CN114883784A - 一种天线机构、天线阵列及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种天线机构、天线阵列及移动终端，所述天线机构包括介质基板、设置在所述介质基板上表面的金属贴片、设置在所述介质基板内部的馈线以及设置在所述介质基板下表面的接地板，其中所述馈线和所述金属贴片上第一边角的顶点相连接，该第一边角的顶点作为馈电点。由于在金属贴片上与第一边角呈对角线分布的第二边角相隔预设距离处设置有切槽，该切槽和馈电点将金属贴片分为多个部分，分别用于不同频率的谐振，从而增加了天线带宽，同时结构紧凑，还能够提升使用性能。
Description
技术领域
本发明一般涉及通信技术领域，具体涉及一种天线机构、天线阵列及移动终端。
背景技术
随着科技的快速发展，物联网(Internet of things，IOT)已经逐渐应用到社会的各个领域，比如智能家居、交通物流、工业监测和个人健康等。物联网通过各种传感技术以及通讯手段，将任何物体与互联网相连接，以实现远程监视、自动报警、控制、诊断和维护等功能，极大地方便了人们的日常生活。
目前，相关技术中利用超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术进行无线定位，以将移动终端与其它物体短距互联。然而，该移动终端搭载的天线带宽不足，影响了使用性能。
发明内容
鉴于相关技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种天线机构、天线阵列及移动终端，能够增加天线带宽，同时还能够提升使用性能。
第一方面，本申请提供一种天线机构，所述天线机构包括介质基板、设置在所述介质基板上表面的金属贴片、设置在所述介质基板内部的馈线以及设置在所述介质基板下表面的接地板；
所述馈线和所述金属贴片上第一边角的顶点相连接，其中在所述金属贴片上，与所述第一边角呈对角线分布的第二边角相隔预设距离处设置有切槽。
可选地，在本申请一些实施例中，所述介质基板包括液晶聚合物板或者高频板中的任意一种。
可选地，在本申请一些实施例中，以所述第一边角和所述第二边角所处的对角线为基准，所述金属贴片上包含所述切槽开口的一侧用于频率7.75GHz～8.25GHz和频率8GHz～8.5GHz的谐振，另一侧用于频率6.25GHz～6.75GHz的谐振。
可选地，在本申请一些实施例中，所述金属贴片上各所述频率的天线长度为
其中λ表示所述频率对应的波长；
所述预设距离在0.5mm以下，所述切槽的宽度为0.5mm～1mm。
可选地，在本申请一些实施例中，所述金属贴片为矩形贴片，所述矩形贴片的长度为11.85mm～11.95mm，宽度为10.75mm～10.85mm；
所述预设距离为0.5mm，所述切槽的宽度为1mm。
可选地，在本申请一些实施例中，所述介质基板内部设置有通孔，所述馈线通过所述通孔连接所述金属贴片的第一边角的顶点。
可选地，在本申请一些实施例中，所述馈线包括带状线、平行双线、同轴线或者微带线中的任意一种。
可选地，在本申请一些实施例中，所述馈线为同轴线，所述同轴线的外导体连接所述接地板。
第二方面，本申请提供一种天线阵列，所述天线阵列包括至少两个如第一方面中任意一项所述的天线机构，各所述天线机构之间耦合连接。
可选地，在本申请一些实施例中，所述天线阵列包括第一天线机构、第二天线机构和第三天线机构；
所述第一天线机构和所述第二天线机构并排设置，所述第三天线机构位于所述第一天线机构和所述第二天线机构所形成直线的垂线上。
第三方面，本申请提供一种移动终端，所述移动终端包括如第一方面中任意一项所述的天线机构；或者，所述移动终端包括如第二方面中任意一项所述的天线阵列。
综上，本申请实施例提供的一种天线机构、天线阵列及移动终端，该天线机构包括介质基板、设置在介质基板上表面的金属贴片、设置在介质基板内部的馈线以及设置在介质基板下表面的接地板，其中馈线和金属贴片上第一边角的顶点相连接，该第一边角的顶点作为馈电点。由于在金属贴片上与第一边角呈对角线分布的第二边角相隔预设距离处设置有切槽，该切槽和馈电点将金属贴片分为多个部分，分别用于不同频率的谐振，从而增加了天线带宽，同时结构紧凑，还能够提升使用性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请实施例提供的一种天线机构的侧视结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种天线机构的俯视结构示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种天线机构的俯视结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种金属贴片的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种天线机构的回波损耗示意图；
图6为本申请实施例提供的一种天线阵列的排布示意图；
图7为本申请实施例提供的一种移动终端的结构框图。
附图标记：
100-天线机构，101-介质基板，1011-通孔，102-金属贴片，1021-第一边角，1022-第二边角，1023-切槽，103-馈线，104-接地板；
200-天线阵列，201-第一天线机构，202-第二天线机构，203-第三天线机构；
300-移动终端，3011-处理器，3012-存储器，3013-外围设备接口，3014-射频电路，3015-显示屏，3016-传感器，3017-电源。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必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，以便描述的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，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了便于理解和说明，下面通过图1至图7详细的阐述本申请实施例提供的天线机构、天线阵列及移动终端。
请参考图1，其为本申请实施例提供的一种天线机构的侧视结构示意图。该天线机构100包括介质基板101、设置在介质基板101上表面的金属贴片102、设置在介质基板101内部的馈线103以及设置在介质基板101下表面的接地板104，其中馈线103和金属贴片102上第一边角1021的顶点相连接，该第一边角1021的顶点作为馈电点。
