CN117239403A - 天线装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种天线装置及电子设备,该天线装置包括:介质层、第一导体层和第二导体层;第一导体层和第二导体层分别设置在介质层上相背的两个表面,第一导体层上开设有至少两个槽缝,每个槽缝在第一导体层的边沿形成为开口,且其中第一槽缝与第二槽缝的延伸方向垂直;在第一馈电点的两个电极均设置在第一导体层时,满足L1=N1*(1/2)*λ;和/或,在第二馈电点和馈地点的两个电极,均分别设置在第一导体层和所述第二导体层时,满足L2=N2*(1/4)*λ;λ为天线装置谐振频率对应的波长,L1是一个槽缝的边沿总长度,L2是在一个槽缝对应的第二馈电点或馈地点与第一边沿之间的电流路径长度,第一边沿是第一导体层上与所述槽缝的开口所在边沿,N1、N2为正数。
Description
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域,尤其涉及一种天线装置及电子设备。
背景技术
圆极化波是一个等幅旋转电磁场,当圆极化波经过反射后旋向反转,例如:右旋圆极化信号反射后变成左旋圆极化信号,因而不被右旋圆极化天线接收。圆极化波的这一特性使其应用于导航或移动通信时能抑制雨雾干扰和抗多径反射,因此圆极化技术被用于卫星导航和卫星通信等无线系统。圆极化天线设计通常是通过激励出两个正交等幅、相位相差90度的线极化波来实现,但是目前的圆极化天线设计存在天线占用面积较大的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种天线装置及电子设备,以解决目前的圆极化天线设计存在天线占用面积较大的问题。
为了解决上述技术问题,本申请是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供了天线装置,包括:介质层、第一导体层和第二导体层;其中,
所述第一导体层设置在所述介质层的第一表面,所述第二导体层设置在所述介质层的第二表面;所述第一导体层上开设有至少两个槽缝,每个所述槽缝在所述第一导体层的边沿形成为开口,且所述至少两个槽缝中的第一槽缝的延伸方向与所述至少两个槽缝中的第二槽缝的延伸方向垂直;其中,所述第一表面和所述第二表面相背设置;
在所述天线装置的第一馈电点的两个电极均设置在所述第一导体层的情况下,满足L1=N1*(1/2)*λ;和/或,在所述天线装置的第二馈电点的两个电极和馈地点的两个电极,均分别设置在所述第一导体层和所述第二导体层的情况下,满足L2=N2*(1/4)*λ;其中,λ为所述天线装置谐振频率对应的波长,L1是一个所述槽缝的边沿总长度,L2是在一个所述槽缝对应的第二馈电点或馈地点与第一边沿之间的电流路径长度,所述第一边沿是所述第一导体层上与所述槽缝的开口所在边沿,N1为正整数、N2为正奇数。
第二方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括如上所述的天线装置。
这样,本申请的上述方案中,在介质层相背设置的两个表面分别设置第一导体层和第二导体层,通过设置第一导体层开设有在边沿形成为开口的至少两个槽缝,且其中第一槽缝的延伸方向与第二槽缝的延伸方向垂直,以作为天线辐射体。以及通过将第一馈电点的两个电极均设置在所述第一导体层的情况下,满足L1=N1*(1/2)*λ;或者通过将第二馈电点的两个电极和馈地点的两个电极,均分别设置在所述第一导体层和所述第二导体层的情况下,满足L2=N2*(1/4)*λ,以使得通过控制在两个延伸方向垂直的槽缝上的馈电模式,来实现圆极化波,并且可以有效减少天线辐射体的面积,从而解决了目前的圆极化天线设计存在天线面积较大的问题。
附图说明
图1表示本申请实施例的天线装置的截面示意图之一;
图2表示本申请实施例的第一导体层的结构示意图之一;
图3表示本申请实施例的第一导体层的结构示意图之二;
图4表示本申请实施例的L1和L3的示意图;
图5表示本申请实施例的天线装置的截面示意图之二;
图6表示本申请实施例的L2的示意图;
图7表示本申请实施例的馈电方式的示意图之一;
图8表示本申请实施例的馈电控制模组的结构示意图之一;
图9表示本申请实施例的馈电控制模组的控制逻辑的示意图之一;
图10表示本申请实施例的馈电方式的示意图之二;
图11表示本申请实施例的L4的示意图之一;
图12表示本申请实施例的馈电方式的示意图之三;
图13表示本申请实施例的馈电控制模组的控制逻辑的示意图之二;
图14表示本申请实施例的馈电方式的示意图之四;
图15表示本申请实施例的L4的示意图之二;
图16表示本申请实施例的馈电方式的示意图之五;
图17表示本申请实施例的馈电控制模组的结构示意图之二;
图18表示本申请实施例的馈电控制模组的控制逻辑的示意图之三;
图19表示本申请实施例的馈电方式的示意图之六;
图20表示本申请实施例的馈电方式的示意图之七;
图21表示本申请实施例的槽缝的结构示意图之一;
图22表示本申请实施例的槽缝的结构示意图之二;
图23表示本申请实施例的第一导体层的结构示意图之三;
图24表示本申请实施例的第一导体层的结构示意图之四;
图25表示本申请实施例的第一导体层的结构示意图之五;
