一种缝隙天线及终端设备的制作方法

文档序号:31929812发布日期:2022-10-26 00:00阅读:36来源:国知局
一种缝隙天线及终端设备的制作方法

1.本发明涉及无线通讯技术领域,特别涉及一种缝隙天线及终端设备。


背景技术:

2.随着物联网技术的发展和产品类型以及应用场景的不断丰富,物联网终端对无线通信模块的性能要求越来越高,尤其是小型化物联网终端产品给天线预留的空间不断减小,使工程人员设计高性能天线面临巨大挑战。一种解决方案是利用三维空间,将天线设计为3d立体结构。这种方式一方面提高了天线制造成本,一方面由于依附于塑料支架或外壳,降低了天线的通用化能力。另一种解决方案是利用陶瓷材料将天线封装为芯片天线,虽然减小了天线尺寸,但同样增加了天线和终端成本。因此天线小型化成为物联网终端产品设计的难点。
3.另一方面,传统物联网终端一般基于nb-iot、zigbee、wi-fi等通信协议,这些通信协议要求天线工作在2400-2483.5mhz和5150-5850mhz频段。但近年来wi-fi6e以及uwb等技术逐渐普及,此类通信协议要求天线工作在2400-2483.5mhz、5150-7125mhz、6250-6750mhz、7750-8250mhz频段。新技术对天线带宽提出了更高的要求,传统天线设计方案无法满足多频段需求。


技术实现要素:

4.本发明公开了一种缝隙天线及终端设备,用于减小天线尺寸并扩展天线带宽。
5.为达到上述目的,本发明提供以下技术方案:
6.第一方面,本发明提供一种缝隙天线,包括:介质基板、形成于所述介质基板的天线辐射体和金属地;
7.所述金属地具有馈电端,所述金属地与所述天线辐射体通过所述馈电端电连接;
8.所述天线辐射体包括第一缝隙和第二缝隙,所述第二缝隙第一端与所述第一缝隙相交,第二端与所述天线辐射体的边缘相交,以使所述天线辐射体在所述第二缝隙处形成第一梳形结构和第二梳形结构;
9.所述第二缝隙为弯折缝隙,所述第一梳形结构与所述第二梳形结构在所述弯折缝隙处交叉耦合。
10.上述缝隙天线中,天线辐射体和金属地形成于介质基板上,并通过馈电端电连接,天线辐射体上形成有第一缝隙和第二缝隙,第一缝隙延长了电流路径,从而减小了整个天线尺寸,使天线的长度远小于四分之一波长。第二缝隙将天线辐射体临近第二缝隙处的部分隔成第一梳形结构和第二梳形结构,且第一梳形结构和第二梳形结构在第二缝隙处不直接连接,而是通过交叉耦合起到低通滤波器的作用,使低频段信号通过,阻止高频段信号通过,实现扩展天线宽带的作用。
11.在一些实施例中,所述第一缝隙包括第一条形缝隙和第二条形缝隙,所述第一条形缝隙沿第一方向延伸,所述第二条形缝隙沿第二方向延伸,其中,所述第二方向为由所述
天线辐射体指向所述金属地的方向,且所述第一方向与所述第二方向垂直。
12.在一些实施例中,所述第一缝隙还包括与所述第二条形缝隙连接的第三条形缝隙;
13.所述第三条形缝隙与所述第一条形缝隙平行,且所述第三条形缝隙位于所述第一条形缝隙和所述金属地之间。
14.在一些实施例中,所述第三条形缝隙、所述第二条形缝隙以及所述第一条形缝隙连接形成“干”字形结构;或者,
15.所述第二缝隙与所述第一缝隙的连接位置位于所述第一条形缝隙远离所述金属地一侧;或者,
16.所述第二缝隙与所述第一缝隙的连接位置位于所述第一条形缝隙和所述第三条形缝隙之间;或者,
17.所述第二缝隙与所述第一缝隙的连接位置位于所述第三条形缝隙与所述金属地之间。
18.在一些实施例中,所述第一条形缝隙和/或所述第二条形缝隙和/或所述第三条形缝隙的宽度为0.5-1mm;和/或,
19.所述第二缝隙的宽度为0.2-0.4mm。
20.在一些实施例中,所述第二缝隙为周期性的折线形和/或曲线形;或者,
21.所述第二缝隙为非周期性的折线形和/或曲线形;或者,
22.所述第二缝隙包括多个几字段,所述多个几字段沿第一方向排列连接成蛇形缝隙;或者,
23.所述第二缝隙包括多个n形段,所述多个n形段沿第二方向排列连接。
24.在一些实施例中,所述介质基板包括第一板边和第二板边,所述馈电端位于所述第一板边和所述第二板边之间;所述第一板边和所述第二板边均沿所述第二方向延伸,且所述第一板边与所述第二板边沿所述第一方向排列;
25.所述第二缝隙位于所述第一缝隙靠近所述第一板边一侧;或者,
26.所述第二缝隙位于所述第一缝隙靠近所述第二板边一侧。
27.在一些实施例中,所述第一缝隙的外轮廓为多边形,且所述多边形的边长数大于等于四;或者,
28.所述第一缝隙的外轮廓为圆形。
29.在一些实施例中,所述天线辐射体在所述介质基板上的正投影为圆形;或者,
30.所述天线辐射体在所述介质基板上的正投影为椭圆形;或者,
31.所述天线辐射体在所述介质基板上的正投影为多边形,且所述多边形的边长数大于等于四。
32.第二方面,本发明还提供一种终端设备,包括如第一方面中任一种缝隙天线。
附图说明:
33.图1为本发明实施例提供的一种缝隙天线的结构示意图;
34.图2为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
