CN218005244U - 一种滤波天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请属于天线技术领域，提供了一种滤波天线及电子设备，滤波天线包括第一主辐射结构、第二主辐射结构、馈电结构以及馈电点；其中，第一主辐射结构设有第一开槽，馈电结构的形状呈渐变梯形，其顶部设于第一开槽内并与所述第一开槽的侧壁之间设有缝隙，其底部与第二主辐射结构连接，馈电点分别与馈电结构和第一主辐射结构连接。本申请通过在第一主辐射结构、第二主辐射结构上开槽，并采用渐变梯形的馈电结构设置于第一主辐射结构、第二主辐射结构之间，有效地延长了电流路径，优化了天线的匹配特性，实现了天线的宽频带、高效率以及小型化。

Description

一种滤波天线及电子设备

技术领域

本申请属于天线技术领域，尤其涉及一种滤波天线及电子设备。

背景技术

移动通信天线是一种可发射和接收电磁波的金属装置，主要运用于各种无线设备的通信中。为无线设备添加天线，可以有效地提高该无线设备发射信号和接收信号的能力。

由于移动天线的工作频段较宽，为保证小尺寸和优良性能，移动通信天线通常由两个天线构成，一个天线工作在699-960MHz&1710-2690MHz(LTE天线)，另一个天线工作在3300-4200MHz&4400-5000MHz。因此设计工作在3300-4200MHz&4400-5000MHz频段且性能较优的天线很有必要；在结构较为局限的情况下，移动通信天线和wifi天线之间的干扰问题往往很难解决，通常采用的解决办法是在射频链路上加滤波器，这种做法不仅会增加成本，还会因为滤波器引入的插损导致整机射频性能恶化。因此，设计具有滤波特性且性能良好的的移动通信天线具有重要的实用价值。

实用新型内容

本实用新型提供了一种滤波天线及电子设备，旨在提供一种具有滤波特性且性能良好的的移动通信天线。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种滤波天线，包括：

第一主辐射结构，所述第一主辐射结构设有第一开槽；

第二主辐射结构，所述第二主辐射结构内设有U形槽；

馈电结构，所述馈电结构的形状为渐变梯形，所述馈电结构的顶部设于所述第一开槽内并与所述第一开槽的侧壁之间设有缝隙，所述馈电结构的底部与所述第二主辐射结构连接，所述馈电结构的底部的宽度大于所述馈电结构的顶部的宽度；

馈电点，所述馈电点分别与所述第一主辐射结构和所述馈电结构连接。

在一个实施例中，所述第一主辐射结构还设有多个第二开槽，多个所述第二开槽分别设于所述第一开槽的两侧。

在一个实施例中，所述第二主辐射结构的两侧分别设有多个第三开槽。

在一个实施例中，所述第二主辐射结构的两侧的多个所述第三开槽相互对称。

在一个实施例中，所述U形槽缝的U形开口方向与所述第一开槽的开口方向相同。

在一个实施例中，所述U形槽缝的长度等于频率为2.45GHz的波长的一半。

在一个实施例中，所述馈电结构的底部的宽度小于或者等于所述第二主辐射结构的宽度。

在一个实施例中，所述馈电结构的顶部的长度大于所述第一开槽的深度。

在一个实施例中，所述馈电结构的顶部与所述第一开槽的左右两壁之间的间隙的宽度相同。

本申请第二方面还提供了一种电子设备，包括如上述任一项所述的滤波天线。

本实用新型的有益效果：通过在第一主辐射结构、第二主辐射结构上开槽，并采用渐变梯形的馈电结构设置于第一主辐射结构、第二主辐射结构之间，有效地延长了电流路径，优化了天线的匹配特性，并通过在第二主辐射结构上开U形槽缝，可以有效滤除与2.4GWIFI信号之间的干扰，实现了天线的宽频带、高效率以及小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种滤波天线的结构示意图；

图2为申请实施例提供的一种滤波天线的另一结构示意图；

图3为申请实施例提供的一种滤波天线的又一结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种滤波天线的反射系数曲线；

图5为本申请实施例提供的一种滤波天线的辐射效率曲线；

图6为申请实施例提供的一种滤波天线的电流分布图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

本申请实施例提供了一种滤波天线，参见图1所示，滤波天线包括：第一主辐射结构10、第二主辐射结构20、馈电结构30、馈电点40。

具体的，第一主辐射结构10上设有第一开槽11，第二主辐射结构20内设有U形槽缝23，馈电结构30的形状为渐变梯形，馈电结构30的顶部设于第一开槽11内并与第一开槽11的侧壁之间设有缝隙，馈电结构30的底部与第二主辐射结构20连接，馈电结构30的底部的宽度大于馈电结构30的顶部的宽度，馈电点40分别与第一主辐射结构10和馈电结构30连接。

在本实施例中，滤波天线设于介质基板600上，馈电点40设于馈电结构30的顶部与第一开槽11的侧壁之间的缝隙内，馈电结构30的形状为渐变梯形，具体的，馈电结构30的底部宽度大于顶部宽度，且馈电结构30的顶部设于第一开槽11内，馈电结构30的底部与第二主辐射结构20连接，并通过在第二主辐射结构20开设槽缝形成U形槽缝23，有效延长了电流路径，实现了小型化和天线的滤波特性，并且使得滤波天线在3300-4200MHz&4400-5000MHz频段依然具有较好的性能。

