CN217444635U - 天线结构、天线系统以及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种天线结构、天线系统以及终端设备。天线结构包括第一阻抗调节结构和对称设置于第一缝隙两侧的两个同频贴片天线。每个贴片天线包括辐射体和馈电端口,辐射体远离第一缝隙的边缘接地。第一阻抗调节结构将两个贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗和共模阻抗调整为相等或相近。天线系统包括至少两个所述天线结构,且各个贴片天线并排设置。任意相邻两个天线结构包括的中间两个贴片天线之间均设置有第二阻抗调节结构,第二阻抗调节结构将所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的共模阻抗调节为与差模阻抗相等或相近。如此,在紧凑的天线布局下能够实现多个天线结构的并列连接,并能够使任意相邻两个贴片天线之间实现高隔离度解耦。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种天线结构、天线系统以及终端设备。
背景技术
随着通信技术的发展,手机、平板电脑、笔记本电脑等智能终端设备的无线通信功能越来越强大,配置的天线数量越来越多,例如2G/3G/4G/5G天线、GPS天线、WIFI天线等,每个频段的天线还可能会有多个MIMO天线。由于目前智能终端设备朝着小型化、高屏占比等方向发展,使得智能终端设备上用于布局天线的空间大幅减少。而随着天线数量的增加,必然会导致天线之间的隔离度较差,相互影响较大。因此,在紧凑的天线布局下,如何在有限的空间下布局更多的天线,并实现天线之间的高隔离度解耦,成了天线设计的一重要课题。
实用新型内容
本申请提供一种天线结构、天线系统以及终端设备,能够在有限的空间内紧凑地布局天线并实现天线之间的高隔离度解耦。
第一方面,本申请提供一种天线结构,所述天线结构包括两个同频贴片天线以及设置于两个所述贴片天线上的第一阻抗调节结构。其中,两个同频贴片天线间隔设置且两者之间形成第一缝隙,两个所述贴片天线对称设置于所述第一缝隙两侧。每个所述贴片天线包括接地组件、辐射体和设于所述辐射体上的馈电端口。所述辐射体包括相对的第一边缘和第二边缘,所述第一边缘与所述接地组件电连接,两个所述贴片天线的第二边缘之间形成所述第一缝隙。所述第一阻抗调节结构用于将两个所述贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗和共模阻抗调整为相等或相近,以便在其中一个贴片天线工作时实现另一个贴片天线上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线耦合到所述另一个贴片天线上的射频能量,进而提高两个同频贴片天线之间的隔离度,实现两个同频贴片天线之间的高隔离度解耦。
在一种实施例中,所述辐射体的第二边缘上间隔开设有两条第二缝隙,每条所述第二缝隙贯穿所述辐射体相背的两个侧面。所述两条第二缝隙将所述辐射体分割为并列设置且一端相互连接的馈电枝节、第一辐射枝节和第二辐射枝节,其中,所述馈电枝节位于所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节之间,所述馈电端口设置于所述馈电枝节上。所述第一辐射枝节包括形成所述第一缝隙的第一边缘,所述第二辐射枝节包括形成所述第一缝隙的第一边缘。所述第一阻抗调节结构包括至少两个第一阻抗调节元件以及开设于两个所述贴片天线的辐射体上的各条所述第二缝隙,其中,至少一个所述第一阻抗调节元件电连接于两个所述贴片天线的第一辐射枝节的第一边缘之间,至少一个所述第一阻抗调节元件电连接于两个所述贴片天线的第二辐射枝节的第一边缘之间。所述第一阻抗调节结构用于将两个所述贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗调节为与两个所述贴片天线的馈电端口之间的共模阻抗相等或相近。如此,在其中一个贴片天线工作时能够实现另一个贴片天线上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线耦合到另一个贴片天线上的射频能量,进而能够提高两个同频贴片天线之间的隔离度,实现两个同频贴片天线之间的高隔离度解耦。
在一种实施例中,所述馈电枝节包括形成所述第一缝隙的第一边缘,所述馈电枝节的第一边缘位于相应辐射体的第二边缘的中部。每个辐射体上的两条第二缝隙对称开设于所述馈电枝节两侧。与所述第一辐射枝节电连接的第一阻抗调节元件和与所述第二辐射枝节电连接的第一阻抗调节元件对称设置于所述第一缝隙的中垂线两侧。
在一种实施例中,所述辐射体还包括相对的第三边缘和第四边缘,其中,所述辐射体的第三边缘和第四边缘分别与所述辐射体的第二边缘的两端相接。所述第一阻抗调节结构包括第一阻抗调节元件和两条耦合线,其中一根所述耦合线的两端分别通过所述第一阻抗调节元件电连接至两个所述贴片天线的辐射体的第三边缘,另一根所述耦合线的两端分别通过所述第一阻抗调节元件电连接至两个所述贴片天线的辐射体的第四边缘。所述第一阻抗调节结构用于将两个所述贴片天线的馈电端口之间的共模阻抗调节为与两个所述贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗相等或相近。如此,在其中一个贴片天线工作时能够实现另一个贴片天线上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线耦合到所述另一个贴片天线上的射频能量,进而能够提高两个同频贴片天线之间的隔离度,实现两个同频贴片天线之间的高隔离度解耦。
在一种实施例中,所述第一阻抗调节结构在两个所述贴片天线的辐射体所在的平面上的正投影位于两个所述贴片天线的辐射体之外。
在一种实施例中,所述第一阻抗调节元件包括电感。
在一种实施例中,所述天线结构还包括介质基板,所述辐射体贴设于所述介质基板上。两个所述贴片天线的馈电端口之间的距离在自由空间波长的十六分之一至四分之一的范围内,从而能够缩减辐射体的尺寸,实现贴片天线的小型化设计,便于贴片天线在终端设备紧凑的空间中进行布局。
