天线装置及电子设备制造方法及图纸

本申请涉及一种天线装置及电子设备，该天线装置包括地板和辐射体，地板包括至少三个馈电端口，辐射体通过馈电端口与地板相连，辐射体位于每两个馈电端口之间的区域形成第一电流路径和第二电流路径，第一电流路径的电长度为第二电流路径的电长度的一半，第一电流路径用于传递半波长的共模电流，第二电流路径用于传递一个波长的差模电流，能够实现多个馈电端口之间自解耦效果。口之间自解耦效果。口之间自解耦效果。

【技术实现步骤摘要】
天线装置及电子设备


[0001]本申请涉及天线
，尤其涉及一种天线装置及电子设备。

技术介绍

[0002]MIMO(Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output)技术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，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量。但是多个天线单元之间存在互相耦合的问题，该问题会导致各个天线单元的辐射性能和分集性能恶化。为解决互耦问题，现有技术中在天线中增加缝隙耦合短路(GCS)枝节，缝隙耦合短路枝节形成带通谐振结构，限制每个天线单元所激发的电流的影响范围，但需要额外增加结构，使得天线结构更加复杂，不易制作。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种天线装置及电子设备，能够实现多个馈电端口之间自解耦效果。
[0004]本申请第一方面提供一种天线装置，天线装置包括地板和辐射体，地板包括至少三个馈电端口，辐射体通过馈电端口与地板相连，辐射体位于每两个馈电端口之间的区域形成第一电流路径和第二电流路径，第一电流路径的电长度为第二电流路径的电长度的一半，第一电流路径用于传递半波长的共模电流，第二电流路径用于传递一个波长的差模电流。
[0005]本申请的天线装置中任一馈电端口能够向辐射体传输电流，电流能够经过辐射体到达另一馈电端口。每两个馈电端口之间的辐射体所在区域存在两条电流路径，分别是第一电流路径和第二电流路径，第一电流路径的电长度为第二电流路径的电长度的一半。任一馈电端口的激励电流在数学上可以分解为一对共模电流和一对差模电流，当第一电流路径传递任一馈电端口所激发的半波长的共模电流时，以及当第二电流路径传递同一馈电端口所激发的一个波长的差模电流时，共模电流和差模电流能够在其它馈电端口等幅反相(相互抵消)，即任一馈电端口激发出的电流没有流入其它馈电端口，使得每两个馈电端口之间相互自解耦，从而提高天线装置的辐射性能和电子设备的通讯质量。因此，相比现有技术中增加缝隙耦合短路(GCS)枝节实现解耦方案，本申请的自解耦方案中结构更加简单，更容易制作。
[0006]在一种可能的设计中，辐射体包括第一金属柱，辐射体通过第一金属柱与各个馈电端口相连。
[0007]每个馈电端口分别连接有一个第一金属柱，第一金属柱能够支撑辐射体，使辐射体与地板之间保持间隔，为辐射体留出一段干净的空间，即净空(clearance)，保证辐射体不受地板上其它元器件干扰。同时，第一金属柱也作为第一电流路径和第二电流路径的一
部分，第一金属柱用于传递所连接的馈电端口的电流。
[0008]在一种可能的设计中，天线装置包括三个馈电端口，辐射体包括环形辐射体，三个馈电端口在环形辐射体的圆周方向上均匀分布。
[0009]天线装置的三个馈电端口分别通过一个第一金属柱连接至环形辐射体，在环形辐射体的圆周方向上，每两个馈电端口的分布位置之间相差120
°
。因此，每两个第一金属柱和二者之间的环形辐射体中三分之一部分组成第一电流路径，每两个第一金属柱和二者之间的环形辐射体中三分之二部分组成第二电流路径，使得第一电流路径的电长度能够近似等于第二电流路径的电长度的一半。当每两个馈电端口之间的第一电流路径传递半波长的共模电流时，以及当每两个馈电端口之间的第二电流路径传递一个波长的差模电流时，每两个馈电端口之间相互自解耦。本申请的环形辐射体可以作为每两个馈电端口之间共有的辐射体，无需在每两个馈电端口之间单独设置第一电流路径和第二电流路径，使得本申请的天线装置的结构简单且更加容易制作。
[0010]在一种可能的设计中，每个第一金属柱的长度L1为5mm，每个第一金属柱连接至环形辐射体的一端与环形辐射体的圆心O1的距离R0为26mm。
[0011]第一电流路径的长度(两个第一金属柱的长度L1与环形辐射体的三分之一部分的弧长之和)近似等于64mm，即近似2.4GHz频段信号的半个波长，第二电流路径的长度(两个第一金属柱的长度L1与环形辐射体的三分之二部分的弧长之和)近似等于119mm，即近似2.4GHz频段信号的一个波长。因此，本申请的天线装置能够在不发生互耦的情况下传输2.4GHz频段信号。
