CN115693119A - 一种终端天线及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种终端天线及电子设备,涉及天线领域。该终端天线设置于采用金属地板的电子设备中时,仍然能够保持较低的方向性,通用性较高。该终端天线包括:第一辐射体和第二辐射体。第一辐射体和第二辐射体设置于金属地板的两侧。第一辐射体上设置有第一馈电点,第一馈电点用于接收第一馈电信号。第二辐射体上设置有第二馈电点,第二馈电点用于接收第二馈电信号。第一馈电信号与第二馈电信号的振幅相同,相位相反。
Description
技术领域
本申请实施例涉及天线领域,尤其涉及一种终端天线及电子设备。
背景技术
天线的方向性用于衡量天线的收发能力在空间不同方向的分布均匀性。一般来说,天线在空间不同方向的辐射能力或接收能力分布越均匀,方向性就越低,通用性也越好。
设置于电子设备中的天线可以称作终端天线。由于越来越多的电子设备采用金属地板作为外壳,导致终端天线在金属地板方向的收发能力受到较大影响,使终端天线的方向性增高。
因此,如何针对采用金属地板的电子设备设计一种方向性较低的终端天线成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种终端天线及电子设备,设置于采用金属地板的电子设备中时,仍然能够保持较低的方向性,通用性较高。
为了达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案。
第一方面,提供一种终端天线,该终端天线应用于设置有金属地板的电子设备,终端天线包括:第一辐射体和第二辐射体。第一辐射体和第二辐射体设置于金属地板的两侧。第一辐射体上设置有第一馈电点,第一馈电点用于接收第一馈电信号。第二辐射体上设置有第二馈电点,第二馈电点用于接收第二馈电信号。第一馈电信号与第二馈电信号的振幅相同,相位相反。
基于该方案,第一辐射体的信号收发范围主要为金属地板第一侧,第二辐射体信号收发范围主要为金属地板的第二侧。如此,第一辐射体和第二辐射体的信号收发范围相结合,可以使该终端天线在空间不同方向获得较为均匀的信号收发能力,从而使该终端天线的方向性较低。另外,馈入第一辐射体的第一馈电信号与馈入第二辐射体的第二馈电信号,振幅相同,相位相反。如此,第一辐射体的电场在金属地板边缘处产生的边缘绕射会与第二辐射体的电场在金属地板边缘处产生的边缘绕射部分抵消,从而减弱边缘绕射对终端天线方向图畸变的影响,使终端天线在金属地板边缘方向获得更为均匀的信号收发能力,降低终端天线的方向性。
在一种可能的设计中,终端天线还包括第一同轴线。第一同轴线包括第一外导体与第一内导体。第一外导体分别与第一馈电信号的馈源以及第一馈电点连接。第一内导体分别与第二馈电信号的馈源以及第二馈电点连接。第一馈电信号的馈源通过第一外导体向第一辐射体馈入第一馈电信号。第二馈电信号的馈源通过第一内导体向第二辐射体馈入第二馈电信号。基于该方案,可以便捷地实现对第一辐射体以及第二辐射体的馈电。
在一种可能的设计中,第一辐射体上还设置有第三馈电点,第三馈电点用于接收第三馈电信号。第三馈电信号与第一馈电信号以及第二馈电信号均不相同。第二辐射体上还设置有第四馈电点,第四馈电点用于接收第四馈电信号。第四馈电信号与第一馈电信号以及第二馈电信号均不相同。第三馈电信号与第四馈电信号的振幅相同,相位相反。基于该方案,可以实现终端天线的双馈电,从而实现终端天线的双频工作。
在一种可能的设计中,终端天线还包括第二同轴线。第二同轴线包括第二外导体与第二内导体。第二外导体分别与第三馈电信号的馈源以及第三馈电点连接。第二内导体分别与第四馈电信号的馈源以及第四馈电点连接。第三馈电信号的馈源通过第二外导体向第一辐射体馈入第三馈电信号。第四馈电信号的馈源通过第二内导体向第二辐射体馈入第四馈电信号。基于该方案,可以便捷地实现终端天线的双馈电。
在一种可能的设计中,第一馈电信号和第二馈电信号用于激励对应的辐射体产生2.4GHz至2.5GHz频率范围的信号。第三馈电信号和第四馈电信号用于激励对应的辐射体产生5.1GHz至5.9GHz频率范围的信号。基于该方案,可以使终端天线同时满足WIFI 2.4G/5G的通信需求,实现双频,具有较高的实用性。
在一种可能的设计中,终端天线还包括第一微带线和第二微带线。第一微带线分别与第一馈电信号的馈源以及第一馈电点连接。第二微带线分别与第二馈电信号的馈源以及第二馈电点连接。第一馈电信号的馈源通过第一微带线向第一辐射体馈入第一馈电信号。第二馈电信号的馈源通过第二微带线向第二辐射体馈入第二馈电信号。基于该方案,可以便捷地实现终端天线的馈电。
在一种可能的设计中,第一辐射体上还设置有用于接地的第一接地点。第二辐射体上还设置有用于接地的第二接地点。
