CN218997076U - 一种终端天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种终端天线及电子设备，涉及天线领域，能够在不增大空间占用的前提下，改善终端天线中各天线之间的隔离度。该终端天线包括：半波环形天线，半波偶极子天线，地板，介质基底以及微带线。半波环形天线和微带线设置于介质基底的一面。半波偶极子天线和地板设置于另一面。半波环形天线与半波偶极子天线相对设置。半波偶极子天线中的第一端口和第二端口均与地板的一端连接。地板上的槽线由两个连接处之间延伸向地板中央。槽线的长度为四分之一波长。微带线的两个弯折处之间的微带线与槽线垂直且交叉。弯折处两端的微带线均与槽线平行。半波环形天线包括馈电端口与接地端口，馈电端口与馈电点连接，接地端口接地。

Description

一种终端天线及电子设备

技术领域

本申请实施例涉及天线领域，尤其涉及一种终端天线及电子设备。

背景技术

随着通信技术的发展，终端天线的应用也越来越广泛。示例性地，终端天线可以应用于USB Dongle(Universal Serial Bus Dongle，通用串行总线加密狗)，手机等电子设备中。其中，USB Dongle是一种设置有USB接口的上网模块，能够为笔记本，平板等电子设备提供网络信号。

终端天线中的各个天线之间距离过近会导致天线之间的隔离度变差，影响终端天线的工作效率。然而，电子设备中的布局通常较为紧凑，设置终端天线的空间非常有限。因此，如何在不增大占用空间的前提下改善天线之间的隔离度，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种终端天线及电子设备，能够在不增大占用空间的前提下改善终端天线中各个天线之间的隔离度，提高终端天线的工作效率。

为了达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案。

第一方面，提供一种终端天线，包括：半波环形天线，半波偶极子天线，地板，介质基底以及微带线。半波环形天线和微带线设置于介质基底的一面。半波偶极子天线和地板设置于介质基底的另一面。半波环形天线与半波偶极子天线通过介质基底相对设置。半波偶极子天线包括第一端口和第二端口，第一端口和第二端口均与地板的一端连接。地板上设置有槽线。槽线由半波偶极子天线与地板的两个连接处之间延伸向地板中央的方向。槽线的长度在四分之一波长。微带线中包括两个弯折处，两个弯折处之间的微带线与槽线垂直且交叉。弯折处两端的微带线均与槽线平行。微带线用于通过槽线向半波偶极子天线的第一端口和第二端口馈电。半波环形天线包括馈电端口与接地端口，馈电端口与馈电点连接，接地端口接地。

基于该方案，半波偶极子天线和半波环形天线均可作为接收信号的天线和发射信号的天线，即收发天线。收发天线分别为共模激励的天线和差模激励的天线，工作模式正交，可以产生自解耦零点，从而提高收发天线之间的隔离度。收发天线还利用微带线-槽线结构的共模抑制，差模传输特性，产生共模抑制零点，从而进一步提高了收发天线之间的隔离度，扩展了终端天线的解耦带宽。另外，终端天线中的收发天线空间共享，排布更加紧凑，空间占用更小，有利于终端天线的小型化。

在一种可能的设计中，波长是指终端天线在工作频段的电磁波在介质基底中的波长。基于该方案，可以使微带线-槽线结构的共模抑制，差模传输特性较优，从而提高收发天线之间的隔离度。

在一种可能的设计中，半波环形天线为共模激励，工作在竖直单极子模式。半波偶极子天线为差模激励，工作在水平偶极子模式。基于该方案，可以使终端天线产生自解耦零点，从而提高收发天线之间的隔离度。

在一种可能的设计中，槽线分为两段。两段槽线的宽度沿指向半波偶极子天线的方向减小。基于该方案，可以减小槽线的空间占用，有利于槽线的小型化。

在一种可能的设计中，微带线的两个弯折处分别为第一弯折处和第二弯折处。微带线通过槽线向半波偶极子天线馈电时，馈电信号由第一弯折处所在的方向流向第二弯折处所在的方向。第一弯折处和微带线接收馈电的端口之间的微带线分为三段。三段微带线的宽度沿指向第一弯折处的方向依次递减。基于该方案，可以实现微带线的阻抗变换，有利于阻抗匹配。

