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CN110808466A - 天线模组和终端 - Google Patents

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CN110808466A CN201911116668.1A CN201911116668A CN110808466A CN 110808466 A CN110808466 A CN 110808466A CN 201911116668 A CN201911116668 A CN 201911116668A CN 110808466 A CN110808466 A CN 110808466A
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Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
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Abstract

本申请实施例提供了一种天线模组和终端。天线模组包括第一馈电部、第二馈电部、四端口网络、第一天线和第二天线；第一馈电部与四端口网络的第一端口相连，第二馈电部与四端口网络的第二端口相连；四端口网络的第三端口与第一天线相连，四端口网络的第四端口与第二天线相连；当第一馈电部发出第一射频信号时，第一端口为输入端口、第二端口为隔离端口、第三端口为直通端口且第四端口为耦合端口；当第二馈电部发出第二射频信号时，第二端口为输入端口、第一端口为隔离端口、第三端口为耦合端口且第四端口为直通端口。本申请实施例提高了第一馈电部和第二馈电部之间的隔离度，降低了第一天线和第二天线之间的ECC，从而保证了较高的通信效率。

Description

天线模组和终端
技术领域
本申请实施例涉及终端技术领域，特别涉及一种天线模组和终端。
背景技术
随着通信技术和终端技术的高速发展，对通信效率的要求越来越高。
在相关技术中，使用MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)技术来改善通信效率。MIMO技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线的技术，使得信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信效率。
发明内容
本申请实施例提供一种天线模组和终端。所述技术方案如下：
一方面，本申请实施例提供一种天线模组，所述天线模组包括第一馈电部、第二馈电部、四端口网络、第一天线和第二天线；
所述第一馈电部与所述四端口网络的第一端口相连，所述第二馈电部与所述四端口网络的第二端口相连；
所述四端口网络的第三端口与所述第一天线相连，所述四端口网络的第四端口与所述第二天线相连；
当所述第一馈电部发出第一射频信号时，所述第一端口为输入端口、所述第二端口为隔离端口、所述第三端口为直通端口且所述第四端口为耦合端口；
当所述第二馈电部发出第二射频信号时，所述第二端口为所述输入端口、所述第一端口为所述隔离端口、所述第三端口为所述耦合端口且所述第四端口为所述直通端口。
另一方面，本申请实施例提供一种终端，所述终端包括如上述方面所述的天线模组。
本申请实施例提供的技术方案可以带来如下有益效果：
通过将第一馈电部与四端口网络的第一端口相连，第二馈电部与四端口网络的第二端口相连。当第一馈电部发出第一射频信号时，第一端口为输入端口，第二端口为隔离端口；当第二馈电部发出第二射频信号时，第二端口为输入端口，第一端口为隔离端口。第一馈电部发出的第一射频信号不会耦合至第二馈电部，第二馈电部发出的第二射频信号不会耦合至第一馈电部，第一馈电部和第二馈电部之间干扰降低，从而第一馈电部和第二馈电部之间隔离度提高，相应地，第一天线和第二天线之间的ECC(Envelope CorrelationCoefficient，ECC)降低，从而保证了较高的通信效率。
附图说明
图1是本申请一个实施例提供的天线模组的示意图；
图2是本申请另一个实施例提供的天线模组的示意图；
图3是本申请另一个实施例提供的天线模组的示意图；
图4是本申请一个实施例提供的第一天线和第二天线之间的S参数的示意图；
