CN104300202A - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

一种天线结构，包括主体部、第一辐射部、第二辐射部及接地处理的耦合部，该耦合部平行间隔主体部设置，该第一辐射部及第二辐射部分别连接于连接于主体部，且第二辐射部间隔耦合部设置，该主体部及第一辐射部激发低频模态，该主体部、第二辐射部及耦合部耦合激发高频模态，且该耦合部将人体产生对天线结构的干扰信号传导至地。本发明还涉及一种具有所述天线结构的无线通信装置。

Description

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置

技术领域

本发明涉及一种天线，尤其涉及一种可降低人体效应对天线造成干扰的天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

背景技术

装设于无线通信装置内的天线为无线通信装置收发无线信号的重要元件，而无线通信装置，如手机，被人体操作时，如收发短信、接听电话或无线上网，人体头部或手部的效应会对天线的收讯产生一定的干扰，从而影响收讯品质。人体效应对天线的干扰通常为表现对收讯强度的影响，一些手机则增加体积较大的天线增益结构以改善在收讯不稳定的情况。然而，附加体积较大的天线增益结构不仅使得制造成本增加，也会增加天线结构的体积而限制无线通信装置其他元器件的设计空间。因此，在控制天线结构的体积且能消除人体效应对天线收讯的干扰仍是当前值得深入研究的课题。

发明内容

综上所述，有必要提供一种可降低人体干扰对天线收讯功能造成影响的天线结构。

另，还有必要提供一种具有所述天线结构的无线通信装置。

一种天线结构，包括主体部、第一辐射部、第二辐射部及接地处理的耦合部，该耦合部平行间隔主体部设置，该第一辐射部及第二辐射部分别连接于连接于主体部，且第二辐射部间隔耦合部设置，该主体部及第一辐射部激发低频模态，该主体部、第二辐射部及耦合部耦合激发高频模态，且该耦合部将人体产生对天线结构的干扰信号传导至地。

一种无线通信装置，包括电路板及天线结构，该天线结构包括馈入部、接地部、主体部、第一辐射部及第二辐射部，天线结构通过馈入部及接地部与电路板电性连接并实现信号馈入及接地。所述天线结构还包括接地处理的耦合部，该耦合部平行间隔主体部设置，该第一辐射部及第二辐射部分别连接于连接于主体部，且第二辐射部间隔耦合部设置，该主体部及第一辐射部激发低频模态，该主体部、第二辐射部及耦合部耦合激发高频模态，且该耦合部将人体产生对天线结构的干扰信号传导至地。

所述的天线结构通过在主体部及第二辐射部一侧接入接地处理的耦合部，通过耦合部的耦合能有效降低人体效应对天线结构工作性能的影响。并且，由于天线结构可在设计阶段直接设计耦合部的结构，无需在无线通信装置额外附加体积较大的天线增益结构，所以该天线结构可有效控制体积及生产成本。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的无线通信装置的立体图。

图2为图1所示无线通信装置的另一视角立体图。

图3为图1所示无线通信装置的又一视角立体图。

图4为本发明较佳实施方式的天线结构的立体图。

图5为本发明较佳实施方式的天线结构的电压驻波比仿真测试图。

图6为本发明较佳实施方式的天线结构在2G制式下的辐射总功率曲线图。

图7为本发明较佳实施方式的天线结构在3G制式下的辐射总功率曲线图。

图8为本发明较佳实施方式的天线结构在2G制式下的接收灵敏度曲线图。

图9为本发明较佳实施方式的天线结构在3G制式下的接收灵敏度曲线图。

主要元件符号说明

无线通信装置	200
		电路板	110
天线结构	100
		主体部	10
平面段	12
		凸起段	14
馈入部	20
		第一接地部	30
第二接地部	40
		连接部	50
第一连接段	52
		第二连接段	54
第一辐射部	60
		第一辐射臂	62
第二辐射臂	64
		第三辐射臂	66
第二辐射部	70
		第四辐射臂	72
第五辐射臂	74
		耦合部	80
第一耦合段	82
		第二耦合段	84

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明较佳实施方式的无线通信装置200包括天线结构100及电路板110。该天线结构100设置于载体（图未示）上，并电性连接于电路板110。本实施例中，该无线通信装置200可以为移动电话、平板电脑或个人数字助理（personal digital assistant，PDA）等。该载体可为无线通信装置200的壳体。

请一并参阅图1及图2，该天线结构100包括主体部10、馈入部20、第一接地部30、第二接地部40、连接部50、第一辐射部60、第二辐射部70及耦合部80。

请结合参阅图4，该主体部10包括平面段12及凸起段14。平面段12大致呈直角梯形片体，大致平行设于电路板110之上。该主体部10包括连接上底边及下底边的直角腰及斜腰。凸起段14由平面段12的下底边朝向电路板110方向延伸形成。凸起段14大致呈矩形片体，与平面段12之间的夹角呈一钝角。

