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一种天线系统及电子设备的制作方法

  • 国知局
  • 2024-07-31 19:04:19

本技术涉及通信,尤其涉及到一种天线系统及电子设备。

背景技术:

1、由于人们对于数据传输速率要求的不断提升,加速了多输入多输出(multi inputmulti output,mimo)天线技术的发展。多输入多输出天线能够提高传输信号的频谱效率,增加信道容量以及信号传输速率,并且,还可以提升无线通信系统的接收讯号可靠度。因此,多输入多输出天线成为无线通信设备的重点发展技术之一。

2、然而,在邻近频段工作的数个相邻天线放置于终端设备有限空间内时,由于天线与天线之间的距离过近,耦合较强,会造成同频和相邻工作频段天线之间隔离度差,从而产生相互耦合干扰,天线效率降低,辐射方向图变化剧烈等问题。因此,实现紧凑的高隔离度天线设计方案成为当务之急。

技术实现思路

1、本技术提供了一种天线系统及电子设备,以提升天线系统的效率。

2、第一方面,本技术提供了一种天线系统。该天线系统包括第一天线和地。其中,第一天线包括:第一馈电电路、电器件、第一枝节和第二枝节。其中,第二枝节与第一枝节在第一连接点耦合连接,第一枝节与地耦合连接,形成第一天线的回地。上述第二枝节包括第一子枝节和第二子枝节,第一子枝节和第二子枝节位于第一连接点的两侧。第一子枝节与第一馈电电路耦合连接,用于为第一天线馈电。此外,上述第二子枝节的长度不同于第一子枝节的长度,上述第二子枝节通过电器件与地耦合连接。通过设置电器件,使得第二子枝节的等效电长度接近或稍大于第一子枝节的等效电长度,可以提升第一天线的天线效率,且结构较为简单,占用空间较小。

3、具体设置上述第二枝节时,上述第一子枝节和第二子枝节在同一直线上延伸。

4、一种技术方案中,上述第二子枝节的长度小于第一子枝节的长度,此时,电器件为电容,电容的等效容值在0.2pf~6pf的范围内。位于该范围内的电容值就可以满足天线增大效率。

5、具体的,当电器件包括一个或多个电容时,可以使每个电容的电容值都在0.2pf~6pf的范围内。

6、此外,上述电器件包括可调电容。该可调电容可以是指通过开关在固定容值的电容之间切换,或者导通一个或多个开关支路,形成串联和/或并联的电容;再或者无级调节的可调电容。

7、当上述第二子枝节的长度小于第一子枝节的长度时,上述第二子枝节的长度为第一子枝节的长度的30%~95%。在该范围内,都可以通过设置上述电器件来调节第二子枝节的等效电长度,以提升天线的效率。

8、在第一天线工作时,上述第一天线产生第一谐振和第二谐振,其中,第一谐振的中心频率高于第二谐振的中心频率,其中,第一谐振用于覆盖第一天线的工作频段,第二谐振用于提升第一谐振的系统效率,也就是提升第一天线的工作频段的系统效率。

9、上述第一谐振的中心频率和第二谐振的中心频率的频差小于或者等于较低中心频率的15%。具体的,上述第一谐振的中心频率和第二谐振的中心频率的频差小于或者等于100mhz,例如,可以为50mhz。上述第一谐振的中心频率和第二谐振的中心频率的频差越小,对于第一天线的工作频段的系统效率提升越好。

10、具体形成上述第一谐振和第二谐振时,上述第一子枝节和第二子枝节和电器件用于产生第一谐振,第一谐振对应的电流为第一子枝节和第二子枝节上的同向电流。

11、第二子枝节和电器件用于产生第二谐振,第二谐振对应的电流为第二子枝节上的同向电流。

12、具体设置上述第二枝节时,上述第二枝节包括第一开放端和第二开放端,第一开放端位于第一子枝节背离第二子枝节的一端,第二开放端位于第二子枝节背离第一子枝节的一端。