在一种可能的设计中,终端天线还包括接地元件。接地元件分别与第一接地点和第二接地点连接。接地元件接地。基于该方案,可以实现终端天线的接地。
在一种可能的设计中,第一辐射体和第二辐射体的形状与尺寸均相同。第一辐射体和第二辐射体关于金属地板对称设置。基于该方案,可以较好地控制天线的体积与尺寸,便于设置于电子设备中。
第二方面,提供一种电子设备,电子设备包括第一方面任一项所介绍的终端天线。
应当理解的是,上述第二方面提供的技术方案,其技术特征均可对应到第一方面及其可能的设计中提供的终端天线,因此能够达到的有益效果类似,此处不再赘述。
附图说明
图1为一种终端天线的示意图;
图2为一种天线的方向性曲线示意图;
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种终端天线的示意图;
图5为本申请实施例提供的又一种终端天线的示意图;
图6为本申请实施例提供的又一种终端天线的示意图;
图7为本申请实施例提供的又一种终端天线的示意图;
图8为本申请实施例提供的又一种终端天线的示意图;
图9为本申请实施例提供的一种终端天线的S参数曲线的示意图;
图10为本申请实施例提供的一种终端天线的方向性曲线示意图;
图11为本申请实施例提供一种终端天线应用于笔记本电脑的场景示意图;
图12为本申请实施例提供的一种终端天线的方向性曲线示意图。
具体实施方式
本申请实施例中的“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而不是用于限定特定顺序。此外,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
为了便于理解本申请实施例,下面先对本申请的应用背景予以介绍。
请参考图1,为一种终端天线的示意图。如图1所示,该终端天线包括辐射体a,接地铜柱c,馈电铜柱d以及馈电铜柱e。
辐射体a设置于金属地板b的一侧,分别通过接地铜柱c,馈电铜柱d,馈电铜柱e固定于金属地板b上。
接地铜柱c接地。馈电铜柱d与馈源g连接。馈电铜柱e与馈源f连接。其中,馈源f用于向馈电铜柱e中馈入信号h。馈源g用于向馈电铜柱d中馈入信号i。
信号h可以用于激励辐射体a产生2.4G频段的信号。信号i可以用于激励辐射体a产生5G频段的信号。如此以实现双频并同时满足2.4G和5G的通信需求。
下面对图1所示的终端天线进行仿真,以确定其在2.4G频段和5G频段的方向性。
下述仿真中,辐射体a为矩形贴片,尺寸为35mm*20mm。辐射体由介质材料表面覆铜生成,介质材料为FR-4,介电常数为4.4,厚度为0.5mm。辐射体a与金属地板b的距离为7mm。金属地板的尺寸为100mm*100mm。
请参考图2,为一种天线的方向性曲线示意图。如图2所示,曲线1为图1所示的天线通过馈电铜柱e接收馈电时的方向性曲线,曲线2为图1所示的天线通过馈电铜柱d接收馈电时的方向性曲线。
可以看出,曲线1中,在2.4G频段,图1所示天线的方向性约为5dBi。而在曲线2中,在5G频段,图1所示天线的方向性约为6dBi。
因此,图1所示的天线在工作频段的方向性均较高。为了解决这一问题,本申请实施例提供了一种终端天线及电子设备,设置于采用金属地板的电子设备中时仍然能够保持较低的方向性,通用性较高。
本申请实施例提供的终端天线可以应用于电子设备。电子设备可以是指设置有终端天线的设备,诸如手机,平板电脑,可穿戴设备(如智能手表),车载设备,膝上型计算机(Laptop),台式计算机等。终端设备的示例性实施例包括但不限于搭载IOS、Android、Microsoft或者其它操作系统的便携式终端。
作为一种示例,请参考图3,为本申请实施例提供的一种电子设备300的结构示意图。
如图3所示,该电子设备300可以包括处理器301,通信模块302以及显示屏303等。
其中,处理器301可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器301可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),控制器,存储器,视频流编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器301中。
控制器可以是电子设备300的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器301中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器301中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器301刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器301需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器301的等待时间,因而提高了系统的效率。