请结合参阅图3，该馈入部20侧向连接于主体部10的平面段12的上底边缘并电性连接至电路板110。该馈入部20用于从电路板110馈入电流信号。

该第一接地部30及第二接地部40分别平行间隔设于馈入部20的两侧，且馈入部20、第一接地部30及第二接地部40三者共面。第一接地部30及第二接地部40分别电性连接至电路板110的接地部分，分别为主体部10及耦合部80提供接地。

该连接部50连接于第一接地部30且与平面段12共面。连接部50平行间隔主体部10的平面段12的直角腰设置。连接部50包括第一连接段52及第二连接段54。第一连接段52呈条形片体并连接于该第二接地部40，且与平面段12之间形成预定的间隔。第二连接段54呈U形片体，其一端垂直连接于第一连接段52远离第二接地部40的端部，另一端垂直连接于平面段12。

该第一辐射部60包括依次连接的第一辐射臂62、第二辐射臂64及第三辐射臂66。第一辐射臂62垂直连接于主体部10的凸起段14并间隔平行于第二连接段54。第一辐射臂62呈矩形片体，其延伸长度大于第二连接段54的延伸长度。第二辐射臂64呈U形片体，其一端连接于第一辐射臂62远离主体部10的端部，另一端连接第三辐射臂66，且与平面段12及连接部50共面。第三辐射臂66呈L形片体，其短边连接于第二辐射臂，其长边与第一辐射臂62间隔平行设置。第三辐射臂66与第一辐射臂62及凸起段14共面。

该第二辐射部70呈L形片体，包括首尾连接的第四辐射段72及第五辐射段74。该第四辐射段72垂直连接于主体部10的凸起段14远离第一辐射臂62的一端，该第五辐射段74与凸起段14及第一辐射臂62间隔平行设置，且第五辐射段74的端部与第三辐射臂66间隔相对设置。第二辐射部70与凸起段14、第一辐射臂62及第三辐射臂66共面。

该耦合部80包括第一耦合段82及第二耦合段84。第一耦合段82大致呈倒直角梯形片体，并与主体部10的平面段12间隔共面设置，且第一耦合段82的下底边、上底边及斜腰分别与平面段12的上底边、下底边及斜腰相对。第一耦合段82一端连接于第二接地部40并通过该第二接地部40连接至电路板110的地。第一耦合段82与平面段12、连接部50及第二辐射臂64共面。第二耦合段84呈矩形片体，由第一耦合段82远离第二接地部40的一端朝向电路板110方向延伸形成，并与主体部10的凸起段14及第二辐射部70间隔平行设置。第二耦合段84与凸起段14、第二辐射部70、第一辐射臂62及第三辐射臂66共面。

综上可知，该天线结构100包括三个平面，其中主体部10的平面段12、连接部50、第二辐射臂64及第一耦合段82共面并处于第一平面；主体部10的凸起段14、第一辐射臂62、第三辐射臂66、第二辐射部70及第二耦合段84共面并处于第二平面，该第二平面与第一平面之夹角呈一钝角；馈入部20、第一接地部30及第二接地部40共面并处于第三平面，该第三平面垂直于第一平面。

在本实施方式中，天线结构100通过馈入部20、主体部10、第一辐射部60、连接部50及第一接地部30可有效激发低频模态；并通过馈入部20、主体部10、第二辐射部70、连接部50、第一接地部30、耦合部80及第二接地部40可有效激发高频模态。当耦合部80靠近主体部10时，产生耦合效应而影响天线结构100的传输阻抗匹配特性，通过调整第一辐射部60与第二辐射部70的长度，调整耦合部80与主体部10及第二辐射部70之间的距离及尺寸，可有效增强天线结构100的收讯品质。当人体使用装设有该天线结构100的无线通信装置200时，人体的头部及手部会对天线结构100的工作品质产生一定的干扰，例如产生一定的干扰信号，天线结构100通过耦合部80可有效将干扰信号传导至地，以减小人体效应对天线结构100的影响。

请参阅图5，图5所示为当天线结构100设置耦合部80前后的电压驻波比（Voltage Standing Wave Ratio, VSWR）仿真示意图。其中，L1及L2分别为天线结构100不设置及设置耦合部80时，仿真出的两条电压驻波比曲线。由图4可以看出，在1.71-2.17GHz的频段范围内，L2的驻波比较小，即天线结构100通过设置耦合部80可具有较佳阻抗匹配，从而具有较佳的稳定性。

请参阅图6及图7，为该天线结构100分别在第二代手机通信技术规格（2G）制式（如GSM、CDMA等）及第三代移动通信技术（3G）制式（如WCDMA等）下进行辐射总功率（total radiated power，TRP）的测试值示意图。其中，L3为行业TRP标准化测试值曲线，L4为天线结构100放置在人体头部及手部右侧的影响下的TRP测试值曲线，L5为天线结构100放置在人体头部及手部左侧的影响下的TRP测试值曲线。可以看出，天线结构100在人体效应影响下的辐射功率较高，发射无线信号的能力较强。

