CN115621730A - 天线结构及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种天线结构及包括该天线结构的电子设备。该天线结构包括第一辐射体及第二辐射体,第一辐射体的第一开放端与第二辐射体的第二开放端相对且间隔。通过在第一开放端与第二开放端之间连接解耦电路,能够提高第一天线与第二天线之间的隔离度。第一辐射体包括相交的第一区段及第二区段,且第一区段及第二区段分别位于地板的相邻两侧,能够进一步提高第一天线与第二天线之间的隔离度。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及天线结构及电子设备。
背景技术
随着通信技术的不断发展,需要在手机等电子设备内布局更多的天线,而手机内部器件如摄像头、电池规格等的提升使得它们所占空间越来越大,因此天线的可用空间会进一步被压缩,因此多天线的紧凑化设计成为近几年亟需解决的问题,而多天线紧凑化设计的首要技术难点是如何实现天线间隔离度问题。
发明内容
本申请提供一种天线及电子设备,旨在提高天线之间的隔离度,进而提高电子设备的通信效果。
第一方面,本申请提供一种天线结构,该天线结构包括第一辐射体、第二辐射体、地板及解耦电路。所述地板包括相邻且相交的第一边缘和第二边缘。所述第一辐射体包括相交的第一区段及第二区段,所述第一区段位于所述地板的所述第一边缘的一侧并与所述第一边缘间隔设置,所述第二区段位于所述地板的所述第二边缘的一侧并与所述第二边缘间隔设置。所述第一辐射体包括第一开放端,所述第二辐射体包括第二开放端,所述第一开放端与所述第二开放端之间形成有间隙,所述第一辐射体整体位于所述间隙的一侧,所述第二辐射体整体位于所述间隙的另一侧;所述解耦电路连接所述第一开放端及所述第二开放端。
本申请中,间隔的第一开放端与所述第二开放端之间会形成等效电容,通过在第一开放端与第二开放端之间连接解耦电路,解耦电路能够与第一开放端与第二开放端之间形成的等效电容形成带阻滤波器,从而阻止第一天线与第二天线之间的电流耦合,进而提高第一天线与第二天线之间的隔离度。
并且,本申请中,第一辐射体包括相交的第一区段及第二区段,且第一区段及所述第二区段分别位于所述地板的相邻的两侧,第一辐射体激励地板产生的地电流与第二辐射体激励地板产生的地电流没有大面积的反向,因此,在第一辐射体与第二辐射体之间连接解耦电路以后,在提升第一天线与第二天线之间的隔离度的同时,也不会对第一天线或第二天线的性能造成大的影响。
并且,第一辐射体包括相交的第一区段及第二区段,因而第一辐射体激励地板产生的地电流与第二辐射体激励地板产生的地电流能够相交呈一定的角度,而不是激励地板分别产生背向相反的两个电流,因而能够进一步的提高第一天线与第二天线的之间的隔离度。并且,本申请实施方式中,第一天线与第二天线的辐射方向图能够互补,因此,第一天线与第二天线之间的包络相关系数(ECC)能够较小。
一些实施方式中,所述地板还包括第三边缘,所述第一边缘连接于所述第二边缘与所述第三边缘之间,且所述第三边缘与所述第一边缘相邻且相交,其中所述第一边缘和所述第二边缘相交的角度,和所述第一边缘和所述第三边缘相交的角度在80°至100°的范围内。
所述第一辐射体的端部包括第一端及第二端,所述第一端为所述第一辐射体的第一区段远离所述第二区段的一端,所述第二端为所述第一辐射体的所述第二区段远离所述第一区段的一端。所述第一端为所述第一开放端,所述第二端与所述地板连接或者所述第二端为所述第一辐射体的第三开放端。
本申请实施方式中,所述第一端为所述第一开放端,所述第二端与所述地板连接时,即所述第一辐射体的一端为开放端(即第一开放端),不与地板连接;另一端(即第二端)为接地端,与地板连接。本申请一些实施方式中,第一天线能够产生1/4波长模式的天线模式。所述第一端为所述第一开放端,所述第二端为第三开放端时,第一辐射体的两端均为开放端(即第一开放端及第三开放端),即第一辐射体的两端均不与地板连接。本申请一些实施方式中,第一天线能够产生1/4波长模式的天线模式及1/2波长模式的天线模式。
一些实施方式中,所述第二辐射体包括相交的所述第三区段及所述第四区段;所述第二辐射体的所述第三区段位于所述第一边缘的一侧并与所述第一边缘间隔设置,所述第二辐射体的所述第四区段位于所述第三边缘的一侧并与所述第三边缘间隔设置。所述第二辐射体的端部包括第三端及第四端,所述第三端为所述第二辐射体的所述第三区段远离所述第二辐射体的所述第四区段的一端,所述第四端为所述第二辐射体的所述第四区段远离所述第二辐射体的所述第三区段的一端。所述第三端为所述第二开放端,所述第四端与所述地板连接或者所述第四端为所述第二辐射体的第四开放端。
本申请实施方式中,第一辐射体包括相交的第一区段及第二区段,第二辐射体包括相交的第三区段及第四区段,第一辐射体可以为一端为开放端、另一端为接地端的结构,也可以为两端均为开放端的结构;第二辐射体为一端为开放端、另一端为接地端的结构,也可以为两端均为开放端的结构。第一辐射体激励地板产生的地电流与第二辐射体激励地板产生的地电流没有大面积的反向,因此,在第一辐射体与第二辐射体之间连接解耦电路以后,在提升第一天线与第二天线之间的隔离度的同时,也不会对第一天线或第二天线的性能造成大的影响。并且,第一辐射体激励地板产生的地电流与第二辐射体激励地板产生的地电流能够相交呈一定的角度,而不是激励地板分别产生背向相反的两个电流,因而能够进一步的提高第一天线与第二天线的之间的隔离度。本申请一些实施方式中,第二天线也能够产生1/4波长模式的天线模式和/或1/2波长模式的天线模式。
一些实施方式中,所述第二辐射体的整体均位于所述第二边缘的一侧并与所述第二边缘间隔设置,且所述第二辐射体位于所述第一辐射体的所述第二区段远离所述第一区段的一侧。所述第一辐射体的端部包括第一端及第二端,所述第一端为所述第一辐射体的第一区段远离所述第二区段的一端,所述第二端为所述第一辐射体的所述第二区段远离所述第一区段的一端。所述第二辐射体的端部包括第三端及第四端,所述第三端相对所述第四端靠近所述第一辐射体。所述第一辐射体的所述第二端为所述第一开放端,所述第二辐射体的所述第三端为所述第二开放端。所述解耦电路连接所述第一辐射体的所述第二端及所述第二辐射体的所述第三端。
本申请实施方式中,仅有第一辐射体包括相交的第一区段及第二区段,第二辐射体为直线状的结构。第一辐射体激励地板产生的地电流与第二辐射体激励地板产生的地电流没有大面积的反向,因此,在第一辐射体与第二辐射体之间连接解耦电路以后,在提升第一天线与第二天线之间的隔离度的同时,也不会对第一天线或第二天线的性能造成大的影响。并且,第一辐射体激励地板产生的地电流与第二辐射体激励地板产生的地电流能够相交呈一定的角度,而不是激励地板分别产生背向相反的两个电流,因而能够进一步的提高第一天线与第二天线的之间的隔离度。本申请一些实施方式中,第二天线也能够产生1/4波长模式的天线模式及1/2波长模式的天线模式。
一些实施方式中,所述第一辐射体还包括第三开放端,所述第一端为所述第三开放端;所述第二辐射体的所述第四端与所述地板连接。本实施方式中,第一辐射体为两端均为开放端的结构;第二辐射体为包括一个开放端及一个接地端。
一些实施方式中,所述第一辐射体的第一工作模式的工作频段,与所述第二辐射体的第二工作模式的工作频段相同或相差小于1GHz。
一些实施方式中,所述第一辐射体的所述第一工作模式的工作频段,和第二辐射体的所述第二工作模式的工作频段是sub-6G的任一工作频段。一些实施方式中,所述第一辐射体或所述第二辐射体中的一个辐射体包括间隔设置的第一子辐射体及第二子辐射体,所述第一子辐射体的整体位于所述第二子辐射体的一侧,所述所述第一辐射体或所述第二辐射体中的另一个辐射体的整体位于所述第二子辐射体的另一侧,所述第一子辐射体与所述第二子辐射体耦合,所述第二子辐射体远离所述第一子辐射体的一端为所述第一开放端或所述第二开放端。
本申请实施方式中,第一辐射体或所述第二辐射体包括间隔设置的第一子辐射体及第二子辐射体,当用户的手或者其它的结构遮挡第一辐射体与第二辐射体之间的间隙,从而用户的手或者其它的结构连接第一辐射体的开放端与第二辐射体的开放端时,第一天线与第二天线之间的隔离度不会产生急剧的恶化。
一些实施方式中,所述第二子辐射体的电长度小于所述天线结构的解耦频段的波长的1/4,所述解耦频段与所述第一辐射体的所述第一工作模式的工作频段相同,或与所述第二辐射体的所述第二工作模式的工作频段相同,从而避免第二子辐射体的长度过长而影响第一子辐射体及第二辐射体的排布,保证第一子辐射体、第二辐射体中至少一者可以包括第一区段及第二区段。
一些实施方式中,所述第二子辐射体上设有馈电点,馈电点用于接收信号馈入,使得第二子辐射体能够作为单独的辐射枝节进行信号辐射,增加天线的工作模式。
一些实施方式中,所述解耦电路呈感性,所述解耦电路的等效电感值与所述第一辐射体的所述第一工作模式的工作频段,和/或所述第二辐射体的所述第二工作模式的工作频段相关。
一些实施方式中,所述解耦电路包括集总电感、或分布式电感。一些实施方式中,所述解耦电路包括并联设置的第一支路及第二支路,所述第一支路的等效电感值与所述第二支路的等效电感值大小不同。一些实施方式中,所述第一支路为呈感性的滤波电路,所述第二支路包括集总电感或者分布式电感,从而保证在第一辐射体与第二辐射体的工作频率变换时,连接于第一辐射体的第一开放端与第二辐射体的第二开放端之间的解耦电路的电感值能够相应变化,以保证第一天线与第二天线之间始终能够保证有较好的隔离度。
一些实施方式中,所述第一支路包括电容、第一电感及第二电感,所述电容与所述第一电感并联后与所述第二电感串联;第二支路包括第三电感。
一些实施方式中,所述解耦电路连接所述第一开放端的第一连接点,所述第一连接点距离所述第一开放端的端面在0-2mm范围内,和/或所述解耦电路连接所述第二开放端的第二连接点,所述第二连接点距离所述第二开放端的端面在0-2mm范围内。解耦电路分别连接两个辐射体的开放端的末端,并且连接点都位于端面以内0-2mm的范围内,可以保证第一天线和第二天线之间较好的隔离度,并节省电子设备的空间。
第二方面,本申请还提供一种电子设备,该电子设备包括射频前端及上述的天线结构,所述第一辐射体上设有第一馈电点,所述第二辐射体上设有第二馈电点,所述射频前端连接所述第一馈电点及所述第二馈电点。由于本申请的天线结构的第一天线与第二天线之间能够有较好的隔离度,且单个天线的天线效率不会有大的降低,从而保证本申请的电子设备的个天线能够设计的更加的紧凑,且电子设备能够有较好的射频信号传输功能。
一些实施方式中,所述电子设备包括金属边框所述金属边框包括所述第一辐射体及所述第二辐射体,从而能够减小天线结构在电子设备中占用的空间。
一些实施方式中,所述地板包括一个或多个接地的中板、一个或多个电路板的接地层、一个或多个接地金属件中的任一种,或者任两个或两个以上的组合。
一些实施方式中,电子设备包括主板,主板为电路板,主板的接地层可以作为地板。或者,一些其它实施方式中,主板的接地层与中板连接,中板与主板的接地板共同作为地板。或者,一些实施方式中,电子设备还包括小板,小板也为电路板,主板与小板的接地层均可以作为地板,或者,主板的接地层和/或小板的接地层和/或中板作为地板。
附图说明
为更清楚地阐述本申请的构造特征和功效,下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
图1为本申请的一种实施方式的电子设备的结构示意图。
图2为图1所示的电子设备的内部结构示意图。
图3为本申请一种实施方式的天线结构的拓扑结构示意图。
图4a为本申请的另一种实施方式的天线结构的拓扑结构示意图。
图4b为本申请的另一种实施方式的天线结构的拓扑结构示意图。
