CN116264350A - 天线和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种天线和电子设备。天线包括第一天线单元，包括具有第一馈电端的第一辐射枝节以及具有第二馈电端的第二辐射枝节；第一馈电部，耦合至所述第一天线单元的所述第一馈电端和所述第二馈电端；第二天线单元，包括具有第三馈电端的第三辐射枝节以及具有第四馈电端的第四辐射枝节；第二馈电部，耦合至所述第二天线单元的所述第三馈电端和所述第四馈电端；以及耦合枝节，经由所述第一馈电端和所述第二馈电端耦合至所述第一天线单元，并且经由所述第三馈电端而耦合至所述第二天线单元。通过设置耦合枝节，根据本申请实施例的天线能够实现第一天线单元和第二天线单元的有效隔离。同时，第一天线单元和第二天线单元都能够实现对水平面的基本全面覆盖，在不影响天线的覆盖率的同时提高了天线的各种性能。

Description

天线和电子设备

技术领域

本申请的实施例主要涉及天线领域。更具体地，本申请的实施例涉及一种天线和包括该天线的电子设备。

背景技术

天线是一种用来发射或接收无线电波的设备，广泛而言为电磁波的电子元件。天线应用于广播和电视、点对点无线电通讯、雷达和太空探索等系统。从物理学上讲，天线是一个或多个导体的组合，由它可因施加的时变电压或时变电流而产生辐射的电磁场，或者可以将它放置在电磁场中，由于场的感应而在天线内部产生时变电流并在其终端产生时变电压。

随着移动系统的发展，多频段、多天线系统已经成为移动通信发展的重要趋势。然而，空间小的天线单元之间容易发生强烈的相互耦合，扭曲阵列天线的性能。例如，多输入多输出(Multi-input Multi-output，MIMO)技术作为提高系统信道容量、提升频谱资源利用率的主要技术，极大地拓展了数据传输速率上升的空间，是当前无线通信领域的研究热点。天线作为无线系统不可或缺的终端组件，其性能优劣决定了系统整体的表现。随着无线系统不断向着小型化方向发展，MIMO系统中多天线间的距离不断减小，天线单元间的互耦不断增强，使得多天线性能急剧下降，严重削弱了MIMO系统所具有的优势。提高多天线间的隔离度，同时保持天线系统尺寸的小型化是天线领域的研究热点。

发明内容

为了提高天线隔离度的同时实现天线对水平面的基本全覆盖，本申请的实施例提供了一种天线和相关的电子设备。

在本申请的第一方面，提供了一种天线。该天线包括第一天线单元，包括具有第一馈电端的第一辐射枝节以及具有第二馈电端的第二辐射枝节，第一馈电部耦合至所述第一天线单元的所述第一馈电端和所述第二馈电端；第二天线单元，包括具有第三馈电端的第三辐射枝节以及具有第四馈电端的第四辐射枝节，第二馈电部耦合至所述第二天线单元的所述第三馈电端和所述第四馈电端；以及耦合枝节，经由所述第一馈电端和所述第二馈电端耦合至所述第一天线单元，并且经由所述第三馈电端而耦合至所述第二天线单元。

通过设置耦合枝节，根据本申请实施例的天线能够实现第一天线单元和第二天线单元的有效隔离。同时，第一天线单元和第二天线单元都能够实现对水平面的基本全面覆盖，在不影响天线的覆盖率的同时提高了天线的各种性能。

在一种实现方式中，耦合枝节包括第一枝节和第二枝节，所述第一枝节电连接在所述第一辐射枝节和所述第三辐射枝节之间，所述第二枝节电连接在所述第二辐射枝节和所述第三辐射枝节之间。该布置方式使得天线以简单的方式实现了在不影响水平面覆盖的情况下，第一天线单元和第二天线单元的有效解耦。

在一种实现方式中，所述耦合枝节的所述第一枝节和所述第二枝节分别电连接于所述第三辐射枝节的不同端部。以此方式，可以改进天线上的感应电流的分布，从而促进阻抗匹配进而优化天线的性能。

在一种实现方式中，所述第一辐射枝节的所述第一馈电端和所述第二辐射枝节的所述第二馈电端间隔形成第一缝隙，所述第三辐射枝节的所述第三馈电端和所述第四辐射枝节的所述第四馈电端间隔形成第二缝隙。以此方式，可以以简单有效的方式通过第一馈电部和第二馈电部为第一天线单元和第二天线单元馈电。

在一种实现方式中，第一天线单元和所述第二天线单元共线且间隔开，并且所述耦合枝节位于所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节的同一侧。以此方式形成的天线的结构更加紧凑，进一步有利于电子设备的小型化。

在一种实现方式中，第一天线单元和所述第二天线单元平行且间隔开，所述耦合枝节至少部分地布置在所述第一天线单元和所述第二天线单元的间隔区域。该方式使得天线的布置方式更加灵活，以满足各种场合的不同需求。

在一种实现方式中，所述第一辐射枝节，所述第二辐射枝节，所述第三辐射枝节或所述第四辐射枝节的宽度大于所述耦合枝节的宽度。以此方式，可以促进天线的阻抗匹配，从而优化天线的性能。

在一种实现方式中，所述第一辐射枝节的宽度，或所述第二辐射枝节的宽度，或所述第三辐射枝节的宽度，或所述第四辐射枝节的宽度与所述耦合枝节的宽度的比例在4:1～1:1的范围内。以此方式，可以根据天线的工作频段来合理地设置辐射枝节和耦合枝节的宽度，从而优化天线的性能。

在一种实现方式中，第一辐射枝节、所述第二辐射枝节、所述第三辐射枝节以及所述耦合枝节中的至少一个枝节呈条状，并且在预定位置处具有局部加宽部和/或局部减窄部。以此方式，可以通过诸如仿真等操作来在预定位置处设置局部加宽部和/或局部减窄部，以由此获取最佳的阻抗匹配。

在一种实现方式中，第一辐射枝节、所述第二辐射枝节、所述第三辐射枝节以及所述耦合枝节中的至少一个枝节包括至少一个局部加宽部，所述局部加宽部与对应枝节上感应电流的最小处相对应。局部加宽部相当于在天线中引入了电容加载，更加有利于天线系统的阻抗匹配，从而进一步提升天线的性能。

在一种实现方式中，第一辐射枝节、所述第二辐射枝节、所述第三辐射枝节以及所述耦合枝节中的至少一个枝节包括至少一个局部减窄部，所述局部减窄部与对应枝节上感应电流的最大处相对应。局部减窄部相当于在天线中引入了电感加载，更加有利于天线系统的阻抗匹配，从而进一步提升天线的性能。

在一种实现方式中，所述天线在以下位置中的至少一个位置处被局部加宽：所述耦合枝节与所述第一天线单元的连接部、所述耦合枝节与所述第二天线单元的连接部，和所述耦合枝节的弯折部。这种布置方式有利于优化各个枝节上的电流分布，从而提高天线的性能。

在一种实现方式中，耦合枝节与所述第一天线单元和所述第二天线单元共面。该布置方式有利于天线的制造以及对水平面的全面覆盖。

在一种实现方式中，第一天线单元和所述第二天线单元为偶极子天线单元。该布置方式提供了一种实现天线的简单方式。

在一种实现方式中，第一天线单元和所述第二天线单元包括相同的工作频段。以此方式，能够使得天线实现工作频段对水平面的全面覆盖。

根据本申请的第二方面提供了一种电子设备。该电子设备壳体；电路板，布置在所述壳体中；以及根据前文中第一方面所述的天线，所述天线至少部分地布置在所述壳体的内侧，且所述天线的第一馈电部和第二馈电部设置于所述电路板上。通过使用前文中第一方面所提到的天线，使得电子设备能够实现工作频段对水平面的有效覆盖，从而提高了电子设备的性能。

在一些实现方式中，电路板和所述天线的第一天线单元及第二天线单元相分离，并且的第一天线单元及第二天线单元通过同轴电缆而与所述第一馈电部和所述第二馈电部耦合。该布置方式更加有利于提升电子设备的性能，并且使电子设备更加利于制造。

