CN111446540B - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子设备，涉及通信技术领域。由于电子设备的天线新增了延伸方向与第二辐射分支的延伸方向相交的第三辐射分支，且该第三辐射分支的另一端沿靠近第四辐射分支的方向延伸，因此使得天线在相邻天线的电磁场的作用下，产生的耦合电流在第三辐射分支上的方向，与该相邻天线的电磁场所产生的电流的方向相反，从而弱化了该天线耦合的相邻天线的能量，进而可以在避免增加电子设备的体积的前提下，有效提高天线间的隔离度，继而提高电子设备的通信性能。

Description

电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种电子设备。

背景技术

目前，电子设备，例如手机、路由器以及客户终端设备，可以具有多个工作频率相同的天线，由此可以提高电子设备的通信质量。但是，当该多个天线间的距离较近时，通常会发生较强的电磁耦合，使得天线间的隔离度较低，影响天线的性能。

相关技术中，可以通过增大天线间的物理距离来避免天线间发生电磁耦合，但是增大天线间的物理距离，会导致电子设备的体积过大。

发明内容

本申请提供了一种电子设备，可以解决相关技术的电子设备为避免天线间发生电磁耦合而导致的体积过大的问题。所述技术方案如下：

所述电子设备包括：天线，所述天线包括：第一辐射分支，以及位于所述第一辐射分支同一侧的第二辐射分支、第三辐射分支和第四辐射分支；

所述第二辐射分支的一端与所述第一辐射分支的侧臂连接，所述第二辐射分支的另一端与所述第三辐射分支的一端连接，所述第三辐射分支的另一端与接地端连接；

所述第四辐射分支的一端与所述第一辐射分支的侧臂连接，所述第四辐射分支的另一端与馈电端连接；

其中，所述第二辐射分支的延伸方向，以及所述第四辐射分支的延伸方向均与所述第一辐射分支的延伸方向相交，且均与所述第三辐射分支的延伸方向相交，并且，所述第三辐射分支的另一端沿靠近所述第四辐射分支的方向延伸。

可选的，所述第三辐射分支的延伸方向平行于所述第一辐射分支的延伸方向。

可选的，所述第二辐射分支的延伸方向平行于所述第四辐射分支的延伸方向，且垂直于所述第三辐射分支的延伸方向。

可选的，所述电子设备还包括：第五辐射分支，所述第五辐射分支与所述第三辐射分支位于所述第一辐射分支的同一侧；

所述第五辐射分支的一端与所述第一辐射分支的侧臂连接，另一端与所述接地端连接。

可选的，所述第五辐射分支的延伸方向平行于所述第二辐射分支的延伸方向。

可选的，所述第五辐射分支与所述第二辐射分支之间的距离小于或等于6毫米。

可选的，所述第一辐射分支包括：第一辐射部，以及与所述第一辐射部连接的第二辐射部；

所述第一辐射部的一端，以及所述第四辐射分支的一端均与所述第一辐射部的侧臂连接；

所述第一辐射部、所述第二辐射分支、所述第三辐射分支和所述第四辐射分支的阻抗之和，与所述第二辐射部的阻抗匹配。

可选的，所述电子设备中的每个辐射分支均为板状结构，且所述第二辐射分支的长度等于所述第四辐射分支的长度。

可选的，所述移动终端还包括：射频信号源；

所述射频信号源与所述馈电端连接，所述射频信号源用于提供射频信号。

可选的，所述电子设备包括两个所述天线；

两个所述天线相对设置，且两个所述天线的第二辐射分支的延伸方向重合。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请提供了一种电子设备，由于电子设备的天线包括延伸方向与第二辐射分支的延伸方向相交的第三辐射分支，且第三辐射分支的另一端沿靠近第四辐射分支的方向延伸，因此使得天线在相邻天线的电磁场的作用下，产生的耦合电流在第三辐射分支上的方向，与该相邻天线的电磁场所产生的电流的方向相反，从而弱化了该天线耦合的相邻天线的能量，进而可以在避免增加电子设备的体积的前提下，有效提高天线间的隔离度，继而提高电子设备的通信性能。

并且，本申请实施例提供的电子设备无需额外增加去耦网络，例如中和线或T型谐振结构，因此无需额外增加用于设置该去耦网络的空间，从而可以避免增加电子设备的体积，有利于实现电子设备的小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是相关技术中的电子设备的结构示意图；

图2是图1所示的两个天线的相互耦合的示意图；

图3是相关技术中的天线的回波损耗曲线和隔离度曲线的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种电子设备的天线的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的又一种电子设备的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种天线的回波损耗曲线和隔离度曲线的示意图；