需要说明的是，如图2所示，其为本申请实施例提供的一种天线机构的俯视结构示意图。从图2可以看出，在金属贴片102上与第一边角1021呈对角线分布的第二边角1022相隔预设距离处设置有切槽1023，该切槽1023的形状为矩形，同时切槽1023的边和金属贴片102的边互相平行。可选地，切槽1023可以位于第二边角1022的任意一侧，比如图2中切槽1023设置于第二边角1022的右侧，或者图3中切槽1023设置于第二边角1022的下侧。本申请实施例中切槽1023和馈电点将金属贴片102分为多个部分，分别用于不同频率的谐振，从而增加了天线带宽，同时结构紧凑，还能够提升使用性能。可选地，在本申请一些实施例中，切槽1023的位置可以根据馈电点的变化而调整设置。仍以图2所示为例，若馈电点位于金属贴片102的右上角A，此时切槽1023设置于金属贴片102的左下角，如图2中虚线位置。
可选地，在本申请一些实施例中，介质基板101可以包括但不限于液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)板或者高频板中的任意一种，从而减少了天线辐射功率损耗。
可选地，在本申请一些实施例中，介质基板101内部设置有通孔1011，使得馈线103可以通过该通孔1011连接金属贴片102的第一边角1021的顶点。需要说明的是，本申请实施例中馈线103可以包括但不限于带状线、平行双线、同轴线或者微带线中的任意一种。由于同轴线为不对称式传输线，因此当馈线103为同轴线时，该同轴线的外导体连接接地板104。
可选地，在本申请一些实施例中，以第一边角1021和第二边角1022所处的对角线l1为基准，金属贴片102上包含切槽1023开口的一侧用于频率7.75GHz～8.25GHz和频率8GHz～8.5GHz的谐振，而不包含切槽1023开口的另一侧用于频率6.25GHz～6.75GHz的谐振。进一步地，该金属贴片102上各频率的天线长度为
其中λ表示频率对应的波长。第二边角1022和切槽1023之间的预设距离在0.5mm以下，切槽1023的宽度可以为0.5mm～1mm。需要说明的是，在频率一定的情况下，波长λ与电磁波的传播速度成正比，而传播速度又与介质基板101的介电常数相关，因此波长λ跟随介质基板101的不同而变化。
可选地，在本申请一些实施例中，金属贴片102可以为矩形贴片，该矩形贴片的长度为11.85mm～11.95mm，宽度为10.75mm～10.85mm。示例性地，比如图4所示，矩形贴片的长度L1为11.9mm，宽度L2为10.8mm，而矩形贴片上切槽1023的长度L3为5.3mm，宽度L4为1mm。由于该切槽1023的开口位置将矩形贴片的边一分为二，此时预设距离为0.5mm，则长度L5为10.4mm。例如包含切槽1023开口的一侧，宽度L2对应的边用于频率8GHz的谐振，长度L5对应的边用于频率8.25GHz的谐振，而不包含切槽1023开口的另一侧，长度L1对应的边和宽度L2对应的部分边共同用于频率6.5GHz的谐振。如图5所示，其为本申请实施例中天线机构100的回波损耗示意图。从图5可以看出，该天线机构100覆盖了超宽带信道5和信道9，分别对应频率6.5GHz和8GHz，同时8GHz频段的带宽超过了500MHz，具有宽带特性。
本申请实施例提供了一种天线机构，该天线机构包括介质基板、设置在介质基板上表面的金属贴片、设置在介质基板内部的馈线以及设置在介质基板下表面的接地板，其中馈线和金属贴片上第一边角的顶点相连接，该第一边角的顶点作为馈电点。由于在金属贴片上与第一边角呈对角线分布的第二边角相隔预设距离处设置有切槽，该切槽和馈电点将金属贴片分为多个部分，分别用于不同频率的谐振，从而增加了天线带宽，同时结构紧凑，还能够提升使用性能。
基于前述实施例，本申请实施例提供一种天线阵列，该天线阵列200可以包括至少两个图1～5对应实施例的天线机构100，其中各天线机构100之间耦合连接。
可选地，在本申请一些实施例中，如图6所示，天线阵列200可以包括第一天线机构201、第二天线机构202和第三天线机构203，此时天线机构100的数量为3个。比如，第一天线机构201和第二天线机构202并排设置，而第三天线机构203位于第一天线机构201和第二天线机构202所形成直线的垂线l2上，即第一天线机构201、第二天线机构202和第三天线机构203呈“品”字形排布。
基于前述实施例，本申请实施例提供一种移动终端，该移动终端300可以包括图1～5对应实施例的天线机构100。或者，该移动终端300可以包括图6对应实施例的天线阵列200。
除此之外，请参考图7所示，其为本申请实施例提供的一种移动终端的结构框图。该移动终端300包括处理器3011和存储器3012，其中处理器3011可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器3011可以采用数字信号处理(DigitalSignal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。
处理器3011也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。
另外，处理器3011可以集成有图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于对显示屏所需要显示的内容进行渲染和绘制。在一些实施例中，处理器3011还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器3012可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器3012还可以包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。
在一些实施例中，移动终端300还可以包括外围设备接口3013和至少一个外围设备。处理器3011、存储器3012和外围设备接口3013之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口3013相连。
具体地，外围设备包括但不限于射频电路3014、显示屏3015、传感器3016和电源3017。外围设备接口3013可以被用于将输入/输出(Input/Output，I/O)相关的至少一个外围设备连接到处理器3011和存储器3012。在一些实施例中，处理器3011、存储器3012和外围设备接口3013被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器3011、存储器3012和外围设备接口3013中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本申请实施例对此不进行限定。
