CN117767009A - 一种微带天线及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微带天线及显示装置，用以在不影响屏幕显示的情况下实现了高频段的终端通信所述天线包括：透明基底，位于所述透明基底一侧的微带贴片和两条微带馈线，所述微带贴片和所述两条微带馈线均为金属网格化结构；任意微带馈线的一端与所述微带贴片连接，另一端与焊盘连接。

Description

一种微带天线及显示装置

技术领域

本申请涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种微带天线及显示装置。

背景技术

随着移动通信技术的不断发展，天线作为移动通信设备中不可或缺的存在，目前已出现诸如Wi-Fi、蓝牙等的无线通信技术与例如智能电话形式的显示设备结合的情形，但随着通信频段的日益紧张，高频或超高频通信走进人们视野，在终端设备采用毫米波通信成为未来一大发展方向。

为了满足高增益同时又能波束扫描或者波束赋形，需要采用相控阵列天线技术，这就需要在有限的空间内集成越来越多的天线。为了能够在有限的空间内集成越来越多的天线，需要在传统的天线设计方式基础上，开辟其它的天线空间，比如：屏幕集成天线，即天线在屏设计，屏含天线的设计等。特别是随着5G无线通信产品全面屏的兴起，天线数量越来越多，而追求极致全面屏的效果，导致天线的空间被不断的压缩，于是在屏幕上集成透明天线变得越来越迫切。

发明内容

本申请实施例提供了一种微带天线及显示装置，在不影响屏幕正常显示的基础上，能够实现高频终端通信。

第一方面，本申请实施例提供了一种微带天线，所述天线包括：透明基底，位于所述透明基底一侧的微带贴片和两条微带馈线，所述微带贴片和所述两条微带馈线均为金属网格化结构；

任意微带馈线的一端与所述微带贴片连接，另一端与焊盘连接。

在一种可能的实施方式中，所述微带贴片的形状为矩形，所述矩形的对角线长度等于所述微带天线的中心工作频率的二分之一波长。

在一种可能的实施方式中，所述两条微带馈线以所述微带贴片的中心线成轴对称分布。

在一种可能的实施方式中，所述微带天线还包括：与所述微带贴片位于所述透明基底同一侧的至少一个寄生贴片，所述寄生贴片为金属网格化结构。

在一种可能的实施方式中，所述寄生贴片位于所述微带贴片远离所述微带馈线的一侧，且与所述微带贴片具有间隔距离。

在一种可能的实施方式中，所述寄生贴片的形状为多边形。

在一种可能的实施方式中，所述寄生贴片的面积小于所述微带贴片的面积。

在一种可能的实施方式中，所述寄生贴片为多个，且围绕所述微带贴片设置。

第二方面，本申请实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括：盖板、显示面板以及位于所述盖板和所述显示面板之间的如上述第一方面所述的微带天线。

在一种可能的实施方式中，所述微带天线通过光学透明胶分别与所述盖板和所述显示面板固定。

在一种可能的实施方式中，所述显示装置还包括：

位于所述盖板与所述微带天线之间的偏光片，所述偏光片通过光学透明胶与所述微带天线固定。

本申请实施例提供的微带天线及显示装置，通过将网格化的微带贴片和两条微带馈线集成在显示屏内部，在不影响屏幕显示的情况下实现了高频段的终端通信；而且微带贴片和两条微带馈线的天线结构能够有效提高天线的隔离度和交叉极化比；另外引入了寄生贴片，提高了天线的增益。

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要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本申请实施例提供的一种不包括寄生贴片的微带天线结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种不包括寄生贴片的微带天线结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种寄生贴片结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种包括寄生贴片的微带天线结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种包括寄生贴片的微带天线结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种微带天线的反射系数示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种不包括寄生贴片的微带天线结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种耦合度对比示意图；

