CN117913505A - 天线结构和终端设备 - Google Patents
天线结构和终端设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117913505A CN117913505A CN202211232885.9A CN202211232885A CN117913505A CN 117913505 A CN117913505 A CN 117913505A CN 202211232885 A CN202211232885 A CN 202211232885A CN 117913505 A CN117913505 A CN 117913505A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- branch
- decoupling
- radiation
- antenna unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 112
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 63
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 42
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 31
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 24
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 20
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本申请提供一种天线结构和终端设备,该天线结构包括第一、第二天线单元和感性解耦元件,第一天线单元包括第一辐射枝节和设于第一辐射枝节第一端的馈电点。第二天线单元包括第二辐射枝节和设于第二辐射枝节的第二端的馈电点,第二辐射枝节的第一端与第一辐射枝节的第二端之间形成缝隙,以通过缝隙构成等效电容。感性解耦元件电连接于第一辐射枝节的第二端与第二辐射枝节的第一端之间形成等效电感。该等效电容和该等效电感形成LC谐振结构,以实现第一、第二天线单元之间的解耦。该缝隙呈交指形状,可用于减小感性解耦元件的尺寸,从而可利于该天线结构的小型化,进而利于将该天线结构应用到具有较小净空的小型化终端设备中。
Description
技术领域
本申请涉及天线技术领域,尤其涉及一种天线结构和终端设备。
背景技术
随着现代无线通信技术的发展,天线作为无线通信系统的前端器件发挥着越来越重要的作用,对天线设计也提出了更高的要求。目前,终端设备所需求的天线数量越来越多,MIMO(Muti-input Muti-output,多输入多输出)技术在不增加频谱带宽的条件下,通过在基站端和终端设备同时布置多个天线,通过提高频谱利用率的方式来提高信道容量,这需要基站端和终端设备的多个天线互相独立。然而,随着终端设备小型化的发展,例如手机外观设计朝着全面屏、窄边框、极致净空的趋势发展,屏幕占比越来越大,小型终端设备内部可用于天线设计的空间越来越少。想要在终端设备内部集成多个低耦合的天线面临着相当大的挑战。为了在有限的空间上布局多个天线,在一种可能的情况下,可通过在同一个辐射体上设置至少两个馈电点,并通过不同的馈电点与辐射体组合,形成多个天线单元。然而,由于复用了同一个辐射体,端口之间的隔离度较差,影响天线的性能。因此,如何在有限的空间内改善天线之间的隔离度是终端天线面对的主要问题之一,也是目前和未来的重要研究方向。
发明内容
本申请提供一种天线结构和终端设备,所述天线结构可实现良好的端口隔离度,且具有高效率、小型化等特点,可满足智能终端通信领域对天线的性能要求,也适于应用到小型化的终端设备中。
第一方面,本申请提供了一种天线结构,所述天线结构包括第一天线单元、第二天线单元和感性解耦元件。所述第一天线单元包括第一辐射枝节和设于所述第一辐射枝节的第一端的第一馈电点。所述第二天线单元包括第二辐射枝节和第二馈电点,所述第二辐射枝节的第一端与所述第一辐射枝节的第二端之间形成缝隙,所述第二辐射枝节的第二端设有所述第二馈电点。其中,所述缝隙呈交指形状,所述缝隙在所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间形成等效电容。所述感性解耦元件电连接于所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间,其中,所述感性解耦元件在所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间形成等效电感。其中,所述等效电容和所述等效电感形成LC谐振结构,所述LC谐振结构用于实现所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的解耦。
本申请提供的天线结构由于在第一天线单元和第二天线单元之间设置有感性解耦元件,且第一天线单元和第二天线单元之间通过呈交指形状的缝隙间隔开,在通过所述缝隙和所述感性解耦单元实现了所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的解耦的同时,还利用呈交指形状的缝隙来减小了所述感性解耦元件的尺寸,从而可利于所述天线结构的小型化,以减小所述天线结构所占用的空间,进而利于将所述天线结构应用到具有较小净空的小型化终端设备中,并且能够提升所述终端设备的通信性能。
在一种实施方式中,所述天线结构还包括第三天线单元,所述第三天线单元包括第三辐射枝节,所述第三辐射枝节的第一端设有第三馈电点,所述第三辐射枝节的第二端悬空。其中,所述第二辐射枝节和所述第三辐射枝节形成于同一辐射体上,所述第二辐射枝节的第二端与所述第三辐射枝节的第一端相邻,所述第二馈电点和所述第三馈电点相互靠近,以实现所述第二天线单元与所述第三天线单元之间的自解耦。
在本申请提供的天线结构中,由于第二天线单元和第三天线单元共用辐射体,两者之间可实现自解耦,无需引入额外的去耦合结构,不需要增大天线尺寸,在端口距离极近的情况下仍能保持良好的端口隔离度,从而可利于所述天线结构小型化,以减小所述天线结构所占用的空间,同时还可有效降低所述天线结构的设计和加工的复杂度,利于将所述天线结构应用到具有较小净空的小型化终端设备中,并且能够提升所述终端设备的通信性能。
在一种实施方式中,所述天线结构还包括第一解耦枝节,所述第一解耦枝节设于所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间,其中,所述第一解耦枝节的第一端与所述第一辐射枝节的第二端之间形成呈交指形状的第一子缝隙,所述第一解耦枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间形成呈交指形状的第二子缝隙,所述缝隙包括所述第一子缝隙和所述第二子缝隙。
其中,所述第一子缝隙在所述第一辐射枝节的第二端与所述第一解耦枝节的第一端之间形成第一等效子电容,所述第二子缝隙在所述第一解耦枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间形成第二等效子电容,所述第一等效子电容与所述第二等效子电容串联于所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间,所述等效电容包括串联的所述第一等效子电容和所述第二等效子电容。即,所述第一子缝隙、所述第二子缝隙和所述第一解耦枝节可构成一个容性解耦元件,与所述感性解耦元件共同形成LC谐振结构,以实现所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的解耦。
