有效
天线装置和电子设备
张帅、雍征东
西安电子科技大学
摘要
本申请提供一种天线装置和电子设备。天线装置包括:多个间隔设置的天线单元、多个去耦网络、去耦传输线和接地层。其中,多个去耦网络与多个天线单元一一对应,每个去耦网络均包括闭环结构和连接在闭环结构上的第一传输线和第二传输线;闭环结构上设有第一输出端口和第二输出端口,第一传输线用于与射频芯片连接,第二传输线的一端连接第一输出端口,另一端连接对应的天线单元;去耦传输线连接在相邻的去耦网络的第二输出端口之间;接地层与多个去耦网络间隔叠设,接地层开设有槽缝,槽缝的至少一部分与闭环结构重叠。电子设备包括上述天线装置。
1.一种天线装置,其特征在于,包括:多个间隔设置的天线单元;多个去耦网络,与所述多个天线单元一一对应,每个所述去耦网络均包括闭环结构和连接在所述闭环结构上的第一传输线和第二传输线;所述闭环结构上设有第一输出端口和第二输出端口,所述第一传输线用于与射频芯片连接,所述第二传输线的一端连接所述第一输出端口,另一端连接对应的天线单元;去耦传输线,连接在相邻的去耦网络的第二输出端口之间;接地层,与所述多个去耦网络间隔叠设,所述接地层开设有槽缝,所述槽缝的至少一部分与所述闭环结构重叠;所述闭环结构包括第一分支、第二分支和微带连接线;所述第一分支的第一端与所述第二分支的第一端连接于所述第一传输线的同一端;所述第一分支的第二端形成所述第一输出端口;所述第二分支的第二端形成所述第二输出端口;所述微带连接线连接在所述第一输出端口和所述第二输出端口之间;所述槽缝包括闭环槽和从所述闭环槽上延伸出的条形槽,所述条形槽的至少一部分与所述闭环结构重叠;所述天线装置还包括依次叠层设置的第一基板、第二基板和第三基板;所述多个天线单元设置在所述第一基板上;所述接地层设置在所述第二基板和所述第三基板之间;所述多个去耦网络设置在所述第三基板内;所述多个去耦网络与所述接地层之间通过所述第三基板的一部分间隔。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述槽缝围成轴对称图形;所述闭环结构呈轴对称图形;所述槽缝的对称轴与所述闭环结构的对称轴重叠。
3.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述槽缝围成封闭形状。
4.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述第一分支、所述第二分支和所述微带连接线围成圆环形、椭圆环形或者多边形。
5.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述第一分支和所述第二分支的长度相等;或者,所述第一分支和所述第二分支的长度差等于波长。
6.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述条形槽的至少一部分与所述微带连接线重叠,所述微带连接线相对于所述条形槽对称设置;所述闭环结构以及所述闭环槽均相对于所述条形槽所在直线对称。
7.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述闭环槽呈圆环形、椭圆环形或者多边形。
8.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,从所述第二分支至所述去耦传输线的中间位置,特性阻抗呈阶梯变化。
9.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,定义相邻的所述天线单元未连接所述去耦网络时的隔离度为初始隔离度;所述第一分支、所述第二分支和所述微带连接线形成功分器;所述功分器的功分比与所述初始隔离度的强度,以及所述去耦传输线的长度与所述初始隔离度的相位满足以下关系:其中,S’ 12 为所述初始隔离度的强度;S 12 和S 13 为所述去耦网络的散射参数; 为所述功分比;φ 1 ' 2 为所述初始隔离度的相位;d 5 为去耦传输线的长度,k为波数。
10.根据权利要求9所述的天线装置,其特征在于,所述第一分支的特性阻抗与所述第一传输线的特性阻抗、所述初始隔离度的强度满足以下关系:Z2=(1+|S’ 12 |)ⅹZ1;其中,Z1为所述第一传输线的特性阻抗,Z2为所述第一分支的特性阻抗。
11.根据权利要求9所述的天线装置,其特征在于,所述第二分支的特性阻抗与所述第一传输线的特性阻抗、所述初始隔离度的强度满足以下关系:其中,Z1为所述第一传输线的特性阻抗,Z3为所述第二分支的特性阻抗。
12.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述第三基板为多层结构,所述去耦传输线设置在所述第三基板的一层上;所述多个去耦网络与所述去耦传输线同层。
13.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,每个天线单元均包括:多个电偶极子,设置在所述第一基板远离所述第二基板的表面,所述多个电偶极子相互间隔;和多个磁偶极子,与所述多个电偶极子一一对应,所述多个磁偶极子设置在所述第二基板和所述第一基板内,并连接在所述接地层和对应的电偶极子之间。
14.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,相邻的所述天线单元之间的耦合度根据所述去耦传输线的长度和所述天线单元对应的去耦网络的散射参数来确定。
15.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,相邻的所述天线单元之间的耦合度与所述去耦传输线的长度和对应的所述去耦网络的散射参数之间满足以下关系:其中,S’ 12 为相邻的所述天线单元之间的初始隔离度的强度,所述初始隔离度为相邻的所述天线单元未连接所述去耦网络时的隔离度;所述S 12 和S 13 为所述去耦网络的散射参数;d 5 为去耦传输线的长度,k为波数,e为自然常数,j为虚数的表示符号。
16.一种电子设备,其特征在于,包括:壳体,显示屏组件,与所述壳体连接,并与所述壳体形成容置空间;射频芯片,设置在所述容置空间内;以及天线装置,至少部分设置在所述容置空间内,所述天线装置包括:多个间隔设置的天线单元;多个去耦网络,与所述多个天线单元一一对应,每个所述去耦网络均包括闭环结构和连接在所述闭环结构上的第一传输线和第二传输线;所述闭环结构上设有第一输出端口和第二输出端口,所述第一传输线用于与射频芯片连接,所述第二传输线的一端连接所述第一输出端口,另一端连接对应的天线单元;去耦传输线,连接在相邻的去耦网络的第二输出端口之间;接地层,与所述多个去耦网络间隔叠设,所述接地层开设有槽缝,所述槽缝的至少一部分与所述闭环结构重叠,所述槽缝包括闭环槽和从所述闭环槽上延伸出的条形槽,所述条形槽的至少一部分与所述闭环结构重叠。
17.根据权利要求16所述的电子设备,其特征在于,所述天线装置还包括依次叠层设置的第一基板、第二基板和第三基板;所述多个天线单元设置在所述第一基板上;所述接地层设置在所述第二基板和所述第三基板之间;所述多个去耦网络设置在所述第三基板内;所述多个去耦网络与所述接地层之间通过所述第三基板的一部分间隔;所述射频芯片设置在所述第三基板远离所述第二基板的一侧。