图5为本申请的另一种实施方式的电子设备的内部结构示意图。
图6a为本申请的另一种实施方式的解耦电路的结构示意图。
图6b为本申请的另一种实施方式的解耦电路的结构示意图。
图6c为本申请的另一种实施方式的解耦电路的结构示意图。
图7为图3所示实施方式的天线结构的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。
图8为图3所示实施方式的天线结构工作时的第一天线的效率与第一天线单独工作时的效率的对比图。
图9为图3所示实施方式的天线结构工作时的第二天线的效率与第二天线单独工作时的效率的对比图。
图10为图3所示实施方式中的天线结构的第一天线的辐射方向图。
图11为图3所示实施方式中的天线结构的第二天线的辐射方向图。
图12为本申请的另一种实施方式的天线结构的拓扑结构示意图。
图13为图12所示实施方式的天线结构的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。
图14为图12所示的天线结构工作时的第一天线的天线效率与第一天线单独工作时的天线效率的对比图。
图15为图12所示天线结构的第一天线的工作模式为1/4波长模式时的辐射方向图。
图16为图12所示天线结构的第二天线的工作模式为1/4波长模式时的辐射方向图。
图17为本申请的另一种实施方式的天线结构的拓扑结构示意图。
图18为图17所示的天线结构的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。
图19为图17所示的天线结构工作时的第一天线的效率与第一天线单独工作时的效率的对比图。
图20为图17所示的天线结构工作时的第二天线的效率与第二天线单独工作时的效率的对比图。
图21为图17所示实施方式中的天线结构的第一天线的辐射方向图。
图22为图17所示实施方式中的天线结构的第二天线的辐射方向图。
图23为本申请另一实施方式的天线结构的结构示意图。
图24为图23所示的天线结构的回波损耗图及隔离度曲线图。
图25为图23所示的天线结构工作时的第一天线的天线效率与第一天线单独工作时的天线效率的对比图。
图26为图23所示实施方式中的天线结构的第一天线的辐射方向图。
图27为图23所示实施方式中的天线结构的第二天线的辐射方向图。
图28为本申请另一实施方式的天线结构的结构示意图。
图29为本申请的另一种实施方式的天线结构的结构示意图。
图30为图28所示的天线结构的回波损耗图及隔离度曲线图。
图31为图28所示的天线结构的第一天线的天线效率图与第二天线的天线效率图。
图32为图28所示的天线结构工作时的第一天线的天线效率与第一天线单独工作时的天线效率的对比图。
图33为图28所示的天线结构的第二天线与第二天线单独工作时的天线效率的对比图。
图34为图28所示实施方式中的天线结构的第一天线在1/4波长模式下工作的辐射方向图。
图35为图28所示实施方式中的天线结构的第二天线的辐射方向图。
图36为本申请另一种实施方式的天线结构的结构示意图。
图37为图36所示的天线结构的回波损耗图及隔离度曲线图。
图38为图36所示的天线结构的第一天线的天线效率图与第二天线的天线效率图。
图39为本申请另一种实施方式的天线结构的结构示意图。
图40为图39所示的天线结构的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。
图41为图39所示的天线结构在自由状态下的第一天线的天线效率图与第二天线的天线效率图。
图42为遮挡图39所示的天线结构的第一辐射体与第二辐射体之间的间隙时,天线结构的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。
图43为遮挡图39所示的天线结构的第一辐射体的第一子辐射体与第二子辐射体之间的间隙时,天线结构的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。
图44为本申请另一种实施方式的天线结构的拓扑结构示意图。
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。
本申请中提供一种电子设备,该电子设备包括天线,电子设备能够通过天线进行信号传输。本申请中,电子设备可以为手机、平板电脑、PC、路由器、可穿戴设备等。本申请中,以电子设备为手机为例,对本申请的电子设备进行说明。
请参阅图1及图2,图1所示为本申请的一种实施方式的电子设备1000的结构示意图,图2所示为图1所示的电子设备1000的内部结构示意图。本实施方式中,电子设备1000包括中框110、主板120、显示屏130、后盖(未示出)及天线结构。显示屏130和后盖都与中框110固定。显示屏130、后盖与中框110固定能够形成收容空间,主板120能够收容于收容空间内。本实施方式中,中框110包括边框111及中板112,边框111围绕中板112设置并与中板112连接。本申请一些实施方式中,边框111与中板112可以为一体成型得到的一体结构;或者边框111与中板112也可以为分别成型得到的独立结构,并通过螺钉、卡扣、弹片等连接件连接或通过焊接、粘接等方式连接。一些实施方式中,也可以将边框111的内侧面向内延伸的凸出件作为连接件,或者将中板112的边缘向边框111延伸的凸出件作为连接件,以通过该连接件连接边框111与中板112。本实施方式中,主板120与中板112固定,以使主板120固定于电子设备1000中。可以理解的是,本申请的其它一些实施方式中,中框110也可以仅包括边框111,而没有中板112,主板120以其它的方式固定于电子设备1000中。
本申请一些实施方式中,主板120上设有射频前端140,射频前端140能够与天线结构信号连接,以将处理后的射频信号传输至天线结构并发送出去,或者将天线结构接收的射频信号进行处理。具体的,本申请一些实施方式中,射频前端140可以包括发射通路和接收通路。发射通路包括功率放大、滤波之类的器件,用于将射频信号进行功率放大、滤波等处理后传输至天线结构,并经天线结构将处理后的射频信号发送出去。接收通路包括低噪声放大器、滤波器等器件,通过接收通路将天线结构接收的射频信号进行处理,以保证有用的射频信号能完整不失真地从空间拾取出来并输送给后级的变频、中频放大等电路。
请一并参阅图2及图3,图3所示为本申请一种实施例的天线结构100的拓扑结构示意图。该天线结构100包括第一天线10、第二天线20、解耦电路30及地板40。
本申请中,地板40能够作为电子设备1000的参考地。本申请一些实施方式中,地板40可以由接地的中板112、电路板的接地层、电子设备1000内置的接地金属件中的任一个形成,或由接地的中板112、所述电路板的接地层中、所述电子设备1000内置的接地金属件的两个或两个以上组合形成。本实施方式中,中框110的中板112接地,中板112作为本实施方式的天线结构100的地板40。或者,本申请其它的一些实施方式中,电子设备1000中的主板120包括接地层,则主板120的接地层可以作为地板40,或者,主板120的接地层与中板112电连接共同作为地板40的至少一部分。或者,一些实施方式中,电子设备1000可以包括一个或多个中板112、和/或一个或多个电路板的接地层、和/或一个或多个接地金属件,本申请中的地板可以是其中任两个或两个以上的组合。举例说明,电子设备1000中还可以包括小板,小板也为包括接地层的电路板,则电子设备1000中的小板可以作为接地层,小板的接地层与主板120的接地层或地板40电连接时,小板的接地层与主板120的接地层或中板112电连接可以共同作为电子设备1000的地板40。本申请实施方式中,地板40包括第一边缘41、第二边缘42及第三边缘43,所述第一边缘41连接于所述第二边缘42与所述第三边缘43之间,且所述第二边缘42与所述第一边缘41相交,所述第三边缘43与所述第一边缘41相交。本申请一种实施方式中,地板40为矩形板。其中,第一边缘41、第二边缘42及第三边缘43为矩形地板的相邻的三条边。本实施方式中,第一边缘41为地板40的一条短边,第二边缘42及第三边缘43分别为地板40的相对的两条长边。第一边缘42及第三边缘43均与第一边缘41垂直相交。需要说明的是,本实施方式的第一边缘41、第二边缘42及第三边缘43为方便对地板40描述而对地板40的边进行的命名。可以理解的是,本申请的其它实施方式中,也可以命名地板40的一条长边为第一边缘41,命名地板40的相对的两条短边分别为第二边缘42及第三边缘43。例如,请参阅图4a及图4b,图4a所示为本申请的另一种实施方式的天线结构100的拓扑结构示意图,图4b所示为本申请的另一种实施方式的天线结构100的拓扑结构示意图。图4a及图4b所示实施方式中,地板40的一条长边为第一边缘41,地板40的相对的两条短边分别为第二边缘42及第三边缘43。需要说明的是,本申请实施方式中,地板40为矩形指的是地板40的整体轮廓呈矩形,该地板40的边缘可以根据实际需要,矩形轮廓的四个边缘可以具有规则或不规则的开缝/开槽或凸起/突出等,第一边缘41到第四边缘44可以由多条弯折边缘形成,本申请不做限定。
本申请以地板40的整体轮廓呈矩形进行介绍,可以理解的是,地板40的整体轮廓可以不是矩形,例如可以为其他规则或不规则的图形。本申请的地板40具有呈角度依次相交的三条轮廓边缘,边缘与边缘之间相交的角度可以在80°至100°的范围内。如图3中所示的第一边缘41、第二边缘42及第三边缘43依次垂直。需要说明的是,本申请中所述的垂直不是严格数学意义的90°,可允许一定偏差。
本申请中,第一天线10包括第一辐射体11及第一馈电电路12。第一辐射体11上设有第一馈电点C,第一馈电电路12的一端连接射频前端140,另一端连接至第一辐射体11上的第一馈电点C,以将射频前端140处理后的射频信号传输至第一辐射体11,或将第一辐射体11接收到的射频信号传输至射频前端140进行信号处理。需要说明的是,本实施方式中,第一馈电点C为第一辐射体11上的第一馈电电路12与第一辐射体11连接的位置。本实施方式中,第一馈电电路12为馈电线缆。可以理解的是,本申请的其它实施方式中,第一馈电电路12也可以包括电容、电感等调谐元件,从而调整第一辐射体11的电长度,以使得第一辐射体11能够在所需的工作频段下工作。
第二天线20包括第二辐射体21及第二馈电电路22。第二辐射体21上设有第二馈电点D,第二馈电电路22的一端连接射频前端140,另一端连接至第二辐射体21上的第二馈电点D,以将射频前端140处理后的射频信号传输至第二辐射体21,或将第二辐射体21接收到的射频信号传输至射频前端140进行信号处理。需要说明的是,本实施方式中,第二馈电点D为第二辐射体21上的第二馈电电路22与第二辐射体21连接的位置。本实施方式中,第二馈电电路22为馈电线缆。可以理解的是,本申请的其它实施方式中,第二馈电电路22也可以包括电容、电感等调谐元件,从而调整第二辐射体21的电长度,以使得第二辐射体21能够在所需的工作频段下工作。
本实施方式中,边框111为导电材料制成。例如,边框111为金属材料。边框111的一部分能够作为天线结构100的第一辐射体11及第二辐射体21,从而能够减小天线结构100在电子设备1000中占用的空间。并且,本实施方式中,边框111中作为第一辐射体11及第二辐射体21的部分与作为地板40的中板112之间有一定的间距,从而保证第一天线10及第二天线20能够有一定的净空,保证第一天线10及第二天线20能够具有良好的天线效率。
