WO2020173294A1 - 共体天线及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供共体天线及包括共体天线的移动终端。共体天线包括经缝隙分割为第一子辐射体及第二子辐射体的辐射体、第一馈电点、第二馈电点；第一馈电点传输的射频信号经第一子辐射体谐振以及第二子辐射体的寄生谐振产生多个不同天线模式的工作频段，第二馈电点传输的射频信号经第二子辐射体谐振以及第一子辐射体的寄生谐振产生多个不同天线模式的工作频段。通过第一子辐射体与第二子辐射体产生的谐振，以及第一子辐射体与第二子辐射体之间相互影响产生的寄生谐振，使得所述共体天线能够产生多个不同天线模式。并且，各不同的天线模式共用辐射体，且仅需要两个馈入点即可，实现天线共体并简化天线结构，从而减少共体天线的占用空间。

Description

共体天线及电子设备 本申请要求在 2019年 2月 27日提交中国国家知识产权局、 申请号为 201910146738.1、 发明名称为 “一种共体天线方案” 的中国专利申请的优先权， 在 2019年 4月 4日提交中国国 家知识产权局、 申请号为 201910278901.X、 发明名称为 “共体天线及电子设备” 的中国专利 申请的优先权其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域
本申请涉及通信技术领域， 尤其涉及共体天线及电子设备。 背景技术
随着通信技术的不断发展， 需要在手机等移动终端内布局更多的天线。 并且， 由于手机 等移动终端要的发展趋势为高屏占比、 多摄像头， 使得天线净空的大幅减少， 天线的布局空 间进一步压缩。 因此，如何在有限的净空空间内布局更多的天线，成了天线设计的一大难题。 发明内容
本申请提供共体天线及电子设备， 旨在减小天线占用的空间， 以在有限的净空空间内布 局更多的天线。
第一方面， 本申请提供一种共体天线。 所述共体天线包括辐射体、 第一接地点、 第二接 地点、 第一馈电点、 第二馈电点、 第一滤波电路以及第二滤波电路； 所述第一接地点及第二 接地点均接地， 所述第一接地点及第二接地点分别位于所述福射体相对的两端； 所述福射体 上设有缝隙， 所述缝隙将所述辐射体分割为第一子辐射体与第二子辐射体， 所述第一馈电点 位于所述第一子辐射体上， 所述第二馈电点位于所述第二子辐射体上； 所述第一滤波电路的 一端连接至所述第一馈电点，另一端接地；所述第二滤波电路的一端连接至所述第二馈电点， 另一端接地； 所述第一馈电点传输的射频信号经所述第一子辐射体谐振以及所述第二子辐射 体的寄生谐振产生多个不同天线模式的工作频段， 所述第二馈电点传输的射频信号经所述第 二子辐射体谐振以及所述第一子辐射体的寄生谐振产生多个不同天线模式的工作频段。
本申请中，通过在第一接地点与第二接地点之间的所述辐射体上设置至少两个馈电点（包 括第一馈电点及第二馈电点） ， 相对于相邻的两个接地点的福射体上仅设置一个馈电点的天 线结构（即每个福射体设有一个馈电点）来说，本申请中两个馈电点能够同时进行信号传输， 以使得所述辐射体上能够同时产生多种天线模式， 实现不同天线模式共用辐射体， 从而减少 天线占用的体积。 并且， 在覆盖同样种类的天线模式的情况下， 本申请中通过共用辐射体， 能够减少馈电点以及相应的射频元件的使用， 从而进一步筒化天线的结构， 减小天线占用的 体积。
本申请中， 通过设置缝隙将所述辐射体分割为第一子辐射体与所述第二子辐射体， 并分 别对所述第一子辐射体与第二自辐射体分别进行馈电。 当第一子辐射体由于第一馈电点馈入 信号而产生谐振时， 第二子辐射体会在第一子辐射体的影响下产生寄生谐振； 同时， 当第二 子辐射体由于第二馈电点馈入信号而产生谐振时， 第一子辐射体会在第二子辐射体的影响下 产生寄生谐振。 通过第一辐射体与第二辐射体之间的相互影响， 使得所述共体天线上会产生 寄生谐振， 从而进一步的增加天线覆盖的工作频段， 即能够进一步的在增加天线模式的数量 的同时， 避免增加天线占用空间。
进一步的，本申请通过将所述第一滤波电路的一端连接至所述第一馈电点，另一端接地； 所述第二滤波电路的一端连接至所述第二馈电点， 另一端接地， 从而通过第一滤波电路及第 二滤波电路调整射频信号的馈地位置。 由于馈电位置的不同， 从而产生不同的天线模式， 即 通过所述第一滤波电路及第二滤波电路，使得所述共体天线能够得到更多的不同的天线模式， 从而保证所需天线模式的情况下， 避免增加天线的布局空间。
本申请一实施例中， 所述第一滤波电路为高阻低通滤波电路， 所述高阻低通滤波电路在 GPS的频段为通带， 在大于或等于 2.4G WIFI的频段为阻带， 即所述第一滤波电路能够使得 GPS频段的射频信号通过， 并不允许大于或等于 2.4G WIFI频段的射频信号通过。 所述第二 滤波电路为高通低阻滤波电路， 所述高通低阻滤波电路在 GPS 频段为阻带， 在大于或等于 2.4G WIFI的频段为通带，即所述第一滤波电路能够使得大于或等于 2.4G WIFI频段的射频信 号通过， 并不允许 GPS频段的射频信号通过。 通过第一滤波电路以使得一定频段的射频信号 能够通过第一滤波电路进行接地， 并通过第二滤波电路以使得一定频段的射频信号能够通过 第二滤波电路进行接地。 通过改变接地点的位置， 从而使得不同射频信号的馈地位置不同， 从而得到不同的天线模式。
本申请一种实施例中， 所述第一滤波电路及所述第二滤波电路均包括并联设置的第一电 容及第一电感。
本申请另一种实施例中， 所述第一滤波电路或所述第二滤波电路还包括第二电感， 所述 第二电感与所述第一电容串联。
本申请另一种实施例中， 所述第一滤波电路或所述第二滤波电路还包括第二电容， 所述 第二电容与并联设置的所述第一电容及第一电感串联。