35.图3为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
36.图4为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
37.图5为图1中a处放大图;
38.图6为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
39.图7为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
40.图8为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
41.图9为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
42.图10为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
43.图11为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
44.图12为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
45.图13为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
46.图14为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
47.图15为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
48.图16为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
49.图17为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
50.图18为本发明实施例提供的另一种缝隙天线的结构示意图;
51.图19为本发明实施例提供的交叉耦合结构的结构示意图;
52.图20为缝隙天线的回波损耗曲线;
53.图21为缝隙天线工作在2.45ghz时的远场方向图;
54.图22为缝隙天线工作在5.5ghz时的远场方向图;
55.图23为缝隙天线工作在2.45ghz时的表面电流分布;
56.图24为缝隙天线工作在6.5ghz时的表面电流分布。
57.图标:100-介质基板;200-天线辐射体;300-金属地;110-第一板边;120-第二板边;210-第一缝隙;220-第二缝隙;230-第一梳形结构;240-第二梳形结构;310-馈电端;211-第一条形缝隙;212-第二条形缝隙;213-第三条形缝隙;231-第一耦合枝节;241-第二耦合枝节。
具体实施方式
58.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
59.第一方面,如图1所示,本发明实施例提供了一种缝隙天线,包括:介质基板100、形成于介质基板100的天线辐射体200和金属地300;金属地300具有馈电端310,金属地300与天线辐射体200通过馈电端310电连接;天线辐射体200包括第一缝隙210和第二缝隙220,第二缝隙220第一端与第一缝隙210相交,第二端与天线辐射体200的边缘相交,以使天线辐射体200在第二缝隙220处形成第一梳形结构230和第二梳形结构240;第二缝隙220为弯折缝隙。
60.上述缝隙天线中,天线辐射体200和金属地300形成于介质基板100上,并通过馈电端310电连接,天线辐射体200上形成有第一缝隙210和第二缝隙220,第一缝隙210延长了电
流路径,从而减小了整个天线尺寸,使天线的长度远小于四分之一波长。第二缝隙220将天线辐射体200临近第二缝隙220处的部分隔成第一梳形结构230和第二梳形结构240,且第一梳形结构230和第二梳形结构240在第二缝隙220处不直接连接,而是通过交叉耦合起到低通滤波器的作用,使低频段信号通过,阻止高频段信号通过,实现扩展天线宽带的作用。
61.在一些实施例中,介质基板100包括第一板边110和第二板边120,馈电端310位于第一板边110和第二板边120之间;第一板边110和第二板边120均沿第二方向延伸,且第一板边110与第二板边120沿第一方向排列。
62.一种可能实现的方式中,参照图1,介质基板100为矩形,且介质基板100具有沿图1中y方向延伸的第一板边110和第二板边120,且第一板边110和第二板边120沿图1中x方向排列,即第一板边110和第二板边120为矩形两个相对的侧边。天线辐射体200和金属地300形成于介质基板100同一表面,并通过馈电端310电连接。
63.在一些实施例中,第一缝隙210的外轮廓为多边形,且多边形的边长数大于等于四。