图9为本申请实施例提供的一种天线垂直面上的增益示意图；

图10为本申请实施例提供的一种天线水平面上的增益示意图；

图11为本申请实施例提供的一种为未引入寄生贴片和引入寄生贴片的增益对比示意图；

图12为本申请实施例提供的一种水平面上交叉极化比对比示意图；

图13为本申请实施例提供的一种垂直面上交叉极化比对比示意图；

图14为本申请实施例提供的一种显示装置结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本申请内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

为了增加带显示屏终端的信号接收强度，将天线集成到显示屏内部，为了不影响屏幕显示，本申请实施例提供了一种微带天线，微带天线具体可以包括：透明基底，位于透明基底一侧的微带贴片和两条微带馈线，两条微带馈线可以实现双极化天线信号。微带贴片和两条微带馈线均为金属网格化结构；任意微带馈线的一端可以与微带贴片连接，另一端可以与焊盘连接。

具体地，透明基底可以包括但不仅限于环烯烃共聚物和聚对苯二甲酸乙二醇酯等透明材料。

具体地，微带贴片和两条微带馈线的结构如图1所示，101为微带贴片，102_1和102_2为与微带贴片101连接的微带馈线，焊盘103_1与微带馈线102_1的一端连接，焊盘103_2与微带馈线102_2的一端连接。

在一种可能的实施方式中，微带贴片和微带馈线均可以通过金属网格压印或刻蚀工艺得到的，微带贴片和微带馈线的金属材料可以包括但不仅限于纯铜。具体地，微带贴片和微带馈线均可以包括多个网格单元，网格单元的金属线宽可以为2微米-30微米，网格单元的厚度可以为1微米到10微米，网格单元相对的节点间距可以为50微米-200微米。

如图1所示，微带贴片101的形状可以为矩形，矩形的对角线长度可以约等于微带天线的中心工作频率的二分之一波长；两条微带馈线可以以微带贴片的中心线成轴对称分布。

在一种可能的实施方式中，两条微带馈线可以不以微带贴片的中心线成轴对称分布，两条微带馈线从微带贴片的不同方向延伸出即可，具体如图2所示，包括微带贴片201和微带馈线202_1和微带馈线202_2，微带馈线202_1的一端与微带贴片201连接，另一端与焊盘203_1连接，微带馈线202_2的一端与微带贴片201连接，另一端与焊盘203_2连接，焊盘的形状以及尺寸在本申请实施例中不作具体限定，另外，微带贴片的形状也可以不仅限于矩形，可以为除矩形外的其它多边形或圆形。

为了提高微带天线的增益，本申请实施例在微带贴片周围还可以设置寄生贴片，寄生贴片与微带贴片均可以位于透明基底的同一侧，为了不影响显示，寄生贴片也可以为金属网格化结构，其网格单元的各项形状参数可以与上述实施例中微带贴片的相同，在此不作详述。具体地，如图3所示的寄生贴片可以为矩形，也可以是除了矩形以外的其它多边形，例如正五边形、正六边形或者是不规则的多边形，也可以设置为圆形，此处不进行具体限定。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，寄生贴片401一般位于微带贴片402远离微带馈线(如图示出的403_1和403_2)的一侧，且寄生贴片401一般与微带贴片402具有间隔距离。例如微带馈线403_1与微带贴片402连接的一端位于微带贴片402的左侧，微带馈线403_2与微带贴片402连接的一端位于微带贴片402的右侧，则寄生贴片401可以设置在微带贴片402的上侧。其中，在本申请实施例中对于间隔距离不进行具体的限定，具体可以根据信号接收强度的需求进行设置。本申请实施例提供的微带天线，由于引入了寄生贴片，提高了天线的增益，微带贴片与微带馈线的连接方式可以增大天线的隔离度和交叉极化比。

