CN113540758B - 天线单元和电子设备 - Google Patents

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CN113540758B CN202010323918.5A CN202010323918A CN113540758B CN 113540758 B CN113540758 B CN 113540758B CN 202010323918 A CN202010323918 A CN 202010323918A CN 113540758 B CN113540758 B CN 113540758B
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Abstract

本申请提供一种天线单元和电子设备。通过两个馈源分别激励起任意一个天线单元中的同一环形天线的C模端口的信号和D模端口的信号，且基于该天线单元的电对称设置，使得C模端口的信号在D模端口处自我抵消，使得D模端口的信号在C模端口处自我抵消，实现了两个端口间的信号隔离干扰能够自相消，还使得C模端口的信号和D模端口的信号在不同的辐射方向上能够相互互补，从而基于同一环形天线实现两个具有隔离度高且包络相关系数ECC低的天线，不仅保障了良好的天线性能，使得电子设备在有限的空间内能够充分利用天线单元实现各种场景，提升了天线空间的利用率。

Description

天线单元和电子设备
技术领域
本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种天线单元和电子设备。
背景技术
随着电子设备全面屏的发展，天线的空间日益恶化。同时，随着各种用户需求的满足，天线的数量日益增多。因此，如何在有限空间内放置更多的天线且保证各个天线具备良好的隔离度且包络相关系数ECC是现亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供一种天线单元和电子设备，以基于同一环形天线实现两个具有隔离度高且包络相关系数ECC低的天线，不仅确保了良好的天线性能，还提升了天线空间的利用率。
第一方面，本申请提供一种天线单元，包括：第一环形枝节、第一馈源和第二馈源；第一环形枝节包括：第一辐射段、第二辐射段和第三辐射段；第一辐射段呈环形，且第一辐射段不闭合，第一辐射段的一端与第二辐射段连接，第一辐射段的另一端与第三辐射段连接；第二辐射段与第三辐射段沿第一方向对称设置，第二辐射段和第三辐射段之间具有开口，且第二辐射段和第三辐射段均接地；第一馈源沿第一方向与第一辐射段对称连接；第二接触点与第三接触点沿第一方向对称，且第二接触点与第三接触点之间的距离在第一预设范围内，第二接触点为第二馈源与第二辐射段的接触点，第三接触点为第二馈源与第三辐射段的接触点。
通过第一方面提供的天线单元，天线单元基于同一环形天线(即第一环形枝节)的对称布局，通过两个馈源分别激励起该环形天线的C模端口的信号和D模端口的信号，使得C模端口的信号在D模端口处自我抵消，使得D模端口的信号在C模端口处自我抵消，实现了两个端口间的信号隔离，也使得C模端口的信号和D模端口的信号在不同辐射方向上相互互补，从而实现了两个具有高隔离度且低ECC的天线，不仅能够确保了良好的天线性能，使得电子设备在有限的空间内能够充分利用天线单元实现各种场景，还可能够使得电子设备在有限空间内包含更多数量的天线，提升了天线空间的利用率。
在一种可能的设计中，第二辐射段和第三辐射段沿第一方向设置在第一辐射段的内部，方便在较小的空间中布局天线单元，提高了天线单元的空间利用率；或者，第二辐射段和第三辐射段沿第一方向设置在第一辐射段的外部，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求；或者，第二辐射段和第三辐射段沿第一方向从第一辐射段的内部延伸至第一辐射段的外部设置，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求；或者，第二辐射段和第三辐射段沿第一方向的相反方向从第一辐射段的内部延伸至第一辐射段的外部设置，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求。
在一种可能的设计中，第二辐射段与电子设备的N个第一接地点连接，第三辐射段与电子设备的N个第二接地点连接，N为正整数。
在一种可能的设计中，在第二辐射段和第三辐射段设置在支架上的情况下，第一接地点和第二接地点设置在支架上，使得第一接地点和第二接地点需要通过支架上的弹脚分别与印刷电路板的地连接，而不需要在支架上布局走线；或者，第一接地点和第二接地点设置在电子设备的印刷电路板上，节省了弹脚，方案简单且易于实现。
在一种可能的设计中，第二辐射段和第三辐射段与电子设备的接地区域均连接，接地区域沿第一方向对称设置。
在一种可能的设计中，第一馈源与第一辐射段之间具有一个第一接触点，第一接触点为第一辐射段的对称点且位于第一辐射段上。
在一种可能的设计中，第一馈源与第一辐射段之间有偶数P个第一接触点，偶数P个第一接触点沿第一方向对称设置，且偶数P个第一接触点位于第一辐射段中第一辐射段的对称点所在的辐射段上。
在一种可能的设计中，第一馈源与第一辐射段之间有奇数Q个第一接触点，且奇数Q大于或等于3，奇数Q个第一接触点包括：一个第一接触点和偶数P个第一接触点，一个第一接触点为第一辐射段的对称点且位于第一辐射段上，偶数P个第一接触点沿第一方向对称设置，且偶数P个第一接触点位于第一辐射段中第一辐射段的对称点所在的辐射段上。
在一种可能的设计中，第一馈源与第一接触点之间设置有第一匹配组件，以便调节天线单元的频段，以使第一馈源可以得到更好的方向图和交叉极化性能，从而改善天线单元的性能。
在一种可能的设计中，第二馈源与第二接触点之间设置有第二匹配组件，和/或，第二馈源与第三接触点之间设置有第二匹配组件。这样做，以便调节天线单元的频段，以使第二馈源可以得到更好的方向图和交叉极化性能，从而改善天线单元的性能。
在一种可能的设计中，天线单元还包括：第一不导电支撑件、第一导电件和第二导电件；第一导电件和第二导电件通过第一不导电支撑件悬浮设置，且第一导电件和第二导电件沿第一方向对称设置，第一导电件的长度为1/2波长，第二导电件的长度为1/2波长，波长为天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长。从而，导电的第一导电件和第二导电件可以展宽天线单元的带宽，改善天线单元的性能。通常，第一导电件和第二导电件的宽度越宽，天线单元的性能越好。
在一种可能的设计中，第一导电件和第二导电件设置在第一辐射段的外部或内部。
在一种可能的设计中，第一不导电支撑件包括电子设备中的玻璃电池盖、塑料电池盖或者防爆膜中的至少一个。
第二方面，本申请提供一种天线单元，包括：第二环形枝节、馈电枝节、第三馈源和第四馈源；第二环形枝节包括：第四辐射段、第五辐射段和第六辐射段；第四辐射段呈环形，且第四辐射段不闭合，第四辐射段的一端与第五辐射段连接，第四辐射段的另一端与第六辐射段连接；第五辐射段与第六辐射段沿第二方向对称设置，第五辐射段与第六辐射段之间具有开口，且第五辐射段与第六辐射段均接地；馈电枝节沿第二方向对称设置，且馈电枝节正对第五辐射段的面积与馈电枝节正对第六辐射段的面积相等；第三馈源沿第二方向与馈电枝节对称连接；第五接触点与第六接触点沿第二方向对称，且第五接触点与第六接触点之间的距离在第二预设范围内，第五接触点为第四馈源与第五辐射段的接触点，第六接触点为第四馈源与第六辐射段的接触点。
通过第二方面提供的天线单元，天线单元基于同一环形天线(即第二环形枝节与馈电枝节)的对称布局，通过两个馈源分别激励起该环形天线的C模端口的信号和D模端口的信号，使得C模端口的信号在D模端口处自我抵消，使得D模端口的信号在C模端口处自我抵消，实现了两个端口间的信号隔离，也使得C模端口的信号和D模端口的信号在不同辐射方向上相互互补，从而实现了两个具有高隔离度且低ECC的天线，不仅能够确保了良好的天线性能，使得电子设备在有限的空间内能够充分利用天线单元实现各种场景，还可能够使得电子设备在有限空间内包含更多数量的天线，提升了天线空间的利用率。
在一种可能的设计中，第五辐射段和第六辐射段沿第二方向设置在第四辐射段的内部，方便在较小的空间中布局天线单元，提高了天线单元的空间利用率；或者，第五辐射段和第六辐射段沿第二方向设置在第四辐射段的外部，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求；或者，第五辐射段和第六辐射段沿第二方向从第四辐射段的内部延伸至第四辐射段的外部设置，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求；或者，第五辐射段和第六辐射段沿第二方向的相反方向从第四辐射段的内部延伸至第四辐射段的外部设置，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求。
在一种可能的设计中，第五辐射段与电子设备的M个第三接地点连接，第六辐射段与电子设备的M个第四接地点连接，M为正整数。
在一种可能的设计中，在第五辐射段和第六辐射段设置在支架上的情况下，第三接地点和第四接地点设置在支架上，使得第三接地点和第四接地点需要通过支架上的弹脚分别与印刷电路板的地连接，而不需要在支架上布局走线；或者，第三接地点和第四接地点设置在电子设备的印刷电路板上，节省了弹脚，方案简单且易于实现。
在一种可能的设计中，第五辐射段和第六辐射段与电子设备的接地区域均连接，且接地区域沿第二方向对称设置。
在一种可能的设计中，馈电枝节沿第二方向设置在第四辐射段的内部，能够充分利用第四辐射段的内部空间，实现馈电枝节、第五辐射段和第六辐射段的设置，方便在较小的空间中布局天线单元，提高了天线单元的空间利用率；或者，馈电枝节沿第二方向设置在第四辐射段的外部，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求；或者，馈电枝节沿第二方向从第四辐射段的内部延伸至第四辐射段的外部设置，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求。
在一种可能的设计中，馈电枝节沿第二方向正对第五辐射段的面积与馈电枝节沿第二方向正对第六辐射段的面积相等；或者，馈电枝节沿第二方向的垂直方向正对第五辐射段的面积与馈电枝节沿第二方向的垂直方向正对第六辐射段的面积相等。从而，确保馈电枝节具有对称性。
在一种可能的设计中，第三馈源与馈电枝节之间具有至少一个第四接触点。
在一种可能的设计中，第三馈源与第四接触点之间设置有第三匹配组件，以便调节天线单元的频段，以使第三馈源可以得到更好的方向图和交叉极化性能，从而改善天线单元的性能。
在一种可能的设计中，第四馈源与第五接触点之间设置有第四匹配组件，和/或，第四馈源与第六接触点之间设置有第四匹配组件。这样做，以便调节天线单元的频段，以使第四馈源可以得到更好的方向图和交叉极化性能，从而改善天线单元的性能。
在一种可能的设计中，天线单元还包括：第二不导电支撑件、第三导电件和第四导电件；第三导电件和第四导电件通过第二不导电支撑件悬浮设置，且第三导电件和第四导电件沿第二方向对称设置，第三导电件的长度为1/2波长，第四导电件的长度为1/2波长，波长为天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长。从而，导电的第三导电件和第四导电件可以展宽天线单元的带宽，改善天线单元的性能。通常，第三导电件和第四导电件的宽度越宽，天线单元的性能越好。
在一种可能的设计中，第三导电件和第四导电件设置在第四辐射段的外部或内部。
在一种可能的设计中，第二不导电支撑件包括电子设备中的玻璃电池盖、塑料电池盖或者防爆膜中的至少一个。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：印刷电路板和第一方面及第一方面任一种可能的设计中的的天线单元，和/或，印刷电路板和第二方面及第二方面任一种可能的设计中的天线单元。其中，天线单元中的馈点、调谐电路和匹配电路设置在印刷电路板上，天线单元中的接地点与印刷电路板共地。