可以理解的是,本申请的其它一些实施方式中,中框110的边框111也可以为其它材质制成,边框111可以不作为天线结构100的第一辐射体11或第二辐射体21。请参阅图5,图5所示为本申请的另一种实施方式的电子设备1000的内部结构示意图。图5所示实施方式中,边框111可以为非导电材料制成。边框111可以为绝缘材料,例如边框111为塑料或玻璃材质。边框111可以作为安装天线结构100的第一辐射体11及第二辐射体21的天线支架,天线结构100的第一辐射体11、第二辐射体21可以固定安装于边框111朝向电子设备1000的收容空间的内表面。
请重新参阅图2及图3,本申请实施方式中,第一辐射体11及第二辐射体12均包括相对的两个端部,其中,辐射体(第一辐射体11或第二辐射体21)的端部是指连接至辐射体的端面的部分辐射体(例如根据辐射体的长度不同,辐射体的端部可以为辐射体的从端面开始长度为5mm、2mm、或1mm以内的辐射体)。其中,端面是指辐射体的两端的平面,需要说明的是,本申请中所述的平面不是严格数学意义的平面,可允许一定偏差。第一辐射体11的两个端部中包括至少一个开放端,第二辐射体21的两个端部中也包括至少一个开放端。其中,开放端是指辐射体不接地的一端的端部。在本申请的实施方式中,“不接地的一端”指的是从这一端的端面开始长度为四分之一波长的辐射体上没有接地点,也没有耦合的接地区域。本实施方式中,开放端为不接地的一端,从端面开始长度在5mm、2mm、或1mm以内的辐射体。本申请实施方式中,第一辐射体11的至少一个开放端中包括第一开放端,第二辐射体21的至少一个开放端中包括第二开放端。所述第一开放端与所述第二开放端相对并形成间隙13,如图3所示,间隙13的尺寸d为第一辐射体11的第一开放端端面至第二辐射体21的第二开放端端面之间的距离。解耦电路30连接于第一开放端及第二开放端之间。例如,解耦电路30的一端连接于第一辐射体11的第一开放端端面或者包括端面的第一开放端上,解耦电路30的另一端连接于第二辐射体21的第二开放端端面或者包括端面的第二开放端上。又例如,解耦电路30的一端连接于第一辐射体11上距离第一开放端端面5mm以内的位置,例如2mm或1mm以内的位置,解耦电路30的另一端连接于第二辐射体21上距离第二开放端端面5mm以内的位置,例如2mm或1mm以内的位置。本申请实施方式中,解耦电路30可以包括电感31及将电感31与第一开放端及第二开放端连接的走线32,或者,解耦电路30也可以为呈感性的解耦电路。其中,电感31可以为集总电感或分布式电感。本申请实施方式中,解耦电路30可以是带阻解耦电路,解耦电路30能够阻止第一辐射体11产生的工作频段与第二辐射体21产生的工作频段的耦合,从而提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度。
本申请实施方式中,第一辐射体11的第一工作模式的谐振频段与第二辐射体21的第二工作模式的工作频段相差小于1GHz,例如第一工作模式的谐振频段与第二工作模式的工作频段相同。其中,第一辐射体11的第一工作模式的工作频段,和第二辐射体21的第二工作模式的工作频段可以都是sub-6G的任一工作频段。在本申请的具体实施方式中将对此进行详细的描述,此处不再赘述。
本申请实施方式中,解耦电路30可以设置于主板40上。一些实施方式中,带阻结构电路30的走线32设于主板40上,电感31设置(例如,键合)于主板40上,并与设于主板40上的走线连接。一些实施方式中,第一辐射体11的第一开放端及第二辐射体21的第二开放端上固定有弹片60,弹片60连接至主板40上的走线32,从而实现第一辐射体11的第一开放端及第二辐射体21的第二开放端与解耦电路30的连接。可以理解的是,本申请的其它实施方式中,第一辐射体11的第一开放端及第二辐射体21的第二开放端与解耦电路30的连接也可以为其它的方式,在此不进行赘述。可以理解的是,解耦电路30还可以设置于其他基板上,例如和主板分离的印制电路板(Printed Circuit Board,可称为PCB),或柔性电路板(Flexible Printed Circuit,可称为FPC),设置有解耦电路30的基板可以通过柔性传输线与主板电连接,在此不进行赘述。
本申请中,所述第一开放端的端面与所述第二开放端的端面之间有间隙13,第一开放端的端面与第二开放端的端面之间可以形成等效电容,通过在第一开放端与第二开放端之间连接解耦电路30,解耦电路30能够与两个开放端的端面之间形成的等效电容形成带阻滤波器,带阻滤波器能够阻止第一天线10与第二天线20之间的电流耦合,进而提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度。
本申请实施方式中,解耦电路30包括的电感31的电感值的大小或呈感性的解耦电路的电感值的大小可以看作解耦电路30的等效电感值。当第一天线10的第一辐射体11与第二天线20的第二辐射体21之间的间隙13的宽度不同时,第一开放端的端点与第二开放端的端点之间的等效电容值的大小不同。解耦电路30的等效电感值和开放端之间的等效电容值的设置,可以根据第一天线10与第二天线20的工作频段来设置,从而获得第一天线10及第二天线20在其工作频率下较好的隔离度。本实施方式中的,第一天线10与第二天线20的工作频段包括sub-6G中的任一频段,例如第一天线10与第二天线20可以在低频频段(500MHz~1GHz)、和/或中频频段(1GHz~3GHz)、和/或高频频段(3GHz~6GHz)下进行工作。在本申请一个实施例中,第一天线10的至少一种工作频段与第二天线20的至少一种工作频段相同或者相差小于1GHz,通过在第一开放端与第二开放端之间连接解耦电路30,能够提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度。本申请中的“工作频段相同”可以理解为“同频”,应可理解,“工作频段相同”和“同频”指的是第一天线10的至少一种工作频段使得电子设备1000支持第一频段,第二天线20的至少一种工作频段也可以使得电子设备1000支持该第一频段,而不是指第一天线10和第二天线20具有至少一种完全相同的工作频率区间。一些实施方式中,第一辐射体11的工作频段与第二辐射体21的工作频段可以相差小于1GHz以内。例如,一些实施方式中,第一辐射体11的工作频段与第二辐射体21的工作频段可以相差0.9GHz,也可以相差0.5GHz。应可理解,第一辐射体11的工作频段与第二辐射体21的工作频段之间的差值为第一辐射体11的工作频段的中心频率与第二辐射体21的工作频段的中心频率之间的差值。
需要说明的是,本申请实施方式中,当第一辐射体11的工作频段与第二辐射体21的工作频段相同,或者第一辐射体11的工作频段与第二辐射体21的工作频段之间的差值较小时,通过连接第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端的解耦电路30来实现提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度,第一辐射体11的工作频段的中心频率或第二辐射体21的工作频段的中心频率即为本申请方式的天线结构100的解耦频率。可以理解的是,本申请的一些实施方式中,第一辐射体11及第二辐射体21均可以有多种工作频段,当第一辐射体11与第二辐射体21的多种工作频段同频或者接近时,天线结构100也可以有多个解耦频率。
本申请实施方式中,解耦电路30包括的电感31为集总电感时,集总电感可以为图3中电感30所表示的元器件。解耦电路30包括的电感31为分布式电感时,分布式电感可以为走线和/或绕线形成的电感。例如,请参阅图6a,图6a所示为本申请的另一种实施方式的解耦电路30的结构示意图。图6a所示实施方式的解耦电路30包括的电感31表示金属走线卷绕形成的分布式电感。
本申请一些实施方式中,解耦电路30为呈感性的解耦电路时,呈感性的解耦电路可以为一个或者多个电感与一个或者多个电容通过并联和/或串联形成得到。请参阅图6b,图6b所示为本申请的另一种实施方式的解耦电路30的结构示意图。图6b所示实施方式的解耦电路30为呈感性的解耦电路,包括并联设置的第一支路A1及第二支路A2,所述第一支路A1为呈感性的滤波电路,所述第二支路A2包括集总电感或者分布式电感。所述第一支路A1的电感值与所述第二支路A2的电感值大小不同。在所述天线结构100的解耦频率分别大于阈值和小于阈值时,所述解耦电路的电感值不同。因此,天线结构100的工作频率(即第一辐射体11与第二辐射体21的工作频率)变换时,连接于第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间的解耦电路30的电感值能够相应变化,以保证第一天线10与第二天线20之间始终能够保证有较好的隔离度。具体的,本申请一些实施方式中,解耦电路30包括三个电感及一个电容33,三个电感分别为第一电感31a、第二电感31b及第三电感31c。第一支路A1包括电容33、第一电感31a及第二电感31b,电容33与第一电感31a并联后与第二电感31b串联。本实施方式中,第一电感31a与电容33并联后与第二电感31b串联形成的第一支路A1等效于滤波电路。第二支路A2包括第三电感31c,第二支路A2与第一支路A1并联,第一支路A1的滤波电路等效的电感值与第二支路A2的电感值不同。并且,本实施方式中,滤波电路的等效电感与第三电感31c的电感值不同。本实施方式的解耦电路30的两端分别与第一辐射体11的第一开放端及第二辐射体21的第二开放端连接时,当第一辐射体11与第二辐射体21的工作频率在阈值范围内时(或者说,所述天线结构100的解耦频率小于阈值时),滤波电路相当于断路。相当于在第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间连接第三电感31c。当第一辐射体11与第二辐射体21的工作频率超出阈值范围时(或者说,所述天线结构100的解耦频率大于阈值时),滤波电路能够允许第一辐射体11的信号传输至第二辐射体21。相当于在第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间连接的电感大小为滤波电路的等效电感的大小,从而保证在第一辐射体11与第二辐射体21的工作频率变换时,连接于第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间的解耦电路的电感值能够相应变化,以保证第一天线10与第二天线20之间始终能够保证有较好的隔离度。
需要说明的是,本申请实施方式中,第一天线10的工作频率为第一辐射体11谐振产生的信号的频率。同样的,第二天线20的工作频率为第二辐射体21谐振产生的信号的频率。
请参阅图6c,图6c所示为本申请的另一种实施方式的解耦电路30的结构示意图。本申请实施方式中,解耦电路30还可以包括多个电感值大小不同的电感311、312、313以及切换开关34,当在第一辐射体11与第二辐射体21的工作频率变换时,切换开关34能够切换连接至不同电感,从而保证第一辐射体11与第二辐射体21的工作频率变换时,第一天线10与第二天线20能够始终有较好的隔离度。本实施方式中,解耦电路30包括三个电感值大小不同的电感,三个电感并联设置,切换开关34为单刀三掷开关,能够根据需要切换连接至三个电感中的任一个电感。