在一种实施方式中,所述感性解耦元件包括第二解耦枝节、感性元件和第三解耦枝节,其中,所述第二解耦枝节从所述第一辐射枝节的第二端延伸出来,所述第二解耦枝节的自由端与所述感性元件的第一端电连接。所述第三解耦枝节从所述第二辐射枝节的第一端延伸出来,所述第三解耦枝节的自由端与所述感性元件的第二端电连接。
如此,当所述第一天线单元激励时,所述第二解耦枝节既可参与所述第一天线单元的电磁波辐射,同时还可参与所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的解耦。同理,当所述第二天线单元激励时,所述第三解耦枝节既可参与所述第二天线单元的电磁波辐射,同时还可参与所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的解耦。也就是说,本申请提供的所述天线结构通过将所述感性解耦元件设置为包括所述第二解耦枝节和所述第三解耦枝节,既可实现所述第一天线单元与所述第二天线单元之间的解耦,同时还能分别增强所述第一天线单元和所述第二天线单元的辐射能力。
在一种实施方式中,所述缝隙和所述感性解耦元件用于将所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的CM阻抗调整为与所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的DM阻抗相近或相等,以将所述LC谐振结构的谐振频率调整为与所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的解耦频率相同,从而可实现所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的解耦,提升所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的隔离度,使所述天线结构具有较好的辐射性能,从而提升所述终端设备的通信性能。
在一种实施方式中,所述第一天线单元和所述第二天线单元为同频天线单元,或者,所述第一天线单元和所述第二天线单元的工作频段至少部分重叠。所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节在所述缝隙两侧大致呈对称设置。
在一种实施方式中,所述第二天线单元和所述第三天线单元为同频天线单元,或者,所述第二天线单元和所述第三天线单元的工作频段至少部分重叠。所述第二辐射枝节与所述第三辐射枝节在所述辐射体的中心两侧大致呈对称设置。
在一种实施方式中,第二辐射枝节的电长度等于所述第二天线单元的谐振频率的电磁波波长的四分之一。第三辐射枝节的电长度等于所述第三天线单元的谐振频率的电磁波波长的四分之一。所述第二馈电点和所述第三馈电点间隔预设距离,且所述预设距离均小于所述第二辐射枝节的长度和所述第三辐射枝节的长度。其中,对于共辐射体的所述第二天线单元和所述第三天线单元,两者的馈电点之间的间隔会影响两者之间的隔离效果,两者的馈电点距离越近,两者之间的解耦效果越好,相应地,两者之间的隔离度越高。
在一种实施方式中,所述第一天线单元、所述第二天线单元、所述第三天线单元形成于同一辐射体上,所述辐射体为柔性电路板天线、印制电路板天线或微带天线中的任意一种。
第二方面,本申请提供了一种终端设备,包括壳体以及上述第一方面所述的天线结构,所述天线结构设于所述壳体中。所述终端设备包含的天线结构可实现MIMO天线系统的各端口之间良好的隔离度,且具有高效率、小型化、结构简单等特点,可满足智能终端通信领域对天线的性能要求,也利于所述终端设备的小型化,并且能够提升所述终端设备的通信性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对本申请实施例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终端设备的背面结构示意图。
图2为本申请第一实施例提供的一种天线结构设于第一位置时的示意图。
图3(a)为本申请第一实施例提供的天线结构设于第二位置时的第一视角示意图。
图3(b)为本申请第一实施例提供的天线结构设于第二位置时的第二视角示意图。
图4为本申请第二实施例提供的一种天线结构的示意图。
图5(a)为图2所示的天线结构的CM谐振模式的反射系数曲线示意图、以及电流和电场分布仿真图。
图5(b)为图2所示的天线结构的DM谐振模式的反射系数曲线示意图、以及电流和电场分布仿真图。
图6(a)为图4所示的天线结构的第一馈电点处于激励状态时的电流分布仿真图。
图6(b)为图4所示的天线结构的第二馈电点处于激励状态时的电流分布仿真图。
图7(a)为图4所示的天线结构在未加载所述感性解耦元件时的S参数曲线示意图。
图7(b)为图4所示的天线结构在加载了所述感性解耦元件时的S参数曲线示意图。
图7(c)为图4所示的天线结构在加载了所述感性解耦元件时的S参数和天线效率曲线示意图。
图8(a)为图4所示的天线结构的第一馈电点处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。
图8(b)为图4所示的天线结构的第二馈电点处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。
图9为图4所示的天线结构的包络相关系数的示意图。
图10为本申请第三实施例提供的一种天线结构设于第一位置时的示意图。
图11(a)为本申请第三实施例提供的天线结构设于第二位置时的第一视角示意图。
图11(b)为本申请第三实施例提供的天线结构设于第二位置时的第二视角示意图。
图12为本申请第四实施例提供的一种天线结构的示意图。
图13(a)为单端口的天线结构处于激励状态时的电流分布仿真图。
图13(b)为单端口的天线结构处于激励状态时的电场分布仿真图。
图14(a)为共辐射体的双端口天线结构的其中一个馈电点处于激励状态时的电流分布仿真图。
图14(b)为共辐射体的双端口天线结构的另一个馈电点处于激励状态时的电流分布仿真图。
图15(a)为图10所示的天线结构的S参数曲线示意图。
图15(b)为图10所示的天线结构的S参数和天线效率曲线示意图。
图16(a)为图10所示的天线结构的第一馈电点处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。
图16(b)为图10所示的天线结构的第二馈电点处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。
图16(c)为图10所示的天线结构的第三馈电点处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。
图17为图10所示的天线结构的包络相关系数的示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