在一种实现方式中，电子设备还包括介质基板，用于承载所述第一天线单元、所述第二天线单元和所述耦合枝节。该布置方式提供了一种实现天线的简单方式。在一种实现方式中，第一天线单元、所述第二天线单元和所述耦合枝节印制在所述介质基板上。该布置方式使得天线能够被更容易地制造。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本申请实施例的电子设备的示意分解视图；

图2示出了根据本申请实施例的天线单元采用串行布置的天线的俯视示意图；

图3示出了根据本申请实施例的天线单元采用串行布置的天线的S11对频率曲线；

图4示出了根据本申请实施例的天线单元采用串行布置的天线的辐射方向图；

图5示出了根据本申请实施例的天线单元采用串行布置的天线的天线效率示意图；

图6示出了根据本申请实施例的天线单元采用并行布置的天线的俯视示意图；

图7示出了根据本申请实施例的天线单元采用并行布置的天线的S11对频率曲线；

图8示出了根据本申请实施例的天线单元采用并行布置的天线的辐射方向图；

图9示出了根据本申请实施例的天线单元采用并行布置的天线的天线效率示意图；

图10示出了根据本申请实施例的天线单元采用串行布置的天线的俯视示意图；

图11示出了根据本申请实施例的天线单元采用并行布置的天线的俯视示意图；以及

图12至图15示出了天线在不同布置情况和馈电情况下的感应电流方向示意图和等效天线示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的某些实施例，然而应当理解的是，本申请可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本申请。应当理解的是，本申请的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本申请的保护范围。

在本申请的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

应理解，在本申请中，“连接”、“相连”均可以指一种机械连接关系或物理连接关系，即A与B连接或A与B相连可以指，A与B之间存在紧固的构件(如螺钉、螺栓、铆钉等)，或者A与B相互接触且A与B难以被分离。

应理解，在本申请中，“耦合”可理解为直接耦合和/或间接耦合。直接耦合又可以称为“电连接”，理解为元器件物理接触并电导通；也可理解为线路构造中不同元器件之间通过印制电路板(printed circuit board，PCB)铜箔或导线等可传输电信号的实体线路进行连接的形式；“间接耦合”可理解为两个导体通过隔空/不接触的方式电导通。在一个实施例中，间接耦合也可以称为电容耦合，例如通过两个导电件间隔的间隙之间的耦合形成等效电容来实现信号传输。

接通：通过以上“电连接”或“间接耦合”的方式使得两个或两个以上的元器件之间导通或连通来进行信号/能量传输，都可称为接通。

辐射体：是天线中用于接收/发送电磁波辐射的装置。在某些情况下，狭义来理解“天线”即为辐射体，其将来自发射机的导波能量较变为无线电波，或者将无线电波转换为导波能量，用来辐射和接收无线电波。发射机所产生的已调制的高频电流能量(或导波能量)经馈电线传输到发射辐射体，通过辐射体将其转换为某种极化的电磁波能量，并向所需方向辐射出去。接收辐射体将来自空间特定方向的某种极化的电磁波能量又转换为已调制的高频电流能量，经馈电线输送到接收机输入端。

辐射体可以是具有特定形状和尺寸的导体，例如线天线。线天线是由线径远比波长为小，长度可与波长相比的一根或多根金属导线构成的天线。主要用于长、中、短波及超短波波段，作为发射或接收天线。线天线的主要形式有偶极子天线、半波振子天线、笼形天线、单极子天线、鞭天线、铁塔天线、球形天线、磁性天线、V形天线、菱形天线、鱼骨形天线、八木天线、对数周期天线、天线阵等。对于偶极子天线而言，每个偶极子天线通常包括两个辐射枝节，每个枝节由馈电部从辐射枝节的馈电端进行馈电。

辐射体也可以是形成在导体上的槽或者缝隙。例如，在导体面上开缝形成的天线，被称为缝隙天线或开槽天线。典型的缝隙形状是长条形的，长度约为半个波长。缝隙可用跨接在它窄边上的传输线馈电，也可由波导或谐振腔馈电。这时，缝隙上激励有射频电磁场，并向空间辐射电磁波。

馈电线，又叫传输线，指天线的收发机与辐射体之间的连接线。把天线的辐射体和收发机连接起来的系统被称为馈电系统。馈电线按频率的不同又被分为导线传输线、同轴线传输线、波导或微带线等。馈电点是指辐射体上与馈电线相连的连接处。

地/地板：可泛指电子设备内任何接地层、或接地板、或接地金属层等的至少一部分，或者上述任何接地层、或接地板、或接地部件等的任意组合的至少一部分，“地/地板”可用于电子设备内元器件的接地。一个实施例中，“地/地板”可以是电子设备的电路板的接地层，也可以是电子设备中框形成的接地板或屏幕下方的金属薄膜形成的接地金属层。一个实施例中，电路板可以是印刷电路板(printed circuit board，PCB)，例如具有8、10、12、13或14层导电材料的8层、10层或12至14层板，或者通过诸如玻璃纤维、聚合物等之类的介电层或绝缘层隔开和电绝缘的元件。一个实施例中，电路板包括介质基板、接地层和走线层，走线层和接地层通过过孔进行电连接。一个实施例中，诸如显示器、触摸屏、输入按钮、发射器、处理器、存储器、电池、充电电路、片上系统(system on chip，SoC)结构等部件可以安装在电路板上或连接到电路板；或者电连接到电路板中的走线层和/或接地层。例如，射频源设置于走线层。

上述任何接地层、或接地板、或接地金属层由导电材料制得。一个实施例中，该导电材料可以采用以下材料中的任一者：铜、铝、不锈钢、黄铜和它们的合金、绝缘基片上的铜箔、绝缘基片上的铝箔、绝缘基片上的金箔、镀银的铜、绝缘基片上的镀银铜箔、绝缘基片上的银箔和镀锡的铜、浸渍石墨粉的布、涂覆石墨的基片、镀铜的基片、镀黄铜的基片和镀铝的基片。本领域技术人员可以理解，接地层/接地板/接地金属层也可由其它导电材料制得。

谐振频率：谐振频率又叫共振频率。谐振频率可以指天线输入阻抗虚部为零处的频率。谐振频率可以有一个频率范围，即，发生共振的频率范围。共振最强点对应的频率就是中心频率-点频率。中心频率的回波损耗特性可以小于-20dB。

工作频段：无论何种类型的天线，总是在一定的频率范围(频段宽度)内工作。例如，支持B40频段的天线，其工作频段包括2300MHz～2400MHz范围内的频率，或者是说，该天线的工作频段包括B40频段。满足指标要求的频率范围可以看作天线的工作频段。工作频段的宽度称为工作带宽。全向天线的工作带宽可能达到中心频率的3-5％。定向天线的工作带宽可能达到中心频率的5-10％。带宽可以认为是中心频率(例如，偶极子的谐振频率)两侧的一段频率范围，其中天线特性在中心频率的可接受值范围内。

阻抗和阻抗匹配：天线的阻抗一般是指天线输入端的电压与电流的比值。天线阻抗是天线中对电信号的电阻的量度。一般而言，天线的输入阻抗是复数，实部称为输入电阻，以Ri表示；虚部称为输入电抗，以Xi表示。电长度远小于工作波长的天线，其输入电抗很大，例如短偶极天线具有很大的容抗；电小环天线具有很大的感抗。直径很细的半波振子输入阻抗约为73.1+j42.5欧。在实际应用中，为了便于匹配，一般希望对称振子的输入电抗为零，这时的振子长度称为谐振长度。谐振半波振子的长度比自由空间中的半个波长略短一些，工程上一般估计缩短5％。天线的输入阻抗与天线的几何形状、尺寸、馈电点位置、工作波长和周围环境等因素有关。线天线的直径较粗时，输入阻抗随频率的变化较平缓，天线的阻抗带宽较宽。