图26表示本申请实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请,并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1至图3所示,本申请实施例提供一种天线装置,包括:介质层1、第一导体层2和第二导体层3;其中,所述第一导体层2设置在所述介质层1的第一表面,所述第二导体层3设置在所述介质层1的第二表面;所述第一导体层2上开设有至少两个槽缝21,每个所述槽缝21在所述第一导体层2的边沿形成为开口,且所述至少两个槽缝21中的第一槽缝211的延伸方向与所述至少两个槽缝21中的第二槽缝212的延伸方向垂直;其中,所述第一表面和所述第二表面相背设置。
可选地,第一导体层2上开设槽缝21的数量大于或等于2,每个槽缝21在第一导体层2的边沿形成为开口,且不同槽缝21之间不连通,也即是不同槽缝21之间具有间隔。第一导体层2形成为所述天线辐射体。在第一导体层2上开设的至少两个槽缝21中,针对其中一个槽缝,存在另一个延伸方向与之垂直的槽缝,这样可以通过控制这两个槽缝的馈电模式,构成圆极化天线(在下述实施例中将具体说明)。如图2所示,给出了第一导体层2上设置两个槽缝21的示例,这样可以通过控制这两个槽缝上的馈电模式,实现切换不同旋向的圆极化波,并且可以大大减少天线辐射体的面积。如图3所示,给出了第一导体层2上设置四个槽缝21的示例(如图2和图3中,第一槽缝211延伸方向与第二槽缝212的延伸方向垂直),这样可以通过控制这四个槽缝上的馈电模式,实现切换不同旋向的圆极化波和/或同时收发不同旋向的圆极化波,并且可以减少天线辐射体的面积。当然,本申请实施例中槽缝21的具体数量不以此为限。
可选地,每个槽缝21的形状和尺寸可以相同(如图2、图3所示等)。当然,不同槽缝21的形状也可以不同(下述实施例将具体说明)等,本申请实施例不以此为限。
本申请实施例中给出了第一导体层2以及槽缝21的形状呈矩形,且槽缝21的开口位于矩形的边沿的示例。这里需要说明的是,第一导体层2的形状还可以是其他多边形或者弧形结构等,使得槽缝21在第一导体层2的边沿形成开口即可,且槽缝21的边沿可以是呈开口的矩形或者弧形或者折线型等,本申请实施例不以此为限。
如图4所示,在所述天线装置的第一馈电点20的两个电极均设置在所述第一导体层2的情况下,满足L1=N1*(1/2)*λ;其中,λ为所述天线装置谐振频率对应的波长,L1是一个所述槽缝21的边沿总长度,N1为正整数。
需要说明的是,第一馈电点20的两个电极具体是指,第一馈电点20的正极和负极(如图4中“+”表示正极,“-”表示负极)。
可选地,在实际设计时,允许L1与λ之间存在一定的工艺、测量误差,比如L1与λ之间满足:L1=N1*(1/2)*λ+σ,其中,σ为误差参数(比如实际的加工误差、测量误差等)。也即是在理论上,槽缝21的边沿总长度为天线装置谐振频率对应波长的二分之一的正整数倍(即N1*(1/2)*λ),并允许一定的工艺、测量误差。
如图5和图6所示,在所述天线装置的第二馈电点22的两个电极和所述馈地点23的两个电极,均分别设置在所述第一导体层2和所述第二导体层3的情况下,满足L2=N2*(1/4)*λ;其中,λ为所述天线装置谐振频率对应的波长,L2是在一个所述槽缝21对应的第二馈电点22或馈地点23与第一边沿之间的电流路径长度,所述第一边沿是所述第一导体层2上与所述槽缝21的开口所在边沿,N2为正奇数。
需要说明的是,第二馈电点22的两个电极和馈地点23的两个电极均分别设置在第一导体层2和第二导体层3具体是指:第二馈电点22的两个电极分别设置在第一导体层2和第二导体层3上,比如第二馈电点22的其中一个电极设置在第一导体层2上,另一个电极设置在第二导体层3上(这里,“其中一个电极”是第二馈电点22的正极和负极中的一个,“另一个电极”是第二馈电点22的正极和负极中的另一个,如图5中“+”表示正极,“-”表示负极);以及,馈地点23的两个电极分别设置在第一导体层2和第二导体层3上,比如馈地点23的其中一个电极设置在第一导体层2上,另一个电极设置在第二导体层3上(这里,“其中一个电极”是馈地点23的正极和负极中的一个,“另一个电极”是馈地点23的正极和负极中的另一个,如图5中“+”表示正极,“-”表示负极)。
可选地,在实际设计时,允许L2与λ之间存在一定的工艺、测量误差,比如L2与λ之间满足:L2=N2*(1/4)*λ+σ;其中,σ为误差参数(比如实际的加工误差、测量误差等)。也即是在理论上,在一个槽缝21对应的第二馈电点22或馈地点23与第一边沿之间的的电流路径长度为天线装置谐振频率对应波长的四分之一的正奇数倍(N2*(1/4)*λ),并允许一定的工艺、测量误差。
以图6所示的第一导体层2的结构为例,在一个槽缝21对应的第二馈电点22或馈地点23与第一边沿之间的电流路径长度为虚线L2所示。比如L2可以进一步描述为:在一个槽缝21对应的第二馈电点22或馈地点23到所述槽缝21的边沿之间的电流最小路径(该电流最小路径的位置记为位置A)、位置A到所述槽缝21的开口的最小边沿长度(该最小边沿长度的位置记为位置B)以及位置B到所述第一边沿的最小边沿长度之和。这里“一个槽缝21对应的第二馈电点22或馈地点23”是指该槽缝21对应的第二馈电点22或馈地点23中设置在所述第一导体层2上的电极位置。
