一种基于寄生耦合的贴片天线和电子设备的制作方法

1.本技术实施例涉及电子设备领域，尤其涉及一种基于寄生耦合的贴片天线和电子设备。


背景技术：

2.电子设备可以通过超宽带(ultra wide band，uwb)技术可以向用户提供具有截获能力低，定位精度高等特点的无线通信体验。
3.在uwb技术中，常用的天线方案为典型的贴片天线方案。随着电子设备对于小型化的需求不断提升，需要贴片天线能够在具有较小尺寸的同时，保证良好的辐射性能。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种基于寄生耦合的贴片天线和电子设备，可以在双端口馈电场景下提供较好的带宽以及辐射性能。示例性的，该天线可以应用在电子设备中，用于实现基于uwb技术的无线通信。
5.为了达到上述目的，本技术实施例采用如下技术方案：
6.第一方面，提供一种基于寄生耦合的贴片天线，该贴片天线包括主辐射结构，以及至少一个寄生结构。该主辐射结构中包括至少一个主辐射体，第一寄生结构包括第一寄生辐射体，该第一寄生结构包括在至少一个该寄生结构中。该主辐射结构上设置有沿第一方向的第一短路壁，该短路壁将该主辐射体划分为第一部分和第二部分，该第一部分和该第二部分分别连接不同的馈源。该第一寄生辐射体设置在该第一部分的第一方向，该第一寄生辐射体与该主辐射体由第一缝隙隔离开，该第一寄生辐射体通过该第一缝隙进行电场耦合实现寄生作用。
7.基于该方案，提供了一种具有寄生结构的贴片天线的示例。在本示例中，主辐射体可以具有短路壁，从而实现基于贴片天线的1/4波长辐射。由此实现相对于1/2波长的小型化。此外，主辐射体附近还设置有寄生结构，由此使得寄生结构可以对工作频段产生对应的贡献，从而达到提升工作频段带宽以及辐射性能的效果。需要说明的是，在本示例中，由于第一短路壁设置在主辐射体上，因此，第一短路壁与主辐射体的交线可以在主辐射体所在平面。比如，以主辐射体为矩形为例，第一方向可以沿矩形的长边方向，第一方向也可以沿矩形的短边方向。
8.在一种可能的设计中，该主辐射体的第一部分产生的谐振为第一谐振，该第一谐振覆盖第一频段，该第一寄生辐射体产生的谐振为第二谐振，该第二谐振覆盖第二频段，该第二频段与该第一频段部分或全部重合。基于该方案，提供了上述结构的贴片天线的工作特征。示例性的，主辐射结构可以用于激励第一谐振，第一谐振可以覆盖贴片天线的工作频段。，寄生结构可以用于产生第二谐振，达到提升第一谐振的带宽和辐射性能的效果。
9.在一种可能的设计中，在该第二频段与该第一频段部分重合的情况下，该第一谐振的带宽大于第三谐振的带宽，该第三谐振是在没有设置该第一寄生辐射体的情况下，该
主辐射体的第一部分产生的谐振。基于该方案，给出了增加寄生辐射体之后对第一谐振的带宽的有益效果。示例性的，在增加寄生辐射体之后，其产生的寄生谐振，即使没有与第一谐振完全重合，也可以达到将第一谐振的边缘辐射带宽进行扩展的效果，从而达到扩展第一谐振的带宽的效果。
10.在一种可能的设计中，该寄生结构还包括设置在该第一寄生辐射体上的第二短路壁。基于该方案，提供了一种第一寄生辐射体的结构限定。基于该限定，第一寄生辐射体可以通过第二短路壁回地，由此使得即使第一寄生辐射体为贴片天线形式时，也能够激励1/4波长的寄生谐振，由此实现天线的小型化。
11.在一种可能的设计中，该第二短路壁设置在该第一寄生辐射体上的第一边，该第一边所在直线与该主辐射体的交线与该第一短路壁相对。基于该方案，提供了一种可能的第二短路壁和第一短路壁的相对位置关系限定。在本示例中，第二短路壁可以位于与第一短路壁不同方向的位置。比如，第一短路壁位于第一部分的左边时，第二短路壁可以位于第一部分的右边。又如，第一短路壁位于第一部分的右边时，第二短路壁可以位于第一部分的左边。
12.在一种可能的设计中，该第一寄生结构还包括第二寄生辐射体，该第二寄生辐射体设置在该第二部分的第一方向，该第二寄生辐射体与该主辐射体由该第一缝隙隔离开，该第二寄生辐射体通过该第一缝隙进行电场耦合实现寄生作用。基于该方案，提供了又一种贴片天线的组成。结合前述方案说明，第一短路壁可以将主辐射体划分为两部分，其中可以包括第二部分。类似于第一部分，第二部分也可以用于产生对应的谐振，覆盖工作频段。在本示例中，可以通过设置第二寄生辐射体，实现扩展第二部分带宽和辐射性能的效果。
13.在一种可能的设计中，该第一寄生辐射体和该第二寄生辐射体间隔设置。基于该方案，提供了一种对第一寄生辐射体和第二寄生辐射体的位置限定。基于该方案，第一寄生辐射体和第二寄生辐射体可以是分开的两个辐射体。在一些示例中，第一寄生辐射体和第二寄生辐射体都可以通过短路壁接地。比如，第一寄生辐射体的短路壁可以位于x轴的负方向所在边沿。第二寄生辐射体的短路壁可以位于x轴正方向所在边沿。第一寄生辐射体和第二寄生辐射体的未接地x轴向边沿相对设置，其中由缝隙隔开。
14.在一种可能的设计中，该主辐射体的第二部分产生的谐振为第四谐振，该第四谐振覆盖第三频段，该第二寄生辐射体产生的谐振为第五谐振，该第五谐振覆盖第四频段，该第三频段与该第四频段部分或全部重合。基于该方案，提供了一种第二部分产生的谐振覆盖工作频段过程中的带宽扩展示例。例如，与第二部分产生的谐振频段相近或相同的寄生谐振，即第二寄生辐射体产生的寄生谐振，可以与第二部分产生的谐振频段全部重合或部分重合，从而实现对第二部分产生的谐振的扩展。
15.在一种可能的设计中，在该第三频段与该第四频段部分重合的情况下，该第四谐振的带宽大于第六谐振的带宽，该第六谐振是在没有设置该第二寄生辐射体的情况下，该主辐射体的第二部分产生的谐振。基于该方案，提供了一种扩展第四谐振的带宽的效果限定。即增加寄生扩展之后的谐振带宽相较于增加寄生之前的谐振带宽有了显著的提升。
16.在一种可能的设计中，该第一部分的面积大于该第二部分的面积，该第一频段低于该第三频段。基于该方案，使得第一部分和第二部分的同时工作，能够覆盖至少两个工作频段。结合前述设计，本技术实施例提供的贴片天线能够达到扩展至少两个工作频段的带
宽的效果。
