CN117134116A - 天线模组和通信设备 - Google Patents

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CN117134116A CN202210566932.7A CN202210566932A CN117134116A CN 117134116 A CN117134116 A CN 117134116A CN 202210566932 A CN202210566932 A CN 202210566932A CN 117134116 A CN117134116 A CN 117134116A
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Abstract

本申请提供一种天线模组和通信设备。天线模组包括地板、第一天线、第二天线和第一去耦结构,通过设置第一去耦结构的剖面高度,第一去耦结构和所述第一天线之间的距离,以及第一去耦结构和第二天线之间的距离,实现减少第一天线和第二天线之间的耦合量,有利于实现天线模组的小型化设计,且能在保证天线效率的前提下提升隔离度。

Description

天线模组和通信设备
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域,尤其涉及一种天线模组和通信设备。
背景技术
MIMO系统,即多输入多输出系统,通过设置多根发射和接收天线,再经过特定的数据处理,通信容量能够成倍的增加,从而满足现在日益增长的通信服务需求。在通信设备中,不同天线在工作时需要互相不影响,用端口隔离度来量化描述这种影响的大小。端口隔离度越大,表示两个天线的相互影响越小。通常,两个天线距离越远,它们之间的隔离度越好。但在实际工程实现时,往往受限于空间、位置等因素,多个天线摆放距离较近,导致彼此间的信号耦合较强,互相影响,造成端口隔离度差。因此,需要通过去耦技术消除天线之间的信号耦合,提升端口隔离度,满足系统要求。按照天线信号的频段不同,去耦技术可分为同频去耦和异频去耦。基于工作频段相同的两个天线的去耦技术,称为同频去耦。
对于天线而言,额外的去耦结构通常会引入不必要的辐射性能的恶化,并且随着现在电子器件小型化的发展趋势,增大天线单元之间距离的去耦方式也是不可取的。
因此,在保证天线辐射性能的前提下,如何在有限的空间内实现多天线的去耦,为业界不断探索的方向。
发明内容
本申请提供一种天线模组和通信设备,通过天线模组的去耦方案,实现了在有限的空间内多天线的去耦,全能保证天线的辐射性能。
第一方面,本申请实施例提供一种天线模组,包括地板、第一天线、第二天线和第一去耦结构,垂直于所述地板的方向为第一方向,在所述第一方向上设置在所述地板的一侧,所述第一天线和所述第二天线的工作频率均为第一频率,所述第一去耦结构用于减少所述第一天线和所述第二天线之间的耦合量,所述第一去耦结构的谐振频率为所述第一频率;在所述第一方向上,所述第一去耦结构与所述地板之间的最大的距离为所述第一去耦结构的剖面高度,所述第一去耦结构的剖面高度范围在0.04波长~0.16波长之间,所述第一去耦结构与所述第一天线之间的距离为第一距离,所述第一去耦结构与所述第二天线之间的距离为第二距离,所述第一距离和所述第二距离均在0.1波长~0.45波长之间。
第一距离指的是第一去耦结构的相位中心和第一天线的相位中心之间的距离。第二距离指的是第一去耦结构的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离。本申请通过设置第一去耦结构可以实现天线的小尺寸,有利于通信设备的薄型化设计,还能解决第一天线和所述第二天线之间的隔离度的问题,通过控制第一去耦结构的剖面高度、第一去耦结构与第一天线之间的距离、第一去耦结构与第二天线之间的距离,可以在有限的空间内,在提升第一天线和第二天线之间的隔离度的同时,减少对第一天线和第二天线辐射效率的影响。第一天线和第二天线的辐射效率的仿真图没有明显的凹坑。
一种可能的实现方式中,所述第一天线和所述第二天线之间的距离在0.2波长~0.8波长之间。第一天线和第二天线之间的距离指的是第一天线的相位中心和第二天线的相位中心之间的距离。具体而言,本申请通过将第一天线和第二天线之间的距离拉近,可以节约主板的空间,有利于天线模组的小尺寸的设计。由于第一天线和所述第二天线之间的距离在0.2波长~0.8波长之间,若天线模组中不设置第一去耦结构,第一天线和第二天线在谐振状态下,二者会接收到对方的信号,形成信号干扰,导致隔离度较差。因此本申请将第一天线和第二天线的距离设置在0.2波长~0.8波长之间,结合第一去耦结构的设置来保证第一天线和第二天线的辐射效率,提升隔离度。
一种可能的实现方式中,所述第一去耦结构包括接地端、第一枝节和第二枝节,所述第一枝节连接在所述第二枝节和所述接地端之间,所述第一枝节的延伸方向为所述第一方向,所述第二枝节和所述第一枝节连接处呈T形,所述接地端至所述第二枝节远离所述第一枝节的末端之间的电长度为0.25波长。本方案提供一种具有低剖面高度的第一去耦结构,具体通过将第一去耦结构的第一枝节和第二枝节的连接位置设置呈T形,并控制接地端至第二枝节远离第一枝节的末端之间电长度在0.25波长,通过第二枝节相对第一枝节弯折延伸的方式,在保证第一去耦结构的电长度的同时,可以有效控制第一去耦结构的剖面高度,有利于实现天线模组的小型化,通信设备的薄型化。
一种可能的实现方式中,所述接地端和所述第一枝节之间设有第一集总单元,所述第一集总单元用于调节所述第一去耦结构的谐振频率,及用于调节所述第一去耦结构的电长度。第一集总单元的设置也有利于实现第一去耦结构的低剖面高度,实现天线模组的小型化,通信设备的薄型化。
一种可能的实现方式中,天线模组还包括第二去耦结构,所述第二去耦结构用于减少所述第一天线和所述第二天线之间的耦合量,所述第二去耦结构的谐振频率大于所述第一频率或小于所述第一频率。本申请通过调节第二去耦结构的谐振频率,使其谐振频率不在第一频率的位置,而是稍大或稍小,实现第一天线和第二天线之间的去耦,在提升隔离度的同时,减小对天线辐射效率的影响。具体而言,当第二去耦结构产生谐振时,会对第二去耦结构所在的谐振频率下的电磁波产生效率凹坑,对于第一天线和第二天线而言,第二去耦结构所产生的效率凹坑可以避开第一天线和第二天线谐振的带内频率(即第一频率),从而减小第二去耦结构对第一天线和第二天线的辐射效率的影响。
一种可能的实现方式中,所述第二去耦结构的谐振频率和所述第一频率之间的频率差在 0.03GHz~0.33GHz之间。一种具体的实现方式中,第二去耦结构的谐振频点限定在(fL-0.33GHz)~(fL-0.03GHz)或(fH+0.03GHz)~(fH+0.33GHz)的范围内,都可以有隔离度提升的效果,同时效率凹坑不引入带内。fL~fH为第一天线和第二天线的频率范围(即第一频率),例如fL~fH为2.4~2.5GHz。