本申请一些实施例中， 所述第一子辐射体谐振以及所述第二子辐射体的寄生谐振产生的 工作频段覆盖 WIFI天线及 Sub 6G天线的工作频段， 即所述辐射体能够同时作为 WIFI天线 与所述 Sub 6G天线的辐射体， 从而实现 WIFI天线与 Sub 6G天线的共体。 进一步的， 在一 些实施例中， 所述第二子辐射体谐振以及所述第一子辐射体的寄生谐振产生的工作频段覆盖 GPS L1天线及 GPS L5天线的工作频段，即所述辐射体能够同时作为 GPS L1天线以及 GPS L5 天线的辐射体， 从而实现 GPS L1天线以及 GPS L5天线的共体。 可以理解的是， 在一些实施 例中， 所述第一子辐射体谐振以及所述第二子辐射体的寄生谐振产生的工作频段覆盖 WIFI 天线及 Sub 6G天线的工作频段， 同时， 所述第二子辐射体谐振以及所述第一子辐射体的寄 生谐振产生的工作频段覆盖 GPS L1天线及 GPS L5天线的工作频段， 从而能够实现 WIFI天 线、 Sub 6G天线以及 GPS L1天线、 GPS L5天线的共体， 使得所述共体天线在覆盖多个不 同天线模式的工作频段的同时， 占用空间较小。 同时， 所述共体天线通过两个馈电点 （第一 馈电点及第二馈电点） 即能够实现多种天线模式的覆盖， 相对于现有技术的天线来说能够减 少馈电点的数量， 从而能够减少馈电点与射频前端连接的弹片或者连接线以及调整天线模式 的谐振元件的数量， 从而筒化天线的结构， 进一步的减少天线占用空间。 本申请一些实施例 中， 所述第一子辐射体谐振产生的工作频段包括第一工作频段、 第二工作频段及第三工作频 段， 所述第二子辐射体寄生谐振产生的工作频段包括第四工作频段以及第五工作频段； 所述 第一工作频段覆盖 2.4G WIFI天线的工作频段， 所述第二工作频段及第四工作频段覆盖 Sub 6G天线的工作频段，所述第三工作频段及第五工作频段覆盖 5G WIFI天线的工作频段。这些 实施例中， 所述第一子辐射体的谐振与所述第二子辐射体产生的寄生谐振产生的工作频段能 够覆盖 Sub 6G天线以及 2.4G WIFI、 5GWIFI天线的工作频段， 即所述辐射体能够同时实现 Sub 6G天线与 WIFI天线的共体， 节省了天线的布局空间。
其中， 所述 Sub 6G天线是指工作频段低于 6G Hz的天线模式的频段。 本申请一些实施 例中，所述 Sub 6G频段主要包括 N77、 N78 、 N79等 5G频段， 以满足现有 5G通信的需求。
具体的， 一些实施例中， 所述第一工作频段为所述第一子辐射体谐振产生的 IFA四分之 一天线模式的工作频段， 所述第二工作频段为第一馈电点至所述第一接地点形成的环形天线 的二分之一波长模式的工作频段， 所述第三工作频段为所述第一子辐射体谐振产生的 IFA四 分之三天线模式的工作频段； 所述第四工作频段为所述第二子辐射体寄生谐振产生的环寄生 天线的二分之一波长模式， 所述第五工作频段为所述第二子辐射体寄生谐振产生的环寄生天 线的二分之三波长模式。
本申请一些实施例中， 所述第二子辐射体谐振产生的工作频段包括第六工作频段， 所述 第一子辐射体寄生谐振产生的工作频段包括第七工作频段， 所述第六工作频段覆盖 GPS L5 天线的工作频段， 所述第七工作频段覆盖 GPS L1天线的工作频段， 从而使得所述辐射体产 生的工作频段能够同时覆盖 GPS L5天线的工作频段以及 GPS L1天线的工作频段，从而实现 GPS L 1天线以及 GPS L5天线的共体， 节省天线的布局空间。
具体的， 一些实施例中， 所述第六工作频段为所述第二子辐射体谐振产生的复合左右手 天线模式的工作频段， 所述第七工作频段为所述第一子辐射体寄生谐振产生的带天线模式的 工作频段。 通过复合左右手天线模式产生所述第六工作频段， 所述复合左右手天线模式的辐 射体的长度为 1/8 X , 相对于其它天线模式来说， 所述辐射体的长度更小， 从而能够进一步的 减少天线的布局空间。
具体的， 一些实施例中， 所述第一馈电点和 /或所述第二馈电点与所述射频前端之间连接 有调谐元件， 所述调谐元件用于调节所述共体天线的各个天线模式的类型及其工作频段。 通 过实际需求以调整第一馈电点和 /或所述第二馈电点与所述射频前端之间连接的调谐元件的 类型， 从而使得共体天线产生的天线模式能够满足实际使用的需求。 本申请中， 所述调谐元 件可以为电容元件或者电感元件， 所述电容元件与电感元件可以并联或者串联至所述第一馈 电点和 /或所述第二馈电点与所述射频前端之间。
本申请的一实施例中， 所述调谐元件包括连接于所述第二馈电点与所述射频前端之间的 电容元件。 通过第二馈电点与所述射频前端之间设置电容元件， 使得所述射频前端至所述第 二接地点形成复合左右手天线， 从而能够得到一定的工作频段的同时， 能够尽量的减小辐射 体的大小， 节省天线布局空间。
本申请中， 所述缝隙的宽度大于最高谐振频率的三十二之一波长， 并小于最高谐振频率 的十六分之一波长； 所述最高谐振频率为所述共体天线的多个不同的所述天线模式的工作频 率中最高的工作频率。
本申请中， 需要将所述缝隙的宽度控制在一定的范围内， 避免所述缝隙的宽度过宽或者 过窄， 以保证在一定工作频段下， 所述第一辐射体与所述第二辐射体之间能够相互影响而产 生寄生谐振。
本申请一些实施例中， 所述第一馈电点至所述缝隙的距离为所述第一馈电点至所述缝隙 之间的形成的天线模式的工作频率的十六分之一波长， 所述第二馈电点至所述缝隙的距离为 所述第二馈电点至所述缝隙之间的形成的天线模式的工作频率的八分之一波长； 所述第一接 地点至所述缝隙的距离为所述第一接地点至所述缝隙之间的形成的天线模式的工作频率的四 分之一波长； 所述第二接地点至所述缝隙的距离为所述第二接地点至所述缝隙之间的形成的 天线模式的工作频率的四分之一波长。 本申请中， 通过设计所述第一馈电点至所述缝隙的距 离、 所述第二馈电点至所述缝隙的距离、 所述第一接地点至所述缝隙的距离、 所述第一接地 点至所述缝隙的距离在一定的范围内， 使得所述共体天线能够产生所需的工作频段， 以满足 实际使用的需求。