在一个实施例中，第一主辐射结构10与第二主辐射结构20相对设置，馈电结构30设于第一主辐射结构10与第二主辐射结构20之间，具体的，馈电结构30与第一主辐射结构10之间设有缝隙，馈电结构30与第二主辐射结构20连接，具体应用中，馈电结构与第二主辐射结构20一体成型。

在一个实施例中，结合图1所示，第一主辐射结构10的第一开槽11两侧设有阶梯，例如图1中的阶梯12c和阶梯12d，使得第一主辐射结构10呈阶梯状凹槽结构，第一开槽11位于阶梯状凹槽结构中凹槽的最底部，且该阶梯状凹槽结构的凹槽的宽度由底部到顶部逐渐增加。

在一个实施例中，结合图1所示，第一主辐射结构10的宽度与第二主辐射结构20的宽度相等。

在一个实施例中，馈电结构30为渐变梯形结构。

在一个实施例中，渐变梯形的馈电结构30的宽度从其顶部至底部逐渐增加。

在一个具体应用实施例中，馈电结构30可以由多个馈电金属片组成，多个馈电金属片的宽度依次增加，且多个馈电金属片一体成型。

在一个实施例中，结合图1所示，馈电结构30可以为塔形结构，其顶部为塔型结构的顶部，其底部为塔形结构的底部，塔形结构两侧均设有阶梯结构，塔形结构的顶部设于第一开槽11内。

在一个具体应用实施例中，塔形结构两侧的阶梯结构的个数可以根据需求设置，塔形结构两侧的阶梯结构对称设置。

在一个实施例中，结合图1所示，第二主辐射结构20内的U形槽缝23可以由C形槽缝和两个水平槽缝组成，两个水平槽缝分别与C形槽缝的两开口连通。

在一个具体应用实施例中，U形槽缝23中的两个水平槽缝分别与C形槽缝的两开口可以错位连通，或者U形槽缝23中的两个水平槽缝的宽度可以大于或者小于C形槽缝的两开口的宽度。

在其中一实施例中，参见图2所示，第一主辐射结构10还设有多个第二开槽，多个所述第二开槽分别设于第一开槽11的两侧。

结合图2所示，第一开槽11的一侧设有第二开槽12a，第一开槽11的另一侧设有第二开槽12b。

在一个实施例中，第一开槽11两侧的第二开槽12a和第二开槽12b的深度小于第一开槽11的深度。

在一个实施例中，第一开槽11两侧的第二开槽的宽度和深度相同，第一开槽11两侧的第二开槽对称设置，例如，第二开槽12a和第二开槽12b对称设置。

在其中一实施例中，第二主辐射结构20的边缘设有多个第三开槽，第二主辐射结构20的第一侧与馈电结构30连接，多个第三开槽可以设于与第二主辐射结构20的第一侧相对的第四侧，也可以设于第二主辐射结构20的第二侧和第三侧，其中，第二侧与第三侧相对。

在一个实施例中，结合图1和图2所示，第二主辐射结构20的两侧分别设有多个第三开槽，多个第三开槽分别设于第二主辐射结构20的第二侧和第三侧。

在本实施例中，第二主辐射结构20的第二侧和第三侧相对，第二侧设有多个第三开槽22a，第三侧设有多个第三开槽22b。

在一个具体应用实施例中，第二主辐射结构20第二侧的第三开槽22a与其第三侧的第三开槽22b的个数相等，第三开槽22a也可以与第三开槽22b对称设置。

在一个实施例中，结合图3所示，第二主辐射结构20的第四侧设有第三开槽22c，第三开槽22c的个数可以根据需要设置。

在一个具体应用实施例中，第三开槽22c的开口方向与U形槽缝23的开口方向相同，第三开槽22c的深度小于U形槽缝23的开口与第二主辐射结构20的第四侧边的距离。

在本实施例中，通过在第二主辐射结构20的边缘开设多个第三开槽，可以使得第二主辐射结构20获得曲线边界，有效延长电流路径，有利于实现天线的小型化。

在其中一实施例中，第三开槽可以为矩形槽。

在其中一实施例中，第二主辐射结构20靠近馈电结构30的部分还设有阶梯结构21a和阶梯结构21b，阶梯结构21a和阶梯结构21b分别设于第二主辐射结构20的第二侧和第三侧，阶梯结构21a和阶梯结构21b沿第二主辐射结构20向馈电结构30的方向逐级向下，使得第二主辐射结构20在沿第二主辐射结构20向馈电结构30的方向上的宽度逐渐减小，直至减小至与馈电结构30的底部的宽度相等。