一种可能的实现方式中,所述天线模组还包括第三天线和第四天线,所述第三天线的辐射体位于所述第一天线远离所述地板的一侧,所述第四天线的辐射体位于所述第二天线远离所述地板的一侧,所述第三天线和所述第四天线的工作频率为第二频率,所述第二频率高于所述第一频率。本申请通过第一天线和第三天线集成在一个天线支架上,对应主板的同一个区域设置,且将第二天线和第四天线集成在一个天线支架上,对应主板的同一个区域设置,有利于节约天线模组在主板上的占板面积,提供一种小型化的天线模组,也有利于通信设备的小型化的设计。
一种可能的实现方式中,所述第一天线和所述第二天线为2.4G天线,所述第三天线和所述第四天线为5G天线。本申请借用5G天线的布置空间设置2.4G天线,再通过第一去耦结构和第二去耦结构实现2.4G天线的隔离度的提升的同时保证2.4G天线的效率,因此,本方案提供的第一天线和第二天线不额外占用主板的面积,也可以保证其辐射性能。
一种可能的实现方式中,所述第三天线的馈电结构和所述第一天线设置在同一个电路板上,所述第四天线的馈电结构和所述第二天线设置在同一个电路板上。本申请提供的天线模组利用同一个电路板设置第三天线的馈电结构和第一天线,提供一种集成第一天线和第三天线的具体的方案,第一天线占用第三天线的馈电结构所在的电路板上的空间,不但具有节约空间的优势,还易于制作,成本低。用于承载天线模组的电路板的Dk值可以为4.2。本申请对用于承载天线模组的电路板的材料的损耗要求不高,df≤0.008,可以实现低成本。
第二方面,本申请实施例提供一种天线模组,包括地板和至少两个相邻设置的且位于所述地板同侧的天线单元,各所述天线单元的架构相同,所述天线单元包括第一主天线和第一去耦结构,所述第一主天线的工作频率为第一频率,所述第一去耦结构用于减少所述第一主天线与相邻的所述天线单元的所述第一主天线之间的耦合量,所述第一去耦结构的谐振频率为所述第一频率;在垂直于所述地板的方向上,所述第一去耦结构与所述地板之间的最大的距离为所述第一去耦结构的剖面高度,所述第一去耦结构的剖面高度范围在0.04波长~0.16 波长之间,所述第一去耦结构和所述第一主天线之间的距离为第一距离,所述第一去耦结构与相邻的所述天线单元的所述第一主天线之间的距离为第二距离,所述第一距离和所述第二距离均在0.1波长~0.45波长之间。
本申请提供的天线模组通过将各天线单元设计为相同的架构,将多个天线单元组装至主板上的过程中,不需要考虑各天线单元的具体的结构,因为所有的天线单元的结构是相同的,只需要按照射频芯片的位置,摆放各天线单元。因此本实施方式有利于简化通信设备的组装工艺,节约组装成本,提升制作效率。
一种可能的实现方式中,所述第一主天线和相邻的所述天线单元的所述第一主天线之间的距离在0.2波长~0.8波长之间。具体而言,本申请通过将两个第一主天线之间的距离拉近,可以节约主板的空间,有利于天线模组的小尺寸的设计。由于两个第一主天线之间的距离在 0.2波长~0.8波长之间,若各天线单元中不设置第一去耦结构,两个第一主天线在谐振状态下,二者会接收到对方的信号,形成信号干扰,导致隔离度较差。因此本申请将两个第一主天线之间的距离设置在0.2波长~0.8波长之间,结合第一去耦结构的设置来保证两个第一主天线之间的辐射效率,提升隔离度。
一种可能的实现方式中,所述第一去耦结构包括接地端、第一枝节和第二枝节,所述第一枝节连接在所述第二枝节和所述接地端之间,所述第一枝节的延伸方向为所述第一方向,所述第二枝节和所述第一枝节连接处呈T形,所述接地端至所述第二枝节远离所述第一枝节的末端之间的电长度为0.25波长。本方案提供一种具有低剖面高度的第一去耦结构,通过第二枝节相对第一枝节弯折延伸的方式,在保证第一去耦结构的电长度的同时,可以有效控制第一去耦结构的剖面高度,有利于实现天线模组的小型化,通信设备的薄型化。
一种可能的实现方式中,所述接地端和所述第一枝节之间设有第一集总单元,所述第一集总单元用于调节所述第一去耦结构的谐振频率,及用于调节所述第一去耦结构的电长度。第一集总单元的设置也有利于实现第一去耦结构的低剖面高度,实现天线模组的小型化,通信设备的薄型化。
一种可能的实现方式中,每个所述天线单元中的所述第一去耦结构连接第二集总单元,所述第二集总单元串联在所述第一去耦结构和地之间用于调节所述第一去耦结构的谐振频率,不同的天线单元所连接的所述第二集总单元的值不同。不同的天线单元所在位置是不同的,天线单元所处的电磁场环境是不同的,不同的电磁场环境会对第一去耦结构的谐振频率产生影响,本申请通过第二集总单元可以微调第一去耦结构的谐振频率,实现所有的天线单元的一致性。由于各天线单元的结构相同,相同的结构的天线单元在不同的位置,对天线的去耦效果一定会有区别,为了保证多个天线单元中的第一主天线的辐射效率都达到最优,可以通过第二集总单元进行调节。可以理解为,通过调节第二集总单元来补偿环境因素导致的天线辐射效率的不同,实现天线模组的归一化设计,且保证所有天线(第一主天线)的辐射效率。
一种可能的实现方式中,各所述天线单元还包括第二去耦结构,所述第二去耦结构用于减少所述第一主天线和相邻的所述天线单元的所述第一主天线之间的耦合量,所述第二去耦结构的谐振频率大于所述第一频率或小于所述第一频率。
一种可能的实现方式中,所述第二去耦结构的谐振频率和所述第一频率之间的频率差在 0.03GHz~0.33GHz之间。一种具体的实现方式中,第二去耦结构的谐振频点限定在(fL-0.33GHz)~(fL-0.03GHz)或(fH+0.03GHz)~(fH-0.33GHz)的范围内,都可以有隔离度提升的效果,同时效率凹坑不引入带内。fL~fH为第一天线和第二天线的频率范围(即第一频率),例如fL~fH为2.4~2.5GHz。
第二去耦结构也可以连接一集总器件,所述集总器件串联在第二去耦结构和地之间,此集总器件设置在主板上,用于调节第二去耦结构的谐振频率。
一种可能的实现方式中,各所述天线单元还包括第二主天线,所述第二主天线的辐射体位于所述第一主天线远离所述地板的一侧,所述第二主天线的工作频率为第二频率,所述第二频率高于所述第一频率。本申请通过第一主天线和第二主天线集成在一个天线支架上,对应主板的同一个区域设置,有利于节约天线模组在主板上的占板面积,提供一种小型化的天线模组,也有利于通信设备的小型化的设计。
一种可能的实现方式中,所述第一主天线为2.4G天线,所述第二主天线为5G天线。
