CN116053798B - 双频谐振腔天线以及终端设备 - Google Patents

双频谐振腔天线以及终端设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种双频谐振腔天线以及终端设备，双频谐振腔天线包括金属体、滤波结构和馈电结构，金属体内部形成腔体结构，金属体的表面上开设有一条与腔体结构连通的缝隙。该双频谐振腔天线通过在金属体上加载两种滤波结构来实现在同一个腔体结构中构造出两个不同的天线子腔体，且两个天线子腔体的部分区域重叠，并利用同一个馈电结构来馈电，以及利用同一条缝隙来辐射或接收电磁波能量，从而可实现对同一腔体结构的复用以及对两个腔体天线的双频共腔体设计，有利于将该双频谐振腔天线灵活地应用于紧凑型的终端设备中。

Description

双频谐振腔天线以及终端设备
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种双频谐振腔天线以及终端设备。
背景技术
随着智能终端设备(例如平板电脑、智能手机等)的普及以及通信技术的发展，终端设备的无线通信功能越来越强大。但由于目前终端设备还朝着小型化、轻薄化、高屏占比等方向发展，导致终端设备上用于布局天线的空间越来越小。在全金属结构的设计中，终端设备采用全金属后盖和全金属边框的结构，同时为了保持美观，后盖和边框均采用无缝隙设计，常用的贴片(patch)天线或柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)天线无法布局。在这种情况下，天线通常只能设置于终端设备内部，并通过屏幕黑边所在的狭小区域来辐射电磁波。
为了覆盖WiFi的2.4G和5G两个工作频段，在终端设备中通常采用常规的多个单频天线或者双频天线等设计方案。然而，使用多个单频天线会增加天线在整机结构中所占用的空间，同时也增加了终端设备的成本，例如，由匹配元器件和传输线的增多而带来的成本增加。使用常规的双频天线能够提升整机的空间利用率，减少设备成本等。但在全金属结构的设计中，常用的双频天线无法布局，现有的双频谐振腔天线又面临着空间利用率低或者辐射效率低等问题，例如，一、设计相互独立的高频谐振腔体和低频谐振腔体，导致腔体的总体尺寸增大、空间利用率低；二、使用谐振腔天线的高次模覆盖高频段，但是高次模的辐射效率低，导致天线的性能差。因此，如何在保证天线性能的前提下，实现谐振腔天线的双频共体设计，对智能终端设备具有重要的应用价值。
发明内容
本申请提供一种双频谐振腔天线以及终端设备，所述双频谐振腔天线能够在保证天线性能的前提下，实现两个腔体天线的双频共腔体设计，可提高对腔体结构的利用率以及减小所述双频谐振腔天线的整体体积，有利于将所述双频谐振腔天线应用于紧凑型的终端设备中。
第一方面，本申请提供了一种双频谐振腔天线，所述双频谐振腔天线包括金属体、第一滤波结构、第二滤波结构以及馈电结构。所述金属体内部形成腔体结构，所述金属体的表面上开设有一条与所述腔体结构连通且呈长条形状的缝隙。所述第一滤波结构设于所述金属体上并与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出第一子腔体。所述第二滤波结构设于所述金属体上并与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出第二子腔体；所述第一子腔体和所述第二子腔体分别包含所述缝隙的至少部分区域，且所述第一子腔体与所述第二子腔体之间存在重叠区域。所述馈电结构位于所述重叠区域中。其中，所述馈电结构、所述缝隙以及所述第一子腔体共同构成第一腔体天线，所述第一腔体天线利用所述馈电结构进行馈电，并通过所述缝隙辐射或接收第一谐振频段的电磁波能量。所述馈电结构、所述缝隙以及所述第二子腔体共同构成第二腔体天线，所述第二腔体天线利用所述馈电结构进行馈电，并通过所述缝隙辐射或接收第二谐振频段的电磁波能量。
本申请提出的所述双频谐振腔天线通过在其金属体上加载两种滤波结构，能够在同一个腔体结构中构造出两个不同的天线子腔体(所述第一子腔体与所述第二子腔体)，从而得到覆盖不同频段的两个腔体天线。并且，两个天线子腔体的部分区域重叠，并利用同一个馈电结构来馈电，以及利用同一条缝隙来辐射或接收电磁波能量，从而可实现对同一腔体结构的复用以及对两个腔体天线的双频共腔体设计，既提高了对所述腔体结构的利用率以及减小所述双频谐振腔天线的整体体积，又有利于将所述双频谐振腔天线灵活地应用于紧凑型的终端设备中。
另外，所述双频谐振腔天线通过加载所述第一滤波结构和所述第二滤波结构，可以使所述两个腔体天线分别覆盖在WiFi-2.4G/5G频段，能够满足WiFi-2.4G/5G的天线性能需求，并且可以使所述两个腔体天线均工作在高辐射效率的TEm01模，从而使得所述双频谐振腔天线在应用于采用全金属结构设计的终端设备时也依然具有较高的辐射效率，进而能够保证天线性能。
在第一方面可能的实现方式中，所述第一谐振频段的频率低于所述第二谐振频段。所述第一滤波结构采用低阻高通滤波结构，所述第一滤波结构还用于将所述第一腔体天线产生的第一谐振频段的电场束缚于所述第一子腔体中，从而使所述第一腔体天线能够发挥相应的低频腔体天线的天线性能。
在第一方面可能的实现方式中，所述第一滤波结构包括多个间隔排布的第一滤波单元，其中，相邻两个第一滤波单元之间的间距小于所述第一谐振频段的电磁波波长的四分之一，且大于所述第二谐振频段的电磁波波长的二分之一。如此，可基于两个不同频段的波长不同的特点，通过加载所述第一滤波结构来实现高频通、低频阻的滤波效果，使第一腔体天线能够发挥相应的低频腔体天线的天线性能，且对高频电场不构成阻挡作用。
在第一方面可能的实现方式中，多个所述第一滤波单元沿第一方向排布，所述第一方向平行于所述缝隙的长度方向。所述第一滤波结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第一子腔体以及远离所述缝隙的第三子腔体，所述第一子腔体与所述第三子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
在第一方面可能的实现方式中，所述第二滤波结构采用低通高阻滤波结构，所述第二滤波结构还用于将所述第二腔体天线产生的第二谐振频段的电场束缚于所述第二子腔体中，从而使所述第二腔体天线能够发挥相应的高频腔体天线的天线性能。
在第一方面可能的实现方式中，所述第二滤波结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的至少部分区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧或两侧的其他子腔体，并且所述第二子腔体与所述其他子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
本申请的所述双频谐振腔天线通过加载所述第二滤波结构，可在WiFi-5G频段的TE1.501模附近激励起一个效率相对较高的高次模TE0.503模来拉宽WiFi-5G频段的整体带宽，从而能够有效地提升天线效率。另外，通过调整所述第二子腔体的物理尺寸，例如调整所述第二子腔体在垂直于所述缝隙的长度方向上的长度可以调整效率相对较高的高次模TE0.503模的谐振频率，使该高次模TE0.503模靠近WiFi-5G的频带，以拉宽WiFi-5G的频带，从而可提高WiFi-5G频段的辐射效率。
在第一方面可能的实现方式中，所述第二滤波结构包括多个间隔设置的第二滤波单元，其中，在所述第二子腔体与所述其他子腔体的交界处的相邻两个所述第二滤波单元之间的间距小于所述第二谐振频段的电磁波波长的四分之一，从而使所述第二滤波结构能够实现低频通、高频阻的滤波效果，使所述第二腔体天线能够发挥相应的高频腔体天线的天线性能，且对低频电场不构成阻挡作用。
在第一方面可能的实现方式中，所述第二滤波单元设置于所述金属体的表面，所述第二滤波单元采用SRR DGS结构，所述SRR DGS结构谐振在所述第二谐振频段。
在第一方面可能的实现方式中，每个所述第二滤波单元包括形成于所述金属体表面的两条环形的第一缝隙结构和第二缝隙结构，其中，第一缝隙结构的边长小于第二缝隙结构的边长，所述第二缝隙结构围设于所述第一缝隙结构之外。
本申请的所述双频谐振腔天线通过加载所述第二滤波结构，可在WiFi-5G频段的TE1.501模附近激励起一个效率相对较高的高次模TE0.503模来拉宽WiFi-5G频段的整体带宽，从而能够有效地提升天线效率。另外，通过调整SRR DGS结构的第一缝隙结构的边长可以调整TE1.501模的谐振频率，从而能够将高频谐振点移到WiFi-5G的频带内；通过调整SRR DGS结构的第二缝隙结构的边长，可将TE1.501模附近的效率比较低的高次模TE0.503模的谐振点往低频方向移，以远离WiFi-5G频段，从而可避免WiFi-5G频段的辐射效率被效率比较低的高次模TE0.503模拉低。
在第一方面可能的实现方式中，所述金属体整体呈长方体形状，包括所述金属体包括第一金属面板、第二金属面板、以及连接部，所述第一金属面板、所述第二金属面板、以及所述连接部共同围成所述腔体结构，所述第一金属面板上开设有所述缝隙。