上述第三方面以及上述第三方面的各可能的设计中所提供的电子设备，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式，和/或，其有益效果可以参见上述第二方面和第二方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
图1为一种周长为一个波长λ的环形天线的电流分布图；
图2为图1中环形天线在不同工作频段上的输入反射系数S11的波形示意图；
图3a为本申请一实施例提供的天线单元中第一辐射段/第四辐射段的形状示意图；
图3b为本申请一实施例提供的天线单元中第一辐射段/第四辐射段的形状示意图；
图3c为本申请一实施例提供的天线单元中第一辐射段/第四辐射段的形状示意图；
图3d为本申请一实施例提供的天线单元中第一辐射段/第四辐射段的形状示意图；
图3e为本申请一实施例提供的天线单元中第一辐射段/第四辐射段的形状示意图；
图4a为本申请一实施例提供的天线单元中第二辐射段与第三辐射段或者第五辐射段和第六辐射段的示意图；
图4b为本申请一实施例提供的天线单元中第二辐射段与第三辐射段或者第五辐射段和第六辐射段的示意图；
图4c为本申请一实施例提供的天线单元中第二辐射段与第三辐射段或者第五辐射段和第六辐射段的示意图；
图4d为本申请一实施例提供的天线单元中第二辐射段与第三辐射段或者第五辐射段和第六辐射段的示意图；
图4e为本申请一实施例提供的天线单元中第二辐射段与第三辐射段或者第五辐射段和第六辐射段的示意图；
图4f为本申请一实施例提供的天线单元中第二辐射段与第三辐射段或者第五辐射段和第六辐射段的示意图；
图5a为本申请一实施例提供的天线单元中第二辐射段和第三辐射段或者第五辐射段和第六辐射段的接地方式的示意图；
图5b为本申请一实施例提供的天线单元中第二辐射段和第三辐射段或者第五辐射段和第六辐射段的接地方式的示意图；
图5c为本申请一实施例提供的天线单元中第二辐射段和第三辐射段或者第五辐射段和第六辐射段的接地方式的示意图；
图6a为本申请一实施例提供的天线单元中第一馈源沿第一方向与第一辐射段连接的示意图；
图6b为本申请一实施例提供的天线单元中第一馈源沿第一方向与第一辐射段连接的示意图；
图6c为本申请一实施例提供的天线单元中第一馈源沿第一方向与第一辐射段连接的示意图；
图7a为本申请一实施例提供的天线单元中第二馈源分别与第二辐射段和第三辐射段连接的示意图；
图7b为本申请一实施例提供的天线单元中第二馈源分别与第二辐射段和第三辐射段连接的示意图；
图8a为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件或者第二导电件或者第三导电件或者第四导电件的形状示意图；
图8b为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件或者第二导电件或者第三导电件或者第四导电件的形状示意图；
图8c为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件或者第二导电件或者第三导电件或者第四导电件的形状示意图；
图9a为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件或者第二导电件或者第三导电件或者第四导电件的形状示意图；
图9b为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件或者第二导电件或者第三导电件或者第四导电件的形状示意图；
图9c为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件或者第二导电件或者第三导电件或者第四导电件的形状示意图；
图10a为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件和第二导电件的位置示意图；
图10b为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件和第二导电件的位置示意图；
图10c为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件和第二导电件的位置示意图；
图10d为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件和第二导电件的位置示意图；
图10e为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件和第二导电件的位置示意图；
图10f为本申请一实施例提供的天线单元中第一导电件和第二导电件的位置示意图；
图11a为一种电子设备的整体结构示意图；
图11b为本申请一实施例提供的天线单元的拓扑示意图；
图11c为本申请一实施例提供的天线单元的拓扑示意图；
图11d为图11b和图11c中第一馈源和第二馈源在不同工作频段上的S参数的波形示意图；
图11e为图11b和图11c中第一馈源和第二馈源各自的***效率和辐射效率的波形示意图；
图12a为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图12b为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图12c为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图12d为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图12e为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图12f为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图13a为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图13b为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图13c为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图13d为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图13e为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图13f为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图14a为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图14b为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图14c为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图14d为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图14e为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图14f为本申请一实施例提供的天线单元中馈电枝节的示意图；
图15a为本申请一实施例提供的天线单元中第三馈源沿第二方向与馈电枝节对称连接的示意图；
图15b为本申请一实施例提供的天线单元中第三馈源沿第二方向与馈电枝节对称连接的示意图；
图16a为本申请一实施例提供的天线单元中第四馈源分别与第五辐射段和第六辐射段连接的示意图；
图16b为本申请一实施例提供的天线单元中第四馈源分别与第五辐射段和第六辐射段连接的示意图；
图17a为本申请一实施例提供的天线单元中第三导电件和第四导电件的位置示意图；
图17b为本申请一实施例提供的天线单元中第三导电件和第四导电件的位置示意图；
图17c为本申请一实施例提供的天线单元中第三导电件和第四导电件的位置示意图；
图17d为本申请一实施例提供的天线单元中第三导电件和第四导电件的位置示意图；
图17e为本申请一实施例提供的天线单元中第三导电件和第四导电件的位置示意图；
图17f为本申请一实施例提供的天线单元中第三导电件和第四导电件的位置示意图；
图18a为本申请一实施例提供的天线单元的拓扑示意图；
图18b为图18a中第三馈源和第四馈源在不同工作频段上的S参数的波形示意图；
图18c为图18a中第三馈源和第四馈源各自的***效率和辐射效率的波形示意图；
图18d为图18a中天线单元的电流分布图；
图18e为图18a中天线单元的电流分布图；
图18f为图18a中天线单元的电流分布图；
图18g为图18a中天线单元的电流分布图；
图18h为图18a中天线单元的电流分布图；
图18i为图18a中天线单元的电流分布图；
图19a为本申请一实施例提供的天线单元的拓扑示意图；
图19b为图19a中第三馈源和第四馈源在不同工作频段上的S参数的波形示意图；
图19c为图19a中第三馈源和第四馈源各自的***效率和辐射效率的波形示意图；
图19d为图19a中天线单元的电流分布图；
图19e为图19a中天线单元的电流分布图；
图19f为图19a中天线单元的电流分布图；
图19g为图19a中天线单元的电流分布图；
图19h为图19a中天线单元的电流分布图；
图19i为图19a中天线单元的电流分布图；
图19j为图19a中天线单元的电流分布图；
图20a为本申请一实施例提供的天线单元的拓扑示意图；
图20b为图20a中第三馈源和第四馈源在不同工作频段上的S参数的波形示意图；
图20c为图20a中第三馈源和第四馈源各自的***效率和辐射效率的波形示意图；
图20d为图20a中天线单元的电流分布图；
图20e为图20a中天线单元的电流分布图；
图20f为图20a中天线单元的电流分布图；
图20g为图20a中天线单元的电流分布图；
图20h为图20a中天线单元的电流分布图；
图20i为图20a中天线单元的电流分布图；
图21a为本申请一实施例提供的天线单元的拓扑示意图；
图21b为图21a中第三馈源和第四馈源在不同工作频段上的S参数的波形示意图；
图21c为图21a中第三馈源和第四馈源各自的***效率和辐射效率的波形示意图。
附图标记说明：
10—第一环形枝节；11—第一辐射段；12—第二辐射段；13—第三辐射段；14—第一不导电支撑件；15—第一导电件；16—第二导电件；F1—第一馈源；F2—第二馈源；X1—第一方向；
20—第二环形枝节；21—第四辐射段；22—第五辐射段；23—第六辐射段；24—第二不导电支撑件；25—第三导电件；26—第四导电件；27—馈电枝节；F3—第三馈源；F4—第四馈源；X2—第二方向。
具体实施方式
首先，下面对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
1、环形天线(loop antenna)：是将一根金属导线绕成一定形状，如圆形、方形、三角形、菱形等，以导体两端作为输出端的结构。
图1示出了一种周长为一个波长λ的环形天线的电流分布图。为了便于说明，图1中环形天线以方形进行举例示意。如图1所示，黑色粗线代表环形天线，环形天线的一端连接馈源(feed)，环形天线的另一端连接接地点，各个箭头代表环形天线在一个波长λ对应频率的电流分布，环形天线在三角形的位置处的电流最小，环形天线在实心圆的位置处的电流最大。
图2示出了图1中环形天线在不同工作频段上的输入反射系数S11的波形示意图。如图2所示，曲线1和曲线2分别代表图1中的环形天线在不同工作频段上的S11，曲线1和曲线2中环形天线的高次模丰富，使得环形天线具有易于调试和可覆盖很宽的中高频带宽等优点。