第二方面,本申请提供一种天线系统,所述天线系统包括第二阻抗调节结构以及至少两个如上所述的天线结构。其中,所述天线系统包括的各个贴片天线并排设置。所述天线系统中的任意相邻两个天线结构包括的中间两个贴片天线之间均设置有所述第二阻抗调节结构,所述第二阻抗调节结构用于将所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的共模阻抗调节为与所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗相等或相近。所述天线系统针对各个天线结构包含的两个同频贴片天线,通过设置第一阻抗调节结构来将两个贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗和共模阻抗调整为相等或相近;针对任意相邻两个天线结构包括的中间两个贴片天线,通过设置第二阻抗调节结构来将所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的共模阻抗调节为与所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗相等或相近。如此,对于天线系统中的任意两个相邻的贴片天线,在其中一个贴片天线工作时能够实现另一个贴片天线上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线耦合到所述另一个贴片天线上的射频能量,进而提高两个同频贴片天线之间的隔离度,实现两个同频贴片天线之间的高隔离度解耦。
在一种实施例中,所述辐射体还包括相对的第三边缘和第四边缘,其中,所述辐射体的第三边缘和第四边缘分别与所述辐射体的第二边缘的两端相接。所述第二阻抗调节结构包括第二阻抗调节元件和两条耦合线,其中一根所述耦合线的两端分别通过所述第二阻抗调节元件电连接至所述中间两个贴片天线的辐射体的第三边缘,另一根所述耦合线的两端分别通过所述第二阻抗调节元件电连接至所述中间两个贴片天线的辐射体的第四边缘。
在一种实施例中,所述第二阻抗调节结构在所述中间两个贴片天线的辐射体所在的平面上的正投影位于所述中间两个贴片天线的辐射体之外,以便更好地抵消所述中间两个贴片天线AN2和AN3通过两者之间的接地组件G1的外侧空间进行的耦合,从而提高所述中间两个贴片天线AN2和AN3之间的解耦效果。
在一种实施例中,所述中间两个贴片天线共用同一个接地组件,且所述中间两个贴片天线对称设置于所述同一个接地组件两侧。
在一种实施例中,所述第二阻抗调节元件包括电感。
在一种实施例中,所述天线结构还包括介质基板,所述辐射体贴设于所述介质基板上。所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的距离在自由空间波长的十六分之一至四分之一的范围内,从而能够缩减辐射体的尺寸,实现贴片天线的小型化设计,便于贴片天线在终端设备紧凑的空间中进行布局。
第三方面,本申请提供一种终端设备,包括壳体组件以及上述的天线结构或者天线系统。所述天线结构或者所述天线系统设置于所述壳体组件上。所述终端设备通过设置上述的天线结构或天线系统,能够节省在壳体组件或电路板组件上为天线结构或天线系统所预留的空间,并能够在有限的空间内紧凑地布局更多的天线以及实现相邻的天线之间的高隔离度解耦,从而提高紧凑布局的相邻的同频天线传输的信号的抗干扰性能,使天线具有良好的传输性能,进而使所述终端设备具有较佳的无线通信功能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施例中的技术方案,下面将对本申请的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为本申请的实施例提供的一种终端设备的背面结构的部分剖视图。
图2为图1所示的终端设备的功能模块示意图。
图3a为本申请的实施例提供的第一种天线结构的平面结构示意图。
图3b为图3a所示的天线结构的侧面结构示意图。
图4a为图3a所示的天线结构包含的两个贴片天线之间的耦合原理示意图。
图4b为图3a所示的天线结构包含的两个贴片天线的S参数的仿真曲线图。
图5a为本申请的实施例提供的第二种天线结构的平面结构示意图。
图5b为图5a所示的天线结构的第一种侧面结构示意图。
图5c为图5a所示的天线结构的第二种侧面结构示意图。
图5d为图5a所示的天线结构的第三种侧面结构示意图。
图6a为图5a所示的天线结构包含的两个贴片天线的解耦原理的一种示意图。
图6b为图5a所示的天线结构包含的两个贴片天线的解耦原理的另一种示意图。
图7为图5a所示的天线结构包含的两个贴片天线的S参数的仿真曲线图。
图8为本申请的实施例提供的第三种天线结构的平面结构示意图。
图9a为本申请的实施例提供的第一种天线系统的平面结构示意图。
图9b为图9a所示的天线系统的侧面结构示意图。
图10为图9a所示的天线系统中的任意相邻两个天线结构包括的中间两个贴片天线之间的耦合原理示意图。
图11a为图9a所示的天线系统中的任意相邻两个天线结构包括的四个贴片天线的反射系数的仿真曲线图。
图11b为图9a所示的天线系统中的任意相邻两个天线结构包括的四个贴片天线的耦合系数的仿真曲线图。
图12a为本申请的实施例提供的第二种天线系统的平面结构示意图。
图12b为图12a所示的天线系统的侧面结构示意图。
图13a为图12a所示的天线系统中的任意相邻两个天线结构包括的四个贴片天线的反射系数的仿真曲线图。
图13b为图12a所示的天线系统中的任意相邻两个天线结构包括的四个贴片天线的耦合系数的仿真曲线图。
图14为本申请的实施例提供的第三种天线系统的平面结构示意图。
图15a为图14所示的天线系统中的任意相邻四个天线结构包括的八个贴片天线的反射系数的仿真曲线图。
图15b为图14所示的天线系统中的任意相邻四个天线结构包括的八个贴片天线的耦合系数的仿真曲线图。
图16为本申请的实施例提供的另一种终端设备的背面结构的部分剖视图。
主要元件符号说明
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请的实施例中的附图,对本申请的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。
本申请提供一种天线结构,所述天线结构包括对称设置的两个同频贴片天线以及设置于两个所述贴片天线上的第一阻抗调节结构。所述第一阻抗调节结构用于将两个贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗和共模阻抗调整为相等或相近,以便在其中一个贴片天线工作时实现另一个贴片天线上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线耦合到所述另一个贴片天线上的射频能量,进而提高两个同频贴片天线之间的隔离度,实现两个同频贴片天线之间的高隔离度解耦。
本申请还提供一种天线系统,包括第二阻抗调节结构以及至少两个所述天线结构。其中,所述天线系统包括的各个贴片天线并排设置。所述天线系统中的任意相邻两个天线结构包括的中间两个贴片天线之间均设置有所述第二阻抗调节结构,所述第二阻抗调节结构用于将所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的共模阻抗调节为与所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗相等或相近。如此,对于天线系统中的任意两个相邻的贴片天线,在其中一个贴片天线工作时能够实现另一个贴片天线上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线耦合到所述另一个贴片天线上的射频能量,进而提高两个同频贴片天线之间的隔离度,实现两个同频贴片天线之间的高隔离度解耦。本申请提供的天线系统在紧凑的天线布局下能够实现多个天线结构的级联或并列连接,并且能够使任意相邻两个贴片天线之间实现高隔离度解耦。