在一些实施例中,处理器301可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口,集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound,I2S)接口,脉冲编码调制(pulse code modulation,PCM)接口,通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(mobile industry processor interface,MIPI),通用输入输出(general-purposeinput/output,GPIO)接口,用户标识模块(subscriber identity module,SIM)接口,和/或通用串行总线(universal serial bus,USB)接口311等。
电子设备300通过GPU,显示屏303,以及应用处理器301等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器,连接显示屏303和应用处理器301。GPU用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器301可包括一个或多个GPU,其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏303用于显示图像,视频流等。
通信模块302可以包括天线x,天线y,移动通信模块302A,和/或无线通信模块302B。以通信模块302同时包括天线x,天线y,移动通信模块302A和无线通信模块302B为例。
电子设备300的无线通信功能可以通过天线x,天线y,移动通信模块302A,无线通信模块302B,调制解调处理器以及基带处理器等实现。
天线x和天线y用于发射和接收电磁波信号。电子设备300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x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。
移动通信模块302A可以提供应用在电子设备300上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块302A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302A可以由天线x接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波,放大等处理,传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块302A还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大,经天线x转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,移动通信模块302A的至少部分功能模块可以被设置于处理器301中。在一些实施例中,移动通信模块302A的至少部分功能模块可以与处理器301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(不限于扬声器306A,受话器306B等)输出声音信号,或通过显示屏303显示图像或视频流。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301,与移动通信模块302A或其他功能模块设置在同一个器件中。
无线通信模块302B可以提供应用在电子设备300上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN)(如无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),调频(frequency modulation,FM),近距离无线通信技术(near field communication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块302B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302B经由天线y接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器301。无线通信模块302B还可以从处理器301接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线y转为电磁波辐射出去。
