CN114583454A - 天线装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种天线装置及电子设备。该天线装置包括：第一枝节、边框枝节和第二枝节，边框枝节设置有第一间隙，且边框枝节被第一间隙分为第一边框枝节和第二边框枝节；第一枝节和第二枝节均按照轴对称结构设置，且第一枝节的对称轴与第一间隙的第一中心线重合，第二枝节的对称轴与第一中心线平行、且与第一中心线具有第一距离，第一中心线为第一间隙的、与边框枝节的长度方向垂直的中心线；第一边框枝节的至少远离第一间隙的第一端与参考地电连接，第二边框枝节远离第一间隙的第一端与参考地电连接。本申请所提供的天线装置及电子设备，实现了第二边框枝节和第二枝节的同频解耦。
Description
技术领域
本申请涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线装置及电子设备。
背景技术
随着通信技术和电子设备的发展，尤其是第五代移动通信技术(5G)时代的来临，电子设备需要支持更多的天线和频段，以达到5G需要的高传输速率。例如，在电子设备上采用多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)技术，通过空间分集增益可以有效提高信道的可靠性，降低信道误码率，最后达到提高数据速率的目的。然而，MIMO天线结构中，天线的个数与天线占据的空间成正比。因此，电子设备内部十分有限的空间限制了MIMO天线能够覆盖的频段及性能。如何在紧凑的空间内实现高隔离度的天线，尤其是相邻很近的边框天线和支架天线之间的同频解耦是亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，提出了一种天线装置及电子设备。
第一方面，本申请的实施例提供了一种天线装置，所述装置包括：第一枝节、边框枝节和第二枝节，
所述边框枝节设置有第一间隙，且所述边框枝节被所述第一间隙分为第一边框枝节和第二边框枝节；
所述第一枝节和所述第二枝节均按照轴对称结构设置，且所述第一枝节的对称轴与所述第一间隙的第一中心线重合，所述第二枝节的对称轴与所述第一中心线平行、且与所述第一中心线具有第一距离，所述第一中心线为所述第一间隙的、与所述边框枝节的长度方向垂直的中心线；
所述第一边框枝节的至少远离所述第一间隙的第一端与参考地电连接，所述第二边框枝节远离所述第一间隙的第一端与参考地电连接。
通过第一方面所提供的装置，实现了第二边框枝节和第二枝节进行同频无线电波辐射的解耦。
根据第一方面，在所述装置的第一种可能的实现方式中，所述第一距离小于或等于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的十分之一。可以通过第一距离的调整，改变实现第二边框枝节和第二枝节的解耦的频率。
根据第一方面，在所述装置的第二种可能的实现方式中，所述第一边框枝节、所述第二边框枝节、所述第一枝节、所述第二枝节的形状为条形。这样，可以提高装置的对称性，以提升装置的性能。
根据第一方面，在所述装置的第三种可能的实现方式中，所述第一枝节为所述第一间隙的档筋，所述第一枝节的长度小于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的二分之一且大于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的四分之一，所述第一枝节与所述边框枝节之间的第二距离小于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的五分之一。这样，可以提高装置性能。
根据第一方面、或者第一-第三种可能的实现方式中的任意一种，在所述装置的第四种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第一馈电电路，与所述第二边框枝节电连接，用于向所述第二边框枝节传输第一激励信号，以在所述第二边框枝节上产生相对所述第二边框枝节的中心流向相反的电流，并激励所述第二边框枝节辐射出第一无线电波；
第二馈电电路，与所述第二枝节电连接，用于向所述第二枝节传输第二激励信号，以在所述第二枝节上产生相对所述第二枝节的中心流向相向的电流，并激励所述第二枝节辐射出第二无线电波，
其中，所述第二边框枝节上被所述第一激励信号激起的电流经所述第一枝节的耦合后在所述第二枝节上二次耦合激起的电流，与所述第二枝节上被所述第二激励信号激起的电流正交。以实现利用第一无线电波和第二无线电波的辐射。
根据第四种可能的实现方式，在所述装置的第五种可能的实现方式中，所述第二馈电电路通过位于所述第二枝节的对称轴上的中心馈点向所述第二枝节传输所述第二激励信号。
根据第四种可能的实现方式，在所述装置的第六种可能的实现方式中，所述第一馈电电路与所述第二边框枝节上的多个边框馈点电连接，所述第一馈电电路还用于通过不同的边框馈点向所述第二边框枝节传输对应的第一激励信号，以使所述第二边框枝节辐射出不同辐射频率的第一无线电波，
其中，所述第一无线电波的辐射频率范围包括以下任一项：1700MHz～2700MHz、3300MHz～4200MHz、4400MHz～5000MHz，所述第二无线电波的辐射频率范围包括4400MHz～5000MHz。
根据第四种可能的实现方式，在所述装置的第七种可能的实现方式中，在所述第一边框枝节的长度大于所述第二边框枝节的长度，且所述第一边框枝节的第一端与参考地电连接时，所述装置还包括：
第三馈电电路，与所述第一边框枝节的靠近所述第一间隙的第二端电连接，用于向所述第一边框枝节传输第三激励信号，并激励所述第一边框枝节辐射出第三无线电波，所述第三无线电波的辐射频率范围与所述第一无线电波、所述第二无线电波的辐射频率范围均不同。