请重新参阅图2及图3,图2及图3所示的实施方式中,第一辐射体11包括的两个端部分别为第一端111及第二端112,第二辐射体21包括的两个端部分别为第三端211及第四端212。第一辐射体11的第二端112相对于第一端111远离第二辐射体21,第二辐射体21的第四端212相对于第一端111远离第一辐射体11。本实施方式中,第一辐射体11及第二辐射体21均只有一个开放端。第一端111为第一辐射体11的第一开放端,第三端211为第二辐射体21的第二开放端,第一端111与第三端211相对且第一端111与第三端211之间有间隙13。解耦电路30连接第一端111及第三端211。第二端112与第四端212均与地板40连接,即第二端112与第四端212均为接地端。本实施方式中,可以在第二端112及第四端212上固定弹片60,弹片60连接至地板40;或者,通过设置(例如,键合)金属片,将金属片连接第二端112与地板40,及连接第四端212与地板40;或者,通过第一辐射体11在第二端112的突出部,及第二辐射体12在第四端212的突出部,连接至地板40。可以理解的是,本申请的其它实施方式中,也可以通过金属线键合等其它的方式实现第二端112与第四端212与地板40的连接。本实施方式中,第一辐射体11及第二辐射体21均包括一个开放端及一个接地端。可以理解的是,本申请的其它实施方式中,第一辐射体11可以包括两个开放端,即第一端111及第二端112也可以均为开放端;第二辐射体21也可以包括两个开放端,即第三端211及第四端212也可以均为开放端。
本申请实施方式中,第一辐射体11为“L”形结构,且“L”形结构的第一辐射体11包括第一区段及第二区段,第一区段与第二区段相交呈“L”形结构。“L”形结构的第一区段及第二区段分别位于地板40的相邻的两侧(例如,相邻的两条边缘)。具体的,本申请一种实施方式中,第一区段位于第一边缘41的一侧并与第一边缘41间隔设置,第二区段位于第二边缘42的一侧并与第二边缘42间隔设置。相较于第一辐射体11与第二辐射体21均位于地板40的同一侧的方案来说,第一辐射体11激励地板40产生的地电流与第二辐射体11激励地板40产生的地电流没有大面积的反向,因此,本实施方式中,在第一辐射体11与第二辐射体21之间连接解耦电路30以后,在提升第一天线10与第二天线20之间的隔离度的同时,也不会对第一天线10或第二天线20的性能造成大的影响。并且,第一辐射体11为“L”形结构,因而第一辐射体11激励地板40产生的地电流与第二辐射体21激励地板40产生的地电流能够相交呈一定的角度,而不是激励地板40分别产生背向相反的两个电流,因而能够进一步的提高第一天线10与第二天线20的之间的隔离度。本申请一些实施方式中,第一辐射体11激励地板40产生的地电流与第二辐射体21激励地板40产生的地电流相交的角度在60-120°的范围(例如,正交),从而第一天线10与第二天线20之间能够具有良好的隔离度。并且,本申请实施方式中,第一天线10与第二天线20的辐射方向图能够互补,因此,第一天线10与第二天线20之间的包络相关系数(ECC)能够较小。
本实施方式中,第一辐射体11及第二辐射体21均为“L”形结构。第一辐射体11包括相交设置的第一区段11a及第二区段11b,第二辐射体21包括相交设置的第三区段21a及第四区段21b。本实施方式中,第一区段11a远离第二区段11b的一端为第一端111,第二区段11b远离第一区段11a的一端为第二端112。第三区段21a远离第四区段21b的一端为第三端211,第四区段21b远离第三区段21a的一端为第四端212。本实施方式中,第一区段11a与第三区段21a均位于地板40的第一边缘41的一侧,第二区段11b位于地板40的第二边缘42的一侧,第四区段21b位于地板40的第三边缘43的一侧。
请继续参阅图3,图3中箭头所示为本申请实施方式的天线结构100工作时产生电流的方向图。其中,箭头a所示为第一辐射体11激励地板40产生的地电流的等效电流方向,箭头b所示为第二辐射体21激励地板40产生的地电流的等效电流方向。第一辐射体11激励地板40产生的地电流的等效电流方向a与第二辐射体21激励地板40产生的地电流的等效电流方向b相交呈一定角度,例如60°-120°,例如80-10°,又例如90°,从而第一天线10与第二天线20之间能够具有较好的隔离度。具体的,请参阅图7,图7所示为图3所示实施方式的天线结构100的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。其中,曲线a为第一天线10的回波损耗曲线,曲线b为第二天线20的回波损耗曲线,曲线a及曲线b的横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示回波损耗系数,单位为dB。曲线c为第一天线10与第二天线20之间的隔离度曲线,横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示隔离度系数,单位为dB。本实施方式中,第一辐射体11与第二辐射体21的结构基本相同,且第一辐射体11与第二辐射体21对称设置于地板40的两侧,因而第一天线10与第二天线20的工作频段基本相同。本实施方式中,地板40的第一边缘41的长度约为80mm,为了让第一辐射体11与第二辐射体21均为“L”型结构,第一辐射体11的第一区段11a及第二辐射体21的第三区段21a位于地板40的第一边缘41的一侧,第一辐射体11的第二区段11b位于地板40的第二边缘42的一侧,第二辐射体21的第四区段21b位于地板40的第三边缘43的一侧,第一辐射体11及第二辐射体21的辐射口径会较大。本实施方式的第一辐射体11及第二辐射体21的谐振产生信号的工作频率为sub-6G中的低频频率。本实施方式中,第一辐射体11与第二辐射体21的中心工作频率均约为0.8GHz。本实施方式中,0.8GHz即为本申请的天线结构100的解耦频率,即解耦电路30能够阻止第一辐射体11产生的工作频率为0.8GHz左右的天线模式与第二辐射体21产生的工作频段为0.8GHz左右的天线模式的耦合,从而提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度。本实施方式中,第一天线10及第二天线20能够作为电子设备1000的多入多出系统(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天线,电子设备1000能够进行信号的MIMO传输。可以理解的是,本申请的其它实施方式中,地板40的尺寸可以变化,第一辐射体11与第二辐射体21的尺寸、接地位置等也可以进行变化,第一辐射体11的工作频率与第二辐射体21的工作频率可以相同也可以不同。第一辐射体11及第二辐射体21的辐射口径也可以根据实际需求进行变化,从而第一辐射体11及第二辐射体21谐振产生信号的工作频率也可以为sub-6G中的中频频率或高频频率。
本实施方式中,第一天线10与第二天线20在中心工作频率下的隔离度约为-15dB,即第一天线10与第二天线20之间能够具有相同的工作频段,且第一天线10与第二天线20之间能够具有良好的隔离度。
本实施方式中,由于第一辐射体11的第一区段11a与第二辐射体21的第三区段21a均位于地板40的第一边缘41的一侧,第一辐射体11的第二区段11b位于地板40的第二边缘42的一侧,第二辐射体21的第四区段21b位于地板40的第三边缘43的一侧,相较于第一辐射体11及第二辐射体21均位于地板40的一侧的方案来说,第一辐射体11及第二辐射体21不止能够激励地板40产生水平电流模式,还能够激励地板40产生纵向电流模式,且第一辐射体11与第二辐射体21激励地板40产生的纵向电流模式同向,能够提升第一天线10及第二天线20的性能。由于第一辐射体11及第二辐射体21不止能够激励地板40产生反向的水平电流模式,还能够激励地板40产生同向的纵向电流模式,因此,在第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间连接解耦电路30后,仍然能够充分激励出地板电流,从而第一天线10及第二天线20的天线效率不会产生严重的恶化。本申请的实施方式中,在第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间连接解耦电路30,以提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度的同时,第一天线10与第二天线20的天线效率也不会产生严重的恶化。本申请实施方式中,由于第一天线10与第二天线20的辐射方向图互补,因此,本申请实施方式的第一天线10与第二天线20之间的包络相关系数(ECC)相较于第一辐射体11及第二辐射体21均位于地板40的一侧的方案来说能够更好。
具体的,请参阅图8,图8为图3所示实施方式的天线结构100工作时的第一天线10的效率与第一天线10单独工作时的效率的对比图。其中,图8的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图8中曲线a为本实施方式的天线结构100的第一天线10的效率曲线图,图8中曲线b为第一天线10单独工作时的曲线图。本实施方式的天线结构100的第一天线10的天线效率相较于第一天线10单独工作时的天线效率下降约0.2dB。换句话说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10的天线工作效率会下降约0.2dB,相较于第一辐射体11与第二辐射体21均位于地板40的同一侧的方案来说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10的工作效率下降的程度较小。请参阅图9,图9为图3所示实施方式的天线结构100工作时的第二天线20的效率与第二天线20单独工作时的效率的对比图。图9的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图9中曲线a为本实施方式的天线结构100的第二天线20的效率曲线图,图9中曲线b为第二天线20单独工作时的曲线图。本实施方式的天线结构100的第二天线20的天线效率相较于第二天线20单独工作时的天线效率下降约0.2dB。换句话说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10及第二天线20的天线工作效率均会下降约0.2dB,但相较于第一辐射体11与第二辐射体21均位于地板40的同一侧的方案来说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10及第二天线20的工作效率下降的程度均较小。即本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30,能够提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度,同时又能够避免对第一天线10与第二天线20的工作效率带来大的影响。
请参阅图10及图11,图10所示为图3所示实施方式中的天线结构100的第一天线10的辐射方向图,图11所示为图3所示实施方式中的天线结构100的第二天线20的辐射方向图。本实施方式中,第一天线10与第二天线20的辐射方向图互补,因此,本实施方式的第一天线10与第二天线20的包络相关系数(envelope correlation coefficient,ECC)能够较好,ECC约为0.06。