在一种可能的设计中，三段微带线中靠近第一弯折处的微带线的长度，与第二弯折处两边的微带线的长度之和在为四分之一波长。基于该方案，有利于提高终端天线的阻抗带宽。

在一种可能的设计中，终端天线的工作频段在3.4GHz至3.6GHz之间时，槽线的总长度为12mm。三段微带线中靠近第一弯折处的微带线的长度，与第二弯折处两边的微带线的长度之和为12.5mm。微带线的两个弯折处之间的长度为4mm。基于该方案，可以使收发天线之间的隔离度较高，使终端天线的阻抗带宽较宽。

在一种可能的设计中，微带线用于接收馈电信号，并将馈电信号耦合至槽线。槽线用于传输馈电信号中的差模信号，隔绝馈电信号中的共模信号。基于该方案，可以使终端天线产生共模抑制零点，从而提高收发天线之间的隔离度。

在一种可能的设计中，半波环形天线的馈电端口通过铜柱与馈电点连接。半波环形天线的接地端口通过地板接地。基于该方案，可以提高半波环形天线馈电的稳定性。

第二方面，提供一种电子设备，电子设备包括第一方面任一项所介绍的终端天线。

应当理解的是，上述第二方面提供的技术方案，其技术特征均可对应到第一方面及其可能的设计中提供的终端天线，因此能够达到的有益效果类似，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种终端天线的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种半波环形天线的电流示意图；

图4为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线的电流示意图；

图5为本申请实施例提供的一种微带线-槽线的馈电原理示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种微带线-槽线的馈电原理示意图；

图7为本申请实施例提供的一种微带线和槽线的示意图；

图8为本申请实施例提供的终端天线中半波环形天线槽线以及微带线的尺寸示意图；

图9为本申请实施例提供的终端天线中半波偶极子天线的尺寸示意图；

图10为本申请实施例提供的一种终端天线的S参数曲线的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种终端天线的效率示意图；

图12为本申请实施例提供的一种共模激励信号的传输曲线示意图；

图13为本申请实施例提供的一种差模激励信号的传输曲线示意图；

图14为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线的S参数曲线示意图；

图15为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线示意图；

图16为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线的S参数曲线示意图；

图17为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线示意图。

具体实施方式

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，“示例性的”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“示例性的”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。

为了便于理解本申请实施例，下面先对本申请的应用背景予以介绍。

电子设备中的天线之间距离过近时会导致天线之间的隔离度变差，天线的工作效率变低。而电子设备中紧凑的布局也不允许天线之间的距离过大。因此如何在不增大占用空间的前提下改善天线之间的隔离度，成为亟待解决的问题。

为了解决这一问题，本申请实施例提供了一种终端天线及电子设备，能够在不增大占用空间的前提下改善天线之间的隔离度。

本申请实施例提供的终端天线可以应用于电子设备。电子设备可以是指设置有终端天线的设备，诸如USB Dongle，手机，平板电脑，可穿戴设备(如智能手表)，车载设备，膝上型计算机(Laptop)，台式计算机等。终端设备的示例性实施例包括但不限于搭载IOS、Android、Microsoft或者其它操作系统的便携式终端。

作为一种示例，请参考图1，为本申请实施例提供的一种电子设备100的结构示意图。

如图1所示，该电子设备100可以包括处理器101，通信模块102以及显示屏103等。

其中，处理器101可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器101可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，视频流编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器101中。

控制器可以是电子设备100的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。

处理器101中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器101中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器101刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器101需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器101的等待时间，因而提高了系统的效率。

在一些实施例中，处理器101可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)接口，移动产业处理器101接口(mobile industry processor interface，MIPI)，通用输入输出(general-purposeinput/output，GPIO)接口，用户标识模块(subscriber identity module，SIM)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，USB)接口111等。

电子设备100通过GPU，显示屏103，以及应用处理器101等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接显示屏103和应用处理器101。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器101可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。

显示屏103用于显示图像，视频流等。

通信模块102可以包括天线x，天线y，移动通信模块102A，和/或无线通信模块102B。以通信模块102同时包括天线x，天线y，移动通信模块102A和无线通信模块102B为例。

电子设备100的无线通信功能可以通过天线x，天线y，移动通信模块102A，无线通信模块102B，调制解调处理器以及基带处理器等实现。

天线x和天线y用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线x复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。