在一种可能的实施方式中，寄生贴片可以为多个，且围绕微带贴片设置，例如，如图5所示，可以包括3个寄生贴片(如图示出的501_1、501_2和501_3)，寄生贴片501_1、寄生贴片501_2和寄生贴片501_3均与微带贴片502具有间隔距离，微带馈线503_1与微带贴片502连接的一端位于微带贴片502的左下侧，微带馈线503_2与微带贴片502连接的一端位于微带贴片502的右下侧，则寄生贴片501_1可以设置在微带贴片502的上侧，寄生贴片501_2可以设置在微带贴片502的左上侧，寄生贴片501_3可以设置在微带贴片502的右上侧。在本申请实施例中，不对寄生贴片的数量和位置进行具体限定。

在一种可能的实施方式中，寄生贴片的面积可以小于微带贴片的面积。若寄生贴片和微带贴片的形状均为矩形，则寄生贴片的面积小于微带贴片的面积可以包括：寄生贴片的宽度与微带贴片的宽度相同，寄生贴片的长度小于微带贴片的长度；或寄生贴片的长度与微带贴片的长度相同，寄生贴片的宽度小于微带贴片的宽度；或寄生贴片的长度与宽度的乘积小于微带贴片的长度与宽度的乘积；

若寄生贴片的形状为不规则的多边形或圆形，即可通过计算多个网格单元的面积来得到寄生贴片和微带贴片的面积，寄生贴片的面积小于微带贴片的面积包括：寄生贴片包括的网格单元的数量少于微带贴片包括的网格单元的数量。以图5为例，若单个网格单元的面积为s，则寄生贴片501_1包括的网格单元的数量为7，面积为7s，寄生贴片501_2包括的网格单元的数量为5，面积为5s，则寄生贴片501_3包括的网格单元的数量为5，面积为5s；微带贴片502包括的网格单元的数量为59，面积为59s。可以得到，寄生贴片501_1、寄生贴片501_2和寄生贴片501_3的面积均小于微带贴片502。

通过上述实施例中对于寄生贴片的引入，增大了天线有效辐射强度，使得天线对信号的接收强度增大，进而增强了终端的通信能力。

下面将对本申请实施例中提供的微带天线的各项性能参数进行说明：

天线的反射系数S11和S22，反射系数定义为反射波电压与入射波电压之比，这两个参数用于表示天线的发射效率的大小，值越大，表示天线本身反射回来的能量越大，这样天线的效率就越差；而值越小，表示天线本身反射波越小，天线损耗越小。

如图6所示，本申请实施例提供的微带天线在信号的辐射频率为37GHZ-40GHZ之间的反射系数均小于-10dB，而且信号的频率越高，其反射的能量越小，表明该微带天线可以实现高频段的信号通信。表明了本申请实施例提出的天线在S11和S22低于-10dB的标准下能够传输37GHZ-40GHZ频段的信。

如图7为未去掉两条微带馈线之间的金属网格，其中，包括微带贴片701，以及与微带贴片相连的微带馈线702_1和微带馈线702_2，微带馈线702_1的另一端与焊盘703_1连接，微带馈线702_2的另一端与焊盘703_2连接。

图8为图1所示的微带天线与图7所示的微带天线的耦合度对比示意图，本申请实施例提供的微带馈线之间的隔离度低于-15dB，低于如图7所示的未去掉两条微带馈线之间的金属网格的耦合度。表明本申请提供的微带天线各射频端口间具有较小的信号串扰，从而提高通信质量。

另外，该微带的性能参数还包括水平面的天线的增益，天线在37-40GHz频段天线增益为3～3.88dBi。如图9所示，天线的垂直3dB波束宽度为93.5°～97.8°；如图10所示，天线的水平3dB波束宽度为82.2°～82.8°。天线在水平方向和垂直方向均具有较宽的覆盖范围，且具有一定的增益，表明本申请实施例提供的微带天线能够较好的接收/辐射信号。

图11为未引入寄生贴片和引入寄生贴片的增益对比示意图，图示中给出了引入寄生贴片时的不同信号辐射频率下的天线增益(m4、m5和m6)，当信号的辐射频率为40GHZ时，对应的增益为2.8159dB；当信号的辐射频率为37GHZ时，对应的增益为3.5096dB；当信号的辐射频率为37.5GHZ时，对应的增益为3.5757dB，均比未引入寄生贴片时的天线增益高，表明本申请实施例提供的微带天线能够较好的接收/辐射信号。