第二方面， 本申请还提供一种电子设备。 所述电子设备包括中框、 主板以及所述共体天 线， 所述中框接地， 所述共体天线的第一接地点及第二接地点均与所述中框连接， 以实现所 述第一接地点及所述第二接地点的接地。 所述共体天线的射频前端设置于所述主板上， 所述 主板设于所述中框上。 由于所述共体天线占用的空间较小， 使得要求的净空也较小， 从而能 够使得电子设备内的布局更加的紧凑。
本申请的一些实施例中，所述电子设备包括围设于所述主板及所述中框周围的金属边框， 部分所述金属边框为所述共体天线的福射体， 作为所述福射体的金属边框与所述主板之间间 隔以形成间隙，所述间隙为所述共体天线的净空区。通过将金属边框作为共体天线的辐射体， 从而能够进一步的减小共用天线占用的空间。 附图说明
为更清楚地阐述本申请的构造特征和功效， 下面结合附图与具体实施例来对其进行详细 说明。
图 1为本申请一种实施例的共体天线的结构示意图；
图 2为本申请实施例的共体天线中滤波电路的第一种实施例的结构示意图；
图 3为本申请实施例的共体天线中滤波电路的第二种实施例的结构示意图；
图 4为本申请实施例的共体天线中滤波电路的第三种实施例的结构示意图；
图 5为本申请实施例的共体天线中滤波电路的第四种实施例的结构示意图；
图 6为本申请另一种实施例的共体天线的结构示意图；
图 7为图 6实施例的共体天线的 S参数仿真图；
图 8为图 6实施例的共体天线的第一子辐射体谐振产生的 IFA四分之一天线模式的电流 分布示意图；
图 9为图 6实施例的共体天线的第一子辐射体谐振产生的环形天线的二分之一波长模式 的电流分布示意图；
图 10为图 6实施例的共体天线的第一子福射体谐振产生的 IFA四分之三天线模式的电流 分布示意图；
图 11为图 6实施例的共体天线的第二子辐射体寄生谐振产生的环寄生天线的二分之一波 长模式的电流分布示意图；
图 12为图 6实施例的共体天线的第二子辐射体寄生谐振产生的环寄生天线的二分之三波 长模式的电流分布示意图；
图 13为图 6实施例的共体天线的第二子辐射体谐振产生的复合左右手天线模式的电流分 布示意图；
图 14为图 6实施例的共体天线的第一子辐射体寄生谐振形成的四分之一波长寄生天线模 式的电流分布示意图； 图 15为图 6实施例的共体天线的仿真效率图；
图 16a为图 6实施例的的共体天线的 GPS L1天线模式的辐射方向仿真图；
图 16b为图 6实施例的的共体天线的 GPS L5天线模式的辐射方向仿真图；
图 16c为图 6实施例的的共体天线的 2.4G WIFI天线模式的辐射方向仿真图； 图 16d为图 6实施例的的共体天线的 5G WIFI天线模式的辐射方向仿真图；
图 17为本申请一种实施例的电子设备的结构示意图；
图 18为本申请另一种实施例的电子设备的结构示意图。 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。
本申请提供共体天线以及包括所述共体天线的电子设备。 所述共体天线的辐射体能够实 现多种不同天线模式的共体， 以减少天线的占用空间。 所述电子设备包括手机、 平板、 智能 手表等电子设备。
请参阅图 1， 本申请提供一种共体天线 100。 所述共体天线 100包括辐射体 10、 第一接 地点 A、第二接地点 B、第一馈电点 C、第二馈电点 D、第一滤波电路 30、第二滤波电路 40。 所述第一接地点 A及第二接地点 B均接地。 所述第一接地点 A及第二接地点 B分别位于所 述辐射体 10相对的两端。 所述辐射体 10上设有缝隙 11， 所述缝隙 11将所述辐射体 10分割 为第一子辐射体 12与第二子辐射体 13。 所述第一馈电点 C位于所述第一子辐射体 12上， 所 述第二馈电点 D位于所述第二子辐射体 13上， 所述第一馈电点 C与所述第二馈电点 D均与 射频前端 20连接。 所述射频前端 20产生的射频信号经所述第一馈电点 C与所述第二馈电点 D传输至辐射体 10或者所述辐射体 10接收的信号经所述第一馈电点 C与所述第二馈电点 D 传输至所述射频前端 20。具体的，所述第一馈电点 C与所述第二馈电点 D通过弹片或者连接 线与所述射频前端 20进行连接。 所述第一滤波电路 30的一端并联至所述第一馈电点 C与所 述射频前端 20之间， 且另一端接地； 所述第二滤波电路 40的一端并联至所述第二馈电点 D 与所述射频前端 20之间， 且另一端接地。 所述第一馈电点 C传输的射频信号经所述第一子 辐射体 12谐振以及所述第二子辐射体 13的寄生谐振产生多个不同天线模式的工作频段， 所 述第二馈电点 D传输的射频信号经所述第二子辐射体 13谐振以及所述第一子辐射体 12的寄 生谐振产生多个不同天线模式的工作频段。
本申请中， 所述第一馈电点 C传输的射频信号经所述第一子辐射体 12谐振以及所述第 二子辐射体 13的寄生谐振能够产生多个不同天线模式的工作频段。 并且， 所述第二馈电点 D 传输的射频信号经所述第二子辐射体 13谐振以及所述第一子辐射体 12的寄生谐振能够产生 多个不同天线模式的工作频段。 具体的， 当通过所述第一馈电点 C 为所述第一子辐射体 12 馈入射频信号时，传输的射频信号引起所述第一子福射体 12产生一定的感应电动势。 由于所 述第一子辐射体 12与所述第二子辐射体 13之间具有一个缝隙 11， 所述缝隙 11相当于一个 等效电容， 通过电容接合使得所述第二子辐射体 13也会产生一定的感应电动势， 即所述第二 子辐射体 13产生一定频段的寄生谐振。
本申请中， 通过所述第一子辐射体 12与所述第二子辐射体 13产生的谐振， 以及所述第 一福射体 10与第二福射体 10之间的相互影响而产生的寄生谐振， 增加所述共体天线 100覆 盖的工作频段， 并且不需要增加馈电点以及辐射体的数量， 能够进一步的在增加天线模式的 数量的同时， 避免增加天线的占用空间。
