CN117134101A - 天线及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种天线及通信设备，所述天线包括基板、馈电线、高频辐射体、渐变微带线和低频辐射体，所述馈电线、所述高频辐射体、所述渐变微带线和所述低频辐射体分别设置于所述基板上且依次电连接，所述渐变微带线的宽度自接近所述高频辐射体的一端向接近所述低频辐射体的一端递增。

Description

天线及通信设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种天线及通信设备。

背景技术

LTE终端是一种可以兼容4G/3.5G/3G/2.5G网络的终端，需要覆盖600MHz-960MHz的低频频段和1450MHz-2690MHz的高频频段。在相关技术中，LTE终端的天线的阻抗带宽较窄，不能较好地覆盖上述低频频段和高频频段，导致终端的通信性能受到制约。

发明内容

本申请实施例提供一种天线及通信设备，具有较为宽广的阻抗带宽，能够较好地覆盖低频频段和高频频段。

一方面，本申请实施例提供一种天线，包括基板、馈电线、高频辐射体、渐变微带线和低频辐射体，所述馈电线、所述高频辐射体、所述渐变微带线和所述低频辐射体分别设置于所述基板上且依次电连接，所述渐变微带线的宽度自接近所述高频辐射体的一端向接近所述低频辐射体的一端递增。

在一些实施例中，所述低频辐射体包括第一低频辐射部和第二低频辐射部，所述第一低频辐射部和所述第二低频辐射部设置于所述基板的相对两侧表面；所述基板上设有电连接孔，所述第一低频辐射部和所述第二低频辐射部通过所述电连接孔电连接。

在一些实施例中，所述天线还包括背侧辐射体，所述背侧辐射体和所述高频辐射体设置于所述基板的相对两侧表面，且所述背侧辐射体和所述高频辐射体耦合连接。

在一些实施例中，所述背侧辐射体在所述基板上的正投影和所述高频辐射体在所述基板上的正投影至少部分重叠。

在一些实施例中，所述背侧辐射体的长度等于所述天线的工作中心频率对应波长的3/8。

在一些实施例中，所述馈电线为同轴线；所述天线还包括巴伦，所述同轴线的屏蔽层和所述巴伦电连接，所述同轴线的芯线和所述馈电线电连接。

在一些实施例中，所述高频辐射体包括微带线和间隔地设置于所述微带线相对两侧的两个耦合臂，所述微带线和所述两个耦合臂设置于所述基板的同一侧表面且耦合连接，所述耦合臂一端和所述巴伦电连接、另一端和所述低频辐射体间隔设置。

在一些实施例中，所述渐变微带线具有沿其宽度方向设置的两个侧边，所述侧边和所述低频辐射体的边缘间隔设置而形成缝隙，所述渐变微带线不突出于所述低频辐射体接近所述高频辐射体的一端。

在一些实施例中，所述巴伦和所述耦合臂的总长度等于所述天线的工作中心频率对应的波长；和/或，所述低频辐射体包括和所述微带线共面设置的第一低频辐射部，所述微带线和所述第一低频辐射部的总长度等于所述天线的工作中心频率对应波长的3/4。

另一方面，本申请实施例提供一种通信设备，包括以上任一实施例提供的天线。

本申请实施例通过设置高频辐射体和低频辐射体，高频辐射体和低频辐射体之间通过渐变微带线进行电连接；这样，可以利用渐变微带线在高频辐射体和低频辐射体之间进行渐变式连接，实现天线在高频频段和低频频段的良好匹配，拓宽天线的阻抗带宽，能够较好地覆盖低频频段和高频频段；此外，高频辐射体、渐变微带线和低频辐射体依次相邻设置，可以使高频辐射体发射的高频信号和低频辐射体发射的低频信号进行叠加干涉，从而提高天线的增益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一些实施例提供的天线的第一侧表面结构图；

图2是图1中天线的局部结构图；

图3是本申请一些实施例提供的天线的第二侧表面结构图。

主要元件符号说明：

1-天线，10-基板，20-馈电线，30-高频辐射体，31-微带线，32-耦合臂，40-渐变微带线，41-侧边，50-低频辐射体，51-第一低频辐射部，52-第二低频辐射部，53-缝隙部，60-背侧辐射体，70-巴伦，8a-电连接孔，8b-耦合缝隙。

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，显然，所描述的实施例仅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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

