CN117477222A - 天线及通讯设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种天线及通讯设备,该天线包括:接地板;第一电偶极子;第一馈电单元,该第一馈电单元包括与该第一电偶极子耦合的第一耦合结构,该第一馈电单元通过该第一耦合结构为该第一电偶极子耦合馈电;第二电偶极子,该第二电偶极子设置在该第一电偶极子和该接地板之间,第二馈电单元,该第二馈电单元包括与该第二电偶极子耦合的第二耦合结构,该第二馈电单元通过该第二耦合结构为该第二电偶极子耦合馈电;磁偶极子,该磁偶极子与该接地板、该第一电偶极子、该第二电偶极子电连接。由此,第一电偶极子和第二电偶极子共口径,且第一电偶极子共享,该天线更节省空间,有利于天线的小型化。
Description
技术领域
本申请实施例涉及通讯技术领域,尤其涉及一种天线及通讯设备。
背景技术
随着通信技术的发展,对手机通信的要求也越来越高。在手机中需要实现2G、3G、4G、5G等不同波段信号的通信。由于毫米波具有波长短,频谱宽,方向性好等优点,已成为5G的核心技术之一。为了实现更好的信号发射和接收覆盖范围,需要手机终端天线实现双极化或者多极化的良好辐射性能。
但当今主流手机终端朝着超薄厚度和全面屏发展,留给天线的空间越来越有限,而现有技术中的毫米波天线的厚度比较大,无法在手机终端的有限空间内实现较好的辐射性能。
发明内容
本申请实施例提供一种天线及通讯设备,解决了双频天线占用空间大的问题。
为达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案:
本申请实施例的第一方面,提供一种天线,包括:接地板;第一电偶极子;第一馈电单元,该第一馈电单元包括与该第一电偶极子耦合的第一耦合结构,该第一馈电单元通过该第一耦合结构为该第一电偶极子耦合馈电;第二电偶极子,该第二电偶极子设置在该第一电偶极子和该接地板之间,第二馈电单元,该第二馈电单元包括与该第二电偶极子耦合的第二耦合结构,该第二馈电单元通过该第二耦合结构为该第二电偶极子耦合馈电;磁偶极子,该磁偶极子与该接地板、该第一电偶极子、该第二电偶极子电连接。其中,天线可分为两个辐射单元:可以工作于不同频段的第一辐射单元和第二辐射单元,第一辐射单元包括第一电偶极子和磁偶极子,第二辐射单元包括:第一电偶极子、第二电偶极子和磁偶极子。由此,第二电偶极子设置在第一电偶极子和接地板之间,使得第一辐射单元和第二辐射单元共口径,且第二电偶极子和第一辐射单元通过磁偶极子连接,使得第一辐射单元和第二辐射单元共享辐射体,该天线更节省空间,有利于天线的小型化。另外,天线采用电偶极子和磁偶极子组成磁电偶极子,可以同时激励水平方向和竖直方向的磁电偶极子,实现双极化的性能,使天线具有良好的辐射性能。
一种可选的实现方式中,该第一耦合结构在接地板上的投影和该第二耦合结构在接地板上的投影之间的夹角为45°。由此,使得第一辐射单元和第二辐射单元的极化方向夹角为45°,提高了第一辐射单元和第二辐射单元的隔离度。
一种可选的实现方式中,该第一馈电单元还包括:第一竖臂和第一馈电端,该第一竖臂用于连接该第一耦合结构和该第一馈电端,该第一耦合结构与该第一竖臂组成倒L形结构;该第二馈电单元还包括:第二竖臂和第二馈电端,该第二竖臂用于连接该第二耦合结构和该第二馈电端,该第二耦合结构与该第二竖臂组成倒L形结构。由此,该第一竖臂可以用于支撑第一耦合结构,该第二竖臂可以用于支撑第二耦合结构。
一种可选的实现方式中,该天线还包括层叠的第一介质层、第二介质层和第三介质层;该第一辐射体与该第一耦合结构分别设置在该第一介质层相对的两个表面;该第二辐射体与该第二耦合结构分别设置在该第二介质层相对的两个表面;该接地板设置在该第三介质层远离该第二介质层的表面。由此,仅需要三层金属层即可实现天线功能,天线具有较好的低剖面,便于天线小型化发展。
一种可选的实现方式中,该第一辐射体包括:四个辐射贴片,该四个辐射贴片关于该第一辐射单元的中心轴对称,该四个辐射贴片之间具有十字形缝隙;该第二辐射体包括:四个辐射臂,该四个辐射臂关于该第二辐射单元的中心轴对称。由此,该四个辐射贴片可以作为第一电偶极子,该四个辐射臂可以作为第二电偶极子。
一种可选的实现方式中,该第一耦合结构与该四个辐射贴片之间的一条缝隙相对,该第二耦合结构与同一直线上的两个该辐射臂相对。由此,使得第一电偶极子和第二电偶极子工作在差模模式。
一种可选的实现方式中,该第一馈电单元还包括:第三耦合结构,该第三耦合结构与该四个辐射贴片之间的另一条缝隙耦合;该第二馈电单元还包括:第四耦合结构,该第四耦合结构与该第二辐射体的另外两个辐射臂耦合,且该第三耦合结构在该接地板上的投影与该第四耦合结构在该接地板上的投影的夹角为45°。由此,使得第一电偶极子和第二电偶极子可以工作在共模模式。
一种可选的实现方式中,该第一馈电单元还包括:第三竖臂和第三馈电端,该第三竖臂用于连接该第三耦合结构和该第三馈电端,该第三耦合结构与该第三竖臂组成倒L形结构;该第二馈电单元还包括:第四竖臂和第四馈电端,该第四竖臂用于连接该第四耦合结构和该第四馈电端,该第四耦合结构与该第四竖臂组成倒L形结构。由此,该第三竖臂可以用于支撑第三耦合结构,该第四竖臂可以用于支撑第四耦合结构。
一种可选的实现方式中,该天线还包括:第四介质层和第五介质层,该第一耦合结构和该第三耦合结构之间设有该第四介质层,该第二耦合结构和该第四耦合结构之间设有该第五介质层。由此,仅需要五层金属层即可实现天线功能,天线具有较好的低剖面,便于天线小型化发展。
一种可选的实现方式中,该天线包括第一滤波电路,该第一滤波电路包括与该第一馈电单元串联的第一感性件。由此,可以提高第一辐射单元和第二辐射单元之间的隔离度。
一种可选的实现方式中,该第一滤波电路还包括:与该第一馈电单元并联的第一容性件。由此,可以提高第一辐射单元和第二辐射单元之间的隔离度。
一种可选的实现方式中,该第二辐射单元包括第二滤波电路,该第二滤波电路包括与该第二馈电单元串联的第二容性件。由此,可以提高第一辐射单元和第二辐射单元之间的隔离度。
一种可选的实现方式中,该磁偶极子包括与第一电偶极子和第二电偶极子电连接的多个导电柱,以及该多个导电柱围成的缝隙。由此,该导电柱接地的同时,还可以作为磁偶极子,共用于第一辐射单元和第二辐射单元。