进一步的， 本申请中， 通过在第一接地点 A与第二接地点 B之间的所述福射体 10上设 置两个馈电点（包括第一馈电点 C及第二馈电点 D）， 相对于相邻的两个接地点的辐射体 10 上仅设置一个馈电点的天线结构（即每个辐射体 10设有一个馈电点）来说， 本申请中两个馈 电点能够同时进行信号传输， 以使得所述辐射体 10上能够同时产生多种天线模式， 实现不同 天线模式共用辐射体 10, 从而减少天线占用的体积。 并且， 在覆盖同样种类的天线模式的情 况下， 本申请中通过共用辐射体 10， 能够减少辐射体的数量， 进而减小共体天线 100的占用 空间。 并且， 本申请中通过两个馈电点 （第一馈电点 C及第二馈电点 D） 即能够产生多种天 线模式， 相对于现有技术的天线来说能够减少馈电点的数量， 从而能够减少馈电点与射频前 端连接的弹片或者连接线以及调整天线模式的谐振元件的数量， 从而筒化天线的结构， 进一 步的减少天线占用空间。
进一步的， 本申请通过将所述第一滤波电路 30的一端并联至所述第一馈电点 C与所述 射频前端 20之间， 且另一端接地； 所述第二滤波电路 40的一端并联至所述第二馈电点 D与 所述射频前端 20之间， 且另一端接地， 从而通过第一滤波电路 30及第二滤波电路 40调整射 频信号的馈地位置。 由于馈电位置的不同， 从而产生不同的天线模式， 即通过所述第一滤波 电路 30及第二滤波电路 40， 使得所述共体天线 100能够得到更多的不同的天线模式， 从而 保证得到所需天线模式的情况下， 避免增加天线的布局空间。
本实施例中， 所述第一滤波电路 30为高阻低通滤波电路， 所述高阻低通滤波电路能够实 现高阻低通的滤波效果。 具体的， 高阻低通的滤波效果是指所述高阻低通滤波电路在 GPS的 频段为通带， 在大于或等于 2.4GWIFI的频段为阻带， 即所述第一滤波电路 30能够使得 GPS 频段的射频信号通过，并不允许大于或等于 2.4GWIFI频段的射频信号的通过。所述第二滤波 电路 40为高通低阻滤波电路，所述高通低阻滤波电路能够实现高通低阻的滤波效果。具体的， 高通低阻的滤波效果是指所述高通低阻滤波电路在 GPS频段为阻带，在大于或等于 2.4GWIFI 的频段为通带，即所述第二滤波电路 40能够使得大于或等于 2.4GWIFI频段的射频信号通过， 并阻碍 GPS频段的射频信号通过。 通过第一滤波电路 30以使得一定频段的射频信号能够通 过第一滤波电路 30进行接地， 并通过第二滤波电路 40以使得一定频段的射频信号能够通过 第二滤波电路 40进行接地，从而使得不同射频信号的馈地位置不同，从而得到不同的天线模 式。
本申请中，所述第一滤波电路 31与所述第二滤波电路 32的结构可以为多种不同的形态。 例如， 请参阅图 2， 图 2为本申请一实施例的滤波电路的结构示意图， 所述滤波电路包括并 联设置的第一电容 311及第一电感 312的电路。 请参阅图 3， 图 3为本申请第二种实施例的 滤波电路的结构示意图， 图 3所示实施例的所述滤波电路与图 2所示的滤波电路的结构的差 别在于：所述滤波电路还包括第二电感 313 ,所述第二电感 313与所述第一电容 311串联后， 再与所述第一电感 312串联。 请参阅图 4， 图 4为本申请第三种实施例的滤波电路的结构示 意图， 图 4所示实施例的所述滤波电路与图 2所示的滤波电路的结构的差别在于： 所述滤波 电路还包括第二电容 314,所述第二电容 314与并联设置的所述第一电容 311及第一电感 312 串联。 其中， 所述第一电容 311及第二电容 314可以为固定电容或者可调电容， 所述第一电 感 312及第二电感 313可以为固定电感或者可调电感。 例如， 如图 5所示， 图 5为本申请第 四种实施例的滤波电路的结构示意图， 图 5所示实施例的所述滤波电路与图 2所示的滤波电 路的结构的差别在于： 所述第一电容 314为可调电容。 本申请中， 所述第一滤波电路 31与所述第二滤波电路 32可以为图 2至图 4任一实施例 所示的滤波电路， 且第一电路滤波电路 31与第二滤波电路 32的类型可以相同也可以不同。 本实施例中，所述第一滤波电路 31与所述第二滤波电路 32均为图 2所示实施例的滤波电路。 通过调整滤波电路中的第一电容 311、 第二电容 314以及第一电感 312、 第二电感 313中任一 一个或者几个的大小值不同，从而实现所述滤波电路的高通低阻的效果或者低通高阻的效果。 本实施例中， 所述第一滤波电路 31的第一电感 312约为 4nH, 所述第一滤波电路 31的第一 电容 311约为 lpF, 以得到高阻低通的滤波电路； 所述第二滤波电路 32的第一电感 312约为 6.8nH, 所述第一滤波电路 31的第一电容 311约为 1.5pF, 以得到高通低阻的滤波电路。
进一步的， 请参阅图 6， 本申请的一实施例中， 所述第一馈电点 C和 /或所述第二馈电点 D与所述射频前端 20之间还连接有调谐元件 50,所述调谐元件 50用于调节所述共体天线 100 的各个天线模式的类型及其工作频段。通过实际需求以调整第一馈电点 C和 /或所述第二馈电 点 D与所述射频前端 20之间连接的调谐元件 50的类型或者数量， 从而使得共体天线 100的 天线模式能够满足实际使用的需求。本申请中， 所述调谐元件 50可以为电容元件或者电感元 件， 所述电容元件与电感元件可以并联或者串联至所述第一馈电点和 /或所述第二馈电点与所 述射频前端之间。 本实施例中， 所述调谐元件 50包括连接于所述第二馈电点 D与所述射频 前端 20之间的电容元件。 通过第二馈电点 D与所述射频前端 20之间设置电容元件， 使得所 述第二子辐射体 13能够产生复合左右手天线模式，从而能够得到所需的工作频段的同时， 能 够尽量的减小辐射体 10的大小， 节省天线的布局空间。 可以理解的是， 在本申请的其它实施 例中， 在所述射频前端 20与第一馈电点 C之间也可以连接电容元件或者电感元件等调谐元 件， 以得到所需的天线模式。