移动通信模块102A可以提供应用在电子设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块102A可以包括至少一个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)等。移动通信模块102A可以由天线x接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块102A还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线x转为电磁波辐射出去。在一些实施例中，移动通信模块102A的至少部分功能模块可以被设置于处理器101中。在一些实施例中，移动通信模块102A的至少部分功能模块可以与处理器101的至少部分模块被设置在同一个器件中。

调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中，调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后，被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器106A，受话器106B等)输出声音信号，或通过显示屏103显示图像或视频流。在一些实施例中，调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中，调制解调处理器可以独立于处理器101，与移动通信模块102A或其他功能模块设置在同一个器件中。

无线通信模块102B可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，近距离无线通信技术(near field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块102B可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块102B经由天线y接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器101。无线通信模块102B还可以从处理器101接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线y转为电磁波辐射出去。

在一些实施例中，电子设备100的天线x和移动通信模块102A耦合，天线y和无线通信模块102B耦合，使得电子设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications，GSM)，通用分组无线服务(general packet radio service，GPRS)，码分多址接入(codedivision multiple access，CDMA)，宽带码分多址(wideband code division multipleaccess，WCDMA)，时分码分多址(time-division code division multiple access，TD-SCDMA)，长期演进(long term evolution，LTE)，BT，GNSS，WLAN，NFC，FM，和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioning system，GPS)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GLONASS)，北斗卫星导航系统(beidounavigation satellite system，BDS)，准天顶卫星系统(quasi-zenith satellitesystem，QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems，SBAS)。

如图1所示，在一些实现方式中，该电子设备100还可以包括外部存储器接口110，内部存储器104，通用串行总线(universal serial bus，USB)接口111，充电管理模块112，电源管理模块113，电池114，音频模块106，扬声器106A，受话器106B，麦克风106C，耳机接口106D，传感器模块105，按键109，马达，指示器108，摄像头107，以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口等。

充电管理模块112用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块112可以通过USB接口111接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中，充电管理模块112可以通过电子设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块112为电池114充电的同时，还可以通过电源管理模块113为电子设备100供电。

电源管理模块113用于连接电池114，充电管理模块112与处理器101。电源管理模块113接收电池114和/或充电管理模块112的输入，为处理器101，内部存储器104，外部存储器，显示屏103，摄像头107，和无线通信模块102B等供电。电源管理模块113还可以用于监测电池114容量，电池114循环次数，电池114健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块113也可以设置于处理器101中。在另一些实施例中，电源管理模块113和充电管理模块112也可以设置于同一个器件中。

外部存储器接口110可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展电子设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口110与处理器101通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频流等文件保存在外部存储卡中。

内部存储器104可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。处理器101通过运行存储在内部存储器104的指令，从而执行电子设备100的各种功能应用以及数据处理。

内部存储器104还可以存储本申请实施例提供的数据传输方法对应的一个或多个计算机程序。

电子设备100可以通过音频模块106，扬声器106A，受话器106B，麦克风106C，耳机接口106D，以及应用处理器101等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。

按键109包括开机键，音量键等。按键109可以是机械按键109。也可以是触摸式按键109。电子设备100可以接收按键109输入，产生与电子设备100的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。

指示器108可以是指示灯，可以用于指示充电状态，电量变化，也可以用于指示消息，未接来电，通知等。

SIM卡接口用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口，或从SIM卡接口拔出，实现和电子设备100的接触和分离。电子设备100可以支持1个或N个SIM卡接口，N为大于1的正整数。SIM卡接口可以支持Nano SIM卡，Micro SIM卡，SIM卡等。同一个SIM卡接口可以同时插入多张卡。所述多张卡的类型可以相同，也可以不同。SIM卡接口也可以兼容不同类型的SIM卡。SIM卡接口也可以兼容外部存储卡。电子设备100通过SIM卡和网络交互，实现通话以及数据通信等功能。在一些实施例中，电子设备100采用eSIM，即：嵌入式SIM卡。eSIM卡可以嵌在电子设备100中，不能和电子设备100分离。