在第一方面可能的实现方式中，所述金属体整体呈L形，其包括平板部以及从所述平板部的一端弯折延伸出来的延伸部，所述平板部与所述延伸部的内部共同形成所述腔体结构，所述延伸部远离所述平板部的一端面形成所述缝隙。所述金属体包括第一金属面板、第二金属面板、弯折部、以及连接部，所述第一金属面板和所述第二金属面板相对设置，所述弯折部从所述第一金属面板的一端弯折延伸出来，所述连接部设置于所述第一金属面板和所述第二金属面板之间，所述第一金属面板、所述第二金属面板、所述弯折部以及所述连接部共同围成所述腔体结构；所述第一金属面板、所述第二金属面板以及所述连接部的部分结构共同构成所述平板部，所述弯折部与所述连接部的部分结构共同构成所述延伸部。
如此，当所述双频谐振腔天线应用于终端设备的收容腔中时，可将所述延伸部设于所述收容腔内正对所述屏幕黑边区域的位置，从而可使所述缝隙尽量靠近屏幕黑边，以便于所述双频谐振腔天线辐射或接收电磁波能量，从而可提高所述双频谐振腔天线的天线效率。
在第一方面可能的实现方式中，多个所述第二滤波单元在所述第一金属面板或所述第二金属面板的表面上排布成两个L形结构，所述缝隙在所述第一金属面板和所述第二金属面板上的正投影的位置均与所述两个L形结构的位置错开。所述两个L形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体两侧且不包含所述缝隙所在的区域的第四子腔体和第五子腔体；其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈T形，所述第二子腔体、所述第四子腔体、以及所述第五子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
在第一方面可能的实现方式中，多个所述第二滤波单元在所述第二金属面板的表面上沿垂直于所述缝隙的长度方向的方向排布，且在平行于所述缝隙的长度方向的方向上排成两排，形成一个“||”形结构，所述缝隙在所述第二金属面板上的正投影覆盖到所述两个“||”形结构的部分结构。所述“||”形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的部分区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体两侧的第四子腔体和第五子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈矩形，所述第二子腔体、所述第四子腔体、以及所述第五子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
在第一方面可能的实现方式中，多个所述第二滤波单元在所述第二金属面板的表面上沿垂直于所述缝隙的长度方向的方向排布，所述缝隙在所述第二金属面板上的正投影覆盖到至少一个所述第二滤波单元。多个所述第二滤波单元与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的部分区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈矩形，所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
在第一方面可能的实现方式中，多个所述第二滤波单元在所述第一金属面板或所述第二金属面板的表面上排布成一个L形结构，所述缝隙在所述第一金属面板和所述第二金属面板上的正投影的位置均与所述L形结构的位置错开。所述L形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧且不包含所述缝隙所在的区域的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈L形，所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
在第一方面可能的实现方式中，多个所述第二滤波单元在所述第二金属面板的表面上排布成一个L形结构，所述缝隙在所述第二金属面板上的正投影覆盖到所述L形结构的部分结构。所述L形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的部分区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈矩形，或者，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈L形；所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
在第一方面可能的实现方式中，多个所述第二滤波单元在所述第一金属面板或所述第二金属面板的表面上排布成Z形结构，所述缝隙在所述第一金属面板和所述第二金属面板上的正投影的位置均与所述Z形结构的位置错开。所述Z形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧且不包含所述缝隙所在的区域的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈L形，所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
在第一方面可能的实现方式中，多个所述第二滤波单元在所述第一金属面板或所述第二金属面板的表面上沿平行于所述缝隙的长度方向的方向排布，所述缝隙在所述第一金属面板和所述第二金属面板上的正投影的位置均与多个所述第二滤波单元的位置错开。多个所述第二滤波单元与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧且远离所述缝隙的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈矩形，所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
在第一方面可能的实现方式中，所述腔体结构以及所述缝隙内均填充有介质。所述馈电结构包括馈电枝节以及设于所述馈电枝节上的馈电端口，所述馈电枝节通过所述介质设于所述缝隙中并沿所述缝隙的长度方向延伸，且所述馈电枝节与所述金属体的金属结构间隔设置；所述馈电端口用于对所述馈电枝节进行馈电，所述馈电枝节用于对所述金属体进行耦合激励。
第二方面，本申请提供了一种终端设备，包括壳体、显示屏、以及如第一方面所述的双频谐振腔天线。所述壳体与所述显示屏共同围成收容腔。所述双频谐振腔天线设于所述收容腔内，且所述双频谐振腔天线的金属体表面上开设的缝隙正对所述壳体的边缘与所述显示屏的边缘之间的连接处。
本申请的所述终端设备通过将所述双频谐振腔天线设置于所述终端设备的收容腔内，且使所述缝隙正对所述壳体的边缘与所述显示屏的边缘之间的连接处，即，所述缝隙正对屏幕黑边区域，使所述双频谐振腔天线能够通过所述缝隙和所述屏幕黑边区域向所述显示屏的外侧辐射电磁波能量或接收外部的电磁波能量，从而实现所述终端设备与其他电子设备之间的无线通信。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对本申请实施方式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方式，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为本申请实施例提供的一种终端设备的背面结构示意图。
图2为图1所示的终端设备沿II-II方向的剖面结构示意图，所述终端设备包括双频谐振腔天线。
图3为图2所示的双频谐振腔天线的一种结构示意图。
图4为本申请实施例提供的另一种双频谐振腔天线的结构示意图。
图5为图3或图4所示的双频谐振腔天线的俯视结构示意图以及在所述双频谐振腔天线的腔体结构中构造出的低频子腔体的结构示意图。
图6为图5所示的腔体结构和低频子腔体的侧视结构示意图。
图7(a)为图5所示的双频谐振腔天线在仅加载有第一滤波结构且馈电频率为2.45GHz时，在所述腔体结构内产生的电场的分布仿真图。
图7(b)为图5所示的双频谐振腔天线在仅加载有第一滤波结构且馈电频率为5.5GHz时，在所述腔体结构内产生的电场的分布仿真图。
图8(a)为本申请实施例构造的第一参考天线的结构示意图。
图8(b)为图8(a)所示的第一参考天线的反射系数与天线效率的仿真曲线示意图。
图9为图5所示的双频谐振腔天线在仅加载有第一滤波结构的情况下的天线性能与图8(a)所示的第一参考天线的天线性能的仿真结果对比示意图。
图10(a)为图3或图4所示的双频谐振腔天线的仰视结构示意图以及在所述双频谐振腔天线的腔体结构中构造出的高频子腔体的第一种结构示意图。
图10(b)为图3或图4所示的双频谐振腔天线的仰视结构示意图以及在所述双频谐振腔天线的腔体结构中构造出的高频子腔体的第二种结构示意图。
图10(c)为图3或图4所示的双频谐振腔天线的仰视结构示意图以及在所述双频谐振腔天线的腔体结构中构造出的高频子腔体的第三种结构示意图。
图10(d)为图3或图4所示的双频谐振腔天线的仰视结构示意图以及在所述双频谐振腔天线的腔体结构中构造出的高频子腔体的第四种结构示意图。
图10(e)为图3或图4所示的双频谐振腔天线的仰视结构示意图以及在所述双频谐振腔天线的腔体结构中构造出的高频子腔体的第五种结构示意图。
图10(f)为图3或图4所示的双频谐振腔天线的仰视结构示意图以及在所述双频谐振腔天线的腔体结构中构造出的高频子腔体的第六种结构示意图。
图10(g)为图3或图4所示的双频谐振腔天线的仰视结构示意图以及在所述双频谐振腔天线的腔体结构中构造出的高频子腔体的第七种结构示意图。
图10(h)为图3或图4所示的双频谐振腔天线的仰视结构示意图以及在所述双频谐振腔天线的腔体结构中构造出的高频子腔体的第八种结构示意图。
