Антенна и терминал Российский патент 2021 года по МПК H01Q1/36 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данное изобретение сформировано на основе заявки на патент Китая № 201910354240.4, поданной 29 апреля 2019 г., по которой испрашивается приоритет и содержание которой целиком включено в состав настоящего изобретения посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к области техники антенн, а более конкретно - к антенне и терминалу.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В условиях быстрого развития технологий средств связи и разработки терминалов существует насущная необходимость в услугах передачи данных с большой скоростью, с низким временем задержки и с высокой пропускной способностью.

[0004] В этих технологиях специалисты определяют форму и размер антенны терминала путем тщательного анализа всех факторов, например формы терминала, размещения отдельных компонентов в терминале, положение удержания его пользователем и т.д. Для получения наилучших характеристик антенну требуется разместить в терминале в надлежащем положении. Технические специалисты могут предоставить две антенны для терминала, сконфигурированного для реализации полос частот четвертого (4G) и пятого (5G) поколений соответственно.

[0005] Однако для двух антенн предыдущих технологий требуется сравнительно много места в терминале, что влияет на размещение других электронных компонентов в терминале.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] В вариантах осуществления настоящего изобретения предлагается антенна и терминал. Ниже описываются соответствующие технические решения.

[0007] В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается антенна, применяемая для терминала, содержащая: область заземления, первый излучатель, второй излучатель и точку питания, соединенную с первым и со вторым излучателями;

[0008] при этом область заземления соединена с первым излучателем и со вторым излучателем, соответственно, и на ней есть точка заземления;

[0009] между первым и вторым излучателями сформирована щелевая связь; и

[0010] первый излучатель имеет диапазон рабочих частот в диапазоне частот 5G, а второй излучатель - диапазон рабочих частот в диапазоне частот 4G.

[0011] Опционально, диапазон рабочих частот первого излучателя находится в диапазоне частот 3,3 ГГц … 4,2 ГГц в диапазоне частот 5G.

[0012] Опционально, имеется множество точек заземления.

[0013] Опционально, антенна является инвертированной F-антенной.

[0014] Опционально, антенна является антенной со структурой, сформированной прямым лазерным структурированием (LDS, Laser Direct Structuring), или антенной на гибкой печатной плате (FPC, Flexible Printed Circuit).

[0015] В соответствии со вторым аспектом изобретения предлагается терминал, содержащий: антенну, содержащую область заземления, первый излучатель, второй излучатель и точку питания, соединенную с первым и со вторым излучателями;

[0016] при этом область заземления соединена с первым излучателем и со вторым излучателем соответственно, и на ней есть точка заземления;

[0017] между первым и вторым излучателями сформирована щелевая связь; и

[0018] первый излучатель имеет диапазон рабочих частот в диапазоне частот 5G, а второй излучатель - диапазон рабочих частот в диапазоне частот 4G.

[0019] Опционально, терминал также содержит: радиочастотный компонент, печатную плату (РСВ) антенны и диэлектрическую подложку антенны;

[0020] при этом радиочастотный компонент и печатная плата антенны соединены друг с другом радиочастотной коаксиальной линией;

[0021 ] антенна находится на диэлектрической подложке антенны;

[0022] точка питания антенны соединена с областью питания на печатной плате антенны, а точка заземления антенны - с областью заземления на печатной плате антенны.

[0023] Опционально, диэлектрическая подложка антенны размещается над печатной платой антенны с зазором.

[0024] Опционально, точка питания антенны соединяется с областью питания на печатной плате антенны с помощью пружинного контакта; и/или точка заземления антенны соединяется с помощью пружинного контакта с областью заземления на печатной плате антенны.

[0025] Опционально, диэлектрическая подложка антенны представляет собой диэлектрическую подложку корпуса динамика, неметаллическую диэлектрическую подложку или неметаллическую заднюю панель.

[0026] За счет реализации технических решений, соответствующих вариантам осуществления настоящего изобретения, можно добиться следующих положительных результатов.

[0027] Первый и второй излучатели интегрированы в одну антенну - таким образом, одна антенна поддерживает одновременно и диапазон частот 5G, и диапазон частот 4G. За счет этого уменьшается внутреннее пространство терминала, занимаемое антенной, и уменьшается воздействие на размещение других электронных компонентов в терминале.

[0028] Необходимо принимать во внимание, что как предшествующее общее

описание, так и последующее подробное описание представлено только для примера и разъяснения сути изобретения и не ограничивает объем его раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0029] Прилагаемые чертежи, которые включены в состав этого описания и составляют одну из его частей, иллюстрируют варианты осуществления, совместимые с настоящим изобретением, и совместно с описанием помогают разобраться в принципах настоящего изобретения.