电子设备100中的传感器模块105可以包括触摸传感器、压力传感器、陀螺仪传感器、气压传感器、磁传感器、加速度传感器、距离传感器、接近光传感器、环境光传感器、指纹传感器、温度传感器、骨传导传感器等部件，以实现对于不同信号的感应和/或获取功能。

可以理解的是，本实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在另一些实施例中，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

下面对本申请实施例提供的终端天线进行介绍。

请参考图2，为本申请实施例提供的一种终端天线的示意图。如图2所示，包括：半波环形天线201，半波偶极子天线202，地板203，介质基底204以及微带线205。半波环形天线201和微带线205设置于介质基底204的一面。半波偶极子天线202和地板203设置于介质基底204的另一面。半波环形天线201与半波偶极子天线202通过介质基底204相对设置。在图2中，半波偶极子天线202，地板203以及槽线213用虚线示意，表示在图2所示的视角下，半波偶极子天线202，地板203以及槽线213是无法直接看见的。

半波偶极子天线202包括第一端口212和第二端口222，第一端口212和第二端口222均与地板203的一端连接。地板203上设置有槽线213，槽线213设置于地板203。槽线213由第一端口212以及第二端口222之间延伸向地板203中央的方向。槽线213的长度为四分之一波长。微带线205中包括两个弯折处，两个弯折处之间的微带线205与槽线213垂直且交叉。弯折处两端的微带线205均与槽线213平行。微带线205用于通过槽线213向半波偶极子天线202的第一端口212和第二端口222馈电。半波环形天线201包括馈电端口221与接地端口211，馈电端口221与馈电点连接，接地端口211接地。

需要说明的是，上述四分之一波长中的波长是指，终端天线的工作频段的电磁波在介质基底中的波长。而本申请实施例提供的终端天线的工作频段可以为3.4GHz至3.6GHz，后续不再赘述。

在本申请实施例中，上述终端天线也可以称作全双工天线。该终端天线中的半波环形天线与半波偶极子天线可以分别作为接收天线和发射天线。其中，接收天线即用于接收信号的天线，发射天线即用于发射信号的天线。换句话说，在一种实施方式中，半波环形天线可以为接收天线，半波偶极子天线可以作为发射天线；在另一种实施方式中，半波环形天线可以作为发射天线，半波偶极子天线可以作为接收天线。

半波偶极子天线和地板均印刷在介质基底的一面，半波环形天线和微带线均印刷在介质基底的另一面。介质基底可以为FR4等，本申请对此不做具体限定。示例性地，将介质基底的两面分别称作顶面和底面，则半波偶极子天线和地板可以印刷在介质基底的底面，半波环形天线和微带线可以印刷在介质基底的顶面。

半波偶极子天线中包括第一端口，第二端口。半波偶极子天线通过该第一端口和第二端口与地板连接。

地板与介质基底贴合的一面可以设置有槽线。该槽线为直线，一端设置于半波偶极子天线与地板的两个连接处之间，另一端延伸至地板中央的方向。其中，半波偶极子天线与地板的两个连接处是指，半波偶极子天线的第一端口与地板的连接处，以及半波偶极子天线的第二端口与地板的连接处。

微带线为Γ形微带线。即包括两个弯折处，弯折处之间的微带线与槽线垂直且交叉，弯折处两端的微带线与槽线平行。

需要说明的是，在工作频段中的某一频点，如3.5GHz，半波环形天线的电流在馈线上是同向的。请参考图3，为本申请实施例提供的一种半波环形天线的电流示意图。如图3所示，该半波环形天线301中的馈电端口311与接地端口321中的电流方向相同，即激励信号为共模信号。

因此，半波环形天线为共模激励，工作在竖直单极子模式。

而半波偶极子天线的电流在馈线上是反向的。请参考图4，为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线的电流示意图。如图4所示，该半波偶极子天线401中的第一端口411与第二端口421中的电流方向相反，即激励信号为差模信号。

因此，半波偶极子天线为差模激励，工作在水平偶极子模式。

也就是说，本申请实施例提供的终端天线中，半波环形天线与半波偶极子天线的工作模式是正交的。半波环形天线的激励信号不会影响半波偶极子天线的正常工作，半波偶极子天线的激励信号也不会影响半波环形天线的正常工作。因此，该终端天线的收发端口隔离度较高，