图11(a)为图10(a)所示的双频谐振腔天线在仅加载有第二滤波结构且馈电频率为2.45GHz时，在所述腔体结构内产生的电场的分布仿真图。
图11(b)为图10(a)所示的双频谐振腔天线在仅加载有第二滤波结构且馈电频率为5.5GHz时，在所述腔体结构内产生的电场的分布仿真图。
图12为图10(a)所示的双频谐振腔天线的正反面结构示意图，及其构造的低、高频子腔体的结构示意图和电场分布仿真图。
图13(a)为本申请实施例构造的第二参考天线的结构示意图。
图13(b)为图13(a)所示的第二参考天线在谐振频率为5.5GHz处产生的电场的分布仿真图。
图14为图12所示的双频谐振腔天线的天线性能与图13(a)所示的第二参考天线的天线性能的仿真结果对比示意图。
图15(a)为图12所示的双频谐振腔天线的天线效率与物理参数b的关系曲线图。
图15(b)为图12所示的双频谐振腔天线的天线效率与物理参数a1的关系曲线图。
图15(c)为图12所示的双频谐振腔天线的天线效率与物理参数a2的关系曲线图。
图15(d)为图12所示的双频谐振腔天线的天线效率与馈电结构的设置位置的关系曲线图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，不能理解为对本申请的限制。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本申请在说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本申请。
目前的终端设备，例如笔记本电脑、平板电脑、手机等朝着小型化、轻薄化、高屏占比等方向发展，导致终端设备上用于布局天线的空间越来越小。在全金属结构的设计中，终端设备采用全金属后盖和全金属边框的结构，同时为了保持美观，后盖和边框均采用无缝隙设计，常用的贴片天线或FPC天线无法布局。在这种情况下，天线通常只能设置于终端设备内部，隐藏在显示屏之下的天线布局更灵活，对终端设备的外观有很好的适配性，与周边的电子元器件的影响也较小，并且可以通过屏幕黑边所在的狭小区域(即显示屏边缘与外壳边缘之间的区域)来辐射电磁波。
为了覆盖WiFi的2.4G和5G两个频段，针对在全金属结构的终端设备中采用常规的多个单频天线的设计方案存在空间利用率低、设备成本高，采用常规的双频天线的设计方案无法布局，采用现有的双频谐振腔天线的设计方案又面临着空间利用率低或者辐射效率低等问题，本申请提出一种终端设备以及应用于所述终端设备的双频谐振腔天线，其中，所述双频谐振腔天线能够在保证天线性能的前提下，实现两个腔体天线的双频共腔体设计，可提高对腔体结构的利用率以及减小所述双频谐振腔天线的整体体积，有利于将所述双频谐振腔天线应用于紧凑型的终端设备中。
请一并参阅图1和图2，图1和图2示例性地示出了本申请实施例提供的一种终端设备100的结构示意图。其中，本申请实施例中的终端设备100以手机为例。所述终端设备100包括壳体11和显示屏12，所述壳体11与所述显示屏12共同围成一个收容腔13来***述终端设备100的其他部件，例如电池、电路板等部件。在本实施例中，所述壳体11为全金属结构，包含一体成型的后盖和边框。所述壳体11的边缘与所述显示屏12的边缘之间的连接处形成屏幕黑边区域14，所述屏幕黑边区域14中可设置有填缝黑边(图未示)。
应说明的是，图1和图2仅示意性地示出了所述终端设备100包含的一些结构部件，这些结构部件的实际构造和位置不受图1和图2的限制，并且相对于图1和图2中所示出的结构部件，所述终端设备100实际上可以具有更多或者更少的结构部件，例如所述终端设备100还可包括后置摄像头、前置摄像头15、指纹模组等器件。
在本实施例中，所述终端设备100还包括设于所述收容腔13内的双频谐振腔天线20，所述双频谐振腔天线20用于工作在第一谐振频段和第二谐振频段，其中，所述第一谐振频段的频率低于所述第二谐振频段。在本实施例中，所述第一谐振频段为WiFi的2.4G频段，即WiFi低频频段。所述第二谐振频段为WiFi的5G频段，即WiFi高频频段。在其他实施例中，所述第一谐振频段和所述第二谐振频段可为其他谐振频段。
在本实施例中，所述双频谐振腔天线20采用双频半模波导谐振腔天线的结构，其包括金属体21，所述金属体21内部形成腔体结构211，所述金属体21的表面上开设有一条与所述腔体结构211连通且呈长条形状的缝隙212。所述腔体结构211以及所述缝隙212内均填充有介质22(如图3所示)。其中，所述介质22可采用空气、塑胶、陶瓷、玻璃等非金属材料，本申请实施例对所述介质22的具体材料不做具体限定，本领域的技术人员可根据实际需求选择相应的介质材料。
在本实施例中，所述金属体21在其靠近所述显示屏12的表面上开设有所述腔体结构211，所述缝隙212用于透射电磁波能量。当所述双频谐振腔天线20设置于所述终端设备100的收容腔13内时，所述缝隙212正对所述壳体11的边缘与所述显示屏12的边缘之间的连接处，即，所述缝隙212正对所述屏幕黑边区域14。所述双频谐振腔天线20通过所述缝隙212和所述屏幕黑边区域14向所述显示屏12的外侧辐射电磁波能量或接收外部的电磁波能量，从而实现所述终端设备100与其他电子设备之间的无线通信。
所述双频谐振腔天线20还包括接地元件23，所述接地元件23电连接于所述金属体21的外表面与参考地之间，以实现所述双频谐振腔天线20的接地。其中，所述参考地包括所述显示屏12的金属框、所述终端设备100的壳体11或中框(图未示)等，所述接地元件23包括但不限于导电泡棉、弹片或者螺丝。
请一并参阅图2和图3，在本实施例中，所述金属体21整体呈L形，其包括平板部2101以及从所述平板部2101的一端弯折延伸出来的延伸部2102，其中，所述平板部2101与所述延伸部2102的内部共同形成所述腔体结构211，所述延伸部2102远离所述平板部2101的一端面形成所述缝隙212。
具体地，所述金属体21包括第一金属面板213、第二金属面板214、弯折部215、以及连接部216，其中，所述第一金属面板213和所述第二金属面板214相对设置，所述弯折部215从所述第一金属面板213的一端弯折延伸出来，所述连接部216设置于所述第一金属面板213和所述第二金属面板214之间，所述第一金属面板213、所述第二金属面板214、所述弯折部215以及所述连接部216共同围成所述腔体结构211。所述第一金属面板213、所述第二金属面板214以及所述连接部216的部分结构共同构成所述平板部2101，所述弯折部215与所述连接部216的部分结构共同构成所述延伸部2102。
所述双频谐振腔天线20还包括馈电结构24，所述馈电结构24通过所述介质22设于所述缝隙212中。具体地，所述馈电结构24包括馈电端口241和馈电枝节242，所述馈电端口241设于所述馈电枝节242上，所述馈电枝节242通过所述介质22设于所述缝隙212中并沿所述缝隙212的长度方向延伸，且所述馈电枝节242与所述金属体21的金属结构间隔设置。相应地，所述介质22可采用塑胶、陶瓷、玻璃等非金属材料，以给所述馈电结构24提供承载作用。在本实施例中，如图3所示，所述缝隙212以及所述馈电枝节242均沿平行于Y轴的方向延伸。所述馈电端口241用于对所述馈电枝节242进行馈电，所述馈电枝节242用于对所述金属体21进行耦合激励，即，所述馈电枝节242通过电场/磁场耦合方式将能量耦合到所述金属体21的腔体结构211内，从而在所述腔体结构211内产生电场/磁场。在其他实施例中，所述馈电端口241也可以直接设于所述金属体21上来对所述金属体21进行直接馈电，从而可省略所述馈电枝节242，相应地，所述介质22可采用空气、塑胶、陶瓷、玻璃等非金属材料。
在本实施例中，所述延伸部2102设于所述收容腔13内正对所述屏幕黑边区域14的位置，从而可使所述缝隙212尽量靠近屏幕黑边，以便于所述双频谐振腔天线20辐射或接收电磁波能量，从而可提高所述双频谐振腔天线20的天线效率。
在另一种实施例中，如图4所示，所述金属体21整体呈长方体形状，其包括所述第一金属面板213、所述第二金属面板214、以及所述连接部216，所述第一金属面板213、所述第二金属面板214、以及所述连接部216共同围成所述腔体结构211，所述第一金属面板213上开设有所述缝隙212。可以理解的是，采用图4所示的结构，所述双频谐振腔天线20从所述缝隙212中辐射出去的部分电磁波能量会被束缚在所述收容腔13内部而无法辐射到外部，从而会导致所述双频谐振腔天线20的天线效率下降。
请再次一并参阅图2和图3，在本实施例中，所述双频谐振腔天线20还包括滤波结构25，所述滤波结构25设于所述金属体21上并位于所述腔体结构211内或位于所述金属体21的外表面。所述滤波结构25与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出第一子腔体A1(如图5和图6所示)和第二子腔体B1(如图10(a)-图10(h)所示)，其中，所述第一子腔体A1和所述第二子腔体B1分别包含所述缝隙的至少部分区域，且所述第一子腔体A1与所述第二子腔体B1之间存在重叠区域，所述馈电结构24位于所述第一子腔体A1和所述第二子腔体B1之间的重叠区域中。
在本实施例中，所述馈电结构24、所述缝隙212以及所述第一子腔体A1共同构成第一腔体天线(低频腔体天线)，即，所述第一子腔体A1构成所述第一腔体天线的谐振腔，所述第一腔体天线利用所述馈电结构24进行馈电，并通过所述缝隙212辐射或接收所述第一谐振频段的电磁波能量。