图5是本申请一个实施例提供的第一天线和第二天线的系统效率的示意图；
图6是本申请另一个实施例提供的第一天线和第二天线之间的S参数的示意图；
图7是本申请另一个实施例提供的第一天线和第二天线的系统效率的示意图；
图8是本申请一个实施例提供的第一天线和第二天线之间的ECC的示意图；
图9是本申请又一个实施例提供的天线模组的示意图；
图10是本申请一个实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
MIMO天线的相关性包含信号相关性和包络相关性两种，前者是指接收到其它天线的信号之间的关系，后者指信号间的相似程度。MIMO系统中良好的天线分集能保证高的通信容量，分集的效果取决于天线的相关性。一般为了方便研究，采用包络相关系数来计算天线单元间的相关性大小。目前最常用的计算方法主要有两种，其中一种为：
Figure BDA0002274258160000031
其中，S11、S22表示天线单元的阻抗匹配，S21、S12表示天线单元间的隔离度，ST 11表示S11的转置结果，ST 21表示S21的转置结果，ηrad表示天线的辐射效率。
从式(1)中可以看出，ECC的大小主要与天线单元的阻抗匹配、天线的辐射效率以及天线单元间的隔离度有关。对于MIMO天线，阻抗匹配和辐射效率不会对ECC造成太大的影响，而隔离度是决定ECC的关键因素。因此，减小天线单元的耦合，提高天线的隔离度具有重要的作用。
如图1所示，其示出了本申请一个实施例提供的天线模组的示意图。上述天线模组100包括第一馈电部101、第二馈电部102、四端口网络103、第一天线104和第二天线105。
第一馈电部101可以用于实现对第一天线104和/或第二天线105馈入射频信号；第二馈电部102可以用于实现对第一天线104和/或第二天线105馈入射频信号。示例性地，天线模组还包括第一天线PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)，第二天线PCB。第一馈电部101可以设置在第一天线PCB上，第二馈电部102可以设置在第二天线PCB上，可选地，第一天线PCB和第二天线PCB可以是一个天线PCB。四端口网络103是指有四个端口与外电路连接的网络。
第一馈电部101与四端口网络103的第一端口103a相连，第二馈电部102与四端口网络103的第二端口103b相连；四端口网络103的第三端口103c与第一天线104相连，四端口网络103的第四端口103d与第二天线105相连。
第一天线104上包括第一天线104的馈电点、接地点和至少一个辐射臂。辐射臂是第一天线104中用于向外辐射电磁波的部分。第一天线104的馈电点用于实现给辐射臂馈入射频信号。接地点用于实现将至少一个辐射臂接地。接地点的数量可以为1个，也可以为多个，如2个、3个甚至更多。在第一天线104上设置多个接地点，可以实现不同运营商版本的频段需求。示例性地，第三端口103c可以与第一天线104的馈电点相连。
第二天线105上包括第二天线105的馈电点、接地点和至少一个辐射臂。辐射臂是第二天线105中用于向外辐射电磁波的部分。第二天线105的馈电点用于实现给辐射臂馈入射频信号。接地点用于实现将至少一个辐射臂接地。接地点的数量可以为一个，也可以为多个，如2个、3个甚至更多。在第二天线105上设置多个接地点，可以实现不同运营商版本的频段需求。示例性地，第四端口103d可以与第二天线105的馈电点相连。
示例性地，第一天线104和第二天线105为倒F型天线。当然，在其他可能的实现方式中，第一天线104和第二天线105可以是单极天线、T形天线、PIFA(Planar Inverted-FAntenna，平面倒F型天线)、LDS(Laser Direct Structuring，激光直接成型)天线或FPC(Flexible Printed Circuit，柔性印刷电路板)天线等。第一天线和所述第二天线的工作频段为5G频段中的Sub6G频段(6GHz以下频段)。
示例性地，第一馈电部101的阻抗与第一端口103a的阻抗匹配，第二馈电部102与第二端口103b的阻抗匹配，第三端口103c的阻抗与第一天线104的阻抗匹配，第四端口103d的阻抗与第二天线105的阻抗匹配。此时，当第一馈电部101发出第一射频信号时，第一端口103a为输入端口、第二端口103b为隔离端口、第三端口103c为直通端口且第四端口103d为耦合端口；当第二馈电部102发出第二射频信号时，第二端口103b为输入端口、第一端口103a为隔离端口、第三端口103c为耦合端口且第四端口103d为直通端口。