该实施例中,在介质层1相背设置的两个表面分别设置第一导体层2和第二导体层3,通过设置第一导体层2开设有在边沿形成为开口的至少两个槽缝21,且其中第一槽缝211的延伸方向与第二槽缝212的延伸方向垂直,以作为天线辐射体。以及通过将第一馈电点20的两个电极均设置在所述第一导体层2的情况下,满足L1=N1*(1/2)*λ;或者通过将第二馈电点22的两个电极和馈地点23的两个电极,均分别设置在所述第一导体层2和所述第二导体层3的情况下,满足L2=N2*(1/4)*λ,以使得通过控制两个延伸方向垂直的槽缝上的馈电模式,来实现圆极化波,并且可以有效减少天线辐射体的面积,从而解决了目前的圆极化天线设计存在天线面积较大的问题。
可选地,在所述天线装置的第一馈电点20的两个电极均设置在所述第一导体层2的情况下,每个所述槽缝21分别对应不同的第一馈电点20;其中,每个所述槽缝21对应的第一馈电点20的两个电极均设置在所述槽缝21的边沿位置,且所述第一馈电点20的两个电极相对设置。
如图7所示,以第一导体层2开设有四个槽缝21为例,这四个槽缝21包括:第一槽缝211、第二槽缝212、第三槽缝213、第四槽缝214。其中,第一槽缝211的边沿对应设置有第一槽缝的第一馈电点201,(其中,第一槽缝的第一馈电点201的正极“+”和负极“-”在第一槽缝211的边沿,且相对设置);第二槽缝212的边沿对应设置有第二槽缝的第一馈电点202,(其中,第二槽缝的第一馈电点202的正极“+”和负极“-”在第二槽缝212的边沿,且相对设置);第三槽缝213的边沿对应设置有第三槽缝的第一馈电点203,(其中,第三槽缝的第一馈电点203的正极“+”和负极“-”在第三槽缝213的边沿,且相对设置);第四槽缝214的边沿对应设置有第四槽缝的第一馈电点204,(其中,第四槽缝的第一馈电点204的正极“+”和负极“-”在第四槽缝214的边沿,且相对设置)。
可选地,在所述天线装置的第一馈电点20的两个电极均设置在所述第一导体层2的情况下,还满足1/4L1<L3<1/2L1;其中,L3是在一个所述槽缝21对应的第一馈电点20与所述槽缝21的开口之间的电流路径长度。
请继续参阅图4,在一个所述槽缝21对应的第一馈电点20与所述槽缝21的开口之间的电流路径长度为虚线L3所示。比如在第一馈电点20没有设置到槽缝21的边沿位置(比如靠近边沿一定距离的位置)时,L3可以进一步描述为:在一个槽缝21对应的第一馈电点20的正极“+”或负极“-”到所述槽缝21的边沿之间的电流最小路径(该电流最小路径的位置记为第一位置)以及第一位置到所述槽缝21的开口的最小边沿长度之和。比如在第一馈电点20设置到槽缝21的边沿位置时,L3可以进一步描述为:在一个槽缝21对应的第一馈电点20的正极“+”或负极“-”到所述槽缝21的开口之间的最小边沿长度。
可选地,根据1/4L1<L3<1/2L1的关系,L3可以在1/4L1~1/2L1之间取合适的值,比如可以根据实际天线设计需求,考虑谐振阻抗等因素选择L3的合适取值等,本申请实施例不以此为限。
如图8所示,所述天线装置还包括:馈电控制模组4;其中,在所述天线装置的每个第一馈电点20分别对应一个槽缝21的情况下,所述馈电控制模组4分别与每个所述第一馈电点20连接。
所述馈电控制模组4在多个模式之间可切换。具体的,在所述多个模式中的第一模式下,所述天线装置收发第一旋向的圆极化波;在所述多个模式中的第二模式下所述天线装置收发第二旋向的圆极化波;在所述多个模式中的第三模式下,所述天线装置收发所述第一旋向的圆极化波和所述第二旋向的圆极化波;其中,所述第一旋向的圆极化波和所述第二旋向的圆极化波是相正交的两个圆极化波。
以图7中的第一导体层2的结构以及第一馈电点20的设置方式为例,四个槽缝中每个槽缝分别对应一个第一馈电点,该馈电控制模组4可以与这四个馈电点的正负极分别连接,通过控制这4个馈电点的馈电模式,实现收发不同旋向的圆极化波,以及同时收发多个旋向的圆极化波。
可选地,所述馈电控制模组4包括多个移相器;其中,不同模式对应所述多个移相器的不同相位组合。或者,所述馈电控制模组4包括多个储能元件;其中,不同模式对应所述多个储能元件的不同参数值组合;其中,所述参数值包括电容值和/或电感值。需要说明的是,这里多个移相器可以是分布式设置的,也可以是集中式设置的;所述多个储能元件也可以是分布式设置的,也可以是集中式设置的,本申请实施例不以此为限。
可选地,以馈电控制模组4包括多个移相器为例,所述第一导体层2上的馈电控制模组4还可以进一步通过所述多个移相器与射频收发器5连接。比如继续以图7中的第一导体层2的结构以及第一馈电点的设置方式为例,具体的多个移相器与射频收发器5连接方式如图8所示,接触点F1(比如第一槽缝的第一馈电点201)通过移相器P1与射频收发器5连接;接触点F2(比如第二槽缝的第一馈电点201)通过移相器P2与射频收发器5连接;接触点F3(比如第三槽缝的第一馈电点201)通过移相器P3与射频收发器5连接;接触点F4(比如第四槽缝的第一馈电点201)通过移相器P4与射频收发器5连接。