一种可选的实现方式中,该导电柱包括:第一连接部和该第二连接部,该第二电偶极子包括相对的第一端和第二端,该第一端通过该第一连接部和该第一电偶极子电连接,且该第二端通过该第二连接部和该接地板电连接。由此,该导电柱实现磁偶极子功能。
本申请实施例的第二方面,提供一种通讯设备,包括射频模块以及如上任一项该的天线单元,该射频模块和该天线电连接。由此,该通信设备采用上述天线,可以实现小型化。
一种可选的实现方式中,该通讯设备包括:背壳,该天线单元的至少一个辐射体设置在该背壳。由此,可以在通讯设备背面设置该天线,占用空间更小。
一种可选的实现方式中,该通讯设备还包括:中框,该中框包括:承载板和绕承载板一周的边框,该天线单元的至少一个辐射体设置在该边框上。由此,可以在通讯设备边框设置该天线,占用空间更小。
一种可选的实现方式中,该承载板上设有印制电路板PCB,该第一馈电单元、该第二馈电单元、该接地板设置在该PCB上。由此,可以将天线的馈电单元和接地板集成在电路板上,集成度更高,有利于通讯设备的进一步小型化。
本申请实施例公开了一种天线及通讯设备,该天线包括:接地板;第一电偶极子;第一馈电单元,该第一馈电单元包括与该第一电偶极子耦合的第一耦合结构,该第一馈电单元通过该第一耦合结构为该第一电偶极子耦合馈电;第二电偶极子,该第二电偶极子设置在该第一电偶极子和该接地板之间,第二馈电单元,该第二馈电单元包括与该第二电偶极子耦合的第二耦合结构,该第二馈电单元通过该第二耦合结构为该第二电偶极子耦合馈电;磁偶极子,该磁偶极子与该接地板、该第一电偶极子、该第二电偶极子电连接。由此,第一电偶极子和第二电偶极子共口径,且第一电偶极子共享,该天线更节省空间,有利于天线的小型化。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种通讯设备的结构示意图;
图2a为本申请实施例提供的一种通讯设备的拆解结构示意图;
图2b为本申请实施例提供的一种通讯设备中的天线的辐射方向图;
图3a为一种天线的简化图;
图3b为另一种天线的简化图;
图4a为本申请实施例提供的天线的简化图;
图4b为本申请实施例提供的一种天线的结构示意图;
图5为图4b中天线的主视图;
图6为图4b中天线的俯视图;
图7为图4b中第一辐射单元的电场图;
图8为图4b中第一电偶极子表面的电场分布图;
图9为图4b中第二辐射单元的电场图;
图10为图4b中第二电偶极子表面的电场分布图;
图11为图4b中天线的等效电路图;
图12为示例一提供的天线的隔离度随频率变化的仿真曲线图;
图13为示例一提供的天线的效率随频率变化的仿真曲线图;
图14为示例一提供的天线工作在第一频段时的天线方向图;
图15为示例一提供的天线工作在第二频段时的天线方向图;
图16为本申请实施例提供的另一种天线的结构示意图;
图17为图16中天线的俯视图;
图18为图16中天线的部分立体图;
图19为图16中天线的主视图;
图20为示例二提供的天线的隔离度随频率变化的仿真曲线图;
图21为示例二提供的天线的效率随频率变化的仿真曲线图;
图22为示例二提供的第二辐射单元在磁场模式下的天线方向图;
图23为示例二提供的第二辐射单元在电场模式下的天线方向图;
图24为一种第一电偶极子的结构示意图;
图25为示例二提供的另一种天线的隔离度随频率变化的仿真曲线图;
图26为示例二提供的另一种天线后天线的效率随频率变化的仿真曲线图;
图27为本申请实施例提供的天线阵列的结构示意图;
图28为图27所示天线阵列的隔离度随频率变化的仿真曲线图;
图29为图27所示的天线阵列的系统增益随频率变化的仿真曲线图;
图30为本申请实施例提供的一种通讯设备的架构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
以下,对本申请实施例可能出现的术语进行解释。
电连接:可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。其中,“连接”则是指的机械构造,物理构造的连接。
耦合:指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响,并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
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,S11参数通常为负数。S11参数越小,表示天线回波损耗越小,天线的辐射效率越大;S11参数越大,表示天线回波损耗越大,天线的辐射效率越小。
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。
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-天线损耗;天线损耗主要包括金属的欧姆损耗和/或介质损耗。
首先请参见图1,图1是本申请实施例提供的一种通讯设备01的结构示意图。
本申请实施例提供的通讯设备01包括且不限于手机、平板电脑、电脑或可穿戴设备等具有无线通讯功能的电子产品。通讯设备01包括天线单元02、设备主体03和射频模块04。
天线单元02和射频模块04均装配于设备主体03上。射频模块04与天线单元02电连接,用以通过馈电点向天线单元02收发电磁信号。天线单元02根据接收的电磁信号辐射电磁波或根据接收的电磁波向射频模块04发送电磁信号,从而实现无线信号的收发。其中,射频模块(Radio Frequency module,AF module)04为收发器(transmitter and/orreceiver,T/R)等可以发射和/或接收射频信号的电路。
本申请实施例对上述通讯设备01的具体形式不做特殊限制。以下实施例为了方便说明,均是以通讯设备为手机为例进行的举例说明。
如图2a所示,通讯设备01包括显示屏2、中框3、背壳(或者称为电池盖、后壳)4以及盖板5。
显示屏2具有能够看到显示画面的显示面a1和与上述显示面a1相对设置的背面a2,显示屏2的背面a2靠近中框3,盖板5设置在显示屏2的显示面a1。
在本申请的一种可能的实施例中,显示屏2为有机发光二极管(organiclightemitting diode,OLED)显示屏。由于OLED显示屏中每个发光子像素内设置有电致发光层,所以可以使得OLED显示屏在接收到工作电压后,实现自发光。