请参阅图12,图12所示为本申请的另一种实施方式的天线结构100的拓扑结构示意图。本实施方式中,天线结构100与图3中所示的天线结构100的差别在于:本实施方式中,天线结构100的第一辐射体11及第二辐射体21的两个端部均为开放端。其中,第一辐射体11包括的两个开放端分别为第一开放端及第三开放端,第二辐射体21包括的两个开放端分别为第二开放端及第四开放端。具体的,本实施方式中,第一辐射体11的第一端111为第一开放端,第二端112为第三开放端。第二辐射体21的第三端211为第二开放端,第四端212为第四开放端。换句话说,本实施方式中,第一辐射体11的第一端111及第二端112均不与地板40连接,第二辐射体21的第三端211及第四端212均不与地板40连接。关于开放端、第一端111、第二端112、第三端211、第四端212和端面的定义可以参照前述实施例,此处不再赘述。本实施方式中,解耦电路30连接于第一开放端及第二开放端之间,即解耦电路30连接第一辐射体11的第一端111及第二辐射体21的第三端211。本实施方式中,所述第一辐射体11的所述第一端111与所述第二端112之间有第一接地点A,所述第二辐射体21的所述第三端211与所述第四端212之间有第二接地点B,所述第一接地点A与及所述第二接地点B与所述地板40连接,即本实施方式的第一辐射体11的接地点的位置位于第一端111与第二端112之间,第二辐射体21的接地点的位置位于第三端211与第四端212之间。
本实施方式中,第一辐射体11的第一接地点A与第一辐射体11在靠近第一端111的端面之间的区段能够产生1/4波长模式的谐振,第一辐射体11在靠近第一端111的端面至靠近所述第二端112的端面之间的区段能够产生1/2波长模式的谐振。换句话说,本实施方式的第一辐射体11能够产生波长为两种不同模式的谐振信号。请参阅图12,图12中第一辐射体11附近的虚线箭头方向表示第一辐射体11工作产生1/4波长模式的谐振时的电流示意方向,点划线箭头方向表示第一辐射体11工作产生1/2波长模式的谐振时的电流示意方向。本实施方式中,第二辐射体21与第一辐射体11为设于地板40两侧的对称的结构。第二辐射体21的第二接地点B至第二辐射体21的靠近所述第三端211的端面之间的区段能够产生1/4波长模式的谐振,且第二辐射体21产生的1/4波长模式的谐振频段与第一辐射体11的产生1/4波长模式的谐振频段基本相同。并且,本实施方式的第二辐射体21的靠近第三端211的端面至靠近所述第四端212的端面之间的区段能够产生1/2波长模式的谐振,且第二辐射体21产生的1/2波长模式的谐振频率与第一辐射体11产生1/2波长模式的谐振频率基本相同。换句话说,本实施方式的第一天线10与第二天线20均能够形成带内双谐振,且第一天线10与第二天线20均能够产生工作频率基本相同的1/4波长模式的谐振和1/2波长模式的谐振,从而提升本实施方式的天线结构100的天线工作时的带宽和效率。请参阅图12,图12中第二辐射体12附近的虚线箭头方向表示第一辐射体11工作产生1/4波长模式的谐振时的电流示意方向,点划线箭头方向表示第二辐射体12工作产生1/2波长模式的谐振时的电流示意方向。在本申请实施例中,第一辐射体11与第二辐射体21为“对称的结构”指的是第一辐射体11与第二辐射体21能够沿一虚拟的对称轴基本对称,基本对称是允许一定的角度误差和/或尺寸误差,而不是严格的数学意义上的绝对对称。可以理解的是,本申请的其它实施方式中,第一辐射体11与第二辐射体21也可以为非对称结构,通过调整第一辐射体11或第二辐射体21的结构、增加调谐元件或者改变第一接地点A及第二接地点B的位置,第一辐射体11与第二辐射体21能够产生不同的谐振模式。或者,通过调整第一辐射体11及第二辐射体21的结构、增加调谐元件或者改变第一接地点A及第二接地点B的位置,也能够使第一辐射体11与第二辐射体21产生另外的两种相同的谐振模式,实现第一天线10与第二天线20之间的带内双谐振。
本实施方式中,第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间的距离约为20mm,解耦电路30的电感值约为65nH,第一天线10与第二天线20之间具有较好的隔离效果。
本实施方式中,第一天线10及第二天线20均具有两种谐振模式,从而形成带内双谐振。请参阅图13,图13为图12所示实施方式的天线结构100的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。其中,曲线a为第一天线10的回波损耗曲线,曲线b为第二天线20的回波损耗曲线,曲线a及曲线b的横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示回波损耗系数,单位为dB。曲线c为第一天线10与第二天线20之间的隔离度曲线,横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示隔离度系数,单位为dB。从图13可以看出,本实施方式中,第一天线10的1/4波长模式的工作频段与第二天线20的1/4波长模式的工作频段基本相同,且中心工作频率均约为0.81GHz;第一天线10的1/2波长模式的工作频段与第二天线20的1/2波长模式的工作频段基本相同,且中心工作频率均约为0.87GHz。
本实施方式中,第一天线10与第二天线20产生的1/4波长模式在中心工作频率下的隔离度约为-22dB,第一天线10与第二天线20产生的1/2波长模式在中心工作频率下的隔离度约为-11dB。即第一天线10与第二天线20在1/4波长模式下与在1/2波长模式下均有较好的隔离度。
本实施方式中,第一天线10与第二天线20均包括1/4波长模式和1/2波长模式两种工作模式。可以理解的是,本申请的其它实施方式中,第一天线10与第二天线20的工作模式也可以为其它的工作模式,例如,一些实施方式中,第一天线10与第二天线20的工作模式也可以为3/4波长模式,复合左右手天线模式(CRLH天线模式)等。并且,本申请的其它一些实施方式中,通过调整第一天线10与第二天线20的结构,第一天线10与第二天线20能够产生的工作模式可以为更多种,例如,一些实施方式中,第一天线10及第二天线20也能够产生三种工作模式。
请参阅图14,图14为图12所示的天线结构100工作时的第一天线10的天线效率与第一天线10单独工作时的天线效率的对比图。其中,图14的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图14中曲线a为图12所示的天线结构100的第一天线10的效率曲线图,图14中曲线b为第一天线10单独工作时的曲线图。本实施方式的天线结构100的第一天线10在1/4波长模式的工作模式下的天线效率相较于第一天线10单独工作时在1/4波长模式的工作模式下的天线效率下降约0.8dB。换句话说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10的天线工作效率会下降约0.8dB,相较于第一辐射体11与第二辐射体21均位于地板40的同一侧的方案来说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10的工作效率下降的程度较小。同样的,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第二天线20的工作效率下降的程度较小。即本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30,能够提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度,同时又能够避免对第一天线10与第二天线20的工作效率带来大的影响。
请参阅图15及图16,图15所示为图12所示天线结构100的第一天线10的工作模式为1/4波长模式时的辐射方向图,图16所示为图12所示天线结构100的第二天线20的工作模式为1/4波长模式时的辐射方向图。本实施方式中,第一天线10的1/4波长模式的辐射区的辐射方向图与第二天线20的1/4波长模式的辐射区的辐射方向图互补,因此,本实施方式的第一天线10与第二天线20能够有较小的包络相关系数(envelope correlationcoefficient,ECC),ECC约为0.001。
请参阅图17,图17所示为本申请另一种实施方式的天线结构100的拓扑结构示意图。本实施方式中,天线结构100与图12中所示的天线结构100的差别在于:本实施方式中,第一辐射体11的靠近第二端112的端面至第一接地点A之间的距离小于图12所示实施方式中的第一辐射体11的靠近所述第二端112的端面至第一接地点A之间的距离。并且,本实施方式中,第一辐射体11的靠近第二端112的端面至靠近第一端111的端面之间不会产生另外的谐振模式,即本实施方式的第一辐射体11只能够产生1/4波长模式的谐振,该1/4波长模式的谐振为第一辐射体11的第一接地点A至第一辐射体11靠近第一端111的端面之间的区段产生的谐振。同样的,本实施方式中,第二辐射体21的靠近第二端212的端面至第二接地点B之间的距离小于图12所示实施方式中的第二辐射体21的靠近第二端212的端面至第二接地点B之间的距离,第二辐射体21的靠近第三端211的端面至靠近第四端212的端面之间不会产生另外的谐振模式,即本实施方式的第二辐射体21只能够产生1/4波长模式的谐振,该1/4波长模式的谐振为第二辐射体21的第二接地点B至第二辐射体21的靠近第三端211的端面之间的区段产生的谐振。换句话说,本实施方式中,第一辐射体11及第二辐射体21的两个端部都是开放端,但是,本实施方式的第一辐射体11及第二辐射体21均只能够产生一种波长模式的谐振。关于开放端、第一端111、第二端112、第三端113、第四端114和端面的定义可以参照前述实施例,此处不再赘述。
本实施方式中,第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间的距离约为20mm,解耦电路30的电感值约为70nH,第一天线10与第二天线20之间具有较好的隔离效果。
请参阅图18,图18为图17所示的天线结构100的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。其中,曲线a为第一天线10的回波损耗曲线,曲线b为第二天线20的回波损耗曲线,曲线a及曲线b的横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示回波损耗系数,单位为dB。曲线c为第一天线10与第二天线20之间的隔离度曲线,横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示隔离度系数,单位为dB。从图18可以看出,本实施方式中,第一天线10与第二天线20均只能产生一种工作模式的谐振,第一天线10与第二天线20的产生的工作频段基本相同,且中心工作频率均约为0.81GHz。本实施方式中,第一天线10与第二天线20在中心工作频率下的隔离度约为-26dB,即第一天线10与第二天线20中间能够有较好的隔离度。
