本發(fā)明涉及天線，具體地，涉及一種超表面加載的圓極化手機天線及手機，尤其是一種應(yīng)用于手機邊框的超表面加載的圓極化手機天線。

背景技術(shù)：

1、圓極化天線因其卓越的抗多徑干擾能力、廣泛的適應(yīng)性以及對角度變化不敏感的特性，在無線通信領(lǐng)域中尤為重要。它們在面對惡劣天氣條件和電離層穿透方面展現(xiàn)出較小的信號衰減和強大的穿透力，同時不受地球磁場產(chǎn)生的法拉第效應(yīng)影響。此外，圓極化天線的安裝和調(diào)試過程簡單，且能與任意線極化天線兼容，盡管可能會犧牲一部分接收功率。這些綜合優(yōu)勢使得圓極化天線在5g通信、衛(wèi)星和導(dǎo)航系統(tǒng)等現(xiàn)代通信技術(shù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2、手機是最常見的即時連接設(shè)備。目前市場上已有專門的衛(wèi)星通信電話，然而這些手機通常采用外部天線設(shè)計，外觀受到影響。此外大多數(shù)現(xiàn)代智能手機通常是為蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的，不具有衛(wèi)星通信能力，因此同時集成衛(wèi)星通信和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的智能電話是值得探索的。此外，目前的智能手機追求全面屏和更小的占空比，將天線集成到邊框中，可以簡化制造過程，減少組裝步驟和成本。這種一體化設(shè)計有助于提高生產(chǎn)效率。

3、手機直連衛(wèi)星主要涉及手機、車載、船載、機載等通信終端的直連衛(wèi)星通信能力，面向無地面移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的消費級用戶和行業(yè)用戶，提供語音、短信、寬帶上網(wǎng)等通信服務(wù)。

4、目前一些圓極化手機天線已經(jīng)被提出，用以支持手機的5g通信、衛(wèi)星通信等，然而這些天線大多為單一頻段，或是單端口饋電雙圓極化，無法實現(xiàn)單個頻段的調(diào)控。

5、本發(fā)明提供了一種能夠單獨對不同頻段進行調(diào)控的圓極化手機天線，單獨工作的天線可分別用于3.5ghz的5g通信頻段和5.5ghz的wi-fi頻段，同時兩個頻段分別處于s波段和c波段，可應(yīng)用于手機直連衛(wèi)星技術(shù)路線中的定制手機直連路線。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種超表面加載的圓極化手機天線及手機。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種超表面加載的圓極化手機天線，包括：介質(zhì)基板、第一天線以及第二天線；

3、所述第一天線包括u形枝節(jié)、微帶線以及第一金屬地；所述u形枝節(jié)和所述微帶線相連，所述微帶線通過第一饋電點與所述第一金屬地相連；

4、所述第二天線包括倒f天線、第二金屬地以及蛇形縫隙；所述倒f天線通過第二饋電點與所述第二金屬地相連，所述蛇形縫隙在所述第二金屬地上開縫形成。

5、優(yōu)選的，所述第一天線和所述第二天線的極化方式均為圓極化；

6、所述第一天線工作時，所述u形枝節(jié)和所述微帶線構(gòu)成單極子天線的輻射結(jié)構(gòu)，提供縱向電流，所述第一金屬地上產(chǎn)生與該縱向電流垂直的橫向電流，產(chǎn)生圓極化；

7、所述第二天線工作時，所述倒f天線和所述蛇形縫隙分別充當電偶極子和磁偶極子，獲得兩個正交且幅度相等的電場分量，實現(xiàn)90°相位差，產(chǎn)生圓極化。

8、優(yōu)選的，所述第一天線還包括第一人工磁導(dǎo)體陣列，所述第一人工磁導(dǎo)體陣列對應(yīng)所述u形枝節(jié)設(shè)置；

9、所述第二天線還包括第二人工磁導(dǎo)體陣列，所述第二人工磁導(dǎo)體陣列對應(yīng)所述倒f天線設(shè)置。

10、優(yōu)選的，所述u形枝節(jié)和所述微帶線位于所述介質(zhì)板的一側(cè)；

11、所述第一金屬地和所述第一人工磁導(dǎo)體陣列位于所述介質(zhì)板的另一側(cè)；

12、所述第一金屬地和所述第一人工磁導(dǎo)體陣列與所述u形枝節(jié)和所述微帶線相對設(shè)置；

13、所述第一饋電點位于所述介質(zhì)基板的側(cè)板上。

14、優(yōu)選的，所述第二人工磁導(dǎo)體陣列設(shè)置在所述介質(zhì)板的一側(cè)；

15、所述倒f天線、所述第二饋電點以及所述第二金屬地設(shè)置在所述介質(zhì)板的另一側(cè)；

16、所述第二人工磁導(dǎo)體陣列與所述倒f天線和所述第二金屬地相對設(shè)置。

17、優(yōu)選的，所述u形枝節(jié)、所述微帶線以及所述第二人工磁導(dǎo)體陣列位于所述介質(zhì)板的同一側(cè)；

18、所述第一金屬地、所述第一人工磁導(dǎo)體陣列、所述倒f天線、所述第二饋電點以及所述第二金屬地位于所述介質(zhì)板的同一側(cè)。

19、優(yōu)選的，所述第一天線和所述第二天線工作各自獨立，能夠進行雙工通信。

20、優(yōu)選的，單獨工作的所述第一天線和所述第二天線能夠分別用于3.5ghz的5g通信頻段和5.5ghz的wi-fi頻段，兩個頻段分別處于s波段和c波段。