根据第一方面、或者第一-第三种可能的实现方式中的任意一种，在所述装置的第八种可能的实现方式中，在所述第一边框枝节的长度小于或等于所述第二边框枝节的长度时，所述第一边框枝节的第一端和第二端均接地，或者所述第一边框枝节的远离所述第一间隙的第一端与参考地电连接、所述第一边框枝节的靠近所述第一间隙的第二端空接。
根据第八种可能的实现方式，在所述装置的第九种可能的实现方式中，所述装置还包括第一配置电路、第二配置电路和第三配置电路中的一个或多个，
所述第一配置电路，电连接于所述第二边框枝节的第二端，用于调节所述第一无线电波的谐振频率和带宽；
所述第二配置电路，电连接于所述第二枝节的中心馈点，用于调节所述第二无线电波的谐振频率和带宽；
所述第三配置电路，电连接于所述第一边框枝节的第二端，用于调节所述第三无线电波的谐振频率和带宽。
第二方面，本申请的实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括金属边框以及第一方面或者第一方面的任意一种可能的实现的方式所述的天线装置，所述边框枝节为所述金属边框的一部分。
本申请的这些和其他方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
图1示出根据本申请一实施例的电子设备的结构示意图。
图2示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。
图3示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。
图4示出根据本申请一实施例的天线装置中天线支架的结构示意图。
图5示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。
图6a、图6b示出根据本申请一实施例的天线装置的电流流向示意图。
图7示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。
图8、图9示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。
图10a示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图。
图10b示出根据本申请一实施例的天线装置的效率随频率变化的曲线图。
图10c示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图。
图10d示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图。
图11示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图。
图12a示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图。
图12b示出根据本申请一实施例的天线装置的效率随频率变化的曲线图。
图12c示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图。
图12d示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图。
图13a示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图。
图13b示出根据本申请一实施例的天线装置的效率随频率变化的曲线图。
图13c示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。
本申请实施例提供一种的电子设备。上述电子设备可以应用于各种通信系统或通信协议，例如：全球移动通信系统(global system of mobile communication，GSM)、码分多址(code division multiple access，CDMA)系统、宽带码分多址(wideband codedivision multiple access wireless，WCDMA)、通用分组无线业务(general packetradio service，GPRS)、长期演进(long term evolution，LTE)等。该电子设备可以包括手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、电视、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环)、物联网(internet of things，IOT)、虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmented reality AR)终端设备、无人机等电子产品等具有无线信号收发功能的电子产品。本申请实施例对上述电子设备的具体形式不做特殊限制。
图1示出根据本申请一实施例的电子设备的结构示意图。如图1所示，电子设备可以包括中框11和后壳(图中未示出)。该中框11包括承载板110和绕承载板110一周的金属边框111。承载板110朝向后壳12的表面上可以设置印刷电路板(printed circuit board，PCB)100、摄像头、电池等电子器件。其中，摄像头和电池图中未示出。后壳与中框11相连接形成用于容纳上述PCB100、摄像头以及电池等电子器件的容纳腔。从而可以防止外界的水汽和尘土侵入该容纳腔内，对上述电子器件的性能造成影响。其中，电子设备还包括下图2所示的天线装置。其中，边框枝节为金属边框111的一部分。
当电子设备具有显示功能时，该电子设备可以包括显示模组。显示模组包括液晶显示(liquid crystal display，LCD)模组和背光模组(back light unit，BLU)。或者，在本申请的另一些实施例中，显示模组可以为有机发光二极管(organic light emittingdiode，OLED)显示屏。