本申请还提供一种终端设备,包括上述的天线结构或者天线系统。所述终端设备通过设置上述的天线结构或天线系统,能够节省在壳体组件或电路板组件上为天线结构或天线系统所预留的空间,并能够在有限的空间内紧凑地布局更多的天线以及实现相邻的天线之间的高隔离度解耦,从而提高紧凑布局的相邻的同频天线传输的信号的抗干扰性能,使天线具有良好的传输性能,进而使所述终端设备具有较佳的无线通信功能。
图1为本申请的实施例提供的一种终端设备1000a的背面结构的部分剖视图。其中,终端设备1000a包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、路由器等电子产品。在本申请中,以终端设备1000a为平板电脑为例,对本申请的技术方案进行介绍。
请一并参阅图1和图2,终端设备1000a包括壳体组件11、电路板组件12、储能组件13(例如电池)、多媒体器件14(例如摄像头)、以及显示屏组件15等。其中,壳体组件11用于安装和保护终端设备1000a的结构部件。壳体组件11包括边框111、中框112和后盖113,边框111可与中框112的边缘以及后盖113的边缘分别固定连接,从而围成收容腔来收容终端设备1000a的内部结构部件,例如电路板组件12等。中框112位于由后盖113、边框111以及显示屏组件15围成的收容腔中,中框112用作终端设备1000a的内部结构部件的“骨架”,可用于承载和固定终端设备1000a的内部结构部件。
电路板组件12可为柔性电路板组件或软硬结合电路板组件,电路板组件12可固定于中框112上,并用于设置终端设备1000a包含的电子元器件。储能组件13用于为终端设备1000a的其他功能模块供电,使终端设备1000a的其他功能模块能够正常工作。储能组件13可包括电池单元。多媒体器件14包括但不限于摄像头模组、闪光灯、激光器件、音频器件等。显示屏组件15用于将图形、文本、图标、视频等可视输出显示给用户。
终端设备1000a还可包括处理器16、存储器17、以及其他输入输出设备18。其中,处理器16作为终端设备1000a的逻辑运算和控制中心,主要负责数据采集、数据处理、逻辑运算、控制输出等功能。处理器16可包括多个输入输出端口,处理器16可通过所述多个输入输出端口与其他功能模块或外部设备进行通信以及信息交互,从而可实现终端设备1000a的数据处理和控制等功能。存储器17可以被处理器16或外设接口(图未示)等访问,以实现数据的存储或调用等。存储器17可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如一个或多个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。其他输入输出设备18可包括用于实现终端设备1000a所支持的功能的设备,例如麦克风、触摸板、功能按键、I/O口等,从而可实现终端设备1000a与用户的交互。处理器16、存储器17、多媒体器件14等中的一个或多个可设于电路板组件12上。
终端设备1000a还可包括多种天线结构20以及与多种天线结构20对应的射频模块19,以满足用户对各种无线通信技术的使用需求。其中,各种天线结构20可设置在壳体组件11和/或电路板组件12上,射频模块19可设置于电路板组件12上,并与相应的天线结构20电连接,以实现无线信号的传输。
可以理解的是,图1-图2仅示意性地示出了终端设备1000a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和图2的限制,并且相对于图1-图2中所示出的结构部件,终端设备1000a实际上可以具有更多或者更少的结构部件,例如,终端设备1000a还包括物理按键(图未示)。
请一并参阅图3a-图3b,本申请的实施例还提供了第一种天线结构20a。其中,图3a为天线结构20a的平面结构示意图,图3b为天线结构20a的侧面结构示意图。在本实施例中,天线结构20a包括两个同频贴片天线21,本申请中以两个贴片天线21工作的中心频率均为5GHz为例,对本申请中提供的天线结构20a进行介绍。可以理解的是,两个贴片天线21工作的中心频率并不限于5GHz。
两个同频贴片天线21间隔设置,且两个贴片天线21之间形成第一缝隙23。在本实施例中,两个同频贴片天线21的结构相同或整体上相似,且两个贴片天线21以第一缝隙23为对称轴,对称设置于第一缝隙23两侧。
每个贴片天线21包括辐射体211、接地组件212、馈电端口213、以及馈电结构214。其中,辐射体211为金属贴片,辐射体211与接地板22之间形成腔体。接地板22可为电路板组件12或者金属中框112。在本申请中,以接地板22为电路板组件12为例,对本申请的技术方案进行介绍。
在一种实施例中,如图3b所示,天线结构20a还可包括介质基板24,辐射体211贴设于介质基板24上,并通过介质基板24设于接地板22上,即,介质基板24设置于辐射体211与接地板22之间的腔体中,介质基板24用于固定和承载辐射体211。可选地,在第一缝隙23中也可设置有介质材料。可选地,在辐射体211上方,即辐射体211远离接地板22的表面上也可以设置介质基板,例如,后盖113的一部分结构可用作贴片天线21的介质基板24,如此,辐射体211可贴附于后盖113上,辐射体211与接地板22之间的腔体中可以设置介质基板也可以不设置介质基板。本申请对介质基板24的设置位置以及厚度不做具体限定。
辐射体211包括相对的第一边缘2111和第二边缘2112,第一边缘2111与接地组件212电连接,以实现相应的贴片天线21的接地。其中,接地组件212可以是一个长条金属件、形成于介质基板24上的多个通孔中的多个金属连接柱,或者多个金属弹片等,本申请对接地组件212的形状不进行具体限定,只要接地组件212能够实现辐射体211与接地板22的电连接即可。两个贴片天线21的第二边缘2112之间形成所述第一缝隙23,即,两个贴片天线21的两个辐射体211位于两个贴片天线21的两个接地组件212之间。
馈电端口213设于辐射体211上,馈电结构214与设于电路板组件12上的射频模块19以及设于辐射体211上的馈电端口213分别电连接,馈电结构214和馈电端口213用于实现相应的贴片天线21的馈电。
