CN106415926B - 一种天线设备及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种天线设备及终端，涉及通信领域，能够遏制天线所在单板的边缘上的“地”电流的引向。包括：天线、设置有天线的单板，还包括：设置在单板上的未覆金属层的第一区域，其中，单板的第一边缘为靠近天线的两个单板边缘中，较长的单板边缘；在第一边缘上，与第一边缘上的第一电流最大点之间的距离为λ/4的点为第一据点；其中，第一电流最大点为第一边缘上距离天线的馈点最近的电流最大点，λ为所述天线的工作波长；未覆金属层的第一区域包含所述第一据点，第一区域的边缘到所述单板的第一边缘的最大距离为λ/4。

Description

一种天线设备及终端
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种天线设备及终端。
背景技术
现有的天线设备(天线设置在单板上)性能普通，其方向图易受单板边缘上的“地”电流的引向作用的影响，尤其是靠近天线所在区域的单板边缘。其中，单板边缘越长该边缘上的“地”电流的引向作用越大。
示例的，若天线设置在单板的右下角，但由于单板上靠近天线所在区域的两个单板边缘(尤其是较长的单板边缘)上的“地”电流的引向作用，使得天线设备的方向图产生旁瓣，且方向图的主瓣、旁瓣向左上偏移，影响天线设备的方向图，同时影响天线设备发射方向的准确性。
发明内容
本发明的实施例提供一种天线设备及终端，能够遏制天线所在单板的边缘上的“地”电流的引向，进而改善天线设备的方向图，提高天线设备发射方向的性能。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，公开了一种天线设备，包括：天线、设置有所述天线的单板，还包括：设置在所述单板上的未覆金属层的第一区域，
其中，所述单板的第一边缘为靠近所述天线的两个单板边缘中，较长的单板边缘；在所述第一边缘上，与所述第一边缘上的第一电流最大点之间的距离为λ/4的点为第一据点；其中，所述第一电流最大点为所述第一边缘上距离所述天线的馈点最近的电流最大点，所述λ为所述天线的工作波长；
所述未覆金属层的第一区域包含所述第一据点，所述第一区域的边缘到所述单板的所述第一边缘的最大距离为λ/4。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述天线设备还包括设置在所述单板上的未覆金属层的第二区域，
其中，所述单板的第二边缘为靠近所述天线的两个单板边缘中，较短的单板边缘；在所述第二边缘上，与所述第二边缘上的第二电流最大点之间的距离为λ/4的点为第二据点，所述第二电流最大点为所述第二边缘上距离所述天线的馈点最近的电流最大点；
所述未覆金属层的第二区域包含所述第二据点，所述第二区域的边缘到所述单板的所述第二边缘的最大距离为λ/4。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一区域中还设置了可调器件，所述可调器件为电感或可调电容。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式中，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第二区域中还设置了所述可调器件。
第二方面，公开了一种终端，所述终端包含天线设备，
所述天线设备为上述技术方案第一方面所述的天线设备。