一种可能的实现方式中,所述第二主天线的馈电结构和所述第一主天线设置在同一个电路板上。本方案提供一种集成第一主天线和第二主天线的具体的方案,第一主天线占用第二主天线的馈电结构所在的电路板上的空间,不但具有节约空间的优势,还易于制作,成本低。用于承载天线模组的电路板的Dk值可以为4.2。本申请对用于承载天线模组的电路板的材料的损耗要求不高,df≤0.008,可以实现低成本。
一种可能的实现方式中,所述天线单元包括相交设置的第一电路板和第二电路板,所述第一主天线和所述第一去耦结构设置在所述第一电路板上,所述第二去耦结构设置在所述第二电路板上。
第三方面,本申请提供一种通信设备,包括射频芯片和第一方面或第二方面任一种可能的实现方式所述的天线模组,射频芯片设置在主板上,天线模组通过主板上的传输线电连接至射频芯片,所述射频芯片用于处理所述天线模组收发的电磁波信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请一种实施方式提供的通信设备的一个方向的组装图;
图2是本申请一种实施方式提供的通信设备的另一个方向的组装图;
图3是本申请一种实施方式提供的通信设备的立体分解图;
图4是本申请一种实施方式提供的通信设备的剖面图;
图5是本申请一种实施方式提供的通信设备的第二壳体的内侧示意图;
图6是本申请一种实施方式提供的通信设备的主板的底面的至少部分电子器件分布示意图;
图7是本申请一种实施方式提供的天线模组的示意图;
图8是本申请一种实施方式提供的天线模组的示意图;
图9是本申请一种实施方式提供的天线模组的示意图;
图10是本申请一种实施方式提供的天线模组中的一个天线单元的示意图;
图11是本申请一种实施方式提供的天线模组的示意图;
图12是本申请一种实施方式提供的天线模组中设置在主板上的第二集总单元的示意图;
图13是本申请一种实施方式提供的天线模组的分解图;
图14是本申请一种实施方式提供的天线模组的示意图;
图15是现有技术的一种天线模组的天线效率曲线图;
图16是本申请一种实施方式提供的天线模组中的四个天线的匹配状况曲线示意图;
图17是本申请一种实施方式提供的天线模组中的四个天线的隔离度的曲线示意图;
图18是本申请一种实施方式提供的天线模组中的四个天线的辐射效率示意图;
图19,图20,图21和图22表示四种尺寸的天线模组的隔离度和辐射效率的示意图。
具体实施方式
本申请涉及的专业术语解释如下。
无线AP,即Access Point,也就是无线接入点。简单来说就是无线网络中的无线交换机,它是移动终端用户进入有线网络的接入点,已大量用于各种场合的网络覆盖,包括教育、医疗等企业级等客户场景。无线AP可以用于家庭宽带、企业内部网络部署等,无线覆盖距离为几十米至上百米。一般的无线AP还带有接入点客户端模式,也就是说AP之间可以进行无线链接,从而可以扩大无线网络的覆盖范围。
MIMO技术,即Multiple-Input Multiple-Output,指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。它能充分利用空间资源,通过多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,可以成倍的提高系统信道容量,显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。
下面结合本发明实施例中的附图对本发明实施例进行描述。
图1和图2是本申请一种实施方式提供的通信设备的组装图,图3是本申请一种实施方式提供的通信设备的立体分解图。图4是本申请一种实施方式提供的通信设备的剖面图。图 5是本申请一种实施方式提供的通信设备的第二壳体102的内侧示意图。
参阅图1、图2、图3和图4,一种实施方式中,通信设备100为无线AP。通信设备100包括第一壳体101和第二壳体102,第一壳体101和第二壳体102相互扣合共同围设形成通信设备100的内部空间G。在通信设备100的一种应用环境中,第一壳体101为底壳,第二壳体102为顶壳,第一壳体101与承载物连接,例如第一壳体101接触桌面、墙面或其它载体的支撑面。第二壳体102的外围通常没有其它的遮蔽物,外露在空气中。一种实施方式中,第一壳体101为具有导体材料和屏蔽功能的壳体(例如金属壳体)。
参阅图2,在第一壳体101的外表面,第一壳体101的包括中间区域R1和环绕在中间区域外围的边缘区域R2,中间区域R1用于设置连接器插口1011(例如:和网口对应的插口,以及和光纤接口对应的插口)及容纳外接线缆。中间区域R1和边缘区域R2的交汇处设有垫脚1012,具体而言,中间区域R1呈方形,垫脚1012的数量为四个,分布在中间区域R1的四个角落位置。边缘区域R2设有散热片1013,散热片1013用于为通信设备内的发热元件散热,散热片1013环绕设置在连接器插口1011的外围,散热片1013包括多个翅片,每个翅片均从边缘区域R2和中间区域R1的交界处向边缘区域R2的外边缘延伸,边缘区域R2还设有开口1014,此开口1014连通通信设备100的内部空间G和外部,此开口1014的设置用于安装IOT(Internet of things)插卡模块。IOT卡可以理解为物联网卡,即为设备提供上网的芯片。
参阅图3,一种具体的实施方式中,第一壳体101的内表面形成多个容纳空间G1,相邻的容纳空间G1之间通过下隔板1015隔离,多个容纳空间G1独立设置,多个容纳空间G1 用于容纳通信设备100中的电子器件,通过容纳空间G1彼此独立,使得第一壳体101构成了电子器件的屏蔽罩结构,因此,本申请提供的通信设备100的第一壳体101集成了外壳及屏蔽罩的功能,通过第一壳体101和通信设备100的主板103结合,这样第一壳体101构成了设置在主板103上的多个屏蔽罩,可以对主板103上不同的电子器件进行遮罩。因此,本申请无需在通信设备100的外壳和主板之间另外设置屏蔽罩结构,有利于通信设备的薄型化设计。第二壳体102为非导体材料(例如塑料),第二壳体102的内侧用于设置天线模组,将第二壳体102设计为非导体材料,不影响天线的辐射效率。
参阅图3和图4,通信设备100内设主板103,主板103固定在第一壳体101和第二壳体 102围成的内部空间G中,主板103包括底面S1和顶面S2,底面S1朝向第一壳体101的内表面,顶面S2朝向第二壳体102的内表面。主板103上的电子器件包括CPU、CPU外围电路、多个射频芯片、基带芯片、天线模组及其它功能模块(例如供电模块、蓝牙模块、网口、光纤接口等等)。主板103上的主要发热器件及需要电磁屏蔽的器件设置在底面S1,需要电磁屏蔽的电子器件对应设置在第一壳体101所形成的类似屏蔽罩功能的容纳空间G1中。主要发热器件通过第一壳体101进行散热。例如,CPU、基带芯片、射频芯片、供电模块、蓝牙模块、网口、光纤接口、IOT插卡模块等电子器件设置在主板103的底面S1。天线模组10 设置在主板103的顶面S2,由于第二壳体102为非导体材料,使得天线模组10背离主板103 的一侧成为净空空间,有利于保证天线性能。天线模组10布置在主板103的边缘区域,天线模组10包围的中间区域内用于设置CPU外围电路。