由于目前智能终端设备朝着小型化、高屏占比等方向发展,使得智能终端设备上用于布局天线的空间大幅减少。在本实施例中,介质基板24还起到缩减辐射体211的尺寸、实现贴片天线21的小型化设计的作用,便于贴片天线21在终端设备紧凑的空间中进行布局。具体地,由于设置了介质基板24,两个贴片天线21的馈电端口213之间的距离可以从自由空间波长λ0的四分之一减小到自由空间波长λ0的十六分之一至四分之一的范围内,例如减小到自由空间波长λ0的八分之一左右。在本申请中,以两个贴片天线21的馈电端口213之间的距离等于自由空间波长λ0的八分之一为例,对本申请提供的天线结构20a的结构进行介绍。
另外,紧凑的天线布局会导致天线之间的隔离度较差。具体地,对于图3a-图3b所示的天线结构20a包含的两个同频贴片天线21,如图4a所示,辐射体211与接地板22之间形成腔体31,且两个贴片天线21与接地板22之间分别形成的腔体31的开口正对。例如图4a所示,位于左边的贴片天线21对应的腔体31开口朝右,位于右边的贴片天线21对应的腔体31开口朝左。当其中一个贴片天线21(例如图4a中位于左边的贴片天线)馈电时,由于两个贴片天线21之间的距离比较近,两个贴片天线21与接地板22之间形成的腔体31会在两个贴片天线21之间提供一条耦合路径,使其中一个贴片天线21上的射频能量耦合到另一个贴片天线21上,从而导致两个贴片天线21之间的隔离度较差。
图4b为图3a所示的天线结构20a包含的两个贴片天线21的S参数的仿真曲线图。在图4b中,从曲线S11、S22可看出,天线结构20a包括的两个贴片天线21的工作中心频率均在5GHz附近;从曲线S21可看出,两个贴片天线21在频率为5GHz附近的隔离度为3dB左右,两个贴片天线21之间的隔离度很差。而在终端设备中,一般要求天线之间的隔离度在15dB以上。
为了在紧凑的天线布局下实现天线之间的高隔离度解耦,本申请还提供了另一种天线结构,所述天线结构包括两个同频贴片天线以及设置于两个贴片天线上的第一阻抗调节结构,所述第一阻抗调节结构用于将两个贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗和共模阻抗调整为相等或相近,以便在其中一个贴片天线21工作时实现另一个贴片天线上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线21耦合到所述另一个贴片天线21上的射频能量,进而提高两个同频贴片天线之间的隔离度,实现两个同频贴片天线21之间的高隔离度解耦。下面通过两个不同的实施例来对能实现两个同频贴片天线21之间的高隔离度解耦的天线结构20b和20c的具体结构进行介绍。
请一并参阅图5a-图5b,本申请的实施例还提供了第二种天线结构20b。其中,图5a-图5b所示的第二种天线结构20b的结构与图3a-图3b所示的第一天线结构20a的结构相似,不同之处在于:图5a-图5b所示的第二种天线结构20b还包括设置于两个贴片天线21上的第一阻抗调节结构216,第一阻抗调节结构216用于将两个贴片天线21的馈电端口213之间的差模阻抗调节为与两个贴片天线21的馈电端口213之间的共模阻抗相等或相近。
具体地,在本实施例中,辐射体211的第二边缘2112上间隔开设有两条第二缝隙2161,每条第二缝隙2161贯穿辐射体211相背的两个侧面。两条第二缝隙2161将辐射体211分割为并列设置且一端相互连接的馈电枝节L0、第一辐射枝节L1和第二辐射枝节L2,即辐射体211为呈“E”形状的结构。其中,馈电枝节L0位于第一辐射枝节L1和第二辐射枝节L2之间,馈电端口213设置于馈电枝节L0上。
两条第二缝隙2161还将辐射体211的第二边缘2112分割为第一辐射枝节L1的第一边缘L11、馈电枝节L0的第一边缘L01以及第二辐射枝节L2的第一边缘L21。即,第一辐射枝节L1包括形成第一缝隙23的第一边缘L11,第二辐射枝节L2包括形成第一缝隙23的第一边缘L21,馈电枝节L0包括形成第一缝隙23的第一边缘L01。在一种实施例中,在天线结构20b中,两个馈电枝节L0的第一边缘L01之间的距离、两个第一辐射枝节L1的第一边缘L11之间的距离、两个第二辐射枝节L2的第一边缘L21之间的距离可以相等。可选地,在另一种实施例中,两个第一辐射枝节L1的第一边缘L11之间的距离,与两个第二辐射枝节L2的第一边缘L21之间的距离可以相等;两个馈电枝节L0的第一边缘L01之间的距离可大于或小于两个第一辐射枝节L1的第一边缘L11之间的距离。
第一阻抗调节结构216包括至少两个第一阻抗调节元件2162以及开设于两个贴片天线21的辐射体211上的各条第二缝隙2161。其中,第一阻抗调节元件2162电连接于两个贴片天线21的辐射体211的第二边缘2112之间。
在本实施例中,第一阻抗调节元件2162包括电感。至少一个第一阻抗调节元件2162电连接于两个贴片天线21的第一辐射枝节L1的第一边缘L11之间,至少一个第一阻抗调节元件2162电连接于两个贴片天线21的第二辐射枝节L2的第一边缘L21之间。其中,第一辐射枝节L1与第一阻抗调节元件2162的连接处可位于第一辐射枝节L1的第一边缘L11的两端之间或位于第一辐射枝节L1的第一边缘L11远离馈电枝节L0的一端。第二辐射枝节L2与第一阻抗调节元件2162的连接处可位于第二辐射枝节L2的第一边缘L21的两端之间或设置于第二辐射枝节L2的第一边缘L21远离馈电枝节L0的一端。
在一种实施例中,馈电枝节L0的第一边缘L01位于相应辐射体211的第二边缘2112的中部,每个辐射体211上的两条第二缝隙2161以相应辐射体211的馈电枝节L0为对称轴,对称开设于馈电枝节L0两侧。与第一辐射枝节L1电连接的第一阻抗调节元件2162和与第二辐射枝节L2电连接的第一阻抗调节元件2162以第一缝隙23的中垂线为对称轴,对称设置于所述中垂线两侧。在其他实施例中,馈电枝节L0的第一边缘L01也可以偏离辐射体211的第二边缘2112的中部;可选地,两条第二缝隙2161也可以不对称地开设于馈电枝节L0两侧;可选地,与第一辐射枝节L1电连接的第一阻抗调节元件2162和与第二辐射枝节L2电连接的第一阻抗调节元件2162也可以不对称地设置于所述中垂线两侧。
在一种实施例中,如图5a和图5b所示,第一阻抗调节元件2162可设于第一缝隙23内。可选地,在另一种实施例中,如图5c所示,第一阻抗调节元件2162可设于第一缝隙23下方的接地板22,例如电路板组件12上,并通过穿设于介质基板24中的连接件32(例如弹片或连接柱)与两个贴片天线21的辐射体211的第二边缘2112电连接。可选地,在另一种实施例中,如图5d所示,第一阻抗调节元件2162可跨接于第一缝隙23上方,并与两个贴片天线21的辐射体211的第二边缘2112电连接。本申请对第一阻抗调节元件2162在沿贴片天线21的厚度方向上的设置位置不作具体限定。