请参阅图 7， 图 7为本申请图 6所示实施例的共体天线 100的 S参数仿真图。 其中， 深 色实线为第一馈电点 C馈入的信号经所述第一子辐射体 12谐振以及所述第二子辐射体 13的 寄生谐振产生的工作频段的 S22参数仿真图； 浅色实线为共体天线 100的 S21参数仿真图； 深色虚线为第二馈电点 D馈入的信号经所述第二子辐射体 13谐振以及所述第一子辐射体 12 的寄生谐振产生的工作频段的 S 11 参数仿真图。 其中， 横坐标为频率， 单位为 GHz ; 纵坐 标为 S参数值， 单位为 dB。从图中可以看出， 第一馈电点 C馈入的信号经所述第一子辐射体 12谐振以及所述第二子辐射体 13的寄生谐振产生包括谐振 a、 谐振 b、 谐振 c、 谐振 d、谐振 e的至少五种谐振； 第二馈电点 D馈入的信号经所述第二子辐射体 13谐振以及所述第一子辐 射体 12的寄生谐振产生包括谐振 f、 谐振 g的至少两种谐振。
所述第一馈电点 C馈入的信号经所述第一子辐射体 12谐振以及所述第二子辐射体 13的 寄生谐振产生的工作频段覆盖 WIFI天线及 Sub 6G天线的工作频段，即使得 WIFI天线与 Sub 6G天线共体， 能够减少辐射体的数量， 并且能够减少馈入点的数量、 连接于所述馈入点与射 频前端的弹片的数量， 以及用于调整所述天线模式的谐振元件等的数量， 从而筒化天线的结 构，并节省所述共体天线 100的布局空间。本实施例中，所述 WIFI天线模式的具体包括 2.4G WIFI天线模式以及 5G WIFI天线模式。所述 2.4G WIFI天线模式的工作频率为 2.4Ghz~2.5GHz, 即图 7中位置谐振 a对应的频段； 所述 5G WIFI天线模式的工作频率为 4.9Ghz~5.9GHz, 即 图 7中位置谐振 d、 e对应的频段。 所述 Sub 6G天线主要是指工作频段低于 6G Hz的天线模 式的频段。 本申请一些实施例中， 所述 Sub 6G频段主要包括 N77频段、 N78频段及 N79频 段等 5G频段， 以使得所述共体天线 100能够满足现有的 5G通信的需求。 其中， 所述 N77 天线模式的工作频率为 3.3Ghz~4.2GHz, 所述 N78天线模式的工作频率为 3.3Ghz~3.8GHz, 所述 N79天线模式的工作频率为 4.4Ghz~5.0GHz, 即图 7中位置谐振 b、 c对应的频段。
具体的， 所述第一子辐射体 12谐振能够产生的工作频段包括第一工作频段、 第二工作频 段及第三工作频段，所述第二子辐射体 13寄生谐振产生的工作频段包括第四工作频段以及第 五工作频段。 其中， 所述第一工作频段覆盖 2.4G WIFI天线的工作频段， 所述第二工作频段 及第四工作频段覆盖 Sub 6G 天线的工作频段， 所述第三工作频段及第五工作频段覆盖 5G WIFI天线的工作频段。 这些实施例中， 所述第一子辐射体 12的谐振与所述第二子辐射体 13 产生的寄生谐振产生的工作频段能够覆盖 Sub 6G天线以及 2.4G WIFI天线、 5GWIFI天线的 工作频段， 即所述辐射体 10能够同时实现 Sub 6G天线、 2.4G WIFI天线以及 5GWIFI天线的 共体， 节省了共体天线 100的布局空间。 可以理解的是， 在本申请的其它实施例中， 通过调 整第一馈电点 C和 /或第二馈电点 D的位置、缝隙 11的位置或者辐射体 10的尺寸或者形状等， 所述共体天线 100也能够产生其它需要的工作频段。
具体的，所述第一工作频段为所述第一子辐射体 12谐振产生的 IFA四分之一天线模式的 工作频段， 其电流分布如图 8中箭头方向所示。 其中， IFA四分之一天线模式的电流方向为 所述第一接地点 A至所述缝隙 11的方向。
所述第二工作频段为所述第一子辐射体 12谐振产生的环形天线的二分之一波长模式，其 电流分布如图 9中箭头方向所示。 具体的， 第一馈电点 C与第一接地点 A之间具有一个电流 零点， 电流分别从所述第一馈电点 C与第一接地点 A向电流零点方向流动。 其中， 电流零点 是指电流为 0的位置。
所述第三工作频段为所述第一子辐射体 12谐振产生的 IFA四分之三天线模式的工作频段， 其电流分布如图 10中箭头方向所示。 其中， 所述第一馈电点 C与所述缝隙 11之间具有一个 电流零点， 电流分别从第一馈电点 C与缝隙 11向电流零点流动。
本实施例中， 由于连接于射频前端 20与第二馈电点 D之间的第二滤波电路 40为高通低 阻滤波电路， 能够允许第四工作频段的射频信号经过第二滤波电路 40馈地。 同时， 射频信号 会经过所述第二子辐射体 13经第二接地点 B接地。 此时， 所述第二子辐射体 13寄生谐振产 生的波长模式为环寄生天线的二分之一波长模式， 所述环寄生天线的二分之一波长模式的工 作频段覆盖所述第四工作频段。所述环寄生天线的二分之一波长模式的电流分布如图 11中箭 头方向所示。 其中， 第二馈电点 D与第二接地点 B之间形成有一个电流零点， 电流分别从第 二馈电点 D与第二接地点 B向电流零点流动。
本实施例中， 由于连接于射频前端 20与第二馈电点 D之间的第二滤波电路 40为高通低 阻滤波电路， 能够允许第五工作频段的射频信号经过第二滤波电路 40馈地。 同时， 射频信号 会经过所述第二子辐射体 13经第二接地点 B接地。 此时， 所述第二子辐射体 13寄生谐振产 生的波长模式为环寄生天线的二分之三波长模式， 所述环寄生天线的二分之三波长模式的工 作频段覆盖所述第五工作频段。所述环寄生天线的二分之三波长模式的电流分布如图 12中箭 头方向所示。 其中， 第二馈电点 D与第二接地点 B之间形成有间隔的两个电流零点， 分别为 第一零点以及第二零点， 相较于更靠近所述缝隙。 且所述环寄生天线的二分之三波长模式的 电流方向分别从第一零点及第二接地点 B向第二零点流动， 且部分电流从第一零点向缝隙方 向流动。