同理，所述馈电结构24、所述缝隙212以及所述第二子腔体B1共同构成第二腔体天线(高频腔体天线)，即，所述第二子腔体B1构成所述第二腔体天线的谐振腔，所述第二腔体天线利用所述馈电结构24进行馈电，并通过所述缝隙212辐射或接收所述第二谐振频段的电磁波能量。
也就是说，所述第一子腔体A1和所述第二子腔体B1不是两个相对独立的腔体，两者之间不仅存在重叠区域，还利用同一个馈电结构24来馈电，以及利用同一条缝隙212来辐射或接收电磁波能量。
在本实施例中，由于所述第一子腔体A1与所述第二子腔体B1的部分区域重叠，从而可提高所述腔体结构211的利用率以及减小所述腔体结构211的整体体积，进而可减小所述双频谐振腔天线20在所述终端设备100的收容腔13中所占的体积，有利于将所述双频谐振腔天线20灵活地应用于紧凑型的终端设备100中。
请一并参阅图3、图5、和图6，所述滤波结构25包括第一滤波结构251，所述第一滤波结构251采用低阻高通滤波结构，所述第一滤波结构251还用于将所述第一腔体天线产生的第一谐振频段的电场束缚于所述第一子腔体A1中，使所述第一腔体天线能够发挥相应的低频腔体天线的天线性能。具体地，所述第一滤波结构251包括多个间隔排布的第一滤波单元，其中，相邻两个第一滤波单元之间的间距小于所述第一谐振频段(例如2.45GHz)的电磁波波长的四分之一，且大于所述第二谐振频段(例如5.5GHz)的电磁波波长的二分之一，从而可基于两个不同频段的波长不同的特点，通过加载所述第一滤波结构251来实现高频通、低频阻的滤波效果，使第一腔体天线能够发挥低频腔体天线的天线性能，且对高频腔体天线的高频电场不构成阻挡作用。
在本实施例中，多个所述第一滤波单元沿第一方向排布，所述第一方向平行于所述缝隙212的长度方向。在本实施例中，所述缝隙212沿平行于Y轴的方向延伸，即，所述缝隙212的长度方向平行于Y轴。所述第一滤波结构251与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出包含所述缝隙212的全部区域的所述第一子腔体A1(如图5所示的虚线框S0的范围)以及远离所述缝隙212的第三子腔体A2，即，所述第一子腔体A1和所述第三子腔体A2在平行于X轴的方向上并排设置，所述第一子腔体A1与所述第三子腔体A2的体积之和等于所述腔体结构211的体积。如此，所述第一子腔体A1和所述腔体结构211在Y轴方向上的长度相等，均为L0。所述第一子腔体A1在X轴方向上的宽度L1小于所述腔体结构211在X轴方向上的宽度L2。
在一种实施例中，所述第一滤波单元设于所述第一金属面板213与所述第二金属面板214之间，并与所述第一金属面板213的内表面以及所述第二金属面板214的内表面分别电连接。即，所述第一滤波单元设于所述腔体结构211内。例如图3、图5、和图6所示，所述第一滤波单元可采用金属柱，即，所述双频谐振腔天线20通过在所述腔体结构211内加载所述金属柱来形成低阻高通滤波结构，从而实现对所述第一子腔体A1(即低频子腔体)的构造。
在其他实施例中，所述第一滤波单元也可采用其他形式的低阻高通滤波结构来构造所述低频子腔体，例如，所述第一滤波单元可采用加载于所述第一金属面板213的内表面或所述第二金属面板214的内表面、并朝所述腔体结构211凸起的金属结构，或者，采用刻蚀于所述第一金属面板213的外表面或所述第二金属面板214的外表面的缝隙结构等。本申请的实施例对所述第一滤波结构251的形式不做具体限定，只要所述第一滤波结构251能够形成低频谐振结构，并能够产生相应的低阻高通的滤波效果即可。
下面结合图7(a)-图7(b)来对仅加载有所述第一滤波结构251的双频谐振腔天线20的腔体结构211内的电场分布进行分析。
图7(a)-图7(b)为仅加载有所述第一滤波结构251的双频谐振腔天线20在馈电频率为2.45GHz和5.5GHz时，在所述腔体结构211内产生的电场的分布仿真图。
如图7(a)所示，在馈电频率为2.45GHz时，所述第一腔体天线(即低频腔体天线)的工作模式为基模TE0.501模，且低频电场被束缚于所述第一子腔体A1(如图7(a)所示的白色虚线框的范围)中。可见，通过加载所述第一滤波结构251，能够将低频电场束缚于所述第一子腔体A1内，且激励起高效率的基模TE0.501模，其中，所述第一子腔体A1构成一个低频谐振腔。
如图7(b)所示，在馈电频率为5.5GHz时，高频腔体天线的工作模式为基模TE1.501模，且高频电场能够正常穿过所述第一滤波结构251，并分布于整个腔体结构211中。可见，加载所述第一滤波结构251对高频电场并不产生阻挡作用，整个腔体结构211构成一个高频谐振腔。
根据图7(a)和图7(b)所示的电场分布仿真图可知，所述第一滤波结构251起到了低阻高通滤波结构的作用，其阻挡了低频电场，但对高频电场不产生阻挡作用。
可以理解的是，腔体天线的谐振频率与天线腔体的形状和物理尺寸相关，因此，在所述腔体结构211的整体形状和物理尺寸不变的情况下，通过调整所述第一滤波结构251与所述缝隙212之间的间距，例如通过调整所述金属柱的位置，可以改变所述第一腔体天线工作在基模TE0.501模的谐振频率。
下面结合图8(a)-图9来对仅加载有所述第一滤波结构251的双频谐振腔天线20的天线性能进行分析。
为了便于比较分析所述第一腔体天线的天线性能，如图8(a)所示，本申请实施例构造了第一参考天线31，其中，图8(a)所示的第一参考天线31的形状和物理尺寸与图5所示的第一子腔体A1的形状和物理尺寸相同，即，第一参考天线31的天线腔体与第一子腔体A1均呈长方体形状，在Y轴方向上的长度均为L0，在X轴方向上的宽度均为L1，在Z轴方向上的高度均相同。图5所示的腔体结构211在X轴方向上的宽度为L2，其中，L2>L1。所述第一参考天线31为一种常规的半模波导谐振腔天线，未加载有任何滤波结构。
图8(b)为图8(a)所示的第一参考天线31的反射系数S11与天线效率的仿真曲线示意图。其中，在图8(b)中，标号S11用于指示所述第一参考天线31的反射系数曲线，标号Rad_10用于指示所述第一参考天线31的辐射效率曲线，标号Tot_10用于指示所述第一参考天线31的***效率曲线。如图8(b)所示，直接使用常规的半模谐振腔天线(即第一参考天线31)的不同辐射模式覆盖多个频段，会导致不同模式的谐振频率相互限制、无法自由调控、以及辐射效率较低的模式出现在所需频段内导致天线性能较差等影响。例如，所述第一参考天线31的辐射效率在4.8GHz处出现辐射效率凹坑，拉低了WiFi-5G频段的辐射效率，该处的工作模式为辐射效率较低的高次模TE0.503模。可见，常规的谐振腔天线(即第一参考天线31)无法同时满足WiFi-2.4G/5G的天线性能需求。
图9为图5所示的双频谐振腔天线20在仅加载有所述第一滤波结构251的情况下的天线性能与图8(a)所示的第一参考天线31的天线性能的仿真结果对比示意图。其中，在图9中，标号Rad_10用于指示所述第一参考天线31的辐射效率曲线，标号Rad_11用于指示所述双频谐振腔天线20的辐射效率曲线，标号Tot_10用于指示所述第一参考天线31的***效率曲线，标号Tot_11用于指示所述双频谐振腔天线20的***效率曲线。
如图9所示，在谐振频率为2.4GHz附近，本申请的低频腔体天线(即第一腔体天线)的辐射效率与第一参考天线31的辐射效率相比，大约提升了0.4dB。并且在5GHz以下的频段内，本申请的低频腔体天线与所述第一参考天线31的效率曲线基本上保持一致，说明本申请的低频腔体天线与所述第一参考天线31的性能相近。
根据电场分布图可知，所述第一参考天线31在mark 8(6.1GHz)的位置以及本申请的高频腔体天线在mark 7(5.5GHz)的位置均产生两个电场范围，工作模式均为基模TE1.501模。
在5GHz以上的频段内，在未加载所述第一滤波结构251(例如金属柱)的情况下，所述第一参考天线31的TE1.501模的谐振点在Mark 8(6.1GHz)的位置。由于本申请的所述腔体结构211的宽度L2比所述第一子腔体A1和所述第一参考天线31的天线腔体的宽度L1大，如上所述，高频电场能够正常通过所述第一滤波结构251，整个腔体结构211构成一个高频谐振腔，因此，相较于所述第一参考天线31的高频谐振腔，本申请的高频谐振腔的宽度更宽。如图9所示，在加载了所述第一滤波结构251(例如金属柱)的情况下，本申请的高频腔体天线的TE1.501模的谐振点从mark 8(6.1GHz)的位置移到了mark 7(5.5GHz)的位置，即，将高频谐振点移到了5G的频带内，且更靠近5G频段的中心频点，说明高频电场确实是能穿过金属柱，没被金属柱挡住，所述腔体结构211的腔体宽度被有效地利用起来了，使得高频腔体比未加载所述第一滤波结构251(例如金属柱)时更宽。
综上所述可知，在所述腔体结构211内加载所述第一滤波结构251所构造出的所述第一子腔体A1(即低频子腔体)所对应的第一腔体天线能够保持低频腔体天线的天线性能，且对高频腔体天线的高频电场不构成阻挡作用。
另外，本申请的高频腔体天线以及所述第一参考天线31的辐射效率在Mark 9(4.78GHz)的位置均出现了辐射效率凹坑，这是由于在4.78GHz的频点上激励起了效率比较低的高次模TE0.503模。由于4.78GHz的频点位于WiFi-5G的频带附近，因此，高频腔体天线的天线效率受到高次模TE0.503模的影响而被拉低。其中，关于如何减小或避免在Mark 9(4.78GHz)的位置出现的效率比较低的高次模TE0.503模拉低高频天线效率，请参阅下文的介绍。