以该馈电控制模组4实现对图7中四个槽缝的馈电模式控制为例,具体的馈电模式如图9所示。按照模式1馈电时,移相器P1对应相位0,移相器P2对应相位90度,移相器P3对应相位180度,移相器P4对应相位270度,则天线装置可实现收发第一旋向的圆极化波;按照模式2馈电时,移相器P1对应相位0,移相器P2对应相位-90度,移相器P3对应相位-180度,移相器P4对应相位-270度,则天线装置可实现收发第二旋向的圆极化波;按照模式3馈电时,移相器P1对应相位0,移相器P2对应相位90度,移相器P3对应相位0度,移相器P4对应相位-90度,则天线装置可实现同时收发第一旋向的圆极化波和第二旋向的圆极化波。这样,该实施例中的天线装置即可实现切换收发两种旋向的圆极化波,也可以实现同时收发两种旋向的圆极化波。
可选地,在所述天线装置的第二馈电点22的两个电极和馈地点23的两个电极,均分别设置在所述第一导体层2和所述第二导体层3的情况下,每个所述槽缝21分别对应不同的第二馈电点22,以及所述至少两个槽缝21对应一个馈地点23。
其中,每个第一电极分别设置在所述第二馈电点22所对应槽缝21的第一端,所述第一电极是所述第二馈电点22的其中一个电极(比如正极或负极),所述第一端是沿着所述槽缝21的延伸方向远离所述开口的一端;第二电极设置在所述第一导体层2的中心,所述第二电极是所述馈地点23的其中一个电极(比如正极或负极)。
如图10所示,以第一导体层2开设有四个槽缝为例,这四个槽缝包括:第一槽缝211、第二槽缝212、第三槽缝213、第四槽缝214。其中,第一槽缝211对应第一槽缝的第二馈电点221(该第一槽缝的第二馈电点221的其中一个电极设置在沿着所述第一槽缝211的延伸方向远离开口的一端,比如另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置);第二槽缝212对应第二槽缝的第二馈电点222(该第二槽缝的第二馈电点222的其中一个电极设置在沿着所述第二槽缝212的延伸方向远离开口的一端,比如另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置);第三槽缝213对应第三槽缝的第二馈电点223(该第三槽缝的第二馈电点223的其中一个电极设置在沿着所述第三槽缝213的延伸方向远离开口的一端,比如另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置);第四槽缝214对应第四槽缝的第二馈电点224(该第四槽缝的第二馈电点224的其中一个电极设置在沿着所述第四槽缝214的延伸方向远离开口的一端,比如另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置)。以及,这四个槽缝对应一个馈地点23,该馈地点23的其中一个电极设置在该第一导体层2的中心(比如可以是几何中心),另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置。需要说明的是,这里“其中一个电极”可以是正极和负极中的一个,“另一个电极”可以是正极和负极中的另一个。
可选地,在所述天线装置的第二馈电点22的两个电极和馈地点23的两个电极,均分别设置在所述第一导体层2和所述第二导体层3的情况下,还满足L4<L2;其中,L4是在一个所述槽缝21对应的第二馈电点22与所述馈地点23之间的电流路径长度。
如图11所示,在一个所述槽缝21对应的第二馈电点22与所述馈地点23之间的电流路径长度为虚线L4所示。比如L4可以进一步描述为:馈地点23的第二电极到第一参考线的距离(该距离在第一参考线上的位置即为位置C)以及该位置C与所述槽缝21对应的第二馈电点22的第一电极之间的距离之和。其中,第一参考线与所述槽缝21的延伸方向垂直,所述第一电极是第二馈电点22中设置在所述第一导体层2上的电极(该电极可以是正极或负极),第二电极是馈地点23设置在所述第一导体层2上的电极(该电极可以是正极或负极)。
可选地,根据L4<L2的关系,L4可以在小于L2的范围内取合适的值,比如可以根据实际天线设计需求,考虑谐振阻抗等因素选择L4的合适取值等,本申请实施例不以此为限。
如图12所示,给出了一种第一导体层2开设两个槽缝的示例,这两个槽缝包括第一槽缝211和第二槽缝212;其中,第一槽缝211对应第一槽缝的第二馈电点221、第二槽缝212对应第二槽缝的第二馈电点222,以及这两个槽缝对应的一个馈地点23的设置位置可参见图12,具体也满足L2=N2*(1/4)*λ、L4<L2即可,这里不做具体限定。
请继续参阅图8,所述天线装置还包括:馈电控制模组4;其中,在所述天线装置的每个第二馈电点22分别对应一个槽缝21的情况下,所述馈电控制模组4分别与每个所述第二馈电点22连接。
所述馈电控制模组4在多个模式之间可切换;在所述多个模式中的第一模式下,所述天线装置收发第一旋向的圆极化波;在所述多个模式中的第二模式下所述天线装置收发第二旋向的圆极化波;在所述多个模式中的第三模式下,所述天线装置收发所述第一旋向的圆极化波和所述第二旋向的圆极化波;其中,所述第一旋向的圆极化波和所述第二旋向的圆极化波是相正交的两个圆极化波。
以图10中的第一导体层2的结构以及第二馈电点、馈地点的设置方式为例,四个槽缝中每个槽缝分别对应一个第二馈电点,该馈电控制模组4可以与这四个第二馈电点的正极、负极分别连接,通过控制这四个第二馈电点的馈电模式,实现收发不同旋向的圆极化波,以及同时收发多个旋向的圆极化波。