图2示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。如图2所示，该装置包括边框枝节20、第一枝节30和第二枝节40。所述边框枝节20设置有第一间隙H1，且所述边框枝节20被所述第一间隙H1分为第一边框枝节21和第二边框枝节22。所述第一枝节30和所述第二枝节40均按照轴对称结构设置，且所述第一枝节30的对称轴与所述第一间隙H1的第一中心线a重合，所述第二枝节40的对称轴b与所述第一中心线a平行、且与所述第一中心线a具有第一距离L1。所述第一中心线a为所述第一间隙H1的、与所述边框枝节20的长度方向垂直的中心线。所述第一边框枝节21的至少远离所述第一间隙H1的第一端211与参考地GND电连接，所述第二边框枝节22远离所述第一间隙H1的第一端221与参考地GND电连接。
其中，边框枝节20、第一枝节30和第二枝节40之间不接触且相互绝缘。
本申请所提供的天线装置，实现了第二边框枝节和第二枝节进行同频无线电波辐射的解耦。
在一种可能的实现方式中，边框枝节可以为上述电子设备的金属边框111的一部分，在制作边框枝节的过程中，可以采用压铸工艺、数控(computerized numericalcontrol，CNC)加工工艺制作金属边框111，然后，在金属边框111上开缝，以形成上述第一间隙H1。该第一间隙H1将边框枝节20分为第一边框枝节21和第二边框枝节22，第一边框枝节21包括第一段211和第二端212，第二边框枝节22包括第一端221和第二端222。其中，第一间隙H1的一端(例如左端)可以作为第一边框枝节21的第二端212，另一端(例如右端)可以作为第二边框枝节22的第二端222。如图2所示，所述第一边框枝节21、所述第二边框枝节22、第一枝节30、第二枝节40的形状可以为条形。这样，可以提高装置的对称性，以提升装置的性能。
在一种可能的实现方式中，所述第一距离L1小于或等于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长λ的十分之一，也即L1≤0.1λ。其中，在第一距离为零时，即为第二枝节的对称轴与第一中心线重合。且为了便于描述第二枝节与第一枝节、边框枝节之间的相对位置，可以设置在L1∈[-0.1λ,0]时，第二枝节向远离第二边框枝节22的第二端222的方向偏移(如图2所示向左偏移)。L1∈[0，0.1λ]时，第二枝节向靠近第二边框枝节22的第二端222的方向偏移(如图2所示向右偏移)。可以根据第一无线电波和第二无线电波的频率、第一枝节等对第一距离进行设置，以实现第二边框枝节和第二枝节之间的解耦。其中，在仅改变第一距离的情况下，以第二枝节的对称轴与第一中心线重合为基准，第二枝节向靠近第二边框枝节22的第二端222的方向偏移会使得实现第二边框枝节和第二枝节之间解耦的频率提高(可参见下图10d及相关文字描述)，第二枝节向远离第二边框枝节22的第二端222的方向偏移会使得实现第二边框枝节和第二枝节之间解耦的频率降低(可参见下图10d及相关文字描述)，本领域技术人员可以根据实际需要对第一距离进行设置，本申请对此不作限定。
图3示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。在一种可能的实现方式中，第一边框枝节21的第一端211可以通过金属走线、弹片或金属片与PCB100的第一面P1上设置的参考地GND电连接，且如图3所示，当第一边框枝节21与金属片为一体结构时，第一边框枝节的形状可以为L型。第二边框枝节22的第一端221页可以通过金属走线、弹片或金属片与PCB100的第一面P1上设置的参考地GND电连接。且如图3所示，当第二边框枝节22与金属片为一体结构时，第二边框枝节的形状可以为L型。
在一种可能的实现方式中，第二枝节40可以固定在PCB100的靠近后壳的第一面P1上。图4示出根据本申请一实施例的天线装置中天线支架的结构示意图。该装置还可以包括天线支架401，用于将第二枝节40固定在第一面P1上，并使第二枝节40与第一面P1之间具有第三距离L3，以满足第二枝节进行第二无线电波辐射的要求。其中，可以根据天线装置的性能需求对第三距离L3进行设置，L3的值越小第二枝节的性能越差，L3的值越大第二枝节的性能越好。第二枝节40设置在天线支架401远离第一面P1的一侧的表面上。天线支架401的材料可以为绝缘材料，例如塑胶。在制作第二枝节40的过程中，可以直接在天线支架远离第一面P1的表面上，通过激光成型技术(laser direct structuring，LDS)工艺，对天线支架401远离PCB100的一侧表面金属化，以形成上述第二枝节40。或者，也可以将制作好的金属片作为第二枝节40贴附于天线支架401远离PCB100的一侧表面上。本领域技术人员可以根据实际需要对第二枝节制作过程进行设置，本申请对此不作限制。
在一种可能的实现方式中，第一枝节30可以为所述第一间隙H1的档筋，所述第一枝节的长度可以小于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的二分之一且大于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的四分之一，所述第一枝节与所述边框枝节之间的第二距离L2可以小于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的五分之一，以保证装置的性能。可以根据第一无线电波和第二无线电波的频率、第二枝节等对第一枝节的长度进行设置，以实现第二边框枝节和第二枝节之间的解耦。