一个连接示意图;
图2c为本申请实施例中移相网络电路的又一个连接示意图;
图3a为本申请一实施例中天线结构的结构示意图;
图3b为本申请另一实施例中天线结构的结构示意图;
图4为槽缝的局部连接示意图;
图5为天线枝节和槽缝分别直馈的一个结构示意图;
图6a为对应图5的双天线S参数曲线;
图6b为对应图6a中槽缝直馈的回波损耗曲线;
图6c为对应图5的双天线辐射效率曲线;
图7为基准对比例中IFA天线结构的一个示意图;
图8a为本申请实施例1与基准对比例在LTE B12的回波损耗曲线对比;
图8b为本申请实施例1与基准对比例在LTE B12的效率曲线对比;
图9a为本申请实施例1与基准对比例在LTE B5的回波损耗曲线对比;
图9b为本申请实施例1与基准对比例在LTE B5的效率曲线对比;
图10a为本申请实施例1与基准对比例在LTE B8的回波损耗曲线对比;
图10b为本申请实施例1与基准对比例在LTE B8的效率曲线对比;
图11为对应图3a中两个移相网络电路不同相差时天线工作在LTE B8的辐射效率对比图;
图12a为单IFA天线工作在LTE B8的电流分布图;
图12b为对应图3a中两个移相网络电路相差-15°时天线工作在LTE B8的电流分布图;
图12c为对应图3a中两个移相网络电路相差180°时天线工作在LTE B8的电流分布图。
附图标记
地结构10;电连接结构11;印刷电路板12;
天线枝节20;
馈电结构30;馈电31;馈电32;开关33;
耦合结构40;槽缝41;耦合贴片42;
第一匹配电路50;
移相网络电路60;
第一移相网络电路61;第二移相网络电路62;
第一移相网络电路71;第二移相网络电路72;
第三移相网络电路73;第四移相网络电路74;
第五移相网络电路75;第六移相网络电路76;
切换开关77;调谐元件78;
第二匹配电路81;第二匹配电路82。
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清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图1a至图12c所示,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的天线结构进行详细地说明。
如图1a至图3b所示,本申请实施例的天线结构,包括:地结构10、天线枝节20、移相网络电路60和耦合结构40,地结构10可以为导电件,天线枝节20可以为走线结构,天线枝节20与地结构10连接,天线枝节20与地结构10可以电连接,地结构10可以为金属框体,可以为电子设备的金属框体。天线枝节20的一端可以与地结构10电连接,天线枝节20的另一端可以与金属框体间隔设置,天线枝节20可以设置于金属框体的边沿。移相网络电路60的第一端可以和天线枝节20电连接,移相网络电路60的第二端可以与耦合结构40连接,耦合结构40与地结构10耦合,馈电结构30与移相网络电路60的第三端可以电连接,馈电结构30馈出的信号可以经过移相网络电路60调节相位,移相网络电路60可以向天线枝节20与耦合结构40馈入电信号,通过天线枝节20与耦合结构40可以分别和地结构10进行耦合馈电,可以提高天线整体的辐射效率。
在本申请实施例的天线结构中,通过移相网络电路60可以调节馈电结构30的信号的相位,通过移相网络电路60可以调节移相网络电路60到天线枝节20和耦合结构40的相位差,通过天线枝节20和耦合结构40分别对地结构10进行耦合馈电,通过调节移相网络电路60到天线枝节20和耦合结构40的相位差,可以增强对于地结构10的激励,提高地结构的辐射效率,提高天线结构的整体辐射效率。