21、優(yōu)選的，所述微帶線為矩形，尺寸為3.2mm*6mm；

22、和/或，所述u形枝節(jié)的寬度為2mm，橫向尺寸為10mm，縱向尺寸為7mm；

23、和/或，所述第一金屬地為矩形，尺寸為6mm*20mm；

24、和/或，所述第一人工磁導(dǎo)體陣列的排布數(shù)目為3*20，單元尺寸為0.6mm*0.6mm，單元間的橫向距離為1mm，單元間的縱向距離為3mm；

25、和/或，所述第一饋電點為矩形，尺寸為3.2mm*1.5mm；

26、和/或，所述倒f天線的中間饋電枝節(jié)的尺寸為1.2mm*4.5mm；所述倒f天線的l形饋電枝節(jié)的寬為1mm，橫向長度為15.5mm，縱向長度為6.5mm；

27、和/或，所述第二金屬地為矩形，尺寸為6mm*40mm；

28、和/或，所述蛇形縫隙包括相連的l形縫隙和多個矩形縫隙，多個矩形縫隙間隔設(shè)置；l形縫隙的寬度為1mm，縱向長度為3.5mm，橫向長度為16.5mm；矩形縫隙的尺寸為0.8mm*1.5mm，矩形縫隙間的距離為0.7mm；

29、和/或，所述第二人工磁導(dǎo)體陣列排布數(shù)目為3*4，單元尺寸為1*3mm，單元間的橫向距離為5mm，單元間的縱向距離為2mm；

30、和/或，所述第二饋電點為矩形，尺寸為1mm*1.2mm；

31、和/或，所述介質(zhì)基板的材料為teflon，介電常數(shù)為2.1，損耗角為0.001；

32、和/或，所述介質(zhì)基板為矩形體，尺寸為70mm*13mm*1.5mm。

33、本發(fā)明還提供一種手機，包括上述的超表面加載的圓極化手機天線。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

35、1、本發(fā)明通過在手機邊框上設(shè)置圓極化的單極子天線和倒f天線，實現(xiàn)了小型圓極化天線的集成，兩個天線工作各自獨立，能夠進行雙工通信，同時又設(shè)置了第一人工磁導(dǎo)體陣列和第二人工磁導(dǎo)體陣列，分別起到了提升輻射方向增益和方向圖矯正的作用。

36、2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、組合緊湊且擁有較高的隔離度，能夠應(yīng)用在5g/6g移動通信和衛(wèi)星通信中。

37、3、本發(fā)明提供了一種能夠單獨對不同頻段進行調(diào)控的圓極化手機天線，單獨工作的天線可分別用于3.5ghz的5g通信頻段和5.5ghz的wi-fi頻段。

38、4、本發(fā)明天線兩個頻段分別處于s波段和c波段，可應(yīng)用于手機直連衛(wèi)星技術(shù)路線中的定制手機直連路線。

39、5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、組合緊湊，易于制作且性能優(yōu)良。

技術(shù)特征：

1.一種超表面加載的圓極化手機天線，其特征在于，包括：介質(zhì)基板(11)、第一天線以及第二天線；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超表面加載的圓極化手機天線，其特征在于，所述第一天線和所述第二天線的極化方式均為圓極化；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超表面加載的圓極化手機天線，其特征在于，所述第一天線還包括第一人工磁導(dǎo)體陣列(4)，所述第一人工磁導(dǎo)體陣列(4)對應(yīng)所述u形枝節(jié)(1)設(shè)置；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超表面加載的圓極化手機天線，其特征在于，所述u形枝節(jié)(1)和所述微帶線(2)位于所述介質(zhì)板(11)的一側(cè)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超表面加載的圓極化手機天線，其特征在于，所述第二人工磁導(dǎo)體陣列(9)設(shè)置在所述介質(zhì)板(11)的一側(cè)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超表面加載的圓極化手機天線，其特征在于，所述u形枝節(jié)(1)、所述微帶線(2)以及所述第二人工磁導(dǎo)體陣列(9)位于所述介質(zhì)板(11)的同一側(cè)；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超表面加載的圓極化手機天線，其特征在于，所述第一天線和所述第二天線工作各自獨立，能夠進行雙工通信。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超表面加載的圓極化手機天線，其特征在于，單獨工作的所述第一天線和所述第二天線能夠分別用于3.5ghz的5g通信頻段和5.5ghz的wi-fi頻段，兩個頻段分別處于s波段和c波段。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超表面加載的圓極化手機天線，其特征在于，所述微帶線(2)為矩形，尺寸為3.2mm*6mm；

10.一種手機，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任一項所述的超表面加載的圓極化手機天線。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種超表面加載的圓極化手機天線及手機，包括：介質(zhì)基板、第一天線以及第二天線；所述第一天線包括U形枝節(jié)、微帶線以及第一金屬地；所述U形枝節(jié)和所述微帶線相連，所述微帶線通過第一饋電點與所述第一金屬地相連；所述第二天線包括倒F天線、第二金屬地以及蛇形縫隙；所述倒F天線通過第二饋電點與所述第二金屬地相連，所述蛇形縫隙在所述第二金屬地上開縫形成。本發(fā)明通過在手機邊框上設(shè)置圓極化的單極子天線和倒F天線，實現(xiàn)了小型圓極化天線的集成，兩個天線工作各自獨立，能夠進行雙工通信。

技術(shù)研發(fā)人員：徐光輝,孟焱烽,黃志祥,趙魯豫,吳先良,楊利霞,李迎松
受保護的技術(shù)使用者：安徽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10