本发明提供了一种天线设备及终端，包括单板、天线区域及第一区域。其中，所述第一区域为未覆铜区域，包含第一据点，第一据点与距离天线馈点最近的电流最大点之间的距离为λ/4且所述第一区域最高点到第一边缘(即单板上包含第一据点、包含距离天线馈点最近的电流最大点的边缘)的距离为λ/4。由于振荡电流的电流最大点到最近的电流0点时电流就会改变方向，且电流最大点到最近的电流0点的距离为λ/4，因此在第一据点开始电流反向，由于第一区域的边缘上的电流方向相反，产生方向相反的磁场，这样就削弱了第一边缘上的电流的引向作用，进而改善天线设备的方向图，提高了天线设备发射方向的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的一种天线设备；
图2为现有天线设备的XY面方向图；
图3本发明提供的一种天线设备的结构示意图；
图4为振荡电流的波形示意图；
图5为本发明提供的天线设备的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
如图1所示，为现有的一种天线设备，其中，所述单板为PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)，天线设置在PCB板的右下角，靠近天线的两个单板边缘对天线方向图的影响相对较大，且较长的单板边缘X对方向图的引向作用大于较短的单板边缘Y对方向图的引向作用。具体地，单板边缘长度在3/2λ以内时，边缘“地”电流的引向作用与边缘长度成正比例，但是单板边缘长度超过3/2λ时，边长再增加，边缘“地”电流的引向效果就不会变化太大。当然，所述单板也可以是金属板，再此不做限定。
如图2所示，为XY面天线方向图，参考图1、图2可知，由于单板边缘X上的电流的引向作用，天线方向图产生了第一旁瓣、第二旁瓣以及第三旁瓣，并导致天线方向图主瓣及旁瓣向左辐射。其中，主瓣的能量最强，其次是第一旁瓣，第二旁瓣、第三旁瓣的能量相比第一旁瓣的能量以几何级数降低。因此，相比之下，第二旁瓣、第三旁瓣的能量远远小于第一旁瓣，只需抑制第一旁瓣，就可以使得天线方向图的旁瓣能量大大减少，进而提高天线设备的性能。
实施例1：
本发明实施例提供了一种天线设备，如图3所示，所述天线包括：单板101、设置在所述单板上的天线102，以及设置在所述单板101上的未覆金属层的第一区域103。可以理解的，天线102所在区域为净空区，所述天线102在所述单板101上的投影区(右下角实线包围的区域)未覆金属层。
其中，所述单板101的第一边缘X为靠近所述天线的两个单板边缘中，较长的单板边缘。在所述第一边缘X上，与所述第一边缘X上的第一电流最大点A之间的距离为λ/4的点为第一据点，所述第一电流最大点A是所述第一边缘上距离所述天线馈点最近的电流最大点。所述λ为所述天线102的工作波长。所述单板101可以是PCB板或金属板。需要说明的是电磁波波长会对应一个频率，例如2.4GHZ，选择中心频率2.45GHZ。由于λ*f＝C，其中，f为频率，C真空中的光速。将f＝2.4GHZ代入λ*f＝C，计算可得λ为122mm左右，λ/4就是30.5mm左右(此值为真空中的波长，实际上在单板里传播的波长比该值小一些)。
所述未覆金属层的第一区域103包含所述第一据点，所述第一区域103的边缘(FE)到所述单板的所述第一边缘X的最大距离为λ/4。可选地，所述第一区域103还可以设置可调器件，所述可调器件为电感或可调电容，所述第一区域103的宽度以适应可调器件为准或大于等于3mm。
需要说明的是，单板边缘X上存在A、B、C、M四个电场最弱点，A、B、C、M之间的距离为λ/2。其中，由于A、B、C导致了三个旁瓣，具体地，由于单板边缘X对应了3个λ/2，所以会产生3个瓣，即第一旁瓣、第二旁瓣以及第三旁瓣的产生分别是由单板边缘X(即所述第一边缘)上的A、B、C三个电场最弱点(即电场0点)导致的。在电磁场中，针对一个点，如果该点的电场为0，则该点的磁场最强，电流最大，因此A、B、C、M这四个点均为电流最大点。参考图3可知，A为距离天线馈点最近的电流最大点；参考图4，由于震荡电流每过λ/2反向(电流0点电流反向)，且电流最大点到最近的电流0点的距离为λ/4，即电流最大点附近的电流0点电流就会反向，因此电流在第一据点处会反向，由于D点与第一据点的距离可以忽略不计。