其中，在装置的其他条件不变的情况下，在第一枝节的长度小于第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的二分之一且大于第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的四分之一的前提下，第一枝节的长度越长，解耦坑所对应的频率越低(可参见图10c及相关文字描述)。第一枝节用于优化金属边框111因第一间隙H1的设置所产生的结构缺陷，优化金属边框111在第一间隙H1部分的强度、避免金属边框111发生铝塑分离。其中，第一枝节与边框枝节之间的距离越近，所能起到的作用越好。第一枝节30可以固定在PCB100的靠近后壳的第一面P1上。该装置还设置有档筋支架(其结构形似于上述天线支架)，以通过档筋支架将第一枝节固定到第一面P1上、靠近第一间隙H1处，或者也可以直接将第一枝节粘贴到第一面P1上、靠近第一间隙H1处。还可以直接将第一枝节固定在边框枝节上，如直接将第一枝节粘贴到边框枝节上，并保证第一枝节与边框枝节绝缘不接触。本领域技术人员可以根据实际需要对第一枝节的安装固定方式进行设置，本申请对此不作限制。其中，档筋支架的材料可以为绝缘材料，例如塑胶。在制作第一枝节的过程中，可以直接在档筋支架的表面上，加工形成第一枝节。或者，也可以将制作好的金属片作为第一枝节贴附在档筋支架的表面。本领域技术人员可以根据实际需要对第一枝节制作过程进行设置，本申请对此不作限制。
在本实施例中，将第一枝节和第二枝节设置轴对称结构，是为了保证第二枝节与第二边框枝节同时进行辐射频率相同或相近的无线电波的解耦效果，第一枝节和第二枝节的对称性越好，同频解耦的效果越好。第二枝节除可以为条状结构外，其还可以是如图3所示的“└┘”形，也即第二枝节40的对称轴b可以将其分为镜像对称的L形结构。并且，将第二枝节设置为轴对称结构，也是为了保证第二枝节的辐射性能。
图5示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。如图5所示，该装置还可以包括第一馈电电路41和第二馈电电路42。其中，第一馈电电路41和第二馈电电路42可以设置在PCB100的第一面P1上，图5中第一馈电电路41和第二馈电电路42与第一枝节、第二枝节和边框枝节之间的相对位置并不表示其在实际电子设备中的相对位置。
第一馈电电路41，与所述第二边框枝节22电连接，用于向所述第二边框枝节22传输第一激励信号，以在所述第二边框枝节22上产生相对所述第二边框枝节22的中心流向相反的电流，并激励所述第二边框枝节22辐射出第一无线电波。第二馈电电路42，与所述第二枝节40电连接，用于向所述第二枝节40传输第二激励信号，以在所述第二枝节40上产生相对所述第二枝节40的中心流向相向的电流，并激励所述第二枝节40辐射出第二无线电波。其中，所述第二边框枝节22上被所述第一激励信号激起的电流经所述第一枝节30的耦合后在所述第二枝节40上二次耦合激起的电流，与所述第二枝节40上被所述第二激励信号激起的电流正交。
在一种可能的实现方式中，所述第一馈电电路41的输入端可以与所述第二边框枝节22上的多个边框馈点电连接、输出端与PCB100的参考地连接。所述第一馈电电路41还用于通过不同的边框馈点向所述第二边框枝节22传输对应的第一激励信号，以使所述第二边框枝节22辐射出不同辐射频率的第一无线电波。其中，所述第一无线电波的辐射频率范围包括以下任一项：如1700MHz～2700MHz的中高频范围、如3300MHz～4200MHz的N77频段、如4400MHz～5000MHz的N79频段。
在该实现方式中，辐射不同频率范围的第一无线电波所使用的边框馈点可以不同，其在第二边框枝节上的位置可以根据第二边框枝节的长度、第一无线电波信号的的频率进行设置。
在一种可能的实现方式中，通过位于所述第二枝节40的对称轴b上的中心馈点向所述第二枝节40传输所述第二激励信号。所述第二无线电波的辐射频率范围包括如4400MHz～5000MHz的N79频段。所述第二馈电电路42的输入端与中心馈点电连接、输出端与PCB100的参考地连接。
为描述本申请天线装置的同频解耦过程，图6a、图6b示出根据本申请一实施例的天线装置的电流流向示意图。假定第二枝节和第二边框枝节均辐射出N79频段的无线电波。如图6a、图6b所示，第一馈电电路41向第二边框枝节22传输第一激励信号，会在第二边框枝节22上产生相对第二边框枝节22的中心流向相反的电流①，也即在第二边框枝节22上产生从中心流向第一端221和从中心流向第二端222的电流(如图6a、图6b中第二边框枝节22中所示的两实线箭头所示出的电流，箭头方向为电流流向)，进而辐射出N79频段的第一无线电波。第二馈电电路42向第二枝节40传输第二激励信号，会在第二枝节40上激发出相对所述第二枝节40的中心流向相向的电流，也即在第二枝节40上产生从第二枝节40的一端流向中心、从第二枝节40的另一端流向中心的电流②(如图6a、图6b中第二枝节40中所示的两实线箭头所示出的电流，箭头方向为电流流向)，进而辐射出N79频段的第二无线电波。
而在第二边框枝节辐射出N79频段的第一无线电波且第二枝节辐射出N79频段的第二无线电波时，“激发出的相对第二边框枝节22的中心流向相反的电流①”会耦合到第一枝节30上产生一个第一同向电流③(如图6a中第一枝节30中所示的虚线箭头所示出的电流，箭头方向为电流流向)，进而第一枝节30上耦合出的第一同向电流③会进一步在第二枝节40上耦合出新的同向电流④(如图6a中第二枝节40上方所示的虚线箭头所示出的电流，箭头方向为电流流向)，而此时第二枝节40上激发出的是相对所述第二枝节40的中心流向相向的电流②，其与第二枝节40上耦合出新的同向电流④(如图6a中第二枝节40上方所示的虚线箭头所示出的电流)正交，新的同向电流④无法通过中心馈点进入第二枝节40，实现了第二边框枝节辐射出N79频段的第一无线电波与第二枝节辐射出N79频段的第二无线电波之间的解耦。并且，“激发出的相对所述第二枝节40的中心流向相向的电流②”会耦合到第一枝节30上产生一个第二同向电流⑤(如图6b中第一枝节30中所示的虚线箭头所示出的电流，箭头方向为电流流向)，进而第一枝节30上耦合出的第二同向电流⑤会进一步在第二边框枝节22上耦合出新的同向电流⑥(如图6b中第二边框枝节22上方所示的虚线箭头所示出的电流，箭头方向为电流流向)，而此时第二边框枝节上激发出的是相对第二边框枝节22的中心流向相反的电流⑥，其与第二边框枝节22上耦合出新的同向电流⑥(图6b中第二边框枝节22上方所示的虚线箭头所示出的电流，箭头方向为电流流向)正交，新的同向电流无法通过边框馈点进入第二边框枝节22，实现了第二枝节辐射出N79频段的第二无线电波与第二边框枝节辐射出N79频段的第一无线电波之间的解耦。