在一些实施例中,电子设备300的天线x和移动通信模块302A耦合,天线y和无线通信模块302B耦合,使得电子设备300可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications,GSM),通用分组无线服务(general packet radio service,GPRS),码分多址接入(codedivision multiple access,CDMA),宽带码分多址(wideband code division multipleaccess,WCDMA),时分码分多址(time-division code division multiple access,TD-SCDMA),长期演进(long term evolution,LTE),BT,GNSS,WLAN,NFC,FM,和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioning system,GPS),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GLONASS),北斗卫星导航系统(beidounavigation satellite system,BDS),准天顶卫星系统(quasi-zenith satellitesystem,QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems,SBAS)。
如图3所示,在一些实现方式中,该电子设备300还可以包括外部存储器接口310,内部存储器304,通用串行总线(universal serial bus,USB)接口311,充电管理模块312,电源管理模块313,电池314,音频模块306,扬声器306A,受话器306B,麦克风306C,耳机接口306D,传感器模块305,按键309,马达,指示器308,摄像头307,以及用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口等。
充电管理模块312用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中,充电管理模块312可以通过USB接口311接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中,充电管理模块312可以通过电子设备300的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块312为电池314充电的同时,还可以通过电源管理模块313为电子设备300供电。
电源管理模块313用于连接电池314,充电管理模块312与处理器301。电源管理模块313接收电池314和/或充电管理模块312的输入,为处理器301,内部存储器304,外部存储器,显示屏303,摄像头307,和无线通信模块302B等供电。电源管理模块313还可以用于监测电池314容量,电池314循环次数,电池314健康状态(漏电,阻抗)等参数。在其他一些实施例中,电源管理模块313也可以设置于处理器301中。在另一些实施例中,电源管理模块313和充电管理模块312也可以设置于同一个器件中。
外部存储器接口310可以用于连接外部存储卡,例如Micro SD卡,实现扩展电子设备300的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口310与处理器301通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频流等文件保存在外部存储卡中。
内部存储器304可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。处理器301通过运行存储在内部存储器304的指令,从而执行电子设备300的各种功能应用以及数据处理。
电子设备300可以通过音频模块306,扬声器306A,受话器306B,麦克风306C,耳机接口306D,以及应用处理器301等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。