本申请中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

如图1～3所示，本申请实施例提供一种天线1，该天线1包括基板10、馈电线20、高频辐射体30、渐变微带线40和低频辐射体50，具有较为宽广的阻抗带宽，能够较好地覆盖低频频段和高频频段。天线1的类型可以根据实际需要确定，本申请实施例对此不作限定。在一些实施例中，天线1可以是诸如偶极子天线1等平衡型天线1。

这里，基板10为天线1的载体，用于承载安装其他组成器件结构。基板10的类型可以根据实际需要确定，采用不同的介质板、线路板类型，本申请实施例对此不作限定。

这里，馈电线20、高频辐射体30、渐变微带线40和低频辐射体50分别设置于基板10上且依次电连接。馈电线20可以进行对外电连接，用于传输天线1收发的射频信号。高频辐射体30可以覆盖诸如1450MHz-2690MHz等高频频段，实现对高频频段内高频信号的收发。低频辐射体50可以覆盖诸如600MHz-960MHz等低频频段，实现对低频频段内低频信号的收发。对于需要发射的馈电信号而言，馈电信号从馈电线20输入，随后依次流经高频辐射体30、渐变微带线40和低频辐射体50。

渐变微带线40具有宽度渐变结构，其宽度自接近高频辐射体30的一端向接近低频辐射体50的一端递增；渐变微带线40的窄段电连接高频辐射体30、宽段电连接低频辐射体50，实现天线1在高频频段和低频频段的良好匹配，拓宽天线1的阻抗带宽，以较好地覆盖低频频段和高频频段。此外，在需要进行信号发射时，馈电线20输入的部分馈电信号可以在高频辐射体30处以高频信号发射，其余部分馈电信号可以通过高频辐射体30和渐变微带线40传输至低频辐射体50、在低频辐射体50处以低频信号发射，高低频辐射信号叠加干涉而提高天线1的增益。

和相关技术相比，本申请实施例提供的天线1设置高频辐射体30和低频辐射体50，高频辐射体30和低频辐射体50之间通过渐变微带线40进行电连接；这样，可以利用渐变微带线40在高频辐射体30和低频辐射体50之间进行渐变式连接，实现天线1在高频频段和低频频段的良好匹配，拓宽天线1的阻抗带宽，能够较好地覆盖低频频段和高频频段。此外，在本申请实施例提供的天线1上，高频辐射体30、渐变微带线40和低频辐射体50依次相邻设置，可以使高频辐射体30发射的高频信号和低频辐射体50发射的低频信号进行叠加干涉，从而提高天线1的增益。

低频辐射体50的构造可以根据实际需要确定，本申请实施例对此不作限定。在一些实施例中，低频辐射体50可以包括第一低频辐射部51和第二低频辐射部52，第一低频辐射部51和第二低频辐射部52设置于基板10的相对两侧表面。基板10上可以设有电连接孔8a，第一低频辐射部51和第二低频辐射部52通过电连接孔8a电连接。这里，电连接孔8a沿基板10的厚度方向贯穿基板10；电连接孔8a的壁面上设有导体，导体两端电连接第一低频辐射部51和第二低频辐射部52。

在进行信号发射时，馈电线20输入的部分馈电信号通过高频辐射体30和渐变微带线40后，可以依次传输至第一低频辐射部51和第二低频辐射部52，由第一低频辐射部51和第二低频辐射部52分别进行低频信号的发射，低频辐射体50发射的低频信号即为第一低频辐射部51和第二低频辐射部52的发射信号之叠加总和；而在进行信号接收时，第一低频辐射部51和第二低频辐射部52可以分别对低频信号进行接收，低频辐射体50接收的低频信号即为第一低频辐射部51和第二低频辐射部52的接收信号之叠加总和。

通过上述结构，一方面可以利用基板10的两侧表面对低频辐射体50进行设置，增加低频辐射体50的分布面积和对基板10表面空间的利用率，进而增加天线1对低频频段的较佳覆盖，且不会导致基板10的体积增加、使天线1结构比较紧凑；另一方面可以利用第一低频辐射部51和第二低频辐射部52，在基板10的两侧表面进行低频信号的收发，提高天线1的增益。

在一些示例中，第一低频辐射部51和第二低频辐射部52中的至少一者设有缝隙部53。示例性的，第一低频辐射部51上设有缝隙部53，而第二低频辐射部52未设有缝隙部53；又示例性的，第一低频辐射部51上未设有缝隙部53，而第二低频辐射部52设有缝隙部53；再示例性的，第一低频辐射部51和第二低频辐射部52上分别设有缝隙部53。利用缝隙部53，可以降低第一低频辐射部51和/或第二低频辐射部52的谐振频率，使低频辐射体50的谐振频率降低至较低值，从而拓宽天线1的阻抗带宽。