所述第二子辐射体 13 谐振以及所述第一子辐射体 12 的寄生谐振产生的工作频段覆盖 GPS L1天线模式及 GPS L5天线模式的工作频段，从而使得 GPS L1天线以及 GPS L5天线能 够共体设计， 能够减少辐射体的数量， 并且能够减少馈入点的数量、 连接于所述馈入点与射 频前端的弹片的数量， 以及用于调整所述天线模式的谐振元件等的数量， 从而筒化天线的结 构，并节省所述共体天线 100的布局空间。其中，所述 GPS L5天线的工作频段为 1176.45MHz, 即图 7中位置谐振 f对应的频段； 所述 GPS L1天线的工作频段为 1575.42MHz, 即图 7中位 置谐振 g对应的频段。
具体的， 本实施例中， 所述第二子辐射体 13谐振产生的工作频段包括第六工作频段， 所 述第一子辐射体 12寄生谐振产生的工作频段包括第七工作频段，所述第六工作频段覆盖 GPS L5天线的工作频段， 所述第七工作频段覆盖 GPS L1天线的工作频段， 从而使得所述辐射体 10产生的工作频段能够同时覆盖 GPS L5天线的工作频段以及 GPS L1天线的工作频段，从而 实现 GPS L 1天线以及 GPS L5天线的共体， 节省天线的布局空间。
本实施例中，所述第六工作频段为所述第二子辐射体 13谐振产生的复合左右手天线模式 （CRLH天线模式）的工作频段， 其电流分布如图 13所示。 其中， 复合左右手天线模式的电 流方向为所述第二馈电点 D经所述第二辐射体 13至所述第二接地点 B的方向。
本实施例中， 通过复合左右手天线模式产生所述第六工作频段， 所述复合左右手天线模 式的辐射体 10的长度为 1/8 X，即所述第一馈电点 C与第一接地点 A之间的辐射体的长度为 波长的 1/8。 相对于其它天线模式来说， 所述辐射体 10的长度更小， 从而能够进一步的减少 天线的布局空间。
由于连接于射频前端 20与第一馈电点 C之间的第一滤波电路 30为高阻低通滤波电路， 能够允许第七工作频段的射频信号经过第一滤波电路 30馈地， 从而使得所述第一子辐射体 12在所述第二子辐射体 13的影响下产生的寄生谐振形成的四分之一波长寄生天线模式， 所 述四分之一波长寄生天线模式的工作频段覆盖所述第七工作频段。 所述四分之一波长寄生天 线模式的电流分布如图 14所示。其中， 寄生谐振形成的四分之一波长寄生天线模式的电流方 向为所述缝隙 11至所述第一接地点 A的方向。
本申请的一些实施例中， 所述第一子辐射体谐振以及所述第二子辐射体的寄生谐振产生 的工作频段覆盖 WIFI天线及 Sub 6G天线的工作频段， 同时， 所述第二子辐射体谐振以及所 述第一子辐射体的寄生谐振产生的工作频段覆盖 GPS L1天线及 GPS L5天线的工作频段，从 而能够实现 WIFI天线、 Sub 6G天线以及 GPS L1天线、 GPS L5天线的共体， 使得所述共体 天线在覆盖多个不同天线模式的工作频段的同时， 占用空间较小。 同时， 所述共体天线通过 两个馈电点 （第一馈电点及第二馈电点） 即能够实现多种天线模式的覆盖， 相对于现有技术 的天线来说能够减少馈电点的数量， 从而能够减少馈电点与射频前端连接的弹片或者连接线 以及调整天线模式的谐振元件的数量， 从而筒化天线的结构， 进一步的减少天线占用空间。
进一步的， 本申请中， 所述缝隙 11的宽度需要在一定的范围内， 避免所述缝隙的宽度过 宽或者过窄， 以保证在一定工作频段下， 所述第一辐射体与所述第二辐射体之间能够相互影 响而产生寄生谐振，从而在不增加天线结构的情况增加天线模式的数量，以减小共体天线 100 的占用空间。 本申请一些实施例中， 所述缝隙 11的宽度为所述缝隙的宽度大于最高谐振频率 的三十二之一波长， 并小于最高谐振频率的十六分之一波长； 所述最高谐振频率为所述共体 天线的多个不同的所述天线模式的工作频率中最高的工作频率。 具体的， 对于上述实现 WIFI 天线、 Sub 6G天线以及 GPS L1天线、 GPS L5天线的共体的共体天线来说， 所述最高谐振频 率为所述 5G WIFI的工作频段。
请参阅图 15 ,图 15为本申请一实施例的共体天线 100的仿真效率图，其横坐标为频率， 单位为 GHz; 纵坐标为效率， 单位为 dBp。 从图中可以看出， 各个工作频段的辐射效率均在 -5dBp 以上， 具有较高的辐射效率。 并且， 3GHz 以上频段的辐射效率较高。 工作频段为 1575.42MHz的 GPSL1天线的辐射效率比工作频段为 1176.45MHz的 GPSL5天线的辐射效率 低 ldB左右。
请参阅图 16a、 图 16b以及图 16c、 图 16d。 图 16a及图 16b分别为 GPS L1天线模式以 及 GPS L5天线模式的辐射方向仿真图， 从图中可以看出， GPSL5天线模式和 GPSL1天线模 式的上半球比率均在 -3dB以上， 上半球比率较高， 有利于用户体验。 图 16c及图 16d分别为 2.4G WIFI天线模式以及 GPS L5天线模式的辐射方向仿真图， 从图中可以看出， 2.4GWIFI 天线模式的方向性在 4左右， 5GWIFI天线模式的方向性在 5.5左右， 方向性较好。