参阅图5,一种实施方式中,第二壳体102包括板体1021和突出在板体1021内表面的上隔板1022,上隔板1022可以与板体1021为一体成型的结构,一方面,上隔板1022用于提升板体1021的强度,保证板体1021的平面度,另一方面,上隔板1022在板体1021的内表面围成多个分隔空间G2。在组装状态下,天线模组10的每个天线单元均对应不同的分隔空间G2设置,在垂直于主板103的方向上,天线模组10的各天线单元在第二壳体102上的正投影分别位于各分隔空间G2内。
参阅图6,一种实施方式中,主板103的底面S1设有位于中间区域的CPU。CPU的顶部设置2G和5G射频芯片和基带芯片,其中射频芯片和基带芯片可以为相互独立的芯片,射频芯片根据天线的布置需求,可以设置多个2G射频天线和多个5G射频芯片,同样,基带天线的数量也可以根据天线和频率和布置需求设置为多个。CPU左侧设有蓝牙芯片。CPU右侧设有IOT插卡模块。CPU的下方设有6G基带芯片和射频芯片、网口、光纤口、DC电源、电源变压模块。6G基带芯片和射频芯片(即6G基带芯片和6G射频芯片)中的射频芯片和基带芯片可以为相互独立的芯片,射频芯片根据天线的布置需求,可以设置多个6G射频天线,同样,基带天线的数量也可以根据天线和布置需求设置为多个。本申请提供的通信设备内还可以设置其它的电子器件,例如CPLD逻辑芯片、PHY芯片等其它处理器。
如图3所示,本申请通过将天线模组10直接设置在主板103的顶面S2,天线模组10中的各天线的馈电走线直接在主板103内布置(例如主板103上的微带线构成馈电系统),无需要额外的馈电线缆。假若天线模组10单独固定在一块天线板上,例如:通常天线板可以为金属板且与主板层叠设置,射频芯片通过馈电线缆为天线模组馈电,这种架构下,不但天线板占据通信设备的空间,馈电线缆也需要占据通信设备的空间,而且天线板的组装、馈电线缆的组装都使得通信设备内部结构无法更简洁。对于天线模组的信号而言,馈电线缆馈电的信号质量没有本申请通过主板103内的走线作为馈电结构直接馈电方式的信号质量好。
本申请提供的天线模组10为MIMO天线系统。天线模组10包括多组天线(多个天线单元),每组天线的工作频率不同,概括而言,天线模组可以包括两个或两个以上的工作在第一频率天线、两个或两个以上的工作在第二频率的天线。例如,一种实施方式中,天线模组包括三组天线,第一组为第一频率天线(例如2.4G天线,工作频段:2.4~2.5GHz),第二组为第二频率天线(例如5G天线,工作频段:5.15~5.85GHz),第三组为第三频段天线(例如6G天线,工作频段:5.925~7.125GHz)。每组天线都包括多个独立的天线,独立的天线指的是天线具有独立的馈电源和辐射体,能够单独执行天线功能。一种具体的实施方式中,天线模组包括4个2.4G天线,4个5G天线,和4个6G天线。一个天线单元可以设置一个频率的一个天线(例如一个天线单元只包括一个6G天线),一个天线单元也可以设置两个不同频率的天线,例如,一个天线单元内即包括一个2.4G天线,也包括一个5G天线。
为了保证所有天线的工作效率,每个天线在工作时需要保证与其它天线之间的隔离度,端口隔离度用于量化描述天线之间的影响大小,端口隔离度越大,表示两个天线之间相互影响越小。通常天线之间距离越远,隔离度越好。但是,天线之间的距离较大,会影响通信设备小型化的设计。因此,需要将天线之间的距离拉近,节约占板空间,获得较小尺寸的通信设备。对于低频天线而言,相邻的两个低频天线之间安全距离较大,通常,通过将多个低频天线分布在电路板的不同的角落,以实现天线之间的隔离,但是这种做法不利于电路板的布局,天线所连接的射频芯片也需要分开布置才能获得较好的天线的性能,若射频芯片集中布置,天线分开布置,一定会有部分天线与射频芯片之间通过较长的线缆连接,会带来射频信号的损耗。
参阅图3,本申请将天线模组10布置在主板103的顶面S2,天线模组10包括多个天线单元,一种具体的实施方式中,天线模组10包括8个天线单元,其中四个天线单元集成了第一频率和第二频率的天线,例如4个2.4G天线和4个5G天线,即每个天线单元中均包括一个第一频率的天线和一个第二频率的天线(可以理解为:将一个2.4G天线和一个5G天线设置在一个天线支架上,对应主板103的同一个位置设置)。具体而言,本实施方式将4个2.4G天线相邻设置,且所有的2.4G天线均布置在主板103的中心区域的同侧,4个2.4G天线和4个5G天线对应的主板103的位置是相同的。可以理解为第一频率为低频,第二频率为高频,在满足天线性能和隔离度的条件下,高频天线占板空间比低频天线占板的空间小。本申请以第二频率的天线为基准朝向位置布置,在满足多个第二频率的天线之间位置合理布局的基础上,将第一频率的天线设置在相应的第二频率天线的位置,再通过去耦技术调节第一频率天线的隔离度和性能,这样的设计可以节约天线模组的占板空间,有利于通信设备的小尺寸,轻薄的设计。具体而言,本申请先设置4个5G天线的具体在主板103上的位置,再将4个 2.4G天线之间布置在4个5G天线的馈电电路板上,再针对2.4天线设置去耦结构,即保证相邻的2.4G天线之间的隔离度,也要保证各2.4G天线的辐射效率。
图7示意性地表达了本申请一种实施方式中的天线模组10的天线辐射体和去耦结构布置的架构,天线辐射体和去耦结构可以为金属片状结构,也可以为布置在电路板上的类似微带线的结构。图7不包括天线模组中用于承载天线的支架或电路板的结构,图7所示的天线模组10中的辐射体和去耦结构可以设置在电路板上,再通过电路板连接至主板,也可以设置在天线支架上,天线支架可以为绝缘材质只用于承载天线辐射体和去耦结构。