[0012]在一种可能的设计中，环形辐射体的外半径R1为27mm，环形辐射体的内半径R2为25mm。
[0013]该尺寸的环形辐射体能够满足传输2.4GHz频段信号基本性能。
[0014]在一种可能的设计中，天线装置还包括第一等效电容，辐射体还包括第二金属柱，第二金属柱通过第一等效电容连接至地板。
[0015]利用第一等效电容对本申请的天线装置的解耦频率进行调谐，从而满足传输不同频段信号的需求。
[0016]在一种可能的设计中，第二金属柱位于每两个馈电端口之间区域的中间位置。
[0017]由于相邻两个馈电端口之间区域(每两个馈电端口之间的环形辐射体)的中间位置为电场最大点，在该位置连接第二金属柱，第二金属柱再通过第一等效电容连接至地板，对天线装置的解耦频率进行调谐的效果最佳。
[0018]在一种可能的设计中，天线装置还包括介质基板，环形辐射体贴附于介质基板，第一金属柱穿过介质基板。
[0019]介质基板用于支撑环形辐射体，并保持环形辐射体结构稳定。其中，介质基板可以采用耐燃材料(FR
‑
4)介质板，也可以采用罗杰斯(Rogers)介质板，也可以采用Rogers和FR
‑
4的混合介质板，等等。这里，FR
‑
4是一种耐燃材料等级的代号，Rogers介质板是一种高频板。
[0020]在一种可能的设计中，天线装置包括三个馈电端口，每个馈电端口分别连接有一个第一金属柱，辐射体为直径D1为0.75λ的圆形辐射体，沿圆形辐射体的圆周方向，每个第一金属柱的远离馈电端口的一端均匀分布地连接于圆形辐射体。
[0021]天线装置的三个馈电端口分别通过一个第一金属柱连接至圆形辐射体，在圆形辐射体的圆周方向上，每两个馈电端口的分布位置之间相差120
°
。经过测试，当辐射体的直径D1为0.75λ(λ为所要传输信号的波长)时，在每两个馈电端口之间的圆形辐射体的近似三分之一的区域等效形成电长度为半波长的第一电流路径，能够传递半波长的共模电流，在每两个馈电端口之间的圆形辐射体的近似三分之二的区域等效形成电长度为一个波长的第二电流路径，能够传递一个波长的差模电流，使得任一个馈电端口的电流不会流入其它馈电端口，使得每两个馈电端口之间相互解耦，继而提高天线装置的辐射性能和电子设备的通讯质量。
[0022]在一种可能的设计中，圆形辐射体的直径D1为81.8mm，第一金属柱连接至圆形辐射体的一端与圆形辐射体的圆心O2之间的距离R3大于或等于15mm。
[0023]该尺寸的天线装置能够在不发生互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括：地板和辐射体；所述地板包括至少三个馈电端口，所述辐射体通过所述馈电端口与所述地板相连；所述辐射体位于每两个所述馈电端口之间的区域形成第一电流路径和第二电流路径，所述第一电流路径的电长度为所述第二电流路径的电长度的一半；所述第一电流路径用于传递半波长的共模电流，所述第二电流路径用于传递一个波长的差模电流。2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述辐射体包括第一金属柱，所述辐射体通过所述第一金属柱与各个所述馈电端口相连。3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置包括三个所述馈电端口；所述辐射体包括环形辐射体，三个所述馈电端口在所述环形辐射体的圆周方向上均匀分布。4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，每个所述第一金属柱的长度L1为5mm，每个所述第一金属柱连接至所述环形辐射体的一端与所述环形辐射体的圆心O1的距离R0为26mm。5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述环形辐射体的外半径R1为27mm，所述环形辐射体的内半径R2为25mm。6.根据权利要求3～5中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括第一等效电容，所述辐射体还包括第二金属柱，所述第二金属柱通过所述第一等效电容连接至所述地板。7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述第二金属柱位于每两个所述馈电端口之间区域的中间位置。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊宏，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：