图7示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。在一种可能的实现方式中，如图7所示，在所述第一边框枝节的长度大于所述第二边框枝节的长度，且所述第一边框枝节的第一端与参考地电连接时，所述装置还可以包括：第三馈电电路43，与所述第一边框枝节21的靠近所述第一间隙H1的第二端212电连接，用于向所述第一边框枝节21传输第三激励信号，并激励所述第一边框枝节21辐射出第三无线电波，所述第三无线电波的辐射频率范围与所述第一无线电波、所述第二无线电波的辐射频率范围均不同。其中，第三馈电电路的输入端与第一边框枝节21的第二端212连接，输出端与PCB100的参考地连接。第三无线电波可以为低频电波，如700MHz～960MHz。
图8、图9示出根据本申请一实施例的天线装置的结构示意图。在一种可能的实现方式中，在所述第一边框枝节21的长度小于或等于所述第二边框枝节22的长度时。如图9所示，可以所述第一边框枝节21的第一端211和第二端212均接地；或者也可以如图8所示，所述第一边框枝节21的远离所述第一间隙H1的第一端211与参考地电连接、所述第一边框枝节21的靠近所述第一间隙H1的第二端212空接。
在一种可能的实现方式中，所述装置还可以包括第一配置电路、第二配置电路和第三配置电路中的一个或多个。所述第一配置电路，电连接于所述第二边框枝节的第二端，用于调节所述第一无线电波的谐振频率和带宽。所述第二配置电路，电连接于所述第二枝节的中心馈点，用于调节所述第二无线电波的谐振频率和带宽。所述第三配置电路，电连接于所述第一边框枝节的第二端，用于调节所述第三无线电波的谐振频率和带宽。
根据天线装置的第一边框枝节的长度及连接设置，天线装置可以辐射出不同频率的无线电波。举例来说，在天线装置为如图8所示的第一边框枝节21的长度小于第二边框枝节22的长度且第一边框枝节21的第一端211接地时，天线装置所能辐射出的无线电波包括：频率为1.88GHz且谐振为第二边框枝节22的四分之一模的无线电波、频率为3.6GHz且谐振为第一边框枝节21的四分之一模的无线电波、频率为4.51GHz且谐振为第一枝节30的二分之一模的无线电波、频率为4.97GHz且谐振为第二边框枝节22的四分之三模的无线电波、频率为4.89GHz且谐振为第二枝节40的共模的无线电波。在天线装置为如图9所示的第一边框枝节21的长度小于第二边框枝节22的长度且第一边框枝节21的第一端211和第二端212均接地时，天线装置所能辐射出的无线电波包括：频率为2.17GHz且谐振是第二边框枝节22的四分之一模的无线电波、频率为3.8GHz且谐振是第二枝节40的二分之一模的无线电波、频率为4.97GHz且谐振为耦合到第一枝节30的差模的无线电波、频率为5GHz且谐振为第二枝节40的共模的无线电波。
图10a示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图，如图10a所示的曲线图是对图2或图7所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均为4.9GHz)进行仿真测试所得到的。其中，如图10a所示，曲线①表示第二边框枝节22的输入反射系数(也即第二边框枝节所辐射出的第一无线电波的回波损耗)，曲线②是第二枝节40的输入反射系数(也即第二枝节所辐射出的第二无线电波的回波损耗)。其中，输入反射系数是指反射功率和入射功率的比值，能够表征天线的阻抗匹配程度。曲线③表示第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数，其为传输功率和入射功率的比值，其具体负数数值表示了第二边框枝节和第二枝节之间的隔离度。图10b示出根据本申请一实施例的天线装置的效率随频率变化的曲线图，如图10b所示的曲线图是对图2或图7所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均为4.9GHz)进行仿真测试所得到的。其中，如图10b所示，曲线①表示第二边框枝节22的系统效率，曲线②表示第二边框枝节22的辐射效率。曲线③表示第二枝节40的系统效率，曲线④表示第二枝节40的辐射效率。结合图10a和图10b进行分析可以确定，可以对天线装置进行设置调节出能够实现第二边框枝节和第二枝节解耦的解耦坑。其中，在第二边框枝节22、第二枝节40以4.9GHz辐射无线电波的情况下，第二边框枝节和第二枝节之间的隔离度最差为11.694dBa(如点A1)。