64.一种可能实现的方式中,参照图2,结合图1,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210为矩形,第一缝隙210沿图2中y方向延伸,即第一缝隙210沿y方向的长度大于沿x方向的长度,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧。第一缝隙210的长度和宽度可以根据实际工作频率确定,弯折缝隙的长度和宽度以及弯折次数可以根据实际工作频率确定。第一缝隙210的长度决定了缝隙天线的低频工作频率,弯折缝隙的弯折数量以及形状影响了缝隙天线的高频工作特性。
65.在一些实施例中,第一缝隙210包括第一条形缝隙211和第二条形缝隙212,第一条形缝隙211沿第一方向延伸,第二条形缝隙212沿第二方向延伸,其中,第二方向为由天线辐射体200指向金属地300的方向,且第一方向与第二方向垂直。
66.一种可能实现的方式中,参照图3,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210包括第一条形缝隙211和第二条形缝隙212,第一条形缝隙211和第二条形缝隙212均为矩形,第一条形缝隙211沿第一方向即图3中x方向延伸,即第一条形缝隙211沿x方向的长度大于沿y方向的长度;第二条形缝隙212沿第二方向即图3中y方向延伸,即第二条形缝隙212沿y方向的长度大于沿x方向的长度。第一条形缝隙211和第二条形缝隙212形成t形结构。第二缝隙220与第二条形缝隙212连接,且第二缝隙220位于第二条形缝隙212靠近第二板边120一侧。
67.一种可能实现的方式中,参照图4,与图3中相比,第一条形缝隙211和第二条形缝隙212形成十字形结构。
68.在一些实施例中,第一缝隙210还包括与第二条形缝隙212连接的第三条形缝隙213;第三条形缝隙213与第一条形缝隙211平行,且第三条形缝隙213位于第一条形缝隙211和金属地300之间。
69.在一些实施例中,第三条形缝隙213、第二条形缝隙212以及第一条形缝隙211连接形成“干”字形结构。
70.一种可能实现的方式中,参照图5,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210包括第一条形缝隙211、第二条形缝隙212和第三条形缝隙213,第一条形缝隙211、第二条形缝隙212和第三条形缝隙213均为矩形,第一条形缝隙211沿第一方向即图5
中x方向延伸,即第一条形缝隙211沿x方向的长度大于沿y方向的长度;第二条形缝隙212沿第二方向即图5中y方向延伸,即第二条形缝隙212沿y方向的长度大于沿x方向的长度;第三条形缝隙213沿第一方向即图5中x方向延伸,即第三条形缝隙213沿x方向的长度大于沿y方向的长度。第一条形缝隙211、第二条形缝隙212和第三条形缝隙213形成干字形结构。第一条形缝隙211、第二条形缝隙212和第三条形缝隙213的长度共同决定了缝隙天线的低频工作频率,弯折缝隙及第二缝隙220将天线辐射体200分隔为两部分即第一梳形结构230和第二梳形结构240,第一梳形结构230朝向第二梳形结构240一侧形成有多个第一耦合枝节231,第二梳形结构240朝向第一梳形结构230一侧形成有多个第二耦合枝节241,第一耦合枝节231和第二耦合枝节241交叉耦合。第一梳形结构230和第二梳形结构240的形状、第一耦合枝节231和第二耦合枝节241的数量以及位置决定了缝隙天线的高频工作特性。
71.需要说明的是,第一条形缝隙211和第二条形缝隙212的长度和宽度可以相同,也可以不同,根据实际工作频率确定。弯折缝隙的长度和宽度以及弯折次数根据实际工作频率确定。
72.在一些实施例中,第二缝隙220与第一缝隙210的连接位置位于第三条形缝隙213与金属地300之间。
73.一种可能实现的方式中,继续参照图5,第一条形缝隙211和第三条形缝隙213平行且第三条形缝隙213位于第一条形缝隙211和金属地300之间,第二条形缝隙212连接第一条形缝隙211和第三条形缝隙213,第一条形缝隙211、第二条形缝隙212和第三条形缝隙213形成干字形结构。第二缝隙220与第二条形缝隙212连接,且第二缝隙220与第二条形缝隙212的连接位置位于第三条形缝隙213远离第一条形缝隙211一侧。
74.在一些实施例中,第二缝隙220与第一缝隙210的连接位置位于第一条形缝隙211远离金属地300一侧。
75.一种可能实现的方式中,参照图6,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210包括第一条形缝隙211、第二条形缝隙212和第三条形缝隙213,第一条形缝隙211、第二条形缝隙212和第三条形缝隙213均为矩形,第一条形缝隙211和第三条形缝隙213平行且第三条形缝隙213位于第一条形缝隙211和金属地300之间,第二条形缝隙212贯穿第一条形缝隙211和第三条形缝隙213,第二缝隙220与第二条形缝隙212连接,且第二缝隙220与第二条形缝隙212的连接位置位于第一条形缝隙211远离第三条形缝隙213一侧。
76.在一些实施例中,第二缝隙220与第一缝隙210的连接位置位于第一条形缝隙211和第三条形缝隙213之间。