请参阅图19,图19为图17所示的天线结构100工作时的第一天线10的效率与第一天线10单独工作时的效率的对比图。其中,图17的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图19中曲线a为本实施方式的天线结构100的第一天线10的效率曲线图,图19中曲线b为第一天线10单独工作时的曲线图。本实施方式的天线结构100的第一天线10在1/4波长模式的工作模式下的天线效率相较于第一天线10单独工作时在1/4波长模式的工作模式下的天线效率下降约0.3dB。换句话说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10在1/4波长模式的工作模式下的工作效率会下降约0.3dB,相较于第一辐射体11与第二辐射体21均位于地板40的同一侧的方案来说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10的工作效率下降的程度较小。请参阅图20,图20为图17所示的天线结构100工作时的第二天线20的效率与第二天线20单独工作时的效率的对比图。图20的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图20中曲线a为本实施方式的天线结构100的第二天线20的效率曲线图,图20中曲线b为第二天线20单独工作时的曲线图。本实施方式的天线结构100的第二天线20在1/4波长模式的工作模式下的天线效率相较于第二天线20单独工作时在1/4波长模式的工作模式下的天线效率下降约0.3dB。换句话说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10及第二天线20在1/4波长模式的工作模式下的工作效率会下降约0.3dB,但相较于第一辐射体11与第二辐射体21均位于地板40的同一侧的方案来说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10及第二天线20的工作效率下降的程度均较小。即本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30,能够提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度,同时又能够避免对第一天线10与第二天线20的工作效率带来大的影响。
请参阅图21及图22,图21所示为图17所示实施方式中的天线结构100的第一天线10的辐射方向图,图22所示为图17所示实施方式中的天线结构100的第二天线20的辐射方向图。本实施方式中,第一天线10的辐射方向图与第二天线20辐射区的辐射方向图互补,因此,本实施方式的第一天线10与第二天线20的包络相关系数(envelope correlationcoefficient,ECC)较好,ECC约为0.11。
请参阅图23,图23所示为本申请另一种实施方式的天线结构100的结构示意图。图23所示的实施方式与图3所示实施方式的天线结构100差别在于:本实施方式中,地板40的第一边缘41的尺寸较图3所示实施方式的地板40的第一边缘41的尺寸较窄,从而第一辐射体11与第二辐射体21为“L”型结构时,第一辐射体11及第二辐射体21能够设计得到较小的电长度,以使第一天线10及第二天线20的工作频段能够处于中频频段或高频频段,例如sub-6G频段中的中频频段或高频频段。本实施方式中,地板40的第一边缘41的尺寸约为30mm。
本实施方式中,解耦电路30的电感值约为20nH,第一天线10与第二天线20之间具有较好的隔离效果。请参阅图24,图24为图23所示的天线结构100的回波损耗图及隔离度曲线图。其中,曲线a为第一天线10的回波损耗曲线,曲线b为第二天线20的回波损耗曲线,曲线a及曲线b的横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示回波损耗系数,单位为dB。曲线c为第一天线10与第二天线20之间的隔离度曲线,横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示隔离度系数,单位为dB。从图24可以看出,本实施方式中,第一天线10与第二天线20的产生的工作频段基本相同,且中心工作频率均约为2GHz,即第一天线10与第二天线20的工作频段处于高频。本实施方式中,第一天线10与第二天线20在中心工作频率下的隔离度约为-15dB,即第一天线10与第二天线20中间能够有较好的隔离度。
请参阅图25,图25为图23所示的天线结构100工作时的第一天线10的天线效率与第一天线10单独工作时的天线效率的对比图。其中,图25的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图25中曲线a为图23所示的天线结构100的第一天线10的效率曲线图,图25中曲线b为第一天线10单独工作时的曲线图。本实施方式的天线结构100的第一天线10的天线效率相较于第一天线10单独工作时的工作模式下的天线效率下降约0.5dB。换句话说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10的天线工作效率会下降约0.5dB,相较于第一辐射体11与第二辐射体21均位于地板40的同一侧的方案来说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10的工作效率下降的程度较小。同样的,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第二天线20的工作效率下降的程度同样能够较小。即本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30,能够提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度,同时又能够避免对第一天线10与第二天线20的工作效率带来大的影响。
请参阅图26及图27,图26所示为图23所示实施方式中的天线结构100的第一天线10的辐射方向图,图27所示为图23所示实施方式中的天线结构100的第二天线20的辐射方向图。本实施方式中,第一天线10的辐射方向图与第二天线20的辐射方向图互补,因此,本实施方式的第一天线10与第二天线20的包络相关系数(envelope correlationcoefficient,ECC)较好,ECC约为0.01。
请参阅图28,图28所示为本申请另一种实施方式的天线结构100的结构示意图。图28所示的实施方式与图12所示实施方式的差别在于:本实施方式中,仅有第一辐射体11为“L”型结构,第二辐射体21为线状结构,第一辐射体11的第一区段11a位于第一边缘41的一侧,第一辐射体11的第二区段11b位于第二边缘42一侧,且第二辐射体21也位于第二边缘42一侧。可以理解的是,本申请的其它一些实施方式中,也可以第二辐射体21为“L”型结构,第一辐射体11为线状结构。本实施方式中,所述第一辐射体11包括第一端111及第二端112,所述第一端111位于所述第一辐射体11的第一区段11a远离所述第二区段11b的一端,所述第二端112位于所述第一辐射体11的所述第二区段11b远离所述第一区段11a的一端;所述第二辐射体21包括相对设置的第三端211及第四端212,所述第三端211相对所述第四端212靠近所述第一辐射体11;所述第一辐射体11的所述第一端111及所述第二端112均为开放端,所述第二辐射体21的所述第三端211为开放端,所述第二辐射体21的所述第四端212与地板40连接。关于开放端、第一端111、第二端112、第三端211、第四端212和端面的定义可以参照前述实施例,此处不再赘述。本实施方式中,第一辐射体11的第二端112为第一辐射体11的第一开放端,第一辐射体11的第一端111为第一辐射体11的第三开放端。第二辐射体21的所述第三端211为第二开放端,所述第一辐射体11的所述第二端112与第二辐射体21的所述第三端211相对并形成间隙13,解耦电路30连接所述第一辐射体11的所述第二端112及所述第二辐射体21的所述第三端211。
可以理解的是,本申请的其它实施方式中,第一辐射体11可以仅有一个开放端,第二辐射体21可以有两个开放端。例如,请参阅图29,图29所示为本申请的另一种实施方式的天线结构100的结构示意图。本实施方式的天线结构100与图28所示的天线结构100的结构差别在于:本实施方式中,第一辐射体11仅包括一个开放端,第二辐射体21包括两个开放端。具体的,第一辐射体11的第二端112为第一辐射体11的第一开放端,第一辐射体11的第一端111与地板40连接。第二辐射体21的所述第三端211及第四端212均为开放端,其中,第二辐射体21的第三端211为第二开放端,第四端212为第四开放端。所述第一辐射体11的靠近所述第二端112的端面与第二辐射体21的靠近所述第三端211的端面相对并形成间隙13,解耦电路30连接所述第一辐射体11的所述第二端112及所述第二辐射体21的所述第三端211。
请重新参阅图28,图28中第一辐射体11附近的虚线箭头方向为第一辐射体11产生1/4波长模式的谐振时的电流示意方向,图28中第一辐射体11附近的点划线箭头方向为第一辐射体11产生1/2波长模式的谐振时的电流示意方向。图28所示实施方式中,第一辐射体11的第一接地点A至第一辐射体11在靠近第一端111的端面之间的区段能够产生1/4波长模式的谐振,第一辐射体11在靠近第一端111的端面至靠近第二端112的端面之间的区段能够产生1/2波长模式的谐振。换句话说,本实施方式的第一辐射体11能够产生波长为两种不同模式的谐振信号。本实施方式中,第二辐射体21在靠近所述第三端211的端面至所述靠近第四端212的端面之间的区段(即第二辐射体21)也能够产生1/4波长模式的谐振,且本实施方式的第二辐射体21产生的1/4波长模式的谐振与第一辐射体11产生的1/4波长模式的谐振的工作频段相同。
请参阅图30,图30为图28所示的天线结构100的回波损耗图及隔离度曲线图。其中,曲线a为第一天线10的回波损耗曲线,曲线b为第二天线20的回波损耗曲线,曲线a及曲线b的横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示回波损耗系数,单位为dB。曲线c为第一天线10与第二天线20之间的隔离度曲线,横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示隔离度系数,单位为dB。从图30可以看出,本实施方式中,第一天线10在1/4波长模式下的工作频段与第二天线20的产生的工作频段基本相同,且中心工作频率均约为0.81GHz。本实施方式中,第一天线10在1/4波长模式的中心工作频率下与第二天线20在中心工作频率下的隔离度约为-15dB,即第一天线10与第二天线20之间能够有较好的隔离度。
请参阅图31,图31为图28所示的天线结构100的第一天线10的天线效率图与第二天线20的天线效率图。其中,图31的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图31中曲线a为图28所示的天线结构100在自由状态下的第一天线10的效率曲线图,图31中曲线b为天线结构100在自由状态下的第二天线20的效率曲线图。本实施方式的天线结构100在自由状态下的第一天线10的工作效率约为-4dBi,天线结构100在自由状态下的第二天线20的工作效率小于-3.3dBi。换句话说,本实施方式的第一天线10与第二天线20均能够有较好的工作效率。
请参阅图32,图32为图28所示的天线结构100工作时的第一天线10的天线效率与第一天线10单独工作时的天线效率的对比图。其中,图32的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图32中曲线a为本实施方式的天线结构100的第一天线10的效率曲线图,图32中曲线b为第一天线10单独工作时的曲线图。本实施方式的天线结构100的第一天线10的天线效率相较于第一天线10单独工作时的天线效率下降约0.5dB。换句话说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10的天线工作效率会下降约0.5dB,相较于第一辐射体11与第二辐射体21均位于地板40的同一侧的方案来说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10的工作效率下降的程度较小。请参阅图33,图33为图28所示的天线结构100的第二天线20与第二天线20单独工作时的天线效率的对比图。图33的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图33中曲线a为本实施方式的天线结构100的第二天线20的效率曲线图,图33中曲线b为第二天线20单独工作时的曲线图。本实施方式的天线结构100的第二天线20的天线效率相较于第二天线20单独工作时的天线效率下降约1dB。换句话说,本实施方式的天线结构100,相较于第一辐射体11与第二辐射体21均位于地板40的同一侧的天线结构的方案来说,本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30后,第一天线10及第二天线20的工作效率下降的程度均较小。即本实施方式中,在第一天线10与第二天线20之间连接解耦电路30,能够提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度,同时又能够避免对第一天线10与第二天线20的工作效率带来大的影响。
