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小米再公示布多款天线专利:覆盖终端 / 毫米波 / 智能配置,多维度破解行业痛点

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在 5G 向高速率低时延演进、6G 研发加速推进的背景下,电子设备天线面临 “空间压缩”“多频段兼容”“场景动态适配” 三大核心挑战 —— 全面屏设计挤占天线净空,多通信制式要求天线覆盖频段持续增加,用户持握、场景切换又会导致天线性能波动。2026年1月20日,在中国专利公布公告网上,北京小米移动软件有限公司集中公开多款天线相关发明专利,涵盖终端天线硬件结构、智能配置算法、毫米波前瞻设计等多个维度,从技术底层为上述行业痛点提供解决方案。

本文将从专利技术细节出发,客观解析各方案的设计逻辑、核心创新及潜在应用价值。我们一起来学习一下。

一、终端天线硬件创新:聚焦 “效率提升” 与 “多频段融合”

小米此次公开的终端天线专利,均以 “小空间高性能” 为核心目标,通过辐射体结构优化、电路拓扑创新,实现辐射效率提升与多频段覆盖的平衡。

1. 双枝节调谐天线:解决传统 T 型天线电流抵消问题

专利名称:天线组件及电子设备申请号:202410961601.2核心结构(对应图示:图 2、图 3、图 4):该天线组件以 “T 型第一辐射体” 为基础,包含相互垂直的第一枝节(沿设备边框长度方向)与第二枝节(沿边框宽度方向);馈电点设置于第二枝节远离第一枝节的端部,回地点位于两枝节连接位置,同时通过 “电流回地支路”(含第一切换开关 + 多个第一调谐器件)连接回地点与接地端。此外,第一枝节还串联第一匹配电路(多调谐支路 + 第二切换开关),第二枝节馈电端串联第二匹配电路(电容 + 电感组合)。

核心创新点

  • 改变馈电点位置 + 电流回地支路,重构谐振模式

    传统 T 型天线的模式 1 与模式 2 存在电流相位相反、相互抵消的问题(图 1),该方案将馈电点移至第二枝节端部,并通过电流回地支路释放第二枝节辐射电流,使第二枝节谐振模式从 “二分之一波长模式” 转为 “四分之一波长模式”,与第一枝节的二分之一波长模式形成互补,实现多模式协同辐射(图 3 电流分布)。  
  • 专利图1  
  • 专利图3  
  • 双匹配电路精准调谐

    :第一匹配电路调整第一辐射体整体的谐振频率,第二匹配电路实现馈源与辐射体的阻抗匹配,结合电流回地支路的调谐器件切换,可覆盖多频段需求。  
  • 距离约束保障性能

    :馈电点与回地点距离>20mm(基于工作频段带宽确定),回地点与第一匹配电路上框点距离>8mm(基于调谐敏感度确定),避免频段重叠与调谐失效。  

技术价值:仿真数据显示(图 10),该方案在低频段(如 B28、B20)辐射效率提升 1-1.5dB,且能在不占用开关调谐状态的情况下,构建常驻 B32 频段的载波聚合状态,适配多频段通信需求。

专利图10

2. 振荡电路多频段天线:无调谐开关实现 LB+MHB 融合

专利名称:天线及电子设备申请号:202410962162.7核心结构(对应图示:图 3、图 4a-4c、图 6):天线辐射体由电子设备金属边框开设断缝形成,采用 L 形结构(充分利用设备拐角空间),第一端接地、第二端为自由端;辐射枝节上设有馈电点(靠近自由端)与匹配点(靠近 L 形弯折处),匹配点连接接地的振荡电路(串联或并联 LC 电路,图 6),馈电点连接含电感、电容的馈电电路。

专利图3

专利图4a

专利图4b

专利图4c

核心创新点

  • 振荡电路激发多谐振模式

    振荡电路在低频段(700-960MHz)等效开路,辐射枝节以 “第一端 - 自由端” 全长度形成四分之一波长模式(图 4a 电流分布);在中高频段(1710-2690MHz)等效短路,形成 “馈电点 - 匹配点”“第一端 - 匹配点” 双路径电流(图 4b、4c 电流分布),分别对应 loop 模式与短枝节四分之一波长模式,无需调谐开关即可覆盖 LB(如 B20、B28)与 MHB(如 B40、B41)频段。  
  • L 形结构优化空间利用

    相较于直形辐射枝节,L 形结构可利用设备侧边与底部边框的拐角空间,在相同净空下满足低频天线所需的长电长度。  

技术价值:该方案省去传统多频段天线的调谐开关(Tuner),降低硬件成本与设计复杂度,同时通过振荡电路复用传统调谐点,无需额外开设上框点,适配设备轻薄化趋势。仿真对比(图 10)显示,其在保证中高频性能不变的前提下,低频段效率提升显著。

专利图10

3. 多天线模组:共用辐射枝节提升隔离度

专利名称:天线模组和电子设备申请号:202410962167.X核心结构(对应图示:图 1、图 3-5、图 11):模组包含三天线:第一天线(工作于 L1/2.4G 或 GPS L5 频段)与第二天线(工作于 N77 或 MHB 频段)共用 “第一辐射枝节”,第三天线(工作于 N77 或 5G WiFi 频段)通过断缝与第一辐射枝节隔离;第一天线含第一调谐电路(滤除第二频段信号),第二天线含第二调谐电路(滤除第一频段信号),第三天线独立设置第二辐射枝节与第三调谐电路。

专利图1

专利图3

专利图6


核心创新点

  • 共用辐射枝节 + 互滤频段,减少互扰

    :第一天线与第二天线共用辐射体,但通过调谐电路的带阻特性(如第一调谐电路滤除 N77 频段,第二调谐电路滤除 2.4G 频段),避免相互干扰;同时,两者接收的第三频段信号相互抵消,使第一辐射枝节无法辐射第三频段信号,提升第二天线与第三天线的隔离度(仿真显示隔离度最低达 - 13dB,图 11)。  
  • 专利图11  
  • 精准位置约束保障性能

    :针对不同频段组合,明确馈电点、接地点、断缝的距离范围(如 L1/2.4G 与 N77 组合中,第二馈电点与第三馈电点距离 6-9mm),确保各天线谐振频率稳定。  

技术价值:在设备内部天线密集的场景下,该方案通过 “共用辐射体 + 频段互滤” 减少天线占用空间,同时解决相邻天线的耦合问题,适配多天线 MIMO 通信需求。

二、智能配置算法:场景化适配的闭环优化

除硬件结构外,小米还公开了针对天线 “动态场景适配” 的算法专利,解决传统场景误判导致的天线性能负优化问题。

专利名称:天线配置方法、装置、电子设备及介质

申请号:202410961959.5

核心逻辑(对应图示:图 1、图 6):

专利图1

专利图6

  1. 场景 - 参数 - 信号质量采集

    :电子设备处于第一场景时,以 “第一配置参数”(预存于天线暗室测试的最优参数)配置天线,通过定时器多次采集单天线信号质量(RSRP/RSSI)与合路信号质量,加权处理得到第一目标信号质量;  
  2. 场景切换与二次采集

    :切换至第二场景后,以 “第二配置参数” 重新配置天线,重复采集流程得到第二目标信号质量;  
  3. 目标参数确定与闭环校验

    :若第一目标信号质量>第二,则沿用第一配置参数;反之则切换至第二配置参数;后续还会通过第三定时器采集第二场景下的第三目标信号质量,与第一目标对比重新校验,避免临时信号波动导致的误判。  

核心创新点

  • 加权处理提升信号质量表征准确性

    :结合单天线信号质量(主天线权重更高)与合路信号质量(取最优单天线值),通过公式计算目标信号质量(如 S₁=W₁₀×R 合路 + W₂₀×R 主天线 + W₃₀×Σ 其他天线),避免单一参数的片面性;  
  • 毫秒级切换与闭环校验

    :配置参数切换刷新时间为毫秒级,无卡顿;后续通过第三定时器持续校验,确保参数适配长期场景需求,而非临时信号状态。  

技术价值:传统方案依赖场景识别(如持握、充电)直接切换参数,易因用户握姿差异导致误判;该方案以 “信号质量” 为核心判断依据,从 “场景→参数” 的开环逻辑转为 “场景→参数→信号质量→参数” 的闭环逻辑,避免天线性能负优化。

三、前瞻性布局:毫米波与全向辐射天线

针对 5G-A/6G 的毫米波频段(24.25-52.6GHz)与设备全向通信需求,小米还公开两款突破性专利,布局下一代通信技术。

1. 毫米波双极化天线:小尺寸实现宽带高增益

专利名称:天线单元、天线阵列及电子设备申请号:202410939033.6核心结构:采用多层堆叠设计(图 2 剖视图):底层为接地层,中间为第一、第二、第三介质层(厚度 D1<D2<D3,第三介质层用 Rogers 4350 低损耗材料),顶层为寄生组件(4 个椭圆形寄生贴片),中间层为辐射组件(4 个椭圆形辐射贴片,90° 环形布置)与馈电组件(正交的第一、第二馈电贴片);寄生贴片通过辐射贴片的 “寄生孔隙” 与接地通孔连接至接地层。

核心创新点

  • 寄生结构扩宽带宽

    :辐射贴片 + 寄生贴片 + 寄生孔隙形成 “三位一体” 结构,寄生贴片提供额外谐振路径,实现 55% 极化工作带宽(24.3-42.7GHz),覆盖主流毫米波频段;  
  • 双极化与高隔离

    :4 个辐射贴片两两一组分别激励 X、Y 方向极化,隔离度>20dB,交叉极化<-25dB,适配 MIMO 场景;  
  • 阵列扩展高增益

    :单个单元增益 7.3dBi,扩展为 1×4 阵列后(尺寸 6mm×19.5mm×1.1mm),峰值增益达 13dBi,单元间耦合度<-12dB。  

技术价值:解决毫米波天线 “小尺寸” 与 “宽带、高增益” 的矛盾,适配手机、可穿戴设备等轻薄终端的毫米波通信需求。

2. 非边框全向天线:摆脱金属边框依赖

专利名称:天线系统及电子设备申请号:202410931830.X核心结构:采用 “矩形贴片辐射体 + 间隔地板” 结构(图 2 剖面图),辐射体与地板平行间隔 1-5mm(适配 WiFi 2.4G 频段),独立于设备金属边框;辐射体上设 3 个共线馈点(沿中垂线分布,间距比 1:3),配合 4 个矩形阵列接地点(通过通断开关控制接地),实现 “全向 + 左侧定向 + 右侧定向” 三种模式切换。

核心创新点

  • 全向辐射无死角

    :贴片天线工作于 TM11 模式,电场向 360° 均匀扩散(图 6 辐射方向图),主瓣幅度 6.44dB,解决传统边框天线单向辐射的信号盲点问题;  
  • 多方向动态切换

    :通过切换馈点与接地点通断,可分别激发左侧(TM12 模式)、右侧(TM12 模式)定向辐射,根据路由器等发射端方位自适应调整,提升信号收发效率;  
  • 非边框设计灵活布局

    :无需依赖金属边框,可嵌入设备内部任意位置,适配全面屏设计。  

技术价值:为无金属边框(如全玻璃机身)或边框无可用断缝的设备提供天线解决方案,同时通过动态辐射方向优化复杂环境下的通信稳定性。

四、技术讨论:优势与待验证方向

从上述专利整体来看,小米的天线技术布局呈现 “痛点导向、软硬协同、前瞻储备” 三大特征,但部分方案仍需量产验证:

1. 核心优势

  • 场景覆盖全面

    :从终端常规频段(LB/MHB)到毫米波频段,从静态硬件结构到动态算法配置,覆盖手机、可穿戴设备、车载等多场景,形成完整技术矩阵;  
  • 针对性解决行业痛点

    :硬件上通过 “振荡电路”“共用辐射体” 解决空间与成本问题,算法上通过 “信号质量闭环” 解决场景误判问题,毫米波方案解决 “小尺寸 - 高性能” 矛盾,均直击行业核心需求;  
  • 软硬协同设计

    :硬件结构为算法提供可调谐基础(如多调谐器件、多馈点),算法为硬件性能最大化提供动态适配能力,形成技术闭环。  

2. 待验证方向

  • 量产工艺可行性

    :毫米波天线的多层 PCB 堆叠(需高精度对位)、寄生贴片与辐射贴片的孔隙连接(需控制加工公差),对量产工艺提出较高要求,实际良率与成本需进一步验证;  
  • 复杂环境适应性

    :全向天线的辐射性能依赖设备内部电磁环境(如金属元器件干扰),智能配置算法的信号质量采集需排除多路径衰落等外部干扰,实际场景下的稳定性仍需测试;  
  • 多专利协同兼容性

    :若将毫米波天线、智能配置算法、多频段模组整合至同一设备(如 5G-A 手机),需解决不同天线间的电磁耦合、算法参数优先级冲突等问题,系统级兼容性需进一步优化。  

结语

小米此次集中公开的天线专利,既聚焦当前终端设备的 “空间压缩”“多频段兼容”“场景适配” 等现实需求,也为 5G-A/6G 的毫米波、全向通信等前瞻技术储备方案。从技术层面看,各方案均基于明确的行业痛点展开,设计逻辑清晰、仿真数据支撑充分,但最终价值仍需依赖量产转化与实际场景验证。对于行业而言,这些专利的公开也为天线技术发展提供了可参考的思路,推动整体技术生态的进步。

注释:文章图示来自已公开专利,仅用于技术分享学习,如有侵权,请联系删除,相关专利已上传至射频学堂知识星球,欢迎学习讨论。

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来源:射频学堂
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首次发布时间:2026-01-27
最近编辑:7月前
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高通黑科技!毫米波天线直接集成铰链,折叠设备通信难题被攻克

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