进一步的， 本申请中， 所述第一馈电点 C至所述缝隙 11的距离、 所述第二馈电点 D至 所述缝隙 11的距离、 所述第一接地点 A至所述缝隙 11的距离、 所述第一接地点 A至所述缝 隙 11的距离也需要在一定的范围内， 使得所述共体天线 100能够产生所需的工作频段， 以满 足实际使用的需求。本申请一些实施例中，所述第一馈电点 C至所述缝隙 11的距离为二者之 间形成的天线模式的工作频率的十六分之一波长， 所述第二馈电点 D至所述缝隙 11的距离 为二者之间的形成的天线模式的工作频率的八分之一波长； 所述第一接地点 C至所述缝隙 11 的距离为所述第一接地点 C至所述缝隙 11之间的形成的天线模式的工作频率的四分之一波长; 所述第二接地点 B至所述缝隙 11的距离为二者之间的形成的天线模式的工作频率的四分之一 波长， 从而得到上述的实施例中的各个天线模式。
请参阅图 17 ,本申请还提供一种电子设备 1000。所述电子设备 1000可以为手机、平板、 移动手表等。 所述电子设备 1000包括中框 110、 主板 120以及所述共体天线 100， 所述中框 110接地， 所述共体天线 100的第一接地点 A及第二接地点 B均与所述中框 110连接， 以实 现所述第一接地点 A及所述第二接地点 B的接地。 所述共体天线 100的射频前端 20设置于 所述主板 120上， 所述主板 120设于所述中框 110上。 由于所述共体天线 100占用的空间较 小，使得要求的净空也较小，从而能够在有限的空间内布局更多的天线，并提升天线的性能。 本申请一实施例中， 所述共体天线 100的净空在 1.3mm左右。
具体的， 所述中框 110包括中板 111以及围设于中板周围的边框 112, 所述共体天线 100 的辐射体 10设于中板 111以及边框 112之间，所述主板 120固定于中板 111上。本实施例中， 所述边框 112为非金属边框，所述辐射体 10产生或接收的射频信号能够穿过所述非金属边框 进行传输， 从而避免边框 112对共体天线 100信号产生的限制。 其中， 所述共体天线 100的 形式可以为柔性主板 ( Flexible Printed Circuit , FPC ) 、 的天线形式， 激光直接成型 ( Laser-Direct- structuring, LDS )的天线形式或者獨:带天线 ( Microstrip Disk Antenna, MDA ) 等天线形式。
请参阅图 18 , 本申请的另一些实施例提供一种电子设备 1100， 所述电子设备 1100与电 子设备 1000的差别在于： 所述电子设备 1100的边框 112为金属边框， 部分所述金属边框为 所述共体天线 100的福射体 10。通过将金属边框作为共体天线 100的福射体 10，从而能够进 一步的减小共用天线占用的空间。 本实施例中， 所述共体天线 100的缝隙 11位于所述边框 112的上边框上。 可以理解的是， 在本申请的其他实施例中， 所述共体天线 100的缝隙 11也 可以位于所述边框 112的侧边框上。
以上所述为本申请的优选实施方式， 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， 还可以做出若千改进和润饰， 这些改进和润饰也视为本申请 的保护范围。

Claims

权利要求书
1、 一种共体天线， 其特征在于， 包括辐射体、 第一接地点、 第二接地点、 第一馈电点、 第二馈电点、 第一滤波电路以及第二滤波电路； 所述第一接地点及第二接地点均接地， 所述 第一接地点及第二接地点分别位于所述福射体相对的两端； 所述福射体上设有缝隙， 所述缝 隙将所述辐射体分割为第一子辐射体与第二子辐射体， 所述第一馈电点位于所述第一子辐射 体上， 所述第二馈电点位于所述第二子辐射体上； 所述第一滤波电路的一端连接至所述第一 馈电点， 另一端接地； 所述第二滤波电路的一端连接至所述第二馈电点， 另一端接地； 所述 第一馈电点传输的射频信号经所述第一子辐射体谐振以及所述第二子辐射体的寄生谐振产生 覆盖 WIFI天线及 Sub 6G天线的工作频段；所述第二馈电点传输的射频信号经所述第二子辐 射体谐振以及所述第一子辐射体的寄生谐振产生覆盖 GPS L1天线及 GPS L5天线的工作频段。
2、如权利要求 1所述的共体天线，其特征在于，所述第一滤波电路为高阻低通滤波电路， 所述高阻低通滤波电路在 GPS的频段为通带， 在大于 2.4GWIFI的频段为阻带； 所述第二滤 波电路为高通低阻滤波电路， WIFI 所述高通低阻滤波电路在在 GPS 频段为阻带， 在大于 2.4GWIFI的频段为通带。
3、 如权利要求 2所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一滤波电路及所述第二滤波电路 均包括并联设置的第一电容及第一电感。
4、 如权利要求 3所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一滤波电路或所述第二滤波电路 还包括第二电感， 所述第二电感与所述第一电容串联。
5、 如权利要求 3或 4所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一滤波电路或所述第二滤波 电路还包括第二电容， 所述第二电容与并联设置的所述第一电容及第一电感串联。
6、 如权利要求 1所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一子辐射体谐振产生的工作频段 包括第一工作频段、 第二工作频段及第三工作频段， 所述第二子辐射体寄生谐振产生的工作 频段包括第四工作频段以及第五工作频段；
所述第一工作频段覆盖 2.4G WIFI天线的工作频段， 所述第二工作频段及第四工作频段 覆盖 Sub 6G天线中的工作频段，所述第三工作频段及第五工作频段覆盖 5G WIFI天线的工作 频段。
7、 如权利要求 6所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一工作频段为所述第一子辐射体 谐振产生的 IFA四分之一天线模式的工作频段， 所述第二工作频段为所述第一子辐射体形成 的环形天线的二分之一波长模式的工作频段， 所述第三工作频段为所述第一子辐射体谐振产 生的 IFA四分之三天线模式的工作频段； 所述第四工作频段为所述第二子辐射体寄生谐振产 生的环寄生天线的二分之一波长模式， 所述第五工作频段为所述第二子辐射体寄生谐振产生 的环寄生天线的二分之三波长模式。