另外，沿微带线传输的信号通过磁耦合转换为沿槽线传输的电场信号。由于槽线具有差模传输，共模抑制的特性，也就是说，槽线传输差模信号时的传输效率较高，传输共模信号时的传输效率较低。即，槽线能够传输差模信号，隔绝共模信号。因此，采用微带线-槽线结构对半波偶极子天线进行馈电，能够保证馈至第一端口和第二端口的信号为差模信号，从而避免了半波偶极子天线的激励信号影响半波环形天线的正常工作，进一步提高终端天线的收发端口的隔离度。

下面对微带线-槽线的馈电原理进行说明。

请参考图5，为本申请实施例提供的一种微带线-槽线的馈电原理示意图。如图5所示，微带线501上传输差模信号时，微带线501上在与槽线交叉处两边的信号方向相反。其中，一边的信号方向垂直地板向上，一边的信号方向垂直地板向下。微带线501上的差模信号通过磁耦合至槽线502时形成垂直于槽线502两边的垂直电场。槽线502两边的电场幅度相等，相位相反。如此，槽线502的中线可以等效为一个虚拟电壁。差模信号可以以垂直电场的形式沿槽线502传输至半波偶极子天线。

需要说明的是，采用上述图7所示的微带线-槽线结构对半波偶极子天线进行馈电时，槽线的长度可以为四分之一波长。槽线在半波偶极子天线与地板的两个连接处之间的一端开路，另一端接地。如此，槽线在半波偶极子天线与地板的两个连接处之间的一端电场最大，电流最小。

通过上述图5可以看出，微带线-槽线结构具有差模传输的特性，即微带线-槽线结构能够传输差模信号。

微带线-槽线结构还可以抑制共模信号。请参考图6，为本申请实施例提供的又一种微带线-槽线的馈电原理示意图。如图6所示，微带线601上传输共模信号时，微带线601上在与槽线602交叉处两边的信号同向。例如，两边的信号方向均可以垂直于地板向上。微带线601上的共模信号通过磁耦合至槽线602时所形成的电场，在槽线602两边的幅度相等，相位相同。因此，槽线602的中线可以等效为一个虚拟磁壁，导致共模信号在槽线602中相互抵消。

也就是说，微带线601中的信号为共模信号时，几乎不会有能量能够传输至半波偶极子天线。即微带线-槽线结构能够抑制共模信号。

基于以上说明可知，微带线-槽线结构能够传输差模信号，抑制共模信号。为进一步提高微带线-槽线结构的信号传输效果，本申请实施例提供的终端天线中，微带线和槽线的宽度可以是非均匀分布的。

请参考图7，为本申请实施例提供的一种微带线和槽线的示意图。

如图7所示，槽线701根据宽度可以分为两段，两段槽线的宽度沿指向半波偶极子天线的方向依次递减。如此，能够有利于实现槽线的小型化，从而减小终端天线的占用空间。微带线702的两个弯折处可以将微带线702分为三段，分别为直接接收馈电信号的微带线，与槽线垂直交叉的微带线，以及一端开路的微带线。其中，直接接收馈电信号的微带线可以根据宽度分为三段，该三段微带线的宽度沿指向弯折处的方向依次递减。如此，能够有利于阻抗匹配，从而增大终端天线的阻抗带宽。

本申请实施例提供的终端天线中，半波环形天线与半波偶极子天线的工作模式正交，能够提高两天线之间的隔离度。并且，通过微带线-槽线结构向半波偶极子天线传输差模信号，抑制共模信号的传输，进一步提高了两天线之间的隔离度，使得终端天线能够在较宽的频段内具有较高的隔离度，从而提高终端天线的辐射效率和总效率。

下面通过仿真验证上述结论。

首先介绍仿真参数。请参考图8，为本申请实施例提供的终端天线中半波环形天线，槽线以及微带线的尺寸示意图。图8中的仿真参数a-q分别为：a＝2.6mm，b＝0.5mm，c＝1mm，d＝18.8mm，e＝0.2mm，f＝4mm，g＝9mm，h＝1mm，i＝3mm，j＝0.55mm，k＝5mm，l＝0.5mm，m＝2mm，n＝1mm，o＝4mm，p＝2mm，q＝3.5mm。

