一种天线结构及通信终端转让专利
申请号 : CN201811638282.2
文献号 : CN109687111B
文献日 : 2021-03-12
发明人 : 陶延辉
申请人 : 维沃移动通信有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种天线结构,其特征在于,包括:第一天线辐射体、第二天线辐射体、匹配网络、选频网络和信号源;
所述第一天线辐射体和所述第二天线辐射体之间通过缝隙耦合,所述第一天线辐射体远离所述缝隙的一端接地,所述第一天线辐射体上设置有馈电点,所述第二天线辐射体远离所述缝隙的一端接地;
所述匹配网络的第一端与所述馈电点连接,所述匹配网络的第二端与所述信号源的第一端连接;
所述选频网络的第一端与所述第二天线辐射体的第一位置连接,所述选频网络的第二端接地,所述第一位置位于所述第二天线辐射体的第一端与所述第二天线辐射体的第二端之间,所述第二天线辐射体的第一端为所述第二天线辐射体靠近所述缝隙的一端,所述第二天线辐射体的第二端为所述第二天线辐射体接地的一端;
所述信号源的第二端接地;
所述天线结构用于在不采用开关的情况下同时产生第一谐振、第二谐振、第三谐振和第四谐振;
所述第一谐振由所述第一天线辐射体激励产生;所述第二谐振由所述第二天线辐射体激励产生;所述第三谐振由所述第一天线辐射体激励产生,并且所述馈电点的位置影响所述第三谐振;所述第四谐振由所述第二天线辐射体的第一端与所述第一位置之间的金属臂以及所述选频网络激励产生。
2.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述第一谐振的谐振频率小于所述第二谐振的谐振频率,所述第二谐振的谐振频率小于所述第四谐振的谐振频率,所述第四谐振的谐振频率小于所述第三谐振的谐振频率。
3.根据权利要求1所述的天线结构,其特征在于,所述选频网络包括第一电感和第一电容;
所述第一电感的第一端与所述第一位置连接,所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端连接;
所述第一电容的第二端接地。
4.根据权利要求3所述的天线结构,其特征在于,所述选频网络还包括第二电感,所述第二电感与所述第一电容并联。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线结构,其特征在于,所述天线结构还包括天线调谐电路;
所述天线调谐电路的第一端与所述第一天线辐射体的第二位置连接,所述天线调谐电路的第二端接地,所述第二位置位于所述馈电点和所述第一天线辐射体接地的一端之间。
6.根据权利要求5所述的天线结构,其特征在于,所述天线调谐电路包括天线开关或者可调电容。
7.根据权利要求5所述的天线结构,其特征在于,所述馈电点与所述第一天线辐射体的第一端之间的长度,小于所述馈电点与所述第一天线辐射体的第二端之间的长度,所述第一天线辐射体的第一端为所述第一天线辐射体靠近所述缝隙的一端,所述第一天线辐射体的第二端为所述第一天线辐射体接地的一端。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的天线结构,其特征在于,所述缝隙中填充有非导电材质。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的天线结构,其特征在于,所述天线结构为通信终端的金属中框的一部分,或者为通信终端的金属后盖的一部分。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的天线结构,其特征在于,所述天线结构的谐振带宽包括1710~2690MHz频段、3300~3800MHz频段和4400~5000MHz频段。
11.一种通信终端,其特征在于,包括权利要求1至10中任一项所述的天线结构。
说明书 :
一种天线结构及通信终端
技术领域
背景技术
未来5G终端天线频段及个数会越来越多。但是,现有技术中,若要实现更多天线或覆盖更多
频段,需要在通信终端上设置更多断缝及复杂的电路结构才能实现更多的天线覆盖,从而
导致通信终端的外观不简约。
发明内容
频段覆盖,从而导致通信终端的外观不简约的问题。
体远离所述缝隙的一端接地;
二端之间,所述第二天线辐射体的第一端为所述第二天线辐射体靠近所述缝隙的一端,所
述第二天线辐射体的第二端为所述第二天线辐射体接地的一端;
述第一天线辐射体远离所述缝隙的一端接地,所述第一天线辐射体上设置有馈电点,所述
第二天线辐射体远离所述缝隙的一端接地;所述匹配网络的第一端与所述馈电点连接,所
述匹配网络的第二端与所述信号源的第一端连接;所述选频网络的第一端与所述第二天线