图2中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为输入反射系数S11，单位为dB，输入反射系数S11是S参数(即散射参数)中的一个，表示回波损耗特性，一般通过网络分析仪来看其损耗的dB值和阻抗特性。此参数表示天线跟前端电路的匹配程度好不好，反射系数S11的值越大，表示天线本身反射回来的能量越大，这样天线的匹配就越差。例如，天线A在某一频点的S11值为-1，天线B在相同频点的S11值为-3，天线B比天线A的匹配程度要好。
2、天线隔离度：是指一个天线发射的信号与另一个天线所接收的信号功率的比值。通常采用反向传输系数S12表示天线隔离度。其中，反向传输系数S12是S参数中的一个。
3、包络相关系数ECC：用于表示不同天线之间的耦合，此处的耦合可以包括：电流耦合、自由空间耦合和表面波耦合三种。本领域技术人员可以理解，隔离度是衡量天线之间耦合的一个重要指标。通常，通过减小上述三种耦合效应，便可提高天线之间的隔离度，保证足够低的ECC，维持较佳的天线性能。
本领域技术人员可以理解，一个天线可以单独馈电，产生等幅且同相的电流，即共模(common mode，C模)端口的信号。一个天线可以单独馈电，产生等幅且反相的电流，即差模(differential mode，D模)端口的信号。然而，当两个天线之间的距离较近时，由于两个天线之间存在耦合电容，导致两个天线之间的耦合效应随着距离的不断减小而不断增大。因此，当两个天线之间的距离较小时，两个天线之间的耦合效应较大，使得两个天线之间的隔离度降低，也使得两个天线之间的ECC较高。
为了解决上述问题，本申请提供一种天线单元和电子设备，通过两个馈源分别激励起任意一个天线单元中的同一环形天线的C模端口的信号和D模端口的信号，且基于该天线单元的电对称设置，使得C模端口的信号在D模端口处自我抵消，使得D模端口的信号在C模端口处自我抵消，实现了两个端口间的信号隔离开来，还使得C模端口的信号和D模端口的信号在不同的辐射方向上能够相互互补，从而基于同一环形天线实现两个具有隔离度高且包络相关系数ECC低的天线，不仅保障了良好的天线性能，使得电子设备在有限的空间内能够充分利用天线单元实现各种场景，如应用在分集天线或者多输入多输出(multiple-input multiple-out-put，MIMO)天线等多天线场景、方向图合成场景以及如横竖切换等方向图切换场景等中，还使得电子设备能够在有限空间内包含更多数量的天线，提升了天线空间的利用率。
其中，本申请提及的电子设备可以包括但不限于：手机、耳机、平板电脑、手提式电脑、可穿戴式设备或者数据卡等设备。
其中，天线单元电对称设置。天线单元的电对称设置可以理解为天线单元具有一个电对称中心，通常与物理对称中心相对应。天线单元相对于这个电对称中心的两侧是电尺寸近似镜像相等的。若天线单元周边环境是理想对称，则天线单元的电对称即物理对称。若天线单元周边环境有引入不对称的器件，则需要将天线单元设置为不对称的结构，来抵消该器件引入的不对称，从而实现天线单元的电对称。为了便于说明，本申请中，以天线单元结构对称且天线单元周围环境也结构对称设置为例进行示意。
其中，本申请对馈源激励环形天线的馈电方式不做限定。故，本申请中可以将馈源采用直接馈电方式激励环形天线的场景设置为实施例一，将馈源采用类似共面波导馈(coplanar waveguide，CPW)的馈电形式激励环形天线的场景设置为实施例二。
为了便于说明，电子设备以手机为例，结合本申请实施例及其附图，采用实施例一和实施例二，分别对本申请通过同一个环形天线实现两个天线的具体实现过程进行描述。
实施例一
实施例一中，本申请的天线单元可以包括：第一环形枝节10、第一馈源F1和第二馈源F2。
其中，本申请对第一环形枝节10的制作工艺不做限定。例如，第一环形枝节10可以采用柔性电路板(flexible printed circuit board，FPC)制作而成，也可以采用激光镭射制作而成，也可以采用喷涂工艺制作而成。且本申请对第一环形枝节10的设置位置也不做限定。例如，第一环形枝节10可以设置在如手机等电子设备的金属边框，也可以设置在电子设备的印刷电路板上，也可以采用支架搭设在电子设备的印刷电路板上。
本申请中，该第一环形枝节10可以包括：第一辐射段11、第二辐射段12和第三辐射段13。
其中，第一辐射段11呈环形。可选地，该第一辐射段11可以为图3a所示的圆形，也可以为图3b所示的方形，也可以为图3c-图3e所示的不规则形状，也可以为三角形，本申请对第一辐射段11的具体形状不做限定，只需满足第一辐射段11沿第一方向X1对称设置即可。该第一方向X1指的是该第一环形枝节10的对称轴所在的方向，可以随着第一环形枝节10的放置方向而指向任意一个方向。为了便于说明，本申请中第一方向X1以X轴的正方向为例进行示意。需要说明的是，该第一环形枝节10可以在结构上设置为完全对称，即第一方向X1为该第一环形枝节10的对称轴所在的方向，也可以允许在结构上设置为出现误差范围内的不对称，此处的不对称是为了消除该第一环形枝节10之外的其他部件所引入的电不对称，即第一方向X1为该第一环形枝节10矫正后的对称轴所在的方向。
并且，第一辐射段11不闭合，且具有两端。第一辐射段11的一端与第二辐射段12连接，第一辐射段11的另一端与第三辐射段13连接。且第二辐射段12与第三辐射段13沿第一方向X1对称设置，第二辐射段12和第三辐射段13之间具有开口。
其中，本申请对第二辐射段12和第三辐射段13的形状、宽度或者长度等参数也不做限定。且第二辐射段12与第三辐射段13之间的开口的大小不做限定。另外，本申请对第二辐射段12与第三辐射段13分别与第一辐射段11的相对位置关系不做限定。
下面，在图3b所示方形的第一辐射段11的基础上，结合图4a-图4f，对第二辐射段12与第三辐射段13的设置进行说明。
可选地，第二辐射段12和第三辐射段13可以沿第一方向X1设置在第一辐射段11的内部，能够充分利用第一辐射段11的内部空间，实现第二辐射段12和第三辐射段13的设置，方便在较小的空间中布局天线单元，提高了天线单元的空间利用率。其中，基于前述描述的第二辐射段12和第三辐射段13的形状可以包括多种，以图4a、6b和6c为例进行举例说明。为了便于说明，图4a所示的第二辐射段12和第三辐射段13呈长条状，图4b和图4c所示的第二辐射段12和第三辐射段13采用不同的不规则形状。
可选地，第二辐射段12和第三辐射段13可以沿第一方向X1设置在第一辐射段11的外部，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求。其中，基于前述描述的第二辐射段12和第三辐射段13的形状可以包括多种，以图4d为例进行举例说明。为了便于说明，图4d所示的第二辐射段12和第三辐射段13呈长条状。
可选地，第二辐射段12和第三辐射段13可以沿第一方向X1从第一辐射段11的内部延伸至第一辐射段11的外部设置，为实现天线单元提供另一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求。其中，基于前述描述的第二辐射段12和第三辐射段13的形状可以包括多种，以图4e为例进行举例说明。其中，图4e所示的第二辐射段12和第三辐射段13呈长条状。
可选地，第二辐射段12和第三辐射段13可以沿第一方向X1的相反方向从第一辐射段11的内部延伸至第一辐射段11的外部设置，为实现天线单元提供另一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求。其中，基于前述描述的第二辐射段12和第三辐射段13的形状可以包括多种，以图4f为例进行举例说明。其中，图4f所示的第二辐射段12和第三辐射段13呈长条状。
并且，第二辐射段12和第三辐射段13均接地。其中，本申请对第二辐射段12和第三辐射段13的接地方式不做限定。下面，结合图5a-图5c，对第二辐射段12和第三辐射段13的接地方式进行说明。
可选地，第二辐射段12与电子设备的N个第一接地点连接，第三辐射段13与电子设备的N个第二接地点连接，N为正整数。其中，本申请对N的具体大小不做限定。为了便于说明，图5a-图5c中，第一接地点和第二接地点以接地符号进行示意。
以N＝1为例，在图4b所示第一环形枝节10的基础上，图5a示出了对第二辐射段12与一个第一接地点连接，第三辐射段13与一个第二接地点连接。
以N＝2为例，在图4c所示第一环形枝节10的基础上，图5b示出了第二辐射段12与两个第一接地点连接，第三辐射段13与两个第二接地点连接。需要说明的是，在图4c所示第一环形枝节10的基础上，第二辐射段12也可以与一个第一接地点连接，且第三辐射段13与一个第二接地点连接。
其中，本申请对电子设备的第一接地点和第二接地点的具体实现方式不做限定。本领域技术人员可以理解，电子设备的各个部件需要共地。因此，第一接地点和第二接地点需要与电子设备中印刷电路板的地连接。
当本申请天线单元采用支架进行工艺制作时，第二辐射段12和第三辐射段13设置在支架上，而第一接地点和第二接地点可以采用多种方式进行设置。下面，采用两种可行的实现方式进行举例示意。
一种可行的实现方式中，第一接地点和第二接地点可以设置在印刷电路板上。其中，第一接地点和第二接地点可以为印刷电路板的地，无需单独设置。第一接地点和第二接地点也可单独设置，并通过印刷电路板上的走线与印刷电路板的地连接。从而，第二辐射段12和第三辐射段13通过支架上的不同走线分别转接到印刷电路板的第一接地点和第二接地点上，且通常支架上的不同走线沿第一方向X1对称设置。这样做，节省了弹脚，方案简单且易于实现。
另一种可行的实现方式中，第一接地点和第二接地点可以设置在支架上，使得第二辐射段12与第一接地点连接以及第三辐射段13与第二接地点连接。并且，第一接地点和第二接地点需要通过支架上的弹脚分别与印刷电路板的地连接，而不需要在支架上布局走线。
可选地，第二辐射段12和第三辐射段13可以与电子设备的接地区域均连接，且该接地区域沿第一方向X1对称设置。为了便于说明，在图4f所示第一环形枝节10的基础上，图5c示出了第二辐射段12和第三辐射段13分别与接地区域(图5c中接地区域采用GG进行示意)连接。
其中，本申请对接地区域的具体大小和位置均不做限定。该接地区域可以设置在电子设备的印刷电路板上，也可以设置为与电子设备的地连接的导电布，也设置为电子设备的屏幕下方与电子设备的地连接的导电板上，本申请对此不做限定。
本申请中，第一馈源F1沿第一方向X1与第一辐射段11对称连接，使得第一馈源F1与第一辐射段11之间具有一个或者多个第一接触点。本申请对第一接触点的数量和位置不做限定，只需满足全部的第一接触点沿第一方向X1对称即可。
下面，在图5b所示第一环形枝节10的基础上，结合图6a-图6c，采用三种可行的实现方式，对第一馈源F1沿第一方向X1与第一辐射段11连接进行举例示意。图6a-图6c中，由于第一辐射段11沿第一方向X1对称，故第一辐射段11的对称轴与第一方向X1重叠。
一种可行的实现方式中，第一馈源F1与第一辐射段11之间有一个第一接触点，该第一接触点为第一辐射段11的对称点且位于第一辐射段11上，即图6a中的点A即第一接触点。
另一种可行的实现方式中，第一馈源F1与第一辐射段11之间有偶数P个第一接触点，偶数P个第一接触点沿第一方向X1对称设置，且偶数P个第一接触点位于第一辐射段11中第一辐射段11的对称点所在的辐射段上。
其中，本申请对偶数P的具体大小不做限定，且本申请对任意两个第一接触点之间的距离不做限定。为了便于说明，当偶数P＝2时，如图6b所示，点A1和点A2即为两个第一接触点，且点A1和点A2沿第一方向X1对称。
另一种可行的实现方式中，结合前述两种实现方式，第一馈源F1与第一辐射段11之间有奇数Q个第一接触点，且奇数Q大于或等于3。且在奇数Q个第一接触点包括一个第一接触点和偶数P个第一接触点。其中，一个第一接触点为第一辐射段11的对称点且位于第一辐射段11上。偶数P个第一接触点沿第一方向X1对称设置，且偶数P个第一接触点位于第一辐射段11中第一辐射段11的对称点所在的辐射段上。从而，使得奇数Q个第一接触点沿第一方向X1对称设置。
其中，本申请对奇数Q的具体大小不做限定，且本申请对任意两个第一接触点之间的距离不做限定。为了便于说明，当奇数Q＝3时，如图6c所示，点A1、点A2和点A3即为三个第一接触点，且点A1、点A2和点A3沿第一方向X1对称。