在一些实施例中,如图1a至图1e所示,耦合结构40可以为非谐振结构,耦合结构40可以包括与地结构10间隔设置的耦合贴片42和/或设置于地结构10上的槽缝41,耦合结构40可以包括耦合贴片42或槽缝41,还可以同时包括耦合贴片42和槽缝41,槽缝41可以为长条状或T字型,耦合贴片42可以为长方体状或正方体状,移相网络电路60的第一端与耦合贴片42可以电连接和/或移相网络电路60的第一端可以邻近槽缝41设置,比如移相网络电路60的第一端可以跨接在槽缝41上,移相网络电路60的第二端可以与耦合结构40连接,移相网络电路60的第二端与耦合结构40的连接可以包括移相网络电路60的第二端与耦合贴片42的电连接和/或移相网络电路60的第二端邻近槽缝41设置,比如移相网络电路60的第二端可以跨接在槽缝41上,耦合结构40与地结构10可以呈现电磁耦合。槽缝41可以为T字型,槽缝41可以位于地结构10的边缘,槽缝41可以贯穿地结构10的边沿,通过槽缝41在地结构10的边缘上形成两个枝节,两个枝节可以与地结构10的其他部分结构进行耦合,可以提高地结构10的辐射效率。
移相网络电路60可以调节输出的信号的相位,通过移相网络电路60可以调节移相网络电路60到天线枝节20和耦合结构40的相位差,增强对于地结构10的激励。本申请中的天线结构可以改善一些由于位置不佳导致的天线的辐射效率低的问题,可以提高这些位置下地结构10高效辐射模式权重在整个天线电流模式中的占比,在调节合适的相差下,能大大提高地结构10高效的辐射模式权重,从而提高天线整体的辐射效率,结构上需要做的改动非常少,空间占用少。
天线枝节20可以为PIFA(平面倒F天线)天线结构、IFA(倒F天线)天线结构或LOOP(环形天线)天线结构或上述天线结构加寄生结构的天线形式。馈电结构30可以包括天线馈线,天线馈线单独馈入非谐振T型槽缝41或非谐振的耦合贴片42时,在工作频段的天线回波损耗大于-1dB,天线馈线馈入非谐振T型的槽缝41或非谐振的耦合贴片42时,与馈入天线枝节20之间的隔离度大于10dB。在应用过程中,多天线可以共用一个槽缝41或耦合贴片42。移相网络电路可以由传输线、电容电感元件、开关或可贴片的移相器构成,通过移相网络电路可以向天线枝节20和耦合结构40输出不同相位的信号,可以调节移相网络电路到天线枝节和耦合结构的相位差,增强对于地结构10的激励。移相网络电路可以包括至少一个移相装置,移相装置可以包括传输线或可SMT的移相元件,耦合结构40可以连接有移相网络电路中的一个移相装置,天线枝节20可以连接移相网络电路中的另一个移相装置。
如图3a和图3b所示,在地结构10上可以有印刷电路板12(PCB板),PCB板上有馈电结构,可以收发天线信号。PCB板上还有调谐元件,一般包括开关或可变电容,可以通过电连接结构连接到天线枝节20上,电连接结构可以为金属弹片、导电泡棉或螺钉结构,实现工作频率的调谐。如图4所示,印刷电路板12靠近地结构10的一侧可以为地层,其上可以通过电连接结构11(或更多连接点)与地结构10电连接,电连接结构11可以为金属弹片或螺钉结构或导电泡棉。移相网络电路的连接线可以跨过T型槽缝41的开口处,可以通过金属过孔穿过PCB板电连接到电连接结构11上,电连接结构11再与地结构10电连接。
在本申请实施例的天线结构中,地结构10上可以设置耦合结构40,耦合结构40与地结构10可以呈现电磁耦合,移相网络电路的第一端可以与耦合结构40连接,通过移相网络电路可以调节馈电结构30的信号的相位,通过移相网络电路可以调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,通过调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,可以分别通过天线枝节20和耦合结构40对地结构10进行耦合馈电,可以增强对于地结构10的激励,提高地结构10的辐射效率,提高天线结构的整体辐射效率。
在一些实施例中,耦合结构40可以设置于地结构10的边缘区域,地结构10可以为长方形状,耦合结构40可以包括耦合贴片42和/或槽缝41,耦合贴片42和槽缝41可以间隔设置,槽缝41可以设置于地结构10的长边的边缘区域,耦合贴片42可以设置于地结构10的长边的边缘区域,以便于天线信号的辐射。耦合结构40可以为非谐振结构,非谐振结构的尺寸小于对应工作频率波长的1/8,比如,槽缝41的宽度和长度小于对应工作频率波长的1/8。
在另一些实施例中,槽缝41的宽度可以大于或等于1mm且小于或等于5mm,槽缝41的可以长度小于或等于20mm,槽缝41可以与地结构10电磁耦合,可以激励地结构10的辐射,提高地结构10的辐射效率。