示例性地，当射频信号从第一端口103a输入时，第三端口103c和第四端口103d等幅同相输出，而第二端口103b无输出；当射频信号从第二端口103b输入时，第三端口103c和第四端口103d等幅反相输出，而第一端口103a无输出。
综上所述，本申请实施例提供的技术方案中，通过将第一馈电部与四端口网络的第一端口相连，第二馈电部与四端口网络的第二端口相连。当第一馈电部发出第一射频信号时，第一端口为输入端口，第二端口为隔离端口；当第二馈电部发出第二射频信号时，第二端口为输入端口，第一端口为隔离端口。第一馈电部发出的第一射频信号不会耦合至第二馈电部，第二馈电部发出的第二射频信号不会耦合至第一馈电部，第一馈电部和第二馈电部之间干扰降低，从而第一馈电部和第二馈电部之间隔离度提高，相应地，第一天线和第二天线之间的ECC降低，从而保证了较高的通信效率。
在实际应用中，可能存在馈电部或天线与四端口网络103的端口的阻抗不匹配的情况。此时，需要在天线模组100中增加匹配电路，以使得馈电部或天线的阻抗与四端口网络103的端口的阻抗匹配。如图2所示，其示出了本申请另一个实施例提供的天线模组的示意图。
天线模组100还包括第一匹配电路106、第二匹配电路107、第三匹配电路108和第四匹配电路109。
第一馈电部101与第一匹配电路106的输入端相连，第一匹配电路106的输出端与第一端口103a相连；第二馈电部102与第二匹配电路107的输入端相连，第二匹配电路107的输出端与第二端口103b相连；第三端口103c与第三匹配电路108的输入端相连，第三匹配电路108的输出端与第一天线104相连；第四端口103d与第四匹配电路109的输入端相连，第四匹配电路109的输出端与第二天线105相连。
第一匹配电路106用于实现第一馈电部101与第一端口103a之间的阻抗匹配；第二匹配电路107用于实现第二馈电部102与第二端口103d之间的阻抗匹配；第三匹配电路108用于实现第一天线104与第三端口103c之间的阻抗匹配；第四匹配电路109用于实现第二天线105与第四端口103d之间的阻抗匹配。
在本申请实施例中，第一匹配电路106实现了从第一端口103a到第一馈电部101的阻抗匹配，第二匹配电路107实现了从第二端口103b到第二馈电部102的阻抗匹配，第三匹配电路108实现了从第三端口103c到第一天线104的阻抗匹配，第四匹配电路109实现了从第四端口103d到第二天线105的阻抗匹配。
综上所述，本申请实施例提供的技术方案中，通过增加匹配电路，使得外部电路的阻抗与四端口网络的阻抗匹配，进而提升四端口网络的性能。
在一个示例中，如图3所示，第一匹配电路106包括第一电感L1和第一电容C1，第二匹配电路107包括第二电感L2和第二电容C2，第三匹配电路108包括第三电容C3，第四匹配电路109包括第四电容C4。
第一电容C1的一端接地，第一电容C1的另一端分别与第一馈电部101和第一电感L1的一端相连，第一电感L1的另一端与第一端口103a相连。
第二电容C2的一端接地，第二电容C2的另一端分别与第二馈电部102和第二电感L2的一端相连，第二电感L2的另一端与第二端口103b相连。
第三端口与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端与第一天线104相连。
第四端口与第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端与第二天线105相连。
在本申请实施例中，四端口网络103为定向耦合器。定向耦合器是把两根传输线放置在足够近的位置使得一条线上的功率可以耦合到另一条线上的元件。可选地，定向耦合器的耦合度为3dB，此时，定向耦合器又可称之为3dB定向耦合器。
示例性地，假设定向耦合器的四个端口的阻抗都为50Ω。第一馈电部101和第二馈电部102的阻抗匹配，则第一匹配电路106和第二匹配电路107一样，其包含的电感L大小都为3nH，电容C大小都为1.3pF。第一天线104和第二天线105的阻抗匹配，则第三匹配电路108和第四匹配电路109一样，其包含的电容C大小都为1.2pF。