[0030] На фиг. 1 показана схема, представляющая антенну в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0031] На фиг. 2 показана схема, представляющая терминал в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0032] На фиг. 3 показана схема типового соединения между радиочастотным компонентом и антенной.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0033] Ниже более подробно описываются примеры осуществления настоящего изобретения, иллюстрируемые с помощью прилагаемых чертежей. Последующее описание приводится со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые номера обозначают одинаковые или схожие элементы, если явно не указано иное. Изложенные в последующем описании примеры вариантов осуществления не охватывают всех вариантов реализации, не противоречащих настоящему изобретению. В этом описании приводятся только примеры реализации устройств и способов, соответствующих аспектам, относящихся к настоящему изобретению, сущность которого излагается в прилагаемой формуле изобретения.

[0034] В настоящем изобретении предлагается антенна, применяемая для терминала, который одновременно может поддерживать диапазоны частот 5G и 4G. Например, антенна поддерживает диапазоны частот N77 и N78 в диапазоне частот 5G и диапазон частот В3 или В41 в диапазоне частот 4G что облегчает проектирование антенны типа "много входов-много выходов" (МГМО; Multi Input Multi Output) терминала.

[0035] В вариантах осуществления настоящего изобретения 4G - это сокращение от "технологии мобильной связи четвертого поколения", и система связи 4G также может называться "системой долгосрочного развития" (LTE, Long Term Evolution). 5G - это сокращение от "технологии мобильной связи пятого поколения", и система связи 5G также может называться "системой новых технологий радиодоступа" (NR, New Radio) или "системой 5G NR".

[0036] В вариантах осуществления настоящего изобретения терминалом могут быть различные переносные устройства (например, мобильные телефоны, планшетные компьютеры); устройства, установленные на средствах передвижения; носимые устройства; вычислительные устройства; интеллектуальные домашние устройства, поддерживающие функцию беспроводной связи или другие устройства, соединенные с беспроводным модемом и различными типами пользовательского оборудования (UE, User Equipment), мобильных станций (MS, Mobile Station) и оконечных устройств и т.д. Для удобства описания в вариантах осуществления настоящего изобретения все упомянутые выше устройства называются "терминалами".

[0037] На фиг. 1 показана схема, представляющая антенну в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1, антенна 10 может содержать область 11 заземления, первый излучатель 12, второй излучатель 13 и точку 14 питания, соединенную и с первым излучателем 12, и со вторым излучателем 13.

[0038] Точка 14 питания также может называться "точкой подачи питания" и может быть сконфигурирована для подачи радиочастотного сигнала на первый излучатель 12 и на второй излучатель 13.

[0039] Область 11 заземления соединена с первым излучателем 12 и со вторым излучателем 13, соответственно, и на ней имеется точка 15 заземления. Точка 15 заземления может быть сконфигурирована для заземления первого излучателя 12 и второго излучателя 13. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предоставляется только одна точка 15 заземления. А в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предоставляется множество точек 15 заземления - например, две, три или даже больше. Предоставление множества точек 15 заземления на антенне 10 соответствует требованиям к диапазонам частот разных операторов.

[0040] Между первым излучателем 12 и вторым излучателем 13 есть щель, с помощью которой формируется щелевая связь между первым излучателем 12 и вторым излучателем 13. Форма и размер этой щели могут оказать воздействие на диапазоны рабочих частот первого излучателя 12 и второго излучателя 13, поэтому технические специалисты могут разработать форму и размер необходимой щели в соответствии с фактическими проектными требованиями к диапазонам рабочих частот первого излучателя 12 и второго излучателя 13.

[0041] Первый излучатель 12 имеет диапазон рабочих частот 5G, а второй излучатель 13 - диапазон рабочих частот 4G. В одном из примеров диапазоном рабочих частот первого излучателя 12 являются диапазоны частот N77 и N78 в диапазоне частот 5G. А именно, диапазон рабочих частот первого излучателя 12 - это диапазон частот 3,3 ГГц … 4,2 ГТц, который поддерживает полосу частот 900 МГц. В одном примере диапазон рабочих частот второго излучателя 13 - это диапазон частот В3, диапазон частот В41 или другие диапазоны частот в диапазоне частот 4G. Конечно, описание диапазонов частот 5G и 4G приведено выше только для примера, и технические специалисты могут выбрать и определить диапазоны рабочих частот первого излучателя 12 и второго излучателя 13 в соответствии с фактическими требованиями к изделиям.

[0042] В альтернативном варианте антенна 10 является инвертированной F-антенной (IFA, Inverted-F Antenna).

[0043] В альтернативном варианте антенна 10 является антенной LDS или антенной FPC. Антенна LDS сформирована с помощью технологии LDS, которая может напрямую связать антенну с неметаллической подложкой терминала с помощью лазера. Антенна LDS имеет такие характеристики как стабильные рабочие параметры, короткие производственные процессы, высокая помехозащищенность и высокий коэффициент использования пространства в терминале. Антенна FPC формируется с использованием технологии FPC и подключается через фидерную линию. В обычных случаях антенна FPC может быть приклеена к неметаллической подложке терминала и имеет следующие характеристики: хорошие рабочие параметры, гибкая установка, низкая стоимость и высокий коэффициент усиления.