交叉极化比：交叉极化比越大，说明从天线能够获得的信号正交性越强，两路信号之间的相关性越小，极化效果越好。如图12中(a)所示，在天线的水平面上，俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为37GHZ时，天线的交叉极化比大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为37.5GHZ时，天线的交叉极化比大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为38GHZ时，天线的交叉极化比大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为38.5GHZ时，天线的交叉极化比大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为39GHZ时，天线的交叉极化比为大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为39.5GHZ时，天线的交叉极化比为大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为40GHZ时，天线的交叉极化比为大于10dB。

如图13(a)所示，在天线的垂直面上，俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为37GHZ时，天线的交叉极化比大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为37.5GHZ时，天线的交叉极化比大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为38GHZ时，天线的交叉极化比大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为38.5GHZ时，天线的交叉极化比大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为39GHZ时，天线的交叉极化比为大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为39.5GHZ时，天线的交叉极化比为大于10dB；俯仰角为0度，信号的接收/辐射频率为40GHZ时，天线的交叉极化比为大于10dB。

如图12中(b)和图13(b)所示，与本申请实施例提供的微带天线的结构相比，如图7所示天线的水平面俯仰角为0度时以及垂直面俯仰角为0度时，在信号的接收/辐射频率在37GHZ-40GHZ之间的基础上，其对应的交叉极化比均处于5dB-10dB之间，小于本申请实施例提供的天线的交叉极化比。

通过上述实施例，表明了本申请提供的微带天线具有较高的增益、隔离度和交叉极化比，能够在保证不影响屏幕显示的前提下，保证了终端的通信能力，进而可以实现高频段终端通信。

在一种可能的实施方式中，本申请实施例还提供了一种显示装置，如图14所示，显示装置具体可以包括：盖板1、显示面板6以及位于盖板1和显示面板6之间的如上述实施例中的微带天线4。由于微带天线4中的微带贴片和微带馈线均是由网格化结构构成，因此，该微带天线4设置在显示面板6的出光面不会影响显示面板6的显示效果。

具体地，微带天线4可以通过光学透明胶3分别与盖板1和显示面板6固定。

具体地，显示装置可以还包括：位于盖板1与微带天线4之间的偏光片2，偏光片2可以通过光学透明胶3与微带天线4固定。

本申请实施例提供的显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、可穿戴产品等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本申请的限制。该显示装置的实施可以参见上述显示面板的实施例，重复之处不再赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种微带天线，其特征在于，所述天线包括：透明基底，位于所述透明基底一侧的微带贴片和两条微带馈线，所述微带贴片和所述两条微带馈线均为金属网格化结构；

任意微带馈线的一端与所述微带贴片连接，另一端与焊盘连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微带贴片的形状为矩形，所述矩形的对角线长度等于所述微带天线的中心工作频率的二分之一波长。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述两条微带馈线以所述微带贴片的中心线成轴对称分布。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微带天线还包括：与所述微带贴片位于所述透明基底同一侧的至少一个寄生贴片，所述寄生贴片为金属网格化结构。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述寄生贴片位于所述微带贴片远离所述微带馈线的一侧，且与所述微带贴片具有间隔距离。

6.根据权利要去5所述的方法，其特征在于，所述寄生贴片的形状为多边形。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述寄生贴片的面积小于所述微带贴片的面积。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述寄生贴片为多个，且围绕所述微带贴片设置。

9.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：盖板、显示面板以及位于所述盖板和所述显示面板之间的如权利要求1-8任一项所述的微带天线。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述微带天线通过光学透明胶分别与所述盖板和所述显示面板固定。

11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：

位于所述盖板与所述微带天线之间的偏光片，所述偏光片通过光学透明胶与所述微带天线固定。