研究天线阻抗的主要目的是为实现天线和馈电线间的匹配。欲使发射天线与馈电线相匹配，天线的输入阻抗应该等于馈电线的特性阻抗。欲使接收天线与接收机相匹配，天线的输入阻抗应该等于负载阻抗的共轭复数。通常接收机具有实数的阻抗。当天线的阻抗为复数时，需要用匹配网络来除去天线的电抗部分并使它们的电阻部分相等。

当天线与馈电线匹配时，由发射机向天线或由天线向接收机传输的功率最大，这时在馈电线上不会出现反射波，反射系数等于零，驻波系数等于1。天线与馈电线匹配的好坏程度用天线输入端的反射系数或驻波比的大小来衡量。对于发射天线来说，如果匹配不好，则天线的辐射功率就会减小，馈电线上的损耗会增大，馈电线的功率容量也会下降，严重时还会出现发射机频率“牵引”现象，即振荡频率发生变化。

天线方向图：也称辐射方向图。是指在离天线一定距离处，天线辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的图形，通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。

天线方向图通常都有多个辐射波束。其中辐射强度最大的辐射波束称为主瓣，其余的辐射波束称为副瓣或旁瓣。在副瓣中，与主瓣相反方向上的副瓣也叫后瓣。

天线增益：用于表征天线把输入功率集中辐射的程度。通常，天线方向图的主瓣越窄，副瓣越小，天线增益越高。

天线系统效率：指天线向空间辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和天线的输入功率之比。系统效率是考虑天线端口匹配后的实际效率，即天线的系统效率为天线的实际效率(即效率)。

天线辐射效率：指天线向空间辐射出去的功率(即有效地转换电磁波部分的功率)和输入到天线的有功功率之比。其中，输入到天线的有功功率＝天线的输入功率-损耗功率；损耗功率主要包括回波损耗功率和金属的欧姆损耗功率和/或介质损耗功率。辐射效率是衡量天线辐射能力的值，金属损耗、介质损耗均是辐射效率的影响因素。

本领域技术人员可以理解，效率一般是用百分比来表示，其与dB之间存在相应的换算关系，效率越接近0dB，表征该天线的效率越优。

dB：就是分贝，是一个以十为底的对数概念。分贝只用来评价一个物理量和另一个物理量之间的比例关系，它本身并没有物理量纲。两个量之间的比例每增加10倍，则它们的差可以表示为10个分贝。比如说：A＝"100"，B＝"10"，C＝"5"，D＝"1"，则，A/D＝20dB；B/D＝10dB；C/D＝7dB；B/C＝3dB。也就是说，两个量差10分贝就是差10倍，差20分贝就是差100倍，依此类推。差3dB就是两个量之间差2倍。

dBi：一般和dBd一起提及。dBi和dBd是功率增益的单位，两者都是相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线；dBd的参考基准为偶极子。一般认为dBi和dBd表示同一个增益，用dBi表示的值比用dBd表示的要大2.15dBi。例如：对于一增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi，一般忽略小数位，为18dBi。

天线回波损耗：可以理解为经过天线电路反射回天线端口的信号功率与天线端口发射功率的比值。反射回来的信号越小，说明通过天线向空间辐射出去的信号越大，天线的辐射效率越大。反射回来的信号越大，说明通过天线向空间辐射出去的信号越小，天线的辐射效率越小。

天线回波损耗可以用S11参数来表示，S11属于S参数中的一种。S11表示反射系数，此参数能够表征天线发射效率的优劣。S11参数通常为负数，S11参数越小，表示天线回波损耗越小，天线本身反射回来的能量越小，也就是代表实际上进入天线的能量就越多，天线的系统效率越高；S11参数越大，表示天线回波损耗越大，天线的系统效率越低。

需要说明的是，工程上一般以S11值为-6dB作为标准，当天线的S11值小于-6dB时，可以认为该天线可正常工作，或可认为该天线的发射效率较好。

天线隔离度：是指一个天线发射信号，通过另一个天线接收的信号与该发射天线信号的比值。隔离度是用来衡量天线互耦程度大小的物理量。假定两个天线构成一个双端口网络，那么两个天线之间的隔离度就是天线之间的S21、S12。天线隔离度可以用S21、S12参数表示。S21、S12参数通常为负数。S21、S12参数越小，表示天线之间的隔离度越大，天线互耦程度越小；S21、S12参数越大，表示天线之间的隔离度越小，天线互耦程度越大。天线的隔离度取决于天线辐射方向图、天线的空间距离、天线增益等。

电长度：电长度可以是指，物理长度(即，机械长度或几何长度)乘以电或电磁信号在媒介中的传输时间与这一信号在自由空间中通过跟媒介物理长度一样的距离时所需的时间的比来表示，电长度可以满足以下公式：

其中，L为物理长度，a为电或电磁信号在媒介中的传输时间，b为在自由空间中的中传输时间。

或者，电长度也可以是指物理长度(即机械长度或几何长度)与所传输电磁波的波长之比，电长度可以满足以下公式：

其中，L为物理长度，λ为电磁波的波长。

在一个实施例中，辐射体的物理长度，可以理解为辐射体的电长度±10％。

本申请的实施例中，天线的某种波长模式(如二分之一波长模式等)中的波长可以是指该天线辐射的信号的波长。例如，悬浮金属天线的二分之一波长模式可产生1.575GHz频段的谐振，其中二分之一波长模式中的波长是指天线辐射1.575GHz频段的信号的波长。应理解的是，辐射信号在空气中的波长可以如下计算：波长＝光速/频率，其中频率为辐射信号的频率。辐射信号在介质中的波长可以如下计算：

其中，ε为该介质的相对介电常数，频率为辐射信号的频率。以上实施例中的缝隙、槽中可以填充绝缘介质。

本申请实施例中的波长可以是指工作波长，可以是谐振频率的中心频率对应的波长或者天线所支持的工作频段的中心频率。例如，假设B1上行频段(谐振频率为1920MHz至1980MHz)的中心频率为1955MHz，那工作波长可以为利用1955MHz这个频率计算出来的波长。不限于中心频率，“工作波长”也可以是指谐振频率或工作频段的非中心频率对应的波长。

本申请的实施例提及的电流同向/反向分布，应理解为在同一侧的导体上主要电流的方向为同向/反向的。例如，在呈环状的导体上激励同向分布电流(例如，电流路径也是环状的)时，应可理解，环状导体中两侧的导体上(例如围绕一缝隙的导体，在该缝隙两侧的导体上)激励的主要电流虽然从方向上看为反向的，其仍然属于本申请中对于同向分布电流的定义。

本申请实施例中的“馈电端”和“一端”中的“端”，并不能狭义的理解为一定是一个点，还可以认为是天线辐射体上包括第一端点的一段辐射体，第一端点是该天线辐射体上第一端的端点。例如，天线辐射体的馈电端可以认为是距离该第一端点八分之一个第一波长范围内的一段辐射体，其中，第一波长可以是天线结构的工作频段对应的波长，可以是工作频段的中心频率对应的波长，或者，谐振点对应的波长。

共线，又叫共轴，是指天线单元的线状或带状辐射枝节基本沿同一直线延伸。在一个实施例中，共线可以是指两个辐射枝节在同一侧上的边缘沿同一直线延伸。在一个实施例中，共线可以是指两个辐射枝节在宽度方向上的中线沿同一直线延伸。在一个实施例中，共线可以是指两个辐射枝节在其延伸方向上的投影至少补充重叠。下文中将主要以共线是指两个辐射枝节在同一侧的边缘沿同一直线延伸为例来描述本申请的实施例，其他情况也是类似的，在下文中将不再分别赘述。