在天线模组100没有包括匹配电路和四端口网络103的情况下，第一天线104和第二天线105之间的S参数如图4所示，第一天线(e1)104和第二天线(e2)105的系统效率如图5所示。在天线模组100包括匹配电路和四端口网络103的情况下，第一天线104和第二天线105之间的S参数如图6所示，第一天线104和第二天线105之间的S参数如图7所示，第一天线104和第二天线105之间的ECC如图8所示。结合参考图4和图6，可以发现天线工作在3.6GHz频段时的隔离度已降低到-18dB以下。结合参考图5和图7，可以发现第一天线104和第二天线105的系统性能明显提升。图8所示的ECC很小，第一天线104和第二天线105之间的分集效果很好。
在另一个示例中，如图9所示，第一匹配电路106包括第三电感L3和第四电感L4，第二匹配电路107包括第五电容C5和第六电容C6，第三匹配电路108包括第七电容C7和第五电感L5，第四匹配电路109包括第八电容C8。
第三电感L3的一端与第一馈电部101相连，第三电感L3的另一端分别与第一端口103a和第四电感L4的一端相连，第四电感L4的另一端接地。
第三电感L3的大小为4nH，第四电感L4的大小为4nH。
第二馈电部102与第五电容C5的一端相连，第五电容C5的另一端与第二端口103b相连，第六电容C6的一端与第二端口103b相连，第六电容C6的另一端接地。
第五电容C5的大小为0.8pF，第六电容C6的大小为0.2pF。
第三端口103c与第五电感L5的一端相连，第五电感L5的另一端与第一天线104相连，第六电容C6的一端与第一天线104相连，第六电容C6的另一端接地。
第五电感L5的大小为3nH，第七电容C7的大小为0.4pF。
第四端口103d与第八电容C8的一端相连，第八电容C8的另一端接地，第八电容C8的一端与第二天线105相连。
第八电容C8的大小为0.8pF。
在本申请实施例中，四端口网络为180°混合网络。可选地，180°混合网络的耦合度为3dB，此时180°混合网络又可称之为3dB的180°混合网络。
需要说明的是，上述关于匹配电路的介绍说明仅是示例性的，可以根据第一馈电部101、第二馈电部102、第一天线104和第二天线105的实际情况进行设置。
如图10所示，其示出了本申请一个实施例示出的一种终端的示意图。如图10所示，该终端10包括上述实施例提供的天线模组100。第一天线104和第二天线105为倒F型天线。第一天线104上包括第一天线104的第一辐射臂11、第一馈电点12和第一接地点13，第二天线105上包括第二天线105的第二辐射臂14、第二馈电点15和第二接地点16。第一辐射臂11和第二辐射臂12可以是终端的中框的一部分。第一接地点13和第二接地点16可以是同一个接地点，也可以是不同的接地点。第一天线104的第一馈电点11与第三端口103c相连，第二天线105的第二馈电点15与第四端口103d相连，第一馈电部101与第一端口103a相连，第二馈电部102与第二端口103b相连。终端10包括射频集成电路(Radio Frequency IntegratedCircuit，RFIC)17，射频集成电路17是向天线发射射频信号的电路，射频集成电路17上可以设置有第一馈电部101和第二馈电部102。
需要说明的一点是，在本申请实施例中，对天线模组100在终端10内部的设置位置不作限定，例如在图10中，天线模组100设置在终端10的顶部区域，在其它示例性实施例中，天线模组100还可以设置在终端10的底部区域或其它位置，技术人员可以结合终端10的整机设计需求，为天线模组100选择合适的位置。
综上所述，本申请实施例提供的技术方案中，通过将第一馈电部与四端口网络的第一端口相连，第二馈电部与四端口网络的第二端口相连。当第一馈电部发出第一射频信号时，第一端口为输入端口，第二端口为隔离端口；当第二馈电部发出第二射频信号时，第二端口为输入端口，第一端口为隔离端口。第一馈电部发出的第一射频信号不会耦合至第二馈电部，第二馈电部发出的第二射频信号不会耦合至第一馈电部，第一馈电部和第二馈电部之间干扰降低，从而第一馈电部和第二馈电部之间隔离度提高，相应地，第一天线和第二天线之间的ECC降低，从而保证了较高的通信效率。
应当理解的是，在本文中提及的“和/或”，描述案对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种天线模组，其特征在于，所述天线模组包括第一馈电部、第二馈电部、四端口网络、第一天线和第二天线；
所述第一馈电部与所述四端口网络的第一端口相连，所述第二馈电部与所述四端口网络的第二端口相连；
所述四端口网络的第三端口与所述第一天线相连，所述四端口网络的第四端口与所述第二天线相连；
当所述第一馈电部发出第一射频信号时，所述第一端口为输入端口、所述第二端口为隔离端口、所述第三端口为直通端口且所述第四端口为耦合端口；
当所述第二馈电部发出第二射频信号时，所述第二端口为所述输入端口、所述第一端口为所述隔离端口、所述第三端口为所述耦合端口且所述第四端口为所述直通端口。
2.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述天线模组还包括第一匹配电路、第二匹配电路、第三匹配电路和第四匹配电路；
所述第一馈电部与所述第一匹配电路的输入端相连，所述第一匹配电路的输出端与所述第一端口相连；
所述第二馈电部与所述第二匹配电路的输入端相连，所述第二匹配电路的输出端与所述第二端口相连；
所述第三端口与所述第三匹配电路的输入端相连，所述第三匹配电路的输出端与所述第一天线相连；
所述第四端口与所述第四匹配电路的输入端相连，所述第四匹配电路的输出端与所述第二天线相连。
3.根据权利要求2所述的天线模组，其特征在于，
所述第一匹配电路用于实现所述第一馈电部与所述第一端口之间的阻抗匹配；
所述第二匹配电路用于实现所述第二馈电部与所述第二端口之间的阻抗匹配；
所述第三匹配电路用于实现所述第一天线与所述第三端口之间的阻抗匹配；
所述第四匹配电路用于实现所述第二天线与所述第四端口之间的阻抗匹配。
4.根据权利要求2或3所述的天线模组，其特征在于，所述第一匹配电路包括第一电感和第一电容，所述第二匹配电路包括第二电感和第二电容，所述第三匹配电路包括第三电容，所述第四匹配电路包括第四电容；
所述第一电容的一端接地，所述第一电容的另一端分别与所述第一馈电部和所述第一电感的一端相连，所述第一电感的另一端与所述第一端口相连；
所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端分别与所述第二馈电部和所述第二电感的一端相连，所述第二电感的另一端与所述第二端口相连；
所述第三端口与所述第三电容的一端相连，所述第三电容的另一端与所述第一天线相连；
所述第四端口与所述第四电容的一端相连，所述第四电容的另一端与所述第二天线相连。
5.根据权利要求4所述的天线模组，其特征在于，所述四端口网络为定向耦合器。
6.根据权利要求2或3所述的天线模组，其特征在于，所述第一匹配电路包括第三电感和第四电感，所述第二匹配电路包括第五电容和第六电容，所述第三匹配电路包括第七电容和第五电感，所述第四匹配电路包括第八电容；
所述第三电感的一端与所述第一馈电部相连，所述第三电感的另一端分别与所述第一端口和所述第四电感的一端相连，所述第四电感的另一端接地；
所述第二馈电部与所述第五电容的一端相连，所述第五电容的另一端与所述第二端口相连，所述第六电容的一端与所述第二端口相连，所述第六电容的另一端接地；
所述第三端口与所述第五电感的一端相连，所述第五电感的另一端与所述第一天线相连，所述第六电容的一端与所述第一天线相连，所述第六电容的另一端接地；
所述第四端口与所述第八电容的一端相连，所述第八电容的另一端接地，所述第八电容的一端与所述第二天线相连。
7.根据权利要求6所述的天线模组，其特征在于，所述四端口网络为180°混合网络。
8.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述第一天线和所述第二天线为倒F型天线。
9.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，所述第一天线和所述第二天线的工作频段为5G频段中的Sub6G频段。
10.根据权利要求1所述的天线模组，其特征在于，
当所述第一射频信号从所述第一端口输入时，所述第三端口和所述第四端口等幅同相输出，而所述第二端口无输出；
当所述第二射频信号从所述第二端口输入时，所述第三端口和所述第四端口等幅反相输出，而所述第一端口无输出。
11.一种终端，其特征在于，所述终端包括如权利要求1至10任一项所述的天线模组。
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