CN114400441B - 天线、超宽带天线阵列及电子设备 - Google Patents

天线、超宽带天线阵列及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请实施例适用于天线技术领域，提供一种天线、超宽带天线阵列及电子设备，其中，天线工作在目标频段，设置在金属基板上，包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、第一短路壁和第二短路壁，第一辐射贴片在金属基板上的投影与第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，第一短路壁和第二短路壁在金属基板上的投影不重叠，第一短路壁分别与第一辐射贴片、金属基板连接，第二短路壁分别与第一辐射贴片、第二辐射贴片连接，第一辐射贴片的谐振点为第一频点，第二辐射贴片的谐振点为第二频点，由于第一辐射贴片和第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，减小了天线占用金属基板的面积，提高了金属基板上可以布局其他电子设备的区域面积。

Description

天线、超宽带天线阵列及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及终端技术领域，尤其涉及一种天线、超宽带天线阵列及电子设备。
背景技术
随着超宽带（Ultra Wide Band，UWB）技术的发展普及，电子设备上通常会采用UWB天线阵列进行数据传输。
UWB天线阵列中的天线通常采用patch天线，patch天线包括辐射贴片和馈电源，其中，辐射贴片的面积较大，占用电子设备上较大的空间。在一种可能的情况下，UWB天线阵列工作在两个频段上，因此需要增大patch天线中辐射贴片的面积，以使patch天线可以工作在两个频段。由于辐射贴片的面积变大，导致UWB天线阵列占用电子设备上的空间变大。然而，随着电子设备的功能越来越丰富，电子设备可用空间越来越有限，UWB天线阵列可占用电子设备上的空间也越来越小。在一种可能的情况下，采用堆叠放置多个贴片天线的方法能够降低天线占用电子设备的空间，但是堆叠放置的多个贴片天线的辐射效率较差。
基于此，如何在保证天线性能良好的情况下，降低天线占用电子设备上的空间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天线、超宽带天线阵列及电子设备，能够在保证天线性能良好的情况下，降低天线占用电子设备上的空间。
第一方面，提供了一种天线，天线工作在目标频段，目标频段的宽度大于预设阈值，目标频段包括第一频点和第二频点，天线设置在金属基板上；天线包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、第一短路壁和第二短路壁，第一辐射贴片在金属基板上的投影与第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，第一短路壁和第二短路壁在金属基板上的投影不重叠，第一短路壁位于第一辐射贴片和金属基板之间，并分别与第一辐射贴片、金属基板连接，第二短路壁位于第一辐射贴片和第二辐射贴片之间，并分别与第一辐射贴片、第二辐射贴片连接，第一辐射贴片的谐振点为第一频点，第二辐射贴片的谐振点为第二频点。
其中，第一辐射贴片在金属基板上的投影与第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，相当于第一辐射贴片和第二辐射贴片在金属基板上方堆叠放置。第一短路壁在金属基板上的投影和第二短路壁在金属基板上的投影不重叠，相当于第一短路壁和第二短路壁设置在天线的两侧，而不是同一侧。
可选地，天线还包括填充介质和馈源。
其中，填充介质设置在第一辐射贴片和金属基板之间，及，第一辐射贴片和第二辐射贴片之间。应理解，填充介质的厚度会影响天线的性能。通过合理的调整填充介质的厚度，可以提高天线的效率。
填充介质可以是塑胶原料（Liuid Crystal Polymer，LCP），又称液晶聚合物。它是一种新型的高分子材料，在熔融态时一般呈现液晶性。LCP的介电常数为2.9。
馈源分别与第一辐射贴片、第二辐射贴片连接，用于向第一辐射贴片和金属基板形成的腔体、第一辐射贴片和第二辐射贴片形成的腔体发送激励信号。
本申请的实施例中提供的天线工作在目标频段，该目标频段的宽度大于预设阈值，目标频段包括第一频点和第二频点，该天线设置在金属基板上，包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、第一短路壁和第二短路壁，第一辐射贴片在金属基板上的投影与第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，第一短路壁和第二短路壁在金属基板上的投影不重叠，第一短路壁位于第一辐射贴片和金属基板之间，并分别与第一辐射贴片、金属基板连接，第二短路壁位于第一辐射贴片和第二辐射贴片之间，并分别与第一辐射贴片、第二辐射贴片连接，第一辐射贴片的谐振点为第一频点，第二辐射贴片的谐振点为第二频点，由于第一辐射贴片和第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，这样相当于天线占用金属基板的面积由两个辐射贴片的面积，缩小为一个辐射贴片的面积，减小了天线占用金属基板的面积，提高了金属基板上可以布局其他电子设备的区域面积。此外，由于第一短路壁和第二短路壁分别设置在天线的两侧，使得第一辐射贴片与金属基板形成的下腔体，与第一辐射贴片和第二辐射天线形成的上腔体，两者的电场方向相同，也即是等效的磁流方向相反，使得等效的磁流抵消较高，提高天线的辐射效率。
在一个实施例中，第一短路壁与第一辐射贴片的第一边连接，第一边为第一辐射贴片中与第一辐射边垂直的边，第一辐射贴片沿第一辐射边传输信号。
其中，辐射边是指辐射贴片上电磁波信号传输方向的对应的边，通常，一个辐射贴片上包括两个相互平行的辐射边。辐射贴片的谐振频点与辐射边的长度相关，谐振频点越高，天线的辐射边的长度越短。
应理解，第一辐射贴片的面积可以大于第二辐射贴片的面积，也可以小于第二辐射贴片的面积，本申请实施例对此不作限制。第一短路壁可以与第一辐射贴片上与辐射边垂直的第一边连接。
在一个实施例中，在第一短路壁与第一辐射贴片的第一边连接的情况下，第一辐射边在金属基板上的投影，与第二辐射贴片上的第二辐射边在金属基板上的投影重叠，第二短路壁与第二辐射贴片的第二边连接，第二边为第二辐射贴片上与第一边的距离最远的边，第二辐射贴片沿第二辐射边传输信号。
在一个实施例中，在第一短路壁与第一辐射贴片的第一边连接，第一辐射边在金属基板上的投影，与第二辐射贴片上的第二辐射边在金属基板上的投影重叠，第二短路壁与第二辐射贴片的第二边连接的情况下，第二短路壁与第一辐射贴片的第三边连接，第三边为第一辐射贴片上与第一边不相邻的边。
在一个实施例中，在第一短路壁与第一辐射贴片的第一边连接，第一辐射边在金属基板上的投影，与第二辐射贴片上的第二辐射边在金属基板上的投影重叠，第二短路壁与第二辐射贴片的第二边连接的情况下，第二辐射贴片的第四边在金属基板上的投影，与第一边在金属基板上的投影重叠，第四边为与第二边不相邻的边。
本申请的实施例中，第一短路壁分别与第一辐射的第一边、金属基板连接，第二短路壁分别与第二辐射贴片的第二边、第一辐射贴片的第三边连接，或者，第二短路壁分别与第二辐射贴片的第二边、第一辐射贴片的辐射体连接（相当于第二辐射贴片的第四边在金属基板上的投影与第一边在金属基板上的投影重叠），其中，第一边是指第一辐射贴片中与第一辐射边垂直边，第二边是指第二辐射贴片中与第一边距离最远的边，第三边是指第一辐射贴片中与第一边不相邻的边，第四边为与第二边不相邻的边，第一辐射贴片沿第一辐射边传输信号，第二辐射贴片沿第二辐射边传输信号，也即是说，本申请实施例提供的天线，由于第一短路壁和第二短路壁分别设置在天线的两侧，使得第一辐射贴片与金属基板形成的下腔体，与第一辐射贴片和第二辐射天线形成的上腔体，两者的电场方向相同，也即是等效的磁流方向相反，相当于等效的磁流抵消较高，提高天线的辐射效率，同时，在第二短路壁与第二辐射贴片的第二边连接的情况下，第二短路壁可以与第三边连接，也可以与第一辐射贴片的辐射体连接，使得第二短路壁能够在第一辐射体上移动，在天线性能改善的情况下，提高了第二短路壁位置的灵活性。
在一个实施例中，在第一短路壁与第一辐射贴片的第一边连接的情况下，第二辐射贴片的面积大于第一辐射贴片的面积，第二短路壁与第一辐射贴片的第三边连接，第三边为第一辐射贴片上与第一边不相邻的边。