在本申请的另一些实施例中,上述显示屏2可以是液晶显示屏(liquid crystaldisplay,LCD)。在此情况下,上述通讯设备01还可以包括用于向该液晶显示屏提供光源的背光模组(back light unit,BLU)。
盖板5位于显示屏2远离中框3的一侧,盖板5例如可以是盖板玻璃(cover glass,CG)或透明陶瓷材质,该盖板玻璃可以具有一定的韧性。
背壳4可以采用和盖板5相同的材质。
中框3位于显示屏2和背壳4之间,中框3包括:承载板31和绕承载板31一周的边框32,中框3远离显示屏2的表面用于安装电池、印刷电路板(printed circuit board,PCB)、摄像头(camera)、天线等内部组件。背壳4与中框3盖合后,上述内部组件位于背壳4与中框3之间。
在一些实施例中,如图2b所示,该天线单元02可以设置在边框32上,以及背壳4上。
其中,边框32的厚度较小,为了把天线单元02设置在边框32,则天线单元02的宽度w受限于手机的整体厚度T。
示例的,设置在边框32的天线单元02,其厚度w须小于4mm。
图3a为一种天线的简化图,如图3a所示,该天线包括第一馈电单元100、第二馈电单元200、第一辐射单元001和第二辐射单元002。其中,第一辐射单元10和第二辐射单元位于同一平面,结构简单,但占用空间较大,不利于设备的小型化。
图3b为另一种天线的简化图。如图3b所示,该天线包括第一馈电单元100、第二馈电单元200和第三辐射单元003。其中,第一馈电单元100和第二馈电单元200和第三辐射单元30连接,第三辐射单元用于辐射或接收两个不同频段的电磁波,隔离度差,难以实现。
因此,现有的毫米波天线难以满足上述要求,为此,本申请实施例提供一种改进的天线。
图4a为本申请实施例提供的天线的简化图。如图4a所示,该天线为分馈共口径天线。该天线包括:第一辐射单元001、第一馈电单元100、第二辐射单元002和第二馈电单元200。
图4b为本申请实施例提供的天线的结构示意图。其中,参考图4b,该天线的结构包括:第一电偶极子101、第一馈电单元100、第二电偶极子201、第二馈电单元200,磁偶极子102和接地板103,第一馈电单元100包括与第一电偶极子101耦合的第一耦合结构1001,第一馈电单元100通过第一耦合结构1001为第一电偶极子101耦合馈电。第一电偶极子101通过磁偶极子102与接地板103电连接。
其中,第二电偶极子201设置在第一耦合结构1001和接地板103之间,第二电偶极子201和第一电偶极子101平行,且磁偶极子102通过第二电偶极子201和接地板103电连接。
该磁偶极子102包括多个导电柱,以及多个导电柱围成的缝隙。需要说明的是,电偶极子在耦合结构的作用下感应出电流发生谐振辐射电磁波的同时,导电柱在电流的作用下,可以通过导电柱之间的缝隙辐射电磁波。
第二馈电单元200包括与第二电偶极子201耦合的第二耦合结构2001,第二馈电单元200通过第二耦合结构2001为第二电偶极子201耦合馈电。
参见图4b,该磁偶极子102包括第一连接部1021和第二连接部1022,第二电偶极子201位于第一连接部1021和第二连接部1022之间。
其中,在本申请一些实施例中,第一连接部1021和第二连接部1022垂直于第一电偶极子101,第二电偶极子201平行于第一电偶极子101。
第二电偶极子201包括相对的第一端和第二端,第二电偶极子201第一端通过第一连接部1021和第一电偶极子101连接,第二端通过第二连接部1022和接地板103连接。
结合图4a、图4b,天线可分为两个辐射单元:可以工作于不同频段的第一辐射单元001和第二辐射单元002,第一辐射单元001包括第一电偶极子101和磁偶极子102,第二辐射单元包括:第一电偶极子101、第二电偶极子201和磁偶极子102。
第一馈电单元100用于馈入第一电流,使得第一电偶极子101和磁偶极子102工作在第一频段。
第二馈电单元200用于馈入第二电流,使得第二电偶极子201、第一电偶极子101和磁偶极子102同时工作在第二频段。
在本申请一些实施例中,第二频段的最小频率大于第一频段的最大频率。示例的,第一频段为24GHz-30GHz,第二频段为37GHz-43 GHz。
由此,天线采用电偶极子和磁偶极子组成磁电偶极子,可以同时激励水平方向和竖直方向的磁电偶极子,实现双极化的性能,使天线具有良好的辐射性能。第二电偶极子201设置在第一电偶极子101和接地板103之间,使得第一辐射单元和第二辐射单元共口径,且第二电偶极子201和第一辐射单元的磁偶极子102连接,使得第一辐射单元和第二辐射单元共享辐射体,该天线更节省空间,有利于通讯设备的小型化。
本申请实施例对第一电偶极子101和第二电偶极子201的结构不做限制。在一些实施例中,第一电偶极子101和第二电偶极子201分别包括:四个振子单元。
本申请实施例对该振子单元的具体结构不做限制。示例的,在本申请一些实施例中,每个振子单元为正方形的辐射贴片,且每个振子单元的边长为天线工作频率对应波长的1/4。
在本申请另一些实施例中,每个振子单元为辐射臂,四个辐射臂关于振子单元的中心轴对称。
示例的,如图4b所示,第一电偶极子101包括:四个辐射贴片,四个辐射贴片关于天线的中心轴O对称,四个辐射贴片形成十字形缝隙。四个辐射贴片可作为低频段的两个正交极化的电耦极子辐射体,并同时作为高频段的两个正交极化的电耦极子辐射体。
第二电偶极子201包括:四个辐射臂,四个辐射臂关于天线的中心轴O对称。四个辐射臂可作为高频段的两个正交极化的电耦极子辐射体。
在本申请一些实施例中,两个相邻辐射贴片总长度对应第一频段波长的二分之一。
两个相邻辐射贴片和同一直线两个辐射臂的总长度对应第二频段波长的二分之三。
本申请实施例对该第一馈电单元100和第二馈电单元200的具体结构不做限制。在一些实施例中,第一馈电单元100包括:第一耦合结构1001和第一竖臂1002。该第一耦合结构1001包括:横臂,横臂靠近第一电偶极子101设置,并与第一电偶极子101相耦合,该横臂与第一电偶极子101之间的间距例如小于预设值。由此,可以通过该横臂向该第一电偶极子101耦合馈电,该横臂与该第一电偶极子101之间的间距小于预设值,可以提高耦合效果。第一耦合结构1001与四个辐射贴片之间的一条缝隙耦合,且第一耦合结构1001穿过天线的中心轴O。
在一些实施例中,第一耦合结构1001关于天线的中心轴O对称。