共面，本申请中是指天线的天线单元的各个枝节基本处于同一平面内。例如，天线单元可以通过印刷等方式而被设置在PCB板的一个表面上。

串行，本申请中的串行是指两个天线单元采用共线并间隔开的方式布置。与串行对应的概念是并行，是指两个天线单元以相互平行并间隔开的方式布置。本申请以上内容中提及的共线、共轴、共面、平行等这类限定，均是针对当前工艺水平而言的，而不是数学意义上绝对严格的定义。例如，共线的两个辐射枝节或者两个天线单元的边缘之间在线宽方向上可以存在小于预定阈值(例如0.1mm)的偏差。相互平行的两个天线单元之间可以存在角度为±5°的偏差。只要在上述偏差范围内，都可以被认为属于共线或者平行。

本申请提供的技术方案适用于采用以下一种或多种通信技术的电子设备：蓝牙(blue-tooth，BT)通信技术、全球定位系统(global positioning system，GPS)通信技术、无线保真(wireless fidelity，WiFi)通信技术、全球移动通讯系统(global system formobile communications，GSM)通信技术、宽频码分多址(wideband code divisionmultiple access，WCDMA)通信技术、长期演进(long term evolution，LTE)通信技术、5G通信技术以及未来其他通信技术等。本申请实施例中的电子设备可以包括用户前端与运营商网络直接对接的设备，包括但不限于：客户终端设备(Customer Premise Equipment，CPE)，电话机，无线路由器，防火墙，电脑，光猫，4G转WiFi的无线路由器等。本申请实施例中的电子设备也可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑、智能家居、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜等。电子设备还可以是具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备，5G网络中的电子设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network，PLMN)中的电子设备等，本申请实施例对此并不限定。

简单来说，CPE设备的作用是信号中继器。当无线保真(Wireless Fidelity,Wi-Fi)路由器扩散网络信号时，往往都是有一定的扩散范围的，遇到墙壁一类的阻断，信号还会被继续削弱。这时有了信号中继器，就可以将Wi-Fi信号再次中继，扩大Wi-Fi覆盖的范围。

在我们日常的生活场景中，也经常看到类似功能的“Wi-Fi信号放大器”等等产品。但CPE的特殊之处在于，不仅仅可以中继Wi-Fi信号，还可以通过内置用户身份识别模块(Subscriber Identification Module,SIM)卡中继运营商基站发射出的4G或5G网络信号，再将4G或5G信号变成Wi-Fi信号，供给其他设备连接。CPE设备通常可以同时支持多个移动终端接入，广泛适用于家庭、医院、工厂、商场、办公室等场所，相比于有线网络来说其应用场景更加灵活，网络搭建更加方便。

诸如CPE的电子设备如图1所示，该电子设备200通常包括壳体203、盖板201、电路板202和天线100。壳体203和盖板201可以组装在一起以形成用于容纳电路板202和天线100的内部空间。电路板202是指用于承载诸如电子设备200的处理单元和天线的处理电路(诸如收发器等)等的载体。天线100和电路板202可以采用分体设置，天线100一般被布置在邻近壳体203的内侧处的位置。天线100与天线的处理电路之间通过诸如同轴电缆、微带线等的传输线连接来为天线100的天线单元进行馈电等。

当然，应当理解的是，图1中所示出的这种电子设备的结构和布置只是示意性的，而不旨在限制本申请的保护范围。只要适用，其他任意适当结构或者布置的电子设备也是可能的。例如，在一些实施例中，天线100也可以集成到电路板202上或者被设置为壳体203的边框的一部分等。此外，在一个实施例中，天线100的形式可以为基于柔性主板(FlexiblePrinted Circuit，FPC)的天线形式，基于激光直接成型(Laser-Direct-structuring，LDS)的天线形式或者微带天线(Microstrip Disk Antenna，MDA)等天线形式。在一个实施例中，天线也可采用嵌设于电子设备的屏幕内部的透明结构，使得该天线为嵌设于电子设备的屏幕内部的透明天线单元。下文中将主要以图1中所示出的结构为例来描述根据本申请实施例的电子设备200，应当理解的是，其他电子设备200也是类似的。在下文中将不再分别赘述。

随着通信技术的发展，多输入输出系统(Multi-input Multi-output,MIMO)技术广泛的应用到终端产品中，诸如CPE设备等电子设备中的天线数量越来越多，如何在有限的空间内布局多天线并且保证天线间的隔离度成为了必须解决的关键问题。

在一个实施例中，可以采用阻挡法提高隔离度。阻挡法即在电磁耦合通道上设置障碍阻挡电磁耦合。例如，微波中断通信用抛物面天线加装裙边。带有裙边的抛物面天线可以被称为高性能天线，其前后比指标要比标准天线改善近15dB。

在一个实施例中，可以采用正交极化法提高隔离度。正交极化法即两个天线采用相互正交的极化。双工状态的天线，发射与接收分别采用两个正交线极化或者两个正交圆极化，以增大其隔离效果。对于偶极子天线而言，针对两个平行放置的偶极子，在两个偶极子中间设置寄生枝节来进行解耦以提高隔离度。以此方式使得频段内(2.4GHz～2.5GHz)的隔离度能达到-10dB以上。此实施例中的中间寄生枝节与偶极子呈立体布局，从而增大了天线的尺寸。

在一个实施例中，可以在天线之间采用解耦网络的方式进行解耦。解耦网络一般采用了集总元件。集总元件是指元件大小远小于电路工作频率相对之波长时，对所有元件之统称。对于信号而言，不论任何时刻，元件特性始终保持固定，与频率无关。相反地，若元件大小与电路工作频率相对之波长差不多或更大的时候，则当信号通过元件之时，元件本身各点之特性将因信号之变化而有所不同，则此时不能将元件整体视为一特性固定之单一体，而应称为分布元件。此实施例能够达到较好的隔离效果，同时增大了天线的尺寸，由于使用了集总元件，天线的成本增加。

在一个实施例中，对于串行设置的两个偶极子天线，还有一种提高隔离度的方式是将偶极子进行部分弯折，使其一部分相互平行，从而利用串行部分的耦合电流和并行部分的耦合电流的反向抵消进行解耦。这种方案根据矢量叠加也可以被认为是交叉放置的偶极子天线的变形。此实施例能够实现较高的隔离度，且天线的宽度增加。

从上述对提高隔离度的实施例的简要描述可以看出，上述几种方案基本都依赖于宽度方向上提供的解耦，即增大了天线尺寸。或者使用了诸如集总元件等的高成本电子器件，提高了天线的成本。

本申请实施例还提供了一种天线，能够在不显著增加天线尺寸和成本的情况下有效地提高两个天线单元间的隔离度。对于诸如CPE设备中的天线而言，由于其天线单元辐射方向基本都是在水平面方向的全向天线而言，解耦效果尤为明显。

下面将结合图2至图5来描述本申请中的天线100的示例性实施例。图2示出了天线100的一种示例性结构。如图2所示，总体上，根据本申请实施例的天线100包括两个天线单元，即，第一天线单元101和第二天线单元102。在一些实施例中，第一天线单元101和第二天线单元102可以是共面的。这可以通过将第一天线单元101和第二天线单元102印制在介质基板106上来实现。介质基板106可以是印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)。在一些实施例中，第一天线单元101和第二天线单元102可以通过印制的方式而被设置在介质基板106的顶面上。对于介质基板106的底面，可以采用净空不覆铜的配置，天线的净空设置可以保证天线的辐射性能。

当然，应当理解的是，上述第一天线单元101和第二天线单元102通过印制的方式设置在PCB板上的实施例只是示意性的，并不旨在限制本申请的保护范围。其他任意适当的方式也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，介质基板106也可以是用于构成柔性电路板的聚酯薄膜或聚酰亚胺基材等。第一天线单元101和第二天线单元102可以通过图形转移或者蚀刻等方式而形成在聚酯薄膜或聚酰亚胺基材上。

两个天线单元都由馈电部为其馈电。在下文中，为了便于描述，用于为第一天线单元101馈电的馈电部被称为第一馈电部1014，为第二天线单元102馈电的馈电部被称为第二馈电部1024。在一个实施例中，第一天线单元101和第二天线单元102可以采用偶极子天线结构。当然，应当理解的是，采用偶极子天线结构只是示意性的，并不旨在限制本申请的保护范围。具有以下描述中提到的结构的其他任意适当的天线100也是可能的。本文中将主要以两个天线单元都为偶极子天线100为例来描述本申请的实施例，其他具有类似结构的天线100类型也是类似的，在下文中将不再分别赘述。