请一并参阅图10(a)-图10(h)，所述滤波结构25还包括第二滤波结构252，所述第二滤波结构252与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出包含所述缝隙212的至少部分区域的所述第二子腔体B1(如图10(a)-图10(h)中所示的虚线框S1的范围)以及位于所述第二子腔体B1一侧或两侧的其他子腔体，并且所述第二子腔体B1与所述其他子腔体的体积之和等于所述腔体结构211的体积。
在本实施例中，所述第二滤波结构252采用低通高阻滤波结构，所述第二滤波结构252还用于将所述第二腔体天线产生的第二谐振频段的电场束缚于所述第二子腔体B1中，使所述第二腔体天线能够发挥相应的高频腔体天线的天线性能。具体地，所述第二滤波结构252包括多个间隔设置的第二滤波单元2520，其中，在所述第二子腔体B1与所述其他子腔体的交界处的相邻两个所述第二滤波单元2520之间的间距小于所述第二谐振频段(例如5.5GHz)的电磁波波长的四分之一。在本实施例中，所述第二滤波结构252为仅谐振在所述第二谐振频段的带阻结构，从而能够实现低频通、高频阻的滤波效果，使所述第二腔体天线能够发挥高频腔体天线的天线性能，且对低频腔体天线的低频电场不构成阻挡作用。
应说明的是，本申请的实施例中所提及的“构造”子腔体是指在电学上将所述腔体结构211分成两个或多个独立的子腔体，各个子腔体之间形成无形的“墙”，而不是指物理上的分隔。例如，所述腔体结构211内的各个子腔体在物理形态上都是连通的，但由于所述第一滤波结构251的存在，在所述第一子腔体A1中产生的低频电场基本上无法穿过所述第一滤波结构251而进入所述腔体结构211的其余区域。同理，由于所述第二滤波结构252的存在，在所述第二子腔体B1中产生的高频电场基本上无法穿过所述第二滤波结构252而进入所述腔体结构211的其余区域。
在本实施例中，所述第二滤波单元2520设置于所述金属体21表面(例如所述第一金属面板213或所述第二金属面板214的内表面或外表面)。所述第二滤波单元2520采用SRRDGS(SplitRing Resonator Defected Ground Structure，开口谐振环缺陷地结构)结构。例如，可在所述第二金属面板214的外表面刻蚀缝隙来形成所述SRR DGS结构。其中，所述SRR DGS结构是一种带阻结构，在谐振频点处等效为LC串联谐振。
如图10(a)所示，在本实施例中，每个所述第二滤波单元2520包括形成于所述金属体21表面(例如所述第一金属面板213或所述第二金属面板214的内表面或外表面)的两条环形的第一缝隙结构2521和第二缝隙结构2522，其中，第一缝隙结构2521的边长a1小于第二缝隙结构2522的边长a2，所述第二缝隙结构2522围设于所述第一缝隙结构2521之外。应说明的是，在所述第二金属面板214的厚度方向上，所述第一缝隙结构2521和所述第二缝隙结构2522均未贯穿于其所在的第一金属面板213或第二金属面板214的内表面和外表面。在其他实施例中，所述第二滤波单元2520可为呈U形、L形、C形等的缝隙结构或金属结构。本申请的实施例对所述第二滤波结构252的形式不做具体限定，只要所述第二滤波结构252能够形成高频谐振结构，能够产生相应的低通高阻的滤波效果即可。
在第一种实施例中，如图10(a)所示，多个所述第二滤波单元2520在所述第一金属面板213或所述第二金属面板214的表面上排布成两个L形结构，所述缝隙212在所述第一金属面板213和所述第二金属面板214上的正投影的位置均与所述两个L形结构的位置错开。所述两个L形结构与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出包含所述缝隙212的全部区域的所述第二子腔体B1(如图10(a)中所示的虚线框S1的范围)以及位于所述第二子腔体B1两侧且不包含所述缝隙212所在的区域的第四子腔体B2和第五子腔体B3，其中，所述第二子腔体B1在所述第二金属面板214上的正投影呈T形，所述第二子腔体B1、所述第四子腔体B2、以及所述第五子腔体B3的体积之和等于所述腔体结构211的体积。
具体地，所述腔体结构211为矩形结构，包括相对的第一端C1和第二端C2，以及相对的第三端C3和第四端C4，其中，所述第三端C3远离所述缝隙212，所述第四端C4靠近所述缝隙212。每个L形结构包括相互垂直的两条臂，其中一条臂沿第一方向延伸，另一条臂沿第二方向延伸。其中，所述第一方向平行于所述缝隙212的长度方向，即所述第一方向为Y轴方向；所述第二方向垂直于所述缝隙212的长度方向，即所述第二方向为X轴方向。
对于其中一个L形结构，所述其中一条臂的末端靠近所述腔体结构211的第一端C1，所述另一条臂的末端靠近所述腔体结构211的第三端C3。同理，对于另一个L形结构，所述其中一条臂的末端靠近所述腔体结构211的第二端C2，所述另一条臂的末端靠近所述腔体结构211的第三端C3。位于所述两个L形结构之间的区域构成所述第二子腔体B1。通过调整所述两个L形结构的两条臂的长度和设置位置，可以调整所述第二子腔体B1的尺寸以及所述第二腔体天线的谐振频率。
在第二种实施例中，如图10(b)所示，多个所述第二滤波单元2520在所述第二金属面板214的表面上沿所述第二方向(即X轴方向)排布，且在所述第一方向(即Y轴方向)上排成两排，形成一个“||”形结构，所述缝隙212在所述第二金属面板214上的正投影覆盖到所述两个“||”形结构的部分结构。所述“||”形结构与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出包含所述缝隙212的部分区域的所述第二子腔体B1(如图10(b)中所示的虚线框S1的范围)以及位于所述第二子腔体B1两侧的第四子腔体B2和第五子腔体B3，其中，所述第二子腔体B1在所述第二金属面板214上的正投影呈矩形，所述第二子腔体B1、所述第四子腔体B2、以及所述第五子腔体B3的体积之和等于所述腔体结构211的体积。
具体地，所述“||”形结构包括相互平行的两条臂，每条臂均沿所述第二方向(即X轴方向)延伸，每条臂的两末端分别靠近所述腔体结构211的相对两端。位于所述“||”形结构的两条臂之间的区域构成所述第二子腔体B1。通过调整所述“||”形结构的两条臂在所述第一方向(即Y轴方向)上的设置位置，可以调整所述第二子腔体B1的尺寸以及所述第二腔体天线的谐振频率。
在第三种实施例中，如图10(c)所示，多个所述第二滤波单元2520在所述第二金属面板214的表面上沿所述第二方向(即X轴方向)排布，所述缝隙212在所述第二金属面板214上的正投影覆盖到至少一个所述第二滤波单元2520。多个所述第二滤波单元2520与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出包含所述缝隙212的部分区域的所述第二子腔体B1(如图10(c)中所示的虚线框S1的范围)以及位于所述第二子腔体B1一侧的第四子腔体B2，其中，所述第二子腔体B1在所述第二金属面板214上的正投影呈矩形，所述第二子腔体B1与所述第四子腔体B2的体积之和等于所述腔体结构211的体积。
具体地，多个所述第二滤波单元2520沿所述第二方向(即X轴方向)排成一排，且位于末端的所述第二滤波单元2520分别靠近所述腔体结构211的相对两端。通过调整多个所述第二滤波单元2520在所述第一方向(即Y轴方向)上的设置位置，可以调整所述第二子腔体B1的尺寸以及所述第二腔体天线的谐振频率。
在第四种实施例中，如图10(d)所示，多个所述第二滤波单元2520在所述第一金属面板213或所述第二金属面板214的表面上排布成一个L形结构，所述缝隙212在所述第一金属面板213和所述第二金属面板214上的正投影的位置均与所述L形结构的位置错开。所述L形结构与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出包含所述缝隙212的全部区域的所述第二子腔体B1(如图10(d)中所示的虚线框S1的范围)以及位于所述第二子腔体B1一侧且不包含所述缝隙212所在的区域的第四子腔体B2，其中，所述第二子腔体B1在所述第二金属面板214上的正投影呈L形，所述第二子腔体B1与所述第四子腔体B2的体积之和等于所述腔体结构211的体积。
其中，图10(d)所示的L形结构的形状以及设置方式与图10(a)中的任意一条L形结构的形状以及设置方式相似，具体细节请参阅前面的介绍，在此不进行赘述。通过调整所述L形结构的两条臂的长度和设置位置，可以调整所述第二子腔体B1的尺寸以及所述第二腔体天线的谐振频率。
在第五种实施例中，如图10(e)所示，多个所述第二滤波单元2520在所述第二金属面板214的表面上排布成一个L形结构，所述缝隙212在所述第二金属面板214上的正投影覆盖到所述L形结构的部分结构。所述L形结构与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出包含所述缝隙212的部分区域的所述第二子腔体B1(如图10(e)中所示的虚线框S1的范围)以及位于所述第二子腔体B1一侧的第四子腔体B2，其中，所述第二子腔体B1在所述第二金属面板214上的正投影呈矩形，所述第二子腔体B1与所述第四子腔体B2的体积之和等于所述腔体结构211的体积。