该第一竖臂1002靠近振子单元的中心轴O设置,该第一竖臂1002用于连接该第一耦合结构1001和接地板103,该第一竖臂1002与第一耦合结构1001组成倒L形结构的馈电结构。
第二馈电单元200包括:第二竖臂2002和第二馈电端,第二竖臂2002用于连接第二耦合结构2001和第二馈电端,第二耦合结构2001与第二竖臂2002组成倒L形结构。
第一耦合结构1001与四个辐射贴片之间的一条缝隙耦合。
第二耦合结构2001与同一直线上的两个辐射臂耦合。
第一耦合结构1001在接地板上的投影和第二耦合结构2001在接地板上投影的夹角为45°。
由此,使得天线工作在第一频段和工作在第二频段时,电磁波极化方向的夹角约为45°,提高了两个频段的隔离度。
在一个可选的方案中,天线还可以包括用于承载上述金属结构(第一电偶极子101、第一耦合结构1001、接地板103、第二电偶极子201、第二耦合结构2001)的承载层。
如图5示例的一种具体的承载层结构,承载层包括层叠的第一介质层10、第二介质层20和第三介质层30,第一介质层10、第二介质层20和第三介质层30沿z方向层叠设置。
第一介质层10用于承载第一电偶极子101和第一耦合结构1001,第一电偶极子101和第一耦合结构1001分别设置在第一介质层10相背的两个表面。
第一耦合结构1001设置在第一介质层10朝向第二介质层20的一面,第一电偶极子101设置在第一介质层10背离第二介质层20的表面。
上述的第一电偶极子101和第一耦合结构1001可为铺设在第一介质层10上的金属层,或者通过蒸镀形成在第一介质层10的两个表面的层结构。通过上述的第一介质层10支撑第一电偶极子101和第一耦合结构1001,方便了第一电偶极子101和第一耦合结构1001的设置。
第一介质层10可采用不同的材质制备而成,示例性的,第一介质层10可采用树脂、塑料、玻璃等常见的绝缘材质制备而成。
第二介质层20用于承载第二电偶极子201和第二耦合结构2001,第二电偶极子201和第二耦合结构2001分别设置在第二介质层20相背的两个表面。
其中,第二电偶极子201设置在第二介质层20朝向第一介质层10的一面。第二耦合结构2001设置在第二介质层20背离第一介质层10的一面。
第二电偶极子201也可为铺设在第二介质层20的金属层,或者通过蒸镀形成在第二介质层20的一表面的层结构。第二介质层20可采用不同的材质制备而成,示例性的,第二介质层20可采用树脂、塑料、玻璃等常见的绝缘材质制备而成。
第三介质层30用于承载接地板103,接地板103设置在第三介质层30背离第二介质层20的一面。
接地板103也可为铺设在第三介质层30的金属层,或者通过蒸镀形成在第三介质层30的一表面的层结构。第三介质层30可采用不同的材质制备而成,示例性的,第三介质层30可采用树脂、塑料、玻璃等常见的绝缘材质制备而成。
第一耦合结构1001在接地板上的投影和第二耦合结构2001在接地板上投影的夹角为45°。由此,使得第一辐射单元和第二辐射单元的极化方向夹角为45°,提高了第一辐射单元和第二辐射单元的隔离度。
此外,为了提高第一辐射单元和第二辐射单元之间的隔离度,如图11所示,第一辐射单元还包括第一滤波电路,第一滤波电路包括串联的第一感性件1005和并联的第一容性件1003。
第二辐射单元还包括第二滤波电路,第二滤波电路包括串联的第二容性件2003。
本申请实施例对第一辐射单元和第二辐射单元的馈电结构不做限制。在一些实施例中,第一辐射单元和第二辐射单元在差模(differential mode,DM)下工作,第一辐射单元和第二辐射单元为单极化天线。
在另一些实施例中,第一辐射单元和第二辐射单元在共模((common mode,CM))下工作,第一辐射单元和第二辐射单元为双极化天线。
下面结合示例一和示例二对本申请实施例提供的天线进行说明。
示例一:
参见图4b、图5、图6。该天线包括:第一辐射单元和第二辐射单元。
第一辐射单元包括:第一电偶极子101、第一馈电单元100、磁偶极子102和接地板103,第一馈电单元100包括与第一电偶极子101耦合的第一耦合结构1001,第一馈电单元100通过第一耦合结构1001为第一电偶极子101耦合馈电。第一电偶极子101通过磁偶极子102与接地板103电连接。
第二辐射单元包括:第一电偶极子101、第二电偶极子201和第二馈电单元200,第二馈电单元200包括与第二电偶极子201耦合的第二耦合结构2001,第二馈电单元200通过第二耦合结构2001为第二电偶极子201耦合馈电,第二电偶极子201设置在第一耦合结构1001和接地板103之间,第二电偶极子201和第一电偶极子101平行,且磁偶极子102通过第二电偶极子201和接地板103电连接。
本申请实施例对第一电偶极子101和第二电偶极子201的结构不做限制,第一电偶极子101例如与第一耦合结构1001耦合,第一电偶极子101平行于接地板103。
第二电偶极子201例如与第二耦合结构2001耦合,第二电偶极子201平行于接地板103。
第一辐射单元和第二辐射单元可以是单极子天线,也即,第一辐射单元和第二辐射单元在差模(differential mode,DM)下工作。
如图7所示,电流通过第一馈电单元100不对称馈入。如图8所示,第一电偶极子101上的电流不对称流动。具体的,第一电偶极子101上的电流都在相同的方向上流动。因此,第一电偶极子101在谐振频率下谐振。电流产生的激励电场从天线振元的每个边都是双向的。电场线垂直于第一电偶极子101的纵向部分。第一馈电单元100的电场线从接地板103指向第一电偶极子101。从图7可见,第一馈电单元100一侧的第一电偶极子101的电场线指向同一方向,即远离第一电偶极子101。磁偶极子102一侧的第一电偶极子101面对接地板103一侧的电场线从第一电偶极子101指向接地板103。从图7可见,磁偶极子102的电场线指向同一方向,即朝向接地板103。其中,第一馈电单元100、第一电偶极子101和磁偶极子102上的电流形成回路,电长度约为第一辐射单元工作频段对应波长的二分之一。
需要说明的是,本申请一些实施例中,第一电偶极子101的金属板采用正方形结构,第一电偶极子101的口径可以是金属板的边长。
此外,如图7所示,当相邻导电柱之间的缝隙宽度为第一辐射单元工作频段对应波长的四分之一时,在第一辐射单元工作时,该导电柱之间的缝隙可以作为缝隙天线,谐振频率位于第一辐射单元工作频段内。