两个天线单元各包括两个辐射枝节。具体而言，第一天线单元101包括第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012。在一个实施例中，第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012采用基本共线或共轴的结构。第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012都包括馈电端，分别被称为第一馈电端1013和第二馈电端1015。第一馈电部1014经由第一馈电端1013和第二馈电端1015来向第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012馈电。

类似地，第二天线单元102包括第三辐射枝节1021和第四辐射枝节1022。在一个实施例中，第三辐射枝节1021和第四辐射枝节1022也采用基本共线或共轴的结构。第三辐射枝节1021和第四辐射枝节1022都包括馈电端，分别被称为第三馈电端1023和第四馈电端。第二馈电部1024经由第三馈电端1023和第四馈电端来向第三辐射枝节1021和第四辐射枝节1022馈电。

图2中示出了两个天线单元的馈电端都是设置在辐射枝节的相互靠近的一端。应当理解的是，这只是示意性的，并不旨在限制本申请的保护范围。其他任意适当的馈电方式也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，馈电端也可以布置在辐射枝节的相互远离的一端或者任一端。下文中将主要以图中示出的示例为例来描述本申请的发明构思。应当理解的是，其他布置方式也是类似的，在下文中将不再分别赘述。

第一天线单元101和第二天线单元102可以包括相同的工作频段。例如，在一个实施例中，第一天线单元101和第二天线单元102可以都工作在2.4GHz～2.5GHz的频段中，并实现较高的隔离度。在一个替代的实施例中，第一天线单元101和第二天线单元102可以工作在相近频段中。例如，其中第一天线单元101工作在2.4GHz频段，而第二天线单元102工作在2.5GHz频段。此外，根据本公开实施例的天线可以作为多输入多输出(Multi-inputMulti-output,MIMO)系统天线来工作。也就是说，本公开所描述的示例性实施例同样也是用于天线作为MIMO天线来使用的情况。

本申请实施例的天线100还包括耦合枝节103。耦合枝节103可以是指耦合在两个天线单元之间以实现诸如解耦等预定功能的枝节。图2示出了耦合枝节103设置在串行设置的两个天线单元之间的示例性实施例。如图2所示，耦合枝节103经由第一馈电端1013和第二馈电端1015耦合至第一天线单元101，例如是，分别耦合至第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012。耦合枝节103经由第三馈电端1023而耦合至第二辐射单元，例如是，仅耦合至第三辐射枝节1021。

要实现上述连接方式，在一个实施例中，耦合枝节103可以包括两个枝节(下文中将分别被称为第一枝节1031和第二枝节1032)。第一枝节1031电连接在第一辐射枝节1011和第三辐射枝节1021之间。第二枝节1032电连接在第二辐射枝节1012和第三辐射枝节1021之间，如图2所示。为了实现电连接以及天线系统(包括辐射枝节和馈电网络等)的阻抗匹配，在一个实施例中，第一枝节1031和/或第二枝节1032可以包括弯折部以及局部加宽部104和/或局部减窄部105。除此之外，第一辐射枝节1011、第二辐射枝节1012和第三辐射枝节1021中的至少一个枝节以及其与耦合枝节103的连接部处可以具有局部加宽部104和/或局部加载部以实现天线系统的阻抗匹配。这些将在下文中进行进一步阐述。

图2中还示出了在耦合枝节103布置在串行的天线100中的情况下，第一枝节1031和第二枝节1032可以位于第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012的同一侧。这种布置方式更加有利于天线100的制造和布置，并且更加有利于解耦。在一个实施例中，第一枝节1031和第二枝节1032也可以分别布置在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012的不同侧。

在一些实施例中，每个辐射枝节的两个馈电端间隔开从而形成缝隙。具体而言，第一辐射枝节1011的第一馈电端1013和第二辐射枝节1012的第二馈电端1015间隔形成第一缝隙，并且第三辐射枝节1021的第三馈电端1023和第四辐射枝节1022的第四馈电端间隔形成第二缝隙。第一馈电部1014和第二馈电部1024分别耦合至第一缝隙和第二缝隙来为第一天线单元101和第二天线单元102馈电。以此方式，第一馈电部1014和第二馈电部1024可以以简单可靠的方式对第一天线单元101和第二天线单元102馈电。

第一辐射枝节1011、第二辐射枝节1012、第三辐射枝节1021以及耦合枝节103中的至少一个枝节被设置为呈条状、线状或带状。条状、线状或带状是指这些枝节的线宽或线径远小于其延伸长度。对于各个辐射枝节以及耦合枝节103的尺寸(包括各自的长度和宽度等)，考虑到阻抗匹配等因素，这些尺寸之间存在着一定的关联性。例如，对于每个天线的辐射枝节而言，其延伸方向上的总长度与天线100的工作频段所对应的波长λ有一定的对应关系。例如，第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012延伸方向上的总长度可以在0.4λ～0.5λ之间。例如，对应于工作频段为2.4GHz～2.5GHz的天线而言，第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012的总长度可以在4.5cm～6cm之间。考虑到阻抗匹配等因素，第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012的长度可以相同或不同。在一些实施例中，第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012之比可以在1:2.5～1:1之间。例如，对应于工作频段为2.4GHz～2.5GHz的串行布置的天线而言，第一辐射枝节1011的长度可以设置为1.45cm，而第二辐射枝节1012的长度可以设置为2.9cm。对应于工作频段为2.4GHz～2.5GHz的并行布置的天线而言，第一辐射枝节1011的长度可以设置为2.05cm，而第二辐射枝节1012的长度可以设置为2.65cm。第二天线单元102的总长度也是类似的。

相比于没有耦合枝节103的天线，耦合枝节103的第一枝节1031和第二枝节1032的长度被设置为使得天线上的感应电流的路径大约增加一个波长。例如，对于工作频段2.4GHz～2.5GHz的串行布置的天线而言，耦合枝节103的第一枝节1031的长度可以在4cm～5cm之间，例如4.3cm，而第二枝节1032的长度可以在2cm～2.5cm之间，例如，2.2cm。对于工作频段2.4GHz～2.5GHz的并行布置的天线而言，第一枝节1031的长度可以在1cm～1.8cm之间，例如1.4cm，而第二枝节1032的长度可以在2cm～3cm之间，例如，2.7cm。

各个辐射枝节和耦合枝节103的宽度主要影响天线100的阻抗，合适的枝节宽度可以使天线得到更优的S参数。对于各个辐射枝节和耦合枝节103的宽度，考虑到阻抗匹配等因素，在一些实施例中，每个辐射枝节的宽度可以大于耦合枝节103的宽度。也就是说，第一辐射枝节1011、第二辐射枝节1012、第三辐射枝节1021或第四辐射枝节1022的宽度可以大于耦合枝节103的宽度。例如，在一些实施例中，第一辐射枝节1011、第二辐射枝节1012、第三辐射枝节1021或第四辐射枝节1022的初始宽度可以按照特性阻抗为50ohm的线材选取。例如，在一些实施例中，上述辐射枝节的初始线宽可能只需要0.01波长或更短，例如≤0.15cm±10％。耦合枝节103的初始线宽可以按照特性阻抗为70～75ohm的线材选取。

考虑工作频段以及阻抗匹配等因素，第一辐射枝节1011、第二辐射枝节1012、第三辐射枝节1021或第四辐射枝节1022的宽度与耦合枝节103的宽度的比例可以在4:1～1:1的范围内。对于天线100上的感应电流，除了最大电流和最小电流(例如零电流)在各个枝节上基本是按相距1/4波长的规律分布外，由于耦合枝节103存在弯折部以及耦合枝节103与第一辐射枝节1011、第二辐射枝节1012、第三辐射枝节1021的连接部的存在，在这些枝节上分布的感应电流是不均匀的。在一些实施例中，为了实现更优的阻抗匹配，天线100的辐射枝节和/或耦合枝节103可以包括局部加宽部104和/或局部减窄部105，这将在下文中做进一步阐述。