请参阅图34及图35,图34所示为图28所示实施方式中的天线结构100的第一天线10在1/4波长模式下工作的辐射方向图,图35所示为图28所示实施方式中的天线结构100的第二天线20的辐射方向图。本实施方式中,第一天线10在1/4波长模式下工作的辐射方向图与第二天线20的辐射方向图互补,因此,本实施方式的第一天线10与第二天线20的包络相关系数(envelope correlation coefficient,ECC)较好,ECC约为0.15。
本申请实施方式中,第一天线10及第二天线20可以作为电子设备1000的多入多出系统(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO),第一天线10及第二天线20也可以分别作为电子设备1000的主集天线及分集天线。
请参阅图36,图36所示为本申请另一种实施方式的天线结构100的结构示意图。图36所示的实施方式与图28所示实施方式的差别在于:本实施方式中,第一辐射体11及第二辐射体21均包括一个开放端,且第一辐射体11及第二辐射体21均能够产生两种不同的工作模式。并且,本实施方式中,解耦滤波电路30为呈感性的解耦电路。第一辐射体11及第二辐射体21切换不同的工作频率时,解耦滤波电路30也能够呈现不同大小的解耦电感。
本实施方式中,所述第一辐射体11的所述第一端111与地板40连接,第二端112为开放端;所述第二辐射体21的所述第三端211为开放端,所述第二辐射体21的所述第四端212与地板40连接。第一辐射体11的第二端112与第二辐射体21的第三端211相对并形成间隙13,解耦电路30连接于所述第一辐射体11的所述第二端112及所述第二辐射体21的所述第三端211之间。
本实施方式中,解耦电路30为图6b所示的呈感性的解耦电路。具体地,第一电感31a的电感值约为29nH,第二电感31b的电感值约为15nH,第三电感31c的电感值约为72nH,电容33的电容值约为0.6pF,滤波电路的等效电感约为6.2nH,与第三电感31c的电感值不同。
本实施方式中,第一辐射体11及第二辐射体21均能够产生两种工作模式。图36中第一辐射体11及第二辐射体21附近的虚线箭头方向为第一辐射体11及第二辐射体21产生1/4波长模式的谐振时的电流示意方向,图36中第一辐射体11及第二辐射体21附近的点划线箭头方向为第一辐射体11及第二辐射体21产生1/2波长模式的谐振时的电流示意方向。图36所示实施方式中,第一辐射体11的第一馈电点C至第一辐射体11在靠近第二端112的端面之间的区段能够产生1/4波长模式的谐振,第一辐射体11在靠近第一端111的端面至靠近第二端112的端面之间的区段能够产生1/2波长模式的谐振。换句话说,本实施方式的第一辐射体11能够产生波长为两种不同模式的谐振信号。本实施方式中,第二辐射体21的第二馈电点D至第二辐射体11在靠近第三端113的端面之间的区段能够产生1/4波长模式的谐振,且本实施方式的第二辐射体21产生的1/4波长模式的谐振与第一辐射体11产生的1/4波长模式的谐振的工作频段基本相同。第二辐射体21在靠近所述第四端212的端面至所述靠近第三端213的端面之间的区段也能够产生1/2波长模式的谐振,且本实施方式的第二辐射体21产生的1/2波长模式的谐振与第一辐射体11产生的1/2波长模式的谐振的工作频段基本相同。
请参阅图37,图37为图36所示的天线结构100的回波损耗图及隔离度曲线图。其中,曲线a为第一天线10的回波损耗曲线,曲线b为第二天线20的回波损耗曲线,曲线a及曲线b的横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示回波损耗系数,单位为dB。曲线c为第一天线10与第二天线20之间的隔离度曲线,横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示隔离度系数,单位为dB。从图37可以看出,本实施方式中,第一天线10在1/4波长模式下的工作频段与第二天线20在1/4波长模式下的工作频段基本相同,且中心工作频率均约为2.5GHz。第一天线10在1/2波长模式下的工作频段与第二天线20在1/2波长模式下的工作频段基本相同,且中心工作频率均约为0.85GHz。
本实施方式中,第一天线10与第二天线20的工作模式均为1/4波长模式时,第一天线10与第二天线20的工作频率较高,均约为2.5GHz,能够适用于2.4GWIFi或N41的工作频段。此时,天线模组100的解耦频率即为约2.5GHz,能够允许第一辐射体11的信号传输至第二辐射体21。相当于在第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间连接的电感大小为滤波电路的等效电感的大小(约为6.2nH),从而保证第一天线10在1/4波长模式下与第二天线20在1/4波长模式能够有良好的隔离度。具体的,本实施方式中,第一天线10在1/4波长模式下与第二天线20在1/4波长模式下之间的隔离度约为-13dB。
第一天线10与第二天线20的工作模式均为1/2波长模式时,第一天线10与第二天线20的工作频率较低,均约为0.85GHz。此时,天线模组100的解耦频率即为约0.85GHz,滤波电路相当于断路。相当于在第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间连接第三电感31c(约为72nH),从而保证第一天线10在1/2波长模式下与第二天线20在1/2波长模式能够有良好的隔离度。具体的,本实施方式中,第一天线10在1/2波长模式下与第二天线20在1/2波长模式下之间的隔离度约为-13dB。
本实施方式中,本实施方式中,通过在第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间连接呈感性的解耦电路30,从而保证在第一辐射体11与第二辐射体21的工作频率变换时,连接于第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间的等效电感的电感值能够相应变化,以保证第一天线10与第二天线20之间始终能够保证有较好的隔离度。
请参阅图38,图38为图36所示的天线结构100的第一天线10的天线效率图与第二天线20的天线效率图。其中,图38的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图38中曲线a为图36所示的天线结构100在自由状态下的第一天线10的效率曲线图,图38中曲线b为天线结构100在自由状态下的第二天线20的效率曲线图。本实施方式的天线结构100在自由状态下的第一天线10的工作效率小于-3.8dBi,天线结构100在自由状态下的第二天线20的工作效率小于-4.7dBi。换句话说,本实施方式的第一天线10与第二天线20均能够有较好的工作效率。
结构解耦电路解耦电路结构解耦电路结构结构结构结构结构本申请一些实施方式中,所述第一辐射体11和所述第二辐射体21中的一个辐射体包括间隔设置的第一子辐射体及第二子辐射体,其中,第一子辐射体的整体位于第二子辐射体的一侧,第一辐射体和第二辐射体中的另一个辐射体的整体位于第二子辐射体的另一侧。第二子辐射体远离所述第一子辐射体的一端为第一辐射体11或第二辐射体21的所述开放端,耦合电路的一端与第二子辐射体远离第一子辐射体的一端连接。且第二子辐射体不接地,第一辐射体11或第二辐射体21的接地位置位于第一子辐射体上。本申请实施方式中,第一辐射体11或所述第二辐射体21包括间隔设置的第一子辐射体及第二子辐射体,当使用电子设备1000时,用户的手或者其它的结构遮挡第一辐射体11与第二辐射体21之间的间隙13,从而用户的手或者其它的结构连接第一辐射体11的开放端与第二辐射体21的开放端时,第一天线10与第二天线20之间的隔离度不会产生急剧的恶化。
例如,请参阅图39,图39所示为本申请另一种实施方式的天线结构100的结构示意图。图39所示的实施方式与图3所示实施方式的差别在于:本实施方式中,第一辐射体11包括间隔设置的第一子辐射体113及第二子辐射体114,其中,第二子辐射体114相对第一子辐射113靠近第二辐射体21,且第一子辐射体113与第二子辐射体114之间能够相互耦合。第一子辐射体113及第二子辐射体114分别位于间隙14的两侧。本实施方式中,第一辐射体11的接地位置A及馈电位置均位于第一子辐射体113上。本实施方式中,所述第二子辐射体114远离所述第一子辐射体113的一端为第一辐射体11的第一开放端,本实施方式的带阻耦合电路30的一端连接于第二子辐射体114,另一端连接至第二辐射体21。本实施方式中,第一辐射体11及第二辐射体21均为“L”型结构,第一辐射体11的部分第一区段11a为第二子辐射体114,第一辐射体11的部分第一区段11a及第二区段11b形成第一子辐射体113。本实施方式中,第一子辐射体113与第二辐射体21为对称的结构,且对称设置于地板40的相对的两侧。具体的,本实施方式中,第一辐射体11的第一子辐射体113与第二辐射体21的结构相同(包括形状、尺寸等均相同),且第一辐射体11的第二区段11b与第二辐射体21的第四区段21b分别设置与地板40的第二边缘42的一侧及第三边缘43的一侧,第一子辐射体113包括的部分第一区段11a、第二子辐射体114及第二辐射体21的第四区段21b均设于地板40的第一边缘41的一侧。在本申请实施例中,第一子辐射体113与第二辐射体21为“对称的结构”指的是第一子辐射体113与第二辐射体21能够沿一虚拟的对称轴基本对称,基本对称是允许一定的角度误差和/或尺寸误差,而不是严格的数学意义上的绝对对称。请参阅图40,图40为图39所示的天线结构100的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。其中,曲线a为第一天线10的回波损耗曲线,曲线b为第二天线20的回波损耗曲线,曲线a及曲线b的横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示回波损耗系数,单位为dB。曲线c为第一天线10与第二天线20之间的隔离度曲线,横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示隔离度系数,单位为dB。从图40可以看出,本实施方式中,第一天线10的工作频段与第二天线20的工作频段基本相同,且中心工作频率均约为0.8GHz。本实施方式中,第一天线10与第二天线20在中心工作频率下的隔离度约为-21dB,即第一天线10与第二天线20之间具有较好的隔离度。