本申请提供的天线结构20b通过在各个贴片天线21的辐射体211上分别开缝来将辐射体211分割成馈电枝节L0以及位于馈电枝节L0两侧的第一辐射枝节L1和第二辐射枝节L2,并在两个贴片天线21的第一辐射枝节L1之间、第二辐射枝节L2之间分别设置第一阻抗调节元件2162,例如电感,来调节两个贴片天线21的馈电端口213之间的差模阻抗,使两个贴片天线21的馈电端口213之间的差模阻抗与两个贴片天线21的馈电端口213之间的共模阻抗相等或相近。
下面基于图5a所示的天线结构20b,对同一个天线结构包括的两个同频贴片天线的解耦原理进行介绍。
请参阅图6a,图6a所示的两个贴片天线AN1和AN2为同一个天线结构包括的同频贴片天线,两个贴片天线AN1和AN2的结构、布局方式与天线结构20b包括的两个同频贴片天线21的结构、布局方式相同。
当两个贴片天线AN1和AN2的馈电结构同时将等幅同相的两个共模信号S1和S2分别馈入两个贴片天线AN1和AN2的馈电端口213时,在两个贴片天线AN1和AN2的两个辐射体211上分别激励出辐射电流。由于两个贴片天线AN1和AN2的结构对称,在馈入等幅同相的信号时,两者的辐射体211上激励出的辐射电流也呈对称分布,因此两个辐射体211上的电流的方向相反。
当两个贴片天线AN1和AN2的馈电结构同时将等幅反相的两个差模信号S3和S4分别馈入两个贴片天线AN1和AN2的馈电端口213时,在两个贴片天线AN1和AN2的两个辐射体211上分别激励出辐射电流。由于两个贴片天线AN1和AN2的结构对称,在馈入等幅反相的信号时,两者的辐射体211上激励出的辐射电流呈反对称分布,因此,两个辐射体211上的电流的方向相同。
在天线结构包含了第一阻抗调节结构216的情况下,两个贴片天线AN1和AN2的馈电端口213之间的差模阻抗与共模阻抗能够被第一阻抗调节结构216调节为相等或相近。如此,在馈入的差模信号S3或S4的幅值与馈入的共模信号S1或S2的幅值相等的情况下,所述等幅反相的两个差模信号S3和S4分别在两个辐射体211上激励出的辐射电流的强度,与所述等幅同相的两个共模信号S1和S2分别在两个辐射体211上激励出的辐射电流的强度相等或相近。
假设在其中一个贴片天线,例如贴片天线AN1接收到的两个馈电信号S1和S3为等幅同相信号(例如两个信号S1和S3的相位均为0°),则另一个贴片天线AN2接收到的两个馈电信号S2和S4为等幅反相信号(例如信号S2的相位为0°,信号S4的相位为180°)。如此,在贴片天线AN1的辐射体211上激励的差模模式的辐射电流与共模模式的辐射电流方向相同,两种模式的辐射电流叠加后,会使贴片天线AN1的辐射体211上产生的辐射电流增强。而在贴片天线AN2的辐射体211上激励的差模模式的辐射电流与共模模式的辐射电流方向相反,强度相等或相近,两种模式的辐射电流叠加后会相互抵消,因此贴片天线AN2的辐射体211上产生的辐射电流会被削弱或被消除。
基于这样的原理,在给所述其中一个贴片天线,例如贴片天线AN1馈入激励信号S,而另一个贴片天线AN2未接收到激励信号时,给贴片天线AN1馈入的激励信号S等同于馈入等幅同相的两个信号S1和S3之和,在贴片天线AN1的辐射体211上能够激励出辐射电流;而贴片天线AN2等同于馈入等幅反相的两个信号S2和S4之和,由于等幅反相的两个信号S2和S4之和为0,即贴片天线AN2未接收到激励信号,并且在贴片天线AN2的辐射体211上激励的差模模式的辐射电流与共模模式的辐射电流方向相反,强度相等或相近,两者相互抵消,因此,贴片天线AN2的辐射体211在理想的情况下不会产生辐射电流。也就是说,同一个天线结构包括的两个同频贴片天线之间具有较高的隔离度。
同理,请参阅图6b,假设在贴片天线AN1接收到的两个馈电信号S1和S3为等幅反相信号(例如信号S1的相位为0°,信号S3的相位为180°),则另一个贴片天线AN2接收到的两个馈电信号S2和S4为等幅同相信号(例如两个信号S2和S4的相位均为0°)。如此,在贴片天线AN1的辐射体211上激励的差模模式的辐射电流与共模模式的辐射电流方向相反,强度相等或相近,两种模式的辐射电流叠加后会相互抵消,因此贴片天线AN1的辐射体211上产生的辐射电流会被削弱或被消除。而在贴片天线AN2的辐射体211上激励的差模模式的辐射电流与共模模式的辐射电流方向相同,两种模式的辐射电流叠加后,会使贴片天线AN2的辐射体211上产生的辐射电流增强。
基于这样的原理,在给所述其中一个贴片天线,例如贴片天线AN2馈入激励信号S’,而另一个贴片天线AN1未接收到激励信号时,给贴片天线AN2馈入的激励信号S’等同于馈入等幅同相的两个信号S2和S4之和,在贴片天线AN2的辐射体211上能够激励出辐射电流;而贴片天线AN1等同于馈入等幅反相的两个信号S1和S3之和,由于等幅反相的两个信号S1和S3之和为0,即贴片天线AN1未接收到激励信号,并且在贴片天线AN1的辐射体211上激励的差模模式的辐射电流与共模模式的辐射电流方向相反,强度相等或相近,两者相互抵消,因此,贴片天线AN1的辐射体211在理想的情况下不会产生辐射电流。也就是说,同一个天线结构包括的两个同频贴片天线之间具有较高的隔离度。
图7为图5a所示的天线结构20b包含的两个贴片天线21的S参数的仿真曲线图。在图7中,从曲线S11、S22可看出,天线结构20b包括的两个贴片天线21的工作中心频率均在5GHz附近;从曲线S21可看出,两个贴片天线21在频率为5GHz时的隔离度可达到50dB左右,在4.9GHz-5.1GHz的带宽内,两个贴片天线21之间的隔离度也可达到25dB以上。可见,两个贴片天线21之间的隔离度很高。
综上所述可知,本申请提供的天线结构20b通过设置第一阻抗调节结构216来将两个贴片天线21的馈电端口213之间的差模阻抗调节为与两个贴片天线21的馈电端口213之间的共模阻抗相等或相近后,能够在其中一个贴片天线21工作时实现另一个贴片天线21上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线21耦合到另一个贴片天线21上的射频能量,进而能够提高两个同频贴片天线21之间的隔离度,实现两个同频贴片天线21之间的高隔离度解耦。
可以理解的是,图3a所示的天线结构20a由于未设置阻抗调节结构来调节两个贴片天线21的馈电端口213之间的差模阻抗或共模阻抗,因此,天线结构20a的两个贴片天线21的馈电端口213之间的差模阻抗与共模阻抗不相等。在给所述其中一个贴片天线21馈入激励信号,而另一个贴片天线21未接收到激励信号时,在所述另一个贴片天线21的辐射体211上产生的差模模式的电流与共模模式的电流虽然方向相反,但强度不相等或不相近,两种模式的辐射电流叠加后无法获得很好的抵消效果,因此所述另一个贴片天线21的辐射体211上产生的电流不会消除,从而导致两个同频贴片天线21之间的隔离度较差。