可选地,耦合贴片42可以设置于地结构10的一侧,耦合贴片42与地结构10之间的间距可以小于或等于5mm,耦合贴片42可以与地结构10电磁耦合,可以激励地结构10的辐射,提高地结构10的辐射效率。
在一些实施例中,天线结构还可以包括:第一匹配电路50,馈电结构30与移相网络电路的第三端之间可以通过第一匹配电路50连接,第一匹配电路50可以包括可调元件,比如开关或可变电容,通过第一匹配电路50可以实现阻抗的优化。
在一些实施例中,移相网络电路可以包括:第一移相网络电路61与第二移相网络电路62,第一移相网络电路61的第一端可以与天线枝节20电连接,第一移相网络电路61的第二端可以与馈电结构30电连接;第二移相网络电路62的第一端可以与耦合结构40连接,第二移相网络电路62的第一端可以与耦合贴片42电连接和/或第二移相网络电路62的第一端可以邻近槽缝41设置,比如第二移相网络电路62的第一端可以跨接在槽缝41上,第二移相网络电路62的第二端可以与馈电结构30电连接。通过第一移相网络电路61与第二移相网络电路62可以调节馈电结构30的信号的相位,可以调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,通过调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,可以增强对于地结构10的激励,提高地结构10的辐射效率。
在本申请的实施例中,耦合结构40可以包括耦合贴片42和槽缝41,耦合结构40可以包括与地结构10间隔设置的耦合贴片42和设置于地结构10上的槽缝41,所述移相网络电路可以包括:第一移相网络电路71、第二移相网络电路72、第三移相网络电路73和第二匹配电路81,第一移相网络电路71的第一端与天线枝节20可以通过第二匹配电路81电连接,通过第二匹配电路81可以进行阻抗优化,第一移相网络电路71的第二端可以与馈电结构30电连接,第二移相网络电路72的第一端可以邻近槽缝41设置,比如第二移相网络电路72的第一端可以跨接在槽缝41上,第二移相网络电路72的第二端可以与馈电结构30电连接,第三移相网络电路73的第一端可以与耦合贴片42电连接,第三移相网络电路73的第二端可以与馈电结构30电连接。通过第一移相网络电路71、第二移相网络电路72与第三移相网络电路73可以调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,通过调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,可以增强对于地结构10的激励,提高地结构10的辐射效率。
在一些实施例中,移相网络电路可以包括:第二匹配电路82与第四移相网络电路74,第二匹配电路82的第一端可以与天线枝节20电连接,第二匹配电路82可以进行阻抗优化,第二匹配电路82的第二端可以与馈电结构30电连接,第四移相网络电路74的第一端可以与耦合结构40连接,第四移相网络电路74的第二端可以与馈电结构30电连接。第四移相网络电路74的第一端与耦合结构40连接可以包括第四移相网络电路74的第一端与耦合贴片42电连接和/或第四移相网络电路74的第一端邻近槽缝41设置,比如第四移相网络电路74的第一端可以跨接在槽缝41上。通过第四移相网络电路74可以调节馈电结构30的信号的相位,可以调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,通过调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,可以增强对于地结构10的激励,提高地结构10的辐射效率。
在一些实施例中,所述移相网络电路可以包括:第五移相网络电路75,所述第二匹配电路82的第二端与馈电结构30通过第五移相网络电路75电连接,通过第五移相网络电路75可以调节相位,进而可以调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,通过调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,可以增强对于地结构10的激励,提高地结构10的辐射效率。