参阅图7,一种实施方式中,天线模组10包括地板1001、第一天线11、第二天线12和第一去耦结构13。地板1001可以为图3所示的实施方式中的主板103上的接地层,设置垂直于地板1001所在的平面的方向为第一方向A1。在第一方向A1上,第一天线11、第二天线12和第一去耦结构13设置在地板1001的一侧。具体而言,结合图3,第一天线11、第二天线12和第一去耦结构13位于主板和第二壳体102之间。第一天线11和第二天线12的工作频率均为第一频率,例如第一频率为2.4G。第一去耦结构13用于减少第一天线11和第二天线12之间的耦合量,第一去耦结构13的谐振频率为第一频率。在第一方向A1上,第一去耦结构13和地板1001之间的最大距离为第一去耦结构13的剖面高度H1。第一去耦结构 13的剖面高度H1范围为:0.04波长~0.16波长之间,此处的波长为:第一频率的电磁波波长。第一去耦结构13和第一天线11之间的距离为第一距离D1,第一去耦结构13和第二天线12 之间的距离为第二距离D2,第一距离D1和第二距离D2均在0.1波长~0.45波长之间,所述第一天线11和所述第二天线12之间的距离D3在0.2波长~0.8波长之间,此处的波长亦为第一频率的电磁波波长。第一距离D1指的是第一去耦结构13的相位中心和第一天线11的相位中心之间的距离。第二距离D2指的是第一去耦结构13的相位中心和第二天线12的相位中心之间的距离。第一天线11和第二天线12之间的距离D3指的是第一天线11的相位中心和第二天线12的相位中心之间的距离。
图7中将第一距离D1、第二距离D2和第一天线11和所述第二天线12之间的距离D3标注在地板1001上,借助地板1001为参照面进行标注的目的是方便观看,并不代表实际标注位置的物理距离,本申请对第一距离D1、第二距离D2和第一天线11和所述第二天线12 之间的距离D3的定义为:是各相位中心之间的距离。
第一天线11和第二天线12分别连接不同的馈电结构,通过不同的射频芯片分别为第一天线11和第二天线12馈电,以将第一天线11和第二天线12激励在第一频率的谐振状态下。由于第一天线11和所述第二天线12之间的距离D3在0.2波长~0.8波长之间,若不设置第一去耦结构13,第一天线11和第二天线12在谐振状态下,二者会接收到对方的信号,形成信号干扰,导致通信容量下降,因此,天线的隔离度较差。天线的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的信号比值。即,一个天线接收到另一个天线发射的信号越少,那么这两个天线的隔离度就越好,被干扰的程度就越低。
本申请通过设置第一去耦结构13可以解决第一天线11和所述第二天线12之间的隔离度的问题,通过控制第一去耦结构13的剖面高度H1、第一去耦结构13与第一天线11之间的距离D1、第一去耦结构13与第二天线12之间的距离D2,在提升第一天线11和第二天线12之间的隔离度的同时,减少对第一天线11和第二天线12辐射效率的影响。参阅图18,第一天线11和第二天线12的辐射效率的仿真图没有明显的凹坑。具体而言,由于第一去耦结构13的谐振频率与第一天线11和第二天线12的工作频率相同,若第一距离和第二距离小于0.1波长,第一去耦结构13会改善第一天线11和第二天线12之间的隔离度,但是第一去耦结构13产生谐振会使得第一天线11和第二天线12在工作频率的谐振下,出现效率凹坑,即第一天线11和第二天线12在工作频率位置辐射效率低,造成信号弱或中断。
第一天线11和第二天线12在工作频率下出现效率凹坑的原理是:低剖面下,第一去耦结构13的Q值低,损耗大。第一天线11和第二天线12的电磁波被第一去耦结构13接受后,一部分损耗在其内部,另一部分再次辐射出来,与第一天线11和第二天线12的辐射场叠加在一起。在第一天线11和第二天线12处看到的就是有一部分能量没了(被第一去耦结构13 损耗了),这样便出现了效率凹坑。本申请通过控制第一去耦结构13的剖面高度H1可以实现天线的小尺寸,有利于通信设备的薄型化设计,通过控制第一去耦结构13与第一天线11 之间的距离D1、第一去耦结构13与第二天线12之间的距离D2可以降低第一去耦结构13对第一天线11和第二天线12的辐射效率的影响。
参阅图7,一种实施方式中,天线模组10还包括第二去耦结构14,所述第二去耦结构 14用于减少所述第一天线11和所述第二天线12之间的耦合量,所述第二去耦结构14的谐振频率大于所述第一频率或小于所述第一频率。所述第二去耦结构14的谐振频率和所述第一频率之间的频率差在0.03GHz~0.33GHz之间。第二去耦结构14的谐振频点限定在(fL-0.33GHz)~(fL-0.03GHz)或(fH+0.03GHz)~(fH+0.33GHz)的范围内,都可以有隔离度提升的效果,同时效率凹坑不引入带内。fL~fH为第一天线11和第二天线12的频率范围(即第一频率),例如fL~fH为2.4~2.5GHz。
本申请通过调节第二去耦结构14的谐振频率,使其谐振频率不在第一频率的位置,而是稍大或稍小,实现第一天线和第二天线之间的去耦,在提升隔离度的同时,减小对天线辐射效率的影响。当第二去耦结构14产生谐振时,会对第二去耦结构14所在的谐振频率下的电磁波产生效率凹坑,对于第一天线11和第二天线12而言,第二去耦结构14所产生的效率凹坑可以避开第一天线11和第二天线12谐振的带内频率(即第一频率),从而减小第二去耦结构14对第一天线11和第二天线12的辐射效率的影响。
第二去耦结构14可以作为第一去耦结构13的辅助去耦方案,第二去耦结构14和第一去耦结构13结合在一个天线模组10中,能够有效实现第一天线11和第二天线12之间的隔离,并能保证第一天线11和第二天线12的辐射效率。
第二去耦结构14和第一天线11之间的距离为:0.05波长~0.6波长。第二去耦结构14和第二天线12之间的距离为:0.05波长~0.6波长。第二去耦结构14和第一天线11之间的距离可以小于第一距离D1,同样第二去耦结构14和第二天线12之间的距离可以小于第二距离 D2。
本申请不限定第一天线11和第二天线12的数量及具体的位置。图7所示的实施方式中,谐振频率为第一频率的天线的数量为四个,图7中示意性地标示了两个第一天线11和两个第二天线12。任何两个相邻的天线中的一个都可以作为第一天线,另一个为第二天线。
参阅图8,把中间位置的一个天线作为第一天线11,那么其它三个天线都可以为第二天线12。
参阅图9,一种实施方式中,本申请提供的天线模组10包括地板1001和至少两个相邻设置的且位于所述地板1001同侧的天线单元10A,图9所示的实施方式中,天线模组10包括5个天线单元10A,每个虚线圆内的部分表示一个天线单元10A。各所述天线单元10A的架构相同,每个天线单元10A的架构描述如下。
天线单元10A包括第一主天线10A1和第一去耦结构13,所述第一主天线10A1的工作频率为第一频率,所述第一去耦结构13用于减少所述第一主天线10A1与相邻的所述天线单元10A的所述第一主天线10A1之间的耦合量,所述第一去耦结构13的谐振频率为所述第一频率。在垂直于所述地板1001的方向(第一方向A1)上,所述第一去耦结构13与所述地板1001之间的最大的距离为所述第一去耦结构13的剖面高度H1,所述第一去耦结构13的剖面高度H1范围在0.04波长~0.16波长之间,所述第一去耦结构13和所述第一主天线10A1 之间的距离为第一距离D1,所述第一去耦结构13与相邻的所述天线单元10A的所述第一主天线10A1之间的距离为第二距离D2,所述第一距离D1和所述第二距离D2均在0.1波长~0.45波长之间。第一主天线10A1和相邻的天线单元10A的第一主天线10A1之间的距离D3在0.2波长~0.8波长之间。
