CN118156798A - 天线组件及电子设备 - Google Patents
天线组件及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118156798A CN118156798A CN202410462058.1A CN202410462058A CN118156798A CN 118156798 A CN118156798 A CN 118156798A CN 202410462058 A CN202410462058 A CN 202410462058A CN 118156798 A CN118156798 A CN 118156798A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna assembly
- radiator
- parasitic
- current
- frequency band
- 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
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims abstract description 483
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 85
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 153
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 73
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 21
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Abstract
本申请提供了一种天线组件及电子设备。天线组件包括地板、主辐射体、第一寄生辐射体及第二寄生辐射体;地板具有第一边;主辐射体对应第一边设置,且主辐射体具有馈电点;馈源电连接至馈电点,以激励主辐射体产生目标激励电流且激励地板产生地板电流,以支持预设频段;第一寄生辐射体与主辐射体耦合,以产生支持预设频段的第一寄生电流,且目标激励电流与第一寄生电流的相位差为第一预设相位差,天线组件根据不同的第一预设相位差支持预设频段的电磁波信号的方向图的方向不同。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种天线组件及电子设备。
背景技术
随着技术的发展,手机等具有通信功能电子设备的普及度越来越高,且功能越来越强大。电子设备中通常包括天线组件以实现电子设备的通信功能。然而,相关技术中的电子设备中的天线组件的通信性能不够好,还有待提升的空间。
发明内容
第一方面,本申请提供一种天线组件,所述天线组件包括:
地板,所述地板具有第一边;
主辐射体,所述主辐射体对应所述第一边设置,且所述主辐射体具有馈电点;
馈源,所述馈源电连接至所述馈电点,以激励所述主辐射体产生目标激励电流且激励所述地板产生地板电流,以支持预设频段;及
第一寄生辐射体,所述第一寄生辐射体与所述主辐射体耦合,以产生支持所述预设频段的第一寄生电流,且所述目标激励电流与所述第一寄生电流的相位差为第一预设相位差,所述天线组件根据不同的第一预设相位差支持所述预设频段的电磁波信号的方向图的方向不同。
第二方面,本申请实施方式提供一种电子设备,所述电子设备包括如第一方面所述的天线组件,所述地板的第一边为所述电子设备的顶边。
综上所述,本申请实施方式提供的天线组件,所述主辐射体被激励产生目标激励电流,所述第一寄生辐射体与所述主辐射体耦合,产生第一寄生电流。所述目标激励电流与所述第一寄生电流的相位差为第一预设相位差,所述天线组件根据不同的第一预设相位差支持所述预设频段的方向图的方向不相同。因此,可调整所述第一预设相位差,进而调整支持所述预设频段时的方向图的方向。由此可见,所述天线组件可支持所述预设频段时的方向图可根据所述第一预设相位差来调整,进而使得所述天线组件支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对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为相关技术中提供的电子设备的示意图;
图2为相关技术中图1中的天线组件的示意图;
图3为图2中所示的天线组件的方向图;
图4为本申请一实施方式提供的电子设备的示意图;
图5为图4中一实施方式提供的天线组件的示意图;
图6为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图;
图7为图5中所示的天线组件的标识示意图;
图8为图7中所示的天线组件中的目标激励电流及第一寄生电流的流向示意图;
图9为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图;
图10为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图;
图11为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图;
图12为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;
图13为图12中提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的二维方向图;
图14为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;
图15为图14中提供的天线组件支持预设频段中的接收频段时的二维方向图;
图16为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的电流分布示意图;
图17为天线组件包括主辐射体及第二寄生辐射体时的电流分布示意图;
图18为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流示意图;
图19为天线组件包括主辐射体及第二寄生辐射体时的地板电流示意图;
图20为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;
图21为图20中提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的二维方向图;
图22为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;
图23为图22中提供的天线组件支持预设频段中的接收频段时的二维方向图;
图24为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的电流分布示意图;
图25为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的电流分布示意图;
图26为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流分布示意图;
图27为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的地板电流分布示意图;
图28为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流示意图;
图29为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的地板电流分布示意图;
图30为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;
图31为图30中提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的二维方向图;
图32为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;
图33为图32中提供的天线组件支持预设频段中的接收频段时的二维方向图;
图34为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的电流分布示意图;
图35为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的电流分布示意图;
图36为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流分布示意图;
图37为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的地板电流分布示意图;
图38为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流示意图;
图39为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的地板电流分布示意图;
图40为天线组件包括主辐射体及第二寄生辐射体时支持预设频段时的总方向图;
图41为一实施方式天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时支持预设频段时的总方向图;
图42为另一实施方式天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时支持预设频段时的总方向图;
图43为一实施方式提供的天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体且第一预设相位差为120°时总方向图;
图44为第一寄生辐射体的第一寄生电流的相位为180°时的电流分布示意图;
图45为主辐射体的目标激励电流为300°时的电流分布示意图;
图46为天线组件仅包括主辐射体时的地板电流示意图;
图47为天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体的地板电流示意图;
图48为一实施方式提供的天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体且第一预设相位差为180°时总方向图;
图49为天线组件仅包括主辐射体时的电流分布示意图;
图50为天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体时的电流分布示意图;
图51为天线组件仅包括主辐射体时的地板电流示意图;
图52为天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体的地板电流示意图;
图53为天线组件中包括主辐射体及第四寄生辐射体时的总方向图;
图54为天线组件的主辐射体120的目标激励电流的相位在300°时的电流分布示意图;
图55为天线组件中的第四寄生辐射体的第二寄生电流在30°时的电流分布示意图;
图56为天线组件仅包括主辐射体时的地板电流示意图;
图57为天线组件包括主辐射体及第四寄生辐射体的地板电流示意图。
主要元件标号说明:
电子设备1,天线组件10,地板110,第一边111,第二边112,第三边113;
辐射体12a,主辐射体120,第一自由端121,第一接地端122,馈电点P0;
馈源S,第一寄生辐射体130,第二接地端131,第二自由端132;
第二寄生辐射体140,第一匹配电路M1,第三寄生辐射体150,第四寄生辐射体160,第三接地端161,第三自由端162,第二匹配电路M2;
中框30,框体本体310,边框320,显示屏50,壳体70。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,本申请所描述的实施例仅仅是一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请提供的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请的保护范围。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例所描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的、独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如:包含了一个或多个零部件的组件或设备没有限定于已列出的一个或多个零部件,而是可选地还包括没有列出的但所示例的产品固有的一个或多个零部件,或者基于所说明的功能其应具有的一个或多个零部件。
本申请实施方式提供的了一种天线组件及电子设备。在介绍本申请实施方式提供的天线组件及电子设备之前,先对相关技术中提供的天线组件进行介绍。
