有效
天线装置和电子设备
张帅、刘雨果、雍征东、路宝
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。该天线装置包括:相邻设置的第一天线单元和第二天线单元;第一去耦网络,具有输入端口、输出端口、第一连接端口和第二连接端口;所述输出端口连接所述第一天线单元,所述输入端口用于连接第一馈源;第二去耦网络,具有输入端口、输出端口、第一连接端口和第二连接端口;所述第二去耦网络的输出端口连接所述第二天线单元,所述第二去耦网络的输入端口用于连接第二馈源;第一去耦传输线,连接所述第一去耦网络的第一连接端口与所述第二去耦网络的第一连接端口;第二去耦传输线,连接所述第一去耦网络的第二连接端口与所述第二去耦网络的第二连接端口。本申请可提高天线装置和电子设备的隔离度。
1.一种天线装置,其特征在于,包括:相邻设置的第一天线单元和第二天线单元;第一去耦网络,所述第一去耦网络具有输入端口、输出端口、第一连接端口和第二连接端口;所述输出端口连接所述第一天线单元,所述输入端口用于连接第一馈源;第二去耦网络,所述第二去耦网络具有输入端口、输出端口、第一连接端口和第二连接端口;所述第二去耦网络的输出端口连接所述第二天线单元,所述第二去耦网络的输入端口用于连接第二馈源;第一去耦传输线,所述第一去耦传输线连接所述第一去耦网络的第一连接端口与所述第二去耦网络的第一连接端口;以及第二去耦传输线,所述第二去耦传输线连接所述第一去耦网络的第二连接端口与所述第二去耦网络的第二连接端口;所述第一去耦网络和所述第二去耦网络具有相同的散射参数;所述第一去耦网络包括首尾顺次连接成多边形的第五传输线、第六传输线、第七传输线和第八传输线,所述第五传输线和所述第七传输线的特性阻抗为Z 1 ,所述第六传输线和所述第八传输线的特性阻抗为Z 2 ,所述第一去耦传输线和所述第二去耦传输线的特性阻抗为Z 0 ;其中,Z 0 为预先设定值,Z 1 ,Z 2 根据如下公式进行计算:其中,h为阻抗变换因子,h根据如下公式进行计算:其中,D为所述第一去耦网络的耦合度,D根据如下公式进行计算:其中,S’ 12 为所述第一天线单元和所述第二天线单元之间未连接所述第一去耦网络与第二去耦网络时的隔离度的强度;所述第五传输线、所述第六传输线、所述第七传输线、所述第八传输线、所述第一去耦传输线和所述第二去耦传输线的线宽根据特性阻抗Z 0 、Z 1 和Z 2 进行确定。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于:所述第一天线单元和第二天线单元之间的耦合度根据所述第一去耦传输线的第一长度、所述第二去耦传输线的第二长度以及所述第一去耦网络与第二去耦网络的散射参数来确定。
3.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于:所述第一去耦网络和所述第二去耦网络均为定向耦合器。
4.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于:定义所述第一去耦传输线的第一长度为d 3 ,定义所述第二去耦传输线的第二长度为d 4 ,定义所述第一去耦网络的散射参数为S 12 和S 13 ,并且根据以下关系确定所述第一天线单元和第二天线单元之间的耦合度D1:其中,e为自然常数,j为虚数的表示符号,k为波数。
5.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于:所述第五传输线、第六传输线、第七传输线和第八传输线长度均设置为(1/4)λ,其中λ为波长。
6.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于:所述第一去耦传输线的第一长度和所述第二去耦传输线的第二长度之和为波长的整数倍。
7.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于:所述第一去耦传输线的第一长度和所述第二去耦传输线的第二长度根据所述第一天线单元和所述第二天线单元之间未连接所述第一去耦网络与第二去耦网络时的隔离度的相位来确定。