在一个实施例中，在第一短路壁与第一辐射贴片的第一边连接，第二辐射贴片的面积大于第一辐射贴片的面积，第二短路壁与第一辐射贴片的第三边连接的情况下，第二短路壁与第二辐射贴片的第二边连接，第三边为第一辐射贴片上与第一边不相邻的边，第二边为第二辐射贴片上与第一边距离最远的边。
在一个实施例中，在第一短路壁与第一辐射贴片的第一边连接，第二辐射贴片的面积大于第一辐射贴片的面积，第二短路壁与第一辐射贴片的第三边连接的情况下，第二辐射贴片的第四边在金属基板上的投影，与第一边在金属基板上的投影重叠，第四边为第二辐射贴片上与第一边距离最近的边。
在本申请的实施例中，第二辐射贴片的面积大于第一辐射贴片的面积，第一短路壁分别与第一辐射的第一边、金属基板连接，第二短路壁分别与第二辐射贴片的第二边、第一辐射贴片的第三边连接，或者，第二短路壁分别与第二辐射贴片的辐射体（相当于第二辐射贴片的第四边在金属基板上的投影与第一边在金属基板上的投影重叠）、第一辐射贴片的第三边，其中，第一边是指第一辐射贴片中与第一辐射边垂直边，第二边是指第二辐射贴片中与第一边距离最远的边，第三边是指第一辐射贴片中与第一边不相邻的边，第四边为与第二边不相邻的边，第一辐射贴片沿第一辐射边传输信号，第二辐射贴片沿第二辐射边传输信号，也即是说，本申请实施例提供的天线，由于第一短路壁和第二短路壁分别设置在天线的两侧，使得第一辐射贴片与金属基板形成的下腔体，与第一辐射贴片和第二辐射天线形成的上腔体，两者的电场方向相同，也即是等效的磁流方向相反，相当于等效的磁流抵消较高，提高天线的辐射效率，同时，在第二短路壁与第一辐射贴片的第三边连接的情况下，第二短路壁可以与第二辐射体的第二边连接，也可以与第二辐射贴片的辐射体连接，使得第二短路壁能够在第二辐射体上移动，在天线性能改善的情况下，提高了第二短路壁位置的灵活性。
在一个实施例中，天线还包括第一结构体，第一结构体用于调节第一辐射贴片的阻抗；和/或，天线还包括第二结构体，第二结构体用于调节第二辐射贴片的阻抗。
应理解，在第一结构体和第二结构体可以是金属结构体，例如，第一结构体可以是与第一辐射贴片等宽的金属块，或者第一结构体可以是与第二辐射贴片等宽的金属块。在辐射贴片上增加额外的金属结构体，可以改变辐射贴片的边界条件，以改变辐射贴片的阻抗。
本申请的实施例中，天线还包括第一结构体，第一结构体用于调节第一辐射贴片的阻抗；和/或，天线还包括第二结构体，第二结构体用于调节第二辐射贴片的阻抗，使得在电子设备上可以布局天线的区域有限的情况下，通过第一结构体调整第一辐射贴片的阻抗，通过第二结构体调整第二辐射贴片的阻抗，进而使得较小尺寸的天线也能满足需求，进一步地降低天线占用电子设备的空间，实现电子设备中天线的小型化。
在一个实施例中，天线还包括馈源、第三短路壁和第一金属体，第一辐射贴片包括第一开槽，第一金属体设置在第一开槽内，第一金属体的一端第三短路壁连接，第一金属体的另一端与馈源连接；天线工作在目标频段时，馈源通过第一金属体与第一辐射贴片之间的缝隙向第二辐射贴片发送激励信号。
应理解，馈源通过第一金属体与第一辐射贴片之间的缝隙向第二辐射贴片发送激励信号，相当于天线采用了耦合馈电结构，耦合馈电结构可以引入了磁场激励，增强了对谐振腔的激励。也即是相当于增加了对第一辐射贴片和第二辐射贴片形成的腔体的激励，第一辐射贴片和第二辐射贴片形成的腔体工作在高频点，因此相当于增加了对高频点的激励，提高了高频点的辐射效率。
本申请实施例中，第一辐射贴片上还包括第一开槽，第一金属体设置在第一开槽内，第一金属体的一端连接第三短路壁，另一端连接馈源，使得天线工作在目标频段时，通过第一金属体和第一辐射贴片之间的缝隙向第二辐射贴片发送激励信号，这相当于天线采用了耦合馈电结构，与直接馈电方式相比，通过耦合馈电结构可以引入磁场激励，增加了对谐振腔体的激励，进而使得磁流同向天线在高频段时的辐射效率提升。
在一个实施例中，天线还包括馈源和第四短路壁，第一辐射贴片包括第二开槽，第四短路壁通过第二开槽连接第二辐射贴片和金属基板，馈源通过第一辐射贴片向第四短路壁发送激励信号。
应理解，馈源通过第一辐射贴片向第四短路壁发送激励信号，相当于天线引入了横向场的激励，可以使上腔体和下腔体的电场方向相反。其中，上腔体是指第一辐射贴片和第二辐射贴片形成的腔体，下腔体是指第一辐射贴片和金属基板形成的腔体。横向馈电可以使得天线工作在低频点时磁流同向，提高低频点的辐射效率。
本申请的实施例中，天线包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、第一短路壁、第二短路壁、第四短路壁和馈源，其中，第一辐射贴片还包括第一开槽，使得天线工作时，馈源通过第一辐射贴片向第四短路壁进行横向馈电，相当于引入了横向场的激励，从而使上腔体和下腔体的电场方向相反，使得在较低频段内，上腔体和下腔体的磁流同向，提高了较低频段的辐射效率。
在一个实施例中，第一辐射贴片的长度为1/4λ1，第二辐射贴片的长度为1/4λ2，其中，λ1为第一频点对应的波长，λ2为第二频点对应的波长。
本申请的实施例中，第一辐射贴片的长度为1/4λ1，第二辐射贴片的长度为1/4λ2，其中，λ1为第一频点对应的波长，λ2为第二频点对应的波长。传统技术中，贴片天线的长度通常为谐振频点的二分之一波长，与传统技术中的贴片天线的尺寸相比，采用本申请实施例中的天线，进一步地降低了天线占用金属基板上的面积，提高了金属基板上可以布局其他电子设备的区域面积。
第二方面，提供了一种超宽带天线阵列，超宽带天线阵列包括至少三个如第一方面所述的天线。
应理解，UWB天线阵列中各个天线的结构与第一方面所述的天线结构类似，且UWB天线阵列中各个天线的位置关系满足实现UWB天线阵列功能的要求。示例性的，进行同一方向的角度测量的两个天线之间的距离大于1/4λ，且小于1/2λ。λ是指天线工作的频段对应的波长。
本申请实施例提供的UWB天线阵列包括上述第一方面所述的天线，该天线工作在目标频段，该目标频段的宽度大于预设阈值，目标频段包括第一频点和第二频点，该天线设置在金属基板上，包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、第一短路壁和第二短路壁，第一辐射贴片在金属基板上的投影与第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，第一短路壁和第二短路壁在金属基板上的投影不重叠，第一短路壁位于第一辐射贴片和金属基板之间，并分别与第一辐射贴片、金属基板连接，第二短路壁位于第一辐射贴片和第二辐射贴片之间，并分别与第一辐射贴片、第二辐射贴片连接，第一辐射贴片的谐振点为第一频点，第二辐射贴片的谐振点为第二频点，由于第一辐射贴片和第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，这样相当于天线占用金属基板的面积由两个辐射贴片的面积，缩小为一个辐射贴片的面积，减小了天线占用金属基板的面积，提高了金属基板上可以布局其他电子设备的区域面积。此外，由于第一短路壁和第二短路壁分别设置在天线的两侧，使得第一辐射贴片与金属基板形成的下腔体，与第一辐射贴片和第二辐射天线形成的上腔体，两者的电场方向相同，也即是等效的磁流方向相反，使得等效的磁流抵消较高，提高天线的辐射效率。
第三方面，提供了一种电子设备，电子设备包括如第二方面所述的超宽带天线阵列。
应理解，电子设备可以是手机、智慧屏、平板电脑、可穿戴电子设备、车载电子设备、增强现实（augmented reality，AR）设备、虚拟现实（virtual reality，VR）设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机（ultra-mobile personal computer，UMPC）、上网本、个人数字助理（personal digital assistant，PDA）、投影仪等等，本申请实施例对电子设备的具体类型不作任何限制。
本申请实施例提供的电子设备包括上述第二方面所述的超宽带天线阵列，该超宽带天线阵列包括至少三个上述第一方面所述的天线，该天线工作在目标频段，该目标频段的宽度大于预设阈值，目标频段包括第一频点和第二频点，该天线设置在金属基板上，包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、第一短路壁和第二短路壁，第一辐射贴片在金属基板上的投影与第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，第一短路壁和第二短路壁在金属基板上的投影不重叠，第一短路壁位于第一辐射贴片和金属基板之间，并分别与第一辐射贴片、金属基板连接，第二短路壁位于第一辐射贴片和第二辐射贴片之间，并分别与第一辐射贴片、第二辐射贴片连接，第一辐射贴片的谐振点为第一频点，第二辐射贴片的谐振点为第二频点，由于第一辐射贴片和第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，这样相当于天线占用金属基板的面积由两个辐射贴片的面积，缩小为一个辐射贴片的面积，减小了天线占用金属基板的面积，提高了金属基板上可以布局其他电子设备的区域面积。此外，由于第一短路壁和第二短路壁分别设置在天线的两侧，使得第一辐射贴片与金属基板形成的下腔体，与第一辐射贴片和第二辐射天线形成的上腔体，两者的电场方向相同，也即是等效的磁流方向相反，使得等效的磁流抵消较高，提高天线的辐射效率。