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。其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,不能理解为对本申请的限制。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,本领域普通技术人员在没有做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。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本申请在说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的,不是旨在限制本申请。例如,本申请实施例中的“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而不是用于限定特定顺序。此外,“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种终端设备100的背面结构示意图。所述终端设备100包括壳体11和显示屏(图未示),所述壳体11与所述显示屏共同围成一个收容腔来收容所述终端设备100的内部结构,例如电池12、电路板13等结构。其中,本申请实施例的终端设备100以为手机为例。所述壳体11包含后盖111和边框112,所述后盖111上可设有后置摄像头14。所述终端设备100中还设置有天线,以实现所述终端设备100的无线通信功能。在本申请的实施例中,所述终端设备100包括设于所述收容腔内的天线结构20。
应说明的是,图1仅示意性地示出了所述终端设备100包含的一些结构部件,这些结构部件的实际构造和位置不受图1的限制,并且相对于图1中所示出的结构部件,所述终端设备100实际上可以具有更多的结构部件,例如所述终端设备100还可包括处理器、存储器、前置摄像头、指纹模组等器件。
请参阅图2,本申请第一实施例提供了一种双端口天线结构201,所述天线结构201包括第一天线单元21和第二天线单元22,其中,所述第一天线单元21包括第一辐射枝节211和第一馈电点212,其中,所述第一辐射枝节211的第一端设有所述第一馈电点212,所述第一辐射枝节211的第二端悬空,即所述第一辐射枝节211的第二端为开放端。所述第二天线单元22包括第二辐射枝节221和第二馈电点222,其中,所述第二辐射枝节221的第一端悬空,即,所述第二辐射枝节221的第一端为开放端,所述第二辐射枝节221的第二端设有所述第二馈电点222。
在所述第一实施例中,所述第二辐射枝节221的第一端与所述第一辐射枝节211的第二端之间形成缝隙24。在一种实施方式中,所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221可为在同一辐射体A1上开缝形成的两个枝节。
所述辐射体A1的天线形式可为以下任意一种:柔性电路板天线、印制电路板天线、微带天线。其中,在一种实施方式中,如图2所示,所述辐射体A1可贴设于所述终端设备100内部的电路板13表面上,例如设于所述电路板13朝向所述后盖111的表面上。在具体的实现方式中,所述电路板13的表面与所述辐射体A1之间可设有绝缘介质,以将所述电路板13与所述辐射体A1相互电隔离。例如,可在一介质基板的正面印刷所述电路板13的走线层,在所述介质基板的背面印刷所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221。在另一种实施方式中,如图3(a)和图3(b)所示,所述辐射体A1可贴设于所述电路板13朝向所述边框112的侧面上。在具体的实现方式中,所述电路板13的侧面可先设置一层绝缘介质层,再将所述辐射体A1贴设于所述介质层远离所述电路板13的表面上。应说明的是,本申请实施例中所示的辐射体A1在所述电路板13上的设置方式只是示意性说明,在具体实现中,所述辐射体A1的设置方式可根据实际需求进行相应的调整。
所述电路板13可用作所述第一天线单元21和所述第二天线单元22的金属地板。所述电路板13上可设置第一馈电端口(图未示)和第二馈电端口(图未示),所述第一馈电端口与第一馈源31电连接,所述第二馈电端口与第二馈源32电连接。所述第一馈电点212例如可通过馈电弹片等连接结构与所述第一馈电端口电连接,以实现所述第一馈源31对所述第一天线单元21的激励。同理,所述第二馈电点222例如可通过馈电弹片等连接结构与所述第二馈电端口电连接,以实现所述第二馈源32对所述第二天线单元22的激励。
在所述第一实施例中,所述第一天线单元21和所述第二天线单元22为同频天线单元,或者,所述第一天线单元21和所述第二天线单元22的工作频段至少部分重叠。本申请的实施例中以所述天线结构201覆盖5G的N78频段(3.4GHz-3.6GHz)为例。在其他实施例中,所述天线结构201也可以设计为覆盖N77频段(3.3GHz-4.2GHz)、或N79频段(4.4GHz-5.0GHz)等,以满足5G终端设备的通信需求。
为了实现所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦,请再次参阅图2或图3(a)-图3(b),在所述第一实施例中,所述缝隙24在所述第一辐射枝节211的第二端与所述第二辐射枝节221的第一端之间形成等效电容。即,所述缝隙24相当于一个容性解耦元件。
所述天线结构201还包括电连接于所述第一辐射枝节211的第二端与所述第二辐射枝节221的第一端之间的感性解耦元件25,所述感性解耦元件25在所述第一辐射枝节211的第二端与所述第二辐射枝节221的第一端之间形成等效电感。其中,所述等效电容和所述等效电感形成LC谐振结构,所述LC谐振结构用于实现所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦。
也就是说,所述天线结构201通过在所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221之间形成缝隙24(例如在所述辐射体A1上开设所述缝隙24)来形成容性解耦元件,并在所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221之间设置所述感性解耦元件25,通过所述容性解耦元件与所述感性解耦元件25来共同形成LC谐振结构,以实现所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦。其中,所述LC谐振结构对应的参数满足对所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦频段的解耦要求,从而可在所述第一天线单元21和所述第二天线单元22的辐射带宽内实现所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦。
在所述第一实施例中,所述缝隙24呈交指形状,所述缝隙24还可用于减小所述感性解耦元件25所对应的等效电感的感值,从而可达到减小所述感性解耦元件25的尺寸,以减小所述感性解耦元件25在所述终端设备100的容纳腔内所占用的空间的目的。
具体地,由于电感的感值越大,电感的体积通常也越大,因此,可通过减小电感的感值来实现减小所述电感的体积的目的。根据LC谐振结构的谐振频率公式:f=1/(2*π*√LC)可知,在谐振频率f不变的情况下,所述等效电感的感值与所述等效电容的容值成反比关系。而根据电容的计算公式:C=εrS/(4πkd)可知,在介质的相对介电系数εr、静电力常量K、电容极板的距离d均不变的情况下,电容的容值C与电容极板的正对面积S成正比例关系。
本申请提供的所述天线结构201通过将所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221之间的缝隙24设计为呈交指形状的结构,可在所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221的厚度和宽度、以及两个辐射枝节之间的间距均不变的情况下增大所述缝隙24的长度,从而增大所述等效电容的电容极板的正对面积,以增大所述等效电容的电容值,进而可达到减小所述等效电感的感值,以减小所述感性解耦元件25的尺寸的目的。