由此,第一辐射单元的工作模式包括电偶极子辐射的电场模式,以及导电柱之间缝隙辐射的磁场模式。
如图9所示,电流通过第二馈电单元200不对称馈入。如图10所示,第二电偶极子201上的电流不对称流动。具体的,第二电偶极子201上的电流都在相同的方向上流动。因此,第二电偶极子201在谐振频率下谐振。电流产生的激励电场从天线振元的每个边都是双向的。电场线垂直于第一电偶极子101的纵向部分。第二馈电单元200的电场线从接地板103指向第二电偶极子201。从图9可见,第二馈电单元200一侧的第二电偶极子201的电场线指向同一方向,即远离第二电偶极子201。磁偶极子102一侧的第二电偶极子201面对接地板103一侧的电场线从第二电偶极子201指向接地板103。从图9可见,磁偶极子102的电场线指向同一方向,即朝向接地板103。其中,第二馈电单元200、第二电偶极子201和磁偶极子102上的电流形成回路,电长度约为第二辐射单元工作频段对应波长的二分之三。
如图9所示,当沿对角线设置的两个导电柱之间的缝隙宽度为第二辐射单元工作频段对应波长的四分之三时,在第二辐射单元工作时,该导电柱之间的缝隙可以作为缝隙天线,谐振频率位于第二辐射单元工作频段内。
由此,第二辐射单元的工作模式包括电偶极子辐射的电场模式,以及导电柱之间缝隙辐射的磁场模式。
本申请实施例对该第一馈电单元100和第二馈电单元200的具体结构不做限制。在一些实施例中,第一馈电单元100包括:第一耦合结构1001、第一竖臂1002和第一馈电端1004。该第一耦合结构1001包括:横臂,横臂靠近第一电偶极子101设置,并与第一电偶极子101相耦合,该横臂与第一电偶极子101之间的间距例如小于预设值。由此,可以通过该横臂向该第一电偶极子101耦合馈电,该横臂与该第一电偶极子101之间的间距小于预设值,可以提高耦合效果。
该第一竖臂1002用于连接该第一耦合结构1001和第一馈电端1004,该第一竖臂1002与第一耦合结构1001组成倒L形结构的馈电结构。
第二馈电单元200包括:第二竖臂2002和第二馈电端,第二竖臂2002用于连接第二耦合结构2001和第二馈电端,第二耦合结构2001与第二竖臂2002组成倒L形结构。
其中,为了提高第一辐射单元和第二辐射单元之间的隔离度,还可以设置滤波电路。
示例的,如图11所示,该滤波电路包括:第一容性件1003、第一感性件1005、第二容性件2003和第三容性件2004。
参见图11,在第一辐射单元的等效电路中,第一竖臂1002可以等效为第一感性件1005,第一竖臂1002和馈电端100之间设有第一容性件1003,第一容性件1003与第一竖臂1002并联,第一感性件1005与第一馈电单元100串联,也就是说,第一辐射单元和第一容性件1003并联,且和第一感性件1005串联。
其中,依据谐振电路原理,如果第一容性件1003的电容值为C,第一感性件1005的电感值为L,则第一容性件1003、第一感性件1005的谐振频率公式为:
其中,可以调整第一感性件1005的电感值L和第一容性件1003的电容值C,以使得第一滤波电路谐振频率位于该第一辐射单元的工作频段内,使得电流可从第一滤波电路流过,第一滤波电路对于第二辐射单元的工作频段近似于短路。使得第二辐射单元电流不能从第一滤波电路流过,第一滤波电路对于第二辐射单元近似于开路,使得第一辐射单元和第二辐射单元互不影响。
此外,接着参考图11,第二耦合结构2001和第二电偶极子201之间的耦合电路等效于第二容性件2003,也就是说第二辐射单元的电路中串联有第二容性件2003。
其中,可以通过调整第二容性件2003的谐振频率,使得第二辐射单元的电流可从第二容性件2003通过,第二容性件2003对于第一辐射单元的工作频段近似于短路。
图12为示例一提供的天线的隔离度随频率变化的仿真曲线图。其中,线a为第一辐射单元的S11随频率变化的曲线图。参见线a,第一辐射单元在发生谐振时的S11参数较小,天线回波损耗较小,则第一辐射单元的辐射效率较大。
线b为第二辐射单元的S11随频率变化的曲线图。参见线b,第二辐射单元在发生谐振时的S11参数较小,天线回波损耗较小,则第二辐射单元的辐射效率较大。
线c为第一辐射单元和第二辐射单元的隔离度曲线图。参见线c,第一辐射单元和第二辐射单元在工作频段的隔离度大于15dB。
其中,第一辐射单元在工作频段的带宽为6.6GHz,第二辐射单元在工作频段的带宽为9.4GHz,带宽较宽。
图13为示例一提供的天线的效率随频率变化的仿真曲线图。其中,线1为第一辐射单元的天线辐射效率曲线。线3为第一辐射单元在的天线系统效率曲线。
其中,第一辐射单元在频带24GHz-30GHz内发生谐振时,辐射效率和系统效率大于6dB。
线2为第二辐射单元的天线辐射效率曲线,线4为第二辐射单元的天线系统效率曲线。
其中,第二辐射单元在频带37GHz-43 GHz内发生谐振时,辐射效率和系统效率大于5dB。
其中,参见线1、线2、线3、线4,该天线全频带增益大于5dB。
图14为示例一提供的天线工作在第一频段时的天线方向图,图15为示例一提供的天线工作在第二频段时的天线方向图。结合图13、图14和图15,天线在第一频段(24GHz-30GHz)时,在Z方向的系统增益最大,约为5.8~6.3dB。结合图13、图14和图15,天线在第二频段(37GHz-43 GHz)时,在Z方向的系统增益最大,约为4.6~6.4dB。
示例二:
参见图16、图17、图18、图19。该天线可以是双极化天线。该天线包括:第一辐射单元和第二辐射单元。
第一辐射单元包括:第一电偶极子101、磁偶极子102。
第二辐射单元包括:第一电偶极子101、第二电偶极子201和磁偶极子102。
该天线还包括:第一馈电单元100、第二馈电单元200和接地板103,第一馈电单元100包括与第一电偶极子101耦合的第一耦合结构1001和第三耦合结构1006,第一馈电单元100通过第一耦合结构1001为第一电偶极子101耦合馈电。第一电偶极子101通过磁偶极子102与接地板103电连接。
第二馈电单元200包括与第二电偶极子201耦合的第二耦合结构2001和第四耦合结构2005,第二馈电单元200通过第二耦合结构2001为第二电偶极子201耦合馈电,第二电偶极子201设置在第一耦合结构1001和接地板103之间,第二电偶极子201和第一电偶极子101平行,且磁偶极子102通过第二电偶极子201和接地板103电连接。