附图说明
图1为传统技术中一种天线的结构示意图；
图2为传统技术中一种天线的主视图；
图3为传统技术中一种天线的电场分布示意图；
图4为传统技术中一种天线的S参数示意图；
图5为本申请一个实施例中电子设备的结构示意图；
图6为本申请一个实施例中天线的应用场景的示意图；
图7为本申请一个实施例中天线的结构示意图；
图8为本申请一个实施例中天线的尺寸示意图；
图9为本申请一个实施例中天线的电场分布示意图；
图10为本申请一个实施例中天线的S参数示意图；
图11为本申请另一个实施例中天线的尺寸示意图；
图12为本申请另一个实施例中天线的结构示意图；
图13为本申请另一个实施例中天线的结构示意图；
图14为本申请另一个实施例中天线的结构示意图；
图15为本申请另一个实施例中天线的结构示意图；
图16为本申请另一个实施例中天线的结构示意图；
图17为本申请另一个实施例中天线的结构示意图；
图18为本申请另一个实施例中天线的结构示意图；
图19为本申请另一个实施例中天线的电场分布示意图；
图20为本申请另一个实施例中天线的S参数示意图；
图21为本申请另一个实施例中天线的结构示意图；
图22为本申请另一个实施例中天线的电场分布示意图；
图23为本申请另一个实施例中天线的S参数示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。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；文本中的“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”仅用于描述目的，而不能理解为暗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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
现阶段，随着电子设备上集成的功能越来越多，这些功能是通过电子设备上设置的越来越多的电子器件实现的。日益增多的电子器件会占用了电子设备上更多的空间，导致电子设备中可以用于设置天线的空间越来越小。
贴片天线作为一种常见的天线，其中用于辐射信号的辐射贴片的面积通常较大，因此辐射贴片占用电子设备中金属基板上较大的面积，这样会导致电子设备上设置其他电子器件的面积变小。在贴片天线工作在宽频段的情况下，辐射贴片的面积将进一步的增大，以满足宽频段的需求。
UWB技术作为一种新的通信技术，不需要使用传统通信技术中的载波来传输数据，而是通过纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据。通过 UWB 技术，电子设备可以实现精确的室内定位，犹如人眼一般感知空间位置，指向任意智能设备都可直接控制，角度测量精度可达±3°，如同高精版“室内GPS”。通常，电子设备通过UWB天线阵列来实现距离和角度的测量。其中，UWB天线阵列通常包括至少3个贴片天线。示例性的，电子设备的UWB天线阵列包括3个贴片天线。若采用传统技术中的贴片天线，会占用电子设备中更大的空间。
为了降低工作在宽频段的贴片天线占用电子设备的空间，贴片天线可以设置为两个堆叠放置的辐射贴片，其中一个辐射贴片的谐振点为宽频段中较低的频点，另一个辐射贴片的谐振点为宽频段中较高的频点，通过两个堆叠放置辐射贴片实现贴片天线工作在宽频带的功能，同时降低了贴片天线占用电子设备的空间。
示例性的，如图1所示，贴片天线工作在6.5GHz至8GHz，该贴片天线1000包括第一辐射贴片1100、第二辐射贴片1200、第一短路壁1300、第二短路壁1400和馈源1500。其中，第一辐射贴片1100和第二辐射贴片1200堆叠放置。第一短路壁1300和第二短路壁1400设置在贴片天线1000的同一侧。第一辐射贴片1100的谐振点6.5GHz，第二辐射贴片1200的谐振点为8GHz。第一短路壁1300位于第一辐射贴片1100和金属基板2000之间，用于连接第一辐射贴片1100和金属基板2000，实现第一辐射贴片1100的对地短路，第二短路壁1400位于第一辐射贴片1100和第二辐射贴片1200之间，用于连接第二辐射贴片1200和金属基板2000，实现第二辐射贴片1200的对地短路功能。通常，第一短路壁1300和第二短路壁1400设置在天线的同一侧。例如，如图2所示，第一短路壁1300和第二短路壁1400均设置在贴片天线1000的同一侧。
然而，采用图2所示的贴片天线1000，在6.5GHz、7.2GHz和8GHz的电场分布图如图3所示。可以看出，贴片天线1000在6.5GHz时，上腔体和下腔体的电场方向相反，等效磁流方向相反。其中，上腔体是指第一辐射贴片1100和第二辐射贴片1200形成的腔体，下腔体是指第一辐射贴片1100和金属基板2000形成的腔体。贴片天线1000在7.2GHz处的上腔体和下腔体的等效磁流强度相近，方向相反，相互抵消的磁流强度最多。贴片天线1000在8GHz时上腔体和下腔体的电场方向相同，磁流方向也是相同。这样会导致图2所示的贴片天线1000的在7.2GHz处的效率降低。示例性的，如图4所示，图2所示的贴片天线在7.2GHz处存在效率凹坑。
为了便于理解，下面先对本申请实施例可能涉及的相关术语和概念进行介绍。
（1）UWB技术
UWB技术是一种无线载波通信技术，与传统的通信技术不同，UWB技术不采用正弦载波传输数据，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。
（2）贴片（Patch）天线
贴片天线是一种流行的微带天线，也被称为平板天线。通常由一个金属贴片悬浮在另一个较大的金属基板上而形成的，金属贴片和金属基板之间通常设置填充介质。示例性的，填充介质可以是指液晶聚合物（Liquid Crystal Polymer，LCP）。
（3）辐射贴片
贴片天线中的金属贴片即为辐射贴片。
（4）短路壁
对于微带天线而言，天线的电流在金属贴片和金属基板之间形成驻波，在金属贴片长度的二分之一处，电场为零。若在此处对地短路，不会影响天线的电场分布，而天线的尺寸可以减小到原始尺寸的一半。用于连接金属贴片和金属基板（参考地）的金属结构体即为短路壁。
需要说明的是，还可以采用金属销钉连接金属贴片和参考地，实现对地短路的功能，该金属销钉被称为短路销钉。
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
图5示出了一种适用于本申请的电子设备的硬件系统。
电子设备100可以是手机、智慧屏、平板电脑、可穿戴电子设备、车载电子设备、增强现实（augmented reality，AR）设备、虚拟现实（virtual reality，VR）设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机（ultra-mobile personal computer，UMPC）、上网本、个人数字助理（personal digital assistant，PDA）、投影仪等等，本申请实施例对电子设备100的具体类型不作任何限制。
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。
需要说明的是，图5所示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5所示的部件更多或更少的部件，或者，电子设备100可以包括图5所示的部件中某些部件的组合，或者，电子设备100可以包括图5所示的部件中某些部件的子部件。图5所示的部件可以以硬件、软件或软件和硬件的组合实现。
图5所示的各模块间的连接关系只是示意性说明，并不构成对电子设备100的各模块间的连接关系的限定。可选地，电子设备100的各模块也可以采用上述实施例中多种连接方式的组合。
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器件实现。