在所述第一实施例中,如图2或图3(b)所示,所述缝隙24为连通的一条缝隙。即,所述辐射体A1上开设一条贯穿其宽度和厚度方向的缝隙24来形成所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221。
在第二实施例中,如图4所示,所述辐射体A1上间隔开设有贯穿其宽度和厚度方向的两条缝隙来形成所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221。即,在所述第二实施例中,双端口天线结构202还包括第一解耦枝节241,所述第一解耦枝节241设于所述第一辐射枝节211的第二端与所述第二辐射枝节221的第一端之间,其中,所述第一解耦枝节241的第一端与所述第一辐射枝节211的第二端之间形成呈交指形状的第一子缝隙G1,所述第一解耦枝节241的第二端与所述第二辐射枝节221的第一端之间形成呈交指形状的第二子缝隙G2,所述缝隙24包括所述第一子缝隙G1和所述第二子缝隙G2。
所述第一子缝隙G1在所述第一辐射枝节211的第二端与所述第一解耦枝节241的第一端之间形成第一等效子电容,所述第二子缝隙G2在所述第一解耦枝节241的第二端与所述第二辐射枝节221的第一端之间形成第二等效子电容,所述第一等效子电容与所述第二等效子电容串联于所述第一辐射枝节211的第二端与所述第二辐射枝节221的第一端之间,所述等效电容包括串联的所述第一等效子电容和所述第二等效子电容。即,所述第一子缝隙G1、所述第二子缝隙G2和所述第一解耦枝节241可构成一个容性解耦元件,与所述感性解耦元件25共同形成LC谐振结构,以实现所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦。
在其他实施例中,所述缝隙24还可包含三条或三条以上的子缝隙。本申请对所述辐射体A1上开设的缝隙的数量不做具体限定。
请再次参阅图2、图3(a)或图4,所述感性解耦元件25跨接于所述缝隙24的外侧。在一种实施方式中,所述感性解耦元件25可设于所述电路板13的表面或侧面上,例如图2和图4所示,所述感性解耦元件25与所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221均可设于所述电路板13的同一表面上。可选地,在另一种实施方式中,如图3(a)和图3(b)所示,所述感性解耦元件25可设于所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221远离所述电路板13的一侧,并跨接在所述缝隙24外侧。可选地,在其他实施方式中,所述感性解耦元件25可设于所述电路板13的表面上,而所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221均设于所述电路板13的侧面上;或者,所述感性解耦元件25可设于所述电路板13的侧面上,而所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221均设于所述电路板13的表面上。
所述感性解耦元件25的第一端与所述第一辐射枝节211的第二端电连接,所述感性解耦元件25的第二端与所述第二辐射枝节221的第一端电连接。具体的,所述感性解耦元件25包括第二解耦枝节251、第三解耦枝节252和感性元件253,其中,所述第二解耦枝节251可从所述第一辐射枝节211的第二端延伸出来,所述第二解耦枝节251的自由端与所述感性元件253的第一端电连接。所述第三解耦枝节252可从所述第二辐射枝节221的第一端延伸出来,所述第三解耦枝节252的自由端与所述感性元件253的第二端电连接。如此,当所述第一天线单元21激励时,所述第二解耦枝节251既可参与所述第一天线单元21的电磁波辐射,同时还可参与所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦。同理,当所述第二天线单元22激励时,所述第三解耦枝节252既可参与所述第二天线单元22的电磁波辐射,同时还可参与所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦。也就是说,本申请提供的所述天线结构201或202通过将所述感性解耦元件25设置为包括所述第二解耦枝节251和所述第三解耦枝节252,既可实现所述第一天线单元21与所述第二天线单元22之间的解耦,同时还能分别增强所述第一天线单元21和所述第二天线单元22的辐射能力。
在一种实施方式中,所述第一天线单元21和所述第二天线单元22可均为单极子天线,所述第一辐射枝节211的电长度等于所述第一天线单元21的谐振频率的电磁波波长的四分之一,所述第二辐射枝节221的电长度等于所述第二天线单元22的谐振频率的电磁波波长的四分之一。在其他实施方式中,所述第一天线单元21和所述第二天线单元22也可设计为其他形式的天线,例如IFA天线等。
在所述第一实施例或所述第二实施例中,所述第一辐射枝节211与所述第二辐射枝节221在所述缝隙24两侧大致呈对称设置。所述缝隙24和所述感性解耦元件25用于将所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的CM阻抗调整为与所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的DM阻抗相等或近似相等,以将所述LC谐振结构的谐振频率调整为与所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦频率相同,从而可实现所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦,提升所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的隔离度。应说明的是,本申请提及的“解耦频率”是指能消除所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的耦合的谐振频率。例如,在一种实施方式中,若所述第一天线单元21和所述第二天线单元22为同频天线单元,则所述“解耦频率”可定义为与所述第一天线单元21的谐振频率和所述第二天线单元22的谐振频率均相同的频率。若所述第一天线单元21和所述第二天线单元22的工作频段至少部分重叠,则所述“解耦频率”可定义为与所述第一天线单元21的谐振频率和所述第二天线单元22的谐振频率均重叠的频率。
以下结合仿真试验,对所述天线结构201的隔离度作进一步说明。
请参阅图5(a),图5(a)为对图2所示的双端口天线结构201的共模(CM)谐振模式进行仿真测试所获得的反射系数曲线示意图、以及电流和电场分布仿真图。其中,在图5(a)所示的反射系数曲线示意图中,标识1、标识2、标识3所在的曲线分别表示在所述缝隙24的结构不变、而所述感性解耦元件25的等效感值分别取值为3nh、5nh、8nh时对应的反射系数曲线。从图5(a)所示的反射系数曲线示意图可看出,在所述缝隙24的结构不变的情况下,所述天线结构201的谐振频率和天线效率均跟随所述感性解耦元件25的等效感值的变化而变化。
请参阅图5(b),图5(b)为对图2所示的双端口天线结构201的差模(DM)谐振模式进行仿真测试所获得的反射系数曲线示意图、以及电流和电场分布仿真图。其中,在图5(b)所示的反射系数曲线示意图中,标识1、标识2、标识3所在的曲线分别表示在所述缝隙24的结构不变、而所述感性解耦元件25的等效感值分别取值为3nh、5nh、8nh时对应的反射系数曲线。从图5(b)所示的反射系数曲线示意图可看出,在所述缝隙24的结构不变的情况下,所述天线结构201的谐振频率和天线效率均未跟随所述感性解耦元件25的等效感值的变化而变化。