在本申请的实施例中,移相网络电路可以包括切换开关77,第四移相网络电路74可以包括多个第六移相网络电路76,比如第四移相网络电路74可以包括三个第六移相网络电路76,每个第六移相网络电路76的相移可以不同,每个第六移相网络电路76的第一端可以与耦合结构40连接,第六移相网络电路76的第一端与耦合结构40连接可以包括第六移相网络电路76的第一端与耦合贴片42电连接和/或第六移相网络电路76的第一端邻近槽缝41设置,比如第六移相网络电路76的第一端跨接在槽缝41上。每个第六移相网络电路76的第二端可以与切换开关77的一端电连接,切换开关77的另一端可以与馈电结构30电连接,切换开关77可导通馈电结构30与任一第六移相网络电路76的第二端,通过切换开关77可以使得馈电结构30与其中的一个第六移相网络电路76的第二端导通。可以通过切换开关77选择导通不同的第六移相网络电路76的第二端,以优化不同工作频段(比如天线低中高频段)的情形需求,实现最佳的辐射效果,同时,不同相差也可以实现天线整体的方向图可调,近场特性可调,有利于应对不同的环境,比如人体接近的情况。
在一些实施例中,所述移相网络电路包括第一移相网络电路与第一切换开关,第一移相网络电路61包括多个第一子移相网络电路,每个所述第一子移相网络电路的相移不同,每个所述第一子移相网络电路的第一端与耦合结构40连接,每个第一子移相网络电路的第二端可以与第一切换开关的一端电连接,第一切换开关的另一端可以与馈电结构电连接。所述第一切换开关可导通馈电结构30与任一所述第一子移相网络电路的第二端。第一子移相网络电路的第一端与耦合结构40连接可以包括第一子移相网络电路的第一端与耦合贴片42电连接和/或第一子移相网络电路的第一端邻近槽缝41设置,比如第一子移相网络电路的第一端跨接在槽缝41上。第一切换开关可导通馈电结构30与任一第一子移相网络电路的第二端,通过第一切换开关可以使得馈电结构30与其中的一个第一子移相网络电路的第二端导通,从而切换至不同相位的移相网络电路。可以通过第一切换开关选择导通不同的第一子移相网络电路的第二端,以优化不同工作频段的情形需求,实现最佳的辐射效果,不同相差也可以实现天线整体的方向图可调,近场特性可调,有利于应对不同的环境。
可选地,所述移相网络电路可以包括第二移相网络电路与第二切换开关,第二移相网络电路62包括多个第二子移相网络电路,每个所述第二子移相网络电路的相移不同,每个所述第二子移相网络电路的第一端与耦合结构40连接,每个第二子移相网络电路的第二端可以与第二切换开关的一端电连接,第二切换开关的另一端可以与馈电结构电连接,所述第二切换开关可导通馈电结构30与任一所述第二子移相网络电路的第二端。
第二子移相网络电路的第一端与耦合结构40连接可以包括第二子移相网络电路的第一端与耦合贴片42电连接和/或第二子移相网络电路的第一端邻近槽缝41设置,比如第二子移相网络电路的第一端跨接在槽缝41上。第二切换开关可导通馈电结构30与任一第二子移相网络电路的第二端,通过第二切换开关可以使得馈电结构30与其中的一个第二子移相网络电路的第二端导通,从而切换至不同相位的移相网络电路。可以通过第二切换开关选择导通不同的第二子移相网络电路的第二端,以优化不同工作频段的情形需求,实现最佳的辐射效果,不同相差也可以实现天线整体的方向图可调,近场特性可调,有利于应对不同的环境。
在一些实施例中,天线结构还可以包括:调谐元件78,调谐元件78可以与天线枝节20电连接,通过调谐元件78可以实现工作频率的调谐。调谐元件78可以包括开关或可变电容元件,以用于调谐天线频率。
可选地,天线结构的工作频段范围可以为700MHz-960 MHz或1710MHz-1880 MHz,在低频段可以有效提高地结构的辐射效率。
可选地,耦合结构40的尺寸小于对应工作频率波长的1/8,比如,槽缝41的宽度和长度小于对应工作频率波长的1/8,耦合贴片42的长度和宽度小于对应工作频率波长的1/8。