可选地,所述馈电控制模组4包括多个移相器;其中,不同模式对应所述多个移相器的不同相位组合。或者,所述馈电控制模组4包括多个储能元件;其中,不同模式对应所述多个储能元件的不同参数值组合;其中,所述参数值包括电容值和/或电感值。需要说明的是,这里多个移相器可以是分布式设置的,也可以是集中式设置的;所述多个储能元件也可以是分布式设置的,也可以是集中式设置的,本申请实施例不以此为限。
可选地,以所述馈电控制模组4包括多个移相器为例,所述第一导体层2上的第二馈电点还可以进一步通过所述多个移相器与射频收发器5连接。比如继续以图10中的第一导体层2的结构以及第二馈电点、馈地点的设置方式为例,接触点F1(比如第一槽缝的第二馈电点221)通过移相器P1与射频收发器5连接;接触点F2(比如第二槽缝的第二馈电点222)通过移相器P2与射频收发器5连接;接触点F3(比如第三槽缝的第二馈电点223)通过移相器P3与射频收发器5连接;接触点F4(比如第四槽缝的第二馈电点224)通过移相器P4与射频收发器5连接。
以该馈电控制模组4实现对图10中四个槽缝的馈电模式控制为例,具体的馈电模式如图13所示。按照模式1馈电时,移相器P1对应相位0,移相器P2对应相位90度,移相器P3对应相位180度,移相器P4对应相位270度,则天线装置可实现收发第一旋向的圆极化波;按照模式2馈电时,移相器P1对应相位0,移相器P2对应相位-90度,移相器P3对应相位-180度,移相器P4对应相位-270度,则天线装置可实现收发第二旋向的圆极化波;按照模式3馈电时,移相器P1对应相位0,移相器P2对应相位90度,移相器P3对应相位0度,移相器P4对应相位-90度,则天线装置可实现同时收发第一旋向的圆极化波和第二旋向的圆极化波。这样,该实施例中的天线装置即可实现切换收发两种旋向的圆极化波,也可以实现同时收发两种旋向的圆极化波。
可选地,在所述天线装置的第二馈电点22的两个电极和馈地点23的两个电极,均分别设置在所述第一导体层2和所述第二导体层3的情况下,所述至少两个槽缝21对应一个第二馈电点22,以及每个所述槽缝21分别对应不同的馈地点23。
其中,第一电极设置在所述第一导体层2的中心,所述第一电极是所述第二馈电点22的其中一个电极;每个第二电极分别设置在所述馈地点23所对应槽缝的第二端,所述第二电极是所述馈地点23的其中一个电极,所述第二端是靠近所述开口的一端。
如图14所示,以第一导体层2开设有四个槽缝为例,这四个槽缝包括第一槽缝211、第二槽缝212、第三槽缝213、第四槽缝214。其中,第一槽缝211对应第一馈地点231(该第一馈地点231的其中一个电极设置在靠近所述第一槽缝211开口的一端,比如另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置);第二槽缝212对应第二馈地点232(该第二馈地点232的其中一个电极设置在靠近所述第二槽缝212开口的一端,比如另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置);第三槽缝213对应第三馈地点233(该第三馈地点233的其中一个电极设置在靠近所述第三槽缝213开口的一端,比如另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置);第四槽缝214对应第四馈地点234(该第四馈地点234的其中一个电极设置在靠近所述第四槽缝214开口的一端,比如另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置)。以及,这四个槽缝对应一个第二馈电点22,该第二馈电点22的其中一个电极设置在该第一导体层2的中心(比如可以是几何中心),另一个电极设置在该其中一个电极在所述第二导体层3上的正投影位置。需要说明的是,这里“其中一个电极”可以是正极和负极中的一个,“另一个电极”可以是正极和负极中的另一个。
可选地,在所述天线装置的第二馈电点22的两个电极和馈地点23的两个电极,均分别设置在所述第一导体层2和所述第二导体层3的情况下,还满足L4<L2;其中,L4是在一个所述槽缝21对应的馈地点23与所述第二馈电点22之间的电流路径长度。
如图15所示,在一个所述槽缝21对应的馈地点23与所述第二馈电点22之间的电流路径长度为虚线L4所示。比如L4可以进一步描述为:第二馈电点22的第一电极到第一参考线的距离(该距离在该第一参考线上的位置即为位置D)、馈地点23的第二电极到第一参考线的距离(该距离在该第一参考线上的位置即为位置E)以及该位置C与位置E之间的距离之和。其中,第一参考线与所述槽缝21的延伸方向垂直,所述第一电极是第二馈电点22中设置在所述第一导体层2上的电极(该电极可以是正极或负极),第二电极是馈地点23设置在所述第一导体层2上的电极(该电极可以是正极或负极)。
可选地,根据L4<L2的关系,L4可以在小于L2的范围内取合适的值,比如可以根据实际天线设计需求,考虑谐振阻抗等因素选择L4的合适取值等,本申请实施例不以此为限。
如图16所示,给出了一种第一导体层2开设两个槽缝的示例,这两个槽缝包括第一槽缝211和第二槽缝212;其中,第一槽缝211对应第一馈地点231、第二槽缝212对应第二馈地点232,以及这两个槽缝对应的一个第二馈电点22的设置位置可参见图16,具体也满足L2=N2*(1/4)*λ、L4<L2即可,这里不做具体限定。