[0044] Прежде всего, в технических решениях, представленных в вариантах осуществления настоящего изобретения, первый и второй излучатели интегрированы в одну антенну, чтобы одна антенна поддерживала одновременно и диапазон частот 5G, и диапазон частот 4G. За счет этого внутреннее пространство терминала, занимаемое антенной, уменьшается и исключается влияние на размещение других электронных компонентов в терминале.

[0045] Кроме того, антенна, представленная в варианте осуществления настоящего изобретения, занимает небольшую площадь около 20*17 мм².

[0046] Кроме того, зарезервированная область заземления может быть изменена необходимым образом в соответствии с требованиями к спектрам различных операторов для максимального улучшения рабочих параметров антенны.

[0047] На фиг. 2 показана схема, представляющая терминал в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2, терминал 20 содержит антенну 10, представленную в описанном выше варианте осуществления настоящего изобретения на фиг. 1. Терминал 20 также может содержать радиочастотный компонент 21, печатную плату антенны (не показана) и диэлектрическую подложку 22 антенны.

[0048] Радиочастотный компонент 21 также может называться "радиочастотным чипом", сконфигурированным для передачи и/или приема сигнала. Радиочастотный компонент 21 может быть независимым компонентом или может быть интегрирован в основную печатную плату терминала 20, это никак не ограничивается вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0049] Как показано на фиг. 3, радиочастотный компонент 21 подключается к печатной плате антенны по радиочастотной коаксиальной линии. Радиочастотная коаксиальная линия предназначена для передачи радиочастотного сигнала. Радиочастотная коаксиальная линия также может называться "радиочастотным коаксиальным кабелем" и предназначена для передачи широкополосных и высокоскоростных сигналов.

[0050] Антенна 10 находится на диэлектрической подложке 22 антенны. Диэлектрическая подложка 22 антенны предназначена для размещения антенны 10. Антенна 10 может быть приклеена к диэлектрической подложке 22 антенны, либо сформирована на ней с использованием технологии LDS. Опционально, диэлектрическая подложка 22 антенны представляет собой диэлектрическую подложку корпуса динамика, неметаллическую диэлектрическую подложку или неметаллическую заднюю панель. Корпус динамика представляет собой корпус, в котором размещается динамик, изготовленный из неметаллического материала. Антенна 10 может быть размещена на корпусе динамика. Неметаллическая диэлектрическая подложка может состоять из любого неметаллического материала, находящегося внутри терминала 20; может использоваться пластиковая диэлектрическая подложка, стеклянная диэлектрическая подложка или керамическая диэлектрическая подложка. Неметаллическая задняя панель - это задняя панель терминала 20, изготовленная из неметаллического материала; может использоваться пластиковая задняя панель, стеклянная задняя панель или керамическая задняя панель.

[0051] Точка питания антенны 10 соединена с областью питания на печатной плате антенны, а точка заземления антенны 10 - с областью заземления на печатной плате антенны. Как показано на фиг. 3, точка питания антенны 10 соединена с областью питания на печатной плате антенны с помощью пружинного контакта; а точка заземления антенны 10 с помощью пружинного контакта соединена с областью заземления на печатной плате антенны.

[0052] Опционально, диэлектрическая подложка 22 антенны размещается над печатной платой антенны с определенным зазором. Опционально, зазор между диэлектрической подложкой 22 антенны и печатной платой антенны составляет по меньшей мере 0,5 мм для обеспечения надлежащей работы антенны 10. Помимо этого, печатная плата антенны может занимать область, практически идентичную области диэлектрической подложки 22 антенны.

[0053] Кроме того, для обеспечения максимально возможного усиления антенны 10, задняя панель терминала 20 изготавливается из неметаллического материала, а средняя рамка терминала 20 может быть изготовлена из металлического или из неметаллического материала.

[0054] Необходимо отметить, что в варианте осуществления настоящего изобретения положение антенны 10 внутри терминала 20 не является фиксированным.

Например, на фиг. 2, антенна 10 находится в нижней части терминала 20. В других типовых вариантах осуществления настоящего изобретения антенна 10 может находиться в верхней части терминала 20 или в других местах. Технические специалисты могут выбрать требуемое положение антенны 10 на основе общих требований к конструкции терминала 20.

[0055] Прежде всего, в технических решениях, представленных в вариантах осуществления настоящего изобретения, первый и второй излучатели интегрированы в одну антенну, чтобы одна антенна поддерживала одновременно и диапазон частот 5G, и диапазон частот 4G. За счет этого уменьшается внутреннее пространство терминала, занимаемое антенной, и уменьшается воздействие на размещение других электронных компонентов в терминале.