可选地,天线结构可以还包括:馈电结构30,移相网络电路的第三端与馈电结构30可以电连接,通过馈电结构30可以向移相网络电路馈电。如图5所示,天线枝节20和地结构10上的T型的槽缝41分别直馈的结构示意图,通过馈点31馈到天线枝节20,通过馈点32馈到槽缝41上,开关33为断开状态,天线可以工作在LTE B8频段。参看图6a,对应图5的双天线S参数曲线。其中,实线a2为天线枝节20对应的回波损耗曲线,虚线a1为T型槽缝41对应的回波损耗曲线,点线a3为两者之间的传输曲线(隔离度的负值),容易看到,天线枝节20在LTEB8有较好的驻波,回波损耗小,而槽缝41驻波很浅。图6b是对应图6a中槽缝41直馈的回波损耗曲线,相当于把虚线拉近来看,可见,在LTE B8频段,槽缝41的回波损耗不到-1dB,能量几乎都反射回馈电端口。再看图6c,对应图5的双天线辐射效率曲线,其中,实线b2对应天线枝节20,虚线b1对应槽缝41,容易看出,槽缝41对应天线的辐射效率要比天线枝节20的要高2dB左右。
从图6a至图6c中的曲线图可知,槽缝41对应天线辐射效率高,但天线输入阻抗很差,天线枝节20辐射效率低,但天线输入阻抗很好,两种具有互补的特性,如能利用两种的长处,就能得到输入阻抗好,辐射效率高的天线特性。非谐振的槽缝41或耦合贴片42直馈时在工作频段的回波损耗大于-1dB,槽缝41或耦合贴片42直馈时与天线枝节20直馈时隔离度大于10dB,以上两个条件可以确保通过移相匹配网络电路连接后天线回波损耗变化小,接近于原始天线走线结构回波损耗,而辐射效率通过相差调控可以做到比单天线走线结构时高,接近于非谐振结构的辐射效率。
图7为基准对比例的IFA天线结构示意图,可以用这个天线结构与图1a中的实施例1的天线结构做对比,差别只在于图1a中的地结构10的边缘开有T型的槽缝41,通过不同频段LTE B12、B5和B8的切换,可以来验证本申请的优势。实施例1中采用图3a所对应的移相匹配网络电路,第二移相网络电路62为11°在880MHz频率,可以通过微带线连接实现,第一移相网络电路61为0°。
参看图8a,为本申请实施例1与基准对比例在LTE B12的回波损耗曲线对比;参看图8b,为本申请实施例1与基准对比例在LTE B12的效率曲线对比。实线c2对应实施例1中的移相匹配网络电路,虚线c1对应基准对比例的单IFA天线,两种的回波损耗基本一样,但在B12频段,实施例1的辐射效率(正方形实线d2)比单IFA(正方形虚线d1)高0.5-1dB,实施例1的总效率(三角形实线d4)也比单IFA(三角形虚线d3)高0.5-1dB。
参看图9a,本申请实施例1与基准对比例在LTE B5的回波损耗曲线对比;参看图9b,本申请实施例1与基准对比例在LTE B5的效率曲线对比。实线e2对应实施例1的移相匹配网络电路,虚线e1对应基准对比例的单IFA天线,两种的回波损耗基本一样,但在B5频段,实施例1的辐射效率(正方形实线f2)比单IFA(正方形虚线f1)高0.5-1dB,实施例1的总效率(三角形实线f4)也比单IFA(三角形虚线f3)高0.5-1dB。
参看图10a,为本申请实施例1与基准对比例在LTE B8的回波损耗曲线对比;参看图10b,为本申请实施例1与基准对比例在LTE B8的效率曲线对比。实线g2对应实施例1的移相匹配网络电路,虚线g1对应基准对比例的单IFA天线,两种的回波损耗基本一样,但在B8频段,实施例1的辐射效率(正方形实线h2)比单IFA(正方形虚线h1)高0.5-1.5dB,实施例1的总效率(三角形实线h4)也比单IFA(三角形虚线h3)高0.5-1.5dB。
参看图11,对应图3a中两个移相网络电路不同相差时天线工作在LTE B8的辐射效率对比图,两个移相匹配网络到天线枝节20和耦合结构(T型的槽缝41或耦合贴片42)的相位差,会对最终的天线辐射效果有影响,单激励IFA时,其在地结构10上会耦合多种电流模式,在低频段长边模式的辐射效率要高于短边模式的辐射效率,单IFA的激励这些电流模式的权重不一样。设置非谐振的T型的槽缝41或耦合贴片42,主要用于增强长边模式权重,是线性叠加到原来单IFA模式权重上去的。如图11中所示,虚线k1为对应图7基准对比例IFA天线在B8的辐射效率曲线,作为对比的基准。实施例1中通过图3a的移相网络电路控制到天线枝节20和槽缝41的相位差,当第二移相网络电路62相位减第一移相网络电路61的相位差为-15°,可以得到图11中圆点实线k2,天线有最佳的辐射效率,比基准效率高1-1.5dB。相差变为11°则对应正方形实线k3,相差为50°对应正三角实线k4,相对于基准效率优势下降。而相差为180°时,对应倒三角实线k5,效率会变得比基准值还低。因此,控制到天线枝节20和槽缝41的相位差,可以提高天线的效率。