结合图5(a)和图5(b)所示的反射系数曲线示意图可知,在所述天线结构201的合适位置上加载电感,对所述天线结构201的DM谐振影响不大,主要影响所述天线结构201的CM谐振的谐振频率。因此,通过调整匹配,即所述感性元件253的感值可以实现所述天线结构201的CM谐振的单独调试,从而实现所述天线结构201的两端口之间的高隔离度。
对于同频的所述第一天线单元21和所述第二天线单元22,由于反射系数S11=S22,传输系数S12=S21,根据CM谐振模式和DM谐振模式的反射系数与传输系数之间的对应关系:Scc11=(S11+S12+S21+S22)/2,Sdd11=(S11-S12-S21+S22)/2,可得出:Scc11-Sdd11=2S21。也就是说,在单端口激励时,若CM谐振模式和DM谐振模式具有相同的阻抗匹配,使CM谐振频率与DM谐振频率相等或近似相等,且CM谐振模式和DM谐振模式的激励电流幅值相同时,则可以完全抵消无源端口中的电流,这时,两个天线单元之间的传输系数S21为0,两个天线单元之间具有最好的隔离度。
从图5(a)和图5(b)所示的电流和电场分布仿真图也可以看出,在其中一个端口(例如所述第一馈电点212)馈入的CM信号和DM信号的幅值和相位均相同,而在另一个端口(例如所述第二馈电点222)馈入的CM信号和DM信号的幅值相同但相位相反时,所述第一辐射枝节211上的CM模式和DM模式的辐射电流方向相同,所述第一辐射枝节211附近的CM模式和DM模式的辐射电场方向也相同,可实现两种模式的辐射电流的同向叠加以及两种模式的辐射电场的同向叠加,从而起到增强辐射能力的效果。所述第二辐射枝节221上的CM模式和DM模式的辐射电流方向相反,所述第二辐射枝节221附近的CM模式和DM模式的辐射电场方向也相反,即,两种模式的反向辐射电流相互抵消,两种模式的反向辐射电场也相互抵消,相当于在所述第二辐射枝节221上未产生辐射电流和辐射电场。因此,当在其中一个端口馈入激励信号,而在另一个端口未馈入激励信号时,相当于在所述其中一个端口馈入幅值和相位均相同的CM信号和DM信号之和,而在所述另一个端口馈入幅值相同但相位相反的CM信号和DM信号,在所述其中一个端口中馈入的激励电流不会耦合到所述另一个端口中。
可见,本申请提供的天线结构201利用所述缝隙24和所述感性解耦元件25来将所述天线结构201的CM阻抗调整为与所述天线结构201的DM阻抗相近或相等,使CM谐振频率与DM谐振频率相等或近似相等,既可提升所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的隔离度,又能够使所述天线结构201具有较好的辐射性能,从而提升所述终端设备100的通信性能。
下面以所述天线结构202的第一天线单元21和第二天线单元22均工作在N78频段、谐振频率为3.5GHz为例,对图4所示的天线结构202的性能进行分析。
图6(a)为图4所示的双端口天线结构202的第一馈电点212处于激励状态时的电流分布仿真图。从图6(a)所示的电流分布仿真图可看出,当所述第一天线单元21的第一馈电点212处于激励状态时,辐射电流主要集中在所述第一天线单元21的第一辐射枝节211上,在第二天线单元22的第二辐射枝节221和第二馈电点222上只有微弱的辐射电流。也就是说,在所述第一馈电点212处于激励状态下时,所述第一辐射枝节211上产生的辐射电流对所述第二馈电点222的影响较小。
图6(b)为图4所示的双端口天线结构202的第二馈电点222处于激励状态时的电流分布仿真图。从图6(b)所示的电流分布仿真图可看出,当所述第二天线单元22的第二馈电点222处于激励状态时,辐射电流主要集中在所述第二天线单元22的第二辐射枝节221上,在第一天线单元21的第一辐射枝节211和第一馈电点212上只有微弱的辐射电流。也就是说,在所述第二馈电点222处于激励状态下时,所述第二辐射枝节221上产生的辐射电流对所述第一馈电点212的影响较小。
结合图6(a)和图6(b)所示的电流分布仿真图可知,所述第一馈电点212和第二馈电点222之间具有较高的隔离度。
图7(a)为图4所示的双端口天线结构202在未加载所述感性解耦元件25时的S参数曲线示意图。其中,标号S11用于指示所述第一天线单元21的反射系数曲线,标号S22用于指示所述第二天线单元22的反射系数曲线,标号S21用于指示所述第一天线单元21与所述第二天线单元22之间的传输系数曲线。从图7(a)所示的S参数曲线可看出,在工作频段(3.4-3.6GHz)内,两个端口(即所述第一馈电点212和所述第二馈电点222)之间的隔离度非常差,只有2.7dB-3.2dB。
图7(b)为图4所示的双端口天线结构202在加载了所述感性解耦元件25时的S参数曲线示意图。其中,标号S11用于指示所述第一天线单元21的反射系数曲线,标号S22用于指示所述第二天线单元22的反射系数曲线,标号S21用于指示所述第一天线单元21与所述第二天线单元22之间的传输系数曲线。从图7(b)所示的S参数曲线可看出,在工作频段(3.4-3.6GHz)内,所述第一天线单元21的反射系数S11和所述第二天线单元22的反射系数S22均小于-6dB,且两端口(即所述第一馈电点212和所述第二馈电点222)之间的隔离度均高于13dB,最高可达37dB,隔离度非常好。
图7(c)为图4所示的双端口天线结构202在加载了所述感性解耦元件25时的S参数和天线效率曲线示意图。其中,标号S11用于指示所述第一天线单元21的反射系数曲线,标号S22用于指示所述第二天线单元22的反射系数曲线,标号Rad_P1用于指示所述第一天线单元21的辐射效率曲线,标号Rad_P2用于指示所述第二天线单元22的辐射效率曲线,标号Tot_P1用于指示所述第一天线单元21的系统效率曲线,标号Tot_P2用于指示所述第二天线单元22的系统效率曲线。从图7(c)中可看出,在工作频带(3.4-3.6GHz)内,所述第一天线单元21的天线效率(辐射效率和系统效率)和所述第二天线单元22的天线效率均较高,未产生效率凹坑。可见,本申请实施例提供的所述天线结构202在改善所述第一天线单元21与所述第二天线单元22之间的隔离度的同时,还提升了所述第一天线单元21和所述第二天线单元22的天线效率。
图8(a)为图4所示的双端口天线结构202的第一馈电点212处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。图8(b)为图4所示的双端口天线结构202的第二馈电点222处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。从图8(a)和图8(b)所示的3D方向图可看出,本申请实施例提供的所述天线结构202在提升双端口之间的隔离度的同时,天线的辐射模式、极化方向图特性保持稳定。
图9为图4所示的双端口天线结构202的包络相关系数(Envelope CorrelationCoefficient,ECC)的示意图。其中,ECC是一种用来表征多天线间的MIMO性能的系数。ECC越小,天线的吞吐率性能越好。通常,对ECC的指标要求为小于0.2。从图9可看出,本申请实施例提供的所述天线结构202在工作频段3.4GHz-3.6GHz内,两端口间的ECC均小于0.12,具有良好的分集性能。