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。在一些实施例中，当生命体与电子设备之间的距离较小时，由于生命体为电磁波的有耗介质，因此会导致天线1和/或天线2的边界条件改变，影响天线1和/或天线2的效率。
移动通信模块150可以提供应用在电子设备100上的无线通信的解决方案，例如下列方案中的至少一个：第二代（2th generation，2G）移动通信解决方案、第三代（3thgeneration，3G）移动通信解决方案、第四代（4th generation，5G）移动通信解决方案、第五代（5th generation，5G）移动通信解决方案。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和放大等处理，随后传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以放大经调制解调处理器调制后的信号，放大后的该信号经天线1转变为电磁波辐射出去。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（例如，扬声器170A、受话器170B）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。在一些实施例中，可以从调制解调处理器中的测量模块中获取用于指示接收信号的信号强度的接收参考信号。
与移动通信模块150类似，无线通信模块160也可以提供应用在电子设备100上的无线通信解决方案，例如下列方案中的至少一个：无线局域网（wireless local areanetworks，WLAN）、蓝牙（bluetooth，BT）、蓝牙低功耗(bluetooth low energy，BLE)、超宽带（ultra wide band，UWB）、全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）、调频（frequency modulation，FM）、近场通信（near field communication，NFC）、红外（infrared，IR）技术。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，并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，对其进行调频和放大，该信号经天线2转变为电磁波辐射出去。
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，电子设备100的天线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和其他电子设备通信。该无线通信技术可以包括以下通信技术中的至少一个：全球移动通讯系统（global system for mobile communications，GSM），通用分组无线服务（general packetradio service，GPRS），码分多址接入（code division multiple access，CDMA），宽带码分多址（wideband code division multiple access，WCDMA），时分码分多址（time-divisioncode division multiple access，TD-SCDMA），长期演进（long term evolution，LTE），BT，GNSS，WLAN，NFC ，FM，IR技术。该GNSS可以包括以下定位技术中的至少一个：全球卫星定位系统（global positioning system，GPS），全球导航卫星系统（global navigationsatellite system，GLONASS），北斗卫星导航系统（beidou navigation satellitesystem，BDS），准天顶卫星系统（quasi-zenith satellite system，QZSS），星基增强系统（satellite based augmentation systems，SBAS）。
本申请实施例提供的方案能够应用于图5所示的电子设备中。本申请实施例所提供的方案能够应用于图5中所述的天线中，以保证电子设备小型化的需求。
需要说明的是，图5所示的电子设备的组成仅是一种示例，并不构成对本申请实施例所提供的方案的应用环境的限制。在一种可能的情况下，电子设备还可以具有其他组成方式。
下面对本申请实施例的应用场景进行简要说明。
随着电子设备上集成的功能越来越多，使得电子设备上会设置越来越多的电子器件。日益增多的电子器件会占用了电子设备上更多的空间，导致电子设备中可以用于设置天线的空间越来越小。贴片天线作为一种常见的手机天线，其中用于辐射信号的辐射贴片通常会设置在电子设备的金属基板上，占用电子设备中金属基板上较大的面积。这样会导致电子设备的金属基板上设置其他电子器件的面积变小。在贴片天线工作在宽频段的情况下，辐射贴片的面积将进一步的增大，以满足宽频段的需求。为了降低工作在宽频段的贴片天线占用电子设备的空间，贴片天线可以设置为两个堆叠放置的辐射贴片，实现天线工作在宽频带的需求。
UWB天线阵列通常包括至少3个贴片天线。示例性的，如图6所示，该UWB天线阵列中包括3个贴片天线。若每个贴片天线均采用堆叠的两个辐射贴片，以减小辐射贴片占用电子设备的空间。
应理解，上述为对应用场景的举例说明，并不对本申请的应用场景作任何限定。
下面结合图7至图23对本申请实施例提供的天线进行详细描述。
图7为本申请实施例提供的一种天线的结构示意图，如图7所示，天线10工作在目标频段，其中，目标频段的宽度大于预设阈值，目标频段包括第一频点和第二频点，天线10设置在金属基板20上；天线10包括第一辐射贴片11、第二辐射贴片12、第一短路壁13和第二短路壁14，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠，第一短路壁13和第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠，第一短路壁13位于第一辐射贴片11和金属基板20之间，并分别与第一辐射贴片11、金属基板20连接，第二短路壁14位于第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间，并分别与第一辐射贴片11、第二辐射贴片12连接，第一辐射贴片11的谐振点为第一频点，第二辐射贴片12的谐振点为第二频点。
其中，图7中的（a）是本申请实施例提供的一种天线10的主视图，图7中的（b）是图7中的（a）提供的天线10的立体图。
目标频段是指宽度大于预设阈值的频段，也即是指宽频段。该目标频段包括第一频点和第二频点。其中，第一频点可以是指目标频段中较低的频点，也可以是指目标频段中较高的频点。以第一频点是指目标频段中较低的频点为例进行说明，第一频点可以是指目标频段中最低的频点，也可以是低于预设低频点阈值的频点，本申请实施例对此不作限制。
当天线工作在辐射边的谐振频点（或称谐振点）时，天线的阻抗匹配最好。因此，天线的工作频段通常是指谐振点的附近的频段。辐射边的谐振点通常与辐射边的长度相关。通常，天线的辐射边的长度与天线的工作频率相关的，工作频率越高，天线的辐射边的长度越短。本申请实施例中所涉及的天线10可以包括第一辐射贴片11和第二辐射贴片12。其中，第一辐射贴片11的谐振点为第一频点，相当于天线10工作在第一频点时，电磁波信号第一辐射贴片11和金属基板20形成的腔体中的性能最优。示例性的，第一辐射贴片11的辐射边的长度为6.7mm，对应的谐振点为6.5GHz。天线10工作在6.5GHz时，电磁波信号第一辐射贴片11和金属基板20形成的腔体中的性能最优。类似的，第二辐射贴片12的谐振点为第二频点，相当于天线10工作在第二频点时，电磁波信号第一辐射贴片11和第二辐射贴片12形成的腔体中的性能最优。例如，第二辐射贴片12的辐射边的长度为5.6mm，对应的谐振点为8GHz。天线10工作在8GHz时，电磁波信号第一辐射贴片11和第二辐射贴片12形成的腔体中的性能最优。
如图7中的（b）所示，第一辐射贴片11在金属基板20上的投影，与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠。这样相当于天线10在金属基板20上的总投影面积变小，降低了天线10占用金属基板20的面积，提高了金属基板20上布局其他电子器件的面积。