其中,第一耦合结构1001在接地板103上的投影和第二耦合结构2001在接地板103上的投影之间的夹角为45°。
第三耦合结构1006在接地板103上的投影和第四耦合结构2005在接地板103上的投影之间的夹角为45°。
本申请实施例对第一电偶极子101和第二电偶极子的结构不做限制,第一电偶极子101例如与第一耦合结构1001耦合,第一电偶极子101平行于接地板103。
第二电偶极子201例如与第二耦合结构2001耦合,第二电偶极子201平行于接地板103。
本示例的一些实施例中,第一电偶极子101包括:四个辐射贴片,四个辐射贴片关于天线的中心轴O’对称,四个辐射贴片形成十字形缝隙。
在本申请的另一些实施例中,第一电偶极子101由一对对称放置的辐射臂构成。
需要说明的是,上述图16、图17是以第一电偶极子101为四个中心对称的振子为例进行说明的,上述振子可以采用片状、环状、柱状等形状和结构,对此,本申请不作限定。
下面以第一电偶极子101为四个中心对称的振子为例进行说明。其中,四个振子对称设置,其对称轴为四个辐射臂之间的中心轴,该中心轴也即为天线的中心轴O’,下文所提到的结构中的对称轴,在无特殊说明的情况下,均是天线的中心轴O’。
第二电偶极子201包括:四个辐射臂,四个辐射臂关于天线的中心轴O’对称。
第一耦合结构与四个辐射贴片之间的一条缝隙耦合,第一耦合结构穿过天线的中心轴O’。
在一些实施例中,第一耦合结构关于天线的中心轴O’对称。
第三耦合结构1006与四个辐射贴片之间的另一条缝隙耦合,且第三耦合结构1006穿过天线的中心轴O’。
在一些实施例中,第三耦合结构1006关于天线的中心轴O’对称。
此外,第三耦合结构1006在接地板上的投影与第一耦合结构在接地板上的投影的夹角为90°。
本示例的一些实施例中,第一耦合结构1001与该十字形缝隙的横边001相对,第三耦合结构1006与该十字形缝隙的纵边002相对。
在本示例的另一些实施例中,第一耦合结构1001与该十字形缝隙的纵边相对设置,第三耦合结构1006与该十字形缝隙的横边相对设置。
第二耦合结构2001与同一直线上的两个辐射臂耦合。
如图16、图18所示,第四耦合结构2005与第二电偶极子的另外两个辐射臂耦合,且第四耦合结构2005在接地板上的投影与第二耦合结构2001在接地板上的投影的夹角为90°。
第一馈电单元还包括:第一竖臂1002、第三竖臂1007、第一馈电端1004和第三馈电端1009,第一竖臂1002用于连接第一耦合结构和第一馈电端1004,第一耦合结构与第一竖臂1002组成倒L形结构。
第三竖臂1007用于连接第三耦合结构1006和第三馈电端1009,第三耦合结构1006与第三竖臂1007组成倒L形结构。
其中,第一馈电端1004和第三馈电端1009用于馈入不同方向的电流,使得第一辐射单元向外辐射两种不同方向的电磁波,实现双极化。其中,在一些实施例中,第一馈电端1004和第三馈电端1009馈入的电流方向正交,实现正交极化。
第二馈电单元还包括:第二竖臂2002、第四竖臂2006、第二馈电端和第四馈电端(图中未示出),第二竖臂2002用于连接第二耦合结构2001和第二馈电端,第二耦合结构2001与第二竖臂2002组成倒L形结构。
第四竖臂2006用于连接第四耦合结构2005和第四馈电端,第四耦合结构2005与第四竖臂2006组成倒L形结构。
其中,第二馈电端和第四馈电端用于馈入不同方向的电流,使得第二辐射单元向外辐射两种不同方向的电磁波,实现双极化。其中,在一些实施例中,第二馈电端和第四馈电端馈入的电流方向正交,实现正交极化。
基于上述结构,第一辐射单元和第二辐射单元在共模(common mode,CM)下工作。
在第一辐射单元中,电流通过第一馈电单元100对称馈入。从第一馈电单元100与第一电偶极子101相耦合的位置开始,电流在远离馈电端的两个方向对称地流经天线振元。因此,天线振元在谐振频率下谐振。电流产生的激励电场是天线振元的每个边的单向激励电场。电场线垂直于第一电偶极子101的纵向部分。天线振元面对接地层一侧的电场线均指向由第一电偶极子101至接地层102的相同方向。第一电偶极子101的相对侧的电场线都指向远离第一电偶极子101的相同方向。因此,CM线天线振元具有在一个线性方向上极化的辐射图。其中,该第一电偶极子101的口径约为工作频段对应波长的二分之一。需要说明的是,本申请一些实施例中,第一电偶极子101的金属板采用正方形结构,第一电偶极子101的口径可以是金属板的边长。
第二辐射单元中的电流走向可参考上述第一辐射单元,在此不再赘述。
第一辐射单元和第二辐射单元的工作模式可参考如示例一:
第一辐射单元和第二辐射单元的工作模式包括电偶极子辐射的电场模式,以及导电柱之间缝隙辐射的磁场模式。
此外,如图19所示,该天线还包括层叠的第一介质层10、第二介质层20、第三介质层30和第四介质层40。
其中,第一电偶极子101与第一耦合结构1001分别设置在第一介质层10相对的两个表面,第二电偶极子201与第二耦合结构2001分别设置在第二介质层20相对的两个表面,接地板103设置在第三介质层30远离第二介质层20的表面。
其中,第二耦合结构2001和第四耦合结构2005的高度不同,第二耦合结构2001和第四耦合结构2005之间设有第四介质层40。
需要说明的是,第一耦合结构2001和第二电偶极子201之间的距离应等于第四耦合结构2005和第二电偶极子201之间的距离,在第二耦合结构2001和第四耦合结构2005的高度不同的情况下,可以调整第二电偶极子201的厚度,使得第一耦合结构2001和第四耦合结构2005与第二电偶极子201之间的距离相等。
示例的,如图19所示,第一耦合结构2001的高度高于第四耦合结构2005的高度,与第四耦合结构2005相对的第二电偶极子201的厚度大于与第一耦合结构2001相对的第二电偶极子201的厚度。
在一些实施例中,第一耦合结构1001和第三耦合结构1006的高度不同,第一耦合结构和第三耦合结构1006之间设有第五介质层。
在另一些实施例中,如图18所示,第三耦合结构1006和第一电偶极子101位于同一层,第三耦合结构1006和第一电偶极子101位于第一介质层的同一表面。
需要说明的是,本领域技术人员可根据需要调整介质层的层数和耦合结构的高度及厚度,这些均属于本申请的保护范围。
下面对示例二提供的一种天线进行仿真。示例的,该天线的尺寸满足:平面尺寸为3.35mm*3.35mm,高度为1.1mm。