综上所述,本申请的实施例提供的双端口天线结构202通过在所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间形成缝隙结构,并在不增大天线单元之间的间距的前提下,在所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221上构造成感性走线,使所述天线结构202的CM阻抗与DM阻抗相等,从而将所述天线结构202在共模状态下的谐振频率与差模状态下的谐振频率调整为相等,可有效提升所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的隔离度,达到提升所述天线结构202的天线效率的目的。
另外,所述天线结构202通过将所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的缝隙24设计为呈交指形状的开缝结构,可有效减小所述感性解耦元件25的尺寸,从而利于所述天线结构202的进一步小型化,以进一步减小所述天线结构202所占用的空间,进而利于将所述天线结构202应用到具有较小净空的小型化终端设备100中。
请参阅图10,本申请第三实施例还提供一种三端口天线结构203,其中,相对于图4所示的双端口天线结构202,图10所示的三端口天线结构203增加了第三天线单元23,所述第三天线单元23包括第三辐射枝节231,所述第三辐射枝节231的第一端设有第三馈电点232,所述第三辐射枝节231的第二端悬空,即,所述第三辐射枝节231的第二端为开放端。
在所述第三实施例中,所述第一辐射枝节211、所述第二辐射枝节221和所述第三辐射枝节231可为在同一辐射体A2上形成的三个枝节。其中,所述辐射体A2的天线形式可为以下任意一种:柔性电路板天线、印制电路板天线、微带天线。所述辐射体A2在所述终端设备100的壳体11内的设置方式可与第一实施例的辐射体A1的设置方式相似,例如图10所示,所述辐射体A2可贴设于所述电路板13朝向所述后盖111的表面上。可选地,如图11(a)和图11(b)所示,所述辐射体A2可贴设于所述电路板13朝向所述边框112的侧面上。应说明的是,本申请实施例中所示的辐射体A2在所述电路板13上的设置方式只是示意性说明,在具体实现中,所述辐射体A2的设置方式可根据实际需求进行相应的调整。在一些实施方式中,所述天线结构203包含的双缝结构(第一子缝隙G1和第二子缝隙G2)也可以设计为如图12所示的天线结构204所包含的单缝结构。
所述电路板13还可用作所述第三天线单元23的金属地板。所述电路板13上还可设置第三馈电端口(图未示),所述第三馈电端口与第三馈源33电连接,所述第三馈电点232例如可通过馈电弹片等连接结构与所述第三馈电端口电连接,以实现所述第三馈源33对所述第三天线单元23的激励。
在所述第三实施例中,所述天线结构203为三端口的MIMO天线结构203。所述第一天线单元21、所述第二天线单元22、所述第三天线单元23为同频天线单元,或者,所述第一天线单元21、所述第二天线单元22、所述第三天线单元23的工作频段至少部分重叠。本申请的实施例中以所述天线结构203覆盖5G的N78频段为例。在其他实施例中,所述天线结构203也可以设计为覆盖N77频段、或N79频段等,以满足5G终端设备的通信需求。
其中,在所述第三实施例提供的所述天线结构203中,所述第一天线单元21和所述第二天线单元22的结构以及两者之间的解耦原理请参阅前面对所述天线结构201或202所包含的所述第一天线单元21和所述第二天线单元22的结构以及两者之间的解耦原理的具体描述,在此不进行重复赘述。
在所述第三实施例中,所述第二辐射枝节221和所述第三辐射枝节231形成于同一辐射体A2上,所述第二辐射枝节221的第二端与所述第三辐射枝节231的第一端相邻,所述第二馈电点222和所述第三馈电点232相互靠近,以实现所述第二天线单元22与所述第三天线单元23之间的自解耦。也就是说,所述第二辐射枝节221和所述第三辐射枝节231是一种自解耦的天线设计,通过两个馈电端口同时激励同一个辐射体A2。
所述天线结构203也可以理解为在所述辐射体A2上开设所述缝隙24,并在所述辐射体A2上设置所述第一馈电点212、所述第二馈电点222和所述第三馈电点232,从而构造出所述第一天线单元21、所述第二天线单元22、和所述第三天线单元23。
在一种实施方式中,所述第一天线单元21、所述第二天线单元22和所述第三天线单元23可均为单极子天线,第一辐射枝节211的电长度等于所述第一天线单元21的谐振频率的电磁波波长的四分之一,所述第二辐射枝节221的电长度等于所述第二天线单元22的谐振频率的电磁波波长的四分之一,所述第三辐射枝节231的电长度等于所述第三天线单元23的谐振频率的电磁波波长的四分之一。在其他实施方式中,所述第一天线单元21、所述第二天线单元22和所述第三天线单元23也可设计为其他形式的天线,例如IFA天线等。
在所述第三实施例中,所述第二馈电点222和所述第三馈电点232间隔预设距离,且所述预设距离均小于所述第二辐射枝节221的长度和所述第三辐射枝节231的长度。
在所述第三实施例中,所述第二辐射枝节221与所述第三辐射枝节231在所述辐射体A2的中心两侧大致呈对称设置。即,所述第二馈电点222的位置和所述第三馈电点232的位置均偏离所述辐射体A2的中心。
下面以所述天线结构203的第一天线单元21、第二天线单元22和第三天线单元23均工作在N78频段、谐振频率为3.5GHz为例,对图10所示的天线结构203的工作原理和天线性能进行分析。
如图13(a)和图13(b)所示,以辐射体B上设置偏馈的单端口P为例,在一种激励模式下激励起端口左侧的左枝节b1的辐射模式,而端口右侧的右枝节b2未被激励起辐射模式时,左枝节b1上会产生较强的电流,而右枝节b2上只有微弱的电流。其中,端口P右侧的位置为电流小点,右枝节b2的右端为开放端,存在较强的电场,是电场最强点和电流最小点。从右枝节b2的右端至所述端口P的方向,电流变化不明显,但电场明显变小。也就是说,在右枝节b2靠近所述端口P的位置是电流和电场都相对较小的位置。由于电流小点、电场相对小点处的电势差接近于0,在该位置处加载短路或开路枝节时,对原始天线的主谐振频率、电流分布和方向图基本无影响,从而可实现一种自解耦天线。
基于以上的原理,所述天线结构203通过将所述第二馈电点222和所述第三馈电点232设置为相互靠近,如图14(a)所示,当所述第二馈电点222处于激励状态时,所述第二馈电点222左侧的第二辐射枝节221上产生较强的电流,而所述第二馈电点222右侧的第三辐射枝节231未被激励起辐射模式,所述第二馈电点222右侧的位置为电流小点,并且,所述第二馈电点222右侧附近的位置为电流小点和电场相对小点。由于所述第三馈电点232靠近所述第二馈电点222,根据以上的分析可知,所述第三馈电点232位于电流小点和电场相对小点处,在所述第三馈电点232处,所述第三辐射枝节231和地板之间的电势差为0,或接近于0,因此,所述第三馈电点232中的电流也接近于0,从而可实现所述第二馈电点222和所述第三馈电点232之间的自解耦。
同理,如图14(b)所示,当所述第三馈电点232处于激励状态时,所述第三馈电点232右侧的第三辐射枝节231上产生较强的电流,而所述第三馈电点232左侧的第二辐射枝节221未被激励起辐射模式,所述第三馈电点232左侧的位置为电流小点,并且,所述第三馈电点232左侧附近的位置为电流小点和电场相对小点。由于所述第二馈电点222位于靠近所述第三馈电点232,根据以上的分析可知,所述第二馈电点222位于电流小点和电场相对小点处,在所述第二馈电点222处,所述第二辐射枝节221和地板之间的电势差为0,或接近于0,因此,所述第二馈电点222中的电流也接近于0,从而可实现所述第三馈电点232和所述第二馈电点222之间的自解耦。
可见,对于共辐射体的所述第二天线单元22和所述第三天线单元23,两者的馈电点之间的间隔会影响两者之间的隔离效果,其中,两者的馈电点距离越近,两者之间的解耦效果越好,相应地,两者之间的隔离度越高。