请参阅图1、图2及图3,图1为相关技术中提供的电子设备的示意图;图2为相关技术中图1中的天线组件的示意图;图3为图2中所示的天线组件的方向图。其中,图3中的(a)为彩色图;图3中的(b)为图3中的(a)的灰度图。在相关技术中,所述电子设备1包括天线组件10,以进行通信。此外,所述电子设备1还包括中框30、显示屏50及壳体70。所述中框30包括框体本体310和边框320,所述边框320围设在所述框体本体310的周缘。所述显示屏50及所述壳体70分别设置于所述中框30的框体本体310相背的两侧。所述天线组件10包括辐射体12a及馈源S。在图2中,以所述辐射体12a形成于所述边框320为例进行示意。所述馈源S电连接至辐射体12a,以使得所述辐射体12a支持预设频段。以所述预设频段为与卫星通信的频段(此处选取为2GHz)为例,所述天线组件10支持预设频段的方向图请参阅图3。需要说明的是,图2为后视图,即,自壳体70朝向所述显示屏50的方向的示意图;图3为前视图,即,自显示屏50朝向壳体70的方向的示意图。
对于一个大小、形状、位置、馈电(包括馈源S的位置,馈电的方式、馈入的射频信号的波形、馈入的射频信号的幅值、馈入的射频信号的相位)都确定的天线组件10,所述天线组件10的辐射体12a的电流分布是确定的,因此,所形成的远场分布也是确定的。由图3可见,所述天线组件10支持预设频段时的方向图为左旋圆极化的方向图,且方向图的方向固定,且上半球占比不高,此外,由所述天线组件10的方向图中可看到天线组件10的远场分布的能量在不同方位有强有弱。因此,当所述天线组件10工作于所述预设频段时,天线组件10的远场分布的能量在不同方位有强有弱会影响天线组件10与其他设备(比如,卫星或其他通信设备)的天线通信时的连接性能和信号强度。当所述天线组件10用作与卫星通信的场景下,相关技术中方向图固定的天线组件10需要用户在使用电子设备1时,反复转动手臂和身体以将天线组件10对准卫星,从而导致对准卫星时所需要的时间较长,掉话率较好。换而言之,当用户使用包括所述天线组件10的电子设备1时,往往会出现电子设备1较难对准卫星,或者与利用所述预设频段与卫星通信时信号容易断开。由此可见,相关技术中的天线组件10与卫星进行通信时的通信性能不佳。
接下来对本申请各个实施方式提供的天线组件10进行详细介绍。
请参阅图4及图5,图4为本申请一实施方式提供的电子设备的示意图;图5为图4中一实施方式提供的天线组件的示意图。本申请实施方式还提供了一种电子设备1。所述电子设备1包括不限于为手机、电话、电视、平板电脑(Pad)、个人计算机、笔记本电脑(PersonalComputer,PC)、车载设备、耳机、手表、可穿戴设备、基站、车载雷达、客户前置设备(CustomerPremise Equipment,CPE)等能够收发电磁波信号的设备。本申请中以所述电子设备1为手机为例,其他的设备可参考本申请中的具体描述。所述电子设备1可包括如下任意实施方式所述的天线组件10。
所述电子设备1包括天线组件10,以进行通信。此外,所述电子设备1还包括中框30、显示屏50及壳体70。所述中框30包括框体本体310和边框320,所述边框320围设在所述框体本体310的周缘。所述显示屏50及所述壳体70分别设置于所述中框30的框体本体310相背的两侧。在接下来的描述中,以自显示屏50朝向壳体70的方向的示意图为前视图,前视图也可称为俯视显示屏50的示意图;以壳体70朝向屏幕方向的示意图为后视图,后视图也称为俯视壳体70的示意图。可以理解地,所述电子设备1的介绍仅为所述天线组件10的一种应用环境的介绍,不应当将所述电子设备1中所述天线组件10之外的其他部件理解为对本申请实施方式提供的天线组件10的限定。
所述天线组件10包括地板110、主辐射体120、馈源S及第一寄生辐射体130。所述地板110具有第一边111。所述主辐射体120对应所述第一边111设置,且所述主辐射体120具有馈电点P0。所述馈源S电连接至所述馈电点P0,以激励所述主辐射体120产生目标激励电流且激励所述地板110产生地板电流,以支持预设频段。所述第一寄生辐射体130与所述主辐射体120耦合,以产生支持所述预设频段的第一寄生电流,且所述目标激励电流与所述第一寄生电流的相位差为第一预设相位差,所述天线组件10根据不同的第一预设相位差支持所述预设频段的电磁波信号的方向图的方向不同。
当所述天线组件10应用于电子设备1中时,所述地板110可以为但不仅限于为电子设备1中的中框30的框体本体310、或者电路板中的地、或者显示屏50的屏蔽件、或者导电的电池盖等。在其他实施方式中,所述地板110也可以为独立于所述电子设备1的框体本体310、电路板的地、显示屏50的屏蔽件、导电的电池盖之外的单独的地。本申请对所述地板110不做限定。
所述地板110的第一边111可以为所述地板110短边。然,也并不局限于此。在本实施方式中,所述地板110的第一边111为所述电子设备1的顶边。当所述地板110的第一边111为所述电子设备1的顶边时,当所述电子设备1处于竖屏状态时,所述主辐射体120不容易被遮挡,因此,所述天线组件10支持所述预设频段的电磁波信号时,具有较好的通信效果。此外,当所述预设频段为与卫星通信的频段时,所述地板110的第一边111为所述电子设备1的顶边,所述主辐射体120对应所述第一边111设置,也使得所述天线组件10容易对准卫星。
所述主辐射体120也可称为被激励天线辐射体,或被激励辐射体,或主枝节。所述主辐射体120可以为激光直接成型(Laser Direct Structuring,LDS)辐射体,或者,柔性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)辐射体,或者印刷直接成型(PrintDirectStructuring,PDS)辐射体、或者为金属枝节辐射体。当所述天线组件10应用于电子设备1时,所述主辐射体120可为利用所述电子设备1自身嵌件金属设计的结构件天线(MechanicalDesignAntenna,MDA)辐射体。比如,所述主辐射体120可利用所述电子设备1的塑胶及金属形成的中框30设计出来的天线辐射体。此外,所述主辐射体120还可以为金属中框30设计出来的金属边框320辐射体。
可以理解的,本申请对于主辐射体120的形状、构造及材质不做具体的限定,主辐射体120的形状皆包括但不限于弯折形、直形型、L形、片状、杆状、涂层、薄膜等。当主辐射体120呈条状时,本申请对于主辐射体120的延伸轨迹不做限定,故主辐射体120皆可呈直线、曲线、多段弯折等轨迹延伸。上述的主辐射体120在延伸轨迹上可为宽度均匀的线条,也可以为宽度渐变、设有加宽区域等宽度不等的不规则的形状。在本实施方式的示意图中,以所述主辐射体120沿直线轨迹延伸,可以理解地,本实施方式示意图所示的所述主辐射体120不应当理解为对本申请实施方式提供的主辐射体120的限定。
所述第一寄生辐射体130也称为寄生枝节。所述第一寄生辐射体130可以为激光直接成型(LaserDirect Structuring,LDS)辐射体,或者,柔性电路板(FlexiblePrintedCircuit,FPC)辐射体,或者印刷直接成型(PrintDirect Structuring,PDS)辐射体、或者为金属枝节辐射体。当所述天线组件10应用于电子设备1时,所述第一寄生辐射体130可为利用所述电子设备1自身嵌件金属设计的结构件天线(Mechanical DesignAntenna,MDA)辐射体。比如,所述第一寄生辐射体130可利用所述电子设备1的塑胶及金属形成的中框30设计出来的天线辐射体。此外,所述第一寄生辐射体130还可以为金属中框30设计出来的金属边框320辐射体。
可以理解的,本申请对于第一寄生辐射体130的形状、构造及材质不做具体的限定,第一寄生辐射体130的形状皆包括但不限于弯折形、直形型、L形、片状、杆状、涂层、薄膜等。当第一寄生辐射体130呈条状时,本申请对于第一寄生辐射体130的延伸轨迹不做限定,故第一寄生辐射体130皆可呈直线、曲线、多段弯折等轨迹延伸。上述的第一寄生辐射体130在延伸轨迹上可为宽度均匀的线条,也可以为宽度渐变、设有加宽区域等宽度不等的不规则的形状。在本实施方式的示意图中,以所述第一寄生辐射体130沿直线轨迹延伸,可以理解地,本实施方式示意图所示的所述第一寄生辐射体130不应当理解为对本申请实施方式提供的第一寄生辐射体130的限定。所述第一寄生辐射体130可以与所述主辐射体120的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。
所述馈源S用于产生射频信号,所述馈源S电连接至所述馈电点P0,以将所述射频信号输出至所述主辐射体120。所述主辐射体120被激励,产生目标激励电流。
通常而言,对于天线组件10而言,不但能够利用主辐射体120辐射预设频段的电磁波信号,地板110也可以辐射预设频段的电磁波信号。因此,所述地板110也可以视为是重要的辐射体。所述馈源S激励所述主辐射体120产生的激励电流命名为目标激励电流,所述地板110被激励起的电流称为地板电流。
所述第一寄生辐射体130与所述主辐射体120耦合,作为所述主辐射体120的寄生枝节。所述第一寄生辐射体130与所述主辐射体120耦合,产生第一寄生电流。所述目标激励电流与所述第一寄生电流的相位差为第一预设相位差,所述天线组件10根据不同的第一预设相位差支持所述预设频段的方向图的方向不相同。因此,可调整所述第一预设相位差,进而调整支持所述预设频段时的方向图的方向。由此可见,所述天线组件10可支持所述预设频段时的方向图可根据所述第一预设相位差来调整,进而使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。稍后将结合仿真图等对所述第一预设相位差不同的方向图进行仿真及说明。
进一步地,在一实施方式中,所述天线组件10还包括第二寄生辐射体140。所述第二寄生辐射体140与所述主辐射体120耦合,且用于使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,以提高所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图在所述地板110设置所述主辐射体120所在一侧的占比。
当所述天线组件10应用于电子设备中时,当所述第一边111为所述电子设备的顶边时,所述第二寄生辐射体140与所述主辐射体120耦合,且用于使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,以提升所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的上半球占比。
可以理解地,在图5所示的天线组件10中以所述天线组件10还包括第二寄生辐射体140为例进行示意,可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式提供的天线组件10的限定。在其他实施方式中,所述天线组件10可不包括所述第二寄生辐射体140。
所述第二寄生辐射体140也称为寄生枝节。所述第二寄生辐射体140可以为激光直接成型(LaserDirect Structuring,LDS)辐射体,或者,柔性电路板(FlexiblePrintedCircuit,FPC)辐射体,或者印刷直接成型(PrintDirect Structuring,PDS)辐射体、或者为金属枝节辐射体。当所述天线组件10应用于电子设备1时,所述第二寄生辐射体140可为利用所述电子设备1自身嵌件金属设计的结构件天线(Mechanical DesignAntenna,MDA)辐射体。比如,所述第二寄生辐射体140可利用所述电子设备1的塑胶及金属形成的中框30设计出来的天线辐射体。此外,所述第二寄生辐射体140还可以为金属中框30设计出来的金属边框320辐射体。
可以理解的,本申请对于第二寄生辐射体140的形状、构造及材质不做具体的限定,第二寄生辐射体140的形状皆包括但不限于弯折形、直形型、L形、片状、杆状、涂层、薄膜等。当第二寄生辐射体140呈条状时,本申请对于第二寄生辐射体140的延伸轨迹不做限定,故第二寄生辐射体140皆可呈直线、曲线、多段弯折等轨迹延伸。上述的第二寄生辐射体140在延伸轨迹上可为宽度均匀的线条,也可以为宽度渐变、设有加宽区域等宽度不等的不规则的形状。在本实施方式的示意图中,以所述第二寄生辐射体140沿直线轨迹延伸,可以理解地,本实施方式示意图所示的所述第二寄生辐射体140不应当理解为对本申请实施方式提供的第二寄生辐射体140的限定。所述第二寄生辐射体140可以与所述主辐射体120的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。相应地,所述第二寄生辐射体140可以与所述第一寄生辐射体130的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。
所述第二寄生辐射体140与所述主辐射体120耦合,用于改变所述地板110的地板电流分布。相较于不包括所述第二寄生辐射体140的天线组件10而言,所述天线组件10包括所述第二寄生辐射体140,从而使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,进而提升了所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的上半球占比。稍后将结合仿真图等对所述第二寄生辐射体140对地板电流的影响进行仿真及说明。
本实施方式中,所述天线组件10包括第二寄生辐射体140与所述主辐射体120耦合,且用于使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,以提升所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的上半球占比。因此,当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时,通信性能较好。