图9是本申请实施例提供的又一种电子设备的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的另一种天线的回波损耗曲线和隔离度曲线的示意。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1是相关技术中的一种电子设备的结构示意图。参见图1，该电子设备可以包括：两个天线(即天线101和天线102)，以及印制电路板(printed circuit board，PCB)200，该两个天线均可以与PCB 200连接。其中，该两个天线的工作频率相同，即该两个天线辐射的电磁波波长相同。该两个天线间的距离可以小于该电磁波波长的四分之一。并且，从图1中可以看出，该两个天线均可以为倒F天线(inverted F antenna，IFA)。

图2是图1所示的两个天线的相互耦合的示意图。如图2所示，天线101和天线102均可以接收空间中的电磁波a(可以称为来波)，也可以作为激励源向外辐射电磁波b(可以称为辐射波)。当天线101和天线102的距离较近时，即天线101和天线102位于彼此的电磁场的近场区域内。此时天线101在工作时，天线101的电磁场所产生的电流可以沿PCB 200的边沿进入天线102，即天线102可以耦合天线101的较强能量，导致天线101最终辐射至空间的能量较弱。天线102在工作时，天线102的电磁场所产生的电流可以沿PCB 200的边沿进入天线101，即天线101可以耦合天线102的较强能量，导致天线102最终辐射至空间的能量较弱。

也即是，天线101和天线102会影响对方的电磁场所产生的电流在PCB 200上的电流路径，即产生耦合效应，该耦合效应会影响天线的性能。其中，图2中所示的Z_L为天线的负载阻抗。

天线的回波损耗(return loss，RL)可以反映该天线的性能，天线间的隔离度可以反映天线间的耦合程度。该回波损耗是指射频输入信号反射回来的功率与输入信号功率的比值，其单位为分贝(decibel，db)。隔离度是指一个天线发射信号，通过另一个天线接收的信号与该发射的天线信号的比值，其单位也为分贝。该回波损耗和隔离度均为负值，且该回波损耗越小，即回波损耗的绝对值越大，表示天线的性能越好。该隔离度越小，即隔离度的绝对值越大，表示天线间的隔离效果越好。

图3是相关技术中的天线的回波损耗曲线和隔离度曲线的示意图。图3中横坐标为频率，纵坐标为回波损耗或隔离度，图3中的曲线S1为相关技术中的两个天线中一个天线的回波损耗曲线，曲线S2为另一个天线的回波损耗曲线。曲线G1为该两个天线间的隔离度曲线。由于该两个天线的工作频率相同，因此天线101的回波损耗曲线和天线102的回波损耗曲线近似重合。从图3可以看出，当天线101和天线102的工作频率为2.4吉赫兹(GHz)时，天线101和天线102间的隔离度为-17db。从图3中还可以看出，该两个天线的回波损耗的最低值为-15.5db。

本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备可以包括：无线保真(wireless-fidelity，Wi-Fi)模组，移动通信模组以及窄带物联网(narrow band internet ofthings，NB-loT)模组中至少一个。其中，该无线保真模组，移动通信模组以及NB-loT模组中的每个模组均可以包括天线。

可选的，该电子设备可以是智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机、台式计算机、路由器、客户终端设备(customer premise equipment，CPE)、电视机、冰箱或空调等等。该移动通信模组可以为第5代(generation，G)移动通信模组，即5G移动通信模组。示例的，参见图4，该电子设备110可以为电视机或手机。

若该电子设备110为电视机，则天线1101可以设置在该电视机的左上角、左下角、右上角或右下角，例如参见图4，该天线1101可以设置在电视机的左下角。若该电子设备110为手机，则该天线1101可以设置在该手机的左上角或右上角，例如参见图4，该天线1101可以设置在手机的左上角或右上角，例如该天线1101可以设置在左上角。

本申请实施例提供了一种电子设备。该电子设备可以包括：天线。参见图5，该天线可以包括：第一辐射分支01，以及位于该第一辐射分支01同一侧的第二辐射分支02、第三辐射分支03和第四辐射分支04。

该第二辐射分支02的一端与第一辐射分支01的侧臂连接，第二辐射分支02的另一端与第三辐射分支03的一端连接，该第三辐射分支03的另一端与接地端(也可以称为地馈电点)连接。该第四辐射分支04的一端与第一辐射分支01的侧臂连接，第四辐射分支04的另一端与馈电端(也可以称为信号馈电点)连接。

