CN116646723A - 双频天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种双频天线及电子设备，将与馈电部电性连接的辐射部设置于介质部上并将辐射部配置为与接地部耦合，以满足超宽带信号传输的需要。由此，一方面，将辐射部配置为可以相互耦合的主辐射体和寄生辐射体，同时对寄生辐射体的谐振频段进行配置，使得主辐射体与寄生辐射体可以分别辐射不同频段的电磁信号，满足了双频通讯需求。另一方面，第一连接部和第二连接部处于相互靠近或相互远离的状态，使得主辐射体和寄生辐射体能够以相对于双频天线的中心大致对称设置，极大地提高了主辐射体与寄生辐射体之间的耦合效果。

Description

双频天线及电子设备

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种双频天线及电子设备。

背景技术

贴片天线体积小巧，结构简单，在通讯设备中得到了广泛应用。通过增加贴片天线的剖面高度，可以提高贴片天线的工作带宽。但是，这也增加了天线对通讯设备内部空间的占用。尤其为了实现天线的双频通讯，还会将贴片天线制作成多层，进一步增加了天线的体积，同时还会减少天线的增益。如何增加天线带宽，同时保证天线的体积和增益，成为需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种双频天线及电子设备，将辐射部配置为相互耦合的主辐射体和寄生辐射体，以拓宽电磁信号的带宽。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种天线包括：

接地部；

馈电部，设有馈电点；

介质部，设有间隔排列的多层布设面，多层布设面包括第一布设面和第二布设面；以及

辐射部，与接地部耦合并包括间隔设置的主辐射体和寄生辐射体，主辐射体包括第一辐射片、第二辐射片和第一连接部，第一连接部连接于第一辐射片与第二辐射片之间，馈电点与主辐射体电性连接，寄生辐射体包括第三辐射片、第四辐射片和第二连接部，第三辐射片与第一辐射片均布设于第一布设面，第四辐射片与第二辐射片均布设于第二布设面，第二连接部连接于第三辐射片与第四辐射片之间，第一连接部与第二连接部设于主辐射体与寄生辐射体相互靠近的一侧或相互远离的一侧；

寄生辐射体被配置为与主辐射体耦合，且寄生辐射体的谐振频段与馈入信号的高频段相匹配。

进一步地，接地部包括接地图案；

馈电部包括馈电枝节，馈电枝节与接地图案耦合并间隔设置于主辐射体与接地图案之间，馈电点与第一辐射片电性连接。

进一步地，多层布设面还包括第三布设面；

馈电枝节布设于第三布设面，馈电点设于馈电枝节的一端，馈电枝节的另一端向第三布设面的边缘延伸。

进一步地，多层布设面还包括第四布设面，第四布设面位于第三布设面背离第二布设面的一侧；

接地图案布设于第四布设面，在多层布设面的排列方向上，主辐射体、寄生辐射体和馈电部分别与接地图案的部分区域对应。

进一步地，介质部包括堆叠设置的多个介质板；

第二辐射片与第四辐射片以及馈电枝节分别布设于两个介质板之间，第一辐射片与第三辐射片以及接地图案分别布设于介质部相互背离的两个外侧面上。

进一步地，多个介质板包括第一介质板，第一介质板包括第一避让孔；

第一避让孔贯穿第一介质板，第一辐射片与第二辐射片分别位于第一介质板的两侧；

馈电部还包括第三连接部，第三连接部穿过第一避让孔与馈电点和第一辐射片电性连接。

进一步地，第一介质板包括第一板缘和第二板缘，第一板缘与第二板缘相互平行且朝向相反；

第一辐射片和第二辐射片由第一板缘向第一介质板的中心延伸；

第三辐射片和第四辐射片由第二板缘向第一介质板的中心延伸，且第三辐射片与第一辐射片相对侧的边缘间隔设置且相互平行，第四辐射片与第二辐射片相对侧的边缘间隔设置且相互平行。

进一步地，第二辐射片开设第二避让孔，第二避让孔与第一避让孔和馈电点对应，第三连接部同时穿过第一避让孔和第二避让孔。

进一步地，第一辐射片、第二辐射片、第三辐射片和第四辐射片均为矩形片；

在第一板缘的长度方向上，第一辐射片、第二辐射片、第三辐射片和第四辐射片的边长相同。

进一步地，在第一板缘的长度方向上，第一辐射片、第二辐射片、第三辐射片和第四辐射片对应的侧边对齐；

在第一板缘和第二板缘的排列方向上，第二辐射片的侧边长度大于第一辐射片的侧边长度，且第四辐射片的侧边长度大于第三辐射片的侧边长度；或

第二辐射片的侧边长度小于第一辐射片的侧边长度，且第四辐射片的侧边长度小于第三辐射片的侧边长度。

进一步地，第一辐射片与第二辐射片位于第一板缘上的侧边对齐，第三辐射片与第四辐射片位于第二板缘上的侧边对齐；

在第一介质板的厚度方向上，第四辐射片和第二辐射片相对侧的边缘位于第三辐射片和第一辐射片相对侧的边缘之间，或第三辐射片和第一辐射片相对侧的边缘位于第四辐射片和第二辐射片相对侧的边缘之间。

进一步地，第一介质板设有依次首尾连接的第一布设面、第二布设面、第五布设面和第六布设面，第五布设面和第六布设面相互背离并与第一介质板的厚度方向平行；

第一连接部和第二连接部均为片状结构并分别连接于第一辐射片和第二辐射片的同侧边缘，主辐射体通过第一连接部以及寄生辐射体通过第二连接部分别包覆第五布设面和第六布设面。