13、上述电器件与第二子枝节的耦合位置距离第二开放端为第二子枝节总长度的40%以内。上述电器件与第二子枝节的耦合位置与第二开放端距离越近,越由于充分利用第二子枝节的物理长度。具体的,可以使得电容与第二子枝节耦合连接的位置与第二开放端的距离为10mm以内,例如5mm或者更短,具体可以结合制备工艺和结构布局来设置。

14、另一种技术方案中,上述天线系统还包括第二天线,该第二天线包括第二馈电电路、第三枝节和第四枝节。上述第四枝节的第一端与第三枝节耦合连接,第三枝节与地耦合连接,第四枝节与第二馈电电路耦合连接,第四枝节的第二端与第二子枝节相对设置,且第四枝节的第二端与第二子枝节之间具有缝隙。上述第一天线和第二天线可以共用上述缝隙,也就是说,第四枝节与第二子枝节都通过该缝隙形成为开放端,由此,第一天线与第二天线设置的较为紧凑,占用的空间较少。该方案中第二子枝节连接有电器件,通过电器件的加载可以使使得第二子枝节的等效电长度,稍大于或者接近第四枝节的等效电长度以及第一子枝节的等效电长度,从而可以构件电气特性上的对称,调节第一天线和第二天线的工作模式,提升第一天线与第二天线之间的隔离度。

15、具体形成上述天线系统时,上述第四枝节与第二枝节位于同一结构件,该结构件具有上述缝隙。该方案便于制备和形成上述第四枝节与第二子枝节。

16、上述第四枝节包括第三开放端,该第三开放端为第四枝节的第二端。或者说,上述第四枝节的第二端为第三开放端。

17、上述第四枝节的第二端与第二子枝节之间的缝隙的宽度为0.5mm~2mm。或者说,上述第四枝节的第三开放端与第二子枝节之间的缝隙的宽度为0.5mm~2mm。

18、具体设置上述天线系统的枝节时,上述第四枝节的物理长度l4和第一子枝节的物理长度l11满足:l4=l11*(100±30)%。上述第四枝节的物理长度与第一子枝节的物理长度相差不到第一子枝节的物理长度的30%。

19、该天线系统中,第二天线产生第三谐振和第四谐振,第三谐振的中心频率高于第四谐振的中心频率。其中,第三谐振用于覆盖第二天线的工作频段,第四谐振用于提升第一谐振和第三谐振之间的隔离度。

20、第三谐振的中心频率和第四谐振的中心频率的频差小于或者等于较低中心频率的15%。具体的,上述第三谐振的中心频率和第四谐振的中心频率的频差小于或者等于100mhz,例如,可以为50mhz、40mhz、30mhz或者20mhz。上述第三谐振的中心频率和第四谐振的中心频率的频差越大,越有利于提升第一天线与第二天线之间的隔离度。

21、具体形成上述第三谐振时,第四枝节与第二子枝节和电器件用于产生第三谐振,第三谐振对应的电流为第四枝节和第二子枝节上的反向电流。

22、具体形成上述第四谐振时,第二子枝节和电器件用于产生第四谐振,第四谐振对应的电流为第二子枝节上的同向电流。

23、上述第一天线的工作频段包括第一频段;第二天线的工作频段包括第二频段,第一频段的中心频率和第二频段的中心频率的频差小于或者等于较低中心频率的15%。具体的实施例中,上述第一频段和第二频段至少部分重合,或者为同一工作频段。使得天线系统中的第一天线和第二天线可以在同一工作频段或者相邻的工作频段内协同工作。

24、第二方面,本技术还提供了一种电子设备,该电子设备包括壳体和上述第一方面提供的天线系统,壳体的部分结构形成第二枝节和第四枝节,以充分利用电子设备的自身结构,有利于减小天线的体积。或者,上述天线系统还可以独立制备,之后将天线系统设置于壳体内。该电子设备的天线系统的效率较高,且不同天线之间的隔离度也较高。

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