77.一种可能实现的方式中,参照图7,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210包括第一条形缝隙211、第二条形缝隙212和第三条形缝隙213,第一条形缝隙211、第二条形缝隙212和第三条形缝隙213均为矩形,第一条形缝隙211和第三条形缝隙213平行且第三条形缝隙213位于第一条形缝隙211和金属地300之间,第二条形缝隙212连接第一条形缝隙211和第三条形缝隙213,第二缝隙220与第二条形缝隙212连接,且第二缝隙220与第二条形缝隙212的连接位置位于第一条形缝隙211和第三条形缝隙213之间。
78.需要说明的是,缝隙天线可以根据天线工作频率不同,增加第四条形缝隙、第五条形缝隙,或者更多,条形缝隙越多越长,电流路径越长,天线谐振频率越低。
79.在一些实施例中,第一条形缝隙211的宽度为0.5-1mm;例如可以为0.5mm、0.6mm、
0.7mm、0.8mm、0.9mm或者1mm。
80.在一些实施例中,第二条形缝隙212的宽度为0.5-1mm;例如可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或者1mm。
81.在一些实施例中,第三条形缝隙213的宽度为0.5-1mm;例如可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或者1mm。
82.在一些实施例中,第二缝隙220的宽度为0.2-0.4mm。例如可以为0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm或者0.4mm。
83.在一些实施例中,第二缝隙220为周期性的折线形和/或曲线形;此处和/或可以理解为:第二缝隙220为周期性的折线形;或者,第二缝隙220为周期性的曲线形;或者,第二缝隙220为周期性的折线形和曲线形的组合。
84.在一些实施例中,第二缝隙220为非周期性的折线形和/或曲线形;此处和/或可以理解为:第二缝隙220为非周期性的折线形;或者,第二缝隙220为非周期性的曲线形;或者,第二缝隙220为非周期性的折线形和曲线形的组合。
85.在一些实施例中,第二缝隙220包括多个几字段,多个几字段沿第一方向排列连接成蛇形缝隙。
86.一种可能实现的方式中,参照图2-图7,第二缝隙220包括3个沿x方向排列并连接的几字段,第一梳形结构230和第二梳形结构240沿y方向排列,第一梳形结构230在第二缝隙220处形成四个第一耦合枝节231,相邻两个第一耦合枝节231之间形成缺口,即第一梳形结构230具有三个缺口;第二梳形结构240在第二缝隙220处形成三个第二耦合枝节241,三个第二耦合枝节241与三个缺口一一对应,每个第二耦合枝节241插入对应的缺口内,匹配形成蛇形缝隙。沿图7中x方向,第一耦合枝节231和第二耦合枝节241交错排列,相邻的第一耦合枝节231和第二耦合枝节241形成一对交叉耦合结构,一对交叉耦合结构相当于一个电容,多对交叉耦合结构相当于多个电容并联,起到滤波的作用,即此处利用了分布电容的原理。
87.在一些实施例中,第二缝隙220包括多个n形段,多个n形段沿第二方向排列连接。
88.一种可能实现的方式中,参照图8,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第二缝隙220包括3个沿y方向排列并连接的n字段,第一梳形结构230和第二梳形结构240沿x方向排列,第二梳形结构240在第二缝隙220处形成三个第二耦合枝节241,相邻两个第二耦合枝节241之间形成缺口,即第二梳形结构240具有两个缺口;第一梳形结构230在第二缝隙220处形成两个第一耦合枝节231,两个第一耦合枝节231与两个缺口一一对应,每个第一耦合枝节231插入对应的缺口内,匹配形成蛇形缝隙。沿图8中y方向,第一耦合枝节231和第二耦合枝节241交错排列,相邻的第一耦合枝节231和第二耦合枝节241形成一对交叉耦合结构,一对交叉耦合结构相当于一个电容,多对交叉耦合结构相当于多个电容并联,起到滤波的作用,即此处利用了分布电容的原理。
89.在一些实施例中,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧。
90.一种可能实现的方式中,继续参照图8,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧,即第二缝隙220位于馈电端310的右侧。
91.在一些实施例中,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第一板边110一侧。
92.一种可能实现的方式中,参照图9,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩
形,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第一板边110一侧,即第二缝隙220位于馈电端310的左侧。