第一短路壁13设置在第一辐射贴片11与金属基板20之间，用于连接第一辐射贴片11与金属基板20。由于短路壁可以在不影响天线的电场分布的情况下，将天线的尺寸减小到原始尺寸的一半，也即是说，第一短路壁13可以将第一辐射贴片11的尺寸减小到原始尺寸的一半，这样相当于进一步地减小了天线10的体积。
类似的，第二短路壁14设置在第一辐射贴片11与第二辐射贴片12之间，用于连接第一辐射贴片11与第二辐射贴片12。由于第一辐射贴片11的谐振点与第二辐射贴片12的谐振点不同，当天线工作在第二辐射贴片12的谐振点时，第一辐射贴片11相当于金属导体，使得第二辐射贴片12可以通过第二短路壁14、第一辐射贴片11和第一短路壁13与金属基板20连接，实现对地短接。与第一辐射贴片11类似的，第二短路壁14可以将第二辐射贴片12的尺寸减小到原始尺寸的一半，相当于进一步地减小了天线10的体积。
可选地，第一辐射贴片的长度为1/4λ1，第二辐射贴片的长度为1/4λ2，其中，λ1为第一频点对应的波长，λ2为第二频点对应的波长。
本申请的实施例中，第一辐射贴片的长度为1/4λ1，第二辐射贴片的长度为1/4λ2，其中，λ1为第一频点对应的波长，λ2为第二频点对应的波长。传统技术中，贴片天线的长度通常为谐振频点的二分之一波长，与传统技术中的贴片天线的尺寸相比，采用本申请实施例中的天线，进一步地降低了天线占用金属基板上的面积，提高了金属基板上可以布局其他电子设备的区域面积。
第一短路壁13在金属基板20上的投影，与第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠。也即是说，第一短路壁13和第二短路壁14不在同一平面内，分别设置在天线20的两侧。示例性的，如图7中的（a）和图7中的（b）所示，第一短路壁13可以与第一辐射贴片11左侧边连接，第二短路壁14可以与第二辐射贴片12的右侧边连接，不与第一辐射贴片11的右侧边连接。
应理解，天线10还可以包括填充介质15和馈源16。
其中，填充介质15设置在第一辐射贴片11和金属基板20之间，及，第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间。应理解，填充介质15的厚度会影响天线10 的性能。通过合理的调整填充介质15的厚度，可以提高天线10的效率。
示例性的，如图8所示，第一辐射贴片11的辐射边的长度为6.7mm，第一辐射贴片11与金属基板20之间的填充介质15的厚度为0.3mm。第二辐射贴片12的辐射边的长度为5.6mm，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12之间的填充介质15的厚度为0.2mm。
填充介质15可以是塑胶原料（Liuid Crystal Polymer，LCP），又称液晶聚合物。它是一种新型的高分子材料，在熔融态时一般呈现液晶性。LCP的介电常数为2.9。
馈源16分别与第一辐射贴片11、第二辐射贴片12连接，用于向第一辐射贴片11和金属基板20形成的腔体、第一辐射贴片11和第二辐射贴片12形成的腔体发送激励信号。
下面对天线10的工作原理及效果进行说明。
在第一短路壁10和第二短路壁20在天线10的两侧的情况下，天线10的电场强度图可以如图9所示。在天线10工作在6.5GHz的情况下，第一辐射贴片10与金属基板20形成的腔体（以下简称下腔体），与第一辐射贴片11和第二辐射天线12形成的腔体（以下简称上腔体），两者的电场方向相同，也即是等效的磁流方向相反。由于激励的寄生电场较强，因此等效的磁流抵消较高。特别是与图1所示的天线1000相比，磁流抵消相对于图1所示的天线1000更高，导致天线10在6.5GHz的辐射效率变低。在天线10工作在8GHz的情况下，上腔体和下腔体的电场方向相反，即等效磁流方向相同。相当于在8GHz的情况，上腔体和下腔体的磁流相互叠加，因此天线10在8GHz的辐射效率较高。特别是与图1所示的天线1000相比，磁流叠加相对于图1所示的天线1000更高，使得天线10在8GHz的辐射效率提高。
示例性的，效率曲线图可以如图10所示。图10为对图1所示的天线1000和对图7所示的天线10进行仿真，得到的效率曲线图。其中，图1所示的天线1000的尺寸如图11所示，图7所示的天线10 的尺寸如图8所示，填充介质的介电常数为2.9。可以看出，天线1000的第一短路壁1100和第二短路壁1200在天线1000的同一侧，天线10的第一短路壁11和第二短路壁12分别位于天线10的不同侧。天线1000的第一短路壁1000的长度与天线10的第一短路壁10的长度相同，天线1000中的第二短路壁1200的长度与天线10中第二短路壁12的长度相同，天线1000中填充介质1500的高度与天线10中填充介质15的高度相同。也即是说，天线1000与天线10之间的区别在于第一短路壁和第二短路壁的位置不同，其他尺寸均相同。如图10所示，天线1000在7.2GHz处存在一个辐射效率的凹坑，而天线10在7.2GHz处没有辐射效率的凹坑。对应的，天线10的效率较天线1000的效率有明显的提升。
本申请的实施例中提供的天线工作在目标频段，该目标频段的宽度大于预设阈值，目标频段包括第一频点和第二频点，该天线设置在金属基板上，包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、第一短路壁和第二短路壁，第一辐射贴片在金属基板上的投影与第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，第一短路壁和第二短路壁在金属基板上的投影不重叠，第一短路壁位于第一辐射贴片和金属基板之间，并分别与第一辐射贴片、金属基板连接，第二短路壁位于第一辐射贴片和第二辐射贴片之间，并分别与第一辐射贴片、第二辐射贴片连接，第一辐射贴片的谐振点为第一频点，第二辐射贴片的谐振点为第二频点，由于第一辐射贴片和第二辐射贴片在金属基板上的投影重叠，这样相当于天线占用金属基板的面积由两个辐射贴片的面积，缩小为一个辐射贴片的面积，减小了天线占用金属基板的面积，提高了金属基板上可以布局其他电子设备的区域面积。此外，由于第一短路壁和第二短路壁分别设置在天线的两侧，使得第一辐射贴片与金属基板形成的下腔体，与第一辐射贴片和第二辐射天线形成的上腔体，两者的电场方向相同，也即是等效的磁流方向相反，使得等效的磁流抵消较高，提高天线的辐射效率。
应理解，第一短路壁13和第二短路壁14在金属基板20的投影不重叠，因此，第二短路壁14可以与第一辐射贴片11上远离第一短路壁13的边连接，也可以不连接，本申请实施例对此不作限制。同时，第二短路壁14可以与第二辐射贴片12上远离第一短路壁13的边连接，也可以不连接，本申请实施例对此不作限制。另外，第一辐射贴片11的面积可以大于第二辐射贴片12，也可以小于第二辐射贴片12，本申请实施例对此不作限制。也即是说，第一短路壁13和第二短路壁14的位置关系比较灵活。
下面通过图12至图17所示的天线结构来详细说明第一短路壁13和第二短路壁14的位置关系。
在一种可能的情况下，第一辐射贴片11的面积大于第二辐射贴片12的面积，在这种情况下，第一辐射贴片11的辐射边的长度大于第二辐射贴片12上辐射边的长度。
由于短路壁通常将辐射贴片和参考地进行短路，为了不影响天线的电场分布，因此，短路壁通常是与辐射贴片上与辐射边垂直的边连接的。
可选地，第一短路壁13与第一辐射贴片11的第一边111连接，第一边111为第一辐射贴片11中与第一辐射边112垂直的边，第一辐射贴片11沿第一辐射边112传输信号。
在一种可能的情况下，在第一短路壁13与第一辐射贴片11上的第一边111连接的情况下，第二短路壁14与第二辐射贴片12的第二边122连接，第二边122为第二辐射贴片12上与第一边111的距离最远的边，第二辐射贴片12沿第二辐射边121传输信号，同时，第二短路壁14可以与第一辐射贴片11上的与第一边111不相邻的边连接，或者与第一辐射贴片11的辐射体连接，本申请实施例对此不作限制。
示例性的，第二短路壁14可以与第一辐射贴片11上与第一边11不相邻的第三边113连接。如图12所示，其中，图12中的（a）为本申请实施例提供的一种天线的主视图，图12中的（b）为图12中的（a）所示天线的立体图。如图12中的（a）和图12中的（b）所示，天线10包括第一辐射贴片11、第二辐射贴片12、第一短路壁13和第二短路壁14，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠，第一短路壁13和第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠，第一短路壁13位于第一辐射贴片11和金属基板20之间，第一短路壁13分别与第一辐射贴片11的第一边111连接、金属基板20连接，第一边111为第一辐射贴片11中与第一辐射边112垂直的边，第一辐射贴片11沿第一辐射边112传输信号，第一辐射边112在金属基板20上的投影，与第二辐射贴片12上的第二辐射边121在金属基板20上的投影重叠，第二短路壁14位于第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间，第二短路壁14分别与第二辐射贴片12的第二边122、第一辐射贴片11的第三边113连接，第二边122为第二辐射贴片12上与第一边111的距离最远的边，第二辐射贴片12沿第二辐射边121传输信号，第三边113为第一辐射贴片上与第一边不相邻的边。