其中,第一辐射单元工作在第一频段,第二辐射单元工作在第二频段。第一馈电端1004和第三馈电端1009馈入的电流方向正交,第二馈电端和第四馈电端馈入的电流方向正交。
图20为示例二提供的天线的隔离度随频率变化的仿真曲线图。其中,Lv线为第一馈电端的S11曲线。
Lh线为第三馈电端的S11曲线。
参见Lv线和Lh线,可知第一辐射单元在发生谐振时的S11参数较小,天线回波损耗较小,则第一辐射单元的辐射效率较大。
Hv线为第二馈电端下的S11曲线。
Hh线为第四馈电端的S11曲线。
参见Hv线和Hv线,可知第二辐射单元在发生谐振时的S11参数较小,天线回波损耗较小,则第二辐射单元的辐射效率较大。
Lvh线为第一馈电端和第三馈电端之间的隔离度曲线。
Hvh线为第二馈电端和第四馈电端之间的隔离度曲线。
LHvv线为第一馈电端和第二馈电端之间的隔离度曲线。
LHhh线为第三馈电端和第四馈电端之间的隔离度曲线。
LHhv线为第一馈电端和第四馈电端之间的隔离度曲线。
LHvh线为第三馈电端和第二馈电端之间的隔离度曲线。
其中,参见Lvh线、Hvh线、LHvv线、LHhh线、LHhv线和LHvh线,可知第一辐射单元和第二辐射单元在工作频段的隔离度大于10dB。
其中,第一辐射单元在工作频段的带宽为7.5GHz,第二辐射单元在工作频段的带宽为8.0GHz,带宽较宽。
图21为示例二提供的天线的效率随频率变化的仿真曲线图。其中,图21中,Lv线为第一辐射单元在电场模式下的系统增益曲线。
Lh线为第一辐射单元在磁场模式下的系统增益曲线。
其中,参见Lv线、Lh线,可知第一辐射单元在发生谐振时,天线的辐射效率较大。
Hv线为第二辐射单元在电场模式下的系统增益曲线。
Hh线为第四馈电端的系统增益曲线。
其中,参见Hv线、Hh线可知第二辐射单元在发生谐振时,天线的辐射效率较大。
上述图16至图21天线的高度为1100μm,在一些实施例中,可以进一步降低天线高度,示例的,可以将天线降低至900μm。其中,当天线高度降低时,第一辐射单元的磁偶极子102变短,使得第一辐射单元的电场和磁场强度偏高,第二辐射单元的电场模量偏高。
图22为示例二提供的第四馈电端的天线方向图,图23为示例二提供的第二馈电端的天线方向图。
如图22所示,在缝隙辐射模式下,天线方向图在纵向波束宽度较大。图23所示,在电场模式下,天线方向图在横向波束宽度较大。
为改善天线的性能,可以改变第一电偶极子101的形状,将第一电偶极子101做成如图24所示的花瓣形。其中,可以将第一电偶极子101的辐射贴片由正方形调整为花瓣形。该辐射贴片靠近中心轴位置采用第一弧线,远离中心轴位置采用第二弧线,其中第一弧线和第二弧线的弯曲方向相反。其中,第一弧线的宽度b1,长a1,第二弧线的宽度为b2,长度为a2。
其中,通过对天线辐射体作边缘的渐变、修弧角,可以拓展天线带宽,通过渐变、修弧角,降低操作频带边缘的阻抗剧烈变化,进而拓展天线带宽(如本实施例中b1、b2)。
此外,该操作还可以用于修正方向图。其中,天线的实际激励结构、周围系统地环境,并不是完美对称,所以方向图不会在全部操作频带内,都可以完美朝向Z方向辐射,尤其在接近操作频带边缘时,场型偏移时,可以透过适当的修弧角进行校正(如本实施例中b1、b2)。
下面对示例二提供的另一种天线进行仿真。图25和图26为将示例二中的天线高度降低至0.9mm后的仿真图。其中,天线第一电偶极子101的结构可参考图24。示例的,该天线的尺寸满足:平面尺寸为3.35mm*3.35mm,高度为0.9mm。
图25为示例二提供的另一种天线的隔离度随频率变化的仿真曲线图。对比图20和图25
第一辐射单元工作频段(低频)带宽由7.5GHz变为8.0GHz,两者带宽相近,第二辐射单元工作频段(高频)带宽由8.0GHz变为6.2GHz,略有降低,第一辐射单元对应的馈电端(Lv线,Lh线,Lvh线)和第二辐射单元(Hv线,Hh线,Hvh线)的回波损耗及隔离度基本保持不变。
第二辐射单元的交叉极化隔离度(LH线)由-16dB变为-12dB。
图26为示例二提供的另一种天线的系统增益随频率变化的仿真曲线图。其中,第一辐射单元的系统增益((Lv线,Lh线)、第二辐射单元的系统增益(Hv线,Hh线)大于5dB。
本申请实施例提供的天线,第一辐射单元和第二辐射单元的馈电单元分开,且高低频辐射单元共口径,与分口径的天线相比,更节省平面空间。
本申请实施例还提供一种天线阵列,图27为本申请实施例提供的天线阵列的结构示意图。如图27所示,该天线阵列包括四个天线单元02。其中,该天线单元采用如示例所示的天线结构。
示例的,该天线阵列的尺寸满足:每个天线单元的平面尺寸为3.35mm*3.35mm,高度为1.1mm。
天线阵列的阵元间距为5.5mm,其中,阵元间距为相邻毫米波双极化微带天线单元中心之间的距离。
四个天线单元例如并排设置,该天线阵列的长度为16.85mm,宽度为3.35mm。
隔离度:同一辐射单元交叉极化的隔离度:多个振元第一馈电端和第三馈电端之间隔离度的平均值-17dB,多个振元的第二馈电端和第四馈电端之间隔离度平均值为-16dB。
多个振元的第一辐射单元之间的隔离度大于-14dB,多个振元的第二辐射单元之间的隔离度大于-12dB。
图28为图27所示天线阵列的隔离度随频率变化的仿真曲线图。其中,图28中各曲线分别对应阵列中四个天线单元的第一馈电端和第二馈电端的回波损耗。
如图28所示,L1线为第一天线单元中第一馈电端的S11曲线,H1线为第一天线单元中第二馈电端的S11曲线。
L2线为第二天线单元中第一馈电端的S11曲线,H 2线为第二天线单元中第二馈电端的S11曲线。
L3线为第三天线单元中第一馈电端的S11曲线,H 3线为第三天线单元中第二馈电端的S11曲线。
L4线为第四天线单元中第一馈电端的S11曲线,H4线为第四天线单元中第二馈电端的S11曲线。
第一辐射单元的匹配带宽为7.5GHz,第二辐射单元的匹配带宽为8.0GHz。
极化方向相同的不同辐射单元之间的隔离度:各振元的第一馈电端之间的隔离度大于-11dB,各振元的第二馈电端之间的隔离度大于-15dB。
图29为图27所示的天线阵列的系统增益随频率变化的仿真曲线图。其中,图29中各曲线分别对应阵列中四个天线单元的第一馈电端和第二馈电端对应的系统增益。
如图29所示,阵列的平均增益为:第一辐射单元的系统增益10.5dB,第二辐射单元的系统增益11.4dB。