各所述天线单元10A还包括第二去耦结构14,所述第二去耦结构14用于减少所述第一主天线10A1和相邻的所述天线单元10A的所述第一主天线10A1之间的耦合量,所述第二去耦结构14的谐振频率大于所述第一频率或小于所述第一频率。所述第二去耦结构14的谐振频率和所述第一频率之间的频率差在0.03GHz~0.33GHz之间。第二去耦结构14的谐振频点限定在(fL-0.33GHz)~(fL-0.03GHz)或(fH+0.03GHz)~(fH+0.33GHz)的范围内,都可以有隔离度提升的效果,同时效率凹坑不引入带内。fL~fH为第一主天线10A1的频率范围(即第一频率),例如fL~fH为2.4~2.5GHz。
第二去耦结构14和第一主天线10A1之间的距离为:0.05波长~0.6波长。第二去耦结构 14和第一主天线10A1之间的距离可以小于第一去耦结构13和所述第一主天线10A1之间的距离(第一距离D1),或小于第一去耦结构13与相邻的所述天线单元10A的所述第一主天线10A1之间的距离(第二距离D2)。
本实施方式中,第一去耦结构13和第二去耦结构14实现天线单元10A的第一主天线 10A1和相邻的天线单元10A的第一主天线之间的隔离度的提升,并能保证天线单元10A的第一主天线10A1的辐射效率的原理与图7所示的实施方式的原理相同,不再赘述。
图9所示的实施方式中,每一个天线单元10A中的第一主天线10A1、第一去耦结构13 和第二去耦结构14可以设置在天线支架或电路板上,以使每个天线单元10A构成一个一体式的架构。将多个天线单元10A组装至主板103上的过程中,不需要考虑各天线单元10A的具体的结构,因为所有的天线单元10A的结构是相同的,只需要按照射频芯片的位置,摆放各天线单元10A。因此本实施方式有利于简化通信设备的组装工艺,节约组装成本,提升制作效率。
参阅图10,一种实施方式中,本申请提供的天线模组10中的各天线单元10A设置由电路板构成的支架15上。支架15包括第一电路板151和第二电路板152,第一电路板151和第二电路板152均为电路板。第一电路板151和第二电路板152交叉组装构成十字形支架15。第一主天线10A1和第一去耦结构13设置在第一电路板151上,第一电路板151包括相对设置的第一边1511和第二边1512,以及连接在第一边和第二边之间的顶边1513和底边1514。第一主天线10A1邻近第一电路板151的第一边1511设置,第一去耦结构13邻近第一电路板151的第二边1512设置。结合图3所示,支架15安装至主板103上,底边1514和主板 103的表面接触,顶边1513位于支架15远离主板103的一端。第二去耦结构14设置在第二电路板152上。本申请通过第一电路板151和第二电路板152所构建的天线支架来设置第一主天线10A1、第一去耦结构13和第二去耦结构14,可以保证第一去耦结构13和第一主天线10A1之间的距离在0.1波长~0.45波长之间,第二去耦结构14和第一主天线10A1之间的距离可以小于第一去耦结构13和第一主天线10A1之间的距离。而且在第一电路板151和第二电路板152上制作第一主天线10A1、第一去耦结构13和第二去耦结构14,只要通过电路板制作工艺就可以实现,制作成本低,也具有重量轻的优势。
一种实施方式中,第一主天线10A1包括第一段21、第二段22和第三段23,第一段21从第一电路板151的底边1514向顶边1513的方向延伸,第一段21沿第一方向A1延伸,第一段21包括位于底边1514位置处的馈电端211和靠近顶边1513的远端212。第二段22和第二段23沿第二方向A2分布在远端212的两侧。第二方向A2为第一边1511和第二边1512 之间垂直连线的方向。第二段22和第三段23结构形态相同,且对称分布在第一段21的两侧。第二段22和第三段23整体形态呈L形。第一主天线10A1还包括第四段24和第五段25,第四段24和第五段25连接在第一段21和地之间,第四段24和第五段25相同且对称分布在第一段21的两侧,第四段24和第五段25靠近第一电路板151的底边1514设置。
第一主天线10A1的相位中心可以根据天线的仿真图判断得到,例如,第一主天线10A1 的相位中心可以位于第一段21的中心位置。天线模组中的其它的天线或去耦结构的相位中心也可以通过同样的方法得到。
一种实施方式中,第一去耦结构13整体可以为T形结构或直线形结构或其它的形态。参阅图10,第一去耦结构13包括接地端131、第一枝节132和第二枝节133,所述第一枝节132 连接在所述第二枝节133和所述接地端131之间,所述第一枝节132的延伸方向为所述第一方向A1,第二枝节133的延伸方向和第一枝节132的延伸方向不同,可以理解为通过第二枝节133相对第一枝节132弯折延伸,实现第一去耦结构13的低剖面的同时保证电长度。一种具体的实施方式中,所述第二枝节133和所述第一枝节132连接处呈T形,第一枝节132远离接地端131的一端连接至第二枝节133的中间位置。所述接地端131至所述第二枝节133远离所述第一枝节132的末端之间的电长度为0.25波长。第二枝节133的分布在第一枝节132 两侧的部分均呈L形。本方案提供一种具有低剖面高度的第一去耦结构13,具体通过将第一去耦结构13的第一枝节132和第二枝节133的连接位置设置呈T形,并控制接地端至第二枝节133远离第一枝节132的末端之间电长度在0.25波长,通过第二枝节133相对第一枝节132 弯折延伸的方式,在保证第一去耦结构13的电长度的同时,可以有效控制第一去耦结构13 的剖面高度H1。
所述接地端131和所述第一枝节132之间可以设有第一集总单元134,所述第一集总单元134用于调节所述第一去耦结构13的谐振频率,及用于调节所述第一去耦结构13的电长度。第一集总单元134的设置也有利于实现第一去耦结构13的低剖面高度。第一集总单元 134可以SMT在第一电路板151上的电感、和/或电容、和/或电阻器件。
第二去耦结构14的具体结构形态可以与第一去耦结构13相同,也可以为其它的结构形态,本申请不做限定。
参阅图11和图12,每个所述天线单元10A中的所述第一去耦结构13连接第二集总单元 16,所述第二集总单元16串联在所述第一去耦结构13和地之间用于调节所述第一去耦结构 13的谐振频率,以补偿因电磁场环境不同所导致的第一去耦结构13的谐振频率的影响。所述第二集总单元16用于和所述第一去耦结构13共同减少相邻的所述第一主天线10A1之间的耦合量,第二集总单元16可以SMT在主板103上的电感、和/或电容、和/或电阻器件。如图12所示,主板103上设有焊盘,焊盘用于电连接第一去耦结构13,第二集总单元16设在主板103上且电连接在焊盘和地(可以为主板103上的接地层)之间。