另外，第一馈源F1与第一接触点之间也可以设置有第一匹配组件，以便调节天线单元的频段，以使第一馈源F1可以得到更好的方向图和交叉极化性能，从而改善天线单元的性能。其中，本申请对第一匹配组件的具体实现形式不做限定。例如，第一匹配组件可以为电容、电感、电容和电感、电容和开关、电感和开关或者电容、电感和开关等。其中，本申请对电容的容值和数量、电感的感值和数量、开关的类型和数量或者电容、电感和开关中任意两种的连接关系均不做限定。
本申请中，第二馈源F2分别与第二辐射段12和第三辐射段13均连接，且本申请将第二馈源F2与第二辐射段12的接触点称为第二接触点，将第二馈源F2与第二辐射段12的接触点称为第三接触点，第二接触点和第三接触点沿第一方向X1对称。
并且，第二接触点设置在第二辐射段12上与第三辐射段13相对的一面的任意一个位置处，第三接触点设置在第三辐射段13上与第二辐射段12相对的一面的任意一个位置处，且第二接触点和第三接触点之间的距离在第一预设范围内，从而确保了天线单元的性能。
其中，本申请对第一预设范围的具体大小不做限定，只需第二接触点与第三接触点之间的距离能够保证天线单元的性能良好即可。
下面，结合图7a和图7b，对第二馈源F2分别与第二辐射段12和第三辐射段13连接的具体实现方式进行示意。
在图6a所示第一环形枝节10的基础上，如图7a所示，第二辐射段12与第三辐射段13之间的距离相同且为距离aa，该距离aa在第一预设范围内，因此，第二馈源F2可以设置第二辐射段12与第三辐射段13之间的任意一个位置处。为了便于说明，图7a中，第二馈源F2分别以设置在实线对应的位置处和设置在虚线对应的位置处为例进行示意。
在图5b所示第一环形枝节10且第一馈源F1与第一辐射体之间具有一个第一接触点的基础上，如图7b所示，第二辐射段12与第三辐射段13之间的最小距离为距离aa1，最大距离为距离aa2，且第一预设范围设置为小于等于距离aa3，且距离aa3小于距离aa2且大于距离aa1。因此，第二馈源F2可以设置在大于等于距离aa1且小于等于距离aa3所对应的任意一个位置处。为了便于说明，图7b中第二馈源F2以设置在距离aa1对应的位置处和设置在距离aa3对应的位置处为例进行示意。
另外，第二馈源F2与第二接触点，和/或，第二馈源F2与第三接触点之间也可以设置有第二匹配组件，以便调节天线单元的频段，以使第二馈源F2可以得到更好的方向图和交叉极化性能，从而改善天线单元的性能。其中，本申请对第二匹配组件的具体实现形式不做限定。例如，第二匹配组件可以为电容、电感、电容和电感、电容和开关、电感和开关或者电容、电感和开关等。其中，本申请对电容的容值和数量、电感的感值和数量、开关的类型和数量或者电容、电感和开关中任意两种的连接关系均不做限定。
在上述实施例的基础上，天线单元还可以包括：第一不导电支撑件14、第一导电件15和第二导电件16。其中，第一导电件15和第二导电件16通过第一不导电支撑件14悬浮设置，且第一导电件15和第二导电件16沿第一方向X1对称设置，第一导电件15的长度为1/2波长，第二导电件16的长度为1/2波长，该波长为天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长。
本申请中，第一导电件15和第二导电件16的材质为导电材质，可以采用贴片或者蚀刻等方式通过第一不导电支撑件14悬浮设置，从而导电的第一导电件15和第二导电件16可以展宽天线单元的带宽，改善天线单元的性能。通常，第一导电件15和第二导电件16的宽度越宽，天线单元的性能越好。
其中，第一导电件15或者第二导电件16可以包括多种形状。可选地，第一导电件15或者第二导电件16可以为图8a-图8c所示的规则的块状(patch)，也可以为不规则的块状，也可以为图9a-图9c所示的规则的闭合环状，也可以为不规则的闭合环状，本申请对第一导电件15或者第二导电件16的具体形状不做限定，只需满足第一导电件15和第二导电件16沿第一方向X1对称设置即可。
并且，本申请对第一导电件15和第二导电件16的宽度、数量和位置等参数也不做限定。下面，在图7a所示的天线单元的基础上，结合图10a-图10f，对第一导电件15和第二导电件16的位置进行举例说明。为了便于说明，图10a-图10c中，第一导电件15和第二导电件16以矩形截面形状为例进行示意，图10d-图10f中，第一导电件15和第二导电件16以矩形闭合环为例进行示意。
可选地，第一导电件15和第二导电件16可以设置在第一辐射段11的外部。例如，第一导电件15和第二导电件16可以沿第一方向X1上下对称设置在第一辐射段11的外部，如图10a和图10b所示，图10a中第一导电件15和第二导电件16的放置方向与第一方向X1垂直，图10b中第一导电件15和第二导电件16的放置方向与第一方向X1不垂直。又如，第一导电件15和第二导电件16也可以沿第一方向X1左右对称设置在第一辐射段11的外部，如图10c所示。
可选地，第一导电件15和第二导电件16可以设置在第一辐射段11的内部。例如，第一导电件15和第二导电件16可以沿第一方向X1上下对称设置在第一辐射段11的内部，如图10d和图10e所示，图10d中第一导电件15和第二导电件16的放置方向与第一方向X1垂直，图10e中第一导电件15和第二导电件16的放置方向与第一方向X1不垂直。又如，第一导电件15和第二导电件16也可以沿第一方向X1左右对称设置在第一辐射段11的内部，如图10f所示。
需要说明的是，第一导电件15和第二导电件16的位置不限于上述的实现方式。
另外，第一不导电支撑件14的材质为不导电的材质。其中，本申请对第一不导电支撑件14的数量、材质和位置等参数均不做限定。可选地，第一不导电支撑件14可以为玻璃电池盖，也可以为塑料电池盖，也可以为防爆膜，本申请对此不做限定。
在一个具体的实施例中，基于图5c所示的天线单元，结合图11a-图11d，对本申请的天线单元的结构和性能进行详细说明。
图11a示出了电子设备的整体结构示意图。如图11a所示，电子设备可以包括印刷电路板、中框和如图5c所示的天线单元。如图11a和图5c所示，第二辐射段12可以与电子设备的接地区域GG连接，电子设备的接地区域GG通过电子设备的中框上的弹脚foot1与印刷电路板的地连接。第三辐射段13可以与电子设备的接地区域GG连接，电子设备的接地区域GG通过电子设备的中框上的弹脚foot2与印刷电路板的地连接。
其中，中框不仅可以作为印刷电路板的结构支撑，还可以用于转接弹脚，以便电子设备的接地区域GG、第一接地点、第二接地点可以与印刷电路板的地连接。本申请对中框上弹脚的数量和位置均不做限定。为了便于说明，图11a中，电子设备以手机为例进行示意，中框、弹脚foot1和弹脚foot2均未进行示意。
图11b和图11c分别示出了图11a和图5c中天线单元的拓扑示意图。如图11b所示，第一馈源F1沿第一方向X1与一个第一接触点连接，该第一接触点为第一辐射段11的对称点且位于第一辐射段11上，从而实现天线单元的对称馈电，以便激起第一环形枝节10的C模端口的信号。如图11c所示，第二馈源F2分别与第二辐射段12和第三辐射段13均连接，实现天线单元的反对称馈电，以便激起第一环形枝节10的D模端口的信号。
图11d示出了图11b和图11c中第一馈源F1和第二馈源F2在不同工作频段上的S参数的波形示意图。图11d中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为S参数中的输入反射系数S11、反向传输系数S12/正向传输系数S21和输出反射系数S22，单位为dB。如图11d所示，曲线1代表第一馈源F1的输入反射系数S11，曲线2代表第一馈源F1和第二馈源F2的反向传输系数S12/正向传输系数S21，曲线3代表第二馈源F2的输出反射系数S22。
图11e示出了图11b和图11c中第一馈源F1和第二馈源F2各自的***效率和辐射效率的波形示意图。图11e中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为***效率，单位为dB。如图11e所示，曲线1代表第一馈源F1的***效率，曲线2代表第一馈源F1的辐射效率，曲线3代表第二馈源F2的***效率，曲线4代表第二馈源F2的辐射效率。
实施例一中，天线单元基于同一环形天线(即第一环形枝节)的对称布局，通过两个馈源分别激励起该环形天线的C模端口的信号和D模端口的信号，使得C模端口的信号在D模端口处自我抵消，使得D模端口的信号在C模端口处自我抵消，实现了两个端口间的信号隔离，也使得C模端口的信号和D模端口的信号在不同辐射方向上相互互补，从而实现了两个具有高隔离度且低ECC的天线，不仅能够确保了良好的天线性能，使得电子设备在有限的空间内能够充分利用天线单元实现各种场景，还可能够使得电子设备在有限空间内包含更多数量的天线，提升了天线空间的利用率。
实施例二
结构上，实施例一和实施例二中相同的是：天线单元均包括环形天线以及两个馈源，且环形天线的具体实现方式均相同。实施例一和实施例二不同的是：实施例二的天线单元比实施例一的天线单元新增了一枝节。
连接方式上，实施例一和实施例二相同的是：两个馈源中的一个馈源的连接方式相同，且该馈源均与环形天线连接。实施例一和实施例二不同的是：两个馈源中的另一个馈源的连接方式不同，且实施例一中该馈源与环形枝节连接，实施例二中该馈源与新增的枝节连接。
实施例二中，本申请的天线单元可以包括：第二环形枝节20、馈电枝节27、第三馈源F3和第四馈源F4。
其中，第二环形枝节20的具体实现方式可参见实施例一中第一环形枝节的描述内容，此处不做赘述。
本申请中，该第二环形枝节20可以包括第四辐射段21、第五辐射段22和第六辐射段23。
其中，第四辐射段21呈环形。第四辐射段21的具体形状可参见实施例一中对第一辐射段的形状的描述内容，此处不做赘述。例如，第四辐射段21的形状可以参见图3a-图3e所示的第一辐射段的形状。
并且，第四辐射段21不闭合，且具有两端。第四辐射段21的一端与第五辐射段22连接，第四辐射段21的另一端与第六辐射段23连接。第五辐射段22与第六辐射段23沿第二方向X2对称设置，第五辐射段22与第六辐射段23之间具有开口。
其中，本申请对第四辐射段21和第五辐射段22的形状、宽度或者长度等参数也不做限定。且第四辐射段21与第五辐射段22之间的开口的大小不做限定。另外，本申请对第四辐射段21与第五辐射段22分别与第三辐射段的相对位置关系不做限定。
第五辐射段22的具体实现方式可参见实施例一中第二辐射段的描述内容，第六辐射段23的具体实现方式可参见实施例一中第三辐射段的描述内容，此处不做赘述。例如，第五辐射段22与第六辐射段23的设置可以参见实施例一中图4a-图4f所示的设置第二辐射段与第三辐射段的描述内容。
并且，第五辐射段22和第六辐射段23均接地。其中，第五辐射段22和第六辐射段23的接地方式可参见实施例一中第二辐射段和第三辐射段的接地方式的描述内容，此处也不做赘述。例如，第五辐射段22和第六辐射段23的接地方式可以参见实施例一中图5a-图5c所示的第二辐射段和第三辐射段的接地方式的描述内容。
可选地，第五辐射段22与电子设备的M个第三接地点连接，第六辐射段23与电子设备的M个第四接地点连接，M为正整数。其中，本申请对M的具体大小不做限定。其中，第三接地点可以参见实施例一中图5a和图5b所示的第一接地点的描述内容，第四接地点可以参见实施例一中图5a和图5b所示的第二接地点的描述内容。
当本申请天线单元采用支架进行工艺制作时，第五辐射段22和第六辐射段23设置在支架上，而第三接地点和第四接地点可以采用多种方式进行设置。下面，采用两种可行的实现方式进行举例示意。
一种可行的实现方式中，第三接地点和第四接地点可以设置在印刷电路板上。其中，第三接地点和第四接地点可以为印刷电路板的地，无需单独设置。第三接地点和第四接地点也可单独设置，并通过印刷电路板上的走线与印刷电路板的地连接。从而，第五辐射段22和第六辐射段23通过支架上的不同走线分别转接到印刷电路板的第三接地点和第四接地点上，且通常支架上的不同走线沿第二方向X2对称设置。这样做，节省了弹脚，方案简单且易于实现。