17.在一种可能的设计中，该贴片天线应用于进行基于超宽带uwb技术的辐射，该第一频段包括在[6.25ghz，6.75ghz]中，该第三频段包括在[7.75ghz，8.25ghz]中。基于该方案，提供了本技术实施例提供的贴片天线的一种具体实施场景示例。比如，该贴片天线可以应用于uwb技术的场景中。
[0018]
在一种可能的设计中，该贴片天线还包括第二寄生结构，该第二寄生结构包括在至少一个该寄生结构中，该第二寄生结构与该第一寄生结构相对于该主辐射体的第一中线对称，该第一中线是与该第一方向垂直的中线。基于该方案，提供了又一种寄生结构的设置方案，即还可以在主辐射体的另一侧设置第二寄生结构，该第二寄生结构可以与第一寄生结构具有相同的结构组成，从而进一步增加寄生效果，从而提升工作频段的带宽和辐射性能。
[0019]
第二方面，提供一种电子设备，该电子设备设置有至少一个处理器，射频模块，以及至少一个如第一方面及其任一种可能的设计中所述的贴片天线；该电子设备在进行信号发射或接收时，通过该射频模块和该贴片天线进行信号的发射或接收。
[0020]
在一种可能的设计中，该信号的发射或接收是基于uwb技术的信号的发射或接收。
[0021]
应当理解的是，上述第二方面提供的技术方案，其技术特征均可对应到第一方面及其可能的设计中提供的贴片天线，因此能够达到的有益效果类似，此处不再赘述。
附图说明
[0022]
图1为一种天线设置区域的示意图；
[0023]
图2为一种uwb天线的示意图；
[0024]
图3为一种典型贴片天线的示意图；
[0025]
图4为本技术实施例提供的一种电子设备的组成示意图；
[0026]
图5为本技术实施例提供的又一种电子设备的组成示意图；
[0027]
图6为本技术实施例提供的一种uwb天线的示意图；
[0028]
图7为本技术实施例提供的一种贴片天线的示意图；
[0029]
图8a为本技术实施例提供的又一种贴片天线的示意图；
[0030]
图8b为本技术实施例提供的又一种贴片天线的示意图；
[0031]
图9为本技术实施例提供的又一种贴片天线的示意图；
[0032]
图10为本技术实施例提供的又一种贴片天线的示意图；
[0033]
图11为本技术实施例提供的s11仿真示意图；
[0034]
图12为本技术实施例提供的辐射效率仿真示意图；
[0035]
图13为本技术实施例提供的系统效率仿真示意图；
[0036]
图14为本技术实施例提供的增益仿真示意图；
[0037]
图15为本技术实施例提供的又一种s参数的仿真示意图；
[0038]
图16为本技术实施例提供的又一种s参数的仿真示意图。
具体实施方式
[0039]
uwb技术可以不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒
或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有ghz量级的带宽。此外，uwb技术还能够提供准确的定位，比如实现精确的室内定位。
[0040]
示例性的，结合图1，以提供基于uwb技术的无线通信的电子设备的手机为例。手机可以通过uwb技术，实现对如图1所示的其他电子设备(如设置有电子标签的卡片，和/或智能手表等)进行精确定位。例如，以对设置有电子标签的卡片进行定位为例，手机可以通过基于uwb的无线通信，与待定位卡片进行交互，从而确定与待定位卡片的位置相对应的路径1的距离和夹角，从而确定以手机为中心的极坐标下，待定位卡片的具体坐标；由此实现对待定位卡片的定位。类似的，在对智能手表进行定位时，手机可以通过基于uwb的无线通信，与待定位智能手表进行交互，从而确定与待定位智能手表的位置相对应的路径2的距离和夹角，从而确定以手机为中心的极坐标下，待定位智能手表的具体坐标。由此实现对待定位智能手表的定位。
[0041]
电子设备中可以通过设置uwb天线，实现基于uwb技术的无线通信。示例性的，结合图2，在电子设备中可以设置有多个uwb天线。比如，在一些实现中，电子设备中可以设置有如图2所示的三个uwb天线。该三个uwb天线的相对位置可以如图2所示。这样，这三个uwb天线就可以分别通过与待定位设备(如智能手表)进行无线通信，从而分别确定基于各个uwb天线的智能手表所在位置的极坐标。结合三个uwb天线在电子设备中的位置，电子设备就能够准确地确定智能手表的位置。需要说明的是，一般而言，为了能够保证uwb天线的正常工作，uwb天线的工作频段可以覆盖6.5ghz频段(如6.25ghz
‑
6.75ghz)以及8ghz(如7.75ghz
‑
8.25ghz)。为了便于说明，以下说明中，将多个天线组阵之后实现uwb天线的多个天线称为uwb天线组。例如，在如图2的示例中，uwb天线组可以包括三个uwb天线。
[0042]
在一些实现中，由于uwb天线需要同时实现6.5ghz频段(简称为6.5ghz)和8ghz频段(简称为8ghz)的覆盖，因此，可以采用双馈电的形式，采用两个馈电点，分别向uwb天线馈入6.5ghz馈源和8ghz馈源，从而获取不同频段工作的更好的灵活性。
[0043]
示例性的，图3示出了一种具有双馈电形式的uwb天线的俯视图。在本示例中，该uwb天线可以通过贴片天线实现。在该贴片天线的辐射体上，可以设置有贯穿辐射体的短路壁，该短路壁可以将辐射体分割为第一部分和第二部分。其中，以第一部分的面积大于第二部分的面积为例，第一部分可以在其上设置的6.5ghz馈源的馈电激励下，实现6.5ghz的覆盖。类似的，第二部分可以在其上设置的8ghz馈源的馈电激励下，实现8ghz的覆盖。
[0044]
在如图3的示例中，在贴片天线的天线辐射体下方还可以设置有参考地，如该参考地可以通过金属地板实现。通过该参考地的设置，使得贴片天线能够实现6.5ghz和8ghz的激励。可以理解的是，贴片天线(即patch天线)在工作时，可以通过激励其1/2波长模式覆盖工作频段。在如图3所示的示例中，由于在天线辐射体上加入了短路壁，因此能够实现对1/4波长模式的激励。从而使得第一部分和第二部分可以分别通过1/4波长模式覆盖6.5ghz以及8ghz。因此，第一部分和第二部分的尺寸(如面积，边长等)可以从1/2波长对应尺寸缩减到1/4波长，从而实现天线的小型化设计。此外，由于短路壁的设计，使得6.5ghz和8ghz的馈电信号可以被良好的隔离，从而实现两个频段的灵活配置。