在一些实施例中，天线1还可以包括背侧辐射体60。背侧辐射体60和高频辐射体30设置于基板10的相对两侧表面，且背侧辐射体60和高频辐射体30耦合连接。这里，背侧辐射体60和高频辐射体30之间保持绝缘，二者相距较近而存在电容效应，使二者之间形成耦合连接关系；在电容值合适时，信号可以在背侧辐射体60和高频辐射体30之间进行传递。利用耦合连接关系下，通过调节背侧辐射体60和高频辐射体30之间的信号传递，可以改善高频辐射体30、渐变微带线40和低频辐射体50上的信号和能量分布，实现较佳的阻抗匹配，从而对天线1的整个频段进行耦合展宽，使天线1的阻抗带宽被有效拓宽至较大的工作范围。此外，背侧辐射体60可以进行信号收发，使基板10的两侧表面均可进行信号收发，从而在阻抗带宽范围内进行较为全面的各向辐射，提高天线1的增益。

在一些示例中，背侧辐射体60在基板10上的正投影和高频辐射体30在基板10上的正投影至少部分重叠。这样，可以使得背侧辐射体60和高频辐射体30之间具有较佳的耦合面积，从而保证较佳的耦合展宽效果。

背侧辐射体60的长度可以根据实际需要确定，本申请实施例对此不作限定。在一些示例中，背侧辐射体60的长度等于天线1的工作中心频率对应波长的3/8。这里，天线1的工作中心频率是指其阻抗带宽范围的中值频率；例如，在天线1的阻抗带宽覆盖600MHz-960MHz的低频频段和1450MHz-2690MHz的高频频段时，其阻抗带宽范围为600MHz-2690MHz，则天线1的工作中心频率为1645MHz。发明人研究发现，在上述长度值下，背侧辐射体60具有较佳的耦合展宽效果和增益效果，使天线1具有较为宽广的阻抗带宽和较高的增益。

馈电线20的类型可以根据实际需要确定，本申请实施例对此不作限定。在一些实施例中，馈电线20可以为同轴线，同轴线具有芯线和屏蔽层；芯线用于传送高电平信号，被绝缘材料所包裹；屏蔽层为设置于绝缘材料外表面且和芯线同轴的筒状金属薄层，可以传输低电平信号且起到屏蔽作用。这里，天线1可以包括巴伦70，同轴线的屏蔽层和巴伦70电连接，而同轴线的芯线和馈电线20电连接；这样，可以利用巴伦70对流入同轴线的屏蔽层的外部的电流进行扼制，避免对平衡型天线1的辐射造成干扰。

高频辐射体30的构造可以根据实际需要确定，本申请实施例对此不作限定。在一些示例中，高频辐射体30可以包括微带线31和两个耦合臂32，两个耦合臂32分别设置于微带线31沿其宽度方向的相对两侧。微带线31和两个耦合臂32设置于基板10的同一侧表面，且耦合臂32和微带线31之间间隔设置而形成耦合连接关系。这里，耦合臂32一端和巴伦70电连接，而另一端和低频辐射体50间隔设置。示例性的，耦合臂32可以沿微带线31的延伸方向进行延伸。又示例性的，耦合臂32可以和巴伦70一体成型，作为巴伦70的部分组成结构。

在同轴线向微带线31输入馈电信号时，馈电信号通过同轴线的芯线的电流流入微带线31，同时流入同轴线的屏蔽层的电流通过巴伦70流向耦合臂32；利用耦合臂32和微带线31之间的耦合关系，可以提高高频辐射体30的谐振频率、降低高频辐射体30的谐振阻抗，使高频辐射体30获得诸如1450MHz-2690MHz等高频频段、能够对高频信号进行收发。此外，耦合臂32和微带线31的收发信号可以进行叠加干涉，提高天线1的增益。

在一些示例中，渐变微带线40可以具有沿其宽度方向设置的两个侧边41，两个侧边41中靠近低频辐射体50的一者和低频辐射体50的边缘间隔设置，使该侧边41和低频辐射体50的边缘之间形成缝隙即耦合缝隙8b。这样，可以在渐变微带线40和低频辐射体50之间形成较为适当的耦合缝隙8b，改善低频辐射体50的阻抗匹配，进而拓宽低频辐射体50和天线1的阻抗带宽。示例性的，渐变微带线40可以不突出于低频辐射体50接近高频辐射体30的一端，使得渐变微带线40和低频辐射体50具有紧密的布置结构、而耦合缝隙8b较为适当，增强展宽效果。