请参考图9，为本申请实施例提供的终端天线中半波偶极子天线的尺寸示意图。图9中的仿真参数r-v分别为：r＝22mm，s＝2.5mm，t＝0.5mm，u＝3.9mm，v＝2mm。

对上述图8-图9所示尺寸的终端天线进行仿真，可以得到该终端天线的S参数曲线以及效率曲线。

请参考图10，为本申请实施例提供的一种终端天线的S参数曲线的示意图。如图10所示，第一曲线为半波环形天线的S11曲线，第二曲线为半波偶极子天线的S11曲线，第三曲线为半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线。

由图10可以看出，该终端天线的工作频段在3.4GHz-3.6GHz，反射系数为-6dB。在工作频段内，半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度绝对值大于30dB，即两天线的隔离度较高。

第三曲线在3.4GHz附近以及3.6GHz附近有两个极小值点，即两个传输零点，说明半波偶极子天线与半波环形天线在较宽的频段内均具有较高的隔离度。需要说明，3.4GHz附近的传输零点是由于微带线-槽线结构的共模抑制特性产生，而3.6GHz附近的传输零点是由于半波偶极子天线和半波环形天线的工作模式正交，也即该终端天线的自解耦特性产生。

请参考图11，为本申请实施例提供的一种终端天线的效率示意图。如图11所示，第四曲线为半波偶极子天线的辐射效率曲线，第五曲线为半波偶极子天线的总效率曲线，第六曲线为半波环形天线的辐射效率曲线，第七曲线为半波环形天线的总效率曲线。

由图11可以看出，本申请实施例提供的终端天线中，半波偶极子天线和半波环形天线的辐射效率和总效率均高于-1.6dB，即该终端天线的工作效率较高。另外还可以看到，半波环形天线的辐射效率大于半波偶极子天线的辐射效率，这是由于半波环形天线激励的是地板纵向模，即沿地板长边的方向。而半波偶极子天线激励的是地板横向模，即沿地板短边的方向。地板纵向模的效率高于地板横向模，因此半波环形天线的辐射效率要高于半波偶极子天线。

还需要说明的是，本申请实施例提供的终端天线，在工作频段的ECC(EnvelopeCorrelation Coefficient,包络相关系数)基本为0，说明半波环形天线和半波偶极子天线在工作频段工作时基本不会互相影响。

基于以上仿真可以看出，本申请实施例提供的终端天线隔离度较高，空间占用较小，且且工作效率较高。

在本申请实施例中，槽线的总长度可以为四分之一波长。如此，在工作频段，终端天线中的微带线-槽线结构具有较优的共模抑制，差模传输特性。

下面通过仿真验证上述结论。下述仿真中需要改变槽线的长度时，可以仅改变图8中g的长度，保持i＝3mm不变。

首先验证在工作频段，槽线的总长度为四分之一波长时，终端天线中的微带线-槽线结构较优的共模抑制特性。

对半波偶极子天线的两个开放端施加共模激励信号(幅度相等，相位相同)，并将该两个开放端的端口设置为端口1，将微带线的信号输入端设置为端口2。采用不同长度的槽线仿真后，可以得到共模激励信号的传输曲线如图12所示。

请参考图12，为本申请实施例提供的一种共模激励信号的传输曲线示意图。其中曲线1为槽线长度为11mm时共模激励信号的传输曲线，曲线2为槽线长度为12mm时共模激励信号的传输曲线，曲线3为槽线长度为13mm时共模激励信号的传输曲线。

由图12可以看出，曲线1中，在44mm波长对应的频点附近产生凹坑，称作共模激励信号的传输零点。曲线2中，在48mm波长对应的频点附近产生凹坑。曲线3中，在52mm波长对应的频点附近产生凹坑。可以理解，在共模激励信号的传输零点处，共模激励信号的传输效率最低，即微带线-槽线的共模抑制特性最优。

基于上述仿真可以确定，在工作频段，槽线的总长度为四分之一波长时，终端天线中的微带线-槽线结构较优的共模抑制特性。

因此，在确定终端天线的工作频点后，可以将槽线的长度设置为工作频点对应的四分之一波长，从而使微带线-槽线的共模抑制特性最优。

最后验证在工作频段，槽线的总长度为四分之一波长时，终端天线中的微带线-槽线结构较优的差模传输特性。

对半波偶极子天线的两个开放端施加差模激励信号(幅度相等，相位相反)，并将该两个开放端的端口设置为端口1，将微带线的信号输入端设置为端口2。采用不同长度的槽线仿真后，可以得到差模激励信号的传输曲线如图13所示。