图15(a)为图10所示的三端口天线结构203的S参数曲线示意图。其中,标号S11、S22、S33分别用于指示所述第一天线单元21、所述第二天线单元22、所述第三天线单元23的反射系数曲线,标号S21用于指示所述第一天线单元21与所述第二天线单元22之间的传输系数曲线,标号S13用于指示所述第一天线单元21与所述第三天线单元23之间的传输系数曲线,标号S32用于指示所述第二天线单元22与所述第三天线单元23之间的传输系数曲线。
从图15(a)所示的S参数曲线可看出,在工作频段(3.4-3.6GHz)内,所述第一天线单元21的反射系数S11、所述第二天线单元22的反射系数S22、和所述第三天线单元23的反射系数S33均小于-6dB,且端口之间的隔离度均高于12.5dB,隔离度非常好。
另外,对比图7(b)和图15(a)所示的传输系数曲线可知,由于所述天线结构203在所述第二馈电点222右侧加载了所述第三辐射枝节231,破坏了所述第一辐射枝节211和所述第二辐射枝节221相对于所述缝隙24的对称性,因此,导致所述第一馈电点212和所述第二馈电点222之间的隔离度最深点会变差,但边带隔离度并未恶化。
所述第一馈电点212和所述第三馈电点232之间由于物理距离较远,两者之间主要是由于物理距离拉远的作用,使得两者之间具有较高的隔离度。
图15(b)为图10所示的三端口天线结构203的S参数和天线效率曲线示意图。其中,标号S11、S22、S33分别用于指示所述第一天线单元21、所述第二天线单元22、所述第三天线单元23的反射系数曲线,标号Rad_P1、Rad_P2、Rad_P3用于指示所述第一天线单元21、所述第二天线单元22、所述第三天线单元23的辐射效率曲线,标号Tot_P1、Tot_P2、Tot_P3用于指示所述第一天线单元21、所述第二天线单元22、所述第三天线单元23的系统效率曲线。从图15(b)中可看出,在工作频带(3.4-3.6GHz)内,各个天线单元的天线效率均较高,未产生效率凹坑。可见,本申请实施例提供的所述天线结构203,在改善端口之间的隔离度的同时,还同步提升了天线效率。
图16(a)为图10所示的天线结构203的第一馈电点212处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。图16(b)为图10所示的天线结构203的第二馈电点222处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。图16(c)为图10所示的天线结构203的第三馈电点232处于激励状态时,在3.5GHz频点处的3D方向图。从图16(a)-图16(c)所示的3D方向图可看出,本申请实施例提供的所述天线结构203在提升三端口之间的隔离度的同时,天线的辐射模式、极化方向图特性保持稳定。
图17为图10所示的三端口天线结构203的包络相关系数的示意图。其中,标号ECC_S12用于指示所述第一天线单元21与所述第二天线单元22之间的ECC曲线,标号ECC_S13用于指示所述第一天线单元21与所述第三天线单元23之间的ECC曲线,标号ECC_S23用于指示所述第二天线单元22与所述第三天线单元23之间的ECC曲线。从图17可看出,本申请实施例提供的所述天线结构203在工作频段3.4GHz-3.6GHz内,端口间的ECC均远小于0.1,具有良好的分集性能。
综上所述,本申请的实施例提供的所述天线结构203为具有自耦合特性的三端口MIMO天线,由于所述第一天线单元21、第二天线单元22以及第三天线单元23共用辐射体A2,因此能够提升所述天线结构203的集成度、减小所述天线结构203所占用的空间。
另外,由于第一天线单元21和第二天线单元22之间设置有感性解耦元件25,且第一天线单元21和第二天线单元22之间通过呈交指形状的缝隙24间隔开,在通过所述缝隙24和所述感性解耦单元实现了所述第一天线单元21和所述第二天线单元22之间的解耦的同时,还利用呈交指形状的缝隙24来减小了所述感性解耦元件25的尺寸,从而可利于所述天线结构203的进一步小型化,以进一步减小所述天线结构203所占用的空间。
又由于第二天线单元22和第三天线单元23共用辐射体A2,两者之间可实现自解耦,无需引入额外的去耦合结构,不需要增大天线尺寸,在端口距离极近的情况下仍能保持良好的端口隔离度,从而可利于所述天线结构203进一步小型化,以进一步减小所述天线结构203所占用的空间,同时还可有效降低所述天线结构203的设计和加工的复杂度。
总的来说,所述天线结构203可实现MIMO天线系统的各端口之间良好的隔离度,且具有高效率、小型化、结构简单等特点,可满足智能终端通信领域对天线的性能要求,也利于应用到具有较小净空的小型化终端设备100中,并且能够提升所述终端设备100的通信性能。
以上描述仅为本申请的具体实施例,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟知本领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换方案,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 (10)
1.一种天线结构,包括:
第一天线单元,包括第一辐射枝节和设于所述第一辐射枝节的第一端的第一馈电点;
第二天线单元,包括第二辐射枝节和第二馈电点,所述第二辐射枝节的第一端与所述第一辐射枝节的第二端之间形成缝隙,所述第二辐射枝节的第二端设有所述第二馈电点;其中,所述缝隙呈交指形状,所述缝隙在所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间形成等效电容;以及
感性解耦元件,电连接于所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间,其中,所述感性解耦元件在所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间形成等效电感;
其中,所述等效电容和所述等效电感形成LC谐振结构,所述LC谐振结构用于实现所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的解耦。
2.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述天线结构还包括第三天线单元,所述第三天线单元包括第三辐射枝节,所述第三辐射枝节的第一端设有第三馈电点,所述第三辐射枝节的第二端悬空;
其中,所述第二辐射枝节和所述第三辐射枝节形成于同一辐射体上,所述第二辐射枝节的第二端与所述第三辐射枝节的第一端相邻,所述第二馈电点和所述第三馈电点相互靠近,以实现所述第二天线单元与所述第三天线单元之间的自解耦。
3.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述天线结构还包括第一解耦枝节,所述第一解耦枝节设于所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间,其中,所述第一解耦枝节的第一端与所述第一辐射枝节的第二端之间形成呈交指形状的第一子缝隙,所述第一解耦枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间形成呈交指形状的第二子缝隙,所述缝隙包括所述第一子缝隙和所述第二子缝隙;