巴伦70和耦合臂32的长度可以根据实际需要确定，本申请实施例对此不作限定。示例性的，巴伦70和耦合臂32的总长度等于天线1的工作中心频率对应的波长。在上述长度值下，巴伦70和耦合臂32具有较佳的耦合效果和增益效果，使天线1具有较为宽广的阻抗带宽和较高的增益。

在一些示例中，低频辐射体50可以包括前述的第一低频辐射部51和第二低频辐射部52。第一低频辐射部51和微带线31设置于基板10的同一侧表面，而第二低频辐射部52设置于基板10的另一侧表面。这里，渐变微带线40不突出于低频辐射体50接近高频辐射体30的一端，而微带线31和第一低频辐射部51的总长度则等于天线1的工作中心频率对应波长的3/4。换言之，微带线31和第一低频辐射部51的总长度可以视为微带线31和高频辐射体30的连接端至第一低频辐射部51远离微带线31的一端的长度尺寸。在上述长度值下，天线1具有较为宽广的阻抗带宽和较高的增益。示例性的，耦合缝隙8b可以形成于渐变微带线40的侧边41和第一低频辐射部51的边缘之间。

在一些示例中，馈电线20、高频辐射体30、渐变微带线40和第一低频辐射部51可以设置于基板10的一侧表面，而第二低频辐射部52和背侧辐射体60可以设置于基板10的另一侧表面，上述两侧表面相背设置。

另一方面，本申请实施例提供一种通信设备，该通信设备包括以上任一实施例提供的天线1。通信设备的类型可以根据实际需要确定，可以采用诸如LTE路由器、LTE终端等设备类型，本申请实施例对此不作限定。

本申请实施例提供的通信设备具有上述天线1，可以利用渐变微带线40在高频辐射体30和低频辐射体50之间进行渐变式连接，实现天线1在高频频段和低频频段的良好匹配，拓宽天线1的阻抗带宽，能够较好地覆盖低频频段和高频频段，使通信设备具有较为宽广的使用带宽；此外，高频辐射体30、渐变微带线40和低频辐射体50依次相邻设置，可以使高频辐射体30发射的高频信号和低频辐射体50发射的低频信号进行叠加干涉，从而提高天线1的增益，使通信设备具有较强的收发信号能力。

以上对本申请实施例所提供的天线及通信设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括基板、馈电线、高频辐射体、渐变微带线和低频辐射体，所述馈电线、所述高频辐射体、所述渐变微带线和所述低频辐射体分别设置于所述基板上且依次电连接，所述渐变微带线的宽度自接近所述高频辐射体的一端向接近所述低频辐射体的一端递增。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述低频辐射体包括第一低频辐射部和第二低频辐射部，所述第一低频辐射部和所述第二低频辐射部设置于所述基板的相对两侧表面；所述基板上设有电连接孔，所述第一低频辐射部和所述第二低频辐射部通过所述电连接孔电连接。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括背侧辐射体，所述背侧辐射体和所述高频辐射体设置于所述基板的相对两侧表面，且所述背侧辐射体和所述高频辐射体耦合连接。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述背侧辐射体在所述基板上的正投影和所述高频辐射体在所述基板上的正投影至少部分重叠。

5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述背侧辐射体的长度等于所述天线的工作中心频率对应波长的3/8。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述馈电线为同轴线；所述天线还包括巴伦，所述同轴线的屏蔽层和所述巴伦电连接，所述同轴线的芯线和所述馈电线电连接。

7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述高频辐射体包括微带线和间隔地设置于所述微带线相对两侧的两个耦合臂，所述微带线和所述两个耦合臂设置于所述基板的同一侧表面且耦合连接，所述耦合臂一端和所述巴伦电连接、另一端和所述低频辐射体间隔设置。

8.根据权利要求7所述的天线，其特征在于，所述渐变微带线具有沿其宽度方向设置的两个侧边，所述侧边和所述低频辐射体的边缘间隔设置而形成缝隙，所述渐变微带线不突出于所述低频辐射体接近所述高频辐射体的一端；和/或，所述巴伦和所述耦合臂的总长度等于所述天线的工作中心频率对应的波长。

9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述低频辐射体包括和所述微带线共面设置的第一低频辐射部，所述微带线和所述第一低频辐射部的总长度等于所述天线的工作中心频率对应波长的3/4。

10.一种通信设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的天线。