[0045]
通过上述说明，可以理解的是，基于如图3所示的说明，该贴片天线能够实现6.5ghz和8ghz的覆盖。每个频段都可以通过1/4波长模式的一个谐振覆盖。而随着电子设备的发展，能够为uwb天线提供的空间越来越小，由此使得具有如图3所示的天线在通过一个
谐振覆盖工作频段时，无法提供较好的带宽和辐射性能。由其对于频率较低的6.5ghz频段，带宽更窄，辐射性能更差。
[0046]
为了解决上述问题，本技术实施例提供一种贴片天线，通过寄生结构的设置，在不增加贴片天线的尺寸的同时，能够避免由于一个谐振覆盖工作频段(如6.5ghz和/或8ghz)导致的带宽和辐射性能不足的问题。
[0047]
以下结合附图对本技术实施例提供的方案进行详细说明。
[0048]
需要说明的是，本技术实施例提供的贴片天线(patch antenna)方案，可以应用在用户的电子设备中。该电子设备可以设置有天线，该天线可以用于支持电子设备实现无线通信功能。如实现电子设备的基于uwb技术的无线通信。作为一种示例，该电子设备可以是手机、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant，pda)、增强现实(augmented reality，ar)\虚拟现实(virtual reality，vr)设备、媒体播放器等便携式移动设备，该电子设备也可以是智能手表等可穿戴电子设备。本技术实施例对该设备的具体形态不作特殊限制。
[0049]
请参考图4，为本技术实施例提供的一种电子设备400的结构示意图。
[0050]
如图4所示，该电子设备400可以包括处理器410，外部存储器接口420，内部存储器421，通用串行总线(universal serial bus，usb)接口430，充电管理模块440，电源管理模块441，电池442，天线1，天线2，移动通信模块450，无线通信模块460，音频模块470，扬声器470a，受话器470b，麦克风470c，耳机接口470d，传感器模块480，按键490，马达491，指示器492，摄像头493，显示屏494，以及用户标识模块(subscriber identification module，sim)卡接口495等。其中，传感器模块480可以包括压力传感器，陀螺仪传感器，气压传感器，磁传感器，加速度传感器，距离传感器，接近光传感器，指纹传感器，温度传感器，触摸传感器，环境光传感器，骨传导传感器等。
[0051]
可以理解的是，本实施例示意的结构并不构成对电子设备400的具体限定。在另一些实施例中，电子设备400可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
[0052]
处理器410可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器410可以包括应用处理器(application processor，ap)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processing unit，gpu)，图像信号处理器(image signal processor，isp)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，dsp)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural
‑
network processing unit，npu)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器410中。作为一种示例，在本技术中，isp可以对图像进行处理，如该处理可以包括自动曝光(automatic exposure)、自动对焦(automatic focus)、自动白平衡(automatic white balance)、去噪、背光补偿、色彩增强等处理。其中，自动曝光，自动对焦，以及自动白平衡的处理也可以称为3a处理。经过处理后，isp就可以进行获取对应的照片。该过程也可称为isp的成片操作。
[0053]
在一些实施例中，处理器410可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter
‑
integrated circuit，i2c)接口，集成电路内置音频(inter
‑
integrated circuit sound，i2s)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，pcm)接口，通用异步收发传输器
(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)接口，移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，mipi)，通用输入输出(general
‑
purpose input/output，gpio)接口，用户标识模块(subscriber identity module，sim)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，usb)接口等。
[0054]
电子设备400可以通过isp，摄像头493，视频编解码器，gpu，显示屏494以及应用处理器等实现拍摄功能。
[0055]
isp用于处理摄像头493反馈的数据。例如，拍照时，打开快门，光线通过镜头被传递到摄像头493感光元件上，光信号转换为电信号，摄像头493感光元件将所述电信号传递给isp处理，转化为肉眼可见的图像。isp还可以对图像的噪点，亮度，肤色进行算法优化。isp还可以对拍摄场景的曝光，色温等参数优化。在一些实施例中，isp可以设置在摄像头493中。
[0056]
摄像头493用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，ccd)或互补金属氧化物半导体(complementary metal
‑
oxide
‑
semiconductor，cmos)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给isp转换成数字图像信号。isp将数字图像信号输出到dsp加工处理。dsp将数字图像信号转换成标准的rgb，yuv等格式的图像信号。在一些实施例中，电子设备400可以包括一个或n个摄像头493，n为大于1的正整数。
[0057]
数字信号处理器用于处理数字信号，除了可以处理数字图像信号，还可以处理其他数字信号。例如，当电子设备400在频点选择时，数字信号处理器用于对频点能量进行傅里叶变换等。
[0058]
视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。电子设备400可以支持一种或多种视频编解码器。这样，电子设备400可以播放或录制多种编码格式的视频，例如：动态图像专家组(moving picture experts group，mpeg)1，mpeg2，mpeg3，mpeg4等。
[0059]
npu为神经网络(neural
‑
network，nn)计算处理器，通过借鉴生物神经网络结构，例如借鉴人脑神经元之间传递模式，对输入信息快速处理，还可以不断的自学习。通过npu可以实现电子设备400的智能认知等应用，例如：图像识别，人脸识别，语音识别，文本理解等。
[0060]
充电管理模块440用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块440可以通过usb接口430接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中，充电管理模块440可以通过电子设备400的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块440为电池442充电的同时，还可以通过电源管理模块441为电子设备400供电。
[0061]
电源管理模块441用于连接电池442，充电管理模块440与处理器410。电源管理模块441接收电池442和/或充电管理模块440的输入，为处理器410，内部存储器421，外部存储器，显示屏494，摄像头493，和无线通信模块460等供电。电源管理模块441还可以用于监测电池442容量，电池442循环次数，电池442健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块441也可以设置于处理器410中。在另一些实施例中，电源管理模块441和充电管理模块440也可以设置于同一个器件中。
[0062]
电子设备400的无线通信功能可以通过天线1，天线2，移动通信模块450，无线通信
模块460，调制解调处理器410以及基带处理器410等实现。
[0063]
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备400中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。
[0064]
移动通信模块450可以提供应用在电子设备400上的包括2g/3g/4g/5g等无线通信的解决方案。移动通信模块450可以包括至少一个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(low noise amplifier，lna)等。移动通信模块450可以由天线1接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块450还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中，移动通信模块450的至少部分功能模块可以被设置于处理器410中。在一些实施例中，移动通信模块450的至少部分功能模块可以与处理器410的至少部分模块被设置在同一个器件中。
[0065]
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中，调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后，被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器470a，受话器470b等)输出声音信号，或通过显示屏494显示图像或视频。在一些实施例中，调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中，调制解调处理器可以独立于处理器410，与移动通信模块450或其他功能模块设置在同一个器件中。
[0066]
无线通信模块460可以提供应用在电子设备400上的包括无线局域网(wireless local area networks，wlan)(如无线保真(wireless fidelity，wi
‑
fi)网络)，蓝牙(bluetooth，bt)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)，调频(frequency modulation，fm)，近距离无线通信技术(near field communication，nfc)，红外技术(infrared，ir)等无线通信的解决方案。无线通信模块460可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块460经由天线2接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器410。无线通信模块460还可以从处理器410接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线2转为电磁波辐射出去。
[0067]
在一些实施例中，电子设备400的天线1和移动通信模块450耦合，天线2和无线通信模块460耦合，使得电子设备400可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications，gsm)，通用分组无线服务(general packet radio service，gprs)，码分多址接入(code division multiple access，cdma)，宽带码分多址(wideband code division multiple access，wcdma)，时分码分多址(time
‑
division code division multiple access，td
‑
scdma)，长期演进(long term evolution，lte)，bt，gnss，wlan，nfc，fm，和/或ir技术等。所述gnss可以包括全球卫星定位系统(global positioning system，gps)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，glonass)，北斗卫星导航系统(beidou navigation satellite system，bds)，准天顶卫星系统(quasi
‑
zenith satellite system，qzss)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems，sbas)。
[0068]
在本技术的一些实施例中，电子设备400中的无线通信模块460还可以用于支持uwb通信。比如，无线通信模块460可以与天线2中包括的uwb天线(或uwb天线组)共同实现
uwb通信。
[0069]
电子设备400通过gpu，显示屏494，以及应用处理器410等实现显示功能。gpu为图像处理的微处理器，连接显示屏494和应用处理器。gpu用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器410可包括一个或多个gpu，其执行程序指令以生成或改变显示信息。
[0070]
显示屏494用于显示图像，视频等。显示屏494包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏494(liquid crystal display，lcd)，有机发光二极管(organic light
‑
emitting diode，oled)，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active
‑
matrix organic light emitting diode，amoled)，柔性发光二极管(flex light
‑
emitting diode，fled)，miniled，microled，micro
‑
oled，量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes，qled)等。在一些实施例中，电子设备400可以包括一个或n个显示屏494，n为大于1的正整数。
[0071]
外部存储器接口420可以用于连接外部存储卡，例如micro sd卡，实现扩展电子设备400的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口420与处理器410通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部存储卡中。
[0072]
内部存储器421可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。处理器410通过运行存储在内部存储器421的指令，从而执行电子设备400的各种功能应用以及数据处理。内部存储器421可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统，至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能，图像播放功能等)等。存储数据区可存储电子设备400使用过程中所创建的数据(比如音频数据，电话本等)等。此外，内部存储器421可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flash storage，ufs)等。
[0073]
电子设备400可以通过音频模块470，扬声器470a，受话器470b，麦克风470c，耳机接口470d，以及应用处理器410等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。
[0074]
音频模块470用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块470还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中，音频模块470可以设置于处理器410中，或将音频模块470的部分功能模块设置于处理器410中。扬声器470a，也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。电子设备400可以通过扬声器470a收听音乐，或收听免提通话。受话器470b，也称“听筒”，用于将音频电信号转换成声音信号。当电子设备400接听电话或语音信息时，可以通过将受话器470b靠近人耳接听语音。麦克风470c，也称“话筒”，“传声器”，用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息或需要通过语音助手触发电子设备400执行某些功能时，用户可以通过人嘴靠近麦克风470c发声，将声音信号输入到麦克风470c。电子设备400可以设置至少一个麦克风470c。在另一些实施例中，电子设备400可以设置两个麦克风470c，除了采集声音信号，还可以实现降噪功能。在另一些实施例中，电子设备400还可以设置三个，四个或更多麦克风470c，实现采集声音信号，降噪，还可以识别声音来源，实现定向录音功能等。耳机接口470d用于连接有线耳机。耳机接口470d可以是usb接口430，也可以是3.5mm的开放移动电子设备400平台(open mobile terminal platform，omtp)标准接口，美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the usa，ctia)标准接口。
[0075]
触摸传感器，也称“触控面板”。触摸传感器可以设置于显示屏494，由触摸传感器
与显示屏494组成触摸屏，也称“触控屏”。触摸传感器用于检测作用于其上或附近的触摸操作。触摸传感器可以将检测到的触摸操作传递给应用处理器，以确定触摸事件类型。在一些实施例中，可以通过显示屏494提供与触摸操作相关的视觉输出。在另一些实施例中，触摸传感器也可以设置于电子设备400的表面，与显示屏494所处的位置不同。
[0076]
压力传感器用于感受压力信号，可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中，压力传感器可以设置于显示屏494。压力传感器的种类很多，如电阻式压力传感器，电感式压力传感器，电容式压力传感器等。电容式压力传感器可以是包括至少两个具有导电材料的平行板。当有力作用于压力传感器，电极之间的电容改变。电子设备400根据电容的变化确定压力的强度。当有触摸操作作用于显示屏494，电子设备400根据压力传感器检测所述触摸操作强度。电子设备400也可以根据压力传感器的检测信号计算触摸的位置。在一些实施例中，作用于相同触摸位置，但不同触摸操作强度的触摸操作，可以对应不同的操作指令。例如：当有触摸操作强度小于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时，执行查看短消息的指令。当有触摸操作强度大于或等于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时，执行新建短消息的指令。陀螺仪传感器可以用于确定电子设备400的运动姿态。加速度传感器可检测电子设备400在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。距离传感器，用于测量距离。电子设备400可以通过红外或激光测量距离。电子设备400可以利用接近光传感器检测用户手持电子设备400贴近耳朵通话，以便自动熄灭屏幕达到省电的目的。环境光传感器用于感知环境光亮度。指纹传感器用于采集指纹。温度传感器用于检测温度。在一些实施例中，电子设备400利用温度传感器检测的温度，执行温度处理策略。音频模块470可以基于所述骨传导传感器获取的声部振动骨块的振动信号，解析出语音信号，实现语音功能。应用处理器可以基于所述骨传导传感器获取的血压跳动信号解析心率信息，实现心率检测功能。
[0077]
按键490包括开机键，音量键等。马达491可以产生振动提示。指示器492可以是指示灯，可以用于指示充电状态，电量变化，也可以用于指示消息，未接来电，通知等。sim卡接口495用于连接sim卡。电子设备400可以支持一个或n个sim卡接口495，n为大于1的正整数。sim卡接口495可以支持nano sim卡，micro sim卡，sim卡等。同一个sim卡接口495可以同时插入多张卡。sim卡接口495也可以兼容不同类型的sim卡。sim卡接口495也可以兼容外部存储卡。电子设备400通过sim卡和网络交互，实现通话以及数据通信等功能。在一些实施例中，电子设备400采用esim，即：嵌入式sim卡。esim卡可以嵌在电子设备400中，不能和电子设备400分离。
[0078]
本技术实施例提供的贴片天线方案均能够应用于具有如图4所示的组成的电子设备中。示例性的，本技术实施例提供的方案能够应用于天线2中，以在保证小型化的同时，提升工作频段的带宽以及辐射性能。在本技术实施例中，辐射性能可以通过辐射效率和/或系统效率标识，辐射效率和/或系统效率越高，则表明天线的辐射性能越高，对应能够为电子设备带来更好的通信质量。
[0079]
需要说明的是，图4所示的电子设备的组成仅为一种示例。并不构成对本技术实施例提供的方案的应用环境的限制。比如，在一些实施例中，电子设备400还可以具有其他组成。
[0080]
示例性的，结合图5，电子设备中可以设置有通信模块，用于实现电子设备的无线
通信功能。例如，在uwb通信场景下，该通信模块可以对应于如图4所示的无线通信模块460以及天线2，以及对应的处理器，如uwb对应的基带处理器。
[0081]
在如图5所示的示例中，通信模块可以包括天线，与天线耦接的射频模块，以及处理器。以该通信模块实现电子设备的基于uwb技术的无线通信为例。该天线可以为uwb天线。在本技术实施例中，该uwb天线可以为如下说明中提供的贴片天线。射频模块可以包括滤波器，功率放大器，和/或射频开关等部件，用于对uwb收发信号进行射频域的处理。处理器可以包括uwb基带处理器，该处理器可以与射频模块耦接，用于对uwb收发信号进行数字域的处理。
[0082]
在一些实施例中，在电子设备中可以设置由多个uwb天线组成的uwb天线组。例如，结合图6，以电子设备为手机为例，uwb天线组可以包括三个uwb天线。这三个uwb天线中的任意一个或多个都可以为本技术实施例提供的贴片天线。
[0083]
需要说明的是，在图6的示例中，uwb天线在工作时，可以从手机背面向屏幕的方向进行辐射。即在如图6的示例中，z轴正方向可以是从手机背面出发垂直于手机向屏幕外的方向。当然，在另一些实施例中，当uwb天线的辐射方向是从屏幕出发向手机背面外进行辐射的方向，那么z轴正方向也可以是从手机屏幕方向垂直于手机屏幕向手机背面外的方向。以下示例中，以z轴正方向为从手机背面垂直于手机向屏幕外为例，对本技术实施例提供的贴片天线的组成以及功能进行详细说明。
[0084]
此外，在z轴正方向为从手机背面垂直于手机向屏幕外的情况下，y轴正方向可以为垂直于z轴，从手机底部中心指向顶部中心的方向。x轴正方向可以为垂直与z轴和y轴，从手机一个侧边中心指向另一个侧边中心的方向。
[0085]
本技术实施例提供的贴片天线，具有主辐射结构以及至少一个寄生结构。其中，主辐射结构类似于如图3所示的贴片天线，但是由于至少一个寄生结构的存在，本技术实施例提供的方案能够使得贴片天线的尺寸不超过如图3所示方案的情况下，实现双频覆盖工作频段(如6.5ghz和/或8ghz)，即满足天线的小型化要求。通过后续的仿真验证，能够充分说明本技术实施例提供的方案能够有效地扩展带宽并且提升辐射性能。
[0086]
作为一种示例，以贴片天线包括两个寄生结构为例。
[0087]
结合图7，本示例性提供的贴片天线可以包括主辐射结构，以及第一寄生结构和第二寄生结构。其中图7中的(a)示出了本示例提供的贴片天线的俯视图。图7中的(b)示出了本技术提供的贴片天线的侧面视图。该侧面视图的切面可以是xoy平面通过主辐射结构的切面。
[0088]
如图7中的(a)所示，主辐射结构可以包括辐射体，以及设置在辐射体上的短路壁。辐射体的尺寸可以根据工作频段的波长确定。以工作频段包括6.5ghz和8ghz为例。短路壁可以将辐射体划分为第一部分和第二部分，第一部分的面积大于第二部分。第一部分的尺寸可以用于实现6.5ghz的1/4波长的激励。第二部分的尺寸可以用于实现8ghz的1/4波长的激励。可以理解的是，由于短路壁的设置，使得patch天线能够通过激励1/4波长模式实现工作频段的覆盖，而不需要将尺寸扩大到1/2波长。此外，短路壁还可以用于隔离6.5ghz和8ghz的电流，同时能够有效地改变短路壁两侧的辐射体上的电流分布，从而实现6.5ghz和8ghz的1/4波长激励。
[0089]
作为一种示例，在第一部分和第二部分工作时，由于短路壁对电流的引导，使得辐
射体上的电流分布以横向电流为主。因此，在经过短路壁划分之后，第一部分的横向尺寸(如x轴向尺寸)可以用于激励6.5ghz的1/4波长谐振。类似的，第二部分的横向尺寸(如x轴向尺寸)可以用于激励8ghz的1/4波长谐振。
[0090]
需要说明的是，在本技术的一些实现中，该短路壁可以是贯穿贴片天线的辐射体(如图7的示例所示)，由此可以实现6.5ghz和8ghz的较好的隔离。在本技术的另一些实现中，由于工艺，天线空间等因素的影响，短路壁也可以是不贯穿贴片天线的辐射体设置的。为了便于描述，以下以短路壁设置为如图7中的(a)或图7中的(b)所示的贯穿贴片天线的辐射体为例。
[0091]
如图7中的(a)所示，在主辐射结构沿y轴的上下两侧可以分别设置有第一寄生结构和第二寄生结构。第二寄生结构的组成与第一寄生结构的组成类似，以下首先说明第一寄生结构的特征以及功能。
[0092]
在本示例中，第一寄生结构可以包括两个辐射体，如寄生辐射体1和寄生辐射体2。该两个寄生辐射体可以分别用于扩展6.5ghz和8ghz的带宽以及辐射性能。以寄生辐射体1设置在主辐射结构的第一部分上方为例。该寄生辐射体1可以用于通过寄生作用，基于电场耦合的从第一部分上分布的电流进行耦合馈电，从而实现寄生辐射。在本示例中，该寄生辐射体1的接地也可以通过短路壁的形式实现。由此可以使得寄生辐射能够具有patch天线的较好带宽的特性。
[0093]
其中，寄生辐射体1上激励的寄生辐射能够起到扩展6.5ghz带宽和辐射性能的功能。例如，以寄生辐射体1设置在主辐射结构的正上方，寄生辐射体1的短路壁设置在寄生辐射体1的x轴负方向边沿为例。寄生辐射体1的x轴向尺寸可以对应6.5ghz的1/4波长，由此使得寄生辐射体1产生的寄生辐射在频率上能够落在6.5ghz附近。
[0094]
可以理解的是，基于寄生作用，通过调整寄生辐射体1的x轴向尺寸和寄生辐射体1与主辐射结构之间的缝隙宽度，可以实现寄生辐射体1的寄生辐射谐振频率的效果。比如，寄生辐射体1的x轴向尺寸越短，则耦合馈电产生的横向电流的电长度越短，对应寄生辐射谐振频率越高。对应的，寄生辐射体1的x轴向尺寸越长，则耦合馈电产生的横向电流的电长度越长，对应寄生辐射谐振频率越低。此外，寄生辐射体1与主辐射结构之间的缝隙宽度越小，则耦合馈电强度越强，主谐振频率和寄生谐振频率的频率间距越大。反之，寄生辐射体1与主辐射结构之间的缝隙宽度越大，则耦合馈电强度越弱，主谐振频率和寄生谐振频率的频率间距越小。由此，可以实现对不同实施场景下对寄生谐振以及主辐射结构产生的谐振的相对频域位置进行调整，获取对应场景下的最优性能。
[0095]
与寄生辐射体1类似的，第一寄生结构中的寄生辐射体2上激励的寄生辐射能够起到扩展8ghz带宽和辐射性能的功能。对于寄生辐射体2的尺寸要求以及调整机制与寄生辐射体1类似，此处不再赘述。
[0096]
需要说明的是，在如图7中的(a)以及图7中的(b)所示的示例中，寄生辐射体1和寄生辐射体2之间可以进行缝隙隔离。由于6.5ghz和8ghz的频率不存在倍频的高次模影响，因此本技术实施例提供的第一辐射体中的寄生辐射体1和寄生辐射体2之间的相互影响很弱。也就是说，寄生辐射体1和寄生辐射体2可以同时工作，而彼此不产生较大的影响。
[0097]
在本示例中，第一寄生结构能够通过上述机制，在工作频段附近激励获取寄生谐振，如在6.5ghz附近激励获取寄生谐振1。又如在8ghz附近激励获取寄生谐振2。在本技术的
board，pcb)实现。例如，以pcb板为2层板为例。pcb板可以包括层1和层2。层1和层2可以通过蚀刻等方式设置导电结构。比如，在层1可以设置具有如图7或图8a所示的贴片天线的主辐射结构以及寄生结构。在层2可以设置有金属地板。在层2上还可以设置有射频微带线，用于传输射频信号向天线馈电。层1和层2之间可以通过层间导电通孔耦接。该层间导电通孔与层1辐射体的耦接位置可以对应贴片天线的馈电点(如图7或图8a所示的双馈电点中的一个或两个)。层间导电通孔还可以与层2上的射频微带线耦接，用于实现馈电信号的传输。
[0106]
在贴片天线使用pcb实现时，上述示例中的短路壁可以通过pcb层间导电通孔实现。示例性的，结合图9，为本示例提供的贴片天线的又一种侧面视图。该侧面视图对应的切面为xoy平面中，经过主辐射结构的短路壁的切面。如图9所示，在pcb的层1可以设置有如图9所示的贴片天线的辐射部分(如主辐射结构以及寄生结构)，在层2可以设置有金属地板。层1和层2之间可以通过多个导电通孔，实现短路壁的短路功能。对应的，在短路壁之外的层1和层2之间的通孔可以设置为不导电的通孔，或者可以设置盲孔，从而在保证pcb的结构稳定性的同时，实现短路壁的设置。
[0107]
为了能够进一步说明本技术实施例提供的方案的效果，参考图10的结构，即具有如图7所示特征的贴片天线，在6.5ghz对应的辐射部分(如主辐射结构的第一部分，第一寄生结构的寄生结构1，以及第二寄生结构的对应部分)，通过对该结构s参数的仿真情况，对其功能以及效果进行说明。
[0108]
作为一种示例，在本技术所示的结构中，6.5ghz的馈电点位置可以设置在第一部分的沿x轴方向右侧边缘，例如，该馈电点可以设置在该右侧边缘的y轴方向中心处。此外，在本示例中，主辐射结构的第一部分可以用于产生覆盖6.5ghz工作频段的谐振。第一寄生结构和第二寄生结构可以具有相对于第一部分的对称关系。也就是说，在本示例中，该如图10的结构可以具有沿y轴方向的中心轴对称特征。例如，该如图10所示的天线的第一寄生结构和/或第二寄生结构和/或主辐射结构的第一部分的x向尺寸可以在6.5ghz的0.2
‑
0.3倍波长范围内。比如，x向尺寸可以为0.26倍波长，即7mm左右。第一寄生结构和第二寄生结构可以具有相同的y向尺寸，例如，第一寄生结构和第二寄生结构的y向尺寸可以在6.5ghz的0.1
‑
0.15倍波长范围内。比如，x向尺寸可以为0.11倍波长，即3mm左右。主辐射结构的第一部分的y向尺寸可以接近0.15倍波长，比如3.6mm。为了能够激励第一寄生结构和第二寄生结构的寄生谐振，并且使得该寄生谐振落在6.5ghz的高频方向，同时对6.5ghz工作频段内的谐振起到优化作用，可以控制第一寄生结构和主辐射结构，和/或第二寄生结构和主辐射结构之间的缝隙尺寸在0.01倍波长
‑
0.05倍波长范围内，如0.03倍波长，即0.9mm左右。基于该尺寸设置的天线，其s参数仿真结果请参考图11
‑
图14。需要说明的是，本示例中的天线不同位置的尺寸控制，仅为一种示例，在上述范围内的其他数值也能够起到类似的效果，因此也应在本技术的保护范围内。比如，上述针图10所述的尺寸控制也可以应用在如图7或图8a所示的天线结构中，用于实现6.5ghz对应的尺寸控制。
[0109]
请参考图11，为具有如图10所示结构的贴片天线的回波损耗(s11)的示意图。为了便于对比，在图11中同时示出了无寄生结构的方案(如具有如图3所示结果的方案)在6.5ghz的s11作为对比。如图11所示，本方案相对于无寄生结构的方案，在6.5ghz附近激励获取了两个谐振。其中，在一些实现中，频率较低的谐振(如称为原生谐振)可以是主辐射结构的第一部分激励获取的。对应的工作频率的高频方向的谐振可以是第一寄生结构的寄生
结构1产生的寄生谐振1。由此，虽然寄生谐振1并不在6.5ghz的工作频段内，但是能够对原生谐振的带宽起到明显的展宽效果，从而使得原生谐振可以更好地覆盖6.5ghz的工作频段。
[0110]
请参考图12，为具有如图10所示结构的贴片天线的辐射效率(radiation efficiency)的示意图。图12中同时示出了无寄生结构的方案(如具有如图3所示结果的方案)在6.5ghz的辐射效率作为对比。如图12所示，本方案相对于无寄生结构的方案，在6.5ghz的辐射效率有了最大1db的提升，从而证明本方案在6.5ghz的最大辐射能力相较于无寄生结构有了明显的提升。请参考图13，为具有如图10所示结构的贴片天线的系统效率(system efficiency)的示意图。图13中同时示出了无寄生结构的方案(如具有如图3所示结果的方案)在6.5ghz的系统效率作为对比。如图13所示，本方案性对于无寄生结构的方案，系统效率在6.5ghz频段内，全频段都有接近1db的明显提升，效率带宽得到明显的扩展。此外，由于寄生谐振1提供的系统效率，使得即使天线出现向高频的较多频偏，也能够避免效率的突降。从而降低天线在6.5ghz的误差灵敏度，降低对制造工艺以及周边环境一致性的要求。此外，本示例还提供该贴片天线的方向图示意，如图14所示，该天线在z轴正方向(即工作方向)具有良好的方向性，其均匀性也比较好(即不同方向上的增益差异不大)。因此具有较好的辐射性能。
[0111]
由此，通过图11
‑
图14的对比，可以看出，本技术实施例提供的具有至少一个寄生结构的贴片天线，能够在6.5ghz提供显著的带宽的扩展以及辐射性能的提升。
[0112]
可以理解的是，与6.5ghz类似的，结合图7，由于在8ghz对应的辐射结构也可以设置类似的寄生结构，因此能够达到与6.5ghz类似的性能提升的效果。本技术实施例还提供了6.5ghz和8ghz同时馈电时，具有如图7所示的结构的贴片天线的s参数示意。由此证明具有如图7所示结构的贴片天线也具有较好的辐射性能。
[0113]
需要说明的是，结合前述说明，本示例中，图7所示的结构在6.5ghz部分的尺寸控制可以参考如图10所示的说明。此外，对于8ghz部分(即如图7所示的主辐射结构上短路壁所在y轴线的x轴正方向部分的辐射体。如包括主辐射结构的第二部分，第一寄生结构的寄生结构2，以及对应的第二寄生结构的部分)，x轴尺寸可以设置为0.2
‑
0.3倍8ghz波长范围内，例如，该x轴尺寸可以为5.25mm
‑
5.45mm。这样，在短路壁宽0.5mm的情况下，可以控制整个贴片天线的x轴尺寸小于13mm，如12mm。同时控制整个贴片天线的y轴尺寸小于12mm，如11.4mm。实现天线的小型化设计。该天线的s参数如图15和图16所示。
[0114]
参考图15，为本技术实施例提供的贴片天线在6.5ghz频段的s参数示意。可以看到，在双端口馈电同时工作时，在6.5ghz频段的辐射性能以及带宽表现，相较于不加寄生方案有显著的提升。并未由于加入了8ghz的辐射，对6.5ghz产生影响。此外，结合图16，为双端口馈电情况下8ghz的s参数示意，可以看到在该结构下，8ghz的带宽以及辐射性能也能够得到有效的保证。
[0115]
尽管结合具体特征及其实施例对本技术进行了描述，显而易见的，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本技术的示例性说明，且视为已覆盖本技术范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其
等同技术的范围之内，则本技术也意图包括这些改动和变型在内。