综上所述,本申请实施方式提供的天线组件10,所述主辐射体120被激励产生目标激励电流,所述第一寄生辐射体130与所述主辐射体120耦合,产生第一寄生电流。所述目标激励电流与所述第一寄生电流的相位差为第一预设相位差,所述天线组件10根据不同的第一预设相位差支持所述预设频段的方向图的方向不相同。因此,可调整所述第一预设相位差,进而调整支持所述预设频段时的方向图的方向。由此可见,所述天线组件10可支持所述预设频段时的方向图可根据所述第一预设相位差来调整,进而使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。
此外,本申请实施方式提供的天线组件10,所述第二寄生辐射体140与所述主辐射体120耦合,用于改变所述地板110的地板电流分布,使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分以提高所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图在所述地板110设置所述主辐射体120所在一侧的占比。
当所述天线组件10应用于电子设备中时,当所述第一边111为所述电子设备的顶边时,所述第二寄生辐射体140与所述主辐射体120耦合,且用于使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,以提升所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的上半球占比。因此,当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时,通信性能较好。
请一并参阅图6,图6为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图。在本实施方式中,所述天线组件10还包括第一匹配电路M1。所述第一匹配电路M1电连接至所述第一寄生辐射体130,所述第一匹配电路M1用于调整所述第一寄生辐射体130的谐振频率,且用于根据不同的第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差。
所述第一匹配电路M1电连接至所述第一寄生辐射体130,用于调整所述第一寄生辐射体130的谐振频率,使得所述第一寄生辐射体130支持所述预设频段。
当所述第一寄生辐射体130的电长度与支持所述预设频段所需要的电长度不匹配时,所第一匹配电路M1电连接至所述第一寄生辐射体130,所述第一匹配电路M1及所述第一寄生辐射体130的等效电长度与支持所述预设频段所需要的电长度匹配,以使得所述第一寄生辐射体130能够支持所述预设频段。可以理解地,在其他实施方式中,当所述第一寄生辐射体130的电长度与支持所述预设频段所需要的电长度匹配时,也可不需要所述第一匹配电路M1。
所述第一匹配电路M1可包括电阻、电感及电容,因此,所述第一匹配电路M1也称为RLC电路。具体地,所述第一匹配电路M1电连接到所述第一寄生辐射体130是电阻、电感及电容的哪种器件,需要根据所述第一寄生辐射体130的电长度与所述预设频段来确定。
此外,所述第一匹配电路M1还用于根据不同的第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差。举例而言,当所述第一匹配电路M1为第一预设匹配参数a1时,所述第一预设相位差为b1;当所述第一匹配电路M1为第一预设匹配参数a2时,所述第一预设相位差为b2;当所述第一匹配电路M1为第一预设匹配参数a3时,所述第一预设相位差为b3。如此类推。其中,所述第一预设匹配参数a1不等于所述第一预设匹配参数a2,所述第一预设匹配参数a2不等于所述第一预设匹配参数a3;且所述第一预设相位差b1不等于所述第一预设相位差b2;所述第一预设相位差b2不等于所述第一预设相位差b3。
由于当所述第一预设相位差不同时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向不同。比如,当所述第一预设相位差为b1时,所述天线组件10支持预设频段时的方向图的方向为d1;当所述第一预设相位差为b2时,所述天线组件10支持预设频段时的方向图的方向为d2;当所述第一预设相位差为b3时,所述天线组件10支持预设频段时的方向图的方向为d3。其中,所述第一预设相位差b1不等于所述第一预设相位差b2;所述第一预设相位差b2不等于所述第一预设相位差b3;且方向图的方向d1不等于方向图的方向d3,且方向图的方向d2不等于方向图的方向d3。
本实施方式提供的天线组件10,所述天线组件10还包括电连接至所述第一寄生辐射体130的第一匹配电路M1,所述第一匹配电路M1调整所述第一寄生辐射体130的谐振频率,以使得所述第一寄生辐射体130支持所述预设频段。此外,所述第一匹配电路M1还用于根据不同的第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,进而可调整所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向,从而使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。
请参阅图7,图7为图5中所示的天线组件的标识示意图;图8为图7中所示的天线组件中的目标激励电流及第一寄生电流的流向示意图。所述主辐射体120包括第一接地端122及第一自由端121。所述第一接地端122接地,所述馈电点P0位于所述第一接地端122与所述第一自由端121之间。第一接地端122电连接至地板110的点也称为接地点。所述第一自由端121也称为开口端。所述第一寄生辐射体130包括第二接地端131及第二自由端132,所述第二接地端131接地,所述第二自由端132相较于所述第二接地端131背离所述第一接地端122。当所述第一预设相位差为0°时:所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流,所述第一寄生电流为所述第二自由端132至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流。
所述主辐射体120包括两端,一个为接地端,另一个为自由端。为了方便描述,所述主辐射体120的接地端命名为第一接地端122,所述主辐射体120的自由端命名为第一自由端121。由此可见,在本实施方式中,所述主辐射体120为倒F天线(Inverted-F antenna,IFA)辐射体。可以理解地,在本实施方式的示意图中所示的主辐射体120的类型不应当理解为对本申请实施方式提供的天线组件10的限定。在其他实施方式中,所述主辐射体120还可以为单极子(monopole)天线辐射体、环形(loop)天线辐射体、缝隙(slot)天线辐射体、T天线辐射体等。
所述第一寄生辐射体130包括两端,一个为接地端,另一个为自由端。为了方便描述,所述第一寄生辐射体130的接地端命名为第二接地端131,所述第一寄生辐射体130的自由端端命名为第二自由端132。可以理解地,在本实施方式的示意图中所示的第一寄生辐射体130的类型不应当理解为对本申请实施方式提供的天线组件10的限定。在其他实施方式中,所述第一寄生辐射体130可以为monopole天线辐射体、loop天线辐射体、slot天线辐射体、T天线辐射体等。
可以理解地,1/4波长模式也称为四分之一波长模式。1/4波长模式中的“波长”为所述目标激励电流及所述第一寄生电流所支持的目标频段的中心频率(也称为中心频点)对应的波长。
1/4波长模式为基模,具有较高的辐射效率。当所述第一预设相位差为0°时,所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流,所述第一寄生电流为所述第二自由端132至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流,因此,所述主辐射体120及所述第一寄生辐射体130支持所述目标频段时,具有较好的辐射效率。当所述天线组件10利用所述目标频段进行通信时,具有较好的通信性能。
稍后给出当所述第一预设相位差为0°时:所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流,所述第一寄生电流为所述第二自由端132至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流的仿真图。
进一步地,所述第一寄生辐射体130对应所述第一边111设置,且所述第一寄生辐射体130的所述第二接地端131与所述主辐射体120的所述第一接地端122相连。
在本实施方式中,所述第一寄生辐射体130的所述第二接地端131与所述主辐射体120的所述第一接地端122相连,可使得所述第一寄生辐射体130与所述主辐射体120便于制备。
此外,在一实施方式中,所述第一寄生辐射体130与所述主辐射体120为一体结构,所述第一寄生辐射体130的第二接地端131与所述主辐射体120的第一接地端122可通过同一接地件电连接至地极,以节约所述天线组件10中接地件的数量。
进一步地,当所述第一预设相位差为0°时,所述天线组件10支持所述预设频段时具有第一方向图。当所述第一预设相位差为100°时,所述天线组件10支持所述预设频段时具有第二方向图;其中,所述第二方向图的方向与所述第一方向图的方向不同。
在一实施方式中,所述第一匹配电路M1根据第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差。当所述第一匹配电路M1根据所述第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,使得所述第一预设相位差为0°时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第一方向图。当所述第一匹配电路M1根据所述第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,使得所述第一相位差为100°时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第二方向图。所述第二方向图的方向与所述第一方向图的方向不同。从而使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。
稍后将结合仿真图对第一预设相位差为0°时及所述第一预设相位差为100°时的方向图进行仿真及说明。
进一步地,所述目标激励电流的相位为300°,且所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流。所述第一寄生电流的相位为200°,且所述第一寄生电流为所述第二自由端132至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流。
在本实施方式中,当所述主辐射体120上的所述目标电流的相位为300°时,所述第一寄生电流的相位为200°,因此,所述第一预设相位差为100°,使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第二方向图。
可以理解地,1/4波长模式也称为四分之一波长模式。1/4波长模式中的“波长”为所述目标激励电流及所述第一寄生电流所支持的目标频段的中心频率(也称为中心频点)对应的波长。
1/4波长模式为基模,具有较高的辐射效率。当所述目标激励电流的相位为300°时,所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流,当所述寄生电流的相位为200°时,所述第一寄生电流为所述第二自由端132至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流,因此,所述主辐射体120及所述第一寄生辐射体130支持所述目标频段时,具有较好的辐射效率。当所述天线组件10利用所述目标频段进行通信时,具有较好的通信性能。
稍后给出当所述第一预设相位差为100°时:所述目标激励电流的相位为300°,所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流;所述寄生电流的相位为200°,所述第一寄生电流为所述第二自由端132至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流的仿真图。
进一步地,当所述第一预设相位差为120°时,所述天线组件10支持所述预设频段时具有第三方向图;其中,所述第三方向图的方向与所述第一方向图的方向不同,且所述第三方向图的方向与所述第二方向图的方向也不同。
在一实施方式中,所述第一匹配电路M1根据第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差。当所述第一匹配电路M1根据所述第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,使得所述第一预设相位差为0°时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第一方向图。当所述第一匹配电路M1根据所述第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,使得所述第一相位差为100°时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第二方向图。当所述第一匹配电路M1根据所述第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,使得所述第一相位差为120°时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第三方向图。所述第三方向图的方向与所述第二方向图的方向不同;且所述第三方向图的方向与所述第一方向图的方向不同。从而使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。
稍后将结合仿真图对第一预设相位差为0°时、所述第一预设相位差为100°时的方向图及所述第一预设相位差为120°时的方向图进行仿真及说明。
进一步地,所述目标激励电流的相位为300°,且所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流;
所述第一寄生电流的相位为180°,且所述第一寄生电流为所述第二自由端132至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流。
在本实施方式中,当所述主辐射体120上的所述目标电流的相位为300°时,所述第一寄生电流的相位为180°,因此,所述第一预设相位差为120°,使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第三方向图。
可以理解地,1/4波长模式也称为四分之一波长模式。1/4波长模式中的“波长”为所述目标激励电流及所述第一寄生电流所支持的目标频段的中心频率(也称为中心频点)对应的波长。
1/4波长模式为基模,具有较高的辐射效率。当所述目标激励电流的相位为300°时,所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流,当所述寄生电流的相位为180°时,所述第一寄生电流为所述第二自由端132至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流,因此,所述主辐射体120及所述第一寄生辐射体130支持所述目标频段时,具有较好的辐射效率。当所述天线组件10利用所述目标频段进行通信时,具有较好的通信性能。
稍后给出当所述第一预设相位差为120°时:所述目标激励电流的相位为300°,所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流;所述寄生电流的相位为180°,所述第一寄生电流为所述第二自由端132至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流的仿真图。
进一步地,在一实施方式中,当所述第一预设相位差为180°时,所述天线组件10支持所述预设频段时具有第四方向图;其中,所述第四方向图与所述第三方向图的方向不相同,所述第四方向图与所述第二方向图的方向不同,且所述第四方向图与所述第一方向图的方向也不同。
在一实施方式中,所述第一匹配电路M1根据第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差。当所述第一匹配电路M1根据所述第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,使得所述第一预设相位差为0°时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第一方向图。当所述第一匹配电路M1根据所述第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,使得所述第一相位差为100°时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第二方向图。当所述第一匹配电路M1根据所述第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,使得所述第一相位差为120°时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第三方向图。当所述第一匹配电路M1根据所述第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差,使得所述第一相位差为180°时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第四方向图。所述第三方向图的方向与所述第三方向图的方向不同,所述第四方向图的方向与所述第二方向图的方向不同;且所述第四方向图的方向与所述第一方向图的方向不同。从而使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。
进一步地,当所述第一预设相位差为180°时:所述目标激励电流的相位为300°,所述目标电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流;所述第一寄生电流为所述第二接地端131至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流。
在本实施方式中,所述第一预设相位差为180°,所述主辐射体120上的所述目标电流的相位为300°时,使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图为第四方向图。
可以理解地,1/4波长模式也称为四分之一波长模式。1/4波长模式中的“波长”为所述目标激励电流及所述第一寄生电流所支持的目标频段的中心频率(也称为中心频点)对应的波长。
1/4波长模式为基模,具有较高的辐射效率。当所述目标激励电流的相位为300°时,所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流;所述第一寄生电流为所述第二接地端131至所述第二自由端132的1/4波长模式的电流,所述第一寄生电流的方向与所述目标激励电流的方向相反。由于所述目标电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流;所述第一寄生电流为所述第二接地端131至所述第二接地端131的1/4波长模式的电流,因此,所述主辐射体120及所述第一寄生辐射体130支持所述目标频段时,具有较好的辐射效率。当所述天线组件10利用所述目标频段进行通信时,具有较好的通信性能。
稍后给出当所述第一预设相位差为120°时:所述目标激励电流的相位为300°,所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流;所述寄生电流的相位为180°,所述第一寄生电流为所述第二接地端131至所述第二自由端132的1/4波长模式的电流仿真图。
请参阅图9,图9为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图。在本实施方式中,所述天线组件10还包括第三寄生辐射体150。所述天线组件10还包括第三寄生辐射体150可结合到前面任意实施方式提供的天线组件10中,在本实施方式中,以所述天线组件10包括第三辐射体结合到前面一种实施方式描述的天线组件10中为例进行示意,可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式的限定。所述第三寄生辐射体150与所述主辐射体120耦合,且用于使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分。
所述第三寄生辐射体150也称为寄生枝节。所述第三寄生辐射体150可以为激光直接成型(LaserDirect Structuring,LDS)辐射体,或者,柔性电路板(FlexiblePrintedCircuit,FPC)辐射体,或者印刷直接成型(PrintDirect Structuring,PDS)辐射体、或者为金属枝节辐射体。当所述天线组件10应用于电子设备1时,所述第三寄生辐射体150可为利用所述电子设备1自身嵌件金属设计的结构件天线(Mechanical DesignAntenna,MDA)辐射体。比如,所述第三寄生辐射体150可利用所述电子设备1的塑胶及金属形成的中框30设计出来的天线辐射体。此外,所述第三寄生辐射体150还可以为金属中框30设计出来的金属边框320辐射体。
可以理解的,本申请对于第三寄生辐射体150的形状、构造及材质不做具体的限定,第三寄生辐射体150的形状皆包括但不限于弯折形、直形型、L形、片状、杆状、涂层、薄膜等。当第三寄生辐射体150呈条状时,本申请对于第三寄生辐射体150的延伸轨迹不做限定,故第三寄生辐射体150皆可呈直线、曲线、多段弯折等轨迹延伸。上述的第三寄生辐射体150在延伸轨迹上可为宽度均匀的线条,也可以为宽度渐变、设有加宽区域等宽度不等的不规则的形状。在本实施方式的示意图中,以所述第三寄生辐射体150沿直线轨迹延伸,可以理解地,本实施方式示意图所示的所述第三寄生辐射体150不应当理解为对本申请实施方式提供的第三寄生辐射体150的限定。所述第三寄生辐射体150可以与所述主辐射体120的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。相应地,所述第三寄生辐射体150可以与所述第一寄生辐射体130的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。相应地,所述第三寄生辐射体150可以与所述第二寄生辐射体140的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。
所述第三寄生辐射体150与所述主辐射体120耦合,用于改变所述地板110的地板电流分布。相较于不包括所述第三寄生辐射体150的天线组件10而言,所述天线组件10包括所述第三寄生辐射体150,从而使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,进而提升了所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的上半球占比。稍后将结合仿真图等对所述第三寄生辐射体150对地板电流的影响进行仿真及说明。
本实施方式中,所述天线组件10包括第三寄生辐射体150与所述主辐射体120耦合,且用于使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,以提升所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的上半球占比。因此,当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时,通信性能较好。
进一步地,请参阅图9,所述地板110还具有第二边112及第三边113。所述第二边112与所述第一边111弯折相连,所述第三边113与所述第一边111弯折相连,且所述第三边113与所述第二边112均位于所述第一边111的同一侧。所述第二寄生辐射体140对应所述第二边112设置,所述第三寄生辐射体150对应所述第三边113设置。
在本实施方式的示意图中,所述第一边111为所述地板110的顶边,所述第二边112为所述地板110的左侧边,所述第三边113为所述地板110的右侧边。可以理解地,在其他实施方式中,所述第一边111为所述地板110的顶边,所述第二边112为所述地板110的右侧边,所述第三边113为所述地板110的左侧边。可以理解地,随着所述地板110的摆放姿态不同,所述第一边111、所述第二边112及所述第三边113的位置不同。
在本实施方式中,所述第二寄生辐射体140与所述第三寄生辐射体150的作用均是为了使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,所述第二寄生辐射体140对应所述第二边112设置,所述第三寄生辐射体150对应所述第三边113设置,因此,所述第二寄生辐射体140及所述第三寄生辐射体150共同作用,使得所述地板电流更加集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,进一步提升所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的上半球占比。因此,当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时,通信性能较好。
请参阅图10,图10为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图。在本实施方式中,所述天线组件10还包括第四寄生辐射体160。所述第四寄生辐射体160与所述主辐射体120耦合,以产生支持所述预设频段的第二寄生电流,且所述目标激励电流与所述第二寄生电流的相位差为第二预设相位差,所述天线组件10根据不同的第二预设相位差支持所述预设频段的电磁波信号的方向图的方向不同。
在本实施方式中,所述天线组件10还包括第四寄生辐射体160可结合到前面任意实施方式提供的天线组件10中,在本实施方式中,以所述天线组件10包括第四寄生辐射体结合到前面一种实施方式描述的天线组件10中为例进行示意,可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式的限定。
所述第四寄生辐射体160也称为寄生枝节。所述第四寄生辐射体160可以为激光直接成型(LaserDirect Structuring,LDS)辐射体,或者,柔性电路板(FlexiblePrintedCircuit,FPC)辐射体,或者印刷直接成型(PrintDirect Structuring,PDS)辐射体、或者为金属枝节辐射体。当所述天线组件10应用于电子设备1时,所述第四寄生辐射体160可为利用所述电子设备1自身嵌件金属设计的结构件天线(Mechanical DesignAntenna,MDA)辐射体。比如,所述第四寄生辐射体160可利用所述电子设备1的塑胶及金属形成的中框30设计出来的天线辐射体。此外,所述第四寄生辐射体160还可以为金属中框30设计出来的金属边框320辐射体。
可以理解的,本申请对于第四寄生辐射体160的形状、构造及材质不做具体的限定,第四寄生辐射体160的形状皆包括但不限于弯折形、直形型、L形、片状、杆状、涂层、薄膜等。当第四寄生辐射体160呈条状时,本申请对于第四寄生辐射体160的延伸轨迹不做限定,故第四寄生辐射体160皆可呈直线、曲线、多段弯折等轨迹延伸。上述的第四寄生辐射体160在延伸轨迹上可为宽度均匀的线条,也可以为宽度渐变、设有加宽区域等宽度不等的不规则的形状。在本实施方式的示意图中,以所述第四寄生辐射体160沿直线轨迹延伸,可以理解地,本实施方式示意图所示的所述第四寄生辐射体160不应当理解为对本申请实施方式提供的第四寄生辐射体160的限定。所述第四寄生辐射体160可以与所述主辐射体120的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。相应地,所述第四寄生辐射体160可以与所述第一寄生辐射体130的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。相应地,所述第四寄生辐射体160可以与所述第二寄生辐射体140的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。相应地,所述第四寄生辐射体160可以与所述第三寄生辐射体150的类型相同,也可以不相同,在此不做限定。
所述第四寄生辐射体160与所述主辐射体120耦合,作为所述主辐射体120的寄生枝节。所述第四寄生辐射体160与所述主辐射体120耦合,产生第二寄生电流。所述目标激励电流与所述第二寄生电流的相位差为第二预设相位差,所述天线组件10根据不同的第二预设相位差支持所述预设频段的方向图的方向不相同。因此,可调整所述第二预设相位差,进而调整支持所述预设频段时的方向图的方向。由此可见,所述天线组件10可支持所述预设频段时的方向图可根据所述第二预设相位差来调整,进而使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。稍后将结合仿真图等对所述第二预设相位差不同的方向图进行仿真及说明。
本实施方式提供的天线组件10,所述天线组件10包括第一寄生辐射体130及第四寄生辐射体160,所述天线组件10可根据不同的第一预设相位差使得所述天线组件10支持所述预设频段的方向图的方向不同,所述天线组件10还可根据不同的第二预设相位差使得所述天线组件10支持所述预设频段的方向图的方向不同,进一步使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。
请参阅图11,图11为本申请另一实施方式提供的天线组件的示意图。在本实施方式中,所述天线组件10还包括第二匹配电路M2。在本实施方式中,所述天线组件10还包括第二匹配电路M2可结合前面任意实施方式提供的天线组件10中,本实施方式以所述天线组件10还包括第二匹配电路M2结合到前面一种实施方式提供的天线组件10中为例进行示意,可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式的限定。所述第二匹配电路M2电连接至所述第四寄生辐射体160,所述第二匹配电路M2用于调整所述第四寄生辐射体160的谐振频率,且用于根据不同的第二预设匹配参数调整所述第二预设相位差。
所述第二匹配电路M2电连接至所述第四寄生辐射体160,用于调整所述第四寄生辐射体160的谐振频率,使得所述第四寄生辐射体160支持所述预设频段。
当所述第四寄生辐射体160的电长度与支持所述预设频段所需要的电长度不匹配时,所述第二匹配电路M2电连接至所述第四寄生辐射体160,所述第二匹配电路M2及所述第四寄生辐射体160的等效电长度与支持所述预设频段所需要的电长度匹配,以使得所述第四寄生辐射体160能够支持所述预设频段。可以理解地,在其他实施方式中,当所述第四寄生辐射体160的电长度与支持所述预设频段所需要的电长度匹配时,也可不需要所述第二匹配电路M2。
所述第二匹配电路M2可包括电阻、电感及电容,因此,所述第二匹配电路M2也称为RLC电路。具体地,所述第二匹配电路M2电连接到所述第四寄生辐射体160是电阻、电感及电容中的哪种器件,需要根据所述第四寄生辐射体160的电长度与所述预设频段来确定。
此外,所述第二匹配电路M2还用于根据不同的第二预设匹配参数调整所述第二预设相位差。举例而言,当所述第二匹配电路M2为第二预设匹配参数a1'时,所述第二预设相位差为b1';当所述第二匹配电路M2为第二预设匹配参数a2'时,所述第二预设相位差为b2';当所述第二匹配电路M2为第二预设匹配参数a3'时,所述第二预设相位差为b3'。如此类推。其中,所述第二预设匹配参数a1'不等于所述第二预设匹配参数a2',所述第二预设匹配参数a2'不等于所述第二预设匹配参数a3';且所述第二预设相位差b1'不等于所述第二预设相位差b2';所述第二预设相位差b2'不等于所述第二预设相位差b3'。
由于当所述第二预设相位差不同时,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向不同。比如,当所述第二预设相位差为b1'时,所述天线组件10支持预设频段时的方向图的方向为d1';当所述第二预设相位差为b2'时,所述天线组件10支持预设频段时的方向图的方向为d2';当所述第二预设相位差为b3'时,所述天线组件10支持预设频段时的方向图的方向为d3'。其中,所述第二预设相位差b1'不等于所述第二预设相位差b2';所述第二预设相位差b2'不等于所述第二预设相位差b3';且方向图的方向d1'不等于方向图的方向d3',且方向图的方向d2'不等于方向图的方向d3'。
本实施方式提供的天线组件10,所述天线组件10还包括电连接至所述第四寄生辐射体160的第二匹配电路M2,所述第二匹配电路M2调整所述第四寄生辐射体160的谐振频率,以使得所述第四寄生辐射体160支持所述预设频段。此外,所述第二匹配电路M2还用于根据不同的第二预设匹配参数调整所述第二预设相位差,进而可调整所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向,从而使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。
进一步地,当所述第一预设相位差为0°时,所述天线组件10支持所述预设频段时具有第一方向图。当所述第二预设相位差为-90°时,所述天线组件10支持所述预设频段时具有第五方向图,其中,所述第五方向图的方向与所述第一方向图的方向不同。
本实施方式提供的天线组件10,所述天线组件10包括第一寄生辐射体130及第四寄生辐射体160,所述天线组件10可根据不同的第一预设相位差使得所述天线组件10支持所述预设频段的方向图的方向不同,所述天线组件10还可根据不同的第二预设相位差使得所述天线组件10支持所述预设频段的方向图的方向不同,当所述第一预设相位差为0°时,所述天线组件10支持所述预设频段时具有第一方向图;当所述第二预设相位差为-90°时,所述天线组件10支持所述预设频段时具有第五方向图,其中,所述第五方向图的方向与所述第一方向图的方向不同,进一步使得所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图覆盖较宽的范围。当所述天线组件10利用所述预设频段进行通信时较容易对准被通信设备(比如卫星),不容易断开,通信性能较好。
进一步地,所述主辐射体120包括第一接地端122及第一自由端121。所述第一接地端122接地,所述馈电点P0位于所述第一接地端122与所述第一自由端121之间。所述第四寄生辐射体160包括第三接地端161及第三自由端162,所述第三接地端161接地,所述第三自由端162邻近所述第一自由端121且与所述第一自由端121形成耦合间隙,所述第四寄生辐射体160通过所述耦合间隙与所述主辐射体120耦合。所述目标激励电流的相位为300°,所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流。所述第二寄生电流的相位为30°时,所述第二寄生电流为所述第三自由端162至所述第三接地端161的1/4波长模式的电流。
所述第四寄生辐射体160包括两端,一个为接地端,另一个为自由端。为了方便描述,所述第四寄生辐射体160的接地端命名为第三接地端161,所述第四寄生辐射体160的自由端端命名为第三自由端162。由此可见,在本实施方式中,所述第四寄生辐射体160为IFA辐射体。可以理解地,在本实施方式的示意图中所示的第四寄生辐射体160的类型不应当理解为对本申请实施方式提供的天线组件10的限定。在其他实施方式中,所述第四寄生辐射体160还可以为monopole天线辐射体、loop天线辐射体、slot天线辐射体、T天线辐射体等。
当所述目标激励电流的相位为300°,所述第二寄生电流的相位为30°时,所述第二预设相位差为-90°(也即270°)。
可以理解地,1/4波长模式也称为四分之一波长模式。1/4波长模式中的“波长”为所述目标激励电流及所述第二寄生电流所支持的目标频段的中心频率(也称为中心频点)对应的波长。
1/4波长模式为基模,具有较高的辐射效率。当所述第二预设相位差为-90°时,所述目标激励电流的相位为300°,且所述目标激励电流为所述第一接地端122至所述第一自由端121的1/4波长模式的电流;所述第二寄生电流的相位为30°,且所述第二寄生电流为所述第三自由端162至所述第三接地端161的1/4波长模式的电流,因此,所述主辐射体120及所述第四寄生辐射体160支持所述目标频段时,具有较好的辐射效率。当所述天线组件10利用所述目标频段进行通信时,具有较好的通信性能。
在一实施方式中,所述预设频段为与卫星通信的频段。当所述预设频段为与卫星通信的频段时,本申请实施方式提供的天线组件10可较好地利用所述预设频段与卫星进行通信。
可以立即理解地,在其他实施方式中,所述预设频段可以为蜂窝频段、WIFI频段、GPS频段、UWB频段等。
接下来将对本申请实施方式提供的天线组件10进行仿真。需要说明的是,为了清楚地证明各个寄生辐射体(第一寄生辐射体130、第二寄生辐射体140、第三寄生辐射体150及第四寄生辐射体160)的作用,接下来进行仿真时,会以主辐射体120结合单个寄生辐射体,或以主辐射体120结合多个并非全部的寄生辐射体为例进行仿真。需要说明的是,为了清晰示意仿真图中的细节,接下来的部分仿真图的同一图中包括子图(a)及子图(b),其中,子图(a)为彩色图,子图(b)为子图(b)所在的图中的子图(a)的灰度图。
为了说明第二寄生辐射体140的作用,接下来对包括主辐射体120但不包括第二寄生辐射体140的天线组件10,和包括主辐射体120及第二寄生辐射体140的天线组件10进行仿真。
请参阅图12及图13,图12为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;图13为图12中提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的二维方向图。在本仿真图中,以所述天线组件10包括主辐射体120及第二寄生辐射体140为例,以所述预设频段为与卫星通信的频段,且以发射频段中的2GHz为例进行仿真。图12所示的仿真图为天线组件10应用于电子设备1时的前视图。由此可见,当所述天线组件10支持所述预设频段的发射频段时,在2GHz时为左旋圆极化。
请参阅图14及图15,图14为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;图15为图14中提供的天线组件支持预设频段中的接收频段时的二维方向图。在本仿真图中,以所述天线组件10包括主辐射体120及第二寄生辐射体140为例,以所述预设频段为与卫星通信的频段,且以接收频段中的2.2GHz为例进行仿真。图14所示的仿真图为天线组件10应用于电子设备1时的前视图。由此可见,当所述天线组件10支持所述预设频段的接收频段时为左旋圆极化。
请参阅图16及图17,图16为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的电流分布示意图;图17为天线组件包括主辐射体及第二寄生辐射体时的电流分布示意图。请参阅图18及图19,图18为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流示意图;图19为天线组件包括主辐射体及第二寄生辐射体时的地板电流示意图。在本实施方式中,当所述天线组件10工作时,所述主辐射体120及所述第二寄生辐射体140均工作。所述天线组件10可包括第一匹配电路M1,也可不包括第一匹配电路M1。在本实施方式中,以所述天线组件10包括第一匹配电路M1为例进行仿真。可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式的限定。由图12至图15可见,当所述天线组件10包括主辐射体120及第二寄生辐射体140时,可得到左旋圆极化的方向图,天线能量指向右上方(也称为右上波束),此时,所述天线组件10所应用的电子设备1的底部的能量较弱,所述方向图中的上半球占比较高。
由图16及图17可知,无论所述天线组件10是否包括第二寄生辐射体140,所述主辐射体120的目标激励电流分布均为所述第一接地端122到所述自由端的四分之一波长模式(也称为1/4波长模式),所述目标激励电流的模式没有变化。
由图18及图19可知,当所述天线组件10包括主辐射体120及第二寄生辐射体140时,和只包括主辐射体120但不包括第二寄生辐射体140的天线组件10相比,地板110的下半部分的地板电流变弱。换而言之,所述第二寄生辐射体140用于使得所述地板电流集中于所述地板110靠近所述第一边111的部分,以提升所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的上半球占比。具体地,对于天线组件10而言,天线组件10中的辐射体(如主辐射体120、第一寄生辐射体130等)和地板110一同辐射,所述地板110也是所述天线组件10中重要的辐射体。本申请实施方式提供的天线组件10中包括第二寄生辐射体140,第二寄生辐射体140改变了所述地板110的电流分布,进而改变了地板110的电流模式,将所述地板110的电流主要集中于所述地板110中靠近所述第一边111的部分,这种也称为地板电流的截断效应。正是由于地板电流的截断效应,所述天线组件10支持所述预设频段时方向图上半球占比提高。
为了说明第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150的作用,接下来对仅包括主辐射体120而不包括各个寄生辐射体的天线组件10,和包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150的天线组件10进行仿真。
请参阅图20及图21,图20为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;图21为图20中提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的二维方向图。在本仿真图中,以所述天线组件10包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150为例,以所述预设频段为与卫星通信的频段,且以发射频段中的2GHz为例进行仿真。图20所示的仿真图为天线组件10应用于电子设备1时的前视图。由此可见,当所述天线组件10支持所述预设频段的发射频段时,在2GHz时为左旋圆极化。
请参阅图22及图23,图22为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;图23为图22中提供的天线组件支持预设频段中的接收频段时的二维方向图。在本仿真图中,以所述天线组件10包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150为例,以所述预设频段为与卫星通信的频段,且以接收频段中的2.2GHz为例进行仿真。图22所示的仿真图为天线组件10应用于电子设备1时的前视图。由此可见,当所述天线组件10支持所述预设频段的接收频段时为左旋圆极化。
请参阅图24及图25,图24为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的电流分布示意图;图25为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的电流分布示意图。请参阅图26及图27,图26为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流分布示意图;图27为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的地板电流分布示意图。请参阅图28及图29,图28为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流示意图;图29为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的地板电流分布示意图。
在本实施方式中,当所述天线组件10工作时,所述主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150均工作。所述天线组件10可包括第一匹配电路,也可不包括第一匹配电路。在本实施方式中,以所述天线组件10包括第一匹配电路为例进行仿真。可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式的限定。由图20至图23可见,当所述天线组件10包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150时,可得到左旋圆极化的方向图,天线能量指向所述天线组件10所应用的电子设备1的顶部(也称为顶部波束),此时,所述天线组件10所应用的电子设备1的底部的能量较弱,所述方向图中的上半球占比较高。
由图24及图25可知,在图24中,当仅有所述主辐射体120工作时,所述主辐射体120上的所述目标激励电流分布呈现自所述第一接地端122向所述第一开口端的1/4波长模式。也即,所述主辐射体120的所述目标激励电流为所述第一接地端122向所述第一开口端的1/4波长模式电流(也称为1/4波长电流)。由图25可知,当所述主辐射体120、所述第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150均工作时,所述主辐射体120上的目标电流分布也呈现所述第一接地端122向所述第一开口端的1/4波长模式。此外,所述第一寄生辐射体130上的第一寄生电流分布呈从所述第二自由端132到所述第二接地端131的四分之一波长模式(也称为1/4波长模式)。由此可见,所述第一寄生辐射体130的第一寄生电流的流向与所述主辐射体120的目标激励电流的流向相同,因此,所述主辐射体120与所述第一寄生辐射体130整体上呈现二分之一波长模式(也称为1/2波长模式),即,所述主辐射体120与所述第一寄生辐射体130整体的电流为自所述第二自由端132到所述第一自由端121的二分之一波长模式电流。由此可见,当所述天线组件10包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150时的工作模式相较于天线组件10仅包括主辐射体120时的工作模式发生了改变。此外,需要注意,所述主辐射体120上的目标激励电流和所述第一寄生辐射体130的第一寄生电流同向,相位相差0°,即所述第一预设相位差为0°。
由图26可知,靠近所述天线组件10所应用的所述电子设备1(比如手机)的顶部的地板电流为纵向;由图27可知,靠近所述天线组件10所应用的所述电子设备1(比如手机)的顶部的地板电流为横向。综合图26及图27可见,所述地板电流模式改变。
由图28及图29可知,当所述天线组件10包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150时,和只包括主辐射体120但不包括第一寄生辐射体130且不包括第三寄生辐射体150的天线组件10相比,地板110的下半部分的地板电流变弱,所述地板110的地板电流主要集中于所述地板110中靠近所述第一边111的部分,这种也称为地板电流的截断效应。正是由于地板电流的截断效应,所述天线组件10支持所述预设频段时方向图上半球占比提高。
为了说明第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150的作用,接下来对包括主辐射体120但不包括第一寄生辐射体130、且不包括第三寄生辐射体150天线组件10,和包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150天线组件10进行仿真。需要说明的是,在图20至图29中,以所述第一预设相位差为0°为例进行仿真;在图30至图39中,以所述第一预设相位差为100°为例进行仿真。
请参阅图30及图31,图30为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;图31为图30中提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的二维方向图。在本仿真图中,以所述天线组件10包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150为例,以所述预设频段为与卫星通信的频段,且以发射频段中的2GHz为例进行仿真。图30所示的仿真图为天线组件10应用于电子设备1时的前视图。由此可见,当所述天线组件10支持所述预设频段的发射频段时,在2GHz时为左旋圆极化。
请参阅图32及图33,图32为本申请一实施方式提供的天线组件支持预设频段中的发射频段时的三维方向图;图33为图32中提供的天线组件支持预设频段中的接收频段时的二维方向图。在本仿真图中,以所述天线组件10包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150为例,以所述预设频段为与卫星通信的频段,且以接收频段中的2.2GHz为例进行仿真。图32所示的仿真图为天线组件10应用于电子设备1时的前视图。由此可见,当所述天线组件10支持所述预设频段的接收频段时为左旋圆极化。
请参阅图34及图35,图34为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的电流分布示意图;图35为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的电流分布示意图。请参阅图36及图37,图36为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流分布示意图;图37为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的地板电流分布示意图。请参阅图38及图39,图38为天线组件中仅包括主辐射体而不包括各个寄生辐射体时的地板电流示意图;图39为天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时的地板电流分布示意图。
在本实施方式中,当所述天线组件10工作时,所述主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150均工作。所述天线组件10可包括第一匹配电路M1和/或第二匹配电路M2,也可不包括第一匹配电路M1和/或第二匹配电路M2。在本实施方式中,以所述天线组件10包括第一匹配电路M1第二匹配电路M2为例进行仿真。可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式的限定。由图30至图33可见,当所述天线组件10包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150时,可得到左旋圆极化的方向图,天线能量指向所述天线组件10所应用的电子设备1的顶部(也称为左上波束),此时,所述天线组件10所应用的电子设备1的底部的能量较弱,所述方向图中的上半球占比较高。
由图34及图35可知,所述主辐射体120的四分之一波长模式(也称为1/4波长模式)发生于所述目标激励电流的相位为300°时,而所述第一寄生辐射体130的四分之一波长模式发生于所述第一寄生电流的相位为200°时,所述目标激励电流的相位与所述第一寄生电流的相位相差100°,换而言之,所述第一预设相位差为100°。
由图36可知,靠近所述天线组件10所应用的所述电子设备1(比如手机)的顶部的地板电流为纵向;由图37可知,靠近所述天线组件10所应用的所述电子设备1(比如手机)的顶部的地板电流为横向。综合图36及图37可见,所述地板电流模式改变。
由图38及图39可知,当所述天线组件10包括主辐射体120、第一寄生辐射体130及第三寄生辐射体150时,和只包括主辐射体120但不包括第一寄生辐射体130且不包括第三寄生辐射体150的天线组件10相比,地板110的下半部分的地板电流变弱,所述地板110的地板电流主要集中于所述地板110中靠近所述第一边111的部分,这种也称为地板电流的截断效应。正是由于地板电流的截断效应,所述天线组件10支持所述预设频段时方向图上半球占比提高。
结合图12至图15,图20至图23,图30至图33可知,当所述天线组件10支持所述预设频段时,圆极化方向图在theta向波束宽,在phi向可以扫描。所述方向图中的天线能量指向朝右上、朝顶部、和左上;也即方向图的方向朝右上、朝顶部、和左上。由此可见,所述天线组件10支持所述预设频段(即天线组件10工作于所述预设频段)时,所述天线组件10的方向图具有良好的互补性。因此,当所述天线组件10与其他设备(比如,卫星或其他通信设备)进行通信时,可切换能量较强的一个圆极化波束指向所述其他设备,以缩短所述天线组件10所应用的电子设备1与所述其他设备进行通信连接所需要的时间,以利用所述预设频段进行通信时的通信质量较好。当所述其他设备为卫星时,可切换能量较强的一个圆极化波束指向卫星,以缩短所述天线组件10所应用的电子设备1与卫星进行通信连接所需要的时间,以利用所述预设频段进行通信时的通信质量较好。比如,可缩短搜星时间和增强通话品质。
此外,由图12至图15可见,所述天线组件10工作于所述预设频段的发射频段时的方向图,和所述天线组件10工作于所述预设频段的接收频段时的方向图重合较好。相应地,由图20至图23可见,所述天线组件10工作于所述预设频段的发射频段时的方向图,和所述天线组件10工作于所述预设频段的接收频段时的方向图重合较好。相应地,由图30至图33可见,所述天线组件10工作于所述预设频段的发射频段时的方向图,和所述天线组件10工作于所述预设频段的接收频段时的方向图重合较好。因此,所述天线组件10工作于所述预设频段的发射频段及所述预设频段的接收频段时均具有较好的通信效果。
结合图24至图25,以及图34至图35,本申请实施方式提供的天线组件10通过调节所述第一预设相位差,实现方向图的调控。因此,所述主辐射体120及所述第一寄生辐射体130可被视为相扫的二元阵。需要说明的是,在图24至图25,以及图34至图35中以所述天线组件10包括第一匹配电路M1,所述第一匹配电路M1根据不同的第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差为例进行仿真,可以理解地,在其他实施方式中,所述天线组件10也可不包括所述第一匹配电路M1。
联合图18至图19,图28至图29,图38至图39,可知,本申请实施方式提供的天线组件10中包括第二寄生辐射体140及第三寄生辐射体150,对地板电流产生陷波效果,从而提高方向图的上半球占比。需要说明的是,在本实施方式中,以所述天线组件10包括电连接至所述第二寄生辐射体140的匹配电路,以及天线组件10包括电连接至所述第三寄生辐射体150的匹配电路为例,通过调整电连接至所述第二寄生辐射体140的匹配电路,以及电连接至所述第三技术辐射体的匹配电路,使得对地板110的地板电流产生陷波效果。可以理解地,其他实施方式中,所述天线组件10可不包括电连接至所述第二寄生辐射体140的匹配电路,以及天线组件10可不包括电连接至所述第三寄生辐射体150的匹配电路。
请一并参阅图40、图41及图42,图40为天线组件包括主辐射体及第二寄生辐射体时支持预设频段时的总方向图;图41为一实施方式天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时支持预设频段时的总方向图;图42为另一实施方式天线组件包括主辐射体、第一寄生辐射体及第三寄生辐射体时支持预设频段时的总方向图。在图41中的天线组件中,所述第一预设相位差为0°;图42中的天线组件中,所述第一预设相位差为100°。在本实施方式中,以所述天线组件包括电连接至所述第二寄生辐射体的匹配电路,以天线组件包括电连接至所述第一寄生辐射体的第一匹配电路,以所述天线组件包括电连接至所述第三寄生辐射体的第二匹配电路,可以理解地,所述天线组件也可不包括电连接至各个寄生辐射体的匹配电路。
由图40可见,所述天线组件10支持所述预设频段时的能量指向右上方,方向图上半球占比较高;换而言之,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向为右上方,且方向图上半球占比较高。此外,图40中的方向图也和图12及图14中的方向图对应。
由图41可见,所述天线组件10支持所述预设频段时的能量指向正上方,方向图上半球占比较高;换而言之,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向为正上方,且方向图上半球占比较高。此外,图41中的方向图也和图20及图22中的方向图对应。
由图42可见,所述天线组件10支持所述预设频段时的能量指向左上方,方向图上半球占比较高;换而言之,所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向为左上方,且方向图上半球占比较高。此外,图42中的方向图也和图30及图32中的方向图对应。
请一并参阅图43、44、图45、图46及图47,图43为一实施方式提供的天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体且第一预设相位差为120°时总方向图;图44为第一寄生辐射体的第一寄生电流的相位为180°时的电流分布示意图;图45为主辐射体的目标激励电流为300°时的电流分布示意图;图46为天线组件仅包括主辐射体时的地板电流示意图;图47为天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体的地板电流示意图。在本实施方式中,当所述天线组件10工作时,所述主辐射体120、第一寄生辐射体130均工作。所述天线组件10可包括第一匹配电路M1,也可不包括第一匹配电路M1。在本实施方式中,以所述天线组件10包括第一匹配电路M1为例进行仿真。可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式的限定。
由图43中所示的天线组件10的方向图可见,天线能量指向所述天线组件10所应用的电子设备1的左侧方,而右侧方的能量较弱。由图44及图45可知,当所述天线组件10包括所述主辐射体120及所述第一寄生辐射体130时,所述主辐射体120的四分之一波长模式发生于所述目标激励电流相位为300°时,而所述第一寄生辐射体130的四分之一波长模式发生于第一寄生电流的相位为180°时,所述目标激励电流的相位与所述第一寄生电流的相位相差100°,换而言之,所述第一预设相位差为120°。需要说明的是,所述主辐射体120的四分之一波长模式的激励电流自所述第一接地端122流向所述第一自由端121。所述第一寄生辐射体130的四分之一波长模式的第一寄生电流自所述第二自由端132流向所述第二接地端131。
由图46及图47可知,和仅包括主辐射体120的天线组件10相比,包括主辐射体120及第一寄生辐射体130的天线组件10的地板110下半部分的地板电流未见明显截断效应。结合图46及图47以及前面仿真可知所述第一寄生辐射体130对地板110的地板电流的作用不大,所述第一寄生辐射体130主要起到相扫的作用,即,所述主辐射体120的目标激励电流与所述第一寄生辐射体130的第一寄生电流之间的第一预设相位差可起到改变所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向的作用。
请一并参阅图48、图49、图50、图51及图52,图48为一实施方式提供的天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体且第一预设相位差为180°时总方向图;图49为天线组件仅包括主辐射体时的电流分布示意图;图50为天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体时的电流分布示意图;图51为天线组件仅包括主辐射体时的地板电流示意图;图52为天线组件包括主辐射体及第一寄生辐射体的地板电流示意图。在本实施方式中,当所述天线组件10工作时,所述主辐射体120、第一寄生辐射体130均工作。所述天线组件10可包括第一匹配电路M1,也可不包括第一匹配电路M1。在本实施方式中,以所述天线组件10包括第一匹配电路M1为例进行仿真。可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式的限定。
由图48可见,当所述第一预设相位差为180°时,所述天线组件10支持预设频段时的方向图能量指向所述天线组件10所应用的电子设备1的底部(也称为底部波束),而顶部的能量较弱。由图49及图50可知,所述主辐射体120的目标激励电流的分布呈所述第一接地端122流向所述第一自由端121的四分之一波长模式(也称为1/4波长模式);所述第一寄生辐射体130的第一寄生电流的分布呈所述第二接地端131向所述第二自由端132的四分之一波长模式(也称为1/4波长模式)。所述第一寄生辐射体130的存在改变了所述天线模组的工作模式。此外,所述目标激励电流的流向与所述第一寄生电流的流向相反。即,所述第一预设相位差为180°。
此外,由图51及图52可知,和仅包括主辐射体120的天线组件10相比,包括主辐射体120及第一寄生辐射体130的天线组件10的地板110下半部分的地板电流未见明显截断效应。结合图51及图52以及前面仿真可知所述第一寄生辐射体130对地板110的地板电流的作用不大,所述第一寄生辐射体130主要起到相扫的作用,即,所述主辐射体120的目标激励电流与所述第一寄生辐射体130的第一寄生电流之间的第一预设相位差可起到改变所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向的作用。
结合图24及图25(第一预设相位差为0°),图34及图35(第一预设相位差为100°)、图44及图45(第一预设相位差为120°)、图49及图50(第一预设相位差为180°),可知,本申请实施方式提供的天线组件10可调节所述主辐射体120的目标激励电流与所述第一寄生辐射体130的第一寄生电流的相位差(即,第一预设相位差)可实现天线方向图的调控,因此,所述天线组件10中的主辐射体120及第一寄生辐射体130可视为相扫的二元阵。
请参阅图53、图54、图55、图56及图57,图53为天线组件中包括主辐射体及第四寄生辐射体时的总方向图;图54为天线组件的主辐射体120的目标激励电流的相位在300°时的电流分布示意图;图55为天线组件中的第四寄生辐射体的第二寄生电流在30°时的电流分布示意图;图56为天线组件仅包括主辐射体时的地板电流示意图;图57为天线组件包括主辐射体及第四寄生辐射体的地板电流示意图。在本实施方式中,当所述天线组件10工作时,所述主辐射体120、第四寄生辐射体160均工作。所述天线组件10可包括电连接至所述第四寄生辐射体160的第二匹配电路M2,也可不包括电连接至所述第四寄生辐射体160的第二匹配电路M2。在本实施方式中,以所述天线组件10包括电连接至所述第四寄生辐射体160的第二匹配电路M2为例进行仿真。可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式的限定。
由图53可见,所述第二预设相位差为-90°时,所述天线组件10支持预设频段时的方向图能量指向所述天线组件10所应用的电子设备1的右侧方,而电子设备1的左侧放能量较弱。
由图54及图55可知,所述主辐射体120的目标激励电流的分布呈所述第一接地端122流向所述第一自由端121的四分之一波长模式(也称为1/4波长模式)发生于所述目标激励电流的相位为300°时;第四寄生辐射体160的第二寄生电流的分布呈第三自由端162向所述第三接地端161的四分之一波长模式,发生于所述第二寄生电流的相位为30°时。于此可见,相较于仅包括主辐射体120的天线组件10(也称为单体天线)的工作模式,所述天线组件10包括主辐射体120及第四寄生辐射体160时的工作模式发生了改变。
在本实施方式中,以所述天线组件10包括电连接至所述第四寄生辐射体160的第二匹配电路M2为例,电连接至所述第四寄生辐射体160的第二匹配电路M2调整所述第二预设相位差,进而实现天线组件10支持所述预设频段时方向图的方向的调控。所述主辐射体120及所述第四寄生辐射体160可视为相扫的二元阵。可以理解地,在其他实施方式中,所述天线组件10也可不包括第二匹配电路M2,只要所述天线组件10根据不同的第二预设相位差支持所述预设频段的电磁波信号的方向图的方向不同即可。
由图56及图57可知,和仅包括主辐射体120的天线组件10相比,包括主辐射体120及第四寄生辐射体160的天线组件10的地板110下半部分的地板电流未见明显截断效应。所述第四寄生辐射体160主要起到相扫的作用,即,所述主辐射体120的目标激励电流与所述第四寄生辐射体160的第二寄生电流之间的第二预设相位差可起到改变所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向的作用。
需要说的是,上述仿真结果以所述天线组件10所支持的预设频段为与卫星通信的频段为例进行仿真,且以所述预设频段中的发射频段的2GHz,以及所述预设频段中的接收频段的2.2GH例进行仿真,可以理解地,不应当理解为对本申请实施方式提供的天线组件10的限定。在其他实施方式中,所述预设频段可以为蜂窝频段、WIFI频段、GPS频段、UWB频段等。
相应地,所述主辐射体120的形式不做限定,所述主辐射体120可以为IFA天线辐射体,还可以为monopole天线辐射体、loop天线辐射体、slot天线辐射体、T天线辐射体等。
相应地,各个寄生辐射体(第一寄生辐射体130、第二寄生辐射体140、第三寄生辐射体150及第四寄生辐射体160)的形式不做限定,各个寄生辐射体可以为IFA天线辐射体,还可以为monopole天线辐射体、loop天线辐射体、slot天线辐射体、T天线辐射体等。
本申请实施方式提供的天线组件10中主辐射体120及各个寄生辐射体的长度、大小、形状及位置并不局限与上述举例,在其他实施方式中对天线组件10中主辐射体120及各个寄生辐射体的长度、大小、形状及位置不做限定。
本申请实施方式提供的天线组件10对各个匹配电路(第一匹配电路M1、第二匹配电路M2等)加载的位置,加载的方式、电路拓扑结构及电路中各个器件的取值不做限定。
此外,所述第一匹配电路M1用于调整所述第一寄生辐射体130的谐振频率,所述第二匹配电路M2用于调整所述第四寄生辐射体160的谐振频率。在其他实施方式中,所述天线组件10也可不包括第一匹配电路M1、第二匹配电路M2、及其他匹配电路。
本申请实施方式的仿真图以天线组件10应用于手机中为例进行仿真,不应当理解为对本申请实施方式提供的天线组件10所应用的场景的限定。所述天线组件10的应用场景包括但不限于终端设备(如手机,平板电脑,笔记本电脑,可穿戴设备,卫星移动通信设备,对讲机),IOT设备等。
综上所述,本申请实施方式提供的天线组件10使用相扫技术实现了所述天线组件10支持所述预设频段的方向图的方向的调整,再结合陷波技术实现了提升所述天线组件10支持所述预设频段的方向图的上半球占比。具体地,本申请实施方式提供的天线组件10通过改变第一寄生辐射体130的第一寄生电流的相位,进而改变所述主辐射体120的目标激励电流与所述第一寄生辐射体130的第一寄生电流的第一预设相位差实现所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向。此外,在另一实施方式提供的天线组件10,通过改变所述第四寄生辐射体160的第二寄生电流的相位,进而改变所述主辐射体120的目标激励电流与所述第四寄生辐射体160的第二寄生电流的第二预设相位实现所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的方向。此外,通过第二寄生辐射体140提升所述天线组件10支持所述预设频段时方向图的上半球占比。所述天线组件10还通过所述第三寄生辐射体150提升所述天线组件10支持所述预设频段时方向图的上半球占比。综上所述,本申请一实施方式提供的天线组件10可实现所述天线组件10支持所述预设频段时的方向图的多个方向可切换,且朝向所述天线组件10所应用的电子设备1的顶部的左旋圆极化波束,每个波束均占有较高的上半球占比。此外,圆极化波束在theta向波束宽,在phi向可以扫描,互补良好。本实施方式提供的天线组件10有望缓解用户对星困难和通话时卫星信号断连的问题。
本申请实施方式提供的天线组件10使用相扫技术实现了所述天线组件10支持所述预设频段的方向图的方向的调整,再结合陷波技术实现了提升所述天线组件10支持所述预设频段的方向图的上半球占比,进而使得单个天线组件10(也称为单个天线,或单只天线)产生多个指向不同方位(顶部、底部、左侧、右侧)的方向图,各个方向图互补良好,能够或大致能够覆盖360°平面区域,从而提高用户利用所述天线组件10进行通信的通信效果。
以上所述是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (19)
1.一种天线组件,其特征在于,所述天线组件包括:
地板,所述地板具有第一边;
主辐射体,所述主辐射体对应所述第一边设置,且所述主辐射体具有馈电点;
馈源,所述馈源电连接至所述馈电点,以激励所述主辐射体产生目标激励电流且激励所述地板产生地板电流,以支持预设频段;及
第一寄生辐射体,所述第一寄生辐射体与所述主辐射体耦合,以产生支持所述预设频段的第一寄生电流,且所述目标激励电流与所述第一寄生电流的相位差为第一预设相位差,所述天线组件根据不同的第一预设相位差支持所述预设频段的电磁波信号的方向图的方向不同。
2.如权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述天线组件还包括:
第一匹配电路,所述第一匹配电路电连接至所述第一寄生辐射体,所述第一匹配电路用于调整所述第一寄生辐射体的谐振频率,且用于根据不同的第一预设匹配参数调整所述第一预设相位差。
3.如权利要求2所述的天线组件,其特征在于,所述主辐射体包括第一接地端及第一自由端,所述第一接地端接地,所述馈电点位于所述第一接地端与所述第一自由端之间;
所述第一寄生辐射体包括第二接地端及第二自由端,所述第二接地端接地,所述第二自由端相较于所述第二接地端背离所述第一接地端;
当所述第一预设相位差为0°时:所述目标激励电流为所述第一接地端至所述第一自由端的1/4波长模式的电流,所述第一寄生电流为所述第二自由端至所述第二接地端的1/4波长模式的电流。
4.如权利要求3所述的天线组件,其特征在于,所述第一寄生辐射体对应所述第一边设置,且所述第一寄生辐射体的所述第二接地端与所述主辐射体的所述第一接地端相连。
5.如权利要求3所述的天线组件,其特征在于,当所述第一预设相位差为0°时,所述天线组件支持所述预设频段时具有第一方向图;
当所述第一预设相位差为100°时,所述天线组件支持所述预设频段时具有第二方向图;其中,所述第二方向图的方向与所述第一方向图的方向不同。
6.如权利要求5所述天线组件,其特征在于,
所述目标激励电流的相位为300°,且所述目标激励电流为所述第一接地端至所述第一自由端的1/4波长模式的电流;
所述第一寄生电流的相位为200°,且所述第一寄生电流为所述第二自由端至所述第二接地端的1/4波长模式的电流。
7.如权利要求5所述的天线组件,其特征在于,当所述第一预设相位差为120°时,所述天线组件支持所述预设频段时具有第三方向图;其中,所述第三方向图的方向与所述第一方向图的方向不同,且所述第三方向图的方向与所述第二方向图的方向也不同。
8.如权利要求7所述的天线组件,其特征在于,
所述目标激励电流的相位为300°,且所述目标激励电流为所述第一接地端至所述第一自由端的1/4波长模式的电流;
所述第一寄生电流的相位为180°,且所述第一寄生电流为所述第二自由端至所述第二接地端的1/4波长模式的电流。
9.如权利要求7所述的天线组件,其特征在于,当所述第一预设相位差为180°时,所述天线组件支持所述预设频段时具有第四方向图;其中,所述第四方向图与所述第三方向图的方向不相同,所述第四方向图与所述第二方向图的方向不同,且所述第四方向图与所述第一方向图的方向也不同。
10.如权利要求9所述的天线组件,其特征在于,当所述第一预设相位差为180°时:
所述目标激励电流的相位为300°,所述目标电流为所述第一接地端至所述第一自由端的1/4波长模式的电流;
所述第一寄生电流为所述第二接地端至所述第二接地端的1/4波长模式的电流。
11.如权利要求1-10任意一项所述的天线组件,其特征在于,所述天线组件还包括:
第二寄生辐射体,所述第二寄生辐射体与所述主辐射体耦合,且用于使得所述地板电流集中于所述地板靠近所述第一边的部分,以提升所述天线组件支持所述预设频段时的方向图在所述地板设置所述主辐射体所在一侧的占比。
12.如权利要求11所述的天线组件,其特征在于,所述天线组件还包括:
第三寄生辐射体,所述第三寄生辐射体与所述主辐射体耦合,且用于使得所述地板电流集中于所述地板靠近所述第一边的部分。
13.如权利要求12所述的天线组件,其特征在于,所述地板还具有第二边及第三边,所述第二边与所述第一边弯折相连,所述第三边与所述第一边弯折相连,且所述第三边与所述第二边均位于所述第一边的同一侧;
所述第二寄生辐射体对应所述第二边设置,所述第三寄生辐射体对应所述第三边设置。
14.如权利要求1-10任意一项所述的天线组件,其特征在于,所述天线组件还包括:
第四寄生辐射体,所述第四寄生辐射体与所述主辐射体耦合,以产生支持所述预设频段的第二寄生电流,且所述目标激励电流与所述第二寄生电流的相位差为第二预设相位差,所述天线组件根据不同的第二预设相位差支持所述预设频段的电磁波信号的方向图的方向不同。
15.如权利要求14所述的天线组件,其特征在于,所述天线组件还包括:
第二匹配电路,所述第二匹配电路电连接至所述第四寄生辐射体,所述第二匹配电路用于调整所述第四寄生辐射体的谐振频率,且用于根据不同的第二预设匹配参数调整所述第二预设相位差。
16.如权利要求15所述天线组件,其特征在于,当所述第一预设相位差为0°时,所述天线组件支持所述预设频段时具有第一方向图;
当所述第二预设相位差为-90°时,所述天线组件支持所述预设频段时具有第五方向图,其中,所述第五方向图的方向与所述第一方向图的方向不同。
17.如权利要求16所述的天线组件,其特征在于,所述主辐射体包括第一接地端及第一自由端,所述第一接地端接地,所述馈电点位于所述第一接地端与所述第一自由端之间;
所述第四寄生辐射体包括第三接地端及第三自由端,所述第三接地端接地,所述第三自由端邻近所述第一自由端且与所述第一自由端形成耦合间隙,所述第四寄生辐射体通过所述耦合间隙与所述主辐射体耦合;
所述目标激励电流的相位为300°,所述目标激励电流为所述第一接地端至所述第一自由端的1/4波长模式的电流;
所述第二寄生电流的相位为30°时,所述第二寄生电流为所述第三自由端至所述第三接地端的1/4波长模式的电流。
18.如权利要求1所述的天线组件,其特征在于,所述预设频段为与卫星通信的发射和/或接收频段。
19.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1-17任意一项所述的天线组件,所述地板的第一边为所述电子设备的顶边。
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118156798A true CN118156798A (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2448065B1 (en) | Mobile communiction terminal with a frame and antenna | |
US7215296B2 (en) | Switched multi-beam antenna | |
KR101718032B1 (ko) | 이동 단말기 | |
US6380896B1 (en) | Circular polarization antenna for wireless communication system | |
US20120068892A1 (en) | Antenna with Dual Polarization and Mountable Antenna Elements | |
US7969371B2 (en) | Small monopole antenna having loop element included feeder | |
JP2008503941A (ja) | 無線アプリケーション用低背型スマートアンテナおよびその関連方法 | |
JP2011528520A (ja) | アンテナ装置 | |
CN102823058B (zh) | 支持改善型阻抗匹配的利用电磁耦合的宽频带内置天线 | |
KR20100133431A (ko) | 안테나 캐리어 및 디바이스 | |
EP2323217B1 (en) | Antenna for multi mode mimo communication in handheld devices | |
US11342653B2 (en) | Antenna structure and wireless communication device using same | |
US20060170601A1 (en) | Mobile communication devices | |
EP2375488B1 (en) | Planar antenna and handheld device | |
US10374311B2 (en) | Antenna for a portable communication device | |
KR100873441B1 (ko) | 슬롯 안테나 | |
US10122093B2 (en) | Dipole array antenna | |
JP2002171111A (ja) | 携帯無線機及び携帯無線機用アンテナ | |
CN118156798A (zh) | 天线组件及电子设备 | |
Shams et al. | Study and design of a capacitively coupled polymeric internal antenna | |
KR100895658B1 (ko) | 무선 애플리케이션을 위한 낮은 프로파일 스마트 안테나 및그 관련 방법 | |
CN100385806C (zh) | 移动通信装置 | |
US11973277B2 (en) | Antenna module and antenna device having the same | |
US20240014548A1 (en) | Highly isolated and barely separated antennas integrated with noise free RF-transparent Printed Circuit Board (PCB) for enhanced radiated sensitivity | |
CN118137113A (zh) | 电子设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication |