一种天线及终端设备的制作方法

1.本技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种天线及终端设备。


背景技术：

2.随着第五代移动通信技术(5th generation wireless systems，5g)、车联网技术(vehicle to everything，v2x)等快速在车辆上应用，需要在车辆上设置的天线数量越来越多，包括4g/5g天线，全球导航卫星系统(gobal navigation satellite system，gnss)天线，v2x天线，蓝牙低能耗(bluetooth lowenergy，ble)天线，无线保真(wireless fidelity，wifi)天线，遥控无匙入口(remote keyless entry，rke)天线等，在原有的天线数量基础上仍需要增加多个天线以满足通信的需要。但在原有的天线所在空间中增加其他频段的天线会导致天线之间的隔离度变差，或者，也可以将新增的天线设置在车辆的其他空间内，但这样会导致射频线缆的增加，会导致成本激增。因此，如何在原有的天线所在空间中增加其他频段的天线，成为业界痛点。


技术实现要素：

3.本技术提供一种天线及终端设备，天线中工作在相同频段的天线单元在原有的空间内距离远小于工作波长的二分之一，节省更多的空间可以用于布局工作在其他频段的天线单元，使原有的空间内可以布局更多数量的天线，满足通信的需要。
4.第一方面，提供了一种天线，包括：第一辐射体，第二辐射体，第三辐射体和印刷电路板pcb；其中，所述第一辐射体，所述第二辐射体和所述第三辐射体位于所述pcb上；所述第一辐射体和所述第二辐射体的工作频段包括第一频段；所述第三辐射体产生的谐振频段包括所述第一频段；所述第一辐射体上的电流和所述第二辐射体上的电流正交；所述第一辐射体，所述第二辐射体和所述第三辐射体之间的距离小于第一波长的二分之一，所述第一波长为所述第一频段对应的波长。
5.根据本技术实施例的技术方案，第一天线单元包括第一辐射体，第二天线单元包括第二辐射体，第三天线单元包括第三辐射体。通过改变工作频段均包括第一频段的第一天线单元和第二天线单元的布局方式，使其辐射体上的电流正交。而由于两个天线单元的辐射体上的电流正交，可以有效减少两个天线单元之间的耦合，因此，可以在保持良好隔离度的情况下，缩减第一天线单元和第二天线单元之间的距离，使原有的天线的布局空间中可以设置更多数量的天线单元。同时，可以在第一天线单元和第二天线单元附近设置工作频段包括第一频段的第三天线单元，第三天线单元的第三辐射体可以耦合第一辐射体和第二辐射体的能量，进一步提升第一天线单元和第二天线单元之间的隔离度。
6.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一辐射体与所述pcb垂直；所述第二辐射体与所述pcb平行。
7.根据本技术实施例的技术方案，通过改变工作频段均包括第一频段的第一天线单元和第二天线单元的布局方式，使其辐射体上的电流正交。
8.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第三辐射体的部分辐射体平行于所述第一辐射体的一部分或所述第二辐射体的一部分。
9.根据本技术实施例的技术方案，第三辐射体可以更多的耦合到与其平行的辐射体的能量，减少第一辐射体与第二辐射体之间的耦合，提升第一天线单元和第二天线单元之间的隔离度。
10.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一辐射体和所述第二辐射体之间的距离小于所述第一波长的八分之一。
11.根据本技术实施例的技术方案，可以根据实际的设置或生产需要，调整第一辐射体和第二辐射体之间的距离，以适应不同的天线内部布局。
12.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一辐射体和所述第二辐射体分别位于所述第三辐射体的两侧。
13.根据本技术实施例的技术方案，第一辐射体和第二辐射体分别位于第三辐射体的两侧可以包括第三辐射体与第一辐射体或第二辐射体位于同一直线上。
14.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述天线还包括馈电单元，馈电件和接地件；所述馈电件设置在所述第二辐射体的第一端，与所述第二辐射体之间形成第一缝隙；所述接地件设置在所述第二辐射体的第二端，与所述第二辐射体之间形成第二缝隙；所述馈电件与所述馈电单元电连接；所述接地件与所述pcb电连接。
15.根据本技术实施例的技术方案，采用上述的馈电方式，可以保证第二馈电单元馈电时，第二辐射体上的电流同向，不会产生电流反向点，可以保证第二辐射体上的电流与第一辐射体上的电流正交。
16.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述天线还包括第一电容和第二电容；所述第一电容设置在所述第一缝隙内，所述第一电容的一端与所述第二辐射体电连接，另一端与所述馈电件电连接；所述第二电容设置在所述第二缝隙内，所述第二电容的一端与所述第二辐射体电连接，另一端与所述接地件电连接。
17.根据本技术实施例的技术方案，可以根据实际的工作频段进行调整第一电容和第二电容的容值，例如，第一电容和第二电容的容值可以介于0.1pf至10pf之间。
18.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述天线还包括介质层；其中，所述第二辐射体设置于所述介质层的上表面；所述馈电件和所述接地点设置于所述介质层的不同的侧面。
19.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述天线还包括寄生枝节，所述寄生枝节设置于所述介质层的侧面。
20.根据本技术实施例的技术方案，寄生枝节可以在第二馈电单元馈电时，产生新的谐振，可以拓展第二天线单元的带宽。同时，在寄生枝节产生的谐振对应的频段中，第一天线单元和第二天线单元之间仍可以保持良好的隔离度。
21.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，述第二辐射体包括第一弯折区域，所述第一弯折区域内的第二辐射体弯折设置。
22.根据本技术实施例的技术方案，在第一弯折区域内的辐射体弯折设置，可以增加第二辐射体的电长度，缩减第二辐射体所占用的面积。
23.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一辐射体为单极子天线的
辐射体。
24.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第三辐射体包括第二弯折区域，所述第二弯折区域内的第三辐射体弯折设置。
25.根据本技术实施例的技术方案，在第二弯折区域内的辐射体弯折设置，可以增加第三辐射体的电长度，缩减第三辐射体所占用的面积。
26.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第三辐射体的工作频段包括5905mhz-5925mhz。
27.根据本技术实施例的技术方案，第三天线单元可以作为车联网技术天线使用。
28.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一频段为824mhz-960mhz。
29.根据本技术实施例的技术方案，第一频段可以为824mhz-960mhz，对应于通信频段中的低频频段。或者，第一频段也可以为1710mhz-2690mhz，对应于通信频段中的中频频段。或者，第一频段也可以为3300mhz-5000mhz，对应于通信频段中的高频频段。
30.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述天线为车载天线。
31.根据本技术实施例的技术方案，以天线为车辆中的鲨鱼鳍天线进行说明，可以应用于其他的终端设备中。
32.第二方面，提供了一种终端设备，所述终端设备包括上述第一方面中任一项所述的天线。
33.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述天线设置在车顶鲨鱼鳍。
附图说明
34.图1是本技术实施例适用的一种车辆的功能框图。
35.图2是本技术实施例提供的现有技术中的天线结构图。
36.图3是本技术实施例提供的v2x的场景示意图。
37.图4是本技术实施例提供的天线200的立体结构图。
38.图5是本技术实施例提供的天线200的俯视图。
39.图6是本技术实施例提供的第一天线单元的结构示意图。
40.图7是本技术实施例提供的第二天线单元的结构示意图。
41.图8是本技术实施例提供的第三天线单元的结构示意图。
42.图9是第一天线单元工作在第一频段时对应的电流分布示意图。
43.图10是第二天线单元工作在第一频段时对应的电流分布示意图。
44.图11是第二天线单元的寄生枝节工作时对应的电流分布示意图。
45.图12是第一天线单元和第二天线单元的s参数仿真结果图。
46.图13是第一天线单元和第二天线单元的系统效率(total efficiency)的仿真结果图。
47.图14是第三天线单元的s参数仿真结果图。
48.图15是第三天线单元的辐射效率(radiation efficiency)的仿真结果图。
49.图16是本技术实施例提供的一种天线布局示意图。
具体实施方式
50.下面将结合附图，对本技术中的技术方案进行描述。
51.图1是本发明实施例提供的车辆100的功能框图。在一个实施例中，将车辆100配置为完全或部分地自动驾驶模式。例如，车辆100可以在处于自动驾驶模式中的同时控制自身，并且可通过人为操作来确定车辆及其周边环境的当前状态，确定周边环境中的至少一个其他车辆的可能行为，并确定该其他车辆执行可能行为的可能性相对应的置信水平，基于所确定的信息来控制车辆100。在车辆100处于自动驾驶模式中时，可以将车辆100置为在没有和人交互的情况下操作。
52.车辆100可包括各种子系统，例如行进系统102、传感器系统104、控制系统106、一个或多个接口设备108以及电源110、计算机系统112和用户接口116。在一个实施例中，车辆100可包括更多或更少的子系统，并且每个子系统可包括多个元件。另外，车辆100的每个子系统和元件可以通过有线或者无线互连。
53.行进系统102可包括为车辆100提供动力运动的组件。在一个实施例中，推进系统102可包括引擎118、能量源119、传动装置120和车轮/轮胎121。引擎118可以是内燃引擎、电动机、空气压缩引擎或其他类型的引擎组合，例如气油发动机和电动机组成的混动引擎，内燃引擎和空气压缩引擎组成的混动引擎。引擎118将能量源119转换成机械能量。
54.传感器系统104可包括感测关于车辆100周边的环境的信息的若干个传感器。例如，传感器系统104可包括定位系统122(定位系统可以是gps系统，也可以是北斗系统或者其他定位系统)、惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)124、雷达126、激光测距仪128以及相机130。传感器系统104还可包括被监视车辆100的内部系统的传感器(例如，车内空气质量监测器、燃油量表、机油温度表等)。来自这些传感器中的一个或多个的传感器数据可用于检测对象及其相应特性(位置、形状、方向、速度等)。这种检测和识别是自主车辆100的安全操作的关键功能。
55.控制系统106为控制车辆100及其组件的操作。控制系统106可包括各种元件，其中包括转向系统132、油门134、制动单元136、传感器融合算法138、计算机视觉系统140、路线控制系统142以及障碍物避免系统144。
56.车辆100通过接口设备108与外部传感器、其他车辆、其他计算机系统或用户之间进行交互。接口设备108可包括无线通信系统146、车载电脑148、麦克风150和/或扬声器152。
57.在一些实施例中，接口设备108提供车辆100的用户与用户接口116交互的手段。例如，车载电脑148可向车辆100的用户提供信息。用户接口116还可操作车载电脑148来接收用户的输入。车载电脑148可以通过触摸屏进行操作。在其他情况中，接口设备108可提供用于车辆100与位于车内的其它设备通信的手段。例如，麦克风150可从车辆100的用户接收音频(例如，语音命令或其他音频输入)。类似地，扬声器152可向车辆100的用户输出音频。
58.无线通信系统146可以直接地或者经由通信网络来与一个或多个设备无线通信。例如，无线通信系统146通过车载天线实现无线通信，例如可使用3g蜂窝通信，或者，全球移动通讯系统(global system for mobile communications，gsm)通信技术、宽频码分多址(wideband code division multiple access，wcdma)通信技术，4g蜂窝通信(例如长期演进(long term evolution，lte)通信技术)，5g蜂窝通信等。无线通信系统146可通过车载天
线利用wifi与无线局域网(wireless local area network，wlan)通信。在一些实施例中，无线通信系统146可利用红外链路、蓝牙或紫蜂(zigbee)与设备直接通信。其他无线协议，例如各种车辆通信系统，例如，无线通信系统146可包括一个或多个专用短程通信(dedicated short range communications，dsrc)设备，这些设备可包括车辆和/或路边台站之间的公共和/或私有数据通信。
59.车辆100的部分或所有功能受计算机系统112控制。计算机系统112可包括至少一个处理器113，处理器113执行存储在例如数据存储装置114这样的非暂态计算机可读介质中的指令115。计算机系统112还可以是采用分布式方式控制车辆100的个体组件或子系统的多个计算设备。
60.用户接口116，用于向车辆100的用户提供信息或从其接收信息。在一个实施例中，用户接口116可包括在接口设备108的集合内的一个或多个输入/输出设备，例如无线通信系统146、车载电脑148、麦克风150和扬声器152。
61.在一个实施例中，上述这些组件中的一个或多个可与车辆100分开安装或关联。例如，数据存储装置114可以部分或完全地与车辆1100分开存在。上述组件可以按有线和/或无线方式来通信地耦合在一起。
62.在一个实施例中，上述组件只是一个示例，实际应用中，上述各个模块中的组件有可能根据实际需要增添或者删除，图1不应理解为对本发明实施例的限制。
63.上述车辆100可以为轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、娱乐车、游乐场车辆、施工设备、电车、高尔夫球车、火车、或手推车等，本发明实施例不做特别的限定。
64.随着通信技术的发展，需要在车辆上设置的天线数量越来越多，在5g时代，车载天线中需要包括4g/5g天线，gnss天线，v2x天线，ble天线，wifi天线，rke天线等。例如，v2x天线可以应用于v2x系统中，用于该系统中的通信，车跟车(vehicle to vehicle，v2v)、车跟基础设施(vehicle to infrastructure，v2i)、车跟人(vehicle to people，v2p)、车跟云(vehicle to network，v2n)，如图3所示。其中，v2v表示车跟车之间可以进行直接通信，把车可以作为一个移动通信终端，可以具有接收和发送车身基本数据的能力；v2i表示车跟周边基础设施进行通信，例如可以跟十字路口的红绿灯、路侧设备进行通信；v2p表示车与人也可以进行通信，主要通过人身上的可穿戴设备、手机、电脑等方式可以进行通信；v2n表示车跟边缘云进行通信，例如十字路口的不同方向行驶的车，当有盲区的时候，两辆车在十字路口不减速的情况下可能会造成事故，若这两辆车之间有建筑物进行隔档，这时候边缘云可以通过路侧设备接收这两辆车的车身基本数据，然后将运算结果通过路侧设备下发到车辆，从而可以对驾驶员加以警示。4g/5g天线可以用于车辆与蜂窝网络进行通信，例如，可以拨打语音电话。gnss天线可以用于车辆与定位卫星通信，可以获得车辆当前的位置信息。wifi天线可以用于车辆与同一wifi环境下的终端设备进行通信，以便进行数据的交互。ble天线可以用于车辆与使用蓝牙的终端设备进行通信，以便进行数据的交互。rke天线可以用于车辆与车辆的使用密钥进行通信，以便用户可以使用无钥匙进入功能。
65.在原有的天线数量基础上仍需要增加多个天线以满足通信的需要。但在原有的天线所在空间中增加其他频段的天线会导致天线之间的隔离度变差，尤其是对于工作在同频段的天线，例如，5g中的多进多出(multiple input multiple output，mimo)天线，通常需
要天线之间的距离大于工作波长的二分之一。或者，也可以将新增的天线设置在车辆的其他空间内，但这样会导致射频线缆的增加，会导致成本激增。
66.图2是本技术实施例提供的现有技术中的天线结构图。
67.如图2所示，天线1和天线2位于壳体与印刷电路板(printed circuit board，pcb)形成的空间内，当天线1和天线2工作在相同频段时，为保证两天线具有良好的隔离度，通常需要天线1和天线2之间的距离l大于工作频段对应的波长的二分之一，其中工作频段对应的波长可以理解为天线1和天线2的工作频段的中心频率对应的波长，或者，也可以认为是谐振点对应的波长。例如，对于900mhz，为保证天线1和天线2之间良好的隔离度，天线1和天线2之间的距离l需要大于170mm，在日益紧张的天线布局下，很难满足这样的距离。
68.本技术实施例提供了一种天线，可以使工作在相同频段的天线单元在原有的空间内距离小于工作波长的二分之一，节省更多的空间可以用于布局工作在其他频段的天线单元，使原有的空间内可以布局更多数量的天线，满足通信的需要。
69.图4至图8是本技术实施例提供的天线的结构示意图，可以设置在图2所示的壳体与印刷电路板pcb形成的空间内。其中，图4中的(a)和(b)是天线200的立体结构示意图。图5是图4中的(b)所示天线200的俯视图。图6是图4中的(b)所示第一天线单元的结构示意图。图7是图4中的(b)所示第二天线单元的结构示意图。图8是图4中的(b)所示第三天线单元的结构示意图。
70.应理解，本技术所提供的天线200以车辆中的鲨鱼鳍天线为例进行说明，本技术实施例提供的技术方案也可以应用于其他的终端设备中。例如，本技术提供的技术方案适用于采用以下一种或多种通信技术的终端设备：蓝牙(bluetooth，bt)通信技术、全球定位系统(global positioning system，gps)通信技术、wifi通信技术、gsm通信技术、wcdma通信技术、lte通信技术、5g通信技术以及未来其他通信技术等。本技术实施例中的终端设备/电子设备可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol，sip)电话、无线本地环路(wireless local loop，wll)站、个人数字助手(personal digital assistant，pda)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备，5g网络中的终端设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network，plmn)中的终端设备等，本技术实施例对此并不限定。
71.如图4中的(a)所示，天线200可以包括第一辐射体210，第二辐射体220，第三辐射体230和pcb240。如图4中的(b)所示，与图4中的(a)所示的区别在于第一辐射体210，第二辐射体220和第三辐射体230的形状不同，具体参见图5至图8处的描述，再此不再赘述，可以根据设计调整第一辐射体210，第二辐射体220和第三辐射体230的形状，本技术对此并不做限制。
72.其中，第一辐射体210，第二辐射体220和第三辐射体230位于pcb240上。第一天线单元包括第一辐射体210，第二天线单元包括第二辐射体220，第三天线单元包括第三辐射体230，第一天线单元和第二天线单元的工作频段均包括第一频段。工作频段可以理解为天线单元可以用于进行通信的频率的集合，或者，也可以理解为天线单元产生的谐振中满足一定要求的频带，例如，反射系数小于-10db或-6db，和/或效率大于-3db等时，天线单元产生的谐振所覆盖的频率区间，本技术对此不做限制，可以根据实际的设计需求进行调整。第三天线单元产生的谐振频段包括第一频段，可以理解为第三天线单元工作时产生的谐振的
频带宽度大于第一频段的宽度，即第一频段包含在第三单元产生的谐振频段中。当第一天线单元和第二天线单元工作时，第一辐射体上210的电流和第二辐射体220上的电流正交(例如，第一辐射体上210的电流和第二辐射体220上的电流的相位相差80
°
至100
°
)。第一辐射体，第二辐射体和第三辐射体之间的距离均小于第一波长的二分之一，第一波长为第一频段对应的波长，其中第一波长可以认为是第一频段的中心频率对应的波长，或者，也可以认为是天线单元在第一频段内产生的谐振点对应的波长。
73.本技术实施例提供的天线，可以在原有的布局空间中，设置更多数量的天线单元，尤其是对于工作在低频频段的天线单元，低频频段对应的波长较长，当多个天线单元工作在低频时往往需要更远的间隔以保证天线单元之间的隔离度。本技术实施例提供的天线通过改变工作频段均包括第一频段的第一天线单元和第二天线单元的布局方式，使其辐射体上的电流正交。而由于两个天线单元的辐射体上的电流正交，可以有效减少两个天线单元之间的耦合，因此，可以在保持良好隔离度的情况下，缩减第一天线单元和第二天线单元之间的距离，使原有的天线的布局空间中可以设置更多数量的天线单元。同时，可以在第一天线单元和第二天线单元附近设置谐振频段包括第一频段的第三天线单元，第三天线单元的第三辐射体可以在第一频段分别耦合第一辐射体和第二辐射体的能量，从而减小第一辐射体和第二辐射体之间耦合的能量，进一步提升第一天线单元和第二天线单元之间的隔离度。
74.应理解，第一辐射体210上的电流和第二辐射体220上的电流正交可以理解为，第一辐射体210上大于第一阈值的电流与第二辐射体220上大于第一阈值的电流正交，例如，第一阈值可以为60％，70％等，随着第一辐射体210上的电流和第二辐射体220上的电流正交比例的增加，第一天线单元和第二天线单元之间的隔离度越好。同时，第一辐射体，第二辐射体和第三辐射体之间的距离可以理解为，各个辐射体上的距离最近的点之间的直线距离。
75.在一个实施例中，第一天线单元和第二天线单元可以作为车载天线中的4g/5g天线，可以用于车辆与蜂窝网络进行通信。第三天线单元可以作为车载天线中的v2x天线，可以用于与其他车辆、基础设施、人或者云进行通信。
76.在一个实施例中，第一频段可以为824mhz-960mhz，对应于通信频段中的低频频段。或者，第一频段也可以为1710mhz-2690mhz，对应于通信频段中的中频频段。或者，第一频段也可以为3300mhz-5000mhz，对应于通信频段中的高频频段。应理解，第一天线单元，第二天线单元和第三天线单元的工作频段还可以包括其他频段，例如，第一天线单元和第二天线单元可以作为车载天线中的4g/5g天线，可以同时工作在824mhz-960mhz，1710mhz-2690mhz和3300mhz-5000mhz。而第三天线单元可以作为车载天线中的v2x天线，工作在5905mhz-5925mhz。
77.在一个实施例中，至少第三辐射体230的部分辐射体可以平行于第一辐射体210的至少一部分或第二辐射体220的至少一部分，第三辐射体230中的这一部分辐射体可以更多的耦合到与其平行的辐射体的能量，从而进一步减少第一辐射体210与第二辐射体200之间的耦合，提升第一天线单元和第二天线单元之间的隔离度。在一个实施例中，第三辐射体230的整体基本平行于第一辐射体210，第三辐射体230与第一辐射体210之间产生的耦合可以减小第一辐射体210和第二辐射体220之间的耦合。
78.在一个实施例中，如图5所示，第一辐射体210与第二辐射体220之间的距离为l1，第二辐射体220与第三辐射体230之间的距离为l2，第一辐射体210与第三辐射体230之间的距离为l3，其中距离l1、距离l2、距离l3均可以小于第一波长的八分之一。在一个实施例中，距离l1、l2可以小于第一波长的十六分之一、或者小于第一波长的二十分之一、或者小于第一波长的二十五分之一。在本技术实施例中，以l1＝l2＝12mm为例进行说明，对于低频频段来说，例如900mhz，相当于0.035个对应的波长，可以根据实际的生产或设计进行调整。同时，可以调整l3的距离，以调整第一天线单元和第二天线单元之间的隔离度。
79.在一个实施例中，第一辐射体210和第二辐射体220分别位于第三辐射体230的两侧。应理解，第一辐射体210和第二辐射体220分别位于第三辐射体230的两侧可以包括第三辐射体230与第一辐射体210或第二辐射体220位于同一直线上，如图5所示，本技术实施例中，以第三辐射体230与第一辐射体210位于同一直线上为例进行说明，可以根据实际的生产或设计进行调整。
80.如图6中的(a)所示，由于本技术实施例所提供的天线为车辆中的鲨鱼鳍天线，图2所示的壳体限制了高度，第一辐射体210可以在远离pcb的一端进行弯折、并沿着平行于pcb所在平面的方向延伸。因此，在天线所在的空间内可以获得更大的电长度。或者，第一辐射体210可以在远离pcb的一端进行弯折、并延壳体顶部的内侧伸长，以满足电长度的要求，在其它实施例中，根据车载天线外侧的壳体不同，可以调整第一辐射体的形状，以满足电长度的要求，本技术对此并不做限制。
81.在一个实施例中，天线还可以包括第一馈电单元211，可以在第一辐射体210靠近pcb的一端进行馈电。在这种馈电方式下，第一天线单元为单极子天线，仅作为举例使用，在实际应用中可以根据设计或生产需要进行调整。
82.应理解，电长度可以是指，物理长度(即机械长度或几何长度)乘以电或电磁信号在媒介中的传输时间与这一信号在自由空间中通过跟媒介物理长度一样的距离时所需的时间的比来表示，电长度可以满足以下公式：
[0083][0084]
其中，l为物理长度，a为电或电磁信号在媒介中的传输时间，b为在自由空间中的中传输时间。
[0085]
或者，电长度也可以是指物理长度(即机械长度或几何长度)与所传输电磁波的波长之比，电长度可以满足以下公式：
[0086][0087]
其中，l为物理长度，λ为电磁波的波长。
[0088]
在一个实施例中，当第一天线单元为单极子天线时，第一辐射体210的电长度可以为其工作波长的四分之一。在本技术实施例中，为表述的简洁，如图6中的(a)所示，以第一辐射体210的长度a1为55mm，宽度a2为35mm为例，如图6中的(b)所示，以第一辐射体210的厚度a3为1.2mm为例进行说明，可以根据实际的工作频段进行调整。
[0089]
如图5所示，天线200还可以包括馈电件223和接地件224。其中，馈电件223设置在第二辐射体220的第一端，与第二辐射体220之间形成第一缝隙。接地件224设置在第二辐射
体220的第二端，与第二辐射体220之间形成第二缝隙。接地件224可以与pcb240中的金属层电连接，由pcb中的金属层作为参考地，以实现第二天线单元的接地。
[0090]
如图7所述，第二辐射体220可以为矩形结构，与pcb平行设置。第二辐射体220上可以设置有第一弯折区域222，在第一弯折区域222内的辐射体弯折设置，例如，在第二辐射体的延伸方向上弯折设置，可以呈折线型，z字型，s型等，本技术对此并不做限制。通过对部分辐射体弯折设置可以调整第二辐射体220的电长度，例如在不增加物理尺寸的前提下，增加第二辐射体220的电长度。
[0091]
在一个实施例中，天线还可以包括第二馈电单元221，第二馈电单元221可以通过与馈电件223电连接，来为第二辐射体220馈电。
[0092]
在一个实施例中，如图5和图7所示，第二馈电单元221可以通过馈电件223与第二辐射体220形成的第一缝隙，采用间接耦合的方式为第二辐射体220馈电。或者，天线可以包括第一电容，第一电容可以串联在馈电件223与第二辐射体220之间，位于第一缝隙中，第二馈电单元221在这种方式下可以采用直接馈电的方式为第二辐射体220馈电。
[0093]
在一个实施例中，如图5所示，第二馈电单元221可以通过接地件224与第二辐射体220形成的第二缝隙，采用间接耦合的方式接地。或者，天线可以包括第二电容，第二电容可以串联在接地件与第二辐射体220之间，位于第二缝隙中，第二辐射体220在这种方式下可以采用直接电连接的方式接地。
[0094]