辐射体的第一位置连接,所述选频网络的第二端接地,所述第一位置位于所述第二天线辐
射体的第一端与所述第二天线辐射体的第二端之间,所述第二天线辐射体的第一端为所述
第二天线辐射体靠近所述缝隙的一端,所述第二天线辐射体的第二端为所述第二天线辐射
体接地的一端;所述信号源的第二端接地;所述天线结构用于同时产生第一谐振、第二谐
振、第三谐振和第四谐振。一个缝隙就可以激励产生四个谐振,有助于一个断缝实现更多个
天线频段,并可缩减断缝数量,同时提高了外观的简约度及整机的结构强度。
附图说明
对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获
得其他的附图。
具体实施方式
明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
1和所述第二天线辐射体2之间通过缝隙耦合,所述第一天线辐射体1远离所述缝隙的一端
接地,所述第一天线辐射体1上设置有馈电点11,所述第二天线辐射体2远离所述缝隙的一
端接地;所述匹配网络3的第一端与所述馈电点11连接,所述匹配网络3的第二端与所述信
号源5的第一端连接;所述选频网络4的第一端与所述第二天线辐射体2的第一位置21连接,
所述选频网络4的第二端接地,所述第一位置21位于所述第二天线辐射体2的第一端22与所
述第二天线辐射体2的第二端23之间,所述第二天线辐射体2的第一端22为所述第二天线辐
射体2靠近所述缝隙的一端,所述第二天线辐射体2的第二端23为所述第二天线辐射体2接
地的一端;所述信号源5的第二端接地;所述天线结构用于同时产生第一谐振、第二谐振、第
三谐振和第四谐振。
1可以是第一天线单元,也可以是第一天线谐振臂;上述第二天线辐射体2可以是第二天线
单元,也可以是第二天线谐振臂。
线辐射体1和第二天线辐射体2为金属导电材质,可以是常见的FPC、PDS和LDS材质。第一天
线辐射体1和第二天线辐射体2也可以是金属中框或金属后盖的一部分。第一天线辐射体1
远离缝隙的一端接地,构成第一天线单元;第二天线辐射体2远离缝隙的一端接地,构成第
二天线单元。上述馈电点11是信号源5的接入点。
射体2之间的缝隙等效于一个耦合电容Cp,耦合电容Cp的大小主要跟第一天线辐射体1的第
一端12和第二天线辐射体2的第一端22的端面的面积、缝隙的宽度以及缝隙中填充的介质
相关。
(等效于耦合电容Cp)把射频能量传递给第二天线辐射体2。
5G N79的频段,该频段为4400~5000MHz。第四谐振f4的谐振频率可以是5G N78的频段,该
频段为3300~3800MHz。
生,改变第二天线辐射体2的长度可实现第二谐振f2的谐振频率的调谐。需要说明的是,由
于第一谐振f1和第二谐振f2主要与天线辐射体的长度相关,控制相应的接地臂长度,或进
一步结合匹配网络3去调整,第一谐振f1同样可以由第二天线辐射体2接地产生,同理第二
谐振f2也可以由第一天线辐射体1接地产生。并且,控制相应的接地臂长度,或进一步结合
匹配网络3去调整,不会对另外的两个谐振(第三谐振f3和第四谐振f4)产生大的影响。
f4由第二天线辐射体2的第一位置21与第一端22之间的金属臂,以及第一位置21添加的选
频网络4激励产生,单独改变第二天线辐射体2的长度亦不会对第四谐振f4产生大的影响。
较弱,接近为零。缝隙以及馈电点11与第二端13中部电场为强场区。本实施例中馈电点11与
第一端12之间的长度可以小于馈电点11与第二端13之间的长度,一般推荐此种布局方式,
各个谐振模态比较清晰,不需要特别复杂的匹配优化。通过控制第一天线辐射体1的长度以
及馈电点11的位置可以实现调谐第三谐振f3的谐振频率。因为馈电点11与第一天线辐射体
1的第一端12之间的金属体也会影响第三谐振f3,当馈电点11的位置发生改变,馈电点11与
第一天线辐射体1的第一端12之间的金属体的长度也会发生改变,从而会对第三谐振f3的
谐振频率产生影响。因此,通过控制第一天线辐射体1的长度以及馈电点11的位置可以实现
调谐第三谐振f3的谐振频率。第四谐振f4由第二天线辐射体2的第一位置21与第一端22之
间的金属臂,以及第一位置21添加的选频网络4激励产生。
组合,并且4G、5G可以同时存在。实现硬件需求的同时缩减了整机的天线、缝隙的总个数,相
比四个单独的天线既节省了多个馈电网络(含射频馈线、测试座、匹配网络和馈电弹片结构
等)所占的结构空间,同时缝隙数目减少也有利于改善结构强度及满足外观简约的整体产
品需求。并且,覆盖多个频段的同时并没有使用开关等可调原件,也有助于节省成本。
点11的位置影响所述第三谐振;所述第四谐振由所述第二天线辐射体2的第一端22与所述
第一位置21之间的金属臂以及所述选频网络4激励产生。