扫描角度:第一辐射单元扫描角度131°,第二辐射单元扫描角度78°。
图30为本申请实施例提供的一种通讯设备的架构图。
其中,需要说明的是,还可以对本申请中的天线单元02进行封装,形成如图30所示的收发芯片08。该收发天线例如为毫米波天线。
如图30所示,通讯设备01中除收发芯片08之外,还设有中频基带芯片05、低频基带芯片06和处理器07。
一个或多个低频基带芯片06与处理器07相连接,一个或多个中频基带芯片05与低频基带芯片06相连接,包含一个或多个收发芯片08与中频基带芯片05相连接。
本申请实施例公开的天线及通讯设备,该天线包括:接地板;第一电偶极子;第一馈电单元,该第一馈电单元包括与该第一电偶极子耦合的第一耦合结构,该第一馈电单元通过该第一耦合结构为该第一电偶极子耦合馈电;第二电偶极子,该第二电偶极子设置在该第一电偶极子和该接地板之间,第二馈电单元,该第二馈电单元包括与该第二电偶极子耦合的第二耦合结构,该第二馈电单元通过该第二耦合结构为该第二电偶极子耦合馈电;磁偶极子,该磁偶极子与该接地板、该第一电偶极子、该第二电偶极子电连接。由此,第一电偶极子和第二电偶极子共口径,且第一电偶极子共享,该天线更节省空间,有利于天线的小型化。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (18)
1.一种天线,其特征在于,包括:
接地板;
第一电偶极子;
第一馈电单元,所述第一馈电单元包括与所述第一电偶极子耦合的第一耦合结构,所述第一馈电单元通过所述第一耦合结构为所述第一电偶极子耦合馈电;
第二电偶极子,所述第二电偶极子设置在所述第一电偶极子和所述接地板之间,
第二馈电单元,所述第二馈电单元包括与所述第二电偶极子耦合的第二耦合结构,所述第二馈电单元通过所述第二耦合结构为所述第二电偶极子耦合馈电;
磁偶极子,所述磁偶极子与所述接地板、所述第一电偶极子、所述第二电偶极子电连接。
2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一耦合结构在接地板上的投影和所述第二耦合结构在接地板上的投影之间的夹角为45°。
3.根据权利要求1或2所述的天线,其特征在于,所述第一馈电单元还包括:第一竖臂和第一馈电端,所述第一竖臂用于连接所述第一耦合结构和所述第一馈电端,所述第一耦合结构与所述第一竖臂组成倒L形结构;
所述第二馈电单元还包括:第二竖臂和第二馈电端,所述第二竖臂用于连接所述第二耦合结构和所述第二馈电端,所述第二耦合结构与所述第二竖臂组成倒L形结构。
4.根据权利要求1-3任一项所述的天线,其特征在于,还包括层叠的第一介质层、第二介质层和第三介质层;
所述第一电偶极子与所述第一耦合结构分别设置在所述第一介质层相对的两个表面;
所述第二电偶极子与所述第二耦合结构分别设置在所述第二介质层相对的两个表面;
所述接地板设置在所述第三介质层远离所述第二介质层的表面。
5.根据权利要求1-4任一项所述的天线,其特征在于,所述第一电偶极子包括:四个辐射贴片,所述四个辐射贴片关于所述天线的中心轴对称,所述四个辐射贴片之间具有十字形缝隙;
所述第二电偶极子包括:四个辐射臂,所述四个辐射臂关于所述天线的中心轴对称。
6.根据权利要求5所述的天线,其特征在于,所述第一耦合结构与所述四个辐射贴片之间的一条缝隙相对,所述第一耦合结构穿过所述天线的中心轴,所述第二耦合结构与同一直线上的两个所述辐射臂相对。
7.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述第一馈电单元还包括:第三耦合结构,所述第三耦合结构与所述四个辐射贴片之间的另一条缝隙耦合,且所述第三耦合结构穿过所述天线的中心轴;
所述第二馈电单元还包括:第四耦合结构,所述第四耦合结构与所述第二电偶极子的另外两个辐射臂耦合,所述第三耦合结构在所述接地板上的投影与所述第一耦合结构在所述接地板上的投影的夹角为90°;所述第四耦合结构在所述接地板上的投影与所述第二耦合结构在所述接地板上的投影的夹角为90°。
8.根据权利要求7所述的天线,其特征在于,所述第一馈电单元还包括:第三竖臂和第三馈电端,所述第三竖臂用于连接所述第三耦合结构和所述第三馈电端,所述第三耦合结构与所述第三竖臂组成倒L形结构;
所述第二馈电单元还包括:第四竖臂和第四馈电端,所述第四竖臂用于连接所述第四耦合结构和所述第四馈电端,所述第四耦合结构与所述第四竖臂组成倒L形结构。
9.根据权利要求7或8所述的天线,其特征在于,还包括:第四介质层和第五介质层,所述第一耦合结构和所述第三耦合结构之间设有所述第四介质层,所述第二耦合结构和所述第四耦合结构之间设有所述第五介质层。
10.根据权利要求1-9任一项所述的天线,其特征在于,所述第一辐射单元包括第一滤波电路,所述第一滤波电路包括与所述第一馈电单元串联的第一感性件。
11.根据权利要求10所述的天线,其特征在于,所述第一滤波电路还包括:与所述第一馈电单元并联的第一容性件。
12.根据权利要求1-11任一项所述的天线,其特征在于,所述第二辐射单元包括第二滤波电路,所述第二滤波电路包括与所述第二馈电单元串联的第二容性件。
13.根据权利要求1-12任一项所述的天线,其特征在于,所述磁偶极子包括与第一电偶极子和第二电偶极子电连接的多个导电柱,以及所述多个导电柱围成的缝隙。
14.根据权利要求13所述的天线,其特征在于,所述导电柱包括:第一连接部和所述第二连接部,所述第二电偶极子包括相对的第一端和第二端,所述第一端通过所述第一连接部和所述第一电偶极子电连接,且所述第二端通过所述第二连接部和所述接地板电连接。
15.一种通讯设备,其特征在于,包括射频模块以及如权利要求1-14任一项所述的天线,所述射频模块和所述天线电连接。
16.根据权利要求15所述的通讯设备,其特征在于,所述通讯设备包括:背壳,所述背壳上设有所述天线。
17.根据权利要求15或16所述的通讯设备,其特征在于,所述通讯设备还包括:中框,所述中框包括:承载板和绕承载板一周的边框,所述边框上设有所述天线。
18.根据权利要求17所述的通讯设备,其特征在于,所述承载板上设有印制电路板PCB,所述第一馈电单元、所述第二馈电单元、所述接地板设置在所述PCB上。
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