应理解，第二馈电单元221为第二辐射体220馈电时，例如，采用上述的馈电方式时，第二辐射体220上的电流同向，不会产生电流反向点，可以保证第二辐射体上的电流与第一辐射体上的电流正交。应理解，本技术实施例通过这种天线单元的结构以实现第二辐射体220上的电流平行于pcb，进而与第一辐射体210上的电流正交，也可以采用其他的馈电结构及接地结构，实现第二辐射体220上的电流平行于pcb，本技术对此并不做限制。
[0095]
在一个实施例中，在本技术实施例中，为表述的简洁，以第一电容和第二电容为0.3pf为例进行说明，可以根据实际的工作频段进行调整，例如，第一电容和第二电容的容值可以介于0.1pf至10pf之间。
[0096]
在一个实施例中，天线还可以包括介质层225，可以用于支撑第二辐射体220。如图5所示，第二辐射体220可以设置在介质层225上表面。馈电件223和接地件224可以分别设置在介质层225的不同侧面，馈电件223和接地件224设置的位置不同可以改变第二辐射体220的电长度。馈电件223与第二辐射体220之间的第一缝隙、和/或接地件224与第二辐射体220之间的第二缝隙，可以形成于介质层225的上表面，或者不同侧面。应理解，介质层225的形状为示意性的，可以根据实际的设计需要进行调整，本技术对此并不做限制。
[0097]
在一个实施例中，天线还可以包括寄生枝节226，寄生枝节226可以设置在介质层225的侧面，可以根据实际的布局确定寄生枝节226的位置。寄生枝节226可以在第二馈电单元221馈电时，产生新的谐振，可以拓展第二天线单元的带宽。
[0098]
在一个实施例中，第二天线单元可以为双边缝隙天线，第二辐射体220的电长度可以为其工作波长的四分之一。在本技术实施例中，为表述的简洁，如图5所示，以第二辐射体220的长度b1为78mm，宽度b2为15mm为例，如图7所示，以介质层225的厚度b3为19mm为例进行说明，可以根据实际的工作频段进行调整。
[0099]
如图8中的(a)所示，第三辐射体230包括上下两个辐射单元，和中间件232，两个辐
射单元的结构相同或相似，中间件232设置在双辐射单元之间，形成“哑铃”型结构。
[0100]
在一个实施例中，天线还可以包括第三馈电单元231，可以在第三辐射体230靠近pcb的一端进行馈电。
[0101]
在一个实施例中，第三天线单元应用于低频频段时(作为第一天线单元和第二天线单元之间的解耦件)，例如，824mhz-960mhz，其对应的低频波长较长，中间件232的线宽相对于波长来说，相差很大，也就是说，中间件232的宽度远小于该低频波长，因此两个辐射单元和中间件232可以作为辐射体，此时，第三天线单元为单极子天线。第三天线单元工作在高频频段，例如，5905mhz-5925mhz(v2x频段)，其对应的高频波长较短，中间件232的线宽相对于波长来说，相差很小，也就是说，中间件232的宽度靠近该高频波长，因此中间件232可以作为传输线，通过改变作为传输线的中间件232的总长度，例如将中间件232加长或缩短，可以改变中间件232两端的电信号的相位。在本技术实施例中，以中间件232的辐射体为电流反相器(中间件232两端的电信号相位相差180
°
)为例进行说明。此时，第三馈电单元馈电时，两个辐射单元上的电流同向，第三天线单元为两个辐射单元构成的天线阵列，可以提升该频段内的通信质量(例如，提升效率及信号传输速率)，可以根据实际的生产或设计进行调整，本技术对此并不限制。
[0102]
一个实施例中，中间件232上可以设置有第二弯折区域，如图8中的(a)所示，在第二弯折区域内的辐射体弯折设置，可以调整第三辐射体230的电长度，例如在不增加物理尺寸的前提下，增加第三辐射体230的电长度。
[0103]
在一个实施例中，在本技术实施例中，为表述的简洁，如图8中的(a)所示，以第三辐射体230的长度c1为62mm，宽度c2为10mm为例，如图8中的(b)所示，以第三辐射体230的厚度c3为1.2mm为例进行说明，可以根据实际的工作频段进行调整。
[0104]
图9至图11是本技术实施例提供的辐射体在900mhz的电流分布示意图。其中，图9是第一天线单元工作在第一频段时对应的电流分布示意图。图10是第二天线单元工作在第一频段时对应的电流分布示意图。图11是第二天线单元的寄生枝节工作时对应的电流分布示意图。
[0105]
如图9所示，当第一馈电单元工作时，第一辐射体上的电流由靠近pcb一端流向远离pcb一端，例如电流方向垂直于pcb。
[0106]
如图10所示，第二馈电单元工作时，第二辐射体上的由第二馈电单元一侧流向接地一侧，例如电流方向平行于pcb。因此，第一辐射体上的电流与第二辐射体上的电流正交，可以保证第一天线单元和第二天线单元在小间距下仍然保持高隔离。同时，由于在900mhz时，第三天线单元为单极子天线，第三辐射体上的电流与第一辐射体上的电流平行(电流之间的相位差约为180
°
，允许一定角度内的偏差，例如