在一种可能的实现方式中，可以通过改变第一枝节的长度来调节解耦坑的位置。图10c示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图，如图10c所示的曲线图是对图2或图7所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均处于N79频段)进行仿真测试所得到的。曲线①、④分别表示当第一枝节的长度为14.5mm时，第二枝节40的输入反射系数、第二边框枝节22到第二枝节40的传输系数，点A1表示解耦坑所在位置，其所对应的辐射频率为4.9169GHz(处于N79所对应的频段)，隔离度为-16.408dBa。曲线②、⑤分别表示当第一枝节的长度为16.5mm时，第二枝节40的输入反射系数、第二边框枝节22到第二枝节40的传输系数，点A2表示解耦坑所在位置，其所对应的辐射频率为4.7593GHz(处于N79所对应的频段)，隔离度为-23.731dBa。曲线③、⑥分别表示当第一枝节的长度为18.5mm时，第二枝节40的输入反射系数、第二边框枝节22到第二枝节40的传输系数，点A3表示解耦坑所在位置，其所对应的辐射频率为4.57GHz(处于N79所对应的频段)，隔离度为29.967dBa。可以通过改变第一枝节30的长度来调整实现第二边框枝节和第二枝节之间解耦的解耦坑的位置，在装置的其他条件不变的情况下，在第一枝节的长度小于第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的二分之一且大于第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的四分之一的前提下，第一枝节的长度越长，解耦坑所对应的频率越低。
在一种可能的实现方式中，可以通过改变第二枝节的对称轴与第一中心线间的第一距离来调节解耦坑的位置。图10d示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图，如图10d所示的曲线图是对图2或图7所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均处于N79频段)进行仿真测试所得到的。曲线①、④分别表示当第二枝节向左便偏移0.3mm，也即第二枝节的对称轴与第一中心线之间的第一距离为0.3mm时，第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数，点A1表示解耦坑所在位置，其所对应的辐射频率为4.9GHz(处于N79所对应的频段)，隔离度为20.143dBa。曲线②、⑤分别表示当第二枝节对称轴与第一中心线重合(也即第一距离为零)时，第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数，点A2表示解耦坑所在位置，其所对应的辐射频率为4.9GHz(处于N79所对应的频段)，隔离度为17.725dBa。曲线③、⑥分别表示当第二枝节向右便偏移0.4mm，也即第二枝节的对称轴与第一中心线之间的第一距离为-0.4mm时，第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数，点A3表示解耦坑所在位置，其所对应的辐射频率为4.9GHz(处于N79所对应的频段)，隔离度为16.444dBa。可以通过改变第二枝节的对称轴与第一中心线间的第一距离来调整实现第二边框枝节和第二枝节之间解耦的解耦坑的位置，在装置的其他条件不变的情况下，在第一距离小于或等于第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的十分之一的前提下，第二枝节相对第一中心线向左移动会使解耦坑所对应的频率降低，第二枝节相对第一中心线向右移动会使解耦坑所对应的频率升高。
图11示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图，如图11所示的曲线图包括S12、S22对图2或图7所示的L1≤0.1λ的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均处于N79频段)、以及S12(单边)、S22(单边)在改变图2或图7中第二枝节40的位置使其对称轴b与第一中心线a之间的第一距离L1大于或等于第二枝节长度的二分之一(也即第二枝节仅位于第一边框枝节的上方，第二枝节为单边差模，且第一无线电波和第二无线电波的频率均处于N79频段)即的L1≥0.5λ天线装置进行仿真测试所得到的。S22、S12分别表示当L1≤0.1λ时第二枝节40的输入反射系数、第二边框枝节22到第二枝节40的传输系数。S22(单边)、S12(单边)分别表示当L1≥0.5λ时第二枝节40的输入反射系数、第二边框枝节22到第二枝节40的传输系数。参见图11中曲线S12、S22、S12(单边)、S22(单边)，可以确定在L1≥0.5λ时第二边框枝节和第二枝节之间的解耦坑消失，隔离度恶化5dB。因此，需要控制第一距离L1，使得第二枝节相对于第一中心线对称或近似对称设置。
图12a示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图，如图12a所示的曲线图是对图8所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均为4.9GHz)进行仿真测试所得到的。其中，如图12a所示，曲线S11表示第二边框枝节22的输入反射系数(也即第二边框枝节所辐射出的第一无线电波的回波损耗)，曲线S22是第二枝节40的输入反射系数(也即第二枝节所辐射出的第二无线电波的回波损耗)。其中，输入反射系数是指反射功率和入射功率的比值，能够表征天线的阻抗匹配程度。曲线S21表示第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数，其为传输功率和入射功率的比值，其具体负数数值表示了第二边框枝节和第二枝节之间的隔离度。图12b示出根据本申请一实施例的天线装置的效率随频率变化的曲线图，如图12b所示的曲线图是对8所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均为4.9GHz)进行仿真测试所得到的。其中，如图12b所示，曲线S11-1表示第二边框枝节22的系统效率，曲线S11-2表示第二边框枝节22的辐射效率。曲线S22-1表示第二枝节40的系统效率，曲线S22-2表示第二枝节40的辐射效率。结合图12a和图12b进行分析可以确定，缩短天线装置的第一边框枝节的长度也能够实现第二边框枝节和第二枝节解耦的解耦坑。