当然，应当理解的是，上述关于辐射枝节以及耦合枝节103的尺寸的实施例只是示意性的，并不旨在限制本公开的保护范围。只要能够实现更优的阻抗匹配以及天线性能，辐射枝节以及耦合枝节103可以具有其他任意适当的尺寸或者结构。

下面将结合图2中的结构来分别描述两个馈电部，通过两个馈电部为两个天线单元馈电的情况，来说明根据本申请实施例的天线100如何实现高隔离度，且同时不影响水平方向上的辐射方向图。具体而言，在第一馈电部1014经由第一馈电端1013和第二馈电端1015对第一天线单元101馈电的情况下，感应电流经由第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012而后流入耦合枝节103，再经耦合枝节103流入第三辐射枝节1021。在这种情况下，感应电流在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012上是同向的，经过耦合枝节103的第一枝节1031和第二枝节1032后变为电流反向，从而在第三辐射枝节1021上形成回流而基本不会流到第四辐射枝节1022上，此时，天线100工作在第一模式。

在第二馈电部1024经由第三馈电端1023和第四馈电端对第二天线单元102进行馈电的情况下，感应电流经由第三辐射枝节1021和第四辐射枝节1022后流入耦合枝节103，再经过耦合枝节103分别流入第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012。此时，感应电流在第三辐射枝节1021和第四辐射枝节1022上是同向的，后来流经耦合枝节103后反向，从而在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012上是反向的。此时，天线100工作在第二模式。

也就是说，当第一馈电部1014对第一天线单元101馈电时，天线100工作在第一模式，当第二馈电部1024对第二天线单元102馈电时，天线100工作在第二模式。在第一馈电部1014馈电时，不会通过互耦使得第二天线单元102被激励从而有电流流入第二馈电部1024，因为如前文中提到的，流到第三辐射枝节1021上的电流会在第三辐射枝节1021和耦合枝节103的第二枝节1032上形成回流。在第二馈电部1024馈电时，由于在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012上的电流是反向的，从而不会有电流流入第一馈电部1014。

可以看出，通过采用耦合枝节103，两个天线单元在工作时(例如分别在第一馈电部1014和第二馈电部1024馈电时)能够实现有效地隔离。这从图3所示出的天线参数示意图中可以明确的看出，根据本申请实施例的采用串行布置方式的天线100的两个天线单元之间的隔离度能够达到-36dB以上，最大可以达到-60dB，实现了较高的隔离度。

图4示出了根据本申请实施例的天线100的辐射方向图，其中XOZ面为水平面，左侧为第二天线单元102的辐射方向图，右侧为第一天线单元101的辐射方向图。通过图4可以看出，不同于上文中所提到的几种隔离方案，根据本公开实施例的天线100的两个天线单元的方向图基本都能覆盖水平面。第一天线单元101的最大辐射方向基本就在水平面上。虽然在第二天线单元102的辐射方向图中有裂瓣，但是水平面增益仍然能够达到-3dBi，从而能够实现水平面的良好覆盖。

图5示出了根据本申请实施例的天线100的天线效率示意图。从图5可以看出，两个天线单元都有较高的效率，并且能够满足实际使用中两个天线单元不平衡度小于3dB的要求。

上文中通过结合图2至图5描述了两个天线单元采用串行方式布置时利用耦合枝节103对天线100的解耦性能以及辐射方向图方面的提升。此外，当应用于天线单元串行布置的天线100中时，所实现的天线100的宽度W只有0.06λ(如前文中提到的，λ为天线100所工作的电磁波对应于中心频率的波长)，即可实现高隔离度以及对水平面的良好覆盖。这里的天线100的宽度W是指天线100的整体宽度，如图2所示。例如，对应于谐振频率为1920MHz至1980MHz的频段而言，该频段的中心频率1955MHz对应的波长为15cm，由此计算得出采用串行布置的天线单元的天线100宽度可以做到0.9cm。在一个实施例中，采用串行布置的天线单元的天线100宽度在0.05λ～0.07λ的范围内，也可实现高的隔离度的同时实现水平面的良好覆盖。例如，对应波长为15cm的工作频段而言，天线100的宽度可以在0.7cm～1.1cm的范围内。也就是说，通过采用根据本申请实施例的耦合枝节103，天线100能够更加紧凑，同时实现高隔离度以及对水平面的全面覆盖。根据本申请实施例的耦合枝节103也同样能够应用于两个天线单元采用并行方式布置的天线结构。图6示出了耦合枝节103应用于这种天线结构中的示例性实施例。

类似于图2中所示的连接方式，当应用于并行布置的天线单元时，耦合枝节103也采用同样的连接方式。例如是，耦合枝节103经由第一馈电端1013和第二馈电端1015耦合至第一天线单元101，也就是分别耦合至第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012。耦合枝节103经由第三馈电端1023而耦合至第二辐射单元。也就是说，耦合枝节103仅耦合至第三辐射枝节1021。要实现上述连接方式，在一个实施例中，耦合枝节103可以包括两个枝节(下文中将被称为第一枝节1031和第二枝节1032)。第一枝节1031电连接在第一辐射枝节1011和第三辐射枝节1021之间。第二枝节1032电连接在第二辐射枝节1012和第三辐射枝节1021之间，如图6所示。也就是说，在一些实施例中，耦合枝节103至少部分地布置在第一天线单元101和第二天线单元102的间隔区域。

当应用于并行布置的天线单元时，类似于应用于串行布置的天线单元中的情况下，耦合枝节103也能够实现有效隔离的同时不影响对水平面的覆盖。具体而言，在第一馈电部1014经由第一馈电端1013和第二馈电端1015对第一天线单元101馈电的情况下，感应电流经由第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012而后流入耦合枝节103，再经耦合枝节103流入第三辐射枝节1021。在这种情况下，感应电流在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012上是同向的，经过耦合枝节103的第一枝节1031和第二枝节1032后变为电流反向，从而在第三辐射枝节1021上形成回流而不会流到第四辐射枝节1022上，此时，天线100工作在第一模式。

在第二馈电部1024经由第三馈电端1023和第四馈电端对第二天线单元102进行馈电的情况下，感应电流经由第三辐射枝节1021和第四辐射枝节1022后流入耦合枝节103，再经过耦合枝节103分别流入第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012。此时，感应电流在第三辐射枝节1021和第四辐射枝节1022上是同向的，后来流经耦合枝节103后反向，从而在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012上是反向的。此时，天线100工作在第二模式。

也就是说，当第一馈电部1014对第一天线单元101馈电时，天线100工作在第一模式，当第二馈电部1024对第二天线单元102馈电时，天线100工作在第二模式。在第一馈电部1014馈电时，不会通过互耦使得第二天线单元102被激励从而由电流流入第二馈电部1024，因为如前文中提到的，流到第三辐射枝节1021上的电流会在第三辐射枝节1021和耦合枝节103的第二枝节1032上形成回流。在第二馈电部1024馈电时，由于在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012上的电流是反向的，从而不会有电流流入第一馈电部1014。

可以看出，通过采用耦合枝节103，并行布置的两个天线单元在工作时(例如分别在第一馈电部1014和第二馈电部1024馈电时)也同样能够实现有效地隔离。这从图7所示出的天线参数示意图中可以明确的看出，根据本申请实施例的采用串行布置方式的天线100的两个天线单元之间的隔离度能够达到-17dB以上，最大可以达到-55dB，实现了较高的隔离度。

图8示出了采用并行布置的天线单元的天线100的辐射方向图，其中XOZ面为水平面，左侧为第一天线单元101的辐射方向图，右侧为第二天线单元102的辐射方向图。通过图8可以看出，不同于上文中所提到的几种隔离方案，根据本公开实施例的天线的两个天线单元的方向图基本都能实现对水平面的良好覆盖。图9示出了根据本申请实施例的天线100的天线效率示意图。从图9可以看出，两个天线单元都有较高的效率，并且能够满足实际使用中两个天线单元不平衡度小于3dB的要求。