另一种可行的实现方式中，第三接地点和第四接地点可以设置在支架上，使得第五辐射段22与第三接地点连接以及第六辐射段23与第四接地点连接。并且，第三接地点和第四接地点需要通过支架上的弹脚分别与印刷电路板的地连接，而不需要在支架上布局走线。
可选地，第五辐射段22和第六辐射段23可以与电子设备的接地区域均连接，且该接地区域沿第二方向X2对称设置。其中，上述实现方式可以参见实施例一中图5c所示实施例的描述内容。
其中，该第二方向X2指的是该第二环形枝节20的对称轴所在的方向，可以随着第二环形枝节20的放置方向而指向任意一个方向。需要说明的是，该第二环形枝节20可以在结构上设置为完全对称，即第二方向为该第二环形枝节20的对称轴所在的方向，也可以允许在结构上设置为出现误差范围内的不对称，此处的不对称是为了消除该第二环形枝节20之外的其他部件所引入的电不对称，即第二方向为该第二环形枝节20矫正后的对称轴所在的方向。且第二方向X2的具体内容可参见实施例一中第一方向X1的描述内容，此处不做赘述。为了便于说明，本申请中第二方向X2以X轴的正方向为例进行示意。
本申请中，馈电枝节27沿第二方向X2对称设置，且馈电枝节27正对第五辐射段22的面积与馈电枝节27正对第六辐射段23的面积相等，可以确保馈电枝节27具有对称性。
其中，本申请对馈电枝节27的制作工艺不做限定。例如，馈电枝节27可以采用柔性电路板(flexible printed circuit board，FPC)制作而成，也可以采用激光镭射制作而成，也可以采用喷涂工艺制作而成。且本申请对馈电枝节27的形状、宽度或者长度等参数以及位置也不做限定。
下面，结合图12a-图12f、图13a-图13f以及图14a-图14f，对馈电枝节27的设置进行举例说明。为例便于说明，图12a-图12f、图13a-图13f以及图14a-图14f中，第四辐射段21以方形为例进行示意。
可选地，馈电枝节27可以沿第二方向X2设置在第四辐射段21的内部，能够充分利用第四辐射段21的内部空间，实现馈电枝节27、第五辐射段22和第六辐射段23的设置，方便在较小的空间中布局天线单元，提高了天线单元的空间利用率。
以图12a-图12f为例，对上述描述方式的馈电枝节27进行示意。
如图12a所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间且位于第四辐射段21的内部(图12a中采用实线进行示意)，或者，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的内部的一侧(图12a中采用虚线进行示意)。且图12a中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4a所示的第二辐射段，图12a中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4a所示的第三辐射段。
如图12b所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间且位于第四辐射段21的内部(图12b中采用实线进行示意)，或者，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的内部的一侧(图12b中采用虚线进行示意)。且图12b中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4b所示的第二辐射段，图12b中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4b所示的第三辐射段。
如图12c所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间且位于第四辐射段21的内部(图12c中采用实线进行示意)，或者，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的内部的一侧(图12c中采用虚线进行示意)。且图12c中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4c所示的第二辐射段，图12c中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4c所示的第三辐射段。
如图12d所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的内部的一侧。且图12d中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4d所示的第二辐射段，图12d中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4d所示的第三辐射段。
如图12e所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间且位于第四辐射段21的内部(图12e中采用实线进行示意)，或者，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的内部的一侧(图12e中采用虚线进行示意)。且图12e中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4e所示的第二辐射段，图12e中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4e所示的第三辐射段。
如图12f所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间且位于第四辐射段21的内部。且图12f中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4f所示的第二辐射段，图12f中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4f所示的第三辐射段。
可选地，馈电枝节27可以沿第二方向X2设置在第四辐射段21的外部，为实现天线单元提供一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求。
以图13a-图13f为例，对上述描述的馈电枝节27进行示意。
如图13a所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的外部的一侧。且图13a中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4a所示的第二辐射段，图13a中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4a所示的第三辐射段。
如图13b所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的外部的一侧。且图13b中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4b所示的第二辐射段，图13b中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4b所示的第三辐射段。
如图13c所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的外部的一侧。且图13c中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4c所示的第二辐射段，图13c中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4c所示的第三辐射段。
如图13d所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间且位于第四辐射段21的外部(图13d中采用实线进行示意)，或者，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的外部的一侧(图13d中采用虚线进行示意)。且图13d中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4d所示的第二辐射段，图13d中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4d所示的第三辐射段。
如图13e所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间且位于第四辐射段21的外部(图13e中采用实线进行示意)，或者，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的外部的一侧(图13e中采用虚线进行示意)。且图13e中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4e所示的第二辐射段，图13e中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4e所示的第三辐射段。
如图13f所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23靠近第四辐射段21的外部的一侧。且图13f中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4f所示的第二辐射段，图13f中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4f所示的第三辐射段。
可选地，馈电枝节27可以沿第二方向X2从第四辐射段21的内部延伸至第四辐射段21的外部设置，为实现天线单元提供另一种可能性，以便天线单元能够满足实际情况的空间需求。
以图14a-图14f为例，对上述描述的馈电枝节27进行示意。
如图14a所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间，且馈电枝节27沿第二方向X2从第四辐射段21的内部延伸至第四辐射段21的外部设置。且图14a中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4a所示的第二辐射段，图14a中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4a所示的第三辐射段。
如图14b所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间，且馈电枝节27沿第二方向X2从第四辐射段21的内部延伸至第四辐射段21的外部设置。且图14b中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4b所示的第二辐射段，图14b中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4b所示的第三辐射段。
如图14c所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间，且馈电枝节27沿第二方向X2从第四辐射段21的内部延伸至第四辐射段21的外部。且图14c中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4c所示的第二辐射段，图14c中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4c所示的第三辐射段。
如图14d所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间，且馈电枝节27沿第二方向X2从第四辐射段21的内部延伸至第四辐射段21的外部。且图14d中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4d所示的第二辐射段，图14d中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4d所示的第三辐射段。