在其中一实施例中，参见图1所示，U形槽缝23的U形开口方向与第一开槽11的开口方向相同。

在本实施例中，U形槽缝23与介质基板600平行设置，U形槽缝23的开口方向与馈电结构30的顶部位置相反，与第一主辐射结构10中第一开槽11的开口方向相同。

在其中一实施例中，U形槽缝23的长度等于频率为2.45GHz的波长的一半。

在本实施例中，通过在第二主辐射结构20上开U形槽缝形成U形槽缝23，从而引入辐射零点，使得本实施例中的滤波天线实现了滤波特性，可以有效滤除了2.4-2.5GHz频段的WIFI信号。

在其中一实施例中，参见图1所示，馈电结构30的底部的宽度小于或者等于第二主辐射结构20的宽度。

在本实施例中，馈电结构30从其顶部朝第二主辐射结构20与馈电结构30的底部连接处的方向，宽度逐渐增大到与第二主辐射结构20的宽度相等，可以通过该渐变结构有效改善天线匹配性能，获得较好的带内匹配特性。

在其中一实施例中，参见图3所示，馈电结构30的顶部的长度大于第一开槽11的深度。

在其中一实施例中，参见图3所示，馈电结构30的顶部与第一开槽11的左右两壁之间的间隙的宽度相同。

在其中一实施例中，滤波天线设于介质基板600上，介质基板600的介电常数为4.4。

就现有5G产品而言，多通过采用滤波器来改善移动天线与WIFI天线之间的隔离度特性，成本较高，还会损失天线辐射性能。而在本实施例中，滤波天线为单层PCB结构，具有结构简单、利于加工、量产、成本较低的特点。

在其中一实施例中，通过在第一主辐射结构10、第二主辐射结构20上开槽，并采用渐变梯形的馈电结构30设置于第一主辐射结构10、第二主辐射结构20之间，有效地延长了电流路径，优化了天线的匹配特性，使得滤波天线的宽度可以为20mm，长度可以为40mm，厚度可以为0.8mm，在具体应用中，可以很方便地作为内置贴壳天线放置在各种壳体内，很好地克服了现有5G天线尺寸过大的问题，也节省了5G产品新壳体设计的成本问题。

在本实施例中，结合图4和图5所示的天线反射系数曲线(参见曲线SparameterPlot1)及辐射效率曲线(参见曲线Antenna parameter Plot1)所示，本实施例中的滤波天线在2710-5140MHz频段反射系数小于-10dB，其具有较好的匹配效果，工作在3300-4200MHz频段和4400-5000MHz频段时辐射效率较高；而滤波天线在2.45GHz频段反射系数仅有-1dB，仿真辐射效率仅有5.7％左右，可以有效滤除2.45GHz附近的干扰信号。

在具体应用中，可以通过调节第一主辐射结构10、第二主辐射结构20的谐振长度、匹配枝节的尺寸从而调节滤波天线在各个频段的匹配特性，具有匹配优化方便的优点。

在本实施例中，结合图6所示的天线电流分布图所示，图6中的三角形为电流示意，本实施例中的滤波天线的辐射结构虽在高频时出现了反向电流，由于5G天线重点关注的天线参数是反射系数和辐射效率，该滤波天线的方向图特性可以满足设计要求。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任一项实施例所述的滤波天线。

在本实施例中，电子设备可以为移动终端或者可以用于接收射频信号的电子设备。

本申请实施例提供了一种滤波天线及电子设备，通过在第一主辐射结构、第二主辐射结构上开槽，并采用渐变梯形的馈电结构设置于第一主辐射结构、第二主辐射结构之间，有效地延长了电流路径，优化了天线的匹配特性，实现了天线的宽频带、高效率以及小型化。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滤波天线，其特征在于，包括：

第一主辐射结构，所述第一主辐射结构设有第一开槽；

第二主辐射结构，所述第二主辐射结构内设有U形槽缝；

馈电结构，所述馈电结构的形状为渐变梯形，所述馈电结构的顶部设于所述第一开槽内并与所述第一开槽的侧壁之间设有缝隙，所述馈电结构的底部与所述第二主辐射结构连接，所述馈电结构的底部的宽度大于所述馈电结构的顶部的宽度；

馈电点，所述馈电点分别与所述第一主辐射结构和所述馈电结构连接。

2.如权利要求1所述的滤波天线，其特征在于，所述第一主辐射结构还设有多个第二开槽，多个所述第二开槽分别设于所述第一开槽的两侧。

3.如权利要求1所述的滤波天线，其特征在于，所述第二主辐射结构的两侧分别设有多个第三开槽。

4.如权利要求3所述的滤波天线，其特征在于，所述第二主辐射结构的两侧的多个所述第三开槽相互对称。

5.如权利要求1所述的滤波天线，其特征在于，所述U形槽缝的U形开口方向与所述第一开槽的开口方向相同。

6.如权利要求1所述的滤波天线，其特征在于，所述U形槽缝的长度等于频率为2.45GHz的波长的一半。

7.如权利要求1所述的滤波天线，其特征在于，所述馈电结构的底部的宽度小于或者等于所述第二主辐射结构的宽度。

8.如权利要求1所述的滤波天线，其特征在于，所述馈电结构的顶部的长度大于所述第一开槽的深度。

9.如权利要求1所述的滤波天线，其特征在于，所述馈电结构的顶部与所述第一开槽的左右两壁之间的间隙的宽度相同。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的滤波天线。

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