射频电路3014用于接收和发射射频(Radio Frequency，RF)信号，也称电磁信号。射频电路3014通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路3014将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路3014包括天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等。射频电路3014可以通过至少一种无线通信协议来与其它设备进行通信。该无线通信协议包括但不限于城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)网络。在一些实施例中，射频电路3014还可以包括近距离无线通信(Near Field Communication，NFC)有关的电路。
显示屏3015用于显示用户界面(User Interface，UI)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏3015是触摸显示屏时，显示屏3015还具有采集在显示屏3015的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器3011进行处理。此时，显示屏3015还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏3015可以为一个，设置在移动终端300的前面板；在另一些实施例中，显示屏3015可以为至少两个，分别设置在移动终端300的不同表面或呈折叠设计；在又一些实施例中，显示屏3015可以是柔性显示屏，设置在移动终端300的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏3015还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏3015可以采用液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)等材质制备。
传感器3016包括一个或多个传感器，用于为移动终端300提供各个方面的状态评估。其中，传感器3016包括加速度传感器。比如，传感器3016可以检测到移动终端300的打开/关闭状态，还可以检测移动终端300的位置改变，用户与移动终端300接触的存在或不存在，移动终端300方位或加速/减速和移动终端300的温度变化。传感器3016可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器3016还可以包括光学传感器，比如互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)或电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)感光成像元件，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器3016还可以包括压力传感器，陀螺仪传感器和磁传感器。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构并不构成对移动终端300的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
需要说明的是，本申请实施例中所涉及的移动终端300可以包括但不限于个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、平板电脑(Tablet Computer)、无线手持设备和手机等。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (11)
1.一种天线机构，其特征在于，所述天线机构包括介质基板、设置在所述介质基板上表面的金属贴片、设置在所述介质基板内部的馈线以及设置在所述介质基板下表面的接地板；
所述馈线和所述金属贴片上第一边角的顶点相连接，其中在所述金属贴片上，与所述第一边角呈对角线分布的第二边角相隔预设距离处设置有切槽。
2.根据权利要求1所述的天线机构，其特征在于，所述介质基板包括液晶聚合物板或者高频板中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的天线机构，其特征在于，以所述第一边角和所述第二边角所处的对角线为基准，所述金属贴片上包含所述切槽开口的一侧用于频率7.75GHz～8.25GHz和频率8GHz～8.5GHz的谐振，另一侧用于频率6.25GHz～6.75GHz的谐振。
4.根据权利要求3所述的天线机构，其特征在于，所述金属贴片上各所述频率的天线长度为
其中λ表示所述频率对应的波长；
所述预设距离在0.5mm以下，所述切槽的宽度为0.5mm～1mm。
5.根据权利要求4所述的天线机构，其特征在于，所述金属贴片为矩形贴片，所述矩形贴片的长度为11.85mm～11.95mm，宽度为10.75mm～10.85mm；
所述预设距离为0.5mm，所述切槽的宽度为1mm。
6.根据权利要求1所述的天线机构，其特征在于，所述介质基板内部设置有通孔，所述馈线通过所述通孔连接所述金属贴片的第一边角的顶点。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的天线机构，其特征在于，所述馈线包括带状线、平行双线、同轴线或者微带线中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的天线机构，其特征在于，所述馈线为同轴线，所述同轴线的外导体连接所述接地板。
9.一种天线阵列，其特征在于，所述天线阵列包括至少两个如权利要求1至8中任意一项所述的天线机构，各所述天线机构之间耦合连接。
10.根据权利要求9所述的天线阵列，其特征在于，所述天线阵列包括第一天线机构、第二天线机构和第三天线机构；
所述第一天线机构和所述第二天线机构并排设置，所述第三天线机构位于所述第一天线机构和所述第二天线机构所形成直线的垂线上。
11.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1至8中任意一项所述的天线机构；或者，所述移动终端包括如权利要求9至10中任意一项所述的天线阵列。
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