8、 如权利要求 1所述的共体天线， 其特征在于， 所述第二子辐射体谐振产生的工作频段 包括第六工作频段， 所述第一子辐射体寄生谐振产生的工作频段包括第七工作频段， 所述第 六工作频段覆盖 GPS L5天线的工作频段， 所述第七工作频段覆盖 GPS L1天线的工作频段。
9、 如权利要求 8所述的共体天线， 其特征在于， 所述第六工作频段为所述第二子辐射体 谐振产生的复合左右手天线模式的工作频段， 所述第七工作频段为所述第一子辐射体寄生谐 振产生的带天线模式的工作频段。
10、 如权利要求 1-9任一项所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一馈电点和 /或所述第 二馈电点与射频前端之间连接有调谐元件， 所述射频前端与所述第一馈电点及所述第二馈电 点连接并为所述第一馈电点及所述第二馈电点提供射频信号， 所述调谐元件用于调节所述共 体天线的各个天线模式的类型及其工作频段。
11、 如权利要求 10所述的共体天线， 其特征在于， 所述调谐元件包括连接于所述第二馈 电点与所述射频前端之间的电容元件。
12、 如权利要求 1所述的共体天线， 其特征在于， 所述缝隙的宽度大于最高谐振频率的 三十二之一波长， 并小于最高谐振频率的十六分之一波长； 所述最高谐振频率为所述共体天 线的多个不同的所述天线模式的工作频率中最高的工作频率。
13、 如权利要求 1或 12所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一馈电点至所述缝隙的距 离为所述第一馈电点至所述缝隙之间的形成的天线模式的工作频率的十六分之一波长， 所述 第二馈电点至所述缝隙的距离为所述第二馈电点至所述缝隙之间的形成的天线模式的工作频 率的八分之一波长； 所述第一接地点至所述缝隙的距离为所述第一接地点至所述缝隙之间的 形成的天线模式的工作频率的四分之一波长； 所述第二接地点至所述缝隙的距离为所述第二 接地点至所述缝隙之间的形成的天线模式的工作频率的四分之一波长。
14、 一种共体天线， 其特征在于， 包括辐射体、 第一接地点、 第二接地点、 第一馈电点、 第二馈电点、 第一滤波电路以及第二滤波电路； 所述第一接地点及第二接地点均接地， 所述 第一接地点及第二接地点分别位于所述福射体相对的两端； 所述福射体上设有缝隙， 所述缝 隙将所述辐射体分割为第一子辐射体与第二子辐射体， 所述第一馈电点位于所述第一子辐射 体上， 所述第二馈电点位于所述第二子辐射体上； 所述第一滤波电路的一端连接至所述第一 馈电点， 另一端接地； 所述第二滤波电路的一端连接至所述第二馈电点， 另一端接地； 所述 第一馈电点传输的射频信号经所述第一子辐射体谐振以及所述第二子辐射体的寄生谐振产生 多个不同天线模式的工作频段， 所述第二馈电点传输的射频信号经所述第二子辐射体谐振以 及所述第一子辐射体的寄生谐振产生多个不同天线模式的工作频段。
15、 如权利要求 14所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一子辐射体谐振以及所述第二 子辐射体的寄生谐振产生的工作频段覆盖 WIFI天线及 Sub 6G天线的工作频段；所述第二子 辐射体谐振以及所述第一子辐射体的寄生谐振产生的工作频段覆盖 GPS L1天线及 GPS L5天 线的工作频段。
16、 如权利要求 14或 15所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一滤波电路为高阻低通 滤波电路， 所述高阻低通滤波电路在 GPS的频段为通带， 在大于 2.4GWIFI的频段为阻带； 所述第二滤波电路为高通低阻滤波电路， WIFI所述高通低阻滤波电路在在 GPS频段为阻带， 在大于 2.4GWIFI的频段为通带。
17、 如权利要求 16所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一滤波电路及所述第二滤波电 路均包括并联设置的第一电容及第一电感。
18、 如权利要求 17所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一滤波电路或所述第二滤波电 路还包括第二电感， 所述第二电感与所述第一电容串联。
19、 如权利要求 17或 18所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一滤波电路或所述第二 滤波电路还包括第二电容， 所述第二电容与并联设置的所述第一电容及第一电感串联。
20、 如权利要求 14-19任一项所述的共体天线， 其特征在于， 所述第一馈电点和 /或所述 第二馈电点与射频前端之间连接有调谐元件， 所述射频前端与所述第一馈电点及所述第二馈 电点连接并为所述第一馈电点及所述第二馈电点提供射频信号， 所述调谐元件用于调节所述 共体天线的各个天线模式的类型及其工作频段。
21、 一种终端设备， 其特征在于， 包括中框、 主板以及如权利要求 1-13任一项所述的共 体天线或者如权利要求 14-20任一项所述的共体天线， 所述中框接地， 所述共体天线的第一 接地点及第二接地点均与所述中框连接， 所述共体天线的射频前端设置于所述主板上。
22、 如权利要求 21所述的终端设备， 其特征在于， 所述终端设备包括围设于所述主板及 所述中框周围的金属边框， 部分所述金属边框为所述共体天线的辐射体。
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