如图17所示,所述天线装置还包括:馈电控制模组4;其中,在所述天线装置的每个馈地点23分别对应一个槽缝21的情况下,所述馈电控制模组4分别与每个所述馈地点23连接。
所述馈电控制模组4在多个模式之间可切换;在所述多个模式中的第一模式下,所述天线装置收发第一旋向的圆极化波;在所述多个模式中的第二模式下所述天线装置收发第二旋向的圆极化波;在所述多个模式中的第三模式下,所述天线装置收发所述第一旋向的圆极化波和所述第二旋向的圆极化波;其中,所述第一旋向的圆极化波和所述第二旋向的圆极化波是相正交的两个圆极化波。
以图14中的第一导体层2的结构以及第二馈电点、馈地点的设置方式为例,四个槽缝中每个槽缝分别对应一个馈地点,该馈电控制模组4可以与这四个馈地点的正极、负极分别连接,通过控制这四个馈地点的馈地模式,实现收发不同旋向的圆极化波,以及同时收发多个旋向的圆极化波。
可选地,所述馈电控制模组4包括多个移相器;其中,不同模式对应所述多个移相器的不同相位组合。或者,所述馈电控制模组4包括多个储能元件;其中,不同模式对应所述多个储能元件的不同参数值组合;其中,所述参数值包括电容值和/或电感值。需要说明的是,这里多个移相器可以是分布式设置的,也可以是集中式设置的;所述多个储能元件也可以是分布式设置的,也可以是集中式设置的,本申请实施例不以此为限。
可选地,以所述馈电控制模组4包括多个储能元件为例,所述第一导体层2上的馈地点还可以进一步通过所述多个储能元件与射频收发器5连接。比如继续以图14中的第一导体层2的结构以及第二馈电点、馈地点的设置方式为例,馈地点S1通过储能元件Q1接地;馈地点S2通过储能元件Q2接地;馈地点S3通过储能元件Q3接地;馈地点S4通过储能元件Q4接地。需要说明的是,储能元件的参数值可以是电容值和/或电感值,也即是该储能元件可以呈现电容性和/或电感性。
以该馈电控制模组4实现对图14中四个槽缝的馈电模式控制为例,具体的馈电模式如图18所示。按照模式1馈电时,储能元件Q1对应电感值L1、储能元件Q2对应电感值L2、储能元件Q3对应电感值L3、储能元件Q4对应电感值L4,且L1>L2>L3>L4,则天线装置可实现收发第一旋向的圆极化波;按照模式2馈电时,储能元件Q1对应电容值C1、储能元件Q2对应电容值C1、储能元件Q3对应电容值C3、储能元件Q4对应电容值C4,且C1>C2>C3>C4,则天线装置可实现收发第二旋向的圆极化波;按照模式3馈电时,储能元件Q1对应电感值L1、储能元件Q2对应电感值L2、储能元件Q3对应电容值C3、储能元件Q4对应电容值C4,且L1>L2,C3>C4,则天线装置可实现同时收发第一旋向的圆极化波和第二旋向的圆极化波。这样,该实施例中的天线装置即可实现切换收发两种旋向的圆极化波,也可以实现同时收发两种旋向的圆极化波。
如图19和图20所示,本申请实施例还给出了一种第一导体层2上设置两套馈电点和馈地点的设置方式的示例,比如在第一导体层2上设置一套第一馈电点20,且第一馈电点20的两个电极均设置在所述第一导体层2;以及,设置另一套第二馈电点22和馈地点23,且第二馈电点22和馈地点23的两个电极均分别设置在所述第一导体层2和所述第二导体层3。
其中,图19中是将图7和图10的馈电点和馈地点的设置方式结合,通过对这两套馈电点和馈地点的馈电控制,即可实现双频工作或两种旋向圆极化波同时工作的效果。进一步地,还可以通过调整L1、L3与L2、L4的尺寸,以对应不同的谐振频率,从而可以获得双频的圆极化波。进一步地,通过对其中一套第一馈电点20与另一套第二馈电点22的馈电模式分别进行调整,还可以实现对双频圆极化波的旋向进行分别控制。
其中,图20中是将图7和图14的馈电点和馈地点的设置方式结合,通过对这两套馈电点和馈地点的馈电控制,也可实现双频工作或两种旋向圆极化波同时工作的效果。进一步地,还可以通过调整L1、L3与L2、L4的尺寸,以对应不同的谐振频率,从而可以获得双频的圆极化波。进一步地,通过对其中一套第一馈电点20与另一套第二馈电点22的馈电模式分别进行调整,还可以实现对双频圆极化波的旋向进行分别控制。
如图21和图22所示,所述第一槽缝211包括:延伸方向不同的第一主体部分2110和第一延伸部分2111;所述第一主体部分2110和所述第一延伸部分2111相连通,且所述第一主体部分2110在所述第一导体层2的边沿形成为开口;其中,所述第一主体部分2110的延伸方向与所述第二槽缝212的延伸方向垂直;
和/或,
所述第二槽缝212包括:延伸方向不同的第二主体部分2120和第二延伸部分2121;所述第二主体部分2120和所述第二延伸部分2121相连通,且所述第二主体部分2120在所述第一导体层2的边沿形成为开口;其中,所述第二主体部分2120的延伸方向与所述第一槽缝211的延伸方向垂直,或者所述第二主体部分2120的延伸方向与所述第一主体部分2110的延伸方向垂直。