93.可以理解的是,第一缝隙210还可以是其它多边形,示例性的,如图10所示,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210的外轮廓为五边形,第二缝隙220为折线形且第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧;如图11所示,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210的外轮廓为六边形,第二缝隙220为折线形且第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧;等等。
94.一种可能实现的方式中,参照图12,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210的外轮廓为不规则的七边形,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧。第二缝隙220包括沿x方向排列并连接的v字段,第一梳形结构230和第二梳形结构240沿y方向排列,第一梳形结构230在第二缝隙220处形成四个第一耦合枝节231,相邻两个第一耦合枝节231之间形成缺口,即第一梳形结构230具有三个缺口;第二梳形结构240在第二缝隙220处形成三个第二耦合枝节241,三个第二耦合枝节241与三个缺口一一对应,每个第二耦合枝节241插入对应的缺口内,匹配形成折线形缝隙(或称锯齿状缝隙)。沿图12中x方向,第一耦合枝节231和第二耦合枝节241交错排列,相邻的第一耦合枝节231和第二耦合枝节241形成一对交叉耦合结构,一对交叉耦合结构相当于一个电容,多对交叉耦合结构相当于多个电容并联,起到滤波的作用,即此处利用了分布电容的原理。第一缝隙210的尺寸可以根据实际工作频率确定,第二缝隙220的长度和宽度以及弯折次数可以根据实际工作频率确定。环形天线辐射体200的总长度决定了缝隙天线的低频工作频率,第二缝隙220的耦合枝节形状、数量和位置影响了缝隙天线的高频工作特性。
95.一种可能实现的方式中,参照图13,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210的外轮廓为七边形,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧。第二缝隙220为沿x方向延伸的正余弦曲线形状,第一梳形结构230和第二梳形结构240沿y方向排列,第一梳形结构230在第二缝隙220处形成一个第一耦合枝节231和一个缺口;第二梳形结构240在第二缝隙220处形成一个第二耦合枝节241和一个缺口,第一耦合枝节231插入下方的缺口,第二耦合枝节241插入上方的缺口,匹配形成曲线形缝隙。沿图13中x方向,第一耦合枝节231和第二耦合枝节241交错排列,第一耦合枝节231和第二耦合枝节241形成一对交叉耦合结构,一对交叉耦合结构相当于一个电容,起到滤波的作用,即此处利用了分布电容的原理。第一缝隙210的尺寸可以根据实际工作频率确定,第二缝隙220的长度和宽度以及弯折次数可以根据实际工作频率确定。环形天线辐射体200的总长度决定了缝隙天线的低频工作频率,第二缝隙220的耦合枝节形状、数量和位置影响了缝隙天线的高频工作特性。
96.一种可能实现的方式中,参照图14,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210的外轮廓为十二边形,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧。
97.第二缝隙220包括沿x方向排列并连接的v字段形成折线形缝隙。
98.在一些实施例中,第一缝隙210的外轮廓为圆形。
99.一种可能实现的方式中,参照图15,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为矩形,第一缝隙210的外轮廓为圆形,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧。
第二缝隙220包括沿x方向排列并连接的v字段,第一梳形结构230和第二梳形结构240沿y方向排列,第一梳形结构230在第二缝隙220处形成四个第一耦合枝节231,相邻两个第一耦合枝节231之间形成缺口,即第一梳形结构230具有三个缺口;第二梳形结构240在第二缝隙220处形成三个第二耦合枝节241,三个第二耦合枝节241与三个缺口一一对应,每个第二耦合枝节241插入对应的缺口内,匹配形成折线形缝隙(或称锯齿状缝隙)。沿图15中x方向,第一耦合枝节231和第二耦合枝节241交错排列,相邻的第一耦合枝节231和第二耦合枝节241形成一对交叉耦合结构,一对交叉耦合结构相当于一个电容,多对交叉耦合结构相当于多个电容并联,起到滤波的作用,即此处利用了分布电容的原理。第一缝隙210的尺寸可以根据实际工作频率确定,第二缝隙220的长度和宽度以及弯折次数可以根据实际工作频率确定。环形天线辐射体200的总长度决定了缝隙天线的低频工作频率,第二缝隙220的耦合枝节形状、数量和位置影响了缝隙天线的高频工作特性。
100.需要说明的是,天线辐射体200在介质基板100上的正投影可以为矩形,还可以为其它形状,例如圆形、椭圆形、正方形,五边形、六边形或者其它多边形。
101.在一些实施例中,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为圆形。
102.一种可能实现的方式中,参照图16,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为圆形,第一缝隙210的外轮廓为七边形,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧。
103.第二缝隙220包括沿x方向排列并连接的v字段形成折线形缝隙(或称锯齿状缝隙)。
104.在一些实施例中,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为椭圆形。
105.一种可能实现的方式中,参照图17,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为椭圆形,第一缝隙210的外轮廓为不规则七边形,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧。第二缝隙220包括沿x方向排列并连接的v字段形成折线形缝隙(或称锯齿状缝隙)。环形天线辐射体200的总长度决定低频工作频率,耦合枝节的形状、数量和位置决定高频工作特性。
106.在一些实施例中,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为多边形,且多边形的边长数大于等于四。
107.一种可能实现的方式中,参照图18,天线辐射体200在介质基板100上的正投影为五边形,第一缝隙210的外轮廓为七边形,第二缝隙220位于第一缝隙210靠近第二板边120一侧。第二缝隙220包括沿x方向排列并连接的v字段形成折线形缝隙。
108.可以理解的是,天线辐射体200在介质基板100上的正投影还可以为其它边数的多边形。
109.一种可能实现的方式中,参照图19,图19为一种典型的交叉耦合结构。第二缝隙220将天线辐射体200分隔成第一梳形结构230和第二梳形结构240,第一梳形结构230的第一耦合枝节231以及第二梳形结构240的第二耦合枝节241形成一组交叉耦合结构,图中采用网格状填充表示耦合区域。第一耦合枝节231和第二耦合枝节241均沿y方向延伸,即第一耦合枝节231和第二耦合枝节241在y方向的长度大于第一耦合枝节231和第二耦合枝节241在x方向的长度,且沿x方向,第一耦合枝节231和第二耦合枝节241存在交叠区域即耦合区域。
110.本发明实施例提供的缝隙天线在平面单极子天线的金属板中天线辐射体上刻蚀有第一缝隙,从而使天线形式由平面单极子天线(planer monopole antenna)变为环形天线(loop antenna),添加第一缝隙后电流回流路径延长,使天线尺寸显著减小。为扩展天线带宽,在由天线辐射体外边缘和第一缝隙形成的金属结构上刻蚀周期性或非周期性的弯折缝隙,形成交叉耦合的梳形结构,从而实现宽带天线设计。本发明实施例提供的缝隙天线的优点在于:尺寸小,在wlan频段,天线占用空间仅为6mm*8mm,相较于传统方案(10mm*10mm)空间占用面积减小50%以上;带宽宽,可以覆盖2.4-2.5ghz,5-10.6ghz的超宽频率范围,可应用于wifi6e、uwb等无线通信产品。
111.为了更好地说明本发明实施例提供的缝隙天线的性能,图20-图23对一种具体的缝隙天线(图1中结构)进行仿真模拟,其中,图20为缝隙天线的回波损耗曲线,横轴坐标表示频率,单位为ghz,纵轴表示s参数,单位为db,可以看出天线在2.4ghz-2.5ghz、7.5ghz-8.5ghz有谐振。图21为缝隙天线工作在2.45ghz时的远场方向图,可以看出天线在水平方向具有良好的全向性。图22为缝隙天线工作在5.5ghz时的远场方向图,可以看出天线在水平方向具有良好的全向性。图23为缝隙天线工作在2.45ghz时的表面电流分布,其中箭头的稀疏程度、箭头的大小以及箭头颜色深浅都可以显示电流强度大小,例如,箭头密度大的区域、或者箭头尺寸较大的位置或者箭头颜色较深的位置电流强度大,箭头密度小的区域、或者箭头尺寸较小的位置或者箭头颜色较浅的位置电流强度小。图24为缝隙天线工作在6.5ghz时的表面电流分布,其中箭头的稀疏程度、箭头的大小以及箭头颜色深浅都可以显示电流强度大小,例如,箭头密度大的区域、或者箭头尺寸较大的位置或者箭头颜色较深的位置电流强度大,箭头密度小的区域、或者箭头尺寸较小的位置或者箭头颜色较浅的位置电流强度小。
112.第二方面,本发明实施例还提供一种终端设备,包括如第一方面实施例中任一种缝隙天线。
113.显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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