具体地，所述L形结构包括相互垂直的两条臂，其中一条臂沿所述第二方向(即X轴方向)延伸，且其末端靠近所述腔体结构211的第四端C4；另一条臂沿所述第一方向(即Y轴方向)延伸，且其末端靠近所述腔体结构211的第二端C2。所述馈电结构24位于靠近所述腔体结构211的第二端C2的位置。通过调整所述L形结构的两条臂的长度和设置位置，可以调整所述第二子腔体B1的尺寸以及所述第二腔体天线的谐振频率。
在第六种实施例中，如图10(f)所示，多个所述第二滤波单元2520的排布结构与图10(e)所示的L形结构相似，不同之处在于：而图10(f)所示的馈电结构24位于靠近所述腔体结构211的第一端C1的位置，所述第二子腔体B1在所述第二金属面板214上的正投影呈L形。
在第七种实施例中，如图10(g)所示，多个所述第二滤波单元2520在所述第一金属面板213或所述第二金属面板214的表面上排布成Z形结构，所述缝隙212在所述第一金属面板213和所述第二金属面板214上的正投影的位置均与所述Z形结构的位置错开。所述Z形结构与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出包含所述缝隙212的全部区域的所述第二子腔体B1(如图10(g)中所示的虚线框S1的范围)以及位于所述第二子腔体B1一侧且不包含所述缝隙212所在的区域的第四子腔体B2，其中，所述第二子腔体B1在所述第二金属面板214上的正投影呈L形，所述第二子腔体B1与所述第四子腔体B2的体积之和等于所述腔体结构211的体积。
具体地，所述Z形结构的两末端分别靠近所述腔体结构211的第一端C1和第二端C2，所述Z形结构包括三条臂，其中一条臂沿所述第二方向(即X轴方向)延伸，另外两条臂沿所述第一方向(即Y轴方向)延伸。通过调整所述Z形结构的三条臂的长度和设置位置，可以调整所述第二子腔体B1的尺寸以及所述第二腔体天线的谐振频率。
在第八种实施例中，如图10(h)所示，多个所述第二滤波单元2520在所述第一金属面板213或所述第二金属面板214的表面上沿所述第一方向(即Y轴方向)排布，所述缝隙212在所述第一金属面板213和所述第二金属面板214上的正投影的位置均与多个所述第二滤波单元2520的位置错开。多个所述第二滤波单元2520与所述金属体21共同在所述腔体结构211中构造出包含所述缝隙212的全部区域的所述第二子腔体B1(如图10(h)中所示的虚线框S1的范围)以及位于所述第二子腔体B1一侧且远离所述缝隙212的第四子腔体B2，其中，所述第二子腔体B1在所述第二金属面板214上的正投影呈矩形，所述第二子腔体B1与所述第四子腔体B2的体积之和等于所述腔体结构211的体积。
具体地，多个所述第二滤波单元2520沿所述第一方向(即Y轴方向)排成一排，且位于末端的所述第二滤波单元2520分别靠近所述腔体结构211的相对两端。通过调整多个所述第二滤波单元2520在所述第二方向(即X轴方向)上的设置位置，可以调整所述第二子腔体B1的尺寸以及所述第二腔体天线的谐振频率。
应说明的是，以上所述的第二滤波结构252的整体排布形状仅为示例性说明，所述第二滤波结构252的整体排布形状并不限于以上所列举的排布形状，本领域的技术人员可以根据实际设计需求来修改或调整所述第二滤波结构252的排布形状。凡是根据本申请的技术方案做出的技术变形，均涵盖在本申请的保护范围之内。
另外，由于腔体天线的谐振频率与天线腔体的物理尺寸相关，在天线腔体的物理尺寸越大的情况下，相应的腔体天线的谐振频率越低，因此，所述第一子腔体A1的体积大于所述第二子腔体B1的体积。为了减小所述腔体结构211的体积，在其他实施例中，在所述第二方向(即X轴方向)上，在所述第二子腔体B1的宽度大于所述第一子腔体A1的宽度L1，且小于所述腔体结构211的宽度L2时，也可以将所述腔体结构211的宽度缩短至等于所述第二子腔体B1的宽度；在所述第二子腔体B1的宽度小于所述第一子腔体A1的宽度时，也可以将所述腔体结构211的宽度L2缩短至等于所述第一子腔体A1的宽度L1。
下面以所述第二滤波结构252采用图10(a)所示的排布形状为例，结合图11(a)-图11(b)来对仅加载有所述第二滤波结构252的双频谐振腔天线20的腔体结构211内的电场分布进行分析。
图11(a)-图11(b)为仅加载有所述第二滤波结构252(SRR DGS结构)的双频谐振腔天线20在馈电频率为2.45GHz和5.5GHz时，在所述腔体结构211内产生的电场的分布仿真图。
如图11(a)所示，在馈电频率为2.45GHz时，低频腔体天线的工作模式为基模TE0.501模，且低频电场能够正常穿过所述第二滤波结构252，并分布于整个腔体结构211中。可见，加载所述第二滤波结构252对低频电场并不产生阻挡作用，整个腔体结构211构成一个低频谐振腔。
如图11(b)所示，在馈电频率为5.5GHz时，所述第二腔体天线(即高频腔体天线)的工作模式为基模TE1.501模，且高频电场被束缚于所述第二子腔体B1(如图11(b)所示的白色虚线框的范围)中。可见，通过加载所述第二滤波结构252，能够将高频电场束缚于所述第二子腔体B1内，且激励起高效率的基模TE1.501模，其中，所述第二子腔体B1构成一个高频谐振腔。
根据图11(a)和图11(b)所示的电场分布仿真图可知，所述第二滤波结构252起到了低通高阻滤波结构的作用，其阻挡了高频电场，但对低频电场不产生阻挡作用。
可以理解的是，腔体天线的谐振频率与天线腔体的形状和物理尺寸相关，在所述腔体结构211的整体形状和物理尺寸不变的情况下，通过调整所述第二滤波结构252的整体尺寸和/或设置位置，可以改变第二腔体天线工作在基模TE1.501模的谐振频率。
下面以所述第二滤波结构252采用图10(a)所示的排布形状为例，结合图12-图14来对本申请的所述双频谐振腔天线20的天线性能进行分析。
如图12所示，所述双频谐振腔天线20通过加载所述第一滤波结构251(例如金属柱)和所述第二滤波结构252(例如SRR DGS结构)，从而可在所述腔体结构211内构造出覆盖WiFi-2.4G频段的第一子腔体A1和覆盖WiFi-5G频段的第二子腔体B1。其中，所述第一子腔体A1和所述第二子腔体B1的部分区域重叠，且共用同一个馈电结构24来馈电，以及利用同一条缝隙212来辐射和接收电磁波能量的缝隙212。
从图12所示的电场分布仿真图可知，所述双频谐振腔天线20在谐振频率为2.45GHz处工作在基模TE0.501模，在谐振频率为5.5GHz处工作在基模TE1.501模，可见，所述双频谐振腔天线20在WiFi-2.4G/5G的双频段均工作在辐射效率比较高的基模TEm01模。
为了便于比较分析本申请的所述双频谐振腔天线20的天线性能，如图13(a)所示，本申请实施例还构造了第二参考天线32，其中，图13(a)所示的第二参考天线32的形状和物理尺寸与图10(a)所示的双频谐振腔天线20的形状和物理尺寸相同，两者在Y轴方向上的长度均为L0，在X轴方向上的宽度均为L2，在Z轴方向上的高度均相同。其中，所述第二参考天线32为一种常规的半模波导谐振腔天线，未加载有任何滤波结构。
图13(b)为所述第二参考天线32在谐振频率为5.5GHz处产生的电场的分布仿真图。从图13(b)所示的电场分布仿真图可知，所述第二参考天线32在谐振频率为5.5GHz处是以一种混合模式工作，而本申请通过加载所述第二滤波结构252(例如SRR DGS结构)，可以将5.5GHz处的混合模式固定在辐射效率比较高的TE1.501模。
图14为图12所示的双频谐振腔天线20的天线性能与图13(a)所示的第二参考天线32的天线性能的仿真结果对比示意图。其中，在图14中，标号Rad_20用于指示所述第二参考天线32的辐射效率曲线，标号Rad_21用于指示所述双频谐振腔天线20的辐射效率曲线，标号Tot_20用于指示所述第二参考天线32的***效率曲线，标号Tot_21用于指示所述双频谐振腔天线20的***效率曲线。
如图14所示，在WiFi-2.4G频段，在未加载所述第一滤波结构251(例如金属柱)的情况下，所述第二参考天线32的TE0.501模的谐振频率为2GHz。而在加载了所述第一滤波结构251(例如金属柱)的情况下，本申请的所述双频谐振腔天线20的TE0.501模的谐振频率为2.45GHz。相对于未加载所述第一滤波结构251(例如金属柱)的第二参考天线32，本申请的所述双频谐振腔天线20在加载了所述第一滤波结构251之后，能够将TE0.501模的谐振点从2GHz移到了2.45GHz，即，将低频谐振点移到了2.4G的频带内，更靠近WiFi-2.4G频段的中心频点，且在WiFi-2.4G频段获得了-3.1dB的辐射效率，相比原始腔体天线(即所述第二参考天线32)，WiFi-2.4G的辐射效率提升了大约1.6dB。
在WiFi-5G频段，在未加载所述第二滤波结构252(例如SRR DGS结构)的情况下，所述第二参考天线32的辐射效率在4.78GHz的位置出现了辐射效率凹坑。如上文的分析，这是由于在4.78GHz的频点上激励起了效率比较低的高次模TE0.503模。由于4.78GHz的频点位于5GHz的频带附近，在进行模式转变时，即从TE0.503模转到TE1.501模的时候，电场在不同时态呈现不同的模式，例如在相位为0时为TE0.503模，在相位为90时为TE0.503模，也就是说，所述第二参考天线32在谐振频率为5.5GHz处以一种混合模式工作。因此，所述第二参考天线32的高频辐射效率受到高次模TE0.503模的影响而被拉低。
另外，在未加载所述第一滤波结构251(例如金属柱)和所述第二滤波结构252(例如SRR DGS结构)的情况下，所述第二参考天线32的TE1.501模的谐振点在6.1GHz处。