[0056] Необходимо принимать во внимание, что термин "множество" в данном описании относится к двум или более объектам. Термин "и/или" описывает взаимосвязи соответствующих объектов и указывает на то, что может существовать три типа взаимосвязей. Например, "А и/или В" может указывать на три следующих случая - а именно: существует только А, существует только В и одновременно существуют А и В. Символ "/" обычно указывает на то, что существует взаимосвязь типа "или" между связанными объектами перед и после этого символа.

[0057] Специалистам в данной области техники должны быть очевидны другие варианты осуществления настоящего изобретения, основанные на соображениях, изложенных в данном описании, и на практическом применении описываемого изобретения. Эта заявка предназначена для охвата любых изменений, способов использования или адаптаций настоящего изобретения, соответствующих его основным принципам, включая такие отступления от раскрытия настоящего изобретения, которые относятся к известной или обычной практике в этой области техники. Данное описание и иллюстрации необходимо рассматривать только в качестве примеров с учетом того, что сущность и объем настоящего изобретения изложены в приведенной ниже формуле изобретения.

[0058] Необходимо принимать во внимание, что настоящее изобретение не ограничено в точности теми формулировками, которые приведены выше и проиллюстрированы на чертежах, и различные модификации и изменения могут выполняться в объеме настоящего изобретения. Подразумевается, что объем настоящего изобретения ограничен только формулой изобретения.

Антенна, применимая для терминала, содержит: область заземления, первый излучатель, второй излучатель и точку питания, соединенную с первым и со вторым излучателями; при этом область заземления соединена с первым излучателем и со вторым излучателем, соответственно, и на ней имеется точка заземления; между первым и вторым излучателями сформирована щелевая связь; причем первый излучатель имеет диапазон рабочих частот в диапазоне частот 5G, а второй излучатель имеет диапазон рабочих частот в диапазоне частот 4G. В настоящем изобретении первый и второй излучатели интегрированы в одну антенну, чтобы одна антенна поддерживала одновременно и диапазон частот 5G и диапазон частот 4G. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Антенна, применимая для терминала и содержащая: область заземления, первый излучатель, второй излучатель и точку питания, соединенную с первым и со вторым излучателями; при этом область заземления соединена с первым излучателем и со вторым излучателем, соответственно, и на ней имеется точка заземления; между первым и вторым излучателями имеется щель и сформирована щелевая связь, при этом форма и размер щели оказывают воздействие на диапазоны рабочих частот первого излучателя и второго излучателя так, что первый излучатель имеет диапазон рабочих частот в диапазоне частот 5G, а второй излучатель имеет диапазон рабочих частот в диапазоне частот 4G.

2. Антенна по п. 1, в которой диапазон рабочих частот первого излучателя находится в диапазоне частот 3,3 ГГц ... 4,2 ГГц в диапазоне частот 5G.

3. Антенна по п. 1, в которой имеется множество точек заземления.

4. Антенна по п. 1, которая является инвертированной F-антенной.

5. Антенна по п. 1, которая является антенной со структурой, сформированной прямым лазерным структурированием (LDS), или антенной на гибкой печатной плате (FPC).

6. Терминал, содержащий: антенну, которая содержит область заземления, первый излучатель, второй излучатель и точку питания, соединенную с первым и со вторым излучателями;

при этом область заземления соединена с первым излучателем и со вторым излучателем, соответственно, и на ней имеется точка заземления;

между первым и вторым излучателями имеется щель и сформирована щелевая связь, при этом форма и размер щели оказывают воздействие на диапазоны рабочих частот первого излучателя и второго излучателя так, что первый излучатель имеет диапазон рабочих частот в диапазоне частот 5G, а второй излучатель имеет диапазон рабочих частот в диапазоне частот 4G.

7. Терминал по п. 6, также содержащий: радиочастотный компонент, печатную плату (PCB) антенны и диэлектрическую подложку антенны; при этом радиочастотный компонент и печатная плата антенны соединены друг с другом радиочастотной коаксиальной линией; антенна находится на диэлектрической подложке антенны; и точка питания антенны соединена с областью питания на печатной плате антенны, а точка заземления антенны соединена с областью заземления на печатной плате антенны.

8. Терминал по п. 7, в котором диэлектрическая подложка антенны размещена над печатной платой антенны с зазором.

9. Терминал по п. 7, в котором точка питания антенны соединена с областью питания на печатной плате антенны с помощью пружинного контакта; и/или точка заземления антенны соединена с областью заземления на печатной плате антенны с помощью пружинного контакта.

10. Терминал по п. 7, в котором диэлектрическая подложка антенны представляет собой одно из диэлектрической подложки корпуса динамика, неметаллической диэлектрической подложки или неметаллической задней панели.