述馈电点11的位置影响所述第三谐振;所述第四谐振由所述第二天线辐射体2的第一端22
与所述第一位置21之间的金属臂以及所述选频网络4激励产生。这样,一个缝隙就可以产生
四个谐振,提高了天线结构的结构强度。
谐振频率。
谐振的谐振频率。
感L1的第二端与所述第一电容C1的第一端连接;所述第一电容C1的第二端接地。
谐。
第二电感L2与第一电容C1先并联然后再与第一电感L1串联,相当于第二天线辐射体2经过
一个大电感接地,可以减小选频网络的加入对第二天线辐射体2激励的谐振的频偏影响,从
而提升天线的辐射性能。当然,选频网络4可以是互异的两端口网络,选频网络4的两端可以
分别与第一位置21、地端连接,或者分别与地端、第一位置21连接,效果相当。
置21与第一端22之间金属臂相当于在第一位置21通过零欧姆接地,第一端22与选频网络4
的接地点之间形成了第二只寄生天线,激励产生的谐振为第四谐振f4。实际应用时,选频网
络4的接入相当于一个阻抗调谐的作用,可以等效为一个电感、电容或零欧姆,起电长度调
谐作用。可以根据第二天线辐射体2的第一位置21与第一端22之间的长度调整。为了尽量减
弱选频网络4的接入对第二天线辐射体2形成的第一寄生天线产生的第二谐振f2的影响,选
频网络4可以满足如下特点:
孔径调谐作用,这个等效电感越小对第二谐振f2的影响越大,相反影响越小。当然实际工程
应用时,这些都不是绝对不可变的。第二谐振f2及第四谐振f4可以结合调整第二天线辐射
体2的长度、第一位置21与第一端22之间的长度以及选频网络4中第一电感L1、第一电容C1
和第二电感L2的值进行综合调谐。
缩减布局空间、减少缝隙数量、改善结构强度以及改善外观的目的。对应的驻波比可以参阅
图4,图4为本发明实施例提供的天线驻波比示意图。
振5G N79;第四谐振f4为第二天线辐射体2的第一位置21和第一端22之间的金属臂激励的
谐振5G N78。
地的一端之间。
置14连接,所述天线调谐电路6的第二端接地,所述第二位置14位于所述馈电点11和所述第
一天线辐射体1接地的一端之间,即第二位置14位于馈电点11和第二端13之间。
辐射体1的馈电点11和第二端13之间增加一个天线调谐电路6,从而可以实现对4G LTE频段
第一天线辐射体1激励的第一谐振f1进行孔径调谐,达到优化整体中高频带宽的目的。
调谐。
12为所述第一天线辐射体1靠近所述缝隙的一端,所述第一天线辐射体1的第二端13为所述
第一天线辐射体1接地的一端。
励出第三谐振f3的。但是,此时第三谐振f3对应的模态会发生变化,需要通过调节优化馈电
点11接入的位置以及匹配网络3去综合优化,这种调谐一般对其它三个谐振(第一谐振f1、
第二谐振f2和第四谐振f4)多少会有些影响,调整起来会复杂一些。
振f2和第四谐振f4的影响,并且简化调整的过程。
构的材质可以是常见的FPC、PDS或者LDS等材质。
现,从而可以覆盖多个频段,达到缩减断缝数量,同时提高了外观的简约度以及使天线结构
的适应性更强。
合,所述第一天线辐射体1远离所述缝隙的一端接地,所述第一天线辐射体1上设置有馈电
点11,所述第二天线辐射体2远离所述缝隙的一端接地;所述匹配网络3的第一端与所述馈
电点11连接,所述匹配网络3的第二端与所述信号源5的第一端连接;所述选频网络4的第一
端与所述第二天线辐射体2的第一位置21连接,所述选频网络4的第二端接地,所述第一位
置21位于所述第二天线辐射体2的第一端22与所述第二天线辐射体2的第二端23之间,所述
第二天线辐射体2的第一端22为所述第二天线辐射体2靠近所述缝隙的一端,所述第二天线
辐射体2的第二端23为所述第二天线辐射体2接地的一端;所述信号源5的第二端接地;所述
天线结构用于同时产生第一谐振、第二谐振、第三谐振和第四谐振。
能组合,实现了4G LTE同5G NR天线的共存需求。如sub6‑G通信终端(6GHz以下的通信终端)
的“中高频和sub‑6G(包括5G N78和5G N79)”天线,谐振带宽覆盖1710~2690MHz频段、3300
~3800MHz频段以及4400~5000MHz频段。满足天线设计要求的同时又能够减少天线、缝隙
的总数,有利于节省成本以及减少总的馈电网络(含射频馈线、测试座、匹配网络和馈电弹
片结构等)所占用的结构空间,同时缝隙数目减少也有利于改善结构强度及满足外观简约
的整体产品需求。
移动上网装置(Mobile Internet Device,MID)或可穿戴式设备(Wearable Device)等等。
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。
在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多
形式,均属于本发明的保护之内。