按键309包括开机键,音量键等。按键309可以是机械按键309。也可以是触摸式按键309。电子设备300可以接收按键309输入,产生与电子设备300的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
指示器308可以是指示灯,可以用于指示充电状态,电量变化,也可以用于指示消息,未接来电,通知等。
SIM卡接口用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口,或从SIM卡接口拔出,实现和电子设备300的接触和分离。电子设备300可以支持1个或N个SIM卡接口,N为大于1的正整数。SIM卡接口可以支持Nano SIM卡,Micro SIM卡,SIM卡等。同一个SIM卡接口可以同时插入多张卡。所述多张卡的类型可以相同,也可以不同。SIM卡接口也可以兼容不同类型的SIM卡。SIM卡接口也可以兼容外部存储卡。电子设备300通过SIM卡和网络交互,实现通话以及数据通信等功能。在一些实施例中,电子设备300采用eSIM,即:嵌入式SIM卡。eSIM卡可以嵌在电子设备300中,不能和电子设备300分离。
电子设备300中的传感器模块305可以包括触摸传感器、压力传感器、陀螺仪传感器、气压传感器、磁传感器、加速度传感器、距离传感器、接近光传感器、环境光传感器、指纹传感器、温度传感器、骨传导传感器等部件,以实现对于不同信号的感应和/或获取功能。
可以理解的是,本实施例示意的结构并不构成对电子设备300的具体限定。在另一些实施例中,电子设备300可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
本申请实施例提供的终端天线即可应用于上述图3所示的电子设备中。下面对本申请实施例提供的终端天线进行介绍。需要说明的是,本申请实施例提供的终端天线应用于设置有金属地板的电子设备中,后续不再赘述。
请参考图4,为本申请实施例提供的一种终端天线的示意图。如图4所示,该终端天线包括:第一辐射体401和第二辐射体402。第一辐射体401和第二辐射体402设置于金属地板100的两侧。第一辐射体401上设置有第一馈电点411,第一馈电点411用于接收第一馈电信号。第二辐射体402上设置有第二馈电点412,第二馈电点412用于接收第二馈电信号。第一馈电信号与第二馈电信号的振幅相同,相位相反。
本申请实施例提供的终端天线具有较低的方向性,下面从两方面进行说明。
第一方面,本申请实施例提供的终端天线包括第一辐射体和第二辐射体。第一辐射体和第二辐射体分别设置于金属地板的两侧。示例性地,第一辐射体可以设置于金属地板的第一侧,第二辐射体可以设置于金属地板的第二侧。由于金属地板可以屏蔽电磁信号,因此可以理解,第一辐射体的信号收发范围主要为金属地板第一侧,第二辐射体信号收发范围主要为金属地板的第二侧。如此,第一辐射体和第二辐射体的信号收发范围相结合,可以使该终端天线在空间不同方向获得较为均匀的信号收发能力,从而使该终端天线的方向性较低。
第二方面,馈入第一辐射体的第一馈电信号与馈入第二辐射体的第二馈电信号,振幅相同,相位相反。如此,第一辐射体的电场在金属地板边缘处产生的边缘绕射会与第二辐射体的电场在金属地板边缘处产生的边缘绕射部分抵消,从而减弱边缘绕射对终端天线方向图畸变的影响,使终端天线在金属地板边缘方向获得更为均匀的信号收发能力,降低终端天线的方向性。
基于以上两方面,本申请实施例提供的终端天线设置于采用金属地板的电子设备中时,仍然能够保持较低的方向性,通用性较高。
在本申请实施例中,第一辐射体和第二辐射体的形状可以相同,也可以不同。例如,第一辐射体和第二辐射体可以均为矩形的贴片天线。再例如,第一辐射体可以为圆形的贴片天线,第二辐射体可以为矩形的贴片天线。第一辐射体和第二辐射体的类型可以相同,也可以不同。例如,第一辐射体和第二辐射体可以均为IFA天线。再例如,第一辐射体可以为IFA天线,第二辐射体可以为单极子天线等。在此均不做限定。
第一辐射体和第二辐射体的材料可以为多种。作为一种示例,第一辐射体可以为0.5mm厚介质层表面覆铜生成。其中介质层可以为FR-4。应当理解,此处只是示例性说明,第一辐射体和第二辐射体还可以采用PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)印制,LDS(Laser Direct Structuring,激光直接成形)印制,FPC(Flexible Printed Circuit,柔性印制线路板)印制等,在此不做具体限定。
在本申请实施例中,第一辐射体和第二辐射体设置于金属地板的两侧。其中,第一辐射体可以与第二辐射体完全相对,也可以部分相对,或者完全不相对,在此亦不做限定。