而在加载了所述第二滤波结构252(例如SRR DGS结构)的情况下，本申请的所述双频谐振腔天线20能够将所述第二谐振频段附近效率比较低的高次模TE0.503模(即图14中所示的模式2)往低频的方向移，例如移到3.4GHz～3.5GHz附近，使效率比较低的高次模TE0.503模远离WiFi-5G的高频频带，从而可避免WiFi-5G频段的辐射效率被效率比较低的高次模TE0.503模拉低。
同时，所述双频谐振腔天线20还能够将TE1.501模的谐振点从6.1GHz移到了5.5GHz，即，将高频谐振点移到了WiFi-5G的频带内，且更靠近WiFi-5G频段的中心频点。
另外，所述双频谐振腔天线20还能够在模式2和模式4之间的位置(例如在4.78GHz处)激励起一个新的、效率相对较高的谐振，即图14中所示的模式3，所述模式3也是一个高次模TE0.503模，但该位置的高次模的效率不是最低的。如此能够把WiFi-5G频段的整体带宽拉宽，能够覆盖到5.15GHz～5.85GHz，从而提升Wi-Fi5G的高频辐射效率。
如图14所示，本申请的所述双频谐振腔天线20在WiFi-5G频段获得了大约-2dB的辐射效率，相比原始腔体天线(即所述第二参考天线32)，WiFi-5G的辐射效率大约提升了1.8-2.2dB。
综上所述可知，本申请的所述双频谐振腔天线20通过加载所述第一滤波结构和所述第二滤波结构，能够在同一个腔体结构211中构造出两个均工作在辐射效率高的TEm01模的子腔体；另外，通过加载所述第一滤波结构，还能够将TE0.501模的谐振点(即低频谐振点)移到2.4G的频带内；通过加载所述第二滤波结构，还能够将TE1.501模附近的效率比较低的高次模TE0.503模(即图14中所示的模式2)往低频的方向移、将TE1.501模的谐振点移到WiFi-5G的频带内、以及在TE1.501模附近激励起一个效率相对较高的高次模TE0.503模来拉宽WiFi-5G频段的整体带宽，从而能够有效地提升天线效率。
下面以所述第二滤波结构252采用图10(a)所示的排布形状为例，对所述第二滤波结构252的物理参数b、a1、a2与所述双频谐振腔天线20的天线性能的关系进行分析。其中，如图10(a)所示，所述物理参数b为所述第二滤波结构252形成的两个L形结构之间的距离，所述物理参数a1为所述SRR DGS结构的第一缝隙结构2521的边长，所述物理参数a2为所述SRR DGS结构的第二缝隙结构2522的边长。示例性地，各个物理参数的取值为：L0＝60mm，L1＝21mm，L2＝30mm。
图15(a)为图12所示的双频谐振腔天线20的天线效率与所述物理参数b的关系曲线图。其中，在图15(a)中，标号Rad_b＝10、Rad_b＝14、Rad_b＝16分别用于指示所述双频谐振腔天线20在所述物理参数b取值为10mm、14mm、16mm时的辐射效率曲线，标号Tot_b＝10、Tot_b＝14、Tot_b＝16分别用于指示所述双频谐振腔天线20在所述物理参数b取值为10mm、14mm、16mm时的***效率曲线。
如图15(a)所示，所述双频谐振腔天线20的工作模式至少包括模式1(基模TE0.501模)、模式2(高次模TE0.503模)、模式3(高次模TE0.503模)、模式4(基模TE1.501模)。其中，所述双频谐振腔天线20在WiFi-2.4G频段工作在模式1，在WiFi-5G频段工作在模式4。模式2(高次模TE0.503模)为辐射效率比较低的高次模，而模式3(高次模TE0.503模)为辐射效率相对较高的高次模。
根据图15(a)所示的曲线可知，模式3(高次模TE0.503模)的谐振频率跟随所述物理参数b的取值不同而发生明显的变化，并且，所述物理参数b的取值不同对其他模式的影响较小。可见，通过调整所述物理参数b的取值可以调整模式3(高次模TE0.503模)的谐振频率，使效率相对较高的高次模TE0.503模靠近WiFi-5G的频带，以拉宽WiFi-5G的频带，从而可提高WiFi-5G频段的辐射效率。
图15(b)为图12所示的双频谐振腔天线20的天线效率与所述物理参数a1的关系曲线图。其中，在图15(b)中，标号Rad_a1＝4、Rad_a1＝4.5、Rad_a1＝5分别用于指示所述双频谐振腔天线20在所述物理参数a1取值为4mm、4.5mm、5mm时的辐射效率曲线，标号Tot_a1＝4、Tot_a1＝4.5、Tot_a1＝5分别用于指示所述双频谐振腔天线20在所述物理参数a1取值为4mm、4.5mm、5mm时的***效率曲线。
根据图15(b)所示的曲线可知，模式4(基模TE1.501模)的谐振频率跟随所述物理参数a1的取值不同而发生明显的变化，并且，所述物理参数a1的取值不同对其他模式的影响较小。可见，通过调整所述物理参数a1的取值，即调整所述SRR DGS结构的第一缝隙结构2521的边长，可调整模式4(基模TE1.501模)的谐振频率，从而能够将高频谐振点移到WiFi-5G的频带内。
图15(c)为图12所示的双频谐振腔天线20的天线效率与所述物理参数a2的关系曲线图。其中，在图15(c)中，标号Rad_a2＝6、Rad_a2＝6.5、Rad_a2＝7分别用于指示所述双频谐振腔天线20在所述物理参数a2取值为6mm、6.5mm、7mm时的辐射效率曲线，标号Tot_a2＝6、Tot_a2＝6.5、Tot_a2＝7分别用于指示所述双频谐振腔天线20在所述物理参数a2取值为6mm、6.5mm、7mm时的***效率曲线。
根据图15(c)所示的曲线可知，模式2(高次模TE0.503模)的谐振频率跟随所述物理参数a2的取值不同而发生明显的变化，并且，所述物理参数a2的取值不同对其他模式的影响较小。可见，通过调整物理参数a2，即调整所述SRR DGS结构的第二缝隙结构2522的边长，可调整模式2(高次模TE0.503模)的谐振频率，从而可将模式2的谐振点往低频方向移，以远离WiFi-5G频段，从而可避免WiFi-5G频段的辐射效率被效率比较低的高次模TE0.503模拉低。
根据图15(a)、图15(b)、图15(c)所示的天线效率与理参数b、a1、a2的关系曲线图可知，通过调整这两个物理参数b、a1和a2，可分别调整模式3、模式4、模式2的谐振点的位置。结合前面的分析可知，通过调整模式2、模式3和模式4的谐振点的位置，可以提高WiFi-5G频段的辐射效率。
图15(d)为图12所示的双频谐振腔天线20的天线效率与所述馈电结构24的设置位置的关系曲线图。其中，在图15(d)中，标号Rad_位置1、Rad_位置2分别用于指示所述双频谐振腔天线20在所述馈电结构24位于位置1和位置2时的辐射效率曲线，标号Tot_位置1、Tot_位置2分别用于指示所述双频谐振腔天线20在所述馈电结构24位于位置1和位置2时的***效率曲线。
根据图15(d)所示的曲线可知，通过调整所述馈电结构24的位置，可以改善WiFi-5G的阻抗带宽。
综上所述，本申请提出的所述双频谐振腔天线20通过在其金属体21上加载两种滤波结构25，能够在同一个腔体结构211中构造出两个不同的天线子腔体(所述第一子腔体A1与所述第二子腔体B1)，从而得到覆盖不同频段的两个腔体天线。并且，两个天线子腔体的部分区域重叠，并利用同一个馈电结构24来馈电，以及利用同一条缝隙212来辐射或接收电磁波能量，从而可实现对同一腔体结构211的复用以及对两个腔体天线的双频共腔体设计，既提高了对所述腔体结构211的利用率以及减小所述双频谐振腔天线20的整体体积，又有利于将所述双频谐振腔天线20灵活地应用于紧凑型的终端设备100中。
另外，所述双频谐振腔天线20通过加载所述第一滤波结构251和所述第二滤波结构252，可以使所述两个腔体天线分别覆盖在WiFi-2.4G/5G频段，能够满足WiFi-2.4G/5G的天线性能需求，并且可以使所述两个腔体天线均工作在高辐射效率的TEm01模，从而使得所述双频谐振腔天线20在应用于采用全金属结构设计的终端设备100时也依然具有较高的辐射效率，进而能够保证天线性能。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟知本领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换方案，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种双频谐振腔天线，其特征在于，包括：
金属体，所述金属体内部形成腔体结构，所述金属体的表面上开设有一条与所述腔体结构连通且呈长条形状的缝隙；
第一滤波结构，所述第一滤波结构设于所述金属体上并与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出第一子腔体；
第二滤波结构，所述第二滤波结构设于所述金属体上并与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出第二子腔体；所述第一子腔体和所述第二子腔体分别包含所述缝隙的至少部分区域，且所述第一子腔体与所述第二子腔体之间存在重叠区域；以及
馈电结构，位于所述重叠区域中；
其中，所述馈电结构、所述缝隙以及所述第一子腔体共同构成第一腔体天线，所述第一腔体天线利用所述馈电结构进行馈电，并通过所述缝隙辐射或接收第一谐振频段的电磁波能量；
所述馈电结构、所述缝隙以及所述第二子腔体共同构成第二腔体天线，所述第二腔体天线利用所述馈电结构进行馈电，并通过所述缝隙辐射或接收第二谐振频段的电磁波能量。
2.根据权利要求1所述的双频谐振腔天线，其特征在于，所述第一谐振频段的频率低于所述第二谐振频段；