不同的天线单元10A所连接的所述第二集总单元16的值不同,具体而言,不同的天线单元10A所在位置是不同的,天线单元10A所处的电磁场环境是不同的,由于各天线单元10A的结构相同,相同的结构的天线单元10A在不同的位置,对天线的去耦效果一定会有区别,为了保证多个天线单元10A中的第一主天线10A1的辐射效率都达到最优,可以通过第二集总单元16进行调节。可以理解为,通过调节第二集总单元16来补偿环境因素导致的事天线辐射效率的不同,实现天线模组的归一化设计,且保证所有天线(第一主天线10A1)的辐射效率。
类似地,第二去耦结构14也可以连接一个集总器件,此集总器件的设计方式与图12所示的第二集总单元16的设置方式相同。集总器件串联在所述第二去耦结构14和地之间用于调节所述第二去耦结构14的谐振频率,以补偿因电磁场环境不同所导致的第二去耦结构14 的谐振频率的影响。
参阅图13,图13为天线模组的分解图。各所述天线单元10A还包括第二主天线10A2,所述第二主天线10A2的辐射体位于所述第一主天线10A1远离所述地板1001的一侧,所述第二主天线10A2的工作频率为第二频率,所述第二频率高于所述第一频率。所述第一主天线10A1为2.4G天线,所述第二主天线10A2为5G天线。第二主天线10A2的辐射体设置在第三电路板153上,第三电路板安装在第一电路板151和第二电路板152的顶部。即,本实施方式中,天线单元10A的支架15包括第一电路板151、第二电路板152和第三电路板153。所述第二主天线10A2的馈电结构可以设置在第一电路板151上或第二电路板152上。一种具体的实施方式中,所述第二主天线10A2的馈电结构可以和所述第一主天线10A1设置在同一个电路板上。第二主天线10A2通过设置在主板103上的射频芯片馈电。第二主天线10A2 所对应的射频芯片可以为5G射频芯片,第一主天线10A1所对应的射频芯片可以为2G射频芯片。
参阅图14,图14所示的实施方式是在图7的实施方式基础上的延伸。在第一天线11和第二天线12的基础上,天线模组10还包括第三天线17和第四天线18,所述第三天线17的辐射体位于所述第一天线11远离所述地板1001的一侧,所述第四天线18的辐射体位于所述第二天线12远离所述地板1001的一侧,所述第三天线17和所述第四天线18的工作频率为第二频率,所述第二频率高于所述第一频率。例如,所述第一天线11和所述第二天线12为2.4G天线,所述第三天线17和所述第四天线18为5G天线。本申请通过第一天线和第三天线集成在一个天线支架上,对应主板的同一个区域设置,且将第二天线和第四天线集成在一个天线支架上,对应主板的同一个区域设置,有利于节约天线模组在主板上的占板面积,提供一种小型化的天线模组,也有利于通信设备的小型化的设计。本申请借用5G天线的布置空间设置2.4G天线,再通过第一去耦结构和第二去耦结构实现2.4G天线的隔离度的提升的同时保证2.4G天线的效率,因此,本方案提供的第一天线和第二天线不额外占用主板的面积,也可以保证其辐射性能。
一种具体的实施方式中,所述第三天线17的馈电结构和所述第一天线11设置在同一个电路板上,所述第四天线18的馈电结构和所述第二天线12设置在同一个电路板上。
本申请提供的天线模组10的第一去耦单元13的电尺寸可以为:小于0.04λ*0.05λ*0.1λ。λ为第一频率的电磁波的波长。用于承载天线模组10的电路板的Dk值可以为4.2。本申请对用于承载天线模组10的电路板的材料的损耗要求不高,df≤0.008,可以实现低成本。
Dk即Dielectric constant的简称,中文名叫介电常数,又叫介质常数或介电系数,它是表示绝缘能力特性的一个系数,以字母ε表示。在工程应用中,介电常数时常以相对介电常数的形式来表达,而不是绝对值,常见应用有计算阻抗和时延。
Df即Dissipation factor的简称,中文名叫介质损耗因子,又叫阻尼因子、内耗(internal dissipation)或损耗角正切(loss tangent),是材料在交变力场作用下应变与应力周期相位差角的正切,也等于该材料的损耗模量与储能模量之比(通俗讲就是信号线中已漏失在绝缘板材中的能量,与尚存在线中能量的比值)。
现有技术的一种天线模组,将去耦单元按照0.1λ的高度,放置在两个待解耦的2.4G天线之间,隔离度可以满足要求,但是两个天线都会出现辐射效率凹坑,即去耦结构吸收了部分电磁能量,参阅图15,图15所示的天线效率曲线图,可以看出,两天线在2.35G-2.4G之间存在明显的辐射效率凹坑。
参阅图16,图16所示的曲线图代表本申请提供的天线模组10中的四个2.4G天线的匹配状况图。图16可以看出,每个工作天线的匹配状况符合行业标准要求,例如都小于-10db。可以理解为:电磁波能量大多都进入天线了,只有很少一部分电磁波被反射在天线之外,因此本申请提供的天线模组的隔离度提升的同时,天线的匹配也能得到保证,即天线的效率保持为较好的状态。
参阅图17,图17所示的曲线图代表本申请提供的天线模组10的四个2.4G天线的隔离度。图17可以看出,2.4G天线在0.36λ间距下,隔离度从12dB提升至18dB。
参阅图18,图18所示的曲线图代表本申请提供的天线模组10的四个2.4G天线的辐射效率。图18可以看出,2.4G天线的辐射效率均没有出现凹坑,仿真辐射效率在2.4~2.5GHz 工作频带内高于90%。
天线模组10中,第一去耦结构和第二去耦结构在工作过程中,会耦合到电磁波能量,第一去耦结构和第二去耦结构也会辐射电磁波,第一去耦结构和第二去耦结构辐射的电磁波与工作天线的电场叠加。第一去耦结构和第二去耦结构辐射的电磁波对工作天线的方向图会产生影响。可以用圆度来表达辐射电场在某一个切面的均匀性。本申请提供的天线模组可以在解决隔离度问题的同时提升圆度,圆度得到提升,可以使得工作天线的各个方向的辐射能量均衡。
本申请通过限定第一去耦结构的剖面高度范围在0.04波长~0.16波长之间,所述第一去耦结构与所述第一天线之间的距离在0.1波长~0.45波长之间,所述第一去耦结构与所述第二天线之间的距离在0.1波长~0.45波长之间,可以在有限的空间内,在提升第一天线和第二天线之间的隔离度的同时,减少对第一天线和第二天线辐射效率的影响,使得第一天线和第二天线的辐射效率的仿真图没有明显的凹坑。