如图14e所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间，且馈电枝节27沿第二方向X2从第四辐射段21的内部延伸至第四辐射段21的外部。且图14e中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4e所示的第二辐射段，图14e中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4e所示的第三辐射段。
如图14f所示，馈电枝节27呈长条状并位于第五辐射段22和第六辐射段23之间，且馈电枝节27沿第二方向X2从第四辐射段21的内部延伸至第四辐射段21的外部。且图14f中的第五辐射段22的设置可参见实施例一中图4f所示的第二辐射段，图14f中的第六辐射段23的设置可参见实施例一中图4f所示的第三辐射段。
综上，馈电枝节27沿第二方向X2正对第五辐射段22的面积与馈电枝节27沿第二方向X2正对第六辐射段23的面积相等，或者，馈电枝节27沿第二方向X2的垂直方向正对第五辐射段22的面积与馈电枝节27沿第二方向X2的垂直方向正对第六辐射段23的面积相等，从而确保馈电枝节27具有对称性。
本申请中，第三馈源F3沿第二方向X2与馈电枝节27对称连接，与实施例一中第一馈源沿第一方向X1与第一辐射段对称连接的方式不同，且本申请中第三馈源F3与馈电枝节27之间具有一个或者多个第四接触点。其中，第四接触点为馈电枝节27沿第二方向X2的对称点。本申请对第四接触点的数量和位置均不做限定，只需满足第四接触点沿第二方向X2对称即可。
以第四接触点的数量为一个为例，结合图15a和图15b，对第三馈源F3沿第二方向X2与馈电枝节27对称连接进行示意。
在图12b所示第二环形枝节20的基础上，如图15a所示，第三馈源F3沿第二方向X2从第四接触点馈入，该第四接触点位于第四辐射段21的内部的馈电枝节27的一侧。且第五辐射段22与一个第三接地点连接，第六辐射段23与一个第四接地点连接。图15a中，第三接地点和第四接地点以接地符号为例进行示意。
在图12c所示第二环形枝节20的基础上，如图15b所示，第三馈源F3沿第二方向X2从第四接触点馈入，该第四接触点位于第四辐射段21的内部的馈电枝节27的一侧。且第五辐射段22与两个第三接地点连接，第六辐射段23与两个第四接地点连接。图15b中，第三接地点和第四接地点以接地符号为例进行示意。
另外，第三馈源F3与第四接触点之间也可以设置有第三匹配组件，以便调节天线单元的频段，以使第三馈源F3可以得到更好的方向图和交叉极化性能，从而改善天线单元的性能。其中，本申请对第三匹配组件的具体实现形式不做限定。例如，第三匹配组件可以为电容、电感、电容和电感、电容和开关、电感和开关或者电容、电感和开关等。其中，本申请对电容的容值和数量、电感的感值和数量、开关的类型和数量或者电容、电感和开关中任意两种的连接关系均不做限定。
本申请中，第四馈源F4分别与第五辐射段22和第六辐射段23均连接，与实施例一中第二馈源分别与第二辐射段和第三辐射段均连接的方式相同，且本申请将第四馈源F4与第五辐射段22的接触点称为第五接触点，将第四馈源F4与第六辐射段23的接触点称为第六接触点，第五接触点和第六接触点沿第二方向X2对称。
并且，第五接触点设置在第五辐射段22上与第六辐射段23相对的一面的任意一个位置处，第六接触点设置在第六辐射段23上与第五辐射段22相对的一面的任意一个位置处，且第五接触点和第六接触点之间的距离在第二预设范围内，从而确保了天线单元的性能。
其中，本申请对第二预设范围的具体大小不做限定，只需第五接触点与第六接触点之间的距离能够保证天线单元的性能良好即可。
下面，结合图16a和图16b，对第四馈源F4分别与第五辐射段22和第六辐射段23连接的具体实现方式进行示意。
在图15a所示第二环形枝节20的基础上，如图16a所示，第五辐射段22与第六辐射段23之间的距离相同且为距离aa，该距离aa在第二预设范围内，因此，第四馈源F4可以设置第五辐射段22与第六辐射段23之间的任意一个位置处。为了便于说明，图16a中，第四馈源F4分别以设置在实线对应的位置处和设置在虚线对应的位置处为例进行示意。
在图15b所示第二环形枝节20的基础上，如图16b所示，第五辐射段22与第六辐射段23之间的最小距离为距离aa1，最大距离为距离aa2，且第二预设范围设置为小于等于距离aa3，且距离aa3小于距离aa2且大于距离aa1。因此，第四馈源F4可以设置在大于等于距离aa1且小于等于距离aa3所对应的任意一个位置处。为了便于说明，图16b中第四馈源F4以设置在距离aa1对应的位置处和设置在距离aa3对应的位置处为例进行示意。
另外，第四馈源F4与第五接触点，和/或，第四馈源F4与第六接触点之间也可以设置有第四匹配组件，以便调节天线单元的频段，以使第四馈源F4可以得到更好的方向图和交叉极化性能，从而改善天线单元的性能。其中，本申请对第四匹配组件的具体实现形式不做限定。例如，第四匹配组件可以为电容、电感、电容和电感、电容和开关、电感和开关或者电容、电感和开关等。其中，本申请对电容的容值和数量、电感的感值和数量、开关的类型和数量或者电容、电感和开关中任意两种的连接关系均不做限定。
在上述实施例的基础上，天线单元还可以包括：第二不导电支撑件24、第三导电件25和第四导电件26。其中，第三导电件25和第四导电件26通过第二不导电支撑件24悬浮设置，且第三导电件25和第四导电件26沿第二方向X2对称设置，第三导电件25的长度为1/2波长，第四导电件26的长度为1/2波长，该波长为天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长。
本申请中，第三导电件25和第四导电件26的材质为导电材质，可以采用贴片或者蚀刻等方式通过第二不导电支撑件24悬浮设置，从而导电的第三导电件25和第四导电件26可以展宽天线单元的带宽，改善天线单元的性能。通常，第三导电件25和第四导电件26的宽度越宽，天线单元的性能越好。
其中，第三导电件25或者第四导电件26可以包括多种形状。其中，第三导电件25或者第四导电件26的形状可参见实施例一中第一导电件或者第二导电件的形状的描述内容，此处也不做赘述。例如，第三导电件25或者第四导电件26的形状可以参见实施例一中图8a-图8c所示的块状(patch)或者图9a-图9c所示的闭合环状。本申请对第三导电件25或者第四导电件26的具体形状不做限定，只需满足第三导电件25和第四导电件26沿第二方向X2对称设置即可。
并且，本申请对第三导电件25和第四导电件26的宽度、数量和位置等参数也不做限定。下面，在图16a所示天线单元的基础上，结合图17a-图17f，对第三导电件25和第四导电件26的位置进行举例说明。为了便于说明，图17a-图17c中，第三导电件25和第四导电件26以矩形截面形状为例进行示意，图17d-图17f中，第三导电件25和第四导电件26以矩形闭合环为例进行示意。
可选地，第三导电件25和第四导电件26可以设置在第四辐射段21的外部。例如，第三导电件25和第四导电件26可以沿第二方向X2上下对称设置在第四辐射段21的外部，如图17a和图17b所示，图17a中第三导电件25和第四导电件26的放置方向与第二方向X2垂直，图17b中第一导电件和第二导电件的放置方向与第二方向X2不垂直。又如，第三导电件25和第四导电件26也可以沿第二方向X2左右对称设置在第四辐射段21的外部，如图17c所示。
可选地，第三导电件25和第四导电件26可以设置在第四辐射段21的内部。例如，第三导电件25和第四导电件26可以沿第二方向X2上下对称设置在第四辐射段21的内部，如图17d和图17e所示，图17d中第三导电件25和第四导电件26的放置方向与第二方向X2垂直，图17e中第三导电件25和第四导电件26的放置方向与第二方向X2不垂直。又如，第三导电件25和第四导电件26也可以沿第二方向X2左右对称设置在第四辐射段21的内部，如图17f所示。
需要说明的是，第三导电件25和第四导电件26的位置不限于上述的实现方式。
另外，第二不导电支撑件24的材质为不导电的材质。其中，本申请对第二不导电支撑件24的数量、材质和位置等参数均不做限定。可选地，第二不导电支撑件24可以为玻璃电池盖，也可以为塑料电池盖，也可以为防爆膜，本申请对此不做限定。
在一个具体的实施例中，基于图16a所示的天线单元，结合图18a-图18i，对本申请的天线单元的结构、性能和电流分布进行详细说明。
图18a示出了图16a所示天线单元的拓扑示意图。如图18a所示，天线单元可以包括：第二环形天线(ABGHIJKLCD)、馈电枝节27(EF)、第三馈源F3和第四馈源F4，第三馈源F3通过第四接触点E耦合馈入，第四馈源F4通过第五接触点B和第六接触点C这两点馈入。点A和点D为接地点，同时用于第四馈源F4的微带线的地。第三馈源F3的第三匹配组件为串连接入的0.6pF电容，第四馈源F4的第四匹配组件为串连接入的1.5nH电感。第三馈源F3激励的是第二环形天线(ABGHIJKLCD)的C模端口的信号，电磁波吸收率(specific absorptionrate，SAR)值不高于0.75。第四馈源F4激励的是第二环形天线(ABGHIJKLCD)的D模端口的信号，SAR值最高4.23，且第二个谐振SAR较低为1.2。
综上，第二环形天线(ABGHIJKLCD)的C模端口的信号使得天线单元形成天线1，第二环形天线(ABGHIJKLCD)的D模端口的信号使得天线单元形成天线2，从而，天线单元能够形成两个天线。
其中，表1示出了天线1的SAR仿真值，其中背面姿态(backside)指定的是SAR探头位于电子设备的背面且距离天线5mm区域的姿态。表2示出了天线2的SAR仿真值。且不同的频率，天线1和天线2的ECC不同，具体可参见表3。且天线1和天线2的隔离度大于19.5dB，ECC小于0.007。且第三馈源F3可覆盖N77+N79频段，带内效率-3dB。第四馈源F4可覆盖N77频段，带内效率-5dB。
表1天线1的SAR仿真值
Figure GDA0002682622380000201
表2天线2的SAR仿真值
Figure GDA0002682622380000202
表3天线1和天线2的ECC
频率 3.3 3.6 4.2
ECC 0.002 0.0001 0.007
图18b示出了图18a中第三馈源F3和第四馈源F4在不同工作频段上的S参数的波形示意图。图18b中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为S参数中的输入反射系数S11、反向传输系数S12/正向传输系数S21和输出反射系数S22，单位为dB。如图18b所示，曲线1代表第三馈源F3的输入反射系数S11，曲线1中谐振点(对应的第一馈源的D模端口的信号)，曲线2代表第三馈源F3和第四馈源F4的反向传输系数S12/正向传输系数S21，曲线3代表第四馈源F4的输出反射系数S22。
图18c示出了图18a中第三馈源F3和第四馈源F4各自的***效率和辐射效率的波形示意图。图18c中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为***效率，单位为dB。如图18c所示，曲线1代表第三馈源F3的***效率，曲线2代表第三馈源F3的辐射效率，曲线3代表第四馈源F4的***效率，曲线4代表第四馈源F4的辐射效率。
下面，基于上述描述，结合图18d-图18i，对天线单元的电路方向分布进行举例说明。