因此认为电流从D点开始就会反向，另外，点F开始电流反向。需要说明的是，FH边和ED边电流反向是开槽造成，倘若把H、F、E、D放在一条直线上，那么电流仍然为同向电流。示例的，点A到点D的电流方向为向右，点D开始电流反向，点D到点E的电流方向为向上，点F到点H的电流方向向下。由于第一区域103的两个边缘(即DE边、FH边)的电流反向，因此产生的磁场方向相反，相互抵消。这样，就削弱了第一边缘上的电流的引向作用，抑制了第一旁瓣，同时也使得天线方向图主瓣及旁瓣向左辐射的程度减弱。
另外，由于第一区域103的宽度远远小于λ/4，因此认为点A到点D的距离加上D点到E点的距离约等于λ/2，由于所述第一区域103的边缘到所述单板的所述第一边缘的最大距离为λ/4且第一区域的宽度远远小于λ/4，因此点F到点A之间的路径长度也约等于λ/2。
需要说明的是，在第一区域103设置可调器件(如可调电容，电感)，实现方向图智能扫描。具体地，利用可调电容或者可调电感或者开关切换选择电感进行方向图的智能控制。其中，大电感对于高频信号是开路隔断效果，等同于开槽；“0pf”电容也可以等同于开路，等同于开槽。另外，单板101可以是PCB、金属板等，第一区域103的形状可以不是图3所示的规则形状，可以使用异形的结构形状，在此不做限定。
本发明提供了一种天线，包括单板、天线区域及第一区域。其中，所述第一区域为未覆铜区域，包含第一据点，第一据点与距离天线馈点最近的电流最大点之间的距离为λ/4且所述第一区域最高点到第一边缘(即单板上包含第一据点、包含距离天线馈点最近的电流最大点的边缘)的距离为λ/4。由于振荡电流的电流最大点到最近的电流0点时电流就会改变方向，且电流最大点到最近的电流0点的距离为λ/4，因此在第一据点开始电流反向，由于第一区域的边缘上的电流方向相反，产生方向相反的磁场，这样就削弱了第一边缘上的电流的引向作用，进而改善天线设备的方向图，提高了天线设备发射方向的性能。
实施例2：
本发明实施例提供了一种天线设备，如图5所示，所述天线设备除了包括上述实施例所述的单板101、设置在所述单板上的天线102、设置在所述单板上的未覆金属层的第一区域103之外，还包括设置在所述单板上的未覆金属层的第二区域104。
其中，所述单板101的第一边缘X为靠近所述天线的两个单板边缘中，较长的单板边缘；在所述第一边缘X上，与所述第一边缘上的第一电流最大点之间的距离为λ/4的点为第一据点，所述第一电流最大点A是所述第一边缘上距离所述天线馈点最近的电流最大点。所述λ为所述天线102的工作波长。需要说明的是电磁波波长会对应一个频率，例如2.4GHZ，选择中心频率2.45GHZ。由于λ*f＝C，其中，f为频率，C真空中的光速。将f＝2.4GHZ代入λ*f＝C，计算可得λ为122mm左右，λ/4就是30.5mm左右。
所述未覆金属层的第一区域103包含所述第一据点，所述第一区域的边缘到所述单板的所述第一边缘X的最大距离为λ/4。可选地，所述第一区域103还可以设置可调器件，所述可调器件为电感或可调电容，所述第一区域103的宽度以适应可调器件为准或大于等于3mm。
所述单板的第二边缘Y为靠近所述天线的两个单板边缘中，较短的单板边缘；在所述第二边缘Y上，与所述第二边缘Y上的第二电流最大点J之间的距离为λ/4的点为第二据点，所述第二电流最大点J为所述第二边缘Y上距离所述天线馈点最近的电流最大点。如图5所示，K点为第二据点。
所述未覆金属层的第二区域104包含所述第二据点，所述第二区域104的边缘到所述单板的所述第二边缘的最大距离为λ/4。可选地，所述第二区域还可以设置可调器件，所述可调器件为电感或可调电容，所述第二区域的宽度以适应可调器件为准或大于等于3mm即可。