示例性的，第二短路壁14可以与第一辐射贴片11的辐射体连接。如图13所示，其中，图13中的（a）为本申请实施例提供的一种天线的主视图，图13中的（b）为图13中的（a）所示天线的立体图。如图13中的（a）和图13中的（b）所示，天线10包括第一辐射贴片11、第二辐射贴片12、第一短路壁13和第二短路壁14，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠，第一短路壁13和第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠，第一短路壁13位于第一辐射贴片11和金属基板20之间，第一短路壁13分别与第一辐射贴片11的第一边111连接、金属基板20连接，第一边111为第一辐射贴片11中与第一辐射边112垂直的边，第一辐射贴片11沿第一辐射边112传输信号，第一辐射边112在金属基板20上的投影，与第二辐射贴片12上的第二辐射边121在金属基板20上的投影重叠，第二短路壁14位于第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间，第二短路壁14分别与第二辐射贴片12的第二边122连接，第二辐射贴片12的第四边123在金属基板20上的投影，与第一边111在金属基板20上的投影重叠，第二边122为第二辐射贴片12上与第一边111的距离最远的边，第四边123为与第二边122不相邻的边，第二辐射贴片12沿第二辐射边121传输信号。
本申请的实施例中，第一短路壁分别与第一辐射的第一边、金属基板连接，第二短路壁分别与第二辐射贴片的第二边、第一辐射贴片的第三边连接，或者，第二短路壁分别与第二辐射贴片的第二边、第一辐射贴片的辐射体连接（相当于第二辐射贴片的第四边在金属基板上的投影与第一边在金属基板上的投影重叠），其中，第一边是指第一辐射贴片中与第一辐射边垂直边，第二边是指第二辐射贴片中与第一边距离最远的边，第三边是指第一辐射贴片中与第一边不相邻的边，第四边为与第二边不相邻的边，第一辐射贴片沿第一辐射边传输信号，第二辐射贴片沿第二辐射边传输信号，也即是说，本申请实施例提供的天线，由于第一短路壁和第二短路壁分别设置在天线的两侧，使得第一辐射贴片与金属基板形成的下腔体，与第一辐射贴片和第二辐射天线形成的上腔体，两者的电场方向相同，也即是等效的磁流方向相反，相当于等效的磁流抵消较高，提高天线的辐射效率，同时，在第二短路壁与第二辐射贴片的第二边连接的情况下，第二短路壁可以与第三边连接，也可以与第一辐射贴片的辐射体连接，使得第二短路壁能够在第一辐射体上移动，在保证天线性能改善的情况下，提高了第二短路壁位置的灵活性。
在一种可能的情况下，在第一短路壁13与第一辐射贴片11上的第一边111连接的情况下，第二辐射贴片12的面积大于第一辐射贴片11的面积，第二短路壁14与第一辐射贴片11的第三边113连接，第三边113为第一辐射贴片11上与第一边111不相邻的边。第二短路壁14可以与第二辐射贴片12的第二边122连接，也可以与第二辐射贴片12的辐射体连接，本申请实施例对此不作限制。应理解，在第二短路壁与第二辐射贴片12的辐射体连接的情况下，第二辐射贴片12的第四边123在金属基板20上的投影，与第一边111在金属基板20上的投影重叠，其中第四边123是第二辐射贴片12上与第一边111距离最近的边。
示例性的，第二短路壁14可以与第二辐射贴片12上的边连接。如图14所示，其中，图14中的（a）为本申请实施例提供的一种天线的主视图，图14中的（b）为图14中的（a）所示天线的立体图。如图14中的（a）和图14中的（b）所示，天线10包括第一辐射贴片11、第二辐射贴片12、第一短路壁13和第二短路壁14，第二辐射贴片12的面积大于第一辐射贴片11的面积，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠，第一短路壁13和第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠，第一短路壁13位于第一辐射贴片11和金属基板20之间，第一短路壁13分别与第一辐射贴片11的第一边111连接、金属基板20连接，第一边111为第一辐射贴片11中与第一辐射边112垂直的边，第一辐射贴片11沿第一辐射边112传输信号，第一辐射边112在金属基板20上的投影，与第二辐射贴片12上的第二辐射边121在金属基板20上的投影重叠，第二短路壁14位于第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间，第二短路壁14分别与第一辐射贴片11的第三边113、第二辐射贴片12的第二边122连接，其中，第三边113为第一辐射贴片11上与第一边111不相邻的边，第二边122为第二辐射贴片12上与第一边111距离最远的边。
示例性的，第二短路壁14可以与第二辐射贴片12的辐射体连接。如图15所示，其中，图15中的（a）为本申请实施例提供的一种天线的主视图，图15中的（b）为图15中的（a）所示天线的立体图。如图15中的（a）和图15中的（b）所示，天线10包括第一辐射贴片11、第二辐射贴片12、第一短路壁13和第二短路壁14，第二辐射贴片12的面积大于第一辐射贴片11的面积，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠，第一短路壁13和第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠，第一短路壁13位于第一辐射贴片11和金属基板20之间，第一短路壁13分别与第一辐射贴片11的第一边111连接、金属基板20连接，第一边111为第一辐射贴片11中与第一辐射边112垂直的边，第一辐射贴片11沿第一辐射边112传输信号，第一辐射边112在金属基板20上的投影，与第二辐射贴片12上的第二辐射边121在金属基板20上的投影重叠，第二短路壁14位于第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间，分别与第一辐射贴片11的第三边113、第二辐射贴片12的辐射体连接，其中，第三边113为第一辐射贴片11上与第一边111不相邻的边。其中，第二短路壁14与第二辐射贴片12的辐射体连接的情况下，第二辐射贴片12的第四边123在金属基板20上的投影，与第一边111在金属基板20上的投影重叠，第四边122为第二辐射贴片12上与第一边111距离最近的边。
在本申请的实施例中，第二辐射贴片的面积大于第一辐射贴片的面积，第一短路壁分别与第一辐射的第一边、金属基板连接，第二短路壁分别与第二辐射贴片的第二边、第一辐射贴片的第三边连接，或者，第二短路壁分别与第二辐射贴片的辐射体（相当于第二辐射贴片的第四边在金属基板上的投影与第一边在金属基板上的投影重叠）、第一辐射贴片的第三边，其中，第一边是指第一辐射贴片中与第一辐射边垂直边，第二边是指第二辐射贴片中与第一边距离最远的边，第三边是指第一辐射贴片中与第一边不相邻的边，第四边为与第二边不相邻的边，第一辐射贴片沿第一辐射边传输信号，第二辐射贴片沿第二辐射边传输信号，也即是说，本申请实施例提供的天线，由于第一短路壁和第二短路壁分别设置在天线的两侧，使得第一辐射贴片与金属基板形成的下腔体，与第一辐射贴片和第二辐射天线形成的上腔体，两者的电场方向相同，也即是等效的磁流方向相反，相当于等效的磁流抵消较高，提高天线的辐射效率，同时，在第二短路壁与第一辐射贴片的第三边连接的情况下，第二短路壁可以与第二辐射体的第二边连接，也可以与第二辐射贴片的辐射体连接，使得第二短路壁能够在第二辐射体上移动，在天线性能改善的情况下，提高了第二短路壁位置的灵活性。
在一种可能的情况下，天线还可以包括第一结构体，和/或第二结构体，分别用于调节第一辐射贴片的阻抗和第二辐射贴片的阻抗。
应理解，如图12至图15任一种所示的天线均可以包括第一结构体和/或第二结构体。
下面通过图16和图17所示的天线来说明第一结构体和/或第二结构体的位置。