请参阅图41,图41为图39所示的天线结构100在自由状态下的第一天线10的天线效率图与第二天线20的天线效率图。其中,图41的横坐标为频率,单位为GHz;纵坐标为效率,单位为dBi。图41中曲线a为图12所示的天线结构100在自由状态下的第一天线10的效率曲线图,图41中曲线b为第一天线10在自由状态下的第二天线20的效率曲线图。本实施方式的天线结构100在自由状态下的第一天线10的工作效率小于-5.6dBi,天线结构100在自由状态下的第二天线20的工作效率小于-7.4dBi。换句话说,本实施方式中,天线结构100在自由状态下,第一天线10与第二天线20均能够有较好的工作效率。
请参阅图42及图43,图42为遮挡图39所示的天线结构100的第一辐射体11与第二辐射体21之间的间隙13时,本实施方式的天线结构100的回波损耗曲线图及隔离度曲线图,图43为遮挡图39所示的天线结构100的第一辐射体11的第一子辐射体113与第二子辐射体114之间的间隙14时,本实施方式的天线结构100的回波损耗曲线图及隔离度曲线图。其中,图42及图43中的曲线a为第一天线10的回波损耗曲线,图42及图43中的曲线b为第二天线20的回波损耗曲线,曲线a及曲线b的横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示回波损耗系数,单位为dB。图42及图43中的曲线c为第一天线10与第二天线20之间的隔离度曲线,横坐标表示频率,单位为GHz;纵坐标表示隔离度系数,单位为dB。本实施方式中,当通过用户的手或其它结构遮挡第一辐射体11与第二辐射体21之间的间隙13时,第二天线20会产生频偏,第一天线10与第二天线20之间的隔离度能够约为-15dB;当通过用户的手或其它结构遮挡第一辐射体11的第一子辐射体113与第二子辐射体114之间的间隙14时,第一天线10会产生频偏,第一天线10与第二天线20之间的隔离度能够约为-12.5dB。相较于遮挡图3中所示实施方式的第一辐射体11与第二辐射体21之间的间隙13时,第一天线10与第二天线20之间的隔离度仅约为-6dB来说,本实施方式中,通过将第一天线10设置为包括间隔设置的第一子辐射体113与第二子辐射体114的结构,可以减轻由于通过用户的手或其它结构遮挡第一辐射体11的第一子辐射体113与第二子辐射体114之间的间隙14或遮挡第一辐射体11与第二辐射体21之间的间隙13时,第一天线10与第二天线20之间隔离度的下降,保证第一天线10与第二天线20之间能够始终有较好的隔离度。
本申请的一些实施方式中,第二子辐射体114电长度小于所述天线结构100的解耦频段的波长的1/4,从而避免第二子辐射体11的长度过长而影响第一子辐射体113及第二辐射体21的排布,保证第一子辐射体113、第二辐射体21中至少一者可以为“L”型结构。本申请实施方式中,所述解耦频段为第一辐射体11的与所述第二辐射体21的相同的工作频段或相差小于1GHz的工作频段。本实施方式中,第一辐射体11与所述第二辐射体21的工作频段均为0.8GHz,即本实施方式的天线结构100的解耦频段为0.8GHz,第二子辐射体114电长度即小于工作频率为0.8GHz的天线模式的波长的1/4。
需要说明的是,本申请实施方式中,图39与与图3不同之处也可以应用于前述实施例中。换句话说,本申请的图3至图39所示的实施方式的天线结构100的第一辐射体11或者第二辐射体21也可以设置为包括第一子辐射体113及第二子辐射体114的结构。
本申请的其它一些实施方式中,位于第一子辐射体113与第二辐射体21之间的第二子辐射体114上还可以设置馈电点,射频前端140可以与馈电点进行连接,以向第二子辐射体114进行馈电,使得第二子辐射体114能够作为单独的辐射枝节进行信号辐射,增加天线的工作模式。例如,请参阅图44,图44所示为本申请的另一种实施方式的天线结构100的结构示意图。本实施方式中的天线结构100与图39所示的天线结构100的差别在于:本实施方式中,第二子辐射体114上设有馈电点E,射频前端140与第一子辐射体113、第二子辐射体114及第二辐射体21上馈电点进行连接,以向第一子辐射体113、第二子辐射体114及第二辐射体21进行馈电,使得第一子辐射体113、第二辐射体21能够产生低频的工作频段(例如sub-6G中的低频频段),第二子辐射体114能够产生高频的工作频段(例如sub-6G中的高频频段)。
本申请中,通过在第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间设置解耦电路30,能够提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度。并且,第一辐射体11、第二辐射体21中至少一者为“L”型结构,且“L”型结构的第一辐射体11或第二辐射体21的第一区段及第二区段分别位于地板40的相邻的两侧(如第一边缘41的一侧与第二边缘42的一侧,或第一边缘41的一侧与第三边缘43的一侧),能够进一步的提高第一天线10与第二天线20之间的隔离度,并降低第一天线10与第二天线20之间的包络相关系数,并且,能够减轻在第一辐射体11的第一开放端与第二辐射体21的第二开放端之间连接解耦电路30对第一天线10及第二天线20的工作效率的影响。并且,一些实施方式中,将第一辐射体11或第二辐射体21设置为包括间隔设置的第一子辐射体113及第二子辐射体114的结构,从而能够避免用户的手部或者其他结构遮挡第一辐射体11与第二辐射体21之间的间隙13时,第一天线10与第二天线20之间隔离度大幅的下降的问题。
以上所述为本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (20)
1.一种天线结构,其特征在于,包括第一辐射体、第二辐射体、地板及解耦电路;
所述地板包括相邻且相交的第一边缘和第二边缘;
所述第一辐射体包括相交的第一区段及第二区段,所述第一区段位于所述地板的所述第一边缘的一侧并与所述第一边缘间隔设置,所述第二区段位于所述地板的所述第二边缘的一侧并与所述第二边缘间隔设置;
所述第一辐射体包括第一开放端,所述第二辐射体包括第二开放端,所述第一开放端与所述第二开放端之间形成有间隙,所述第一辐射体整体位于所述间隙的一侧,所述第二辐射体整体位于所述间隙的另一侧;
所述解耦电路连接所述第一开放端及所述第二开放端。
2.如权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述地板还包括第三边缘,所述第一边缘连接于所述第二边缘与所述第三边缘之间,且所述第三边缘与所述第一边缘相邻且相交,其中所述第一边缘和所述第二边缘相交的角度,和所述第一边缘和所述第三边缘相交的角度在80°至100°的范围内。
3.如权利要求2所述的天线结构,其特征在于,所述第一辐射体的端部包括第一端及第二端,所述第一端为所述第一辐射体的第一区段远离所述第二区段的一端,所述第二端为所述第一辐射体的所述第二区段远离所述第一区段的一端;
所述第一端为所述第一开放端,所述第二端与所述地板连接或者所述第二端为所述第一辐射体的第三开放端。
4.如权利要求3所述的天线结构,其特征在于,所述第二辐射体包括相交的第三区段及第四区段;所述第二辐射体的所述第三区段位于所述第一边缘的一侧并与所述第一边缘间隔设置,所述第二辐射体的所述第四区段位于所述第三边缘的一侧并与所述第三边缘间隔设置;
所述第二辐射体的端部包括第三端及第四端,所述第三端为所述第二辐射体的所述第一区段远离所述第二辐射体的所述第二区段的一端,所述第四端为所述第二辐射体的所述第二区段远离所述第二辐射体的所述第一区段的一端;
所述第三端为所述第二开放端,所述第四端与所述地板连接或者所述第四端为所述第二辐射体的第四开放端。
5.如权利要求1或2所述的天线结构,其特征在于,所述第二辐射体的整体均位于所述第二边缘的一侧并与所述第二边缘间隔设置,且所述第二辐射体位于所述第一辐射体的所述第二区段远离所述第一区段的一侧;
所述第一辐射体的端部包括第一端及第二端,所述第一端为所述第一辐射体的第一区段远离所述第二区段的一端,所述第二端为所述第一辐射体的所述第二区段远离所述第一区段的一端;
所述第二辐射体的端部包括第三端及第四端,所述第三端相对所述第四端靠近所述第一辐射体;
所述第一辐射体的所述第二端为所述第一开放端,所述第二辐射体的所述第三端为所述第二开放端;
所述解耦电路连接所述第一辐射体的所述第二端及所述第二辐射体的所述第三端。
6.如权利要求5所述的天线结构,其特征在于,所述第一辐射体还包括第三开放端,所述第一端为所述第三开放端;所述第二辐射体的所述第四端与所述地板连接。
7.如权利要求1-6任一项所述的天线结构,其特征在于,所述第一辐射体的第一工作模式的工作频段与所述第二辐射体的第二工作模式的工作频段相同或相差小于1GHz。
8.如权利要求7所述的天线结构,其特征在于,所述第一辐射体的所述第一工作模式的工作频段,和第二辐射体的所述第二工作模式的工作频段是sub-6G的任一工作频段。
9.如权利要求7所述的天线结构,其特征在于,所述第一辐射体或所述第二辐射体中的一个辐射体包括间隔设置的第一子辐射体及第二子辐射体,所述第一子辐射体的整体位于所述第二子辐射体的一侧,所述所述第一辐射体或所述第二辐射体中的另一个辐射体的整体位于所述第二子辐射体的另一侧,所述第一子辐射体与所述第二子辐射体耦合,所述第二子辐射体远离所述第一子辐射体的一端为第一开放端或所述第二开放端。
10.如权利要求9所述的天线结构,其特征在于,所述第二子辐射体的电长度小于所述天线结构的解耦频段的波长的1/4,所述解耦频段与所述第一辐射体的所述第一工作模式的工作频段相同,或与所述第二辐射体的所述第二工作模式的工作频段相同。
11.如权利要求9或10所述的天线结构,其特征在于,所述第二子辐射体上设有馈电点,所述馈电点用于接收信号馈入。
12.如权利要求7-11任一项所述的天线组件结构,其特征在于,所述解耦电路呈感性,所述解耦电路的等效电感值与所述第一辐射体的所述第一工作模式的工作频段,和/或所述第二辐射体的所述第二工作模式的工作频段相关。
13.如权利要求11所述的天线结构,其特征在于,所述解耦电路包括集总电感、或分布式电感。
14.如权利要求12或13所述的天线结构,其特征在于,所述解耦电路包括并联设置的第一支路及第二支路,所述第一支路的等效电感值与所述第二支路的等效电感值大小不同。
15.如权利要求14所述的天线结构,其特征在于,所述第一支路为呈感性的滤波电路,所述第二支路包括集总电感或者分布式电感。
16.如权利要求14或15所述的天线结构,其特征在于,所述第一支路包括电容、第一电感及第二电感,所述电容与所述第一电感并联后与所述第二电感串联;所述第二支路包括第三电感。
17.如权利要求1-16任一项所述的天线结构,其特征在于,所述解耦电路连接所述第一开放端的第一连接点,所述第一连接点距离所述第一开放端的端面在0-2mm范围内,和/或所述解耦电路连接所述第二开放端的第二连接点,所述第二连接点距离所述第二开放端的端面在0-2mm范围内。
18.一种电子设备,其特征在于,包括射频前端及如权利要求1-17任一项所述的天线结构,所述第一辐射体上设有第一馈电点,所述第二辐射体上设有第二馈电点,所述射频前端连接所述第一馈电点及所述第二馈电点。
19.如权利要求18所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备包括金属边框,所述金属边框包括所述第一辐射体及所述第二辐射体。
20.如权利要求18或19所述的电子设备,其特征在于,所述地板包括一个或多个接地的中板、一个或多个电路板的接地层、一个或多个接地金属件中的任一个,或者任两个或两个以上的组合。
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