参考实施例1中所述，所述第二区域104的两个边缘(如图5所示，即边缘IO、边缘PQ)上的电流反向，进而产生方向相反的磁场，因此削弱第二边缘上的电流的引向作用，使得天线方向图向上的辐射能力削弱，向右下的辐射能力变强。
需要说明的是，在第一区域103或第二区域104设置可调器件(如可调电容，电感)，实现方向图智能扫描。示例地，如图3所示，可以将可调器件串接在FH与ED之间，也可以串接在FE与HD之间。如图5所示，可以将可调器件串接在PQ与IO之间，也可以串接在PI与QO之间。具体地，利用可调电容或者可调电感或者开关切换选择电感进行方向图的智能控制。其中，大电感对于高频信号是开路隔断效果，等同于开槽；“0pf”电容也可以等同于开路，等同于开槽。
本发明提供了一种天线设备，包括单板、天线区域、第一区域以及第二区域。其中，所述第一区域为未覆铜区域，包含第一据点，第一据点与距离天线馈点最近的电流最大点之间的距离为λ/4且所述第一区域最高点到第一边缘(即单板上包含第一据点、包含距离天线馈点最近的电流最大点的边缘)的距离为λ/4。由于振荡电流的电流最大点到最近的电流0点时电流就会改变方向，且电流最大点到最近的电流0点的距离为λ/4，因此在第一据点开始电流反向。由于第一区域的边缘上的电流方向相反，产生方向相反的磁场，这样就削弱了第一边缘上的电流的引向作用，使得天线方向图的旁瓣得到抑制。同理，第二区域的边缘上电流也反向，产生相反磁场，削弱了第二边缘上的电流的引向作用，使得天线方向图向右辐射的能力增强，进而提高了天线设备的性能。
另外，传统的智能天线方案是使用多个天线分布在各个角落，依靠切换开关选择天线来实现方向图智能控制，而本发明实施例中只需要针对单个天线利用可调器件控制对应位置的区域(上述第一区域或第二区域)即可实现方向图智能控制，开发效率和性能具有明显优势。天线无需人工安装操作，对产品外观无影响(常用的金属钢片天线需要一定高度，而本发明情况下的天线以及单板上的未覆金属层的区域均不需要高度)，具有低成本而性能卓越的特性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种天线设备，包括：天线、设置有所述天线的单板，其特征在于，还包括：设置在所述单板上的未覆金属层的第一区域，设置在所述单板一角落的未覆金属层的第二区域，所述第二区域中设置有天线，所述天线包括馈电点；
其中，所述单板的第一边缘为靠近所述天线的两个单板边缘中，较长的单板边缘；在所述第一边缘上，与所述第一边缘上的第一电流最大点之间的距离为λ/4的点为第一据点；其中，所述第一电流最大点为所述第一边缘上距离所述天线的馈点最近的电流最大点，所述λ为所述天线的工作波长，所述第一电流最大点为所述第一边缘与所述第二区域的边在所述第一边缘上的交点；
所述未覆金属层的第一区域包含所述第一据点，所述第一区域的边缘到所述单板的所述第一边缘的最大距离为λ/4。
2.根据权利要求1所述的天线设备，其特征在于，所述天线设备还包括设置在所述单板上的未覆金属层的第三区域，
其中，所述单板的第二边缘为靠近所述天线的两个单板边缘中，较短的单板边缘；在所述第二边缘上，与所述第二边缘上的第二电流最大点之间的距离为λ/4的点为第二据点，所述第二电流最大点为所述第二边缘上距离所述天线的馈点最近的电流最大点；
所述未覆金属层的第三区域包含所述第二据点，所述第二区域的边缘到所述单板的所述第二边缘的最大距离为λ/4。
3.根据权利要求1或2所述的天线设备，其特征在于，所述第一区域中还设置了可调器件，所述可调器件为可调电感或可调电容。
4.根据权利要求2所述的天线设备，其特征在于，所述第三区域中还设置了可调器件。
5.一种终端，其特征在于，所述终端包含天线设备，
所述天线设备为权利要求1-4任一项所述的天线设备。
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