±
10
°
)，可以耦合第一辐射体和第二辐射体的能量，使第一辐射体和第二辐射体之间能够相互耦合的能量减少。因此，第三天线单元作为去耦合结构，可以进一步提升第一天线单元和第二天线单元之间的隔离度。
[0107]
应理解，为保证第一辐射体上的电流和第二辐射体上的电流正交，本技术实施例采用的布局方式为第一辐射体与pcb垂直设置，第二辐射体与pcb平行设置。这种布局方式仅作为举例使用，在实际应用中，也可以采用其他布局方式：例如，第一辐射体与pcb平行设置，第二辐射体与pcb垂直设置；又例如，第一辐射体和第二辐射体均与pcb垂直，第一辐射体的长度方向与pcb垂直，第二辐射体的长度方向与pcb平行，这种布局可以保证第一辐射
体上的电流和第二辐射体上的电流正交。或者，只要保证第一辐射体上的电流和第二辐射体上的电流正交，其他的布局设计也可以实现同样的技术效果。
[0108]
如图11所示，第二馈电单元工作时，也可以激励起寄生枝节，可以拓展第二馈电单元的工作带宽，例如，寄生枝节产生的谐振可以包括1710mhz-2690mhz，对应于通信频段中的中频频段。
[0109]
图12至图15是本技术实施例的仿真结果图。其中，图12是第一天线单元和第二天线单元的s参数仿真结果图。图13是第一天线单元和第二天线单元的系统效率(total efficiency)的仿真结果图。图14是第三天线单元的s参数仿真结果图。图15是第三天线单元的辐射效率(radiation efficiency)的仿真结果图。
[0110]
如图12所示，在第一馈电单元和第二馈电单元馈电时，第一天线单元和第二天线单元产生的谐振均可以包括低频频段(824mhz-960mhz)，中频频段(1710mhz-2690mhz)和高频频段(3300mhz-5000mhz)。并且，由于第一天线单元的辐射体和第二天线单元的辐射体上的电流正交，在第一天线单元和第二天线单元所产生的各个频段内，隔离度均表现良好，小于-10db。同时，由于第二天线单元中增加了寄生枝节，可以拓展第二天线单元的带宽，并且其隔离度可以满足通信的需要。
[0111]
应理解，在天线单元产生的谐振中，低频频段对应的波长更长，因此，在传统技术中，低频频段的天线单元之间的距离对应的物理长度更长。本技术实施例中，第一天线单元和第二天线单元之间的距离仅为12mm，以900mhz为例，仅相当于0.035个工作波长，在天线单元布局紧凑的同时，可以保证第一天线单元和第二天线单元之间的隔离度在整个低频频段大于-15db，其隔离度高点大于-20db。
[0112]
如图13所示，在第一馈电单元和第二馈电单元产生的谐振对应的工作频段内，系统效率也可以满足通信的需要，例如，在工作频段内系统效率均大于-6db。
[0113]
如图14所示，第三馈电单元馈电时，第三天线单元可以产生多个谐振，可以包括低频频段(824mhz-960mhz)，也可以包括高频频段(5905mhz-5925mhz)。在低频频段，第三天线单元可以作为第一天线单元和第二天线单元之间的去耦合结构，用于提升第一天线单元和第二天线单元之间的隔离度。在高频频段，第三天线单元可以作为v2x天线。
[0114]
如图15所示，在高频频段，第三天线单元产生的谐振对应的工作频段内，辐射效率可以满足通信的需要，例如，在工作频段内系统效率均大于-6db。
[0115]
图16是本技术实施例提供的一种天线布局示意图。
[0116]
如图16所示，天线300中可以包括上述实施例中所述的第一天线单元310，第二天线单元320和第三天线单元330，还可以包括其他天线单元以满足通信的需要。
[0117]
在一个实施例中，天线300可以包括第四天线单元340，第五天线单元350，第六天线单元360和第七天线单元370。其中，第四天线单元340和第五天线单元350可以工作在5g频段(3300mhz-5000mhz)，与第一天线单元310和第二天线单元320共同作为mimo系统中的子单元。第五天线单元350可以工作在v2x频段(5905mhz-5925mhz)，与第三天线单元330组成阵列。第六天线单元360可以工作在gnss频段，提供定位功能。
[0118]
应理解，本技术实施例中的第一天线单元310，第二天线单元320，第三天线单元330，第四天线单元340，第五天线单元350，第六天线单元360和第七天线单元370在空间内的布局仅作为举例使用，可以根据实际的生产或设计进行调整。或者，也可以根据实际的通
信需求，调整天线单元的数量，在图16所示的布局方案中增加或减少天线单元，本技术对此并不做限制。
[0119]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0120]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。