进一步地，多个介质板还包括第二介质板和第三介质板，馈电枝节布设于第二介质板和第三介质板之间，接地图案布设于第三介质板背离第二介质板的一侧；

第二介质板开设第三避让孔，第三避让孔与第一避让孔对应，第三连接部穿过第一避让孔和第三避让孔与馈电点和第一辐射片电性连接。

进一步地，馈电枝节还包括远离馈电点的一端的连接端，连接端延伸至第二介质板远离寄生辐射体一侧的边缘；

接地图案布满第三介质板的板面。

进一步地，多个介质板还包括第三介质板，第三介质板与第一介质板间隔设置，馈电枝节和接地图案分别布设于第三介质板朝向第一介质板的板面上和背离第一介质板的板面上。

进一步地，介质部开设间隔设置的多个第一连接孔和间隔设置的多个第二连接孔，多个第一连接孔和多个第二连接孔并行排列且与第一布设面和第二布设面连通；

第一连接部包括多个第一连接体，第二连接部包括多个第二连接体，多个第一连接体一一对应地穿过多个第一连接孔与第一辐射片和第二辐射片连接，多个第二连接体一一对应地穿过多个第二连接孔与第三辐射片和第四辐射片连接。

进一步地，多个第一连接孔与多个第二连接孔并行排列并分别位于第二辐射片和第四辐射片相对侧的边缘；

第三辐射片和第四辐射片相互靠近的侧边平行，且相互远离的侧边延伸至第二布设面的边缘。

进一步地，第一布设面和第二布设面为邻边不等长的矩形面；

主辐射体的谐振频率被配置为c/，其中，c为光速，l为第一辐射片和第二辐射片沿矩形面长边延伸的长度与第一连接部沿第一布设面和第二布设面排列方向的长度总和。

第二方面，本发明实施例还提供一种电子设备包括：

根据上述第一方面中所述的双频天线。

进一步地，电子设备还包括：

防护壳；以及

射频信号收发电路，与双频天线一同设置于防护壳内侧；

双频天线的接地部和馈电部与射频信号收发电路电性连接，且双频天线的第一辐射片和第二辐射片朝向防护壳的内壁。

本发明实施例的双频天线及电子设备，将与馈电部电性连接的辐射部设置于介质部上并将辐射部配置为与接地部耦合，以满足超宽带信号传输的需要。由此，一方面，将辐射部配置为可以相互耦合的主辐射体和寄生辐射体，同时对寄生辐射体的谐振频段进行配置，使得主辐射体与寄生辐射体可以分别辐射不同频段的电磁信号，满足了双频通讯需求。同时，也进一步拓宽了电子设备的工作频段。另一方面，利用第一连接部连接第一辐射片和第二辐射片，利用第二连接部连接第三辐射片和第四辐射片，使得主辐射体和寄生辐射体对电子设备的空间占用更小，双频天线的剖面更底。又一方面，第一连接部和第二连接部处于相互靠近或相互远离的状态，使得主辐射体和寄生辐射体能够以相对于双频天线的中心大致对称设置，极大地提高了主辐射体与寄生辐射体之间的耦合效果。尤其在馈电部馈入多频段电磁信号时，主辐射体与寄生辐射体可以分别对低频段电磁信号和高频段电磁信号进行辐射。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例的双频天线一侧的结构示意图；

图2是本发明实施例的双频天线另一侧的结构示意图；

图3是本发明实施例的双频天线的爆炸示意图；

图4是本发明实施例的双频天线的剖视示意图；

图5是本发明实施例的辐射部在一些实施方式中的结构示意图；

图6是本发明实施例的辐射部在另一些实施方式中的结构示意图；

图7是本发明实施例的辐射部在又一些实施方式中的结构示意图；

图8是本发明实施例的第一介质板在一些实施方式中的结构示意图；

图9是本发明实施例的第一介质板在另一些实施方式中的结构示意图；

图10是本发明实施例的辐射部的尺寸示意图；

图11是现有技术中天线的回波损耗测试图；

图12是本发明实施例的双频天线的回波损耗测试图。

附图标记说明：

1-辐射部；

11-主辐射体；111-第一辐射片；112-第二辐射片；1121-第二避让孔；

12-寄生辐射体；121-第三辐射片；122-第四辐射片；

131-第一连接部；132-第二连接部；133-第一连接体；134-第二连接体；

2-介质部；

21-第一布设面；22-第二布设面；23-第三布设面；24-第四布设面；25-第五布设面；26-第六布设面；27-布设面；

28-介质板；281-第一介质板；2811-第一避让孔；2812-第一板缘；2813-第二板缘；282-第二介质板；2821-第三避让孔；283-第三介质板；

291-第一连接孔；292-第二连接孔；

3-馈电部；

31-馈电点；32-馈电枝节；33-第三连接部；34-连接端；

4-接地部；

41-接地图案。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。

图1和图2是双频天线在不同方向上的结构示意图。图3是本发明实施例的双频天线的爆炸示意图。图1中双频天线包括辐射部1和介质部2。图3中介质部2包括第一介质板281、第二介质板282和第三介质板283。图2中未展示第二介质板282。

图4是双频天线的剖视示意图。图中接地图案41位于双频天线的底部，第一辐射片111和第二辐射片112分别位于双频天线的顶部。

图5、图6和图7是辐射部1在不同实施方式中的结构示意图，三个图中均未展示介质部2。图5中用虚线框分别展示了第一布设面21、第二布设面22、第三布设面23、第四布设面24、第五布设面25和第六布设面26的相对位置。