具体效果参阅图19、图20、图21和图22,可以看出四种具体的尺寸的天线的具体的隔离度和辐射效率均在合适的范围内,这四个曲线图中,曲线dB(S(2,2))代表第一天线的回波曲线,曲线dB(S(3,3))代表第二天线的回波曲线,曲线dB(S(2,3))代表具有第一去耦结构的情况下的第一天线和第二天线之间的隔离度,曲线S23代表没有第一去耦结构的情况下的第一天线和第二天线之间的隔离度。
图19表示的天线模组的具体的尺寸设置为:第一去耦结构的剖面高度=0.04波长(5mm),所述第一去耦结构与所述第一天线之间的距离=0.1波长(12.2mm),所述第一去耦结构与所述第二天线之间的距离=0.1波长(12.2mm)。
图20表示的天线模组的具体的尺寸设置为:第一去耦结构的剖面高度=0.16波长(19.6mm),所述第一去耦结构与所述第一天线之间的距离=0.1波长(12.2mm),所述第一去耦结构与所述第二天线之间的距离=0.1波长(12.2mm)。
图21表示的天线模组的具体的尺寸设置为:第一去耦结构的剖面高度=0.04波长(5mm),所述第一去耦结构与所述第一天线之间的距离=0.45波长(55mm),所述第一去耦结构与所述第二天线之间的距离=0.45波长(55mm)。
图22表示的天线模组的具体的尺寸设置为:第一去耦结构的剖面高度=0.16波长(19.6mm),所述第一去耦结构与所述第一天线之间的距离=0.45波长(55mm),所述第一去耦结构与所述第二天线之间的距离=0.45波长(55mm)。
图19、图20、图21和图22可以看出本申请通过设置第一去耦结构可以提升第一天线和第二天线之间的隔离度,并且能保证天线的辐射效率。
最后说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (19)

1.一种天线模组,其特征在于,包括:
地板,垂直于所述地板的方向为第一方向;
第一天线、第二天线和第一去耦结构,在所述第一方向上设置在所述地板的一侧,所述第一天线和所述第二天线的工作频率均为第一频率,所述第一去耦结构的谐振频率为所述第一频率;
在所述第一方向上,所述第一去耦结构与所述地板之间的最大的距离为所述第一去耦结构的剖面高度,所述第一去耦结构的剖面高度范围在0.04波长~0.16波长之间,所述第一去耦结构与所述第一天线之间的距离为第一距离,所述第一去耦结构与所述第二天线之间的距离为第二距离,所述第一距离和所述第二距离均在0.1波长~0.45波长之间。
2.根据权利要求1所述的天线模组,其特征在于,所述第一天线和所述第二天线之间的距离在0.2波长~0.8波长之间。
3.根据权利要求1或2所述的天线模组,其特征在于,所述第一去耦结构包括接地端、第一枝节和第二枝节,所述第一枝节连接在所述第二枝节和所述接地端之间,所述第一枝节的延伸方向为所述第一方向,所述第二枝节和所述第一枝节延伸方向不同,所述接地端至所述第二枝节远离所述第一枝节的末端之间的电长度为0.25波长。
4.根据权利要求3所述的天线模组,其特征在于,所述接地端和所述第一枝节之间设有第一集总单元,所述第一集总单元为电感、和/或电容、和/或电阻器件。
5.根据权利要求1-4任一项所述的天线模组,其特征在于,所述天线模组还包括第二去耦结构,所述第二去耦结构的谐振频率大于所述第一频率或小于所述第一频率。
6.根据权利要求5所述的天线模组,其特征在于,所述第二去耦结构的谐振频率和所述第一频率之间的频率差在0.03GHz~0.33GHz之间。
7.根据权利要求1-6任一项所述的天线模组,其特征在于,所述天线模组还包括第三天线和第四天线,所述第三天线的辐射体位于所述第一天线远离所述地板的一侧,所述第四天线的辐射体位于所述第二天线远离所述地板的一侧,所述第三天线和所述第四天线的工作频率为第二频率,所述第二频率高于所述第一频率。
8.根据权利要求7所述的天线模组,其特征在于,所述第三天线的馈电结构和所述第一天线设置在同一个电路板上,所述第四天线的馈电结构和所述第二天线设置在同一个电路板上。
9.一种天线模组,其特征在于,包括地板和至少两个相邻设置的且位于所述地板同侧的天线单元,各所述天线单元的架构相同,所述天线单元包括第一主天线和第一去耦结构,所述第一主天线的工作频率为第一频率,所述第一去耦结构的谐振频率为所述第一频率;在垂直于所述地板的方向上,所述第一去耦结构与所述地板之间的最大的距离为所述第一去耦结构的剖面高度,所述第一去耦结构的剖面高度范围在0.04波长~0.16波长之间,所述第一去耦结构和所述第一主天线之间的距离为第一距离,所述第一去耦结构与相邻的所述天线单元的所述第一主天线之间的距离为第二距离,所述第一距离和所述第二距离均在0.1波长~0.45波长之间。
10.根据权利要求9所述的天线模组,其特征在于,所述第一主天线和相邻的所述天线单元的所述第一主天线之间的距离在0.2波长~0.8波长之间。
11.根据权利要求10所述的天线模组,其特征在于,所述第一去耦结构包括接地端、第一枝节和第二枝节,所述第一枝节连接在所述第二枝节和所述接地端之间,所述第一枝节的延伸方向为所述第一方向,所述第二枝节和所述第一枝节延伸方向不同,所述接地端至所述第二枝节远离所述第一枝节的末端之间的电长度为0.25波长。
12.根据权利要求11所述的天线模组,其特征在于,所述接地端和所述第一枝节之间设有第一集总单元,所述第一集总单元为电感、和/或电容、和/或电阻器件。
13.根据权利要求9-12任一项所述的天线模组,其特征在于,每个所述天线单元中的所述第一去耦结构连接第二集总单元,所述第二集总单元串联在所述第一去耦结构和地之间,不同的天线单元所连接的所述第二集总单元的值不同。
14.根据权利要求9-13任一项所述的天线模组,其特征在于,各所述天线单元还包括第二去耦结构,所述第二去耦结构的谐振频率大于所述第一频率或小于所述第一频率。
15.根据权利要求14所述的天线模组,其特征在于,所述第二去耦结构的谐振频率和所述第一频率之间的频率差在0.03GHz~0.33GHz之间。
16.根据权利要求10-15任一项所述的天线模组,其特征在于,各所述天线单元还包括第二主天线,所述第二主天线的辐射体位于所述第一主天线远离所述地板的一侧,所述第二主天线的工作频率为第二频率,所述第二频率高于所述第一频率。
17.根据权利要求16所述的天线模组,其特征在于,所述第二主天线的馈电结构和所述第一主天线设置在同一个电路板上。
18.根据权利要求14-17任一项所述的天线模组,其特征在于,所述天线单元包括相交设置的第一电路板和第二电路板,所述第一主天线和所述第一去耦结构设置在所述第一电路板上,所述第二去耦结构设置在所述第二电路板上。
19.一种通信设备,其特征在于,包括射频芯片和如权利要求1-18任一项所述的天线模组,所述天线模组电连接至所述射频芯片。
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