其中，该第二辐射分支02的延伸方向，以及第四辐射分支04的延伸方向均与该第一辐射分支01的延伸方向相交，且均与第三辐射分支03的延伸方向相交，并且，该第三辐射分支03的另一端沿靠近第四辐射分支04的方向延伸。也即是，该第二辐射分支02的延伸方向，以及第四辐射分支04的延伸方向均与该第一辐射分支01的延伸方向不平行，且均与第三辐射分支03的延伸方向不平行。并且，第三辐射分支03的一端与第四辐射分支04间的距离，大于第三辐射分支03的另一端与第四辐射分支04间的距离。

综上所述，本申请实施例提供一种电子设备，由于电子设备的天线包括延伸方向与第二辐射分支的延伸方向相交的第三辐射分支，且该第三辐射分支的另一端沿靠近第四辐射分支的方向延伸，因此使得天线在相邻天线的电磁场的作用下，产生的耦合电流在第三辐射分支上的方向，与该相邻天线的电磁场所产生的电流的方向相反，从而弱化了该天线耦合的相邻天线的能量，进而可以在避免增加电子设备的体积的前提下，有效提高天线间的隔离度，继而提高电子设备的通信性能。

并且，本申请实施例提供的电子设备无需额外增加去耦网络，例如中和线或T型谐振结构，因此无需额外增加用于设置该去耦网络的空间，从而可以避免增加电子设备的体积，有利于实现电子设备的小型化。

可选的，如图5所示，每个天线的第三辐射分支03的延伸方向可以平行于第一辐射分支01的延伸方向。每个天线的第二辐射分支02的延伸方向可以平行于第四辐射分支04的延伸方向，且垂直于第三辐射分支03的延伸方向。

也即是，每个天线的第二辐射分支02的延伸方向，以及第四辐射分支04的延伸方向，均可以垂直于第一辐射分支01的延伸方向。

在本申请实施例中，该电子设备的天线的每个辐射分支均可以为板状结构。当天线的第二辐射分支02平行于该第四辐射分支04时，该第二辐射分支02的长度可以等于第四辐射分支04的长度。

图6是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。参见图6，该电子设备还可以包括：PCB 20。该PCB 20上设置有接地端201和馈电端202。该接地端201的个数以及馈电端202的个数，均可以与电子设备包括的天线的个数相等。也即是，每个天线的第三辐射分支03的另一端可以与PCB 20上的一个接地端201连接，每个天线的第四辐射分支04的另一端可以与PCB 20上的一个馈电端202连接。

示例的，假设电子设备包括两个天线，则该PCB 20上可以设置有两个接地端201和两个馈电端202。

可选的，PCB 20可以由耐燃材料制成，该耐燃材料的等级可以为FR-4。

在本申请实施例中，该电子设备还可以包括射频信号源，该射频信号源可以用于提供射频信号。该射频信号源可以设置在PCB 20上，且可以与PCB 20上设置的馈电端202连接。即，射频信号源可以通过馈电端202将射频信号馈入天线中。

可选的，该第一辐射分支01、第二辐射分支02、第三辐射分支03和第四辐射分支04的阻抗之和(即天线的输入阻抗)与，连接该射频信号源和馈电端202的传输线的特征阻抗匹配。由此可以使得该天线的回波损耗最低值可以小于或等于-10db，并且该回波损耗的最低值越小，天线的性能越好。

其中，该传输线的特征阻抗可以为50欧姆(Ω)。

参见图5，该第一辐射分支01可以包括第一辐射部011，以及与该第一辐射部011连接的第二辐射部012。该第二辐射分支02的一端，以及第四辐射分支04的一端均可以与该第一辐射部011的侧臂连接。也即是，该第一辐射部011可以是指：第一辐射分支01中位于第二辐射分支02与第四辐射分支04之间的部分。

可选的，第二辐射分支02与第四辐射分支04间的距离可以灵活调整，相应的，第一辐射分支01的第二辐射部的012的长度也可以灵活调整，以确保天线的回波损耗最低值可以小于或等于-10db。

在本申请实施例中，该电子设备可以包括多个天线，即该电子设备可以通过多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)技术进行通信。其中，该多个天线的工作频率可以相等，例如多个天线的工作频率均可以大于或等于2.2GHz，且小于或等于2.6GHz。

可选的，该电子设备可以包括八个天线，或者六个天线，或者参见图7，该电子设备可以包括四个天线。又或者参见图6，该电子设备可以包括两个天线。参见图6，该多个天线可以阵列排布，例如该多个天线可以对称设置在PCB 20的两侧。或者，参见图7，该多个天线可以设置在PCB 20的四侧，且相邻两侧的天线的第一辐射分支01的延伸方向可以相交(例如垂直)。