图16为本申请另一个实施例提供的天线的结构示意图，其中，图16中的（a）为本申请实施例提供的一种天线的主视图，图16中的（b）为图16中的（a）所示天线的立体图。如图16中的（a）和图16中的（b）所示，天线10包括：第一辐射贴片11、第二辐射贴片12、第一短路壁13、第二短路壁14、第一结构体17和第二结构体18，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠，第一短路壁13和第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠，第一短路壁13位于第一辐射贴片11和金属基板20之间，第一短路壁13分别与第一辐射贴片11的第一边111连接、金属基板20连接，第一边111为第一辐射贴片11中与第一辐射边112垂直的边，第一辐射贴片11沿第一辐射边112传输信号，第一辐射边112在金属基板20上的投影，与第二辐射贴片12上的第二辐射边121在金属基板20上的投影重叠，第二短路壁14位于第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间，第二短路壁14分别与第二辐射贴片12的第二边122、第一辐射贴片11的第三边113连接，第二边122为第二辐射贴片12上与第一边111的距离最远的边，第二辐射贴片12沿第二辐射边121传输信号，第三边113为第一辐射贴片上与第一边不相邻的边。第一结构体17与第一辐射贴片11连接，用于调节第一辐射贴片11的阻抗，第二结构体18与第二辐射贴片12连接，用于调节第二辐射贴片12的阻抗。
应理解，在第一结构体17和第二结构体18可以是金属结构体，例如与第一辐射贴片11等宽的，或者与第二辐射贴片12等宽的金属块。在辐射贴片上增加额外的金属结构体，可以改变辐射贴片的边界条件，以改变辐射贴片的阻抗。
在一种可能的情况下，受电子设备上可以布局天线的区域有限的影响，仿真得到的天线10的长度大于电子设备上可以放置天线10面积的长度。因此，可以在第一辐射贴片11上增加第一结构体17，和/或，在第二辐射贴片12上增加第二结构体18，以使电子设备上有限的空间内放置的天线10的性能，与仿真得到较大尺寸的天线性能接近。
本申请的实施例中，可以在电子设备上可以布局天线的区域有限的情况下，通过第一结构体17调整第一辐射贴片11的阻抗，通过第二结构体18调整第二辐射贴片12的阻抗，进一步地降低天线占用的空间，实现电子设备中天线的小型化。
图17为本申请另一个实施例提供的天线的结构示意图，其中，图17中的（a）为本申请实施例提供的一种天线的主视图，图17中的（b）为图17中的（a）所示天线的立体图。如图17中的（a）和图17中的（b）所示，天线10包括：第一辐射贴片11、第二辐射贴片12、第一短路壁13、第二短路壁14和第二结构体18，第二辐射贴片12的面积大于第一辐射贴片的面积，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠，第一短路壁13和第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠，第一短路壁13位于第一辐射贴片11和金属基板20之间，第一短路壁13分别与第一辐射贴片11的第一边111连接、金属基板20连接，第一边111为第一辐射贴片11中与第一辐射边112垂直的边，第一辐射贴片11沿第一辐射边112传输信号，第一辐射边112在金属基板20上的投影，与第二辐射贴片12上的第二辐射边121在金属基板20上的投影重叠，第二短路壁14位于第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间，第二短路壁14分别与第一辐射贴片13的第三边113、第二辐射贴片12的辐射体连接，第二边122为第二辐射贴片12上与第一边111的距离最远的边，第二辐射贴片12沿第二辐射边121传输信号。第二结构体18与第二辐射贴片12连接，用于调节第二辐射贴片12的阻抗。其中，第二短路壁14与第二辐射贴片12的辐射体连接的情况下，第二辐射贴片12的第四边123在金属基板20上的投影，与第一边111在金属基板20上的投影重叠，第四边122为第二辐射贴片12上与第一边111距离最近的边。
其中，第二结构体18为两个金属结构体，分别与第二辐射贴片12的两端连接。
示例性的，第二结构体18分别与第二辐射贴片12的第二边122、第二辐射贴片12的第四边123连接。
本申请的实施例中，天线还包括第一结构体，第一结构体用于调节第一辐射贴片的阻抗；和/或，天线还包括第二结构体，第二结构体用于调节第二辐射贴片的阻抗。使得在电子设备上可以布局天线的区域有限的情况下，通过第一结构体调整第一辐射贴片的阻抗，通过第二结构体调整第二辐射贴片的阻抗，进而使得较小尺寸的天线也能满足需求，进一步地降低天线占用的空间，实现电子设备中天线的小型化。
上述实施例重点描述了第一短路壁13和第二短路壁14之间的位置关系。在一种可能的情况下，天线10还包括馈源16。为了提高天线10在不同频段的性能，还可以通过改变馈源16的馈电方式来提高天线10的性能。下面通过图18至图23来进行说明。
图18为本申请另一个实施例中天线的结构示意图，其中，图18中的（a）为本申请实施例提供的一种天线的主视图，图18中的（b）为图18中的（a）所示天线的隐去第二辐射贴片的立体图。如图18中的（a）和图18中的（b）所示，该天线10包括第一辐射贴片11、第二辐射贴片12、第一短路壁13、第二短路壁14、馈源16、第三短路壁19和第一金属体101，第一辐射贴片11在金属基板20上的投影与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠，第一短路壁13在金属基板20上的投影和第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠，第一短路壁13位于第一辐射贴片11和金属基板20之间，第一短路壁13分别与第一辐射贴片11的第一边111连接、金属基板20连接，第一边111为第一辐射贴片11中与第一辐射边112垂直的边，第一辐射贴片11沿第一辐射边112传输信号，第二短路壁14位于第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间，第二短路壁14分别与第二辐射贴片12的第二边122（图中未示出）、第一辐射贴片11的第三边113连接，第二边122为第二辐射贴片12上与第一边111的距离最远的边，第三边113为第一辐射贴片上与第一边不相邻的边，第一辐射贴片11还包括第一开槽114，第一金属体10设置在第一开槽114内，第一金属体101的一端第三短路壁19连接，第一金属体101的另一端与馈源16连接，天线10工作在目标频段时，馈源16通过第一金属体101与第一辐射贴片11之间的缝隙向第二辐射贴片12发送激励信号。
图18所示的天线10与图12所示的天线10的结构类似，与图12所示的天线10相比，图18所示的天线10在目标频段工作时，馈源16通过第一金属体101与第一辐射贴片11之间的缝隙向第二辐射贴片12发送激励信号。相当于图18所示的天线10采用了耦合馈电结构，相比于图12所示的直接馈电方式，耦合馈电结构还引入了磁场激励，增强了对谐振腔的激励。
继续以第一辐射贴片11的辐射边的长度为6.7mm，第一辐射贴片11与金属基板20之间的填充介质15的厚度为0.3mm。第二辐射贴片12的辐射边的长度为5.6mm，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12之间的填充介质15的厚度为0.2mm。填充介质15是LCP，介电常数为2.9为例进行仿真。电场分布图如图19所示，耦合馈电结构可以将寄生腔体模式激励的更加充分，导致磁流同向的8GHz的辐射效率进一步提升，磁流反向的6.5GHz的辐射效率进一步下降。示例性的，效率曲线图可以如图20所示，8GHz的辐射效率较高。
应理解，在第一辐射贴片11上进行开槽，增加第一金属体101和第三短路壁19，实现耦合馈电结构的天线结构可以适用于图12至图17任一个实施例所提供的天线，此处仅是一种示例。
本申请实施例中，第一辐射贴片上还包括第一开槽，第一金属体设置在第一开槽内，第一金属体的一端连接第三短路壁，另一端连接馈源，使得天线工作在目标频段时，通过第一金属体和第一辐射贴片之间的缝隙向第二辐射贴片发送激励信号，这相当于天线采用了耦合馈电结构，与直接馈电方式相比，通过耦合馈电结构可以引入磁场激励，增加了对谐振腔体的激励，进而使得磁流同向天线在高频段时的辐射效率提升。