请参阅图8,本申请的实施例还提供了第三种天线结构20c。其中,图8所示的第三种天线结构20c的结构与图5a所示的第二种天线结构20b的结构相似,不同之处在于:图8所示的第三种天线结构20c包括的第一阻抗调节结构216’的结构、设置位置和作用,与图5a所示的第二种天线结构20b包括的第一阻抗调节结构216的结构、设置位置和作用均不同。图8所示的第三种天线结构20c包括的第一阻抗调节结构216’用于将两个贴片天线21的馈电端口213之间的共模阻抗调节为与两个贴片天线21的馈电端口213之间差模阻抗相等或相近。
具体地,在本实施例中,辐射体211还包括相对的第三边缘2113和第四边缘2114,其中,辐射体211的第三边缘2113和第四边缘2114分别与辐射体211的第二边缘2112的两端相接。在一种实施例中,辐射体211为矩形金属贴片。在另一种实施例中,辐射体211可为多边形金属贴片。
第一阻抗调节结构216’包括第一阻抗调节元件2163和两条耦合线2164,其中一条耦合线2164的两端分别通过第一阻抗调节元件2163电连接至两个贴片天线21的辐射体211的第三边缘2113,另一条耦合线2164的两端分别通过第一阻抗调节元件2163电连接至两个贴片天线21的辐射体211的第四边缘2114。其中,第一阻抗调节元件2163可包括电感。第三边缘2113与第一阻抗调节元件2163的连接处可位于第三边缘2113的两端之间或位于第三边缘2113靠近第二边缘2112的一端。第四边缘2114与第一阻抗调节元件2163的连接处可位于第四边缘2114的两端之间或位于第四边缘2114靠近第二边缘2112的一端。
在一种实施例中,辐射体211的第三边缘2113和第四边缘2114以第一缝隙23的中垂线为对称轴,对称设置于所述中垂线两侧。两条耦合线2164也以第一缝隙23的中垂线为对称轴,对称设置于所述中垂线两侧。
在一种实施例中,第一阻抗调节结构216’在两个贴片天线21的辐射体211所在的平面上的正投影位于两个贴片天线21的辐射体211之外。
应说明的是,图8所示的天线结构20c包括的两个同频贴片天线21之间的解耦原理,与图5a所示的天线结构20b包括的两个同频贴片天线21之间的解耦原理相同,具体技术细节请参阅上文对图5a所示的天线结构20b的两个同频贴片天线21之间的解耦原理的具体介绍,在此不进行重复赘述。
本申请提供的天线结构20c通过在两个贴片天线21的辐射体211的第三边缘2113之间、以及第四边缘2114之间分别设置耦合线2164,并通过第一阻抗调节元件2163,例如电感来将耦合线2164电连接至两个贴片天线21的辐射体211的第三边缘2113之间、以及第四边缘2114之间,来调节两个贴片天线21的馈电端口213之间的共模阻抗,使两个贴片天线21的馈电端口213之间的共模阻抗与两个所述贴片天线21的馈电端口213之间的差模阻抗相等或相近。如此,在其中一个贴片天线21工作时能够实现另一个贴片天线21上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线21耦合到所述另一个贴片天线21上的射频能量,进而能够提高两个同频贴片天线21之间的隔离度,实现两个同频贴片天线21之间的高隔离度解耦。
请一并参阅图9a-图9b,本申请的实施例还提供了第一种天线系统200a。天线系统200a包括至少两个天线结构40,其中,天线系统200a包括的各个天线结构40可对应于图5a所示的第二种天线结构20b或图8所示的第三种天线结构20c。本申请中以天线系统200a包括两个天线结构40,即四个贴片天线AN1-AN4,且所述两个天线结构40的结构均采用图5a所示的第二种天线结构20b的结构为例,对天线系统200a的结构进行介绍。
在本实施例中,天线系统200a包括的各个同频贴片天线AN1-AN4并排设置。其中,各个贴片天线AN1-AN4的结构与天线结构20b包括的贴片天线21的结构相同。
为了减少天线系统200a所占用的空间,任意相邻两个天线结构40包括的中间两个贴片天线AN2和AN3(即处于中间位置的两个贴片天线)共用同一个接地组件G1,且中间两个贴片天线AN2和AN3对称设置于所述同一个接地组件G1两侧。其中,接地组件G1的结构与天线结构20b包括的接地组件212的结构相同。可以理解的是,由于贴片天线AN1和AN2为对称结构,因此,相邻两个天线结构40也对称设置于所述同一个接地组件G1两侧。
在本实施例中,由于各个天线结构40针对其包括的两个贴片天线均设置了介质基板24,所述中间两个贴片天线AN2和AN3的馈电端口213之间的距离可以减小到自由空间波长的十六分之一至四分之一的范围内,例如减小到自由空间波长的八分之一左右。
在天线系统200a中,由于各个天线结构40包含了第一阻抗调节结构216或216’,因此各个天线结构40包括的两个同频贴片天线之间具有较高的隔离度。然而,由于天线系统200a中的各个天线结构40直接连接在一起,相邻两个天线结构40之间未设置解耦结构,天线之间的隔离度较差。具体地,任意相邻两个天线结构40包括的中间两个贴片天线AN2和AN3相邻,且共用同一个接地组件G1,当其中一个贴片天线,例如贴片天线AN2馈电时,如图10所示,所述同一个接地组件G1外侧的空间会在两个贴片天线AN2和AN3之间提供一条耦合路径,使其中一个贴片天线AN2上的射频能量耦合到另一个贴片天线AN3上,从而导致两个贴片天线AN2和AN3之间的隔离度较差。
图11a为图9a所示的天线系统200a中的任意相邻两个天线结构40包括的四个贴片天线AN1-AN4的反射系数的仿真曲线图。由于结构的对称性,在图11a中,从曲线S11、S44可看出,天线系统200a包括的两个贴片天线AN1和AN4的反射系数曲线相同,两个贴片天线AN1和AN4的工作中心频率均在5GHz附近;从曲线S22、S33可看出,天线系统200a包括的两个贴片天线AN2和AN3的反射系数曲线相同,两个贴片天线AN2和AN3的工作中心频率均在5GHz附近。
图11b为图9a所示的天线系统200a中的任意相邻两个天线结构40包括的四个贴片天线AN1-AN4的耦合系数的仿真曲线图。由于结构的对称性,在图11b中,从曲线S21、S43可看出,同一个天线结构40包括的两个贴片天线AN1和AN2之间的耦合系数曲线,与同一个天线结构40包括的两个贴片天线AN3和AN4之间的耦合系数曲线相同,同一个天线结构40包括的两个贴片天线在频率为5GHz附近的隔离度均可达到25-40dB。
然而,从曲线S32可看出,任意相邻两个天线结构40包括的中间两个贴片天线AN2和AN3在频率为5GHz附近的隔离度为7dB左右,中间两个贴片天线AN2和AN3之间的隔离度很差。