本申请实施例以电子设备包括两个天线为例对该电子设备进行示意性说明。如图6所示，该两个天线可以相对设置，且该两个天线的第二辐射分支02的延伸方向可以重合。也即是，该两个天线可以以PCB 20上的两个接地端201连线的中垂线为轴线，对称设置。

图8是本申请实施例提供的一种天线的回波损耗曲线和隔离度曲线的示意图。该示意图中横坐标为频率，纵坐标为回波损耗或隔离度。图8中的曲线S3为本申请实施例提供的两个天线中的一个天线的回波损耗曲线，曲线S4为该两个天线中的另一个天线的回波损耗曲线，曲线G2为该两个天线的隔离度曲线。由于该两个天线的工作频率相同，因此两条回波损耗曲线S3和S4近似重合。对比图8和图3可以看出，在该两个天线间的距离不变的前提下，本申请实施例提供的电子设备的两个天线在工作频率为2.4GHz时，该两个天线间的隔离度为-20.7db，相较于相关技术中的隔离度-17db，本申请实施例提供的天线间的隔离度得到了一定的提升。并且，从图8中可以看出，本申请实施例提供的两个天线的回波损耗的最低值为22.75db。相较于相关技术中的回波损耗的最低值-15.5db，天线的回波损耗也有所降低，天线的性能得到了有效的提升。

图9是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。参见图9，该电子设备还可以包括：第五辐射分支05。该第五辐射分支05与第三辐射分支03位于第一辐射分支01的同一侧。该第五辐射分支05的一端可以与第一辐射分支01的侧臂连接，另一端可以与接地端201连接。

可选的，该第五辐射分支05的延伸方向可以平行于第二辐射分支02的延伸方向。也即是，该第五辐射分支05的延伸方向与第一辐射分支01的延伸方向也不平行。

由于设置有第五辐射分支05，使得天线耦合到的电流可以通过第五辐射分支05流向接地端201，从而进一步弱化天线耦合的相邻天线所辐射的能量，进而提高了天线间的隔离度。

并且，由于天线上第一辐射分支01和第三辐射分支03上的电流的方向相反，因此可以降低天线辐射至相邻天线的能量，从而进一步提高天线间的隔离度。

从图9中可以看出，第五辐射分支05与第二辐射分支02位于第四辐射分支04的同一侧。也即是，第五辐射分支05与第二辐射分支02间的距离d1可以，小于第四辐射分支04与第二辐射分支02间的距离d2，即d1＝[0，d2)。

由于第二辐射分支02与第四辐射分支04间的距离d2可以灵活调整，相应的，第五辐射分支05和第二辐射分支02间的最大距离，可以随第二辐射分支02与第四辐射分支04间的距离d2的变化而变化，且该第五辐射分支05和第二辐射分支02间的最大距离，可以与第二辐射分支02和第四辐射分支04间的距离正相关。也即是，第二辐射分支02与第四辐射分支04间的距离d2越大，第五辐射分支05和第二辐射分支02间的最大距离也越大。

在本申请实施例中，两个天线间的隔离度会随着第五辐射分支05与第二辐射分支02间的距离的变化呈非线性变化。可选的，若第二辐射分支02和第四辐射分支04间的距离d2略大于6mm，例如第二辐射分支02和第四辐射分支04间的距离为6.1mm，则第五辐射分支05和第二辐射分支02间的距离d1可以小于或等于6毫米(mm)。例如，第五辐射分支05和第二辐射分支02间的距离d1可以为4mm。

需要说明的是，若第五辐射分支05和第二辐射分支02间的距离d1不大于第三辐射分支03的长度，则第五辐射分支05的另一端可以与第三辐射分支03的侧臂连接，从而实现与接地端201的连接。若第五辐射分支05和第二辐射分支02间的距离d1大于第三辐射分支03的长度，则第五辐射分支05的另一端可以直接与PCB 20上的接地端201连接。

图10是本申请实施例提供的另一种两个天线的回波损耗曲线和隔离度曲线的示意图。图10中横坐标为频率，纵坐标为回波损耗或隔离度。由于该两个天线的工作频率相同，两个天线的回波损耗曲线图近似重合，因此仅用一条回波损耗曲线表示两个天线的回波损耗曲线。

在图10所示的示意图中，曲线S5为d1＝0时该两个天线的回波损耗曲线，G3为d1＝0时两个天线的隔离度曲线。曲线S6为d1＝3mm时两个天线的回波损耗曲线，G4为d1＝3mm时该两个天线的隔离度曲线。曲线S7为d1＝4mm时两个天线的回波损耗曲线，G5为d1＝4mm时两个天线的隔离度曲线。曲线S8为d1＝5mm时两个天线的回波损耗曲线，G6为d1＝5mm时两个天线的隔离度曲线。曲线S9为d1＝6mm时两个天线的回波损耗曲线，曲线G7为d1＝6mm时两个天线的隔离度曲线。