具体参见图21,在第一导体层2开设的至少两个槽缝21中,针对延伸方向垂直的第一槽缝211和第二槽缝212,可以设置第一槽缝211远离开口的一端为弯折的延伸部分(也即是第一主体部分2110和第一延伸部分2111延伸方向不同),此时第一主体部分2110的延伸方向与所述第二槽缝212的延伸方向垂直;或者,设置第二槽缝212远离开口的一端为弯折的延伸部分(也即是第二主体部分2120和第二延伸部分2121延伸方向不同),此时第二主体部分2120的延伸方向与第一槽缝211的延伸方向垂直;或者,也可以分别设置第一槽缝211远离开口的一端为弯折的延伸部分(也即是第一主体部分2110和第一延伸部分2111延伸方向不同)以及设置第二槽缝212远离开口的一端为弯折的延伸部分(也即是第二主体部分2120和第二延伸部分2121延伸方向不同),此时第二主体部分2120的延伸方向与第一主体部分2110的延伸方向垂直。这样,通过设置第一槽缝211和/或第二槽缝212上远离开口的一端为弯折的延伸部分,可以进一步减少第一导体层的尺寸,也即是进一步减少天线辐射体的面积。
需要说明的是,第一槽缝211和/或第二槽缝212上远离开口的一端设置为弯折的延伸部分时,所弯折的角度可以是90度,也可以是小于180度的其他角度等,本申请实施例不以此为限。
具体参见图22,在第一导体层2开设的至少两个槽缝21中,针对延伸方向垂直的第一槽缝211和第二槽缝212,可以设置第一槽缝211在中间位置扩展槽缝的宽度(也即是在第一主体部分2110的中间位置开设,与该第一主体部分2110的延伸方向不同且与所述第一主体部分2110连通的第一延伸部分2111),此时第一主体部分2110的延伸方向与所述第二槽缝212的延伸方向垂直;或者,设置第二槽缝212在中间位置扩展槽缝的宽度(也即是在第二主体部分2120的中间位置开设,与该第二主体部分2120的延伸方向不同且与所述第二主体部分2120连通的第二延伸部分2121),此时第二主体部分2120的延伸方向与所述第一槽缝211的延伸方向垂直;或者,分别设置第一槽缝211在中间位置扩展槽缝的宽度(也即是在第一主体部分2110的中间位置开设,与该第一主体部分2110的延伸方向不同且与所述第一主体部分2110连通的第一延伸部分2111)以及设置第二槽缝212在中间位置扩展槽缝的宽度(也即是在第二主体部分2120的中间位置开设,与该第二主体部分2120的延伸方向不同且与所述第二主体部分2120连通的第二延伸部分2121),此时第二主体部分2120的延伸方向与第一主体部分2110的延伸方向垂直。这样,通过设置第一槽缝211和/或第二槽缝212在中间位置扩展槽缝的宽度,可以增加该天线装置的频段覆盖范围,使得该天线装置可以同时覆盖更多工作频段,并在多个频段实现收发多个旋向圆极化波。
需要说明的是,设置第一槽缝211和/或第二槽缝212在中间位置扩展槽缝的宽度时,主体部分与延伸部分的延伸方向之间的角度可以是90度,也可以是小于180度的其他角度等,本申请实施例不以此为限。
如图23至图25所示,所述天线装置还包括以下至少一项:
至少一个第一耦合辐射体24,每个所述第一耦合辐射体24正对一个所述槽缝21的开口设置;
至少一个第二耦合辐射体25,每个所述第二耦合辐射体25正对一个所述槽缝21的开口设置,且所述第二耦合辐射体25的一端与所述第一导体层2连接。
具体的参见图23,第一耦合辐射体24可以正对一个所述槽缝21的开口设置,且该第一耦合辐射体24与所述第一导体层2之间具有间隔,具体的第一耦合辐射体24的尺寸,正对所述开口的尺寸等可以根据实际所需覆盖的天线工作频段设计,本申请实施例不做具体限定。
具体的,参见图24和图25所示,第二耦合辐射体25可以正对一个所述槽缝21的开口设置,第二耦合辐射体25的第一端可以与所述第一导体层2连接(如图24所示);或者,第二耦合辐射体25的第二端可以与所述第一导体层2连接(如图25所示),具体的第二耦合辐射体25与第一导体层2的连接位置、第二耦合辐射体25的尺寸以及正对所述开口的尺寸等可以根据实际所需覆盖的天线工作频段设计,本申请实施例不做具体限定。
该实施例中,该天线该装置中通过设置第一耦合辐射体24和/或第二耦合辐射体25,可以增加该天线装置的频段覆盖范围,使得该天线装置可以同时覆盖更多工作频段,并在多个频段实现收发多个旋向圆极化波。
本申请实施例还提供一种电子设备,包括如上至少一个实施例所述的天线装置。可选地,如图26所示,所述天线装置10可以设置在电子设备的背部外壳11下方的机身内部。该电子设备能够实现与上述至少一个实施例所述的天线装置相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上所述的是本申请的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本申请所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本申请的保护范围内。
Claims (11)
1.一种天线装置,其特征在于,包括:介质层、第一导体层和第二导体层;其中,
所述第一导体层设置在所述介质层的第一表面,所述第二导体层设置在所述介质层的第二表面;所述第一导体层上开设有至少两个槽缝,每个所述槽缝在所述第一导体层的边沿形成为开口,且所述至少两个槽缝中的第一槽缝的延伸方向与所述至少两个槽缝中的第二槽缝的延伸方向垂直;其中,所述第一表面和所述第二表面相背设置;