图8和图9是第一介质板281在不同实施方式中的结构示意图。

在一些实施方式中，如图1-7所示，本实施例中的双频天线包括辐射部1、介质部2、馈电部3和接地部4。馈电部3设有馈电点31。介质部2设有间隔排列的多层布设面27，多层布设面27包括第一布设面21和第二布设面22。

辐射部1与接地部4耦合并包括间隔设置的主辐射体11和寄生辐射体12。主辐射体11包括第一辐射片111、第二辐射片112和第一连接部131，第一连接部131连接于第一辐射片111与第二辐射片112之间。馈电点31与主辐射体11电性连接。寄生辐射体12包括第三辐射片121、第四辐射片122和第二连接部132。第三辐射片121与第一辐射片111均布设于第一布设面21，第四辐射片122与第二辐射片112均布设于第二布设面22，第二连接部132连接于第三辐射片121与第四辐射片122之间。其中，第一连接部131与第二连接部132设于主辐射体11与寄生辐射体12相互靠近的一侧(如图5和图6所示)或相互远离的一侧(如图7所示)。同时，将寄生辐射体12配置为与主辐射体11耦合，且寄生辐射体12的谐振频段与馈入信号的高频段相匹配。

具体地，本实施例中馈电部3馈入的电磁信号为超宽带信号(Ultra WideBand，UWB)。超宽带信号是无线载波通信技术，其采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，进而其所占的频谱范围更宽。例如基于超宽带信号定位精度高的特点，本实施例的双频天线可以用于电子设备的定位。

具体地，本实施例的主辐射体11与寄生辐射体12间隔设置(如图10中距离L4和距离L6所示)，以避免二者发生短接，改变辐射部1的整体长度。其中，该主辐射体11用于收发低频段电磁信号，寄生辐射体12用于收发高频电磁信号。当馈电部3向主辐射体11馈入的电磁信号包括高频段电磁信号时，寄生辐射体12可以将该高频电磁信号从主辐射体11耦合至其上，以使得高频段电磁信号与低频电磁信号通过主辐射体11与寄生辐射体12分别辐射，减少甚至避免了电磁信号的相互干扰。

具体地，图10中展示了第一连接部131和第二连接部132的一种具体布设形式，图中第一连接部131与第二连接部132分别与位于主辐射体11和寄生辐射体12相互远离的一侧。此种形式下，主辐射体11与寄生辐射体12分别形成了两个开口，且两个开口方向相对设置。也即，主辐射体11与寄生辐射体12相对于图中的虚线Ⅰ大致对称设置。由此，极大地提高了主辐射体11与寄生辐射体12的耦合效果，尤其在高频段电磁信号与低频段电磁信号的频率相差较大时，保证了二者任然可以相互耦合。

容易理解，可以将本实施例的主辐射体11和寄生辐射体12等效为一对折合偶极子天线。也即位于图10中右侧的第一折合偶极子天线，以及位于左侧的第二折合偶极子天线。每个折合偶极子天线都有两个长度大致相同的振子臂，两个折子臂的一端连接，另一端间隔开。由此，当导行电磁波在第一折合偶极子天线的两个振子臂间振荡时，第二折合偶极子天线的开口与第一折合偶极子天线的开口相对，以便于第二折合偶极子天线的振子臂接收与其自身谐振频率一致的电磁信号。

可选地，本实施例的介质部2的材质包括但不限于氧化铝、二氧化钛、玻璃粉以及粘接剂等成分。该介质部2的介电常数可配置为3。

综上，本实施例的双频天线，将与馈电部3电性连接的辐射部1设置于介质部2上并将辐射部1配置为与接地部4耦合，以满足超宽带信号传输的需要。由此，一方面，将辐射部1配置为可以相互耦合的主辐射体11和寄生辐射体12，同时对寄生辐射体12的谐振频段进行配置，使得主辐射体11与寄生辐射体12可以分别辐射不同频段的电磁信号，满足了双频通讯需求。同时，也进一步拓宽了电子设备的工作频段。另一方面，利用第一连接部131连接第一辐射片111和第二辐射片112，利用第二连接部132连接第三辐射片121和第四辐射片122，使得主辐射体11和寄生辐射体12对电子设备的空间占用更小，双频天线的剖面更底。又一方面，第一连接部131和第二连接部132处于相互靠近或相互远离的状态，使得主辐射体11和寄生辐射体12能够以相对于双频天线的中心大致对称设置，极大地提高了主辐射体11和寄生辐射体12之间的耦合效果。尤其在馈电部3馈入多频段电磁信号时，主辐射体11与寄生辐射体12可以分别对低频段电磁信号与高频段电磁信号进行辐射。

在一些实施方式中，如图1-7所示，接地部4包括接地图案41。馈电部3包括馈电枝节32，馈电枝节32与接地图案41耦合并间隔设置于主辐射体11与接地图案41之间，馈电点31与第一辐射片111电性连接。

本实施例中主辐射体11、寄生辐射体12和馈电枝节32均与接地图案41耦合，拓宽了双频天线的工作频段，改善了双频天线的阻抗。同时，将馈电点31与第一辐射片111连接，便于主辐射体11和寄生辐射体12通过第一辐射片111和第三辐射片121向双频天线的外侧辐射电磁信号。

