双频谐振腔天线以及终端设备制造技术

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。活地应用于紧凑型的终端设备中。活地应用于紧凑型的终端设备中。

【技术实现步骤摘要】
双频谐振腔天线以及终端设备


[0001]本申请涉及无线通信
，尤其涉及一种双频谐振腔天线以及终端设备。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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TE
m01
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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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TE
1.501
模附近激励起一个效率相对较高的高次模TE
0.503
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TE
0.503
模的谐振频率，使该高次模TE
0.503
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。
[0014]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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，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。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：周高楠，张澳芳，褚少杰，魏鲲鹏，
申请(专利权)人：荣耀终端有限公司，
类型：发明
国别省市：