返回到图6所示，在一些实施例中，耦合枝节103可以构成为第三辐射枝节1021的至少一部分。通过这样由耦合枝节103至少部分地替代第三辐射枝节1021的结构，实现了两个天线单元的高隔离度，并且不影响两个天线单元对水平面的良好覆盖。

从上述对天线单元采用并行或串行布置方式的天线100的描述可以看出，耦合枝节103在其中主要起到了解耦功能。在一些实施例中，耦合枝节103可以仅具有电流传输能力而不具备辐射能力。以此方式，可以进一步降低天线100的成本。当然，应当理解的是，替代地或附加地，耦合枝节103也可以具有除解耦外的其他功能。例如，在一些实施例中，耦合枝节103中的至少一部分也可以具备辐射功能。

此外，当耦合枝节103应用于天线单元采用并行布置方式的天线100中时，根据本申请实施例所实现的天线100的宽度W只有0.16λ(如前文中提到的，λ为天线100所工作的电磁波对应于中心频率的波长)，即可实现高隔离度以及对水平面的良好覆盖。这里的天线100的宽度W是指天线100的整体宽度，如图6所示。例如，对应于谐振频率为1920MHz至1980MHz的频段而言，该频段的中心频率1955MHz对应的波长为15cm，由此计算得出采用并行布置的天线单元的天线100宽度可以做到2.4cm。在一个实施例中，采用串行布置的天线单元的天线100宽度在0.15λ～0.17λ的范围内，也可实现高的隔离度的同时实现水平面的良好覆盖。例如，对应波长为15cm的工作频段而言，天线100的宽度可以在2.2cm～2.6cm的范围内。即可实现高的隔离度的同时实现水平面的良好覆盖。也就是说，通过采用根据本申请实施例的耦合枝节103，对于采用并行布置方式的天线100也能够更加紧凑，同时实现高隔离度以及对水平面的全面覆盖。

为了实现天线100与馈电网络等的阻抗匹配，在一些实施例中，可以在第一辐射枝节1011、第二辐射枝节1012、第三辐射枝节1021以及耦合枝节103中的至少一个枝节设置至少一个局部加宽部104，如图10和图11所示。根据需要，局部加宽部104可以设置在感应电流的最小处(零点处)、耦合枝节103与天线单元的连接部和耦合枝节103的弯折部中的至少一个处。图10示出了在两个天线单元串行布置的情况下，对于工作频段为2.4GHz～2.5GHz的天线100的局部加宽部104的设置情况。图11示出了在两个天线单元并行布置的情况下，对于工作频段为2.4GHz～2.5GHz的天线100的局部加宽部104的设置情况。

通过图10可以看出，对于串行布置的两个天线单元而言，在第二枝节1032的中部(以椭圆框示出，对应于感应电流零点处)、第二枝节1032与第二辐射枝节1012以及第三辐射枝节1021的连接部、第一枝节1031与第一辐射枝节1011以及第三辐射枝节1021的连接部都设置有局部加宽部104。以此方式，局部加宽部104相当于在对应枝节上形成了电容加载，一方面能够进一步促进天线系统的阻抗匹配并调整感应电流在各个枝节上的分布情况，由此能够调整天线100的谐振，从而提升天线100的各种性能。适当的枝节宽度可以使得天线100获得最佳的S参数，枝节宽度、局部加宽部104的位置以及尺寸等都可以通过仿真来进行优化设计。

通过设置局部加宽部104，对于一些天线结构而言，耦合枝节103中的第一枝节1031和第二枝节1032可以被看作是分别被电连接至第三辐射枝节1021的不同端部，如图10所示。这里的不同端部是相对于第三辐射枝节1021的延伸方向而言，不同的端部包括第三耦合端1023和第三辐射枝节1021在延伸方向上与第三耦合部1023相对的一端。

类似地，对于并行布置的两个天线单元而言，也可以例如对第二枝节1032、第二枝节1032与第二辐射枝节1012以及第三辐射枝节1021的连接部以及第一枝节1031与第一辐射枝节1011的连接部等位置设置局部加宽部104，从而在这些位置处形成电容加载，来促进阻抗匹配，从而提升天线100的各种性能。此外，在一些实施例中，替代地或者附加地，可以在第一辐射枝节1011、第二辐射枝节1012、第三辐射枝节1021以及耦合枝节103中的至少一个枝节设置至少一个局部减窄部105，如图10和图11所示。根据需要，局部减窄部105可以设置在感应电流的最大处等位置。图10示出了在两个天线单元串行布置的情况下，对于工作频段为2.4GHz～2.5GHz的天线100的局部减窄部105的设置情况。图11示出了在两个天线单元并行布置的情况下，对于工作频段为2.4GHz～2.5GHz的天线100的局部减窄部105的设置情况。

如图11所示，通过在第三辐射枝节1021邻近第二馈电部1024的部分设置局部减窄部105，耦合枝节103的第二枝节1032经过弯折后与第三辐射枝节1021同向延伸的部分也可以被看作是第三辐射枝节1021的一部分。也就是说，在一些天线结构中，耦合枝节103也可以被认为是构成为第三辐射枝节1021的至少一部分。

另外，通过图10可以看出，对于串行布置的两个天线单元而言，在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012的邻近馈电端的位置(对应于感应电流最大处)设置有局部减窄部105。以此方式，局部减窄部105相当于在对应枝节上形成了电感加载，与局部加宽部104的功能类似，局部减窄部105一方面能够进一步促进天线系统的阻抗匹配并调整感应电流在各个枝节上的分布情况，由此能够调整天线100的谐振，从而提升天线100的各种性能。类似地，对于并行布置的两个天线单元而言，也可以一些需要的位置设置局部减窄部105，从而在这些位置处形成电感加载，来促进阻抗匹配，从而提升天线100的各种性能。根据本公开实施例的天线100通过合理的设置局部加宽部104和局部减窄部105，能够促进天线100的阻抗匹配，从而提高天线单元之间的隔离度。下面将结合图12至图15来描述上述效果是如何实现的。

具体而言，图12示出了天线单元采用串行布置的方式，并在第一馈电部1014为第一天线单元馈电的情况下，天线100中的感应电流的方向示意图(上图)以及等效天线示意图(下图)。在图12中，在各个辐射枝节和耦合枝节103上用虚线箭头示出了感应电流的方向，并由此仿真得到等效天线示意图。在等效天线示意图中，A-D四点分别对应于感应电流的方向示意图(上图)中的A-D四点，空心圆对应于感应电流的最大处，交叉圆对应于感应电流最小处。

从图12可以看出，通过将第三辐射枝节1021局部加宽，耦合枝节103的第一枝节1031和第二枝节1032可以被看作是分别被电连接至第三辐射枝节1021的不同端部。以此方式，在第一馈电部1014对第一天线单元馈电时，感应电流在经过第一枝节1031和第二枝节1032后会在第三辐射枝节1021处形成回流，从而不会流入第二馈电部1024，进而不会对第二馈电部1024的馈电造成影响。

图13示出了天线单元采用串行布置的方式，并在第二馈电部1024为第二天线单元馈电的情况下，天线100中的感应电流的方向示意图(上图)以及等效天线示意图(下图)。类似地，在图13中，在各个辐射枝节和耦合枝节103上用虚线箭头示出了感应电流的方向，并由此仿真得到等效天线示意图。在等效天线示意图中，A-E五点分别对应于感应电流的方向示意图(上图)中的A-E四点，空心圆对应于感应电流的最大处，交叉圆对应于感应电流最小处。

从图13可以看出，通过将第三辐射枝节1021局部加宽，第二馈电部1024对第二天线单元馈电时，感应电流在经过局部加宽的第三辐射枝节1021、第一枝节1031和第二枝节1032后会在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012形成反向电流，从而不会流入第一馈电部1014，进而不会对第一馈电部1014的馈电造成影响。以此方式，实现了两个天线单元的高隔离度。