在一些实施方式中，如图1-5所示，多层布设面27还包括第三布设面23。馈电枝节32布设于第三布设面23，馈电点31设于馈电枝节32的一端，馈电枝节32的另一端向第三布设面23的边缘延伸。本实施例中馈电枝节32远离馈电点31的一端用于与电子设备的射频信号收发电路电性连接，便于馈电部3将电磁信号馈入到双频天线内。

在一些实施方式中，如图1-5所示，多层布设面27还包括第四布设面24，第四布设面24位于第三布设面23背离第二布设面22的一侧。接地图案41布设于第四布设面24。在多层布设面27的排列方向上，主辐射体11、寄生辐射体12和馈电部3分别与接地图案41的部分区域对应。

本实施例将接地图案41设置在主辐射体11与接地图案41之间，便于提高馈电枝节32与接地图案41的耦合作用。同时，主辐射体11与寄生辐射体12至接地图案41的距离相同(如图10中距离L5所示)，使得主辐射体11与寄生辐射体12上的导行电磁波的电势尽量相同，以保证主辐射体11与寄生辐射体12的相互耦合。

在一些实施方式中，如图1-5所示，介质部2包括堆叠设置的多个介质板28。第二辐射片112与第四辐射片122以及馈电枝节32分别布设于两个介质板28之间，第一辐射片111与第三辐射片121以及接地图案41分别布设于介质部2相互背离的两个外侧面上。

本实施例中接地图案41位于介质部2的外侧面上，便于双频天线与射频信号收发电路的接地触点连接，以实现双频天线接地。同时，第一辐射片111和第三辐射片121位于介质部2的另一个外侧面上，以便于主辐射体11和寄生辐射体12通过第一辐射片111和第三辐射片121向外侧辐射电磁信号，提高了双频天线的指向性。

具体地，第一辐射片111、第二辐射片112、第三辐射片121和第四辐射片122均为铜箔并贴附于对应的介质板28上。

在一些实施方式中，如图1-5所示，多个介质板28包括第一介质板281，第一介质板281包括第一避让孔2811。第一避让孔2811贯穿第一介质板281，第一辐射片111与第二辐射片112分别位于第一介质板281的两侧。馈电部3还包括第三连接部33，第三连接部33穿过第一避让孔2811与馈电点31和第一辐射片111电性连接。本实施例的第一避让孔2811用于避让第三连接部33，使得馈电部3可以相对于辐射部1更加靠近接地图案41，进一步提高接地图案41与馈电枝节32的耦合作用。同时，保证了馈电部3中的电磁信号可以被介质部2约束在其中。

在一些实施方式中，如图1-5所示，第一介质板281包括第一板缘2812和第二板缘2813，第一板缘2812与第二板缘2813相互平行且朝向相反。

本实施例中第一辐射片111和第二辐射片112由第一板缘2812向第一介质板281的中心延伸。第三辐射片121和第四辐射片122由第二板缘2813向第一介质板281的中心延伸，且第三辐射片121与第一辐射片111相对侧的边缘间隔设置且相互平行，第四辐射片122与第二辐射片112相对侧的边缘间隔设置且相互平行。

容易理解，如图10所示，上述实施例中的主辐射体11的工作频段与主辐射体11的长度相关，寄生辐射体12的工作频段与寄生辐射体12的长度相关。该主辐射体11的长度也即第一辐射片111(距离L1)、第二辐射片112(距离L3)以及第一连接部131(距离L2)的长度总和。与此相对的，寄生辐射体12的长度也即第三辐射片121(距离L1′)、第四辐射片122(距离L3′)和第二连接部132(距离L2′)的长度总和。

为此，本实施例将第一辐射片111和第三辐射片121相对侧的边缘设置为相互平行，以便于本领域技术人员通过改变距离L1或距离L1′即可分别调整主辐射体11和寄生辐射体12的谐振频段。或是改变距离L4调整主辐射体11和寄生辐射体12的相对距离，以调整主辐射体11和寄生辐射体12的耦合强度。由此，极大地减少了双频天线的试制周期，降低了试制成本。

在一些实施方式中，如图5所示，第二辐射片112开设第二避让孔1121。第二避让孔1121与第一避让孔2811和馈电点31对应，第三连接部33同时穿过第一避让孔2811和第二避让孔1121。本实施例为了保证主辐射体11的整体长度，将第二辐射片112的面积与第一辐射片111的面积大致相同，同时馈电点31与第一辐射片111的大致中心位置连接。这使得第三连接部33需要绕过第二辐射片112才能与第一辐射片111电性连接。为此，在第二辐射片112开设第二避让孔1121，以避免第三连接部33与第二辐射片112直接接触，导致主辐射体11无法正常工作。

在一些实施方式中，如图1-7和图10所示，第一辐射片111、第二辐射片112、第三辐射片121和第四辐射片122均为矩形片。在第一板缘2812的长度方向上，第一辐射片111、第二辐射片112、第三辐射片121和第四辐射片122的边长相同。

本实施例中的第一辐射片111、第二辐射片112、第三辐射片121和第四辐射片122宽度一致，以便于本领域技术人员对主辐射体11和寄生辐射体12的工作频率进行同步调整，也即改变垂直第一板缘2812和第二板缘2813排列方向上的尺寸。例如，通过改变第一辐射片111和/或第二辐射片112的长度，即可对应调整主辐射体11谐振频段。或是通过改变第三辐射片121和/或第四辐射片122的长度，即可对应调整主辐射体11谐振频段。