图12c示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图，如图12c所示的曲线图是对图8所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均处于N79频段)进行仿真测试所得到的。曲线S11-1、S21-1、S22-1分别表示当L1＝0时，第二边框枝节22的输入反射系数、第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数。曲线S11-2、S21-2、S22-2分别表示当L1＝-1mm(也即图8所示的第二枝节右移1mm)时，第二边框枝节22的输入反射系数、第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数。曲线S11-3、S21-3、S22-3分别表示当L1＝1mm(也即图8所示的第二枝节左移1mm)时，第二边框枝节22的输入反射系数、第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数。可见，可以通过改变L1来调整实现第二边框枝节和第二枝节之间解耦的解耦坑的位置，在装置的其他条件不变的情况下，在第一距离小于或等于第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的十分之一的前提下，第二枝节相对第一中心线向左移动会使解耦坑所对应的频率降低，第二枝节相对第一中心线向右移动会使解耦坑所对应的频率升高。
图12d示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图，如图12d所示的曲线图是对图8所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均处于N79频段)进行仿真测试所得到的。曲线S11-1、S22-1、S21-1分别表示当第一枝节的长度为12.7mm时，第二边框枝节22的输入反射系数、第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数。曲线S11-2、S22-2、S21-2分别表示当第一枝节的长度为11.8mm时，第二边框枝节22的输入反射系数、第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数。可见，可以通过改变第一枝节30的长度来调整实现第二边框枝节和第二枝节之间解耦的解耦坑的位置，在装置的其他条件不变的情况下，在第一枝节的长度小于第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的二分之一且大于第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的四分之一的前提下，第一枝节的长度越长，解耦坑所对应的频率越低。
图13a示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图，如图13a所示的曲线图是对图9所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均为4.9GHz)进行仿真测试所得到的。其中，如图13a所示，曲线S11表示第二边框枝节22的输入反射系数，曲线S22是第二枝节40的输入反射系数。曲线S21表示第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数，其为传输功率和入射功率的比值，其具体负数数值表示了第二边框枝节和第二枝节之间的隔离度。图13b示出根据本申请一实施例的天线装置的效率随频率变化的曲线图，如图13b所示的曲线图是对9所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均为4.9GHz)进行仿真测试所得到的。其中，如图13b所示，曲线S11-1表示第二边框枝节22的系统效率，曲线S11-2表示第二边框枝节22的辐射效率。曲线S22-1表示第二枝节40的系统效率，曲线S22-2表示第二枝节40的辐射效率。结合图13a和图13b进行分析可以确定，缩短天线装置的第一边框枝节的长度也能够实现第二边框枝节和第二枝节解耦的解耦坑。
图13c示出根据本申请一实施例的天线装置的S参数随频率变化的曲线图，如图13c所示的曲线图是对图9所示的天线装置(且第一无线电波和第二无线电波的频率均处于N79频段)进行仿真测试所得到的。曲线S11-1、S21-1、S22-1分别表示当L1＝-1mm(也即图9所示的第二枝节右移1mm)时，第二边框枝节22的输入反射系数、第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数。曲线S11-3、S21-3、S22-3分别表示当L1＝0.1mm(也即图9所示的第二枝节左移0.4mm)时，第二边框枝节22的输入反射系数、第二枝节40的输入反射系数、第二枝节40到第二边框枝节22的传输系数。可见，可以通过改变L1来调整实现第二边框枝节和第二枝节之间解耦的解耦坑的位置，在装置的其他条件不变的情况下，在第一距离小于或等于第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的十分之一的前提下，第二枝节相对第一中心线向左移动会使解耦坑所对应的频率降低，第二枝节相对第一中心线向右移动会使解耦坑所对应的频率升高。