针对图11,不同相差有不同辐射效率,参见图12a至图12c,其中,图12a为单IFA天线工作在LTE B8的电流分布图,可以看到地结构10上的电流既有横向的(短边的)也有纵向的(长边的),地结构10上的电流往IFA接地端汇聚,IFA左侧地电流不强,纵向电流模式激励不足。图12b为对应图3a第二移相网络电路62与第一移相网络电路61的相差-15°时天线工作在LTE B8的电流分布图,-15°相差使得地结构10上的地电流分布更广,天线的有效辐射体积增大,同时可以看到,IFA左侧纵向地电流增强,天线辐射效率提高。图12c为对应图3a第二移相网络电路62与第一移相网络电路61相差180°时天线工作在LTE B8的电流分布图,可以看到,地结构10的边缘电流与原始IFA电流反向,实际就抵消了原始部分纵向电流模式的权重,增大了横向的比例,造成了天线辐射效率下降。
本申请实施例的天线结构,通过调节移相网络电路到天线枝节20和耦合结构40的相位差,可以增强对于地结构10的激励,提高地结构10的辐射效率,提高天线结构的整体辐射效率。
本申请实施例提供一种电子设备,包括上述实施例中所述的天线结构。具有上述实施例中天线结构的电子设备,天线的整体辐射效率高,提高用户的使用体验。其中,电子设备可以包括手机、平板、电脑等。
可选地,电子设备可以包括框体,框体可以为导电材料件,比如框体可以为金属框体,框体可以作为地结构10。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。

Claims (17)

1.一种天线结构,其特征在于,包括:
地结构;
天线枝节,所述天线枝节与所述地结构连接;
移相网络电路,所述移相网络电路的第一端和所述天线枝节电连接;
耦合结构,所述移相网络电路的第二端与所述耦合结构连接,所述耦合结构与所述地结构耦合;
所述移相网络电路的第三端用于与馈电结构电连接。
2.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述耦合结构包括与所述地结构间隔设置的耦合贴片和/或设置于所述地结构上的槽缝,所述移相网络电路的第二端与所述耦合贴片电连接和/或所述移相网络电路的第二端邻近所述槽缝设置。
3.根据权利要求1或2所述的天线结构,其特征在于,所述耦合结构设置于所述地结构的边缘区域。
4.根据权利要求2所述的天线结构,其特征在于,所述槽缝的宽度大于或等于1mm且小于或等于5mm,所述槽缝的长度小于或等于20mm。
5.根据权利要求2所述的天线结构,其特征在于,所述耦合贴片设置于所述地结构的一侧,所述耦合贴片与所述地结构之间的间距小于或等于5mm。
6.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,还包括:
第一匹配电路,所述移相网络电路的第三端连接有所述第一匹配电路,所述第一匹配电路用于与馈电结构电连接。
7.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述移相网络电路包括:
第一移相网络电路,所述第一移相网络电路的第一端与所述天线枝节电连接,所述第一移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接;
第二移相网络电路,所述第二移相网络电路的第一端与所述耦合结构连接,所述第二移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接。