具体而言，图14示出了天线单元采用并行布置的方式，并在第一馈电部1014为第一天线单元馈电的情况下，天线100中的感应电流的方向示意图(上图)以及等效天线示意图(下图)。在图14中，在各个辐射枝节和耦合枝节103上用虚线箭头示出了感应电流的方向，并由此仿真得到等效天线示意图。在等效天线示意图中，A-D四点分别对应于感应电流的方向示意图(上图)中的A-D四点，空心圆对应于感应电流的最大处，交叉圆对应于感应电流最小处。

从图14可以看出，通过将第三辐射枝节1021局部减窄，第二枝节1032经过弯折后与第三辐射枝节1021同向延伸的部分也可以被看作是第三辐射枝节1021的一部分。以此方式，可以在第一馈电部1014对第一天线单元馈电时，感应电流在经过第一枝节1031和第二枝节1032后会在第三辐射枝节1021处形成回流，从而不会流入第二馈电部1024，进而不会对第二馈电部1024的馈电造成影响。

图15示出了天线单元采用并行布置的方式，并在第二馈电部1024为第二天线单元馈电的情况下，天线100中的感应电流的方向示意图(上图)以及等效天线示意图(下图)。类似地，在图15中，在各个辐射枝节和耦合枝节103上用虚线箭头示出了感应电流的方向，并由此仿真得到等效天线示意图。在等效天线示意图中，A-E五点分别对应于感应电流的方向示意图(上图)中的A-E四点，空心圆对应于感应电流的最大处，交叉圆对应于感应电流最小处。

从图15可以看出，通过设置局部加宽部和局部减窄部，第二馈电部1024对第二天线单元馈电时，感应电流在经过第三辐射枝节1021、第一枝节1031和第二枝节1032后会在第一辐射枝节1011和第二辐射枝节1012形成反向电流，从而不会流入第一馈电部1014，进而不会对第二馈电部1024的馈电造成影响。以此方式，实现了两个天线单元的高隔离度。

上文中结合图10至图15分别描述了天线100在特定工作频率的情况下，为了进一步促进阻抗匹配，天线100中的各个枝节(包括辐射枝节和耦合枝节103)的预定位置设置局部加宽部104和局部减窄部105的情况。应当理解的是，这种实施例只是示意性的，并不旨在限制本申请的保护范围。根据所工作的频率的不同，为了阻抗匹配等因素，天线100中的各个枝节具有其他任意适当的布置也是可能的。例如，在一些实施例中，替代地或者附加地，耦合枝节103也可以被形成具有锯齿或者曲折的形状。

通过上述示例性描述可以看出，相比于前文中所提到的几种提高隔离度的方案，根据本申请实施例的天线100具有更加紧凑的尺寸，同时实现更好地解耦效果，并使得天线单元之间的隔离度更高。此外，根据本申请实施例的天线100对水平面能够实现良好的全面覆盖，使得天线100的覆盖范围更加广泛。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (19)

1.一种天线(100)，包括：

第一天线单元(101)，包括具有第一馈电端(1013)的第一辐射枝节(1011)以及具有第二馈电端(1015)的第二辐射枝节(1012)；

第一馈电部(1014)，耦合至所述第一天线单元(101)的所述第一馈电端(1013)和所述第二馈电端(1015)；

第二天线单元(102)，包括具有第三馈电端(1023)的第三辐射枝节(1021)以及具有第四馈电端的第四辐射枝节(1022)；

第二馈电部(1024)，耦合至所述第二天线单元(102)的所述第三馈电端(1023)和所述第四馈电端；以及

耦合枝节(103)，经由所述第一馈电端(1013)和所述第二馈电端(1015)耦合至所述第一天线单元(101)，并且经由所述第三馈电端(1023)而耦合至所述第二天线单元(102)。

2.根据权利要求1所述的天线，其中所述耦合枝节(103)包括第一枝节(1031)和第二枝节(1032)，所述第一枝节(1031)电连接在所述第一辐射枝节(1011)和所述第三辐射枝节(1021)之间，所述第二枝节(1032)电连接在所述第二辐射枝节(1012)和所述第三辐射枝节(1021)之间。

3.根据权利要求2所述的天线，其中所述耦合枝节(103)的所述第一枝节(1031)和所述第二枝节(1032)分别电连接于所述第三辐射枝节(1021)的不同端部。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的天线，其中所述第一辐射枝节(1011)的所述第一馈电端(1013)和所述第二辐射枝节(1012)的所述第二馈电端(1015)间隔形成第一缝隙，所述第三辐射枝节(1021)的所述第三馈电端(1023)和所述第四辐射枝节(1022)的所述第四馈电端间隔形成第二缝隙。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的天线，其中所述第一天线单元(101)和所述第二天线单元(102)共线且间隔开，并且所述耦合枝节(103)位于所述第一辐射枝节(1011)和所述第二辐射枝节(1012)的同一侧。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的天线，其中所述第一天线单元(101)和所述第二天线单元(102)平行且间隔开，所述耦合枝节(103)至少部分地布置在所述第一天线单元(101)和所述第二天线单元(102)的间隔区域。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的天线，其中所述第一辐射枝节(1011)，所述第二辐射枝节(1012)，所述第三辐射枝节(1021)或所述第四辐射枝节(1022)的宽度大于所述耦合枝节(103)的宽度。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的天线，所述第一辐射枝节(1011)的宽度，或所述第二辐射枝节(1012)的宽度，或所述第三辐射枝节(1021)的宽度，或所述第四辐射枝节(1022)的宽度与所述耦合枝节(103)的宽度的比例在4:1～1:1的范围内。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的天线，其中所述第一辐射枝节(1011)、所述第二辐射枝节(1012)、所述第三辐射枝节(1021)以及所述耦合枝节(103)中的至少一个枝节呈条状，并且在预定位置处具有局部加宽部和/或局部减窄部。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的天线，其中所述第一辐射枝节(1011)、所述第二辐射枝节(1012)、所述第三辐射枝节(1021)以及所述耦合枝节(103)中的至少一个枝节包括至少一个局部加宽部(104)，所述局部加宽部(104)与对应枝节上的感应电流最小处相对应。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的天线，其中所述第一辐射枝节(1011)、所述第二辐射枝节(1012)、所述第三辐射枝节(1021)以及所述耦合枝节(103)中的至少一个枝节包括至少一个局部减窄部(105)，所述局部减窄部(105)与对应枝节上的感应电流最大处相对应。

12.根据权利要求1-11中的任一项所述的天线，其中所述天线在以下位置中的至少一个位置处被局部加宽：所述耦合枝节(103)与所述第一天线单元(101)的连接部、所述耦合枝节(103)与所述第二天线单元(102)的连接部，和所述耦合枝节(103)的弯折部。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的天线，其中所述耦合枝节(103)与所述第一天线单元(101)和所述第二天线单元(102)共面。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的天线，其中所述第一天线单元(101)和所述第二天线单元(102)为偶极子天线单元。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的天线，其中所述第一天线单元(101)和所述第二天线单元(102)包括相同的工作频段。

16.一种电子设备，包括：

壳体；

电路板，布置在所述壳体中

根据权利要求1-14中任一项所述的天线(100)，所述天线(100)至少部分地布置在所述壳体的内侧，且所述天线(100)的第一馈电部(1014)和第二馈电部(1024)设置于所述电路板上。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述电路板和所述天线(100)的第一天线单元(101)及第二天线单元(102)相分离，并且所述第一天线单元(101)和所述第二天线单元(102)通过同轴电缆而与所述第一馈电部(1014)和所述第二馈电部(1024)耦合。

18.根据权利要求16或17所述的电子设备，还包括：

介质基板(106)，用于承载所述第一天线单元(101)、所述第二天线单元(102)和所述耦合枝节(103)。

19.根据权利要求18所述的电子设备，其中所述第一天线单元(101)、所述第二天线单元(102)和所述耦合枝节(103)印制在所述介质基板(106)上。

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