图18d示出了在第三馈源F3激励起1.4GHz第二环形枝节20的二分之一倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图18e示出了在第三馈源F3激励起3GHz第二环形枝节20的二分之三倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图18f示出了在第三馈源F3激励起3.6GHz第二环形枝节20的二分之三倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图18g示出了在第三馈源F3激励起4GHz第二环形枝节20的二分之三倍频模以及馈电枝节27EF的四分之一倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。
图18h示出了在第四馈源F4激励起3.2GHz第二环形枝节20的一倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图18i示出了在第四馈源F4激励起4.2GHz第二环形枝节20的两倍频模(且串联接入1.5nH电感的第四匹配组件，其中辐射段AB和辐射段CD起并联电感作用)的情况下，天线单元的电流分布图。
在另一个具体的实施例中，基于图16a所示的天线单元，结合图19a-图19j，对本申请的天线单元的结构、性能和电流分布进行详细说明。其中，与上一个实施例不同的是第三馈源F3接入的第三匹配组件和第四馈源F4接入的第四匹配组件不同。
图19a示出了图16a所示天线单元的拓扑示意图。如图19a所示，天线单元包括：第二环形天线(ABGHIJKLCD)、馈电枝节27(EF)、第三馈源F3和第四馈源F4，第三馈源F3通过第四接触点E耦合馈入，第四馈源F4通过第五接触点B和第六接触点C这两点馈入。点A和点D为接地点，同时用于第四馈源F4的微带线的地。第三馈源F3的第三匹配组件为串连接入的1pF电容，第四馈源F4的第四匹配组件为串连接入的0.3pF电容和4nH电感。第三馈源F3激励的是第二环形天线(ABGHIJKLCD)的C模端口的信号。第四馈源F4激励的是第二环形天线ABGHIJKLCD的D模端口的信号。第三馈源F3可覆盖WIFI2.4G+N77+N79+WIFI5G频段，WIFI2.4G带内效率-3.2dB，N77带内效率-5.7dB，N79带内-4.2dB，WIFI5G带内效率-3.4dB。第四馈源F4可覆盖WIFI2.4G+WIFI5G频段，WIFI2.4G带内效率-3.2dB,WIFI5G带内效率-3.7dB。两天线在WIFI2.4GHz的方向性最大3.7dBi。
综上，第二环形天线(ABGHIJKLCD)的C模端口的信号使得天线单元形成天线1，第二环形天线(ABGHIJKLCD)的D模端口的信号使得天线单元形成天线2，从而，天线单元能够形成两个天线。其中，表4示出了天线1的SAR仿真值，表5示出了天线2的SAR仿真值。且不同的频率，天线1和天线2的ECC不同，具体可参见表6。且天线1和天线2的隔离度大于12.1dB，ECC小于0.04。其中，Wifi2.4G的C模端口的信号的SAR值0.6，D模端口的信号的SAR值2.86.WIFI5G的C模端口的信号SAR值1.7，D模端口的信号的SAR值0.5。N77N79的C模端口的信号的SAR值0.7。
表4天线1的SAR仿真值
Figure GDA0002682622380000211
表5天线2的SAR仿真值
Figure GDA0002682622380000212
表6天线1和天线2的ECC
频率 2.4 3.6 4.7 5.5
ECC 0.0007 0.004 0.04 0.007
图19b示出了图19a中第三馈源F3和第四馈源F4在不同工作频段上的S参数的波形示意图。图19b中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为S参数中的输入反射系数S11、反向传输系数S12/正向传输系数S21和输出反射系数S22，单位为dB。如图19b所示，曲线1代表第三馈源F3的输入反射系数S11，曲线2代表第三馈源F3和第四馈源F4的反向传输系数S12/正向传输系数S21，曲线3代表第四馈源F4的输出反射系数S22。
图19c示出了图19a中第三馈源F3和第四馈源F4各自的***效率和辐射效率的波形示意图。图19c中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为***效率，单位为dB。如图19c所示，曲线1代表第三馈源F3的***效率，曲线2代表第三馈源F3的辐射效率，曲线3代表第四馈源F4的***效率，曲线4代表第四馈源F4的辐射效率。
下面，基于上述描述，结合图19d-图19j，对天线单元的电路方向分布进行举例说明。
图19d示出了在第三馈源F3激励起2.4GHz第二环形枝节20的二分之三倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图19e示出了在第三馈源F3激励起3.6GHz第二环形枝节20的二分之三倍频模(其中辐射段AB和辐射段CD起并联电感作用)的情况下，天线单元的电流分布图。图19f示出了在第三馈源F3激励起4.7GHz第二环形枝节20的二分之五倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图19g示出了在第三馈源F3激励起5.8GHz第二环形枝节20的二分之三倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。
图19h示出了在第四馈源F4激励起2.4GHz第二环形枝节20的一倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图19i示出了在第四馈源F4激励起4GHz第二环形枝节20的两倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图19j示出了在第四馈源F4激励起5.6GHz第二环形枝节20的三倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。
在另一个具体的实施例中，基于图17a所示的天线单元，结合图20a-图20i，对本申请的天线单元的结构、性能和电流分布进行详细说明。其中，与第一个具体实施例不同的是添加了第二不导电支撑件24、第三导电件25MN和第四导电件26OP。
图20a示出了图17a所示天线单元的拓扑示意图。如图20a所示，天线单元包括：第二环形天线(ABGHIJKLCD)、馈电枝节27(EF)、第三馈源F3、第四馈源F4、第二不导电支撑件24(图20a中未进行示意)、第三导电件25MN和第四导电件26OP。第三馈源F3通过第四接触点E耦合馈入，第四馈源F4通过第五接触点B和第六接触点C这两点馈入。点A和点D为接地点，同时用于第四馈源F4的微带线的地。第三导电件25(MN)和第四导电件26(OP)用于展宽天线单元的带宽。第三馈源F3的第三匹配组件为串连接入的0.6pF电容，第四馈源F4的第四匹配组件为串连接入的1.5nH电感。第三馈源F3激励的是第二环形天线(ABGHIJKLCD)的C模端口的信号。第四馈源F4激励的是第二环形天线(ABGHIJKLCD)的D模端口的信号。
综上，第二环形天线(ABGHIJKLCD)的C模端口的信号使得天线单元形成天线1，第二环形天线(ABGHIJKLCD)的D模端口的信号使得天线单元形成天线2，从而，天线单元能够形成两个天线。其中，表7示出了天线1、第三导电件25(MN)和第四导电件26(OP)的SAR仿真值，表8示出了天线2、第三导电件25MN和第四导电件26OP的SAR仿真值。且不同的频率，天线1和天线2的ECC不同，具体可参见表9。且天线1和天线2的隔离度大于12dB，ECC小于0.09。借助于第三导电件25(MN)和第四导电件26(OP)，第三馈源F3和第四馈源F4均可覆盖N77+N79频段。第三馈源F3带内效率-3dB，第四馈源F4带内效率-4dB。且通过第三导电件25MN和第四导电件26OP使得天线2的SAR值最高为1.89，天线1的SAR值最高为1.18。
表7天线1、第三导电件25(MN)和第四导电件26(OP)的SAR仿真值
Figure GDA0002682622380000231
表8天线2、第三导电件25(MN)和第四导电件26(OP)的SAR仿真值
Figure GDA0002682622380000232
表9天线1和天线2的ECC
频率 3.3 3.6 4.2 5
ECC 0.005 0.004 0.01 0.09
图20b示出了图20a中第三馈源F3和第四馈源F4在不同工作频段上的S参数的波形示意图。图20b中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为S参数中的输入反射系数S11、反向传输系数S12/正向传输系数S21和输出反射系数S22，单位为dB。如图20b所示，曲线1代表第三馈源F3的输入反射系数S11，曲线2代表第三馈源F3和第四馈源F4的反向传输系数S12/正向传输系数S21，曲线3代表第四馈源F4的输出反射系数S22。
图20c示出了图20a中第三馈源F3和第四馈源F4各自的***效率和辐射效率的波形示意图。图20c中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为***效率，单位为dB。如图20c所示，曲线1代表第三馈源F3的***效率，曲线2代表第三馈源F3的辐射效率，曲线3代表第四馈源F4的***效率，曲线4代表第四馈源F4的辐射效率。
下面，基于上述描述，结合图20d-图20i，对天线单元的电路方向分布进行举例说明。
图20d示出了在第三馈源F3激励起3GHz第二环形枝节20的二分之三倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图20e示出了在第三馈源F3激励起3.7GHz第二环形枝节20的二分之三倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图20f示出了在第三馈源F3激励起4.5GHz第二环形枝节20的二分之五倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图20g示出了在第三馈源F3激励起2.9GHz第二环形枝节20的二分之三倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。
图20h示出了在第四馈源F4激励起4GHz第二环形枝节20的一倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。图20i示出了在第四馈源F4激励起2.5GHz第二环形枝节20的两倍频模的情况下，天线单元的电流分布图。
在另一个具体的实施例中，基于图16b所示的天线单元，结合图21a-图21c，对本申请的天线单元的结构、性能和电流分布进行详细说明。其中，与第一个具体实施例不同的是天线单元的具体实现形式不同。
图21a示出了图16b所示天线单元的拓扑示意图。如图21a所示，天线单元包括：第二环形天线(ABGHIJKLCD+MNO+PQR)、馈电枝节27(EF)、第三馈源F3和第四馈源F4。第三馈源F3通过第四接触点E耦合馈入，第四馈源F4通过第五接触点O和第六接触点P这两点馈入。点M、点N、点Q和点R为接地点。第三馈源F3的第三匹配组件为串连接入的0.7pF电容，第四馈源F4的第四匹配组件为串连接入的0.3pF电容。第三馈源F3激励的是第二环形天线(ABGHIJKLCD+MNO+PQR)的C模端口的信号。第四馈源F4激励的是第二环形天线(ABGHIJKLCD+MNO+PQR)的D模端口的信号。
综上，第二环形天线(ABGHIJKLCD+MNO+PQR)的C模端口的信号使得天线单元形成天线1，第二环形天线(ABGHIJKLCD+MNO+PQR)的D模端口的信号使得天线单元形成天线2，从而，天线单元能够形成两个天线。其中，不同的频率，天线1和天线2的ECC不同，具体可参见表10。且天线1和天线2的隔离度大于24.5dB，ECC小于0.0077。第三馈源F3可覆盖N77+N79频段，带内效率-3dB，第四馈源F4可覆盖N77频段，带内效率-3.5dB。
表10天线1和天线2的ECC
频率 4.4 4.7 5