所述第一子缝隙在所述第一辐射枝节的第二端与所述第一解耦枝节的第一端之间形成第一等效子电容,所述第二子缝隙在所述第一解耦枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间形成第二等效子电容,所述第一等效子电容与所述第二等效子电容串联于所述第一辐射枝节的第二端与所述第二辐射枝节的第一端之间,所述等效电容包括串联的所述第一等效子电容和所述第二等效子电容。
4.根据权利要求1或3所述的天线结构,其特征在于,所述感性解耦元件包括第二解耦枝节、感性元件和第三解耦枝节,其中,所述第二解耦枝节从所述第一辐射枝节的第二端延伸出来,所述第二解耦枝节的自由端与所述感性元件的第一端电连接;
所述第三解耦枝节从所述第二辐射枝节的第一端延伸出来,所述第三解耦枝节的自由端与所述感性元件的第二端电连接。
5.根据权利要求4所述的天线结构,其特征在于,所述缝隙和所述感性解耦元件用于将所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的CM阻抗调整为与所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的DM阻抗相近或相等,以将所述LC谐振结构的谐振频率调整为与所述第一天线单元和所述第二天线单元之间的解耦频率相同。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的天线结构,其特征在于,所述第一天线单元和所述第二天线单元为同频天线单元,或者,所述第一天线单元和所述第二天线单元的工作频段至少部分重叠;
所述第一辐射枝节与所述第二辐射枝节在所述缝隙两侧大致呈对称设置。
7.根据权利要求2所述的天线结构,其特征在于,所述第二天线单元和所述第三天线单元为同频天线单元,或者,所述第二天线单元和所述第三天线单元的工作频段至少部分重叠;
所述第二辐射枝节与所述第三辐射枝节在所述辐射体的中心两侧大致呈对称设置。
8.根据权利要求7所述的天线结构,其特征在于,第二辐射枝节的电长度等于所述第二天线单元的谐振频率的电磁波波长的四分之一;
第三辐射枝节的电长度等于所述第三天线单元的谐振频率的电磁波波长的四分之一;
所述第二馈电点和所述第三馈电点间隔预设距离,且所述预设距离均小于所述第二辐射枝节的长度和所述第三辐射枝节的长度。
9.根据权利要求2所述的天线结构,其特征在于,所述第一天线单元、所述第二天线单元、所述第三天线单元形成于同一所述辐射体上,所述辐射体为柔性电路板天线、印制电路板天线或微带天线中的任意一种。
10.一种终端设备,包括壳体以及权利要求1-9任意一项所述的天线结构,所述天线结构设于所述壳体中。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211232885.9A CN117913505A (zh) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | 天线结构和终端设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211232885.9A CN117913505A (zh) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | 天线结构和终端设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117913505A true CN117913505A (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=90682431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211232885.9A Pending CN117913505A (zh) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | 天线结构和终端设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117913505A (zh) |
-
2022
- 2022-10-10 CN CN202211232885.9A patent/CN117913505A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110061349B (zh) | 一种基于正交模式对的宽带5g mimo手机天线 | |
JP6374971B2 (ja) | アンテナユニット及び端末 | |
EP2230717B1 (en) | Wideband, high isolation two port antenna array for multiple input, multiple output handheld devices | |
EP1506594B1 (en) | Antenna arrangement and module including the arrangement | |
US20090073047A1 (en) | Antenna System With Second-Order Diversity and Card for Wireless Communication Apparatus Which is Equipped With One Such Device | |
US9105975B2 (en) | Antenna device and portable wireless terminal equipped with the same | |
WO2020228399A1 (zh) | 天线装置及移动终端 | |
CN110380192A (zh) | 电子设备的超薄辐射系统 | |
CN112803158B (zh) | 一种电子设备 | |
KR100623079B1 (ko) | 적층 구조 다중 대역 안테나 | |
KR20070101121A (ko) | 안테나 장치 및 이를 이용한 무선 통신 장치 | |
CN112751155B (zh) | 电子设备 | |
JP5599472B2 (ja) | 電気的接地への周波数依存性接続を有するアンテナデバイス | |
CN113540787B (zh) | 天线单元及电子设备 | |
CN105359337A (zh) | 天线、天线装置以及无线装置 | |
US9306275B2 (en) | Multi-antenna and electronic device | |
CN106450752B (zh) | 一种用于智能手机实现高隔离度的mimo天线 | |
US20130328742A1 (en) | Antenna device and portable wireless terminal equipped with same | |
CN110797658B (zh) | 通过在接地面上增加电容器来减少两个天线间相互耦合的设备和方法 | |
CN113517556A (zh) | 天线结构及具有该天线结构的电子设备 | |
CN113224503A (zh) | 一种天线及终端设备 | |
CN105305058A (zh) | 一种具有三频段陷波特性的超宽带多入多出天线 | |
CN113471665B (zh) | 一种天线及终端 | |
US7167132B2 (en) | Small antenna and a multiband antenna | |
US20210005975A1 (en) | Pentagonal slot based mimo antenna system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |