CN212517492U - 天线结构和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线结构和电子设备，属于通信技术领域。该天线结构包括：K个天线单元和L个天线开关，所述K个天线单元包括M个第一天线单元和N个第二天线单元；所述K个天线单元沿电子设备的边框间隔分布，且每条边框上至少分布有一个所述第一天线单元和一个所述第二天线单元；所述L个天线开关中的每个天线开关分别与所述K个天线单元中的至少两个天线单元连接，且每个天线开关所连接的天线单元至少分布于两条边框，每个天线开关所连接的天线单元不同；其中，所述第一天线单元和所述第二天线单元的工作频段不同，M、N和L均为大于1的整数，且K>6。本申请可以保证所述天线结构在手握遮挡情况下也能具备较好的天线传输效率。

Description

天线结构和电子设备

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体涉及一种天线结构和电子设备。

背景技术

目前，手机等电子设备一般包括一个或多个用于收发信号的内置天线。多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术，是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而提高通信系统的吞吐量。

现有方案中，以移动终端为例，其低频天线通常是采用2天线实现2×2MIMO，中高频天线则是采用4天线实现4×4MIMO，例如，可参见图1所示的现有移动终端中的天线布置结构，即在移动终端10的两短边分别布置一低频天线1、3及中高频天线2、4，并在移动终端10的两长边分别布置中高频天线5和6。

在实现本申请过程中，发明人发现上述现有技术中至少存在如下问题：

其一，在游戏等应用场景，低频天线1和3由于手握遮挡而导致体验不佳，中高频天线2、4、5和6也容易受到手握的影响；

其二，中高频天线在受到影响的场景下，由于和基站通信时有的天线可能存在掉线的问题，因此可能会被回退到2×2MIMO的状态，导致通信速率减半。

可见，现有电子设备中的天线结构存在易受手握遮挡而导致天线传输效率较差的问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种天线结构和电子设备，能够解决现有电子设备中的天线结构存在易受手握遮挡而导致天线传输效率较差的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种天线结构，包括K个天线单元和L个天线开关，所述K个天线单元包括M个第一天线单元和N个第二天线单元；

所述K个天线单元沿电子设备的边框间隔分布，且每条边框上至少分布有一个所述第一天线单元和一个所述第二天线单元；

所述L个天线开关中的每个天线开关分别与所述K个天线单元中的至少两个天线单元连接，且每个天线开关所连接的天线单元至少分布于两条边框，每个天线开关所连接的天线单元不同；

其中，所述第一天线单元和所述第二天线单元的工作频段不同，M、N和L均为大于1的整数，且K>6。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括本申请实施例中提供的天线结构。

在本申请实施例中，天线结构包括K个天线单元和L个天线开关，所述K个天线单元包括M个第一天线单元和N个第二天线单元；所述K个天线单元沿电子设备的边框间隔分布，且每条边框上至少分布有一个所述第一天线单元和一个所述第二天线单元；所述L个天线开关中的每个天线开关分别与所述K个天线单元中的至少两个天线单元连接，且每个天线开关所连接的天线单元至少分布于两条边框，每个天线开关所连接的天线单元不同；其中，所述第一天线单元和所述第二天线单元的工作频段不同，M、N和L均为大于1的整数，且K>6。这样，通过在电子设备边框间隔设置较多数量的天线单元，并保证每条边框上至少有两个不同工作频段的天线单元，且进一步通过多个天线开关来控制这些天线单元的工作状态，从而可以保证电子设备在手握的情况下，其天线结构中的天线单元不会全部被遮挡或受到手握影响，而是至少会存在其他未被遮挡且可工作于不同频段的天线单元，进而可以保证天线结构在手握遮挡情况下也能具备较好的天线传输效率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种现有电子设备中的天线结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种天线结构示意图；

图3a是本申请实施例提供的一种天线开关与天线单元的连接结构示意图之一；

图3b是本申请实施例提供的一种天线开关与天线单元的连接结构示意图之二；

图3c是本申请实施例提供的一种天线开关与天线单元的连接结构示意图之三；

图4是本申请实施例提供的一种天线开关的结构示意图；

图5a是本申请实施例提供的一种天线开关各端口的连接结构示意图之一；

图5b是本申请实施例提供的一种天线开关各端口的连接结构示意图之二；

图5c是本申请实施例提供的一种天线开关各端口的连接结构示意图之三；

图6是本申请实施例提供的一种天线结构与合路器的连接结构示意图；

图7a是本申请实施例提供的一种天线开关各端口的连接结构示意图之四；

图7b是本申请实施例提供的一种天线开关各端口的连接结构示意图之五；

图7c是本申请实施例提供的一种天线开关各端口的连接结构示意图之六。

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，显然，所描述的实施例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作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。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的天线结构和电子设备进行详细地说明。

请参见图2，本申请实施例提供了一种天线结构，包括K个天线单元21和L个天线开关，所述K个天线单元21包括M个第一天线单元211和N个第二天线单元212；

所述K个天线单元21沿电子设备20的边框间隔分布，且每条边框上至少分布有一个第一天线单元211和一个第二天线单元212；

所述L个天线开关中的每个天线开关分别与所述K个天线单元21中的至少两个天线单元连接，且每个天线开关所连接的天线单元至少分布于两条边框，每个天线开关所连接的天线单元不同；

其中，第一天线单元211和第二天线单元212的工作频段不同，M、N和L均为大于1的整数，且K>6。

如图1所示，本申请提供的天线结构包括K个沿电子设备20的边框间隔分布的天线单元，即所述K个天线单元均设置于电子设备20的边框，且其中每个天线单元之间均可间隔一定距离，以保证天线间的隔离度；其中，所述K大于6，也即所述天线结构可包括6个以上的天线单元，如可包括7个、8个、12个天线单元等等，具体数量可以根据电子设备20的边框长度和实际需求而定，通过增加天线数量可以一定程度上提升天线传输速率。

具体地，所述K个天线单元21可包括M个第一天线单元211和N个第二天线单元212，其中，第一天线单元211和第二天线单元212的工作频段不同，以保证所述天线结构可支持不同频段的信号收发，例如，第一天线单元211为低频天线，第二天线单元212为中高频天线。且如图1所示，电子设备20的每条边框上至少分布有一个第一天线单元211和一个第二天线单元212，以保证所述M个第一天线单元211和所述N个第二天线单元212可较为均匀地分布在电子设备20的四条边框之上，这样，在用户手握电子设备20的情况下，不会出现所述M个第一天线单元211全部被遮挡或所述N个第二天线单元212全部被遮挡的情况，也即至少会存在未被遮挡可正常工作的第一天线单元211和第二天线单元212。

本申请实施例中，所述天线开关还包括L个天线开关，且其中每个天线开关可分别与所述K个天线单元中的至少两个天线单元连接，每个天线开关所连接的天线单元不同，即不同天线开关所连接的天线单元不重叠，例如，所述天线结构包括8个天线单元和4个天线开关，每个天线开关可分别连接2个天线单元，或者，所述天线结构包括8个天线单元和2个天线开关，每个天线开关可分别连接4个天线单元，等等。进一步地，所述L个天线开关中的每个天线开关所连接的天线单元至少分布于两条边框，以保证每个天线开关所连接的天线单元也是较为均匀地分布在电子设备20的不同边框，而不是集中分布在其中某一条边框之上，这样，在工作中，可尽可能保证通过切换不同天线开关来从所述K个天线单元中选择出状态较好，如未被遮挡的天线单元，来进行信号的收发，以保证通信业务的正常进行。

本申请中的天线结构，通过充分利用天线的分布特性，可有效地解决游戏等特殊场景下人手遮挡对于天线的影响，确保多支天线处于相对较好的工作状态下。

可选的，第一天线单元211的工作频段低于第二天线单元212的工作频段，所述M个第一天线单元211在电子设备20的边框上隔离分布。

特别地，第一天线单元211的工作频段可低于第二天线单元212的工作频段，例如，第一天线单元211为低频天线，第二天线单元212为中高频天线，或者，第一天线单元211为中低频天线，第二天线单元212为高频天线，等等，这样，随着工作频段的不同，第一天线单元211的天线长度可大于第二天线单元212的长度。

且由于低频天线之间更容易相互产生干扰，需要保持较大的间距，因此，为了保证低频天线之间良好的隔离度，可使所述M个第一天线单元211在电子设备20的边框上隔离分布，即所述M个第一天线单元211中的每个第一天线单元均相互隔开而不相邻，如图1所示，每个第一天线单元211在电子设备20的边框上均匀地隔离分布，彼此不相邻，每两个第一天线单元211之间均布置有若干个第二天线单元212。

这样，通过将工作频段较低的第一天线单元211在电子设备20的边框上隔离分布，可保证所述天线结构具备较好的隔离度，进而具备较好的天线传输效率。

可选的，连接于同一天线开关的天线单元各不相邻。

即该实施方式中，每个天线开关所连接的多个天线单元不仅至少分布于两条边框，且各不相邻，例如，连接于同一天线开关连接的天线单元1、2、3和4之间互不相邻，这样，通过进一步对所述K个天线单元均匀分配天线开关，可保证所述天线结构在工作中可具备较好的工作状态。

可选的，M＝4，N＝8，第一天线单元211的工作频段低于第二天线单元212的工作频段。

作为一种可选的实施方式，所述天线结构可包括4个第一天线单元211和8个第二天线单元212，共12个天线单元，且第一天线单元211的工作频段低于第二天线单元212的工作频段，例如，所述天线结构包括4个低频天线和8个中高频天线。

需说明的是，所述天线结构所包括的天线单元的数量可根据电子设备的边框长度来具体选择，电子设备的边框长度越长，其上可设置的天线单元数量也就越多，该实施方式中，可以电子设备20为手机等移动终端为例，在其边框上布置包括4个低频天线和8个中高频天线的天线结构，从而相比于现有仅布置6个天线的移动终端，能够具备更高的天线传输效率。

进一步的，所述M个第一天线单元211中的一个第一天线单元和所述N个第二天线单元212中的一个第二天线单元分布在电子设备20的第一边框，所述M个第一天线单元211中的一个第一天线单元和所述N个第二天线单元212中的三个第二天线单元分布在电子设备20的第二边框，其中，所述第二边框的长度大于所述第一边框的长度。

当所述天线结构包括4个第一天线单元211和8个第二天线单元212时，所述4个第一天线单元211单元和8个第二天线单元在电子设备的边框上的分布情况可以是：电子设备20的第一边框即短边框上分布一个第一天线单元211和一个第二天线单元212，电子设备20的第二边框即长边框上分布一个第一天线单元211和三个第二天线单元212。

例如，可参见图1，4个第一天线单元211分别分布在四条边框，两短边框上分别分布有一个第二天线单元212，两长边框上分别分布有3个第二天线单元212，且这4个第一天线单元211和8个第二天线单元212在电子设备20的四条边框上较为均匀地交错分布，从而可保证电子设备20在用户手握使用的情况下，不易导致所有第一天线单元211或所有第二天线单元212被遮挡，而是总会存在可供使用的第一天线单元211和第二天线单元212，进而可保证电子设备20在游戏等特定场景下的业务不受较大影响。

可选的，L＝3，所述L个天线开关中的每个天线开关分别连接四个天线单元，且每个天线开关所连接的四个天线单元至少分布于三条边框。

在第一天线单元211的数量为4，第二天线单元212的数量为8的情况下，可以相应设置3个天线开关，且每个天线开关分别连接四个天线单元，每个天线开关所连接的四个天线单元至少分布于三条边框，以保证每个天线开关所连接的天线单元是均匀分布于电子设备20的不同边框的，且同样地，连接于同一天线开关的天线单元可以各不相邻。

需说明的是，每个天线开关所连接的天线单元的工作频段可相同，例如，某个天线开关所连接的天线单元均为工作于低频段的第一天线单元211，或者均为工作于中高频段的第二天线单元212。

进一步的，如图3a、图3b和图3c所示，所述L个天线开关包括第一天线开关221、第二天线开关222和第三天线开关223，其中，第一天线开关221与所述M个第一天线单元211连接，第二天线开关222与所述N个第二天线单元212中的四个第二天线单元连接，第三天线开关223与所述N个第二天线单元中的另四个第二天线单元连接。

该实施方式中，在第一天线单元211的数量为4，第二天线单元212的数量为8，天线开关的数量为3的情况下，这3个天线开关与8个天线单元的连接情况可如图3a、图3b和图3c所示，第一天线开关221与4个第一天线单元211连接，第二天线开关222与8个第二天线单元212中的四个第二天线单元连接，第三天线开关223与所述8个第二天线单元中的另四个第二天线单元连接。

同时，为保证每个天线开关所连接的天线单元在电子设备20边框上的均匀分布，可如图3a所示，第一天线开关221与编号为2、5、8和11的第一天线单元211连接，如图3b所示，第二天线开关222与编号为3、7、9和12的第二天线单元212连接，如图3c所示，第三天线开关223与编号为1、4、6和10的第二天线单元212连接，这样，编号为2、5、8和11的第一天线单元211可通过第一天线开关221实现天线切换的功能，编号为3、7、9和12的第二天线单元212可通过第二天线开关222实现天线切换的功能，编号为1、4、6和10的第二天线单元212可通过第三天线开关223实现天线切换的功能。

需说明的是，图3a、图3b和图3c仅为一种示意的连接方式，第二天线开关222和第三天线开关223还可与其他编号的第二天线单元212连接，例如，第二天线开关222可与编号为3、6、9和12的第二天线单元212连接，或与编号为3、7、10、12的第二天线单元212连接，等等。

可选的，所述L个天线开关中的每个天线开关均包括四个射频端口和四个天线端口，每个天线开关的四个天线端口与对应的四个天线单元一一对应连接，所述四个射频端口分别为收发TRX端口、分集接收DRX端口、主集接收PRX_MIMO端口和分集接收DRX_MIMO端口。

即该实施方式中，所述L个天线开关中的每个天线开关均可支持4路输入和4路输出，例如，如图4所示，天线开关22包括4个输入端口和4个输出端口，且每个输入端口均与4个输出端口连接。

具体地，天线开关22的4个输入端口可分别连接4个天线单元，并可对其4路输入进行任意切换，进而实现对与其连接的4个天线单元的任意切换功能。也就是说，每个天线开关22均包括四个天线端口和四个射频端口，且每个天线开关的四个天线端口与对应的四个天线单元一一对应连接，所述四个射频端口可分别为收发(Transimite and Receive，TRX)端口、分集接收(Diversity Receive，DRX)端口、主集接收(Primary Receive Multiple-Input Multiple-Output，PRX_MIMO)端口和分集接收(Diversity Receive Multiple-Input Multiple-Output，DRX_MIMO)端口。

例如，如图5a所示，第一天线开关221的四个天线端口分别与编号为2、5、8和11的第一天线单元211连接，第一天线开关221的四个射频端口分别为低频(Low Band，LB)TRX端口、LB DRX端口、LB DRX_MIMO端口和LB PRX_MIMO端口，且每个天线端口分别与这四个射频端口连接；

如图5b所示，第二天线开关222的四个天线端口分别与编号为3、7、9和12的第二天线单元212连接，第二天线开关222的四个射频端口分别为中高频(Medium-High Band，MHB)TRX1端口、MHB DRX1端口、MHB DRX_MIMO1端口和MHB PRX_MIMO1端口，且每个天线端口分别与这四个射频端口连接；

如图5c所示，第三天线开关223的四个天线端口分别与编号为1、4、6和10的第二天线单元212连接，第三天线开关223的四个射频端口分别为MHB TRX2端口、MHB DRX2端口、MHB DRX_MIMO2端口和MHB PRX_MIMO2端口，且每个天线端口分别与这四个射频端口连接。

这样，每个天线开关均可支持4路射频通路，从而可保证所述天线结构可支持低频的4×4MIMO和中高频的8×8MIMO。

可选的，所述K个天线单元21中的目标天线单元与合路器连接，其中，所述合路器接入有不同频段的射频信号。

在实际应用中，为了扩展天线的频率覆盖范围，可通过在天线回路中加入合路器来聚合不同频段的射频信号，例如，为了在中高频天线中聚合NR和WIFI频段信号，可以通过合路和抽取的方案来加入NR和WIFI的覆盖，如图6所示，对于某中高频天线60，可先将中高频MHB段信号和WIFI2.4G频段信号使用抽取器61合路后，再与WIFI5G频段信号和NR频段信号通过一三合一的合路器62进行合路，使得天线60可支持中高频段、WIFI频段和NR频段的信号收发。同样地，对于低频天线，也可以通过类似的方式加入WIFI频段和NR频段。

本申请中，还需说明的是，对于不支持4×4MIMO和8×8MIMO的天线结构，也可以通过拓扑结构实现天线的分布式分布来改善用户体验，例如，如图7a、图7b和图7c所示，可以通过天线开关选择支持2路射频通路，但在天线通路仍可支持4个通路，即每个天线开关仍可分别连接4个天线单元，从而保证所述天线结构的灵活性。

本申请实施例中的天线结构，包括K个天线单元和L个天线开关，所述K个天线单元包括M个第一天线单元和N个第二天线单元；所述K个天线单元沿电子设备的边框间隔分布，且每条边框上至少分布有一个所述第一天线单元和一个所述第二天线单元；所述L个天线开关中的每个天线开关分别与所述K个天线单元中的至少两个天线单元连接，且每个天线开关所连接的天线单元至少分布于两条边框，每个天线开关所连接的天线单元不同；其中，所述第一天线单元和所述第二天线单元的工作频段不同，M、N和L均为大于1的整数，且K>6。这样，通过在电子设备边框间隔设置较多数量的天线单元，并保证每条边框上至少有两个不同工作频段的天线单元，且进一步通过多个天线开关来控制这些天线单元的工作状态，从而可以保证电子设备在手握的情况下，其天线结构中的天线单元不会全部被遮挡或受到手握影响，而是至少会存在其他未被遮挡且可工作于不同频段的天线单元，进而可以保证天线结构在手握遮挡情况下也能具备较好的天线传输效率。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括本申请实施例中提供的天线结构。本实施例中，所述电子设备能达到和天线结构的实施例相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例中的电子设备可以是移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括K个天线单元和L个天线开关，所述K个天线单元包括M个第一天线单元和N个第二天线单元；

所述K个天线单元沿电子设备的边框间隔分布，且每条边框上至少分布有一个所述第一天线单元和一个所述第二天线单元；

所述L个天线开关中的每个天线开关分别与所述K个天线单元中的至少两个天线单元连接，且每个天线开关所连接的天线单元至少分布于两条边框，每个天线开关所连接的天线单元不同；

其中，所述第一天线单元和所述第二天线单元的工作频段不同，M、N和L均为大于1的整数，且K>6。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线单元的工作频段低于所述第二天线单元的工作频段，所述M个第一天线单元在所述电子设备的边框上隔离分布。

3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，连接于同一天线开关的天线单元各不相邻。

4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，M＝4，N＝8，所述第一天线单元的工作频段低于所述第二天线单元的工作频段。

5.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于，所述M个第一天线单元中的一个第一天线单元和所述N个第二天线单元中的一个第二天线单元分布在所述电子设备的第一边框，所述M个第一天线单元中的一个第一天线单元和所述N个第二天线单元中的三个第二天线单元分布在所述电子设备的第二边框，其中，所述第二边框的长度大于所述第一边框的长度。

6.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于，L＝3，所述L个天线开关中的每个天线开关分别连接四个天线单元，且每个天线开关所连接的四个天线单元至少分布于三条边框。

7.根据权利要求6所述的天线结构，其特征在于，所述L个天线开关包括第一天线开关、第二天线开关和第三天线开关，其中，所述第一天线开关与所述M个第一天线单元连接，所述第二天线开关与所述N个第二天线单元中的四个第二天线单元连接，所述第三天线开关与所述N个第二天线单元中的另四个第二天线单元连接。

8.根据权利要求6所述的天线结构，其特征在于，所述L个天线开关中的每个天线开关均包括四个射频端口和四个天线端口，每个天线开关的四个天线端口与对应的四个天线单元一一对应连接，所述四个射频端口分别为收发TRX端口、分集接收DRX端口、主集接收PRX_MIMO端口和分集接收DRX_MIMO端口。

9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述K个天线单元中的目标天线单元与合路器连接，其中，所述合路器接入有不同频段的射频信号。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的天线结构。

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