一种基于共模和差模的手机天线和电子设备

本发明涉及手机天线，尤其是涉及一种基于共模和差模的手机天线和电子设备。

背景技术：

1、随着无线设备追求轻薄化、大屏占比化、重量轻，留给手机天线设计的空间十分有限，需要进一步缩减手机天线的物理尺寸以满足需求。此外，移动通信频段不断增加，终端内部必须分布更多数量的天线。因此，在天线实现小型化的同时，手机天线还必须具有宽频带的工作特性。多支节谐振作为宽带化的一种方法被广泛研究，其中添加寄生支节作为多支节谐振的一种类型被应用于极致净空下终端天线系统的设计。目前在极致净空下添加寄生支节最大的问题是在部分频段内会出现辐射效率局部极小值点降低天线效率。

2、中国专利申请公开号cn113745804a公开了一种天线设计方案，为背对背(b2b)或面对面(f2f)天线辐射结构，引入了基于3db电桥构造的一体化馈电网络，可以实现高隔离度的共模、差模双天线，或者高隔离度的共模、差模的混合模式双天线。具有隔离度高、ecc低的优点。该馈电网络实现了对称馈电和反对称馈电的一体化，馈电网络可在平面结构上实现，例如设置在同一层pcb上，降低了馈电网络的结构复杂性，易于工程实现。然而，上述申请并未解决部分频段内会出现辐射效率局部极小值点降低天线效率这一问题。

3、综上，如何提高天线工作效率是一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于共模和差模的手机天线和电子设备，以改善部分频段内会出现辐射效率局部极小值点降低天线效率这一问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明的一个方面，提供了一种基于共模和差模的手机天线，包括：

4、馈源；

5、功分器，包括输入端和两个输出端，所述输入端与所述馈源连接，两个输出端分别通过移相器与第一馈电端口和第二馈电端口连接，形成两个支节，

6、其中，当有且仅有所述第一馈电端口馈电时，两个支节的电流方向相反，形成槽天线差模，当所述第一馈电端口和所述第二馈电端口相位差馈电时，两个支节的电流方向相同，形成槽天线共模。

7、作为优选的技术方案，还包括：

8、基板围框，包括第一基板以及分别于所述第一基板垂直的第二基板、第三基板和第四基板，所述第二基板分别与所述第三基板和第四基板连接；

9、金属地板，与所述第一基板的底部连接；

10、天线辐射金属贴片，分别设置在所述第二基板、第三基板和第四基板的外侧，所述第二基板外侧设置有两个天线辐射金属贴片，分别与所述第一馈电端口和第二馈电端口连接，

11、其中，所述馈源、所述功分器和所述移相器设置在所述第一基板上，所述第一馈电端口和所述第二馈电端口设置在所述第二基板对应的天线辐射金属贴片上。

12、作为优选的技术方案，所述功分器的输入端采用x欧姆的传输线，所述功分器的输出端采用2*x欧姆的传输线。

13、作为优选的技术方案，所述第一基板、第二基板、第三基板和第四基板的材料为fr-4类材料。

14、作为优选的技术方案，所述第一基板、第二基板、第三基板和第四基板的介电常数为2-6。

15、作为优选的技术方案，所述金属地板的尺寸大于所述第一基板的尺寸。

16、作为优选的技术方案，所述手机天线包括倒f天线结构。

17、作为优选的技术方案，所述手机天线包括t型天线结构。

18、作为优选的技术方案，所述馈源包括用于调节阻抗匹配以实现双谐振的匹配元件。

19、本发明的另一个方面，提供了一种电子设备，包括前述的基于共模和差模的手机天线。

20、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：

21、(1)改善天线的频段效率：针对极致净空下出现的辐射效率局部极小值点，根据共模和差模原理，通过对支节两端设置移相器，使寄生支节与主支节相位差馈电，对于倒f天线，能够实现两支节电流方向相同，使槽天线的差模改变为共模，消除倒f天线的辐射效率局部极小值点提升效率。对于t天线，能够实现两支节电流方向相反，使t型天线的差模改变为共模，消除t型天线的辐射效率局部极小值点提升效率。

22、(2)仅需单激励源即可工作：对于移相器的两端输入，为了减少输入端口数量，采用功分器接入移相器的输入端，实现仅用一个馈电端口即可激励天线的双支节。

23、(3)覆盖频段广：通过在功分器的输入端添加匹配电路实现双谐振，天线能够实现正常的频段覆盖。

24、(4)功分器结构简单：在功率分配器的输入端口采用x欧姆的传输线，在两个输出端口处采用2*x欧姆的传输线并联，不需要四分之一波长阻抗变换器即可实现功率分配。

技术特征：

1.一种基于共模和差模的手机天线，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于共模和差模的手机天线，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于共模和差模的手机天线，其特征在于，所述第一基板(6)、第二基板(7)、第三基板(8)和第四基板(9)的材料为fr-4类材料。

4.根据权利要求2所述的一种基于共模和差模的手机天线，其特征在于，所述第一基板(6)、第二基板(7)、第三基板(8)和第四基板(9)的介电常数为2-6。

5.根据权利要求2所述的一种基于共模和差模的手机天线，其特征在于，所述金属地板(10)的尺寸大于所述第一基板(6)的尺寸。

6.根据权利要求1所述的一种基于共模和差模的手机天线，其特征在于，所述功分器的输入端采用x欧姆的传输线，所述功分器的输出端采用2*x欧姆的传输线。

7.根据权利要求1所述的一种基于共模和差模的手机天线，其特征在于，所述手机天线包括倒f天线结构。

8.根据权利要求1所述的一种基于共模和差模的手机天线，其特征在于，所述手机天线包括t型天线结构。

9.根据权利要求1所述的一种基于共模和差模的手机天线，其特征在于，所述馈源(1)包括用于调节阻抗匹配以实现双谐振的匹配元件。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意所述的基于共模和差模的手机天线。

技术总结
本发明涉及一种基于共模和差模的手机天线和电子设备，手机天线包括：四块介电常数、损耗正切相同的FR‑4介质基板、金属地板、IFA天线、寄生支节、一组集成天线组件、一个移相器和一个功分器。金属地板与天线辐射贴片间有一条焊接集总元件的金属传输线相连接，金属传输线上有匹配集总元件。本发明基于相位差馈电消除辐射效率局部极小值点，以中高频段实现为例，通过匹配电路以及移相器、功分器共同作用，实现中高频效率提升和频段覆盖。

技术研发人员：王岩,石林
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24