请参考图13，为本申请实施例提供的一种差模激励信号的传输曲线示意图。其中曲线4为槽线长度为11mm时共模激励信号的传输曲线，曲线5为槽线长度为12mm时共模激励信号的传输曲线，曲线6为槽线长度为13mm时共模激励信号的传输曲线。

由图13可以看出，曲线1中，在44mm波长对应的频点附近产生波峰。曲线2中，在48mm波长对应的频点附近产生波峰。曲线3中，在52mm波长对应的频点附近产生波峰。可以理解，在波峰处，差模激励信号的传输效率最高，即微带线-槽线的差模传输特性最优。

基于上述仿真可以确定，在工作频段，槽线的总长度为四分之一波长时，终端天线中的微带线-槽线结构较优的差模传输特性。

因此，在确定终端天线的工作频点后，可以将槽线的长度设置为工作频点对应的四分之一波长，从而使微带线-槽线的差模传输特性最优。

在本申请实施例中，微带线的总长度可以为四分之一波长，如此可以使终端天线的阻抗带宽较宽。

下面通过仿真验证上述结论。

请参考图14，为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线的S参数曲线的示意图。如图14所示，曲线7为微带线为10.5mm时终端天线的S参数曲线，曲线8为微带线为12.5mm时终端天线的S参数曲线，曲线9为微带线为14.5mm时终端天线的S参数曲线。

由图14可以看出，微带线长度的变化对于终端天线谐振频率的影响较小，但对终端天线的阻抗带宽的影响较大。当微带线的总长度为12.5mm，即约为四分之一波长时，终端天线的阻抗带宽最宽。

因此，在确定终端天线的工作频点后，可以将槽线的长度设置为工作频点对应的四分之一波长，从而使终端天线具有较宽的阻抗带宽。

在本申请实施例中，微带线的长度不会对半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度产生较大影响。下面通过仿真验证该结论。请参考图15，为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线示意图。如图15所示，曲线10为微带线为10.5mm时半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线，曲线11为微带线为12.5mm时半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线，曲线12为微带线为14.5mm时半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线。由图15可以看出，微带线的长度变化对半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度基本无影响。因此，可以将微带线的总长度设置为四分之一波长，以提升终端天线的阻抗带宽。

在实际应用中，微带线总长度已经确定的情况下，各个部分的尺寸可以通过扫参确定。以上述图8所示的微带线为例。可以分别对q,f,k,h等进行扫参，综合考虑阻抗带宽，半波环形天线与半波偶极子天线之间的隔离度确定各个部分的最佳尺寸。

下面以微带线的总长度为18.5mm为例，示例性说明上述f的扫参过程。

请参考图16，为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线的S参数曲线示意图。如图16所示，曲线13为f为2mm时半波偶极子天线的S参数曲线，曲线14为f为4mm时半波偶极子天线的S参数曲线，曲线15为f为6mm时半波偶极子天线的S参数曲线。由图16可以看出，f改变会影响终端天线的阻抗带宽，但对半波偶极子天线的谐振频率影响较小。

请参考图17，为本申请实施例提供的一种半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线示意图。如图17所示，曲线16为f为2mm时半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线，曲线17为f为4mm时半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线，曲线18为f为6mm时半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度曲线。

由图17可以看出，f改变会影响半波偶极子天线与半波环形天线的隔离度，但影响较小。因此综合考虑f对于阻抗带宽以及隔离度的影响，可以将f设置为4mm，以获得较宽的阻抗带宽以及较好的隔离度。

在确定f的取值后，可以对k，q等参数执行类似的扫参过程，综合考虑参数变化对于阻抗带宽以及隔离度的影响，确定各个参数的值。

请参考图8-图9，作为一种示例，通过上述扫参过程确定本申请实施例提供的终端天线的一种尺寸为：a＝2.6mm，b＝0.5mm，c＝1mm，d＝18.8mm，e＝0.2mm，f＝4mm，g＝9mm，h＝1mm，i＝3mm，j＝0.55mm，k＝5mm，l＝0.5mm，m＝2mm，n＝1mm，o＝4mm，p＝2mm，q＝3.5mm，r＝22mm，s＝2.5mm，t＝0.5mm，u＝3.9mm，v＝2mm。