在所述天线装置的第一馈电点的两个电极均设置在所述第一导体层的情况下,满足L1=N1*(1/2)*λ;和/或,在所述天线装置的第二馈电点的两个电极和馈地点的两个电极,均分别设置在所述第一导体层和所述第二导体层的情况下,满足L2=N2*(1/4)*λ;其中,λ为所述天线装置谐振频率对应的波长,L1是一个所述槽缝的边沿总长度,L2是在一个所述槽缝对应的第二馈电点或馈地点与第一边沿之间的电流路径长度,所述第一边沿是所述第一导体层上与所述槽缝的开口所在边沿,N1为正整数,N2为正奇数。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,在所述天线装置的第一馈电点的两个电极均设置在所述第一导体层的情况下,每个所述槽缝分别对应不同的第一馈电点;
其中,每个所述槽缝对应的第一馈电点的两个电极均设置在所述槽缝的边沿位置,且所述第一馈电点的两个电极相对设置。
3.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,在所述天线装置的第一馈电点的两个电极均设置在所述第一导体层的情况下,还满足1/4L1<L3<1/2L1;
其中,L3是在一个所述槽缝对应的馈电点与所述槽缝的开口之间的电流路径长度。
4.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,在所述天线装置的第二馈电点的两个电极和馈地点的两个电极,均分别设置在所述第一导体层和所述第二导体层的情况下,每个所述槽缝分别对应不同的第二馈电点,以及所述至少两个槽缝对应一个馈地点;
其中,每个第一电极分别设置在所述第二馈电点所对应槽缝的第一端,所述第一电极是所述第二馈电点的其中一个电极,所述第一端是沿着所述槽缝的延伸方向远离所述开口的一端;第二电极设置在所述第一导体层的中心,所述第二电极是所述馈地点的其中一个电极。
5.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,在所述天线装置的第二馈电点的两个电极和馈地点的两个电极,均分别设置在所述第一导体层和所述第二导体层的情况下,所述至少两个槽缝对应一个第二馈电点,以及每个所述槽缝分别对应不同的馈地点;
其中,第一电极设置在所述第一导体层的中心,所述第一电极是所述第二馈电点的其中一个电极;每个第二电极分别设置在所述馈地点所对应槽缝的第二端,所述第二电极是所述馈地点的其中一个电极,所述第二端是靠近所述开口的一端。
6.根据权利要求1或4或5所述的天线装置,其特征在于,在所述天线装置的第二馈电点的两个电极和馈地点的两个电极,均分别设置在所述第一导体层和所述第二导体层的情况下,还满足L4<L2;
其中,L4是在一个所述槽缝对应的第二馈电点与所述馈地点之间的电流路径长度。
7.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述第一槽缝包括:延伸方向不同的第一主体部分和第一延伸部分;所述第一主体部分和所述第一延伸部分相连通,且所述第一主体部分在所述第一导体层的边沿形成为开口;其中,所述第一主体部分的延伸方向与所述第二槽缝的延伸方向垂直;
和/或,
所述第二槽缝包括:延伸方向不同的第二主体部分和第二延伸部分;所述第二主体部分和所述第二延伸部分相连通,且所述第二主体部分在所述第一导体层的边沿形成为开口;其中,所述第二主体部分的延伸方向与所述第一槽缝的延伸方向垂直,或者所述第二主体部分的延伸方向与所述第一主体部分的延伸方向垂直。
8.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,还包括以下至少一项:
至少一个第一耦合辐射体,每个所述第一耦合辐射体正对一个所述槽缝的开口设置;
至少一个第二耦合辐射体,每个所述第二耦合辐射体正对一个所述槽缝的开口设置,且所述第二耦合辐射体的一端与所述第一导体层连接。
9.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述天线装置还包括:馈电控制模组;其中,
在所述天线装置的每个第一馈电点分别对应一个槽缝的情况下,所述馈电控制模组分别与每个所述第一馈电点连接;或者,在所述天线装置的每个第二馈电点分别对应一个槽缝的情况下,所述馈电控制模组分别与每个所述第二馈电点连接;或者,在所述天线装置的每个馈地点分别对应一个槽缝的情况下,所述馈电控制模组分别与每个所述馈地点连接;
所述馈电控制模组在多个模式之间可切换;在所述多个模式中的第一模式下,所述天线装置收发第一旋向的圆极化波;在所述多个模式中的第二模式下所述天线装置收发第二旋向的圆极化波;在所述多个模式中的第三模式下,所述天线装置收发所述第一旋向的圆极化波和所述第二旋向的圆极化波;
其中,所述第一旋向的圆极化波和所述第二旋向的圆极化波是相正交的两个圆极化波。
10.根据权利要求9所述的天线装置,其特征在于,所述馈电控制模组包括多个移相器;其中,不同模式对应所述多个移相器的不同相位组合;
或者,
所述馈电控制模组包括多个储能元件;其中,不同模式对应所述多个储能元件的不同参数值组合;其中,所述参数值包括电容值和/或电感值。
11.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至10中任一项所述的天线装置。
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