ECC 0.0002 0.0035 0.0077
图21b示出了图21a中第三馈源F3和第四馈源F4在不同工作频段上的S参数的波形示意图。图21b中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为S参数中的输入反射系数S11、反向传输系数S12/正向传输系数S21和输出反射系数S22，单位为dB。如图21b所示，曲线1代表第三馈源F3的输入反射系数S11，曲线2代表第三馈源F3和第四馈源F4的反向传输系数S12/正向传输系数S21，曲线3代表第四馈源F4的输出反射系数S22。
图21c示出了图21a中第三馈源F3和第四馈源F4各自的***效率和辐射效率的波形示意图。图21c中，横坐标为频率，单位为GHz，纵坐标为***效率，单位为dB。如图21c所示，曲线1代表第三馈源F3的***效率，曲线2代表第三馈源F3的辐射效率，曲线3代表第四馈源F4的***效率，曲线4代表第四馈源F4的辐射效率。
综上，从上述四个实施例可以看出，本申请的天线单元基于同一个第二环形枝节20，在第三馈源F3和第四馈源F4的激励下，能够实现两个具有隔离度高且包络相关系数ECC低的天线。
实施例二中，天线单元基于同一环形天线(即第二环形枝节与馈电枝节)的对称布局，通过两个馈源分别激励起该环形天线的C模端口的信号和D模端口的信号，使得C模端口的信号在D模端口处自我抵消，使得D模端口的信号在C模端口处自我抵消，实现了两个端口间的信号隔离，也使得C模端口的信号和D模端口的信号在不同辐射方向上相互互补，从而实现了两个具有高隔离度且低ECC的天线，不仅能够确保了良好的天线性能，使得电子设备在有限的空间内能够充分利用天线单元实现各种场景，还可能够使得电子设备在有限空间内包含更多数量的天线，提升了天线空间的利用率。
示例性的，本申请还提供一种电子设备。本申请的电子设备可以包括：印刷电路板和至少一个天线单元。其中，该电子设备包括但不限于手机、耳机、平板电脑、手提式电脑、可穿戴式设备或者数据卡等设备。
本申请中，任意一个天线单元与印刷电路板共地。其中，天线单元可以采用上述图1-图21c任一实施例中的具体实现方式。例如，该电子设备可以包括基于实施例一的描述内容所实现的天线单元，也可以包括基于实施例二的描述内容所实现的天线单元，也可以包括基于实施例一的描述内容所实现的天线单元以及基于实施例二的描述内容所实现的天线单元，本申请对此不做限定。且任意一个天线单元可以设置在该电子设备的边框，也可以设置在印刷电路板上，也可以通过支架进行设置，本申请对此不做限定。
本申请的电子设备包含有至少一个天线单元，通过两个馈源分别激励起任意一个天线单元中的同一环形天线的C模端口的信号和D模端口的信号，且基于该天线单元的电对称设置，使得C模端口的信号在D模端口处自我抵消，使得D模端口的信号在C模端口处自我抵消，实现了两个端口间的信号隔离，还使得C模端口的信号和D模端口的信号在不同的辐射方向上能够相互互补，从而基于同一环形天线实现两个具有隔离度高且包络相关系数ECC低的天线，不仅确保了良好的天线性能，使得电子设备在有限的空间内能够充分利用天线单元实现各种场景，如应用在分集天线或者多输入多输出(multiple-input multiple-out-put，MIMO)天线等多天线场景、方向图合成场景以及如横竖切换等方向图切换场景等中，还使得电子设备能够在有限空间内包含更多数量的天线，提升了天线空间的利用率。

Claims (27)

1.一种天线单元，其特征在于，包括：第一环形枝节、第一馈源和第二馈源；
所述第一环形枝节包括：第一辐射段、第二辐射段和第三辐射段；
所述第一辐射段呈环形，且所述第一辐射段不闭合，所述第一辐射段的一端与所述第二辐射段连接，所述第一辐射段的另一端与所述第三辐射段连接；
所述第二辐射段与所述第三辐射段沿第一方向对称设置，所述第二辐射段和所述第三辐射段之间具有开口，且所述第二辐射段和所述第三辐射段均接地；
所述第一馈源沿所述第一方向与所述第一辐射段的对称点连接；
第二接触点与第三接触点沿所述第一方向对称，且所述第二接触点与所述第三接触点之间的距离在第一预设范围内，所述第二接触点为所述第二馈源与所述第二辐射段的接触点，所述第三接触点为所述第二馈源与所述第三辐射段的接触点。
2.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，
所述第二辐射段和所述第三辐射段沿所述第一方向设置在所述第一辐射段的内部；或者，
所述第二辐射段和所述第三辐射段沿所述第一方向设置在所述第一辐射段的外部；或者，
所述第二辐射段和所述第三辐射段沿所述第一方向从所述第一辐射段的内部延伸至所述第一辐射段的外部设置；或者，
所述第二辐射段和所述第三辐射段沿所述第一方向的相反方向从所述第一辐射段的内部延伸至所述第一辐射段的外部设置。
3.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述第二辐射段与电子设备的N个第一接地点连接，所述第三辐射段与所述电子设备的N个第二接地点连接，N为正整数。
4.根据权利要求3所述的天线单元，其特征在于，在所述第二辐射段和所述第三辐射段设置在支架上的情况下，所述第一接地点和所述第二接地点设置在所述支架上或者所述电子设备的印刷电路板上。
5.根据权利要求1所述的天线单元，其特征在于，所述第二辐射段和所述第三辐射段与电子设备的接地区域均连接，所述接地区域沿所述第一方向对称设置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一馈源与所述第一辐射段之间具有一个第一接触点，所述第一接触点为所述第一辐射段的对称点且位于所述第一辐射段上。
7.根据权利要求1-5任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一馈源与所述第一辐射段之间有偶数P个第一接触点，所述偶数P个第一接触点沿所述第一方向对称设置，且所述偶数P个第一接触点位于第一辐射段中所述第一辐射段的对称点所在的辐射段上。
8.根据权利要求1-5任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第一馈源与所述第一辐射段之间有奇数Q个第一接触点，且奇数Q大于或等于3，所述奇数Q个第一接触点包括：一个第一接触点和偶数P个第一接触点，所述一个第一接触点为所述第一辐射段的对称点且位于所述第一辐射段上，所述偶数P个第一接触点沿所述第一方向对称设置，且所述偶数P个第一接触点位于第一辐射段中所述第一辐射段的对称点所在的辐射段上。
9.根据权利要求6所述的天线单元，其特征在于，所述第一馈源与所述第一接触点之间设置有第一匹配组件。
10.根据权利要求1-5或9任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第二馈源与所述第二接触点之间设置有第二匹配组件，和/或，所述第二馈源与所述第三接触点之间设置有第二匹配组件。
11.根据权利要求1-5或9任一项所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括：第一不导电支撑件、第一导电件和第二导电件；
所述第一导电件和所述第二导电件通过所述第一不导电支撑件悬浮设置，且所述第一导电件和所述第二导电件沿所述第一方向对称设置，所述第一导电件的长度为1/2波长，所述第二导电件的长度为1/2波长，所述波长为所述天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长。
12.根据权利要求11所述的天线单元，其特征在于，所述第一导电件和所述第二导电件设置在所述第一辐射段的外部或内部。
13.根据权利要求11所述的天线单元，其特征在于，所述第一不导电支撑件包括电子设备中的玻璃电池盖、塑料电池盖或者防爆膜中的至少一个。
14.一种天线单元，其特征在于，包括：第二环形枝节、馈电枝节、第三馈源和第四馈源；
所述第二环形枝节包括：第四辐射段、第五辐射段和第六辐射段；
所述第四辐射段呈环形，且所述第四辐射段不闭合，所述第四辐射段的一端与所述第五辐射段连接，所述第四辐射段的另一端与所述第六辐射段连接；
所述第五辐射段与所述第六辐射段沿第二方向对称设置，所述第五辐射段与所述第六辐射段之间具有开口，且所述第五辐射段与所述第六辐射段均接地；
所述馈电枝节沿所述第二方向对称设置，且所述馈电枝节正对所述第五辐射段的面积与所述馈电枝节正对所述第六辐射段的面积相等；
所述第三馈源沿所述第二方向与所述馈电枝节的对称点连接；
第五接触点与第六接触点沿所述第二方向对称，且所述第五接触点与所述第六接触点之间的距离在第二预设范围内，所述第五接触点为所述第四馈源与所述第五辐射段的接触点，所述第六接触点为所述第四馈源与所述第六辐射段的接触点。
15.根据权利要求14所述的天线单元，其特征在于，
所述第五辐射段和所述第六辐射段沿所述第二方向设置在所述第四辐射段的内部；或者，
所述第五辐射段和所述第六辐射段沿所述第二方向设置在所述第四辐射段的外部；或者，
所述第五辐射段和所述第六辐射段沿所述第二方向从所述第四辐射段的内部延伸至所述第四辐射段的外部设置；或者，
所述第五辐射段和所述第六辐射段沿所述第二方向的相反方向从所述第四辐射段的内部延伸至所述第四辐射段的外部设置。
16.根据权利要求14所述的天线单元，其特征在于，所述第五辐射段与电子设备的M个第三接地点连接，所述第六辐射段与所述电子设备的M个第四接地点连接，M为正整数。
17.根据权利要求16所述的天线单元，其特征在于，在所述第五辐射段和所述第六辐射段设置在支架上的情况下，所述第三接地点和所述第四接地点设置在所述支架上或者所述电子设备的印刷电路板上。
18.根据权利要求14所述的天线单元，其特征在于，所述第五辐射段和所述第六辐射段与电子设备的接地区域均连接，且所述接地区域沿所述第二方向对称设置。
19.根据权利要求14-18任一项所述的天线单元，其特征在于，
所述馈电枝节沿所述第二方向设置在所述第四辐射段的内部；或者，
所述馈电枝节沿所述第二方向设置在所述第四辐射段的外部；或者，
所述馈电枝节沿所述第二方向从所述第四辐射段的内部延伸至所述第四辐射段的外部设置。
20.根据权利要求14-18任一项所述的天线单元，其特征在于，
所述馈电枝节沿所述第二方向正对所述第五辐射段的面积与所述馈电枝节沿所述第二方向正对所述第六辐射段的面积相等；或者，
所述馈电枝节沿第二方向的垂直方向正对所述第五辐射段的面积与所述馈电枝节沿所述第二方向的垂直方向正对所述第六辐射段的面积相等。
21.根据权利要求14-18任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第三馈源与所述馈电枝节之间具有至少一个第四接触点。
22.根据权利要求21所述的天线单元，其特征在于，所述第三馈源与所述第四接触点之间设置有第三匹配组件。
23.根据权利要求14-18任一项所述的天线单元，其特征在于，所述第四馈源与所述第五接触点之间设置有第四匹配组件，和/或，所述第四馈源与所述第六接触点之间设置有第四匹配组件。
24.根据权利要求14-18任一项所述的天线单元，其特征在于，所述天线单元还包括：第二不导电支撑件、第三导电件和第四导电件；
所述第三导电件和所述第四导电件通过所述第二不导电支撑件悬浮设置，且所述第三导电件和所述第四导电件沿所述第二方向对称设置，所述第三导电件的长度为1/2波长，所述第四导电件的长度为1/2波长，所述波长为所述天线单元的工作频段中任意一个频点对应的波长。
25.根据权利要求24所述的天线单元，其特征在于，所述第三导电件和所述第四导电件设置在所述第四辐射段的外部或内部。
26.根据权利要求24所述的天线单元，其特征在于，所述第二不导电支撑件包括电子设备中的玻璃电池盖、塑料电池盖或者防爆膜中的至少一个。
27.一种电子设备，其特征在于，包括：印刷电路板和至少一个如权利要求1-13任一项所述天线单元，和/或，印刷电路板和至少一个如权利要求14-26任一项所述天线单元。
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