8.根据权利要求7所述的天线装置,其特征在于:定义所述第一去耦传输线的第一长度为d 3 ,定义所述第二去耦传输线的第二长度为d 4 ,定义所述第一天线单元和所述第二天线单元之间未连接所述第一去耦网络与第二去耦网络时的隔离度的相位为φ 21 ,这些参数之间满足以下关系:其中,pi对应的数值为π,λ为波长。
9.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于:所述天线装置包括依次叠层设置的第一基板、第二基板和第三基板;所述第一天线单元与所述第二天线单元形成在所述第一基板上;所述第三基板和所述第二基板内设有馈线,所述馈线与所述第一天线单元连接;所述第三基板和所述第二基板内设有另一馈线,所述另一馈线与所述第二天线单元连接;所述第一去耦网络的输出端口与所述馈线连接;所述第二去耦网络的输出端口与所述另一馈线连接;并且所述第一去耦网络、所述第二去耦网络、所述第一去耦传输线和所述第二去耦传输线设置在所述第三基板上。
10.根据权利要求9所述的天线装置,其特征在于:所述第三基板为多层结构,所述第一去耦传输线和所述第二去耦传输线设置在所述第三基板的一层上。
11.根据权利要求10所述的天线装置,其特征在于:所述第一去耦传输线和所述第二去耦传输线中的至少一个形成弯折或弯曲的图案。
12.根据权利要求9所述的天线装置,其特征在于:所述第一天线单元与所述第二天线单元中的每个包括相互隔离且对应设置的表层辐射片和内层辐射片,所述表层辐射片设置在所述第一基板远离所述第二基板的表面,所述内层辐射片设置在所述第一基板靠近所述第二基板的表面。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的天线装置,其特征在于还包括:至少一个第三天线单元,所述第一天线单元、所述第二天线单元与所述至少一个第三天线单元成直线阵列布置;第三去耦网络,所述第三去耦网络具有输入端口、输出端口、第一连接端口和第二连接端口;所述第三去耦网络的输入端口用于连接所述第二馈源,所述第三去耦网络的输出端口连接所述第二天线单元;第四去耦网络,所述第四去耦网络具有输入端口、输出端口、第一连接端口和第二连接端口;所述第四去耦网络的输入端口用于连接第三馈源,所述第四去耦网络的输出端口连接与所述第二天线单元相邻的所述第三天线单元;第三去耦传输线,所述第三去耦传输线连接所述第三去耦网络的第一连接端口与所述第四去耦网络的第一连接端口;以及第四去耦传输线,所述第四去耦传输线连接所述第三去耦网络的第二连接端口与所述第四去耦网络的第二连接端口。
14.根据权利要求13所述的天线装置,其特征在于:所述第二去耦网络和所述第三去耦网络共用部分传输线。
15.一种电子设备,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;馈源,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:多个天线单元;多个去耦网络,与所述多个天线单元一一对应,其中,每个去耦网络均具有输入端口、输出端口、第一连接端口和第二连接端口;所述输出端口与对应的天线单元连接,所述输入端口与所述馈源连接;第一去耦传输线,所述第一去耦传输线连接在相邻的所述去耦网络的第一连接端口之间;以及第二去耦传输线,所述第二去耦传输线连接在相邻的所述去耦网络的第二连接端口之间;所述多个去耦网络具有相同的散射参数;每个所述去耦网络包括首尾顺次连接成多边形的第五传输线、第六传输线、第七传输线和第八传输线,所述第五传输线和所述第七传输线的特性阻抗为Z 1 ,所述第六传输线和所述第八传输线的特性阻抗为Z 2 ,所述第一去耦传输线和所述第二去耦传输线的特性阻抗为Z 0 ;其中, Z 0 为预先设定值, Z 1 ,Z 2 根据如下公式进行计算:其中,h为阻抗变换因子,h根据如下公式进行计算:其中,D为每个所述去耦网络的耦合度,D根据如下公式进行计算:其中,S’ 12 为相邻所述天线单元之间未连接各自对应的所述去耦网络时的隔离度的强度;所述第五传输线、所述第六传输线、所述第七传输线、所述第八传输线、所述第一去耦传输线和所述第二去耦传输线的线宽根据特性阻抗Z 0 、Z 1 和Z 2 进行确定。
16.根据权利要求15所述的电子设备,其特征在于,所述馈源包括多个馈源,所述多个馈源与所述多个去耦网络一一对应,每一所述输入端口与对应的馈源连接。