图21为本申请另一个实施例中天线的结构示意图，其中，图21中的（a）为本申请实施例提供的一种天线的主视图，图21中的（b）为图21中的（a）所示天线隐去第二辐射贴片12的立体图。如图21中的（a）和图21中的（b）所示，该天线10包括第一辐射贴片11、第二辐射贴片12、第一短路壁13、第二短路壁14、馈源16和第四短路壁102，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12在金属基板20上的投影重叠，第一短路壁13和第二短路壁14在金属基板20上的投影不重叠，第一短路壁13位于第一辐射贴片11和金属基板20之间，第一短路壁13分别与第一辐射贴片11的第一边111连接、金属基板20连接，第二短路壁14位于第一辐射贴片11和第二辐射贴片12之间，第二短路壁14分别与第二辐射贴片12的第二边122（图中未示出）、第一辐射贴片11的辐射体连接，第二边122为第二辐射贴片12上与第一边111的距离最远的边，第三边113为第一辐射贴片上与第一边不相邻的边，第一辐射贴片11还包括第二开槽115，第四短路壁102通过第二开槽115连接第二辐射贴片12和金属基板20，馈源16通过第一辐射贴片11向第四短路壁102发送激励信号。
图21所示的天线10与图12所示的天线10的结构类似，与图12所示的天线10相比，图21所示的天线10工作时，馈源16通过第一辐射贴片11向第四短路壁102进行横向馈电，相当于引入了横向场的激励，从而使上腔体和下腔体的电场方向相反。其中，上腔体是指第一辐射贴片11和第二辐射贴片12形成的腔体，下腔体是指第一辐射贴片11和金属基板20形成的腔体。横向馈电可以使得天线工作在6.5GHz时磁流同向，提高辐射效率。
示例性的，继续以第一辐射贴片11的辐射边的长度为6.7mm，第一辐射贴片11与金属基板20之间的填充介质15的厚度为0.3mm。第二辐射贴片12的辐射边的长度为5.6mm，第一辐射贴片11与第二辐射贴片12之间的填充介质15的厚度为0.2mm。填充介质15是LCP，介电常数为2.9为例进行仿真。电场分布图如图22所示，横向馈电可以使天线10工作在6.5GHz时磁流同向，提高6.5GHz辐射效率。其中，效率曲线图可以如图23所示，6.5GHz辐射效率较高。
应理解，在第一辐射贴片11上进行开槽，增加第四短路壁102，实现横向馈电的天线结构可以适用于图12至图17任一个实施例所提供的天线，此处仅是一种示例。
本申请的实施例中，天线包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、第一短路壁、第二短路壁、第四短路壁和馈源，其中，第一辐射贴片还包括第一开槽，使得天线工作时，馈源通过第一辐射贴片向第四短路壁进行横向馈电，相当于引入了横向场的激励，从而使上腔体和下腔体的电场方向相反，使得在较低的频段内，上腔体和下腔体的磁流同向，提高了较低频段的辐射效率。
在一个实施例中，提供了一种UWB天线阵列，该UWB天线阵列包括至少3个如图7至图21任一个所述的天线。
应理解，UWB天线阵列中各个天线的结构与图7至图21的天线结构类似，且UWB天线阵列中各个天线的位置关系满足实现UWB天线阵列功能的要求。示例性的，进行同一方向的角度测量的两个天线之间的距离大于1/4λ，且小于1/2λ。λ是指天线工作的频段对应的波长。
本申请实施例提供的UWB天线阵列的实现原理和有益效果与上述实施例所提供的天线类似，此处不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种电子设备，该电子设备包括上述UWB天线阵列。
本申请实施例提供的电子设备的实现原理和有益效果与上述实施例所提供的天线类似，此处不再赘述。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项（个），可以表示：a, b, c, a-b, a-c, b-c, 或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程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。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的；例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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 (13)

1.一种天线，其特征在于，所述天线工作在目标频段，所述目标频段的宽度大于预设阈值，所述目标频段包括第一频点和第二频点，所述天线设置在金属基板上；所述天线包括第一辐射贴片、第二辐射贴片、第一短路壁和第二短路壁，所述第一辐射贴片与所述第二辐射贴片在所述金属基板上的投影重叠，所述第一短路壁和所述第二短路壁在所述金属基板上的投影不重叠，所述第一短路壁位于所述第一辐射贴片和所述金属基板之间，并分别与所述第一辐射贴片的第一边、所述金属基板连接，所述第一边为所述第一辐射贴片中与第一辐射边垂直的边，所述第一辐射贴片沿所述第一辐射边传输信号，所述第二短路壁位于所述第一辐射贴片和所述第二辐射贴片之间，并分别与所述第一辐射贴片、所述第二辐射贴片连接，所述第一辐射贴片的谐振点为所述第一频点，所述第二辐射贴片的谐振点为所述第二频点；所述第一辐射贴片上的第一辐射边在所述金属基板上的投影，与所述第二辐射贴片上的第二辐射边在所述金属基板上的投影重叠，所述第二辐射贴片沿所述第二辐射边传输信号。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二短路壁与所述第二辐射贴片的第二边连接，所述第二边为所述第二辐射贴片上与所述第一边的距离最远的边。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第二短路壁与所述第一辐射贴片的第三边连接，所述第三边为所述第一辐射贴片上与所述第一边不相邻的边。
4.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第二辐射贴片的第四边在所述金属基板上的投影，与所述第一边在所述金属基板上的投影重叠，所述第四边为与所述第二边不相邻的边。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二辐射贴片的面积大于所述第一辐射贴片的面积，所述第二短路壁与所述第一辐射贴片的第三边连接，所述第三边为所述第一辐射贴片上与所述第一边不相邻的边。
6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述第二短路壁与所述第二辐射贴片的第二边连接，所述第二边为所述第二辐射贴片上与所述第一边距离最远的边。
7.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述第二辐射贴片的第四边在所述金属基板上的投影，与所述第一边在所述金属基板上的投影重叠，所述第四边为所述第二辐射贴片上与所述第一边距离最近的边。
8.根据权利要求1至7任一项所述的天线，其特征在于，所述天线还包括第一结构体，所述第一结构体用于调节所述第一辐射贴片的阻抗；和/或，所述天线还包括第二结构体，所述第二结构体用于调节所述第二辐射贴片的阻抗。
9.根据权利要求1至7任一项所述的天线，其特征在于，所述天线还包括馈源、第三短路壁和第一金属体，所述第一辐射贴片包括第一开槽，所述第一金属体设置在所述第一开槽内，所述第一金属体的一端所述第三短路壁连接，所述第一金属体的另一端与所述馈源连接；所述天线工作在所述目标频段时，所述馈源通过所述第一金属体与所述第一辐射贴片之间的缝隙向所述第二辐射贴片发送激励信号。
10.根据权利要求1至7任一项所述的天线，其特征在于，所述天线还包括馈源和第四短路壁，所述第一辐射贴片包括第二开槽，所述第四短路壁通过所述第二开槽连接所述第二辐射贴片和所述金属基板，所述馈源通过所述第一辐射贴片向所述第四短路壁发送激励信号。
11.根据权利要求1至7任一项所述的天线，其特征在于，所述第一辐射贴片的长度为1/4λ1，所述第二辐射贴片的长度为1/4λ2，其中，λ1为所述第一频点对应的波长，λ2为所述第二频点对应的波长。
12.一种超宽带天线阵列，其特征在于，所述超宽带天线阵列包括至少三个如权利要求1至11任一项所述的天线。
13.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求12所述的超宽带天线阵列。
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