为了在紧凑的天线布局下实现多个天线结构40的级联或并列连接,并使任意相邻两个贴片天线之间实现高隔离度解耦,请参阅图12a-图12b,本申请的实施例还提供了第二种天线系统200b。其中,图12a-图12b所示的第二种天线系统200b的结构与图9a-图9b所示的第一种天线系统200a的结构相似,不同之处在于:在图12a-图12b所示的第二种天线系统200b中,任意相邻两个天线结构40包括的中间两个贴片天线AN2和AN3之间均设置有第二阻抗调节结构41,第二阻抗调节结构41用于将所述中间两个贴片天线AN2和AN3的馈电端口213之间的共模阻抗调节为与所述中间两个贴片天线AN2和AN3的馈电端口213之间的差模阻抗相等或相近。
具体地,在本实施例中,辐射体211还包括相对的第三边缘2113和第四边缘2114,其中,辐射体211的第三边缘2113和第四边缘2114分别与辐射体211的第二边缘2112的两端相接。在一种实施例中,辐射体211为矩形金属贴片。在另一种实施例中,辐射体211可为多边形金属贴片。
第二阻抗调节结构41包括第二阻抗调节元件411和两条耦合线412,其中一条耦合线412的两端分别通过第二阻抗调节元件411电连接至所述中间两个贴片天线AN2和AN3的辐射体211的第三边缘2113,另一条耦合线412的两端分别通过第二阻抗调节元件411电连接至所述中间两个贴片天线AN2和AN3的辐射体211的第四边缘2114。其中,第二阻抗调节元件411包括电感。第三边缘2113与第二阻抗调节元件411的连接处可位于第三边缘2113的两端之间或位于第三边缘2113靠近第二边缘2112的一端。第四边缘2114与第二阻抗调节元件411的连接处可位于第四边缘2114的两端之间或位于第四边缘2114靠近第二边缘2112的一端。可以理解的是,在天线结构40的结构采用图8所示的天线结构20c的结构时,即天线结构40包含第一阻抗调节结构216’时,第三边缘2113与第一阻抗调节元件2163的连接处,和第三边缘2113与第二阻抗调节元件411的连接处不重叠;第四边缘2114与第一阻抗调节元件2163的连接处,和第四边缘2114与第二阻抗调节元件411的连接处不重叠。
在一种实施例中,辐射体211的第三边缘2113和第四边缘2114以第一缝隙23的中垂线为对称轴,对称设置于所述中垂线两侧。两条耦合线412也以第一缝隙23的中垂线为对称轴,对称设置于所述中垂线两侧。
在一种实施例中,第二阻抗调节结构41在所述中间两个贴片天线AN2和AN3的辐射体211所在的平面上的正投影位于所述中间两个贴片天线AN2和AN3的辐射体211之外,以便更好地抵消所述中间两个贴片天线AN2和AN3通过两者之间的接地组件G1的外侧空间进行的耦合,从而提高所述中间两个贴片天线AN2和AN3之间的解耦效果。
图12a所示的天线系统200b中的任意相邻两个天线结构40包括的中间两个贴片天线AN2和AN3之间的解耦原理,与图5a所示的天线结构20b包括的两个同频贴片天线21之间的解耦原理相同,具体技术细节请参阅上文对图5a所示的天线结构20b的两个同频贴片天线21之间的解耦原理的具体介绍,在此不进行重复赘述。
图13a为图12a所示的天线系统200b中的任意相邻两个天线结构40包括的四个贴片天线AN1-AN4的反射系数的仿真曲线图。在图13a中,从曲线S11、S44可看出,由于结构的对称性,天线系统200b包括的两个贴片天线AN1和AN4的反射系数曲线相同,两个贴片天线AN1和AN4的工作中心频率均在5GHz附近;从曲线S22、S33可看出,天线系统200b包括的两个贴片天线AN2和AN3的反射系数曲线相同,两个贴片天线AN2和AN3的工作中心频率均在5GHz附近。
图13b为图12a所示的天线系统200b中的任意相邻两个天线结构40包括的四个贴片天线AN1-AN4的耦合系数的仿真曲线图。在图13b中,从曲线S21、S43可看出,由于结构的对称性,同一个天线结构40包括的两个贴片天线AN1和AN2之间的耦合系数曲线,与同一个天线结构40包括的两个贴片天线AN3和AN4之间的耦合系数曲线相同,同一个天线结构40包括的两个贴片天线在频率为5GHz附近的隔离度均可达到20dB以上。从曲线S32可看出,任意相邻两个天线结构40包括的中间两个贴片天线AN2和AN3在频率为5GHz附近的隔离度也可达到20dB以上,两个贴片天线AN2和AN3之间的隔离度较高。也就是说,天线系统200b中的任意相邻两个贴片天线之间的隔离度都比较好。
综上所述可知,本申请提供的天线系统200b针对各个天线结构40包含的两个同频贴片天线,通过设置第一阻抗调节结构216或216’来将两个贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗和共模阻抗调整为相等或相近;针对任意相邻两个天线结构40包括的中间两个贴片天线AN2和AN3,通过设置第二阻抗调节结构41来将所述中间两个贴片天线AN2和AN3的馈电端口213之间的共模阻抗调节为与所述中间两个贴片天线AN2和AN3的馈电端口213之间的差模阻抗相等或相近。如此,对于天线系统200b中的任意两个相邻的贴片天线,在其中一个贴片天线工作时能够实现另一个贴片天线上的共模模式的电流和差模模式的电流的相互抵消,从而能够有效地削弱或消除从所述其中一个贴片天线耦合到所述另一个贴片天线上的射频能量,进而提高两个同频贴片天线之间的隔离度,实现两个同频贴片天线之间的高隔离度解耦。
请参阅图14,本申请的实施例还提供了第三种天线系统200c,其中,天线系统200c包括并列连接的四个天线结构40。其中,图14所示的第三种天线系统200c的结构与图12a-图12b所示的第二种天线系统200b的结构相似,不同之处在于:两者包含的天线结构40的数量不同,图14所示的第三种天线系统200c包含了四个天线结构40,即八个贴片天线AN1-AN8。
图15a为图14所示的天线系统200c中的任意相邻四个天线结构包括的八个贴片天线AN1-AN8的反射系数的仿真曲线图。从图15a中所示的各条曲线可看出,天线系统200c包括的八个贴片天线AN1-AN8的工作中心频率均在5GHz附近。
图15b为图14所示的天线系统中的任意相邻四个天线结构包括的八个贴片天线的耦合系数的仿真曲线图。从图15b中所示的各条曲线可看出,天线系统200c中的任意相邻两个贴片天线在频率为5GHz附近的隔离度均在18dB以上,即,任意相邻两个贴片天线之间的隔离度都比较好。
图12a中示出了天线系统200b包括并列连接的两个天线结构40的结构示意图,图14中示出了天线系统200b包括并列连接的四个天线结构40的结构示意图。可以理解的是,采用图12a和图12b所示的结构,天线系统200b包括的天线结构40的数量还可以是三个、五个、六个等,在此不进行一一举例。
以上的分析以及仿真结果表明,本申请提供的天线系统200b在紧凑的天线布局下能够实现多个天线结构40的级联或并列连接,并且能够使任意相邻两个贴片天线之间实现高隔离度解耦。