从图10中可以看出，当d1＝0，天线的回波损耗的最低值为-15db，且当天线的工作频率为2.4GHz时，两个天线间的隔离度为-26db。当d1＝3mm时，天线的回波损耗的最低值为-24db，且当天线的工作频率为2.4GHz时，两个天线间的隔离度为-25db。当d1＝4mm时，天线的回波损耗的最低值为-31.8db，且当天线的工作频率为2.4GHz时，两个天线间的隔离度为-24.19db。当d1＝5mm时，天线的回波损耗的最低值为-18db，且当天线的工作频率为2.4GHz时，两个天线间的隔离度为-25db。当d1＝6mm时，天线的隔离度为-25.85db，隔离度为-10.8db。

根据上述d1为不同取值时，对应的回波损耗和隔离度可以看出，当d1＝4mm时，天线的回波损耗最低，即性能最好，且天线间的隔离度相较于相关技术中的隔离度-17db，提升了8db，即天线间的隔离度得到了有效提升。

需要说明的是，对比图1和图4可以看出，本申请实施例提供的天线是在倒F天线的基础上，通过在原有天线的设计空间内增加辐射分支以改变电流路径从而达到提高天线间的隔离度的效果。该种改进方式，还可以应用至其他类型的天线，本申请实施例对该天线的类型不作限定。

综上所述，本申请实施例提供一种电子设备，由于电子设备的天线包括延伸方向与第二辐射分支的延伸方向相交的第三辐射分支，且该第三辐射分支的另一端沿靠近第四辐射分支的方向延伸，因此使得天线在相邻天线的电磁场的作用下，产生的耦合电流在第三辐射分支上的方向，与该相邻天线的电磁场所产生的电流的方向相反，从而弱化了该天线耦合的相邻天线的能量，进而可以在避免增加电子设备的体积的前提下，有效提高天线间的隔离度，继而提高电子设备的通信性能。

并且，本申请实施例提供的电子设备无需额外增加去耦网络，例如中和线和T型谐振结构，因此无需额外增加用于设置该去耦网络的空间，从而可以避免增加电子设备的体积，有利于实现电子设备的小型化。

以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：多个天线，所述天线包括：第一辐射分支，以及位于所述第一辐射分支同一侧的第二辐射分支、第三辐射分支、第四辐射分支和第五辐射分支；

所述第二辐射分支的一端与所述第一辐射分支的侧臂连接，所述第二辐射分支的另一端与所述第三辐射分支的一端连接，所述第三辐射分支的另一端与接地端连接；

所述第四辐射分支的一端与所述第一辐射分支的侧臂连接，所述第四辐射分支的另一端与馈电端连接；

所述第五辐射分支的一端与所述第一辐射分支的侧臂连接，另一端与所述接地端连接；

其中，所述第二辐射分支的延伸方向，以及所述第四辐射分支的延伸方向均与所述第一辐射分支的延伸方向相交，且均与所述第三辐射分支的延伸方向相交，并且，所述第三辐射分支的另一端沿靠近所述第四辐射分支的方向延伸；

所述第一辐射分支、所述第二辐射分支、所述第三辐射分支和所述第四辐射分支的阻抗之和，与连接所述电子设备的射频信号源和所述馈电端的传输线的特征阻抗匹配；

其中，所述天线被配置为在相邻天线的电磁场的作用下，产生的耦合电流在第三辐射分支上的方向，与所述相邻天线的电磁场所产生的电流的方向相反。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第三辐射分支的延伸方向平行于所述第一辐射分支的延伸方向。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述第二辐射分支的延伸方向平行于所述第四辐射分支的延伸方向，且垂直于所述第三辐射分支的延伸方向。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第五辐射分支的延伸方向平行于所述第二辐射分支的延伸方向。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述第五辐射分支与所述第二辐射分支之间的距离，小于所述第四辐射分支与所述第二辐射分支间的距离。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述第五辐射分支与所述第二辐射分支之间的距离小于或等于6毫米。

7.根据权利要求1至6任一所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备中的每个辐射分支均为板状结构，且所述第二辐射分支的长度等于所述第四辐射分支的长度。

8.根据权利要求1至6任一所述的电子设备，其特征在于，所述射频信号源与所述馈电端连接，所述射频信号源用于提供射频信号。

9.根据权利要求1至6任一所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括两个所述天线；

两个所述天线相对设置，且两个所述天线的第二辐射分支的延伸方向重合。

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