本申请实施例提供的终端天线，收发天线分别工作在竖直单极子模式和水平偶极子模式，模式正交，可以产生自解耦零点，从而提高收发天线之间的隔离度。收发天线分别采用共模激励和差模激励，利用微带线-槽线结构的共模抑制，差模传输特性，可以产生共模抑制零点，从而进一步提高了收发天线之间的隔离度，扩展了终端天线的解耦带宽。另外，终端天线中的收发天线空间共享，排布更加紧凑，空间占用更小，有利于终端天线的小型化。

可以理解，上述说明中，收发天线是指接收信号的天线和发射信号的天线，在本申请实施例中即半波环形天线和半波偶极子天线，在此不再做赘述。

本申请实施例提供的终端天线，可以应用于USB Dongle，手机，平板等电子设备。应用于这些电子设备时，可以使电子设备能够同时接收和发射相同工作频带的信号，且收发信号的隔离度较高，自干扰较小，从而有效提升频谱效率。

尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种终端天线，其特征在于，包括：半波环形天线，半波偶极子天线，地板，介质基底以及微带线；

所述半波环形天线和所述微带线设置于所述介质基底的一面；所述半波偶极子天线和所述地板设置于所述介质基底的另一面；所述半波环形天线与所述半波偶极子天线通过所述介质基底相对设置；

所述半波偶极子天线包括第一端口和第二端口，所述第一端口和第二端口均与所述地板的一端连接；

所述地板上设置有槽线，所述槽线由所述半波偶极子天线与所述地板的两个连接处之间延伸向地板中央的方向；所述槽线的长度为四分之一波长；

所述微带线中包括两个弯折处，所述两个弯折处之间的微带线与所述槽线垂直且交叉；所述弯折处两端的微带线均与所述槽线平行；所述微带线用于通过所述槽线向所述半波偶极子天线的第一端口和第二端口馈电；

所述半波环形天线包括馈电端口与接地端口，所述馈电端口与馈电点连接，所述接地端口接地。

2.根据权利要求1所述的终端天线，其特征在于，所述波长是指所述终端天线在工作频段的电磁波在所述介质基底中的波长。

3.根据权利要求1所述的终端天线，其特征在于，所述半波环形天线为共模激励，工作在竖直单极子模式；所述半波偶极子天线为差模激励，工作在水平偶极子模式。

4.根据权利要求1-3任一项所述的终端天线，其特征在于，所述槽线分为两段；两段槽线的宽度沿指向所述半波偶极子天线的方向减小。

5.根据权利要求1-3任一项所述的终端天线，其特征在于，所述微带线的两个弯折处分别为第一弯折处和第二弯折处；所述微带线通过槽线向所述半波偶极子天线馈电时，馈电信号由所述第一弯折处所在的方向流向所述第二弯折处所在的方向；

所述第一弯折处和所述微带线接收馈电的端口之间的微带线分为三段；三段微带线的宽度沿指向第一弯折处的方向依次递减。

6.根据权利要求5所述的终端天线，其特征在于，所述三段微带线中靠近第一弯折处的微带线的长度，与所述第二弯折处两边的微带线的长度之和为四分之一波长。

7.根据权利要求5所述的终端天线，其特征在于，所述终端天线的工作频段在3.4GHz至3.6GHz之间时，所述槽线的总长度为12mm；

所述三段微带线中靠近第一弯折处的微带线的长度，与所述第二弯折处两边的微带线的长度之和为12.5mm；

所述微带线的两个弯折处之间的长度为4mm。

8.根据权利要求1所述的终端天线，其特征在于，所述微带线用于接收馈电信号，并将馈电信号耦合至所述槽线；所述槽线用于传输所述馈电信号中的差模信号，隔绝所述馈电信号中的共模信号。

9.根据权利要求1所述的终端天线，其特征在于，所述半波环形天线的馈电端口通过铜柱与馈电点连接；所述半波环形天线的接地端口通过地板接地。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9任一项所述的终端天线。

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