请参阅图16,本申请的实施例还提供了另一种终端设备1000b。其中,终端设备1000b包括壳体组件11以及设置于壳体组件11上的天线结构40或天线系统200。其中,天线结构40可对应于图5a所示的第二种天线结构20b或图8所示的第三种天线结构20c。天线系统200可对应于图12a所示的第二种天线系统200b或图14所示的第三种天线系统200c。相关的技术细节请参阅上文的相关具体介绍,在此不重复赘述。
终端设备1000b还可包括电路板组件12、储能组件13、多媒体器件14、显示屏组件15、处理器16、存储器17、其他输入输出设备18、射频模块19等部件。相关的技术细节请参阅上文对图1所示的终端设备1000a的具体介绍,在此不重复赘述。
本申请提供的终端设备1000b通过设置上述的天线结构40或天线系统200,能够节省在壳体组件11或电路板组件12上为天线结构40或天线系统200所预留的空间,并能够在有限的空间内紧凑地布局更多的天线以及实现相邻的天线之间的高隔离度解耦,从而提高紧凑布局的相邻的同频天线传输的信号的抗干扰性能,使天线具有良好的传输性能,进而使所述终端设备具有较佳的无线通信功能。
以上,仅为本申请的部分实施例,本申请的保护范围不局限于此,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 (14)
1.一种天线结构,其特征在于,包括:
两个同频贴片天线,间隔设置且两者之间形成第一缝隙,两个所述贴片天线对称设置于所述第一缝隙两侧;每个所述贴片天线包括:
接地组件;以及
辐射体和设于所述辐射体上的馈电端口,所述辐射体包括相对的第一边缘和第二边缘,所述第一边缘与所述接地组件电连接,两个所述贴片天线的第二边缘之间形成所述第一缝隙;以及
第一阻抗调节结构,设置于两个所述贴片天线上,所述第一阻抗调节结构用于将两个所述贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗和共模阻抗调整为相等或相近。
2.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述辐射体的第二边缘上间隔开设有两条第二缝隙,每条所述第二缝隙贯穿所述辐射体相背的两个侧面;所述两条第二缝隙将所述辐射体分割为并列设置且一端相互连接的馈电枝节、第一辐射枝节和第二辐射枝节,其中,所述馈电枝节位于所述第一辐射枝节和所述第二辐射枝节之间,所述馈电端口设置于所述馈电枝节上;所述第一辐射枝节包括形成所述第一缝隙的第一边缘,所述第二辐射枝节包括形成所述第一缝隙的第一边缘;
所述第一阻抗调节结构包括至少两个第一阻抗调节元件以及开设于两个所述贴片天线的辐射体上的各条所述第二缝隙,其中,至少一个所述第一阻抗调节元件电连接于两个所述贴片天线的第一辐射枝节的第一边缘之间,至少一个所述第一阻抗调节元件电连接于两个所述贴片天线的第二辐射枝节的第一边缘之间;
所述第一阻抗调节结构用于将两个所述贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗调节为与两个所述贴片天线的馈电端口之间的共模阻抗相等或相近。
3.根据权利要求2所述的天线结构,其特征在于,所述馈电枝节包括形成所述第一缝隙的第一边缘,所述馈电枝节的第一边缘位于相应辐射体的第二边缘的中部;
每个辐射体上的两条第二缝隙对称开设于所述馈电枝节两侧;
与所述第一辐射枝节电连接的第一阻抗调节元件和与所述第二辐射枝节电连接的第一阻抗调节元件对称设置于所述第一缝隙的中垂线两侧。
4.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述辐射体还包括相对的第三边缘和第四边缘,其中,所述辐射体的第三边缘和第四边缘分别与所述辐射体的第二边缘的两端相接;
所述第一阻抗调节结构包括第一阻抗调节元件和两条耦合线,其中一根所述耦合线的两端分别通过所述第一阻抗调节元件电连接至两个所述贴片天线的辐射体的第三边缘,另一根所述耦合线的两端分别通过所述第一阻抗调节元件电连接至两个所述贴片天线的辐射体的第四边缘;
所述第一阻抗调节结构用于将两个所述贴片天线的馈电端口之间的共模阻抗调节为与两个所述贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗相等或相近。
5.根据权利要求4所述的天线结构,其特征在于,所述第一阻抗调节结构在两个所述贴片天线的辐射体所在的平面上的正投影位于两个所述贴片天线的辐射体之外。
6.根据权利要求2或4所述的天线结构,其特征在于,所述第一阻抗调节元件包括电感。
7.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介质基板,所述辐射体贴设于所述介质基板上;
两个所述贴片天线的馈电端口之间的距离在自由空间波长的十六分之一至四分之一的范围内。
8.一种天线系统,其特征在于,包括:
至少两个如权利要求1-7任意一项所述的天线结构,其中,所述天线系统包括的各个贴片天线并排设置;以及
第二阻抗调节结构,其中,所述天线系统中的任意相邻两个天线结构包括的中间两个贴片天线之间均设置有所述第二阻抗调节结构,所述第二阻抗调节结构用于将所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的共模阻抗调节为与所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的差模阻抗相等或相近。
9.根据权利要求8所述的天线系统,其特征在于,所述辐射体还包括相对的第三边缘和第四边缘,其中,所述辐射体的第三边缘和第四边缘分别与所述辐射体的第二边缘的两端相接;
所述第二阻抗调节结构包括第二阻抗调节元件和两条耦合线,其中一根所述耦合线的两端分别通过所述第二阻抗调节元件电连接至所述中间两个贴片天线的辐射体的第三边缘,另一根所述耦合线的两端分别通过所述第二阻抗调节元件电连接至所述中间两个贴片天线的辐射体的第四边缘。
10.根据权利要求9所述的天线系统,其特征在于,所述第二阻抗调节结构在所述中间两个贴片天线的辐射体所在的平面上的正投影位于所述中间两个贴片天线的辐射体之外。
11.根据权利要求9所述的天线系统,其特征在于,所述中间两个贴片天线共用同一个接地组件,且所述中间两个贴片天线对称设置于所述同一个接地组件两侧。
12.根据权利要求9所述的天线系统,其特征在于,所述第二阻抗调节元件包括电感。
13.根据权利要求8所述的天线系统,其特征在于,所述天线结构还包括介质基板,所述辐射体贴设于所述介质基板上;
所述中间两个贴片天线的馈电端口之间的距离在自由空间波长的十六分之一至四分之一的范围内。
14.一种终端设备,包括壳体组件,其特征在于,所述终端设备还包括设置于所述壳体组件上的如权利要求1-7任意一项所述的天线结构或者如权利要求8-13任意一项所述的天线系统。
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