需要说明的是,第一辐射体和第二辐射体完全相对是指,第一辐射体在金属地板上的投影与第二辐射体在金属地板上的投影完全重合。第一辐射体和第二辐射体部分相对是指,第一辐射体在金属地板上的投影与第二辐射体在金属地板上的投影部分重合。第一辐射体和第二辐射体完全不相对是指,第一辐射体在金属地板上的投影与第二辐射体在金属地板上的投影完全不重合。
需要补充说明的是,金属地板通常用作电子设备的外壳。而第一辐射体和第二辐射体设置于金属地板的两侧,并非是指将其中一个辐射体设置于金属地板的外侧。示例性地,可以将其中一个辐射体塑封在金属地板的外侧,以实现第一辐射体和第二辐射体设置于金属地板的两侧,且不会使金属地板外侧的辐射体暴露在外,如此有利于提高终端天线的使用寿命。
在本申请实施例中,终端天线中的馈电点可以采用同轴线与馈源连接。请参考图5,为本申请实施例提供的又一种终端天线的示意图,如图5所示,该终端天线中,第一辐射体401中的第一馈电点411和第二辐射体402中的第二馈电点412均与第一同轴线501连接。该第一同轴线501包括第一外导体511与第一内导体521。第一外导体511分别与第一馈电信号的馈源(图5中未示出)以及第一馈电点411连接。第一内导体521分别与第二馈电信号的馈源(图5中未示出)以及第二馈电点412连接。第一馈电信号的馈源通过第一外导体511向第一辐射体401馈入第一馈电信号。第二馈电信号的馈源通过第一内导体521向第二辐射体402馈入第二馈电信号。
应当理解,同轴线的内导体和外导体之间绝缘,从而实现内外导体中传输的信号互不干扰。如此,即可通过一根同轴线同时实现第一辐射体和第二辐射体的馈电,且能够实现馈入第一辐射体的信号与馈入第二辐射体的信号振幅相同,相位相反,两种信号的传输互不干扰。
本申请实施例提供的终端天线还可以采用双馈电,从而实现双频。示例性地,请参考图6,为本申请实施例提供的又一种终端天线的示意图。如图6所示,第一辐射体401上还可以设置有第三馈电点601,第三馈电点601用于接收第三馈电信号。第三馈电信号与第一馈电信号以及第二馈电信号均不相同。第二辐射体402上还设置有第四馈电点602,第四馈电点602用于接收第四馈电信号。第四馈电信号与第一馈电信号以及第二馈电信号均不相同。第三馈电信号与第四馈电信号的振幅相同,相位相反。
这里以第一馈电信号与第三馈电信号不同为例,说明在本申请实施例中两个馈电信号不同的含义。第一馈电信号与第三馈电信号不同是指,第一馈电信号的振幅与第二馈电信号的振幅不同;和/或第一馈电信号的频率与第二馈电信号的频率不同。
作为一种示例,第一馈电信号用于激励第一辐射体产生2.4GHz-2.5GHz频率范围的信号,第二馈电信号用于激励第二辐射体产生2.4GHz-2.5GHz频率范围(也可称作2.4G频段)的信号。第三馈电信号用于激励第一辐射体产生5.1GHz-5.9GHz频率范围(也可称作5G频段)的信号,第四馈电信号用于激励第二辐射体产生5.1GHz-5.9GHz频率范围的信号。如此,本申请实施例提供的终端天线可以同时满足WIFI 2.4G/5G的通信需求,实现双频,具有较高的实用性。
在本申请实施例中,第三馈电信号和第四馈电信号也可以通过同轴线馈入对应的辐射体中。请参考图7,为本申请实施例提供的又一种终端天线的示意图。如图7所示,终端天线还包括第二同轴线701。第二同轴线701包括第二外导体711与第二内导体721。第二外导体711分别与第三馈电信号的馈源(图7中未示出)以及第三馈电点601连接。第二内导体721分别与第四馈电信号的馈源(图7中未示出)以及第四馈电点602连接。第三馈电信号的馈源通过第二外导体711向第一辐射体401馈入第三馈电信号。第四馈电信号的馈源通过第二内导体721向第二辐射体402馈入第四馈电信号。如此,即可通过第一同轴线与第二同轴线的双馈电实现终端天线的双频。
上述图5和图7以第一同轴线和第二同轴线为例说明本申请实施例提供的终端天线可以采用同轴线的方式实现馈电。应当理解,终端天线也可以采用其它方式实现馈电。例如,终端天线还包括第一微带线和第二微带线。第一微带线分别与第一馈电信号的馈源以及第一馈电点连接。第二微带线分别与第二馈电信号的馈源以及第二馈电点连接。第一馈电信号的馈源通过第一微带线向第一辐射体馈入第一馈电信号。第二馈电信号的馈源通过第二微带线向第二辐射体馈入第二馈电信号。也就是说,本申请实施例提供的终端天线也可以采用微带线的方式实现馈电,在此不做赘述。
在本申请实施例提供的终端天线不为贴片天线时,辐射体上还可以设置有接地点。示例性地,请参考图8,为本申请实施例提供的又一种终端天线的示意图。如图8所示,第一辐射体401上还设置有用于接地的第一接地点801。第二辐射体402上还设置有用于接地的第二接地点802。第一接地点801和第二接地点802均接地(图8中未示出)。
在本申请实施例中,第一接地点和第二接地点可以均通过导电铜柱,导线等接地元件实现接地,在此不做具体限定。
下面以图8所示的终端天线为例,通过仿真说明,本申请实施例提供的终端天线与图1所示的终端天线相比具有较低的方向性。
下述仿真中,第一辐射体和第二辐射体为形状,尺寸均相同的矩形半模贴片,矩形半模贴片的尺寸为35mm*20mm。矩形半模贴片由介质层表面覆铜生成。其中,介质层的厚度为0.5mm,介质层的材质为FR-4,介电常数为4.4。矩形半模贴片与金属地板平行设置,与金属地板的距离为7mm。金属地板的尺寸为100mm*100mm。第一馈电信号和第二馈电信号用于激励对应的辐射体产生2.4G频段的信号,第三馈电信号和第四馈电信号用于激励对应的辐射体产生5G频段的信号。需要说明的是,在下述仿真中,将2.4G激励的端口称作端口1,将5G激励的端口称作端口2。
请参考图9,为本申请实施例提供的一种终端天线的S参数曲线的示意图。图9中包括曲线3,曲线4,曲线5三条曲线。其中曲线3为终端天线的S11曲线,曲线4为终端天线的S22曲线,曲线5为端口1与端口2之间的隔离度曲线。
由曲线3和曲线4可以看出,该终端天线工作在2.4G频段及5G频段,能够满足WIFI2.4G/5G的通信需求。由曲线5可以看出,该终端天线的端口隔离度在各个频率点均小于-15dB,即隔离度较高。因此,本申请实施例提供的终端天线能够正常工作在所需要的频段。
请参考图10,为本申请实施例提供的一种终端天线的方向性曲线示意图。图10中包括曲线6和曲线7两条曲线。其中曲线6为终端天线工作在2.4G频段的方向性曲线,曲线7为终端天线工作在5G频段的方向性曲线。
请对比参考图2中的曲线1与图10中的曲线6。可以看出,在2.4G频段,图1所示的终端天线的方向性在5dBi左右,而上述图8所示的终端天线的方向性在3dBi左右,与图1所示的终端天线相比有明显的降低。
请对比参考图2中的曲线2与图10中的曲线7。可以看出,在5G频段,图1所示的终端天线的方向性在6dBi左右,而上述图8所示的终端天线的方向性在2.5dBi左右,与图1所示的终端天线相比有明显的降低。
因此,本申请实施例提供的终端天线设置于采用金属地板的电子设备中时,仍然能够保持较低的方向性,通用性较高。
需要说明的是,本申请实施例提供的终端天线应用于电子设备中时,对电子设备中金属地板的形状不做要求。示例性地,电子设备可以为手机。手机的金属地板即外壳可以如上述实施例的附图所示为平整的板状。
在一些可能的设计中,本申请实施例提供的终端天线还可以应用于笔记本电脑。且本申请实施例提供的终端天线应用于笔记本电脑中时,其方向性仍比图1所示的终端天线应用于笔记本电脑时低。下面通过仿真说明。
请参考图11,为本申请实施例提供一种终端天线应用于笔记本电脑的场景示意图。如图11所示,该笔记本电脑1100包括显示屏外壳1102和键盘外壳1101.其中显示屏外壳1102和键盘外壳1101的材质为铜。本申请实施例提供的终端天线设置于键盘外壳1101上。需要说明的是,图11仅仅是一种示意图,为便于清楚的展示终端天线,对终端天线做了放大处理。在实际应用中,终端天线的尺寸要远远小于笔记本电脑的尺寸。
为了说明本申请实施例提供的终端天线应用于笔记本电脑中时,其方向性仍比图1所示的终端天线应用于笔记本电脑时低,分别对图1所示的终端天线应用于笔记本电脑时进行仿真以及对上述图11所示的终端天线进行仿真。
首先介绍仿真参数,图1所示的终端天线中,辐射体a为矩形半模贴片,尺寸为35mm*20mm。辐射体a由介质材料表面覆铜生成,介质材料为FR-4,介电常数为4.4,厚度为0.5mm。辐射体a与键盘外壳1101的距离为7mm。
图11所示的终端天线中,第一辐射体401和第二辐射体402为尺寸与形状均相同的矩形半模贴片。矩形半模贴片的尺寸为35mm*20mm。矩形半模贴片由介质层表面覆铜生成。其中,介质层的厚度为0.5mm,介质层的材质为FR-4,介电常数为4.4。矩形半模贴片与键盘外壳1101平行设置,与键盘外壳1101的距离为7mm。第一馈电信号和第二馈电信号用于激励对应的辐射体产生2.4G频段的信号,第三馈电信号和第四馈电信号用于激励对应的辐射体产生5G频段的信号。可以将2.4G激励的端口称作端口1,将5G激励的端口称作端口2。
笔记本电脑中,键盘外壳1101的尺寸为300mm*200mm。键盘外壳1101与显示屏外壳1102之间的夹角为110°。
图11所示的终端天线的S参数曲线与图9基本相同,此处不做赘述。
请参考图12,为本申请实施例提供的一种终端天线的方向性曲线示意图。图12中包括曲线8,曲线9,曲线10,曲线11四条曲线。其中曲线8为图1所示的终端天线工作在2.4G频段的方向性曲线,曲线9为图1所示的终端天线工作在5G频段的方向性曲线,曲线10为图11所示的终端天线工作在2.4G频段的方向性曲线,曲线11为图11所示的终端天线工作在5G频段的方向性曲线。
对比曲线8与曲线10可以看出,应用于笔记本电脑时,在2.4G频段,图1所示的终端天线的方向性在9dBi左右,而上述图8所示的终端天线的方向性在8dBi左右,与图1所示的终端天线相比有明显的降低。
对比曲线9与曲线11可以看出,应用于笔记本电脑时,在5G频段,图1所示的终端天线的方向性在10dBi左右,而上述图11所示的终端天线的方向性在6dBi左右,与图1所示的终端天线相比有明显的降低。
因此,本申请实施例提供的终端天线设置于采用金属地板的笔记本电脑中时,仍然能够保持较低的方向性,通用性较高。
本申请实施例还提供的一种电子设备,该电子设备可以包括以上任一实施例所描述的终端天线。
以上结合具体特征及其实施例对本申请提供的终端天线进行了描述,显而易见的,在不脱离本申请的精神和范围的情况下,还可对上述特征进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明,且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种终端天线,其特征在于,应用于设置有金属地板的电子设备,所述终端天线包括:第一辐射体和第二辐射体;
所述第一辐射体和所述第二辐射体设置于所述金属地板的两侧;
所述第一辐射体上设置有第一馈电点,所述第一馈电点用于接收第一馈电信号;所述第二辐射体上设置有第二馈电点,所述第二馈电点用于接收第二馈电信号;
所述第一馈电信号与所述第二馈电信号的振幅相同,相位相反。
2.根据权利要求1所述的终端天线,其特征在于,所述终端天线还包括第一同轴线;
所述第一同轴线包括第一外导体与第一内导体;所述第一外导体分别与所述第一馈电信号的馈源以及所述第一馈电点连接;所述第一内导体分别与所述第二馈电信号的馈源以及所述第二馈电点连接;
所述第一馈电信号的馈源通过所述第一外导体向所述第一辐射体馈入所述第一馈电信号;所述第二馈电信号的馈源通过所述第一内导体向所述第二辐射体馈入所述第二馈电信号。
3.根据权利要求1所述的终端天线,其特征在于,所述第一辐射体上还设置有第三馈电点,所述第三馈电点用于接收第三馈电信号;所述第三馈电信号与所述第一馈电信号以及所述第二馈电信号均不相同;
所述第二辐射体上还设置有第四馈电点,所述第四馈电点用于接收第四馈电信号;所述第四馈电信号与所述第一馈电信号以及所述第二馈电信号均不相同;
所述第三馈电信号与所述第四馈电信号的振幅相同,相位相反。
4.根据权利要求3所述的终端天线,其特征在于,所述终端天线还包括第二同轴线;
所述第二同轴线包括第二外导体与第二内导体;所述第二外导体分别与所述第三馈电信号的馈源以及所述第三馈电点连接;所述第二内导体分别与所述第四馈电信号的馈源以及所述第四馈电点连接;
所述第三馈电信号的馈源通过所述第二外导体向所述第一辐射体馈入所述第三馈电信号;所述第四馈电信号的馈源通过所述第二内导体向所述第二辐射体馈入所述第四馈电信号。
5.根据权利要求3所述的终端天线,其特征在于,所述第一馈电信号和所述第二馈电信号用于激励对应的辐射体产生2.4GHz至2.5GHz频率范围的信号;
所述第三馈电信号和所述第四馈电信号用于激励对应的辐射体产生5.1GHz至5.9GHz频率范围的信号。
6.根据权利要求1所述的终端天线,其特征在于,所述终端天线还包括第一微带线和第二微带线;所述第一微带线分别与所述第一馈电信号的馈源以及所述第一馈电点连接;所述第二微带线分别与所述第二馈电信号的馈源以及所述第二馈电点连接;
所述第一馈电信号的馈源通过所述第一微带线向所述第一辐射体馈入所述第一馈电信号;所述第二馈电信号的馈源通过所述第二微带线向所述第二辐射体馈入所述第二馈电信号。
7.根据权利要求1-6任一项所述的终端天线,其特征在于,所述第一辐射体上还设置有用于接地的第一接地点;所述第二辐射体上还设置有用于接地的第二接地点。
8.根据权利要求7所述的终端天线,其特征在于,所述终端天线还包括接地元件;所述接地元件分别与所述第一接地点和所述第二接地点连接;所述接地元件接地。
9.根据权利要求1所述的终端天线,其特征在于,所述第一辐射体和所述第二辐射体的形状与尺寸均相同;所述第一辐射体和所述第二辐射体关于所述金属地板对称设置。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括权利要求1-9任一项所述的终端天线。
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