8.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述耦合结构包括与所述地结构间隔设置的耦合贴片和设置于所述地结构上的槽缝,所述移相网络电路包括:
第一移相网络电路与第二匹配电路,所述第一移相网络电路的第一端与所述天线枝节通过所述第二匹配电路电连接,所述第一移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接;
第二移相网络电路,所述第二移相网络电路的第一端邻近所述槽缝设置,所述第二移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接;
第三移相网络电路,所述第三移相网络电路的第一端与所述耦合贴片电连接,所述第三移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接。
9.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述移相网络电路包括:
第二匹配电路,所述第二匹配电路的第一端与所述天线枝节电连接,所述第二匹配电路的第二端用于与馈电结构电连接;
第四移相网络电路,所述第四移相网络电路的第一端与所述耦合结构连接,所述第四移相网络电路的第二端用于与馈电结构电连接。
10.根据权利要求9所述的天线结构,其特征在于,所述移相网络电路包括:
第五移相网络电路,所述第二匹配电路的第二端连接有所述第五移相网络电路,所述第五移相网络电路用于与馈电结构电连接。
11.根据权利要求9所述的天线结构,其特征在于,所述移相网络电路包括切换开关,所述第四移相网络电路包括多个第六移相网络电路,每个所述第六移相网络电路的相移不同,每个所述第六移相网络电路的第一端与所述耦合结构连接,每个所述第六移相网络电路的第二端与所述切换开关的一端电连接,所述切换开关的另一端用于与馈电结构电连接,所述切换开关可导通所述馈电结构与任一所述第六移相网络电路的第二端。
12.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述移相网络电路包括第一移相网络电路与第一切换开关,所述第一移相网络电路包括多个第一子移相网络电路,每个所述第一子移相网络电路的相移不同,每个所述第一子移相网络电路的第一端与所述耦合结构连接,每个所述第一子移相网络电路的第二端与所述第一切换开关的一端电连接,所述第一切换开关的另一端用于与馈电结构电连接,所述第一切换开关可导通所述馈电结构与任一所述第一子移相网络电路的第二端;
和/或
所述移相网络电路包括第二移相网络电路与第二切换开关,所述第二移相网络电路包括多个第二子移相网络电路,每个所述第二子移相网络电路的相移不同,每个所述第二子移相网络电路的第一端与所述耦合结构连接,每个所述第二子移相网络电路的第二端与所述第二切换开关的一端电连接,所述第二切换开关的另一端用于与馈电结构电连接,所述第二切换开关可导通所述馈电结构与任一所述第二子移相网络电路的第二端。
13.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,还包括:
调谐元件,所述调谐元件与所述天线枝节电连接。
14.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述天线结构的工作频段范围为700MHz-960 MHz或1710MHz-1880 MHz;和/或
所述耦合结构的尺寸小于对应工作频率波长的1/8。
15.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,还包括:
馈电结构,所述移相网络电路的第三端与所述馈电结构电连接。
16.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1-15中任一项所述的天线结构。
17.根据权利要求16所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备包括框体,所述框体作为所述地结构。
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