在一些实施方式中，如图1-9所示，在第一板缘2812的长度方向上，第一辐射片111、第二辐射片112、第三辐射片121和第四辐射片122对应的侧边对齐。从而，便于电磁信号在位于第一介质板281两侧的第一辐射片111与第二辐射片112之间以及第三辐射片121与第四辐射片122之间振荡。

在主辐射体11和寄生辐射体12总长不变的前提下，本实施例的辐射部1具有如下两种布设形式。

其一，在第一板缘2812和第二板缘2813的排列方向上，第二辐射片112的侧边长度大于第一辐射片111的侧边长度(如图10中距离L3大于距离L1)，且第四辐射片122的侧边长度大于第三辐射片121的侧边长度(如图10中距离L3′大于距离L1′)。由此，本实施例减小了第一辐射片111和第三辐射片121的布设面积，提高了主辐射体11和寄生辐射体12中电磁信号的指向性。

其二，在第一板缘2812和第二板缘2813的排列方向上，第二辐射片112的侧边长度小于第一辐射片111的侧边长度，且第四辐射片122的侧边长度小于第三辐射片121的侧边长度。由此，增加了辐射部1的电磁信号增益。

优选地，介质部2的第一介质板281、第二介质板282和第三介质板283厚度方向上的截面均为大小相同的矩形。在第一板缘2812的长度方向上，第一辐射片111、第二辐射片112、第三辐射片121、第四辐射片122、第一介质板281、第二介质板282和第三介质板283均对齐。从而，最大限度利用介质部2布设辐射部1。

在一些实施方式中，如图1-9所示，第一辐射片111与第二辐射片112位于第一板缘2812上的侧边对齐，第三辐射片121与第四辐射片122位于第二板缘2813上的侧边对齐。在第一介质板281的厚度方向上，第四辐射片122和第二辐射片112相对侧的边缘位于第三辐射片121和第一辐射片111相对侧的边缘之间，也即图10中距离L4大于距离L6。或第三辐射片121和第一辐射片111相对侧的边缘位于第四辐射片122和第二辐射片112相对侧的边缘之间，也即距离L4小于距离L6。

当距离L4大于距离L6时，第一辐射片111和第三辐射片121之间的距离更远，由此，主辐射体11和寄生辐射体12之间的隔离度得到了有效提升。

当距离L4小于距离L6时，可以有效提高主辐射体11和寄生辐射体12的耦合程度。例如在高频段电磁信号与低频段电磁信号频率相差较小时，可以将高频段电磁信号有效地耦合至寄生辐射体12上。

换言之，本实施例在第一介质板281的宽度方向上，使主辐射体11与寄生辐射体12保持一致，以在第一介质板281的长度方向上，且最大限度保证主辐射体11和寄生辐射体12之间的对称性。

在一些实施方式中，如图1-5所示，第一介质板281设有依次首尾连接的第一布设面21、第二布设面22、第五布设面25和第六布设面26，第五布设面25和第六布设面26相互背离并与第一介质板281的厚度方向平行。第一连接部131和第二连接部132均为片状结构并分别连接于第一辐射片111和第二辐射片112的同侧边缘，主辐射体11通过第一连接部131以及寄生辐射体12通过第二连接部132分别包覆第五布设面25和第六布设面26。

本实施例中主辐射体11和寄生辐射体12呈带状结构并向相互远离的方向折叠，从而分别包覆在第一介质板281的两侧。本实施例可以通过改变第一介质板281的厚度以及介电常数，进而调整辐射部1的性能，对双频天线的带宽进行匹配。

在一些实施方式中，如图1-9所示，多个介质板28还包括第二介质板282和第三介质板283，馈电枝节32布设于第二介质板282和第三介质板283之间，接地图案41布设于第三介质板283背离第二介质板282的一侧。第二介质板282开设第三避让孔2821，第三避让孔2821与第一避让孔2811对应，第三连接部33穿过第一避让孔2811和第三避让孔2821与馈电点31和第一辐射片111电性连接。

本实施例中的第三连接部33可以依次经过第三避让孔2821、第二避让孔1121和第一避让孔2811与第一辐射片111连接，使得导行电磁波在馈入到辐射部1前始终处于介质部2内，减少甚至避电磁信号到达辐射部1前，向双频天线的外侧泄露。

在一些实施方式中，如图1-9所示，馈电枝节32还包括远离馈电点31的一端的连接端34，连接端34延伸至第二介质板282远离寄生辐射体12一侧的边缘。接地图案41布满第三介质板283的板面。通过本实施例中的连接端34与射频信号收发电路的电磁信号馈入触点连接，以实现双频天线与射频信号收发电路电性连接。

在一些实施方式中，如图1-5所示，多个介质板28还包括第三介质板283，第三介质板283与第一介质板281间隔设置，馈电枝节32和接地图案41分别布设于第三介质板283朝向第一介质板281的板面上和背离第一介质板281的板面上。

具体地，图2中的放大图所示的区域Ⅱ为空气层，本领域技术人员可以增加第一介质板281与第三介质板283之间的距离，进而增加区域Ⅱ的介电常数。由此，简化了双频天线的结构，降低了制造成本。

在一些实施方式中，如图1-9所示，介质部2开设多个第一连接孔291和多个第二连接孔292，多个第一连接孔291和多个第二连接孔292间隔设置与第一布设面21和第二布设面22连通。第一连接部131包括多个第一连接体133，第二连接部132包括多个第二连接体134，多个第一连接体133一一对应地穿过多个第一连接孔291与第一辐射片111和第二辐射片112连接，多个第二连接体134一一对应地穿过多个第二连接孔292与第三辐射片121和第四辐射片122连接。

可选地，上述实施例中第三连接部33、第一连接体133和第二连接体134可以为导电金属杆或导电金属筒，其中间位置设置第一连接孔291和第二连接孔292，两端分别和第一辐射片111和第二辐射片112抵接，或是与第三辐射片121和第四辐射片122抵接。也可设置在第一避让孔2811、第二避让孔1121和第三避让孔2821内，且两端伸出分别与第一辐射片111和馈电点31抵接。

可选地，可以通过激光直接成型工艺在第一介质板281上直接成型辐射部1，在第三介质板283上直接成型馈电枝节32和接地图案41。同时，在第一连接孔291和第二连接孔292内壁成型第一连接体133和第二连接体134，在第三避让孔2821和第一避让孔2811内壁直接成型第三连接部33的部分区域。

进一步地，在第一介质板281和第二介质板282的相对侧，以及第二介质板282与第三介质板283的相对侧设置多个环形导电图案，多个环形导电图案分别环绕第一连接体133、第二连接体134和第三连接部33并电性连接。由此，在第一介质板281、第二介质板282和第三介质板283拼装在以后，环形导电图案相互抵接以实现双频天线的电气性能。其中，环绕第三连接部33的环形导电图案的外径可配置为小于第二避让孔1121，以避免与第二辐射片112短接。其中，辐射部1的材质可以为铜。

在一些实施方式中，如图7-8所示，多个第一连接孔291与多个第二连接孔292并行排列并分别位于第二辐射片112和第四辐射片122相对侧的边缘。第三辐射片121和第四辐射片122相互靠近的侧边平行，且相互远离的侧边延伸至第二布设面22的边缘。

由此，本实施例中的主辐射体11和寄生辐射体12的开口方向与图10中所示的方向相反，也即主辐射体11与寄生辐射体12的开口处于相互背离状态。此种形式下，主辐射体11和寄生辐射体12也可以进行耦合。同时，第一介质板281的第五布设面25和第六布设面26没有布设波导材料，使得双频天线的指向性更好。还能避免双频天线与周边的电子器件发生短接。

在一些实施方式中，如图6和图9所示，第一连接孔291和第二连接孔292分别布设在第一板缘2812和第二板缘2813位置。此种形式下，既可以使主辐射体11与寄生辐射体12的开口相对设置，还可以提高双频天线的指向性，避免双频天线与周边的电子器件发生短接。

在一些实施方式中，如图10所示，第一布设面21和第二布设面22为邻边不等长的矩形面。主辐射体11的谐振频率被配置为c/(2×l)。其中，c为光速，l为第一辐射片111和第二辐射片112沿矩形面长边延伸的长度与第一连接部131沿第一布设面21和第二布设面22排列方向的长度总和。

本实施例中主辐射体11的长度为距离L1′、距离L2′和距离L3′的总和。其中，主辐射体11的谐振频率位于双频天线低频段。

可选地，将寄生辐射体12的谐振频率设置于双频天线的高频段。该谐振频率也可以通过上述公式计算获得。其中，寄生辐射体12的总长为距离L1、距离L2和距离L3的总和。如图7的两个放大图所示，主辐射体11和寄生辐射体12相互远离一侧的延伸长度不同。也即，本领域技术人员可以根据高频段和低频段的频率对主辐射体11和寄生辐射体12的长度进行调整。

图11是现有技术中天线的回波损耗测试图。

图中3dB以下的频率在7.93GHz至8.59GHz之间，带宽为0.66GHz。

图12是本发明实施例的双频天线的回波损耗测试图。

图中3dB以下的频率在7.54GHz至8.72GHz之间，已经完全涵盖上述频段。同时，该频段内的线条更加平坦，也即双频天线具有更好的辐射效率。图中区域Ⅲ和区域Ⅳ分别展示了主辐射体11与寄生辐射体12的一种匹配方式。其中，区域Ⅳ为寄生辐射体12的工作频段，区域Ⅲ为主辐射体11的辐射频段。

在一个可选的实现方式中，上述实施例中的双频天线可以应用于电子设备，以实现该电子设备的通讯或定位需求。该电子设备包括但不限与手机、手表或笔记本等设备。

本实施例的电子设备，将双频天线的与馈电部3电性连接的辐射部1设置于介质部2上并将辐射部1配置为与接地部4耦合，以满足超宽带信号传输的需要。由此，一方面，将辐射部1配置为可以相互耦合的主辐射体11和寄生辐射体12，同时对寄生辐射体12的谐振频段进行配置，使得主辐射体11与寄生辐射体12可以分别辐射不同频段的电磁信号，满足了双频通讯需求。同时，也进一步拓宽了电子设备的工作频段。另一方面，利用第一连接部131连接第一辐射片111和第二辐射片112，利用第二连接部132连接第三辐射片121和第四辐射片122，使得主辐射体11和寄生辐射体12对电子设备的空间占用更小，双频天线的剖面更底。又一方面，第一连接部131和第二连接部132处于相互靠近或相互远离的状态，使得主辐射体11和寄生辐射体12能够以相对于双频天线的中心大致对称设置，极大地提高了主辐射体11与寄生辐射体12之间的耦合效果。尤其在馈电部3馈入多频段电磁信号时，主辐射体11与寄生辐射体12可以分别对低频段电磁信号和高频段电磁信号进行辐射。

进一步地，电子设备还包括防护壳和射频信号收发电路。该射频信号收发电路与双频天线一同设置于防护壳内侧。双频天线的接地部4和馈电部3与射频信号收发电路电性连接，且双频天线的第一辐射片111和第二辐射片112朝向防护壳的内壁。

容易理解，本实施例在配置双频天线在电子设备的位置时，朝向一致的第一辐射片111和第二辐射片112可以极大地提升双频天线的指向性。以基于UWB信号定位为例，公开号为CN107677990A的相关技术中(如图5所示)，将UWB信号与两个天线和被寻者的三角函数位置关系相结合，即可快速实现定位。

由此，本实施例可以通过射频信号收发电路向馈电部3同时馈入高频段和低频段电磁信号，以使得电子设备通过具有预定距离的主辐射体11和寄生辐射体12(图10中所示的距离L4)，向目标设备发送电磁信号，从而实现电子设备与目标设备之间的定位。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种双频天线，其特征在于，所述双频天线包括：

接地部(4)；

馈电部(3)，设有馈电点(31)；

介质部(2)，设有间隔排列的多层布设面(27)，多层所述布设面(27)包括第一布设面(21)和第二布设面(22)；以及

辐射部(1)，与所述接地部(4)耦合并包括间隔设置的主辐射体(11)和寄生辐射体(12)，所述主辐射体(11)包括第一辐射片(111)、第二辐射片(112)和第一连接部(131)，所述第一连接部(131)连接于所述第一辐射片(111)与所述第二辐射片(112)之间，所述馈电点(31)与所述主辐射体(11)电性连接，所述寄生辐射体(12)包括第三辐射片(121)、第四辐射片(122)和第二连接部(132)，所述第三辐射片(121)与所述第一辐射片(111)均布设于所述第一布设面(21)，所述第四辐射片(122)与所述第二辐射片(112)均布设于所述第二布设面(22)，所述第二连接部(132)连接于所述第三辐射片(121)与所述第四辐射片(122)之间，所述第一连接部(131)与所述第二连接部(132)设于所述主辐射体(11)与所述寄生辐射体(12)相互靠近的一侧或相互远离的一侧；

其中，所述寄生辐射体(12)被配置为与所述主辐射体(11)耦合，且所述寄生辐射体(12)的谐振频段与馈入信号的高频段相匹配。

2.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述接地部(4)包括接地图案(41)；

所述馈电部(3)包括馈电枝节(32)，所述馈电枝节(32)与所述接地图案(41)耦合并间隔设置于所述主辐射体(11)与所述接地图案(41)之间，所述馈电点(31)与所述第一辐射片(111)电性连接。

3.根据权利要求2所述的双频天线，其特征在于，多层所述布设面(27)还包括第三布设面(23)；

所述馈电枝节(32)布设于所述第三布设面(23)，所述馈电点(31)设于所述馈电枝节(32)的一端，所述馈电枝节(32)的另一端向所述第三布设面(23)的边缘延伸。

4.根据权利要求3所述的双频天线，其特征在于，多层所述布设面(27)还包括第四布设面(24)，所述第四布设面(24)位于所述第三布设面(23)背离所述第二布设面(22)的一侧；

所述接地图案(41)布设于所述第四布设面(24)，在多层所述布设面(27)的排列方向上，所述主辐射体(11)、所述寄生辐射体(12)和所述馈电部(3)分别与所述接地图案(41)的部分区域对应。

5.根据权利要求2所述的双频天线，其特征在于，所述介质部(2)包括堆叠设置的多个介质板(28)；

所述第二辐射片(112)与所述第四辐射片(122)以及所述馈电枝节(32)分别布设于两个所述介质板(28)之间，所述第一辐射片(111)与所述第三辐射片(121)以及所述接地图案(41)分别布设于所述介质部(2)相互背离的两个外侧面上。

6.根据权利要求5所述的双频天线，其特征在于，多个所述介质板(28)包括第一介质板(281)，所述第一介质板(281)包括第一避让孔(2811)；

所述第一避让孔(2811)贯穿所述第一介质板(281)，所述第一辐射片(111)与所述第二辐射片(112)分别位于所述第一介质板(281)的两侧；

所述馈电部(3)还包括第三连接部(33)，所述第三连接部(33)穿过所述第一避让孔(2811)与所述馈电点(31)和所述第一辐射片(111)电性连接。

7.根据权利要求6所述的双频天线，其特征在于，所述第一介质板(281)包括第一板缘(2812)和第二板缘(2813)，所述第一板缘(2812)与所述第二板缘(2813)相互平行且朝向相反；

所述第一辐射片(111)和所述第二辐射片(112)由所述第一板缘(2812)向所述第一介质板(281)的中心延伸；

所述第三辐射片(121)和所述第四辐射片(122)由所述第二板缘(2813)向所述第一介质板(281)的中心延伸，且所述第三辐射片(121)与所述第一辐射片(111)相对侧的边缘间隔设置且相互平行，所述第四辐射片(122)与所述第二辐射片(112)相对侧的边缘间隔设置且相互平行。

8.根据权利要求7所述的双频天线，其特征在于，所述第二辐射片(112)开设第二避让孔(1121)，所述第二避让孔(1121)与所述第一避让孔(2811)和所述馈电点(31)对应，所述第三连接部(33)同时穿过所述第一避让孔(2811)和所述第二避让孔(1121)。

9.根据权利要求7所述的双频天线，其特征在于，所述第一辐射片(111)、所述第二辐射片(112)、所述第三辐射片(121)和所述第四辐射片(122)均为矩形片；

在所述第一板缘(2812)的长度方向上，所述第一辐射片(111)、所述第二辐射片(112)、所述第三辐射片(121)和所述第四辐射片(122)的边长相同。

10.根据权利要求9所述的双频天线，其特征在于，在所述第一板缘(2812)的长度方向上，所述第一辐射片(111)、所述第二辐射片(112)、所述第三辐射片(121)和所述第四辐射片(122)对应的侧边对齐；

在所述第一板缘(2812)和所述第二板缘(2813)的排列方向上，所述第二辐射片(112)的侧边长度大于所述第一辐射片(111)的侧边长度，且所述第四辐射片(122)的侧边长度大于所述第三辐射片(121)的侧边长度；或

所述第二辐射片(112)的侧边长度小于所述第一辐射片(111)的侧边长度，且所述第四辐射片(122)的侧边长度小于所述第三辐射片(121)的侧边长度。

11.根据权利要求10所述的双频天线，其特征在于，所述第一辐射片(111)与所述第二辐射片(112)位于所述第一板缘(2812)上的侧边对齐，所述第三辐射片(121)与所述第四辐射片(122)位于所述第二板缘(2813)上的侧边对齐；

在所述第一介质板(281)的厚度方向上，所述第四辐射片(122)和所述第二辐射片(112)相对侧的边缘位于所述第三辐射片(121)和所述第一辐射片(111)相对侧的边缘之间，或所述第三辐射片(121)和所述第一辐射片(111)相对侧的边缘位于所述第四辐射片(122)和所述第二辐射片(112)相对侧的边缘之间。

12.根据权利要求6所述的双频天线，其特征在于，所述第一介质板(281)设有依次首尾连接的所述第一布设面(21)、所述第二布设面(22)、第五布设面(25)和第六布设面(26)，所述第五布设面(25)和所述第六布设面(26)相互背离并与所述第一介质板(281)的厚度方向平行；

所述第一连接部(131)和所述第二连接部(132)均为片状结构并分别连接于所述第一辐射片(111)和所述第二辐射片(112)的同侧边缘，所述主辐射体(11)通过所述第一连接部(131)以及所述寄生辐射体(12)通过所述第二连接部(132)分别包覆所述第五布设面(25)和所述第六布设面(26)。

13.根据权利要求6所述的双频天线，其特征在于，多个所述介质板(28)还包括第二介质板(282)和第三介质板(283)，所述馈电枝节(32)布设于所述第二介质板(282)和所述第三介质板(283)之间，所述接地图案(41)布设于所述第三介质板(283)背离所述第二介质板(282)的一侧；

所述第二介质板(282)开设第三避让孔(2821)，所述第三避让孔(2821)与所述第一避让孔(2811)对应，所述第三连接部(33)穿过所述第一避让孔(2811)和所述第三避让孔(2821)与所述馈电点(31)和所述第一辐射片(111)电性连接。

14.根据权利要求13所述的双频天线，其特征在于，所述馈电枝节(32)还包括远离所述馈电点(31)的一端的连接端(34)，所述连接端(34)延伸至所述第二介质板(282)远离所述寄生辐射体(12)一侧的边缘；

所述接地图案(41)布满所述第三介质板(283)的板面。

15.根据权利要求6所述的双频天线，其特征在于，多个所述介质板(28)还包括第三介质板(283)，所述第三介质板(283)与所述第一介质板(281)间隔设置，所述馈电枝节(32)和所述接地图案(41)分别布设于所述第三介质板(283)朝向所述第一介质板(281)的板面上和背离所述第一介质板(281)的板面上。

16.根据权利要求1所述的双频天线，其特征在于，所述介质部(2)开设间隔设置的多个第一连接孔(291)和间隔设置的多个第二连接孔(292)，多个所述第一连接孔(291)和多个所述第二连接孔(292)并行排列且与所述第一布设面(21)和所述第二布设面(22)连通；

所述第一连接部(131)包括多个第一连接体(133)，所述第二连接部(132)包括多个第二连接体(134)，多个所述第一连接体(133)一一对应地穿过多个所述第一连接孔(291)与所述第一辐射片(111)和所述第二辐射片(112)连接，多个所述第二连接体(134)一一对应地穿过多个所述第二连接孔(292)与所述第三辐射片(121)和所述第四辐射片(122)连接。

17.根据权利要求16所述的双频天线，其特征在于，多个所述第一连接孔(291)与多个所述第二连接孔(292)并行排列并分别位于所述第二辐射片(112)和所述第四辐射片(122)相对侧的边缘；

所述第三辐射片(121)和所述第四辐射片(122)相互靠近的侧边平行，且相互远离的侧边延伸至所述第二布设面(22)的边缘。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的双频天线，其特征在于，所述第一布设面(21)和所述第二布设面(22)为邻边不等长的矩形面；

所述主辐射体(11)的谐振频率被配置为c/(2×l)，其中，c为光速，l为所述第一辐射片(111)和所述第二辐射片(112)沿所述矩形面长边延伸的长度与所述第一连接部(131)沿所述第一布设面(21)和第二布设面(22)排列方向的长度总和。

19.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

根据权利要求1-18中任一项所述的双频天线。

20.根据权利要求19所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

防护壳；以及

射频信号收发电路，与所述双频天线一同设置于所述防护壳内侧；

所述双频天线的接地部(4)和馈电部(3)与所述射频信号收发电路电性连接，且所述双频天线的第一辐射片(111)和第二辐射片(112)朝向所述防护壳的内壁。