所述第一滤波结构采用低阻高通滤波结构，所述第一滤波结构还用于将所述第一腔体天线产生的第一谐振频段的电场束缚于所述第一子腔体中。
3.根据权利要求2所述的双频谐振腔天线，其特征在于，所述第一滤波结构包括多个间隔排布的第一滤波单元，其中，相邻两个第一滤波单元之间的间距小于所述第一谐振频段的电磁波波长的四分之一，且大于所述第二谐振频段的电磁波波长的二分之一。
4.根据权利要求3所述的双频谐振腔天线，其特征在于，多个所述第一滤波单元沿第一方向排布，所述第一方向平行于所述缝隙的长度方向；
所述第一滤波结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第一子腔体以及远离所述缝隙的第三子腔体，所述第一子腔体与所述第三子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
5.根据权利要求2所述的双频谐振腔天线，其特征在于，所述第二滤波结构采用低通高阻滤波结构，所述第二滤波结构还用于将所述第二腔体天线产生的第二谐振频段的电场束缚于所述第二子腔体中。
6.根据权利要求5所述的双频谐振腔天线，其特征在于，所述第二滤波结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的至少部分区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧或两侧的其他子腔体，并且所述第二子腔体与所述其他子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
7.根据权利要求6所述的双频谐振腔天线，其特征在于，所述第二滤波结构包括多个间隔设置的第二滤波单元，其中，在所述第二子腔体与所述其他子腔体的交界处的相邻两个所述第二滤波单元之间的间距小于所述第二谐振频段的电磁波波长的四分之一。
8.根据权利要求7所述的双频谐振腔天线，其特征在于，所述第二滤波单元设置于所述金属体的表面，所述第二滤波单元采用SRR DGS结构，所述SRR DGS结构谐振在所述第二谐振频段。
9.根据权利要求8所述的双频谐振腔天线，其特征在于，每个所述第二滤波单元包括形成于所述金属体表面的两条环形的第一缝隙结构和第二缝隙结构，其中，第一缝隙结构的边长小于第二缝隙结构的边长，所述第二缝隙结构围设于所述第一缝隙结构之外。
10.根据权利要求9所述的双频谐振腔天线，其特征在于，所述金属体整体呈长方体形状，所述金属体包括第一金属面板、第二金属面板、以及连接部，所述第一金属面板、所述第二金属面板、以及所述连接部共同围成所述腔体结构，所述第一金属面板上开设有所述缝隙。
11.根据权利要求9所述的双频谐振腔天线，其特征在于，所述金属体整体呈L形，其包括平板部以及从所述平板部的一端弯折延伸出来的延伸部，所述平板部与所述延伸部的内部共同形成所述腔体结构，所述延伸部远离所述平板部的一端面形成所述缝隙；
所述金属体包括第一金属面板、第二金属面板、弯折部、以及连接部，所述第一金属面板和所述第二金属面板相对设置，所述弯折部从所述第一金属面板的一端弯折延伸出来，所述连接部设置于所述第一金属面板和所述第二金属面板之间，所述第一金属面板、所述第二金属面板、所述弯折部以及所述连接部共同围成所述腔体结构；所述第一金属面板、所述第二金属面板以及所述连接部的部分结构共同构成所述平板部，所述弯折部与所述连接部的部分结构共同构成所述延伸部。
12.根据权利要求10或11所述的双频谐振腔天线，其特征在于，多个所述第二滤波单元在所述第一金属面板或所述第二金属面板的表面上排布成两个L形结构，所述缝隙在所述第一金属面板和所述第二金属面板上的正投影的位置均与所述两个L形结构的位置错开；
所述两个L形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体两侧且不包含所述缝隙所在的区域的第四子腔体和第五子腔体；其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈T形，所述第二子腔体、所述第四子腔体、以及所述第五子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
13.根据权利要求10或11所述的双频谐振腔天线，其特征在于，多个所述第二滤波单元在所述第二金属面板的表面上沿垂直于所述缝隙的长度方向的方向排布，且在平行于所述缝隙的长度方向的方向上排成两排，形成一个“||”形结构，所述缝隙在所述第二金属面板上的正投影覆盖到所述两个“||”形结构的部分结构；
所述“||”形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的部分区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体两侧的第四子腔体和第五子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈矩形，所述第二子腔体、所述第四子腔体、以及所述第五子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
14.根据权利要求10或11所述的双频谐振腔天线，其特征在于，多个所述第二滤波单元在所述第二金属面板的表面上沿垂直于所述缝隙的长度方向的方向排布，所述缝隙在所述第二金属面板上的正投影覆盖到至少一个所述第二滤波单元；
多个所述第二滤波单元与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的部分区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈矩形，所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
15.根据权利要求10或11所述的双频谐振腔天线，其特征在于，多个所述第二滤波单元在所述第一金属面板或所述第二金属面板的表面上排布成一个L形结构，所述缝隙在所述第一金属面板和所述第二金属面板上的正投影的位置均与所述L形结构的位置错开；
所述L形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧且不包含所述缝隙所在的区域的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈L形，所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
16.根据权利要求10或11所述的双频谐振腔天线，其特征在于，多个所述第二滤波单元在所述第二金属面板的表面上排布成一个L形结构，所述缝隙在所述第二金属面板上的正投影覆盖到所述L形结构的部分结构；
所述L形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的部分区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈矩形，或者，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈L形；所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
17.根据权利要求10或11所述的双频谐振腔天线，其特征在于，多个所述第二滤波单元在所述第一金属面板或所述第二金属面板的表面上排布成Z形结构，所述缝隙在所述第一金属面板和所述第二金属面板上的正投影的位置均与所述Z形结构的位置错开；
所述Z形结构与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧且不包含所述缝隙所在的区域的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈L形，所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
18.根据权利要求10或11所述的双频谐振腔天线，其特征在于，多个所述第二滤波单元在所述第一金属面板或所述第二金属面板的表面上沿平行于所述缝隙的长度方向的方向排布，所述缝隙在所述第一金属面板和所述第二金属面板上的正投影的位置均与多个所述第二滤波单元的位置错开；
多个所述第二滤波单元与所述金属体共同在所述腔体结构中构造出包含所述缝隙的全部区域的所述第二子腔体以及位于所述第二子腔体一侧且远离所述缝隙的第四子腔体，其中，所述第二子腔体在所述第二金属面板上的正投影呈矩形，所述第二子腔体与所述第四子腔体的体积之和等于所述腔体结构的体积。
19.根据权利要求1所述的双频谐振腔天线，其特征在于，所述腔体结构以及所述缝隙内均填充有介质；
所述馈电结构包括馈电枝节以及设于所述馈电枝节上的馈电端口，所述馈电枝节通过所述介质设于所述缝隙中并沿所述缝隙的长度方向延伸，且所述馈电枝节与所述金属体的金属结构间隔设置；所述馈电端口用于对所述馈电枝节进行馈电，所述馈电枝节用于对所述金属体进行耦合激励。
20.一种终端设备，其特征在于，包括：
壳体和显示屏，所述壳体与所述显示屏共同围成收容腔；以及
如权利要求1-19任意一项所述的双频谐振腔天线，所述双频谐振腔天线设于所述收容腔内，且所述双频谐振腔天线的金属体表面上开设的缝隙正对所述壳体的边缘与所述显示屏的边缘之间的连接处。
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