在一种可能的实现方式中，可以同时对第二枝节的对称轴与第一中心线间的第一距离、第一枝节的长度进行调整，以保证解耦坑的位置所对应的频率即为第一无线电波和第二无线电波的频率，实现第二枝节和第二边框枝节之间的解耦。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行相应的功能或动作的硬件(例如电路或ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路))来实现，或者可以用硬件和软件的组合，如固件等来实现。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其它变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (11)
1.一种天线装置，其特征在于，所述装置包括：第一枝节、边框枝节和第二枝节，
所述边框枝节设置有第一间隙，且所述边框枝节被所述第一间隙分为第一边框枝节和第二边框枝节；
所述第一枝节和所述第二枝节均按照轴对称结构设置，且所述第一枝节的对称轴与所述第一间隙的第一中心线重合，所述第二枝节的对称轴与所述第一中心线平行、且与所述第一中心线具有第一距离，所述第一中心线为所述第一间隙的、与所述边框枝节的长度方向垂直的中心线；
所述第一边框枝节的至少远离所述第一间隙的第一端与参考地电连接，所述第二边框枝节远离所述第一间隙的第一端与参考地电连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一距离小于或等于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的十分之一。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一边框枝节、所述第二边框枝节、所述第一枝节、所述第二枝节的形状为条形。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一枝节为所述第一间隙的档筋，所述第一枝节的长度小于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的二分之一且大于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的四分之一，所述第一枝节与所述边框枝节之间的第二距离小于所述第二枝节所辐射的第二无线电波的波长的五分之一。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一馈电电路，与所述第二边框枝节电连接，用于向所述第二边框枝节传输第一激励信号，以在所述第二边框枝节上产生相对所述第二边框枝节的中心流向相反的电流，并激励所述第二边框枝节辐射出第一无线电波；
第二馈电电路，与所述第二枝节电连接，用于向所述第二枝节传输第二激励信号，以在所述第二枝节上产生相对所述第二枝节的中心流向相向的电流，并激励所述第二枝节辐射出第二无线电波，
其中，所述第二边框枝节上被所述第一激励信号激起的电流经所述第一枝节的耦合后在所述第二枝节上二次耦合激起的电流，与所述第二枝节上被所述第二激励信号激起的电流正交。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二馈电电路通过位于所述第二枝节的对称轴上的中心馈点向所述第二枝节传输所述第二激励信号。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一馈电电路与所述第二边框枝节上的多个边框馈点电连接，所述第一馈电电路还用于通过不同的边框馈点向所述第二边框枝节传输对应的第一激励信号，以使所述第二边框枝节辐射出不同辐射频率的第一无线电波，
其中，所述第一无线电波的辐射频率范围包括以下任一项：1700MHz～2700MHz、3300MHz～4200MHz、4400MHz～5000MHz，所述第二无线电波的辐射频率范围包括4400MHz～5000MHz。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述第一边框枝节的长度大于所述第二边框枝节的长度，且所述第一边框枝节的第一端与参考地电连接时，所述装置还包括：
第三馈电电路，与所述第一边框枝节的靠近所述第一间隙的第二端电连接，用于向所述第一边框枝节传输第三激励信号，并激励所述第一边框枝节辐射出第三无线电波，所述第三无线电波的辐射频率范围与所述第一无线电波、所述第二无线电波的辐射频率范围均不同。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的装置，其特征在于，在所述第一边框枝节的长度小于或等于所述第二边框枝节的长度时，所述第一边框枝节的第一端和第二端均接地，或者所述第一边框枝节的远离所述第一间隙的第一端与参考地电连接、所述第一边框枝节的靠近所述第一间隙的第二端空接。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一配置电路、第二配置电路和第三配置电路中的一个或多个，
所述第一配置电路，电连接于所述第二边框枝节的第二端，用于调节所述第一无线电波的谐振频率和带宽；
所述第二配置电路，电连接于所述第二枝节的中心馈点，用于调节所述第二无线电波的谐振频率和带宽；
所述第三配置电路，电连接于所述第一边框枝节的第二端，用于调节所述第三无线电波的谐振频率和带宽。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括金属边框以及权利要求1至10任意一项所述的天线装置，所述边框枝节为所述金属边框的一部分。
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