请参阅图8及图9，为该天线结构100分别在2G制式及3G制式下进行接收灵敏度（total isotropic sensitivity，TIS）的测试值示意图。其中，L6为行业TIS标准化测试值曲线，L7为天线结构100放置在人体头部及手部右侧的影响下的TIS测试值曲线，L8为天线结构100放置在人体头部及手部左侧的影响下的TIS测试值曲线。可以看出，天线结构100在人体效应影响下的信号接收能力较强。

可以理解，本发明的天线结构100不局限于双频天线，也可为单频天线或多频天线。相应地，天线结构100的形状也不局限于实施例所述。

可以理解，本发明的耦合部80的位置不局限于在主体部10及第二辐射部70的一侧，也可以设置于主体部10靠近馈入部20、第一接地部30及第二接地部40的一侧。

所述的天线结构100通过在主体部10及第二辐射部70一侧接入接地处理的耦合部80，通过耦合部80的耦合能有效降低人体效应对天线结构100工作性能的影响。并且，由于天线结构100可在设计阶段直接设计耦合部80的结构，无需在无线通信装置额外附加体积较大的天线增益结构，所以该天线结构100可有效控制体积及生产成本。

Claims (10)

1.一种天线结构，包括主体部、第一辐射部及第二辐射部，其特征在于：所述天线结构还包括接地的耦合部，该耦合部与主体部间隔共面设置，该第一辐射部及第二辐射部分别连接于主体部，第二辐射部间隔耦合部设置，该主体部及第一辐射部激发低频模态，该主体部、第二辐射部及耦合部耦合激发高频模态，且该耦合部将人体产生对天线结构的干扰信号传导至地。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述主体部包括平面段及凸起段，该平面段大致呈直角梯形片体，凸起段由平面段的一侧边向外延伸形成，且凸起段与平面段之间的夹角呈一钝角。

3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括馈入部、第一接地部及第二接地部，所述馈入部侧向连接于主体部的平面段远离凸起段的侧边，第一接地部及第二接地部分别平行间隔设于馈入部的两侧，且馈入部、第一接地部及第二接地部三者共面并处于第一平面。

4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述耦合段包括第一耦合段及第二耦合段，该第一耦合段呈倒直角梯形片体，且与主体部的平面段相对设置，其一端连接于第二接地部，该第二耦合段由第一耦合段远离第二接地部的侧边向外延伸形成，且第一耦合段与第二耦合段之间呈一钝角。

5.如权利要求4所述的天线结构，其特征在于：所述第一辐射部包括依次连接的第一辐射臂、第二辐射臂及第三辐射臂，第一辐射臂及第二辐射臂均呈矩形片体且相互平行间隔设置，第一辐射臂垂直连接于主体部的凸起段，第二辐射臂呈U形片状，其两端分别连接第一辐射臂及第三辐射臂。

6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述第二辐射部呈L形片体，包括首尾连接的第四辐射臂及第五辐射臂，该第四辐射臂垂直连接于主体部的凸起段远离第一辐射臂的一端，该第五辐射臂与凸起段及第一辐射臂间隔平行设置，且第五辐射臂的端部与第三辐射臂间隔相对设置。

7.如权利要求6所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括连接部，该连接部包括第一连接段及第二连接段，该第一连接段间隔平行于主体部，且连接于第一接地部，第二连接段呈U形片体，其一端垂直连接于第一连接段远离第一接地部的一端，另一端垂直连接于主体部，且与第一辐射臂间隔平行设置。

8.如权利要求7所述的天线结构，其特征在于：所述主体部的平面段、连接部、第二辐射臂及耦合部的第一耦合段共面并处于第二平面；所述主体部的凸起段、第一辐射臂、第三辐射臂、第二辐射部及耦合部的第二耦合段共面并处于第三平面。

9.如权利要求8所述的天线结构，其特征在于：所述第一平面垂直于第二平面，第二平面与第三平面之间的夹角为一钝角，第一平面及第三平面均由第二平面向同一侧的方向延伸。

10.一种无线通信装置，包括电路板及天线结构，该天线结构包括馈入部、接地部、主体部、第一辐射部及第二辐射部，天线结构通过馈入部及接地部与电路板电性连接并实现信号馈入及接地，其特征在于：所述天线结构还包括接地处理的耦合部，该耦合部平行间隔主体部设置，该第一辐射部及第二辐射部分别连接于连接于主体部，且第二辐射部间隔耦合部设置，该该主体部及第一辐射部激发低频模态，该主体部、第二辐射部及耦合部耦合激发高频模态，且该耦合部将人体产生对天线结构的干扰信号传导至地。