CN111244617A - 一种天线结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构及电子设备，其中，该天线结构包括：第一馈源、与第一辐射臂连接的第一辐射臂、第二馈源和与第二辐射臂连接的第二辐射臂；该天线结构通过第一辐射臂工作在第一频段的辐射模式，以及通过第二辐射臂工作在第二频段的辐射模式；第一辐射臂和第二辐射臂之间具有缝隙，且该缝隙的距离小于或等于预设阈值，第一辐射臂的长度不等于目标长度；第一辐射臂上距离该缝隙为第一距离的位置处设有振荡电路；其中，目标长度为N*(λ/4)，K*(λ/4)，N、K为正整数，λ为所述第二频段对应的波长。本发明能够滤除第二辐射臂耦合到第一辐射臂上的能量，避免在第一辐射臂和第二辐射臂的距离比较近的情况下影响天线性能。

Description

一种天线结构及电子设备

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种天线结构及电子设备。

背景技术

目前电子设备受显示屏占比的影响，天线的环境，净空越来越小。采用金属杆充当天线的方式，其外形简单，但是可变性远不如柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)或激光直接成型技术(Laser-Direct-structuring，LDS)天线。为了使得电子设备中的天线可以兼容多个频段，可以采用将不同频段对应的天线辐射臂单独拆开的方式，即不同频段的天线具有不同的辐射臂，但是对于一些缝隙天线由于相邻的天线辐射臂距离比较近，耦合比较强，从而影响天线性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种天线结构及电子设备，以解决目前相邻的天线辐射臂距离比较近的情况下影响天线性能的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种天线结构，包括：

第一馈源和第一辐射臂，所述第一馈源与所述第一辐射臂连接；所述天线结构通过所述第一辐射臂工作在第一频段的辐射模式；

第二馈源和第二辐射臂，所述第二馈源与所述第二辐射臂连接；所述天线结构通过所述第二辐射臂工作在第二频段的辐射模式；

其中，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂之间具有缝隙，且所述缝隙的距离小于或等于预设阈值，所述第一辐射臂的长度不等于目标长度；

所述第一辐射臂上距离所述缝隙为第一距离的位置处设有振荡电路；其中，所述目标长度为：N*(λ/4)，所述第一距离为：K*(λ/4)，N为正整数，λ为所述第二频段对应的波长。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括如上所述的天线结构。

本发明的上述方案中，通过振荡电路滤除第二辐射臂耦合到第一辐射臂上的能量，从而减小该天线结构工作在第二频段的辐射模式下的回地路径，达到第二频段的辐射模式的辐射边界条件，提高第二频段的辐射模式下的效率。这样即使在第一辐射臂和第二辐射臂的距离比较近的情况下也能够避免影响天线性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例的天线结构的示意图之一；

图2表示本发明实施例的天线结构的示意图之二。

附图标记说明：

11、第一馈源；

12、第一辐射臂；

13、开关模组；

21、第二馈源；

22、第二辐射臂；

31、振荡电路。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1，本发明实施例提供了一种天线结构，包括：

第一馈源11和第一辐射臂12，所述第一馈源11与所述第一辐射臂12连接；所述天线结构通过所述第一辐射臂12工作在第一频段的辐射模式；

第二馈源21和第二辐射臂22，所述第二馈源21与所述第二辐射臂22连接；所述天线结构通过所述第二辐射臂22工作在第二频段的辐射模式；

其中，所述第一辐射臂12和所述第二辐射臂22之间具有缝隙，且所述缝隙的距离小于或等于预设阈值，所述第一辐射臂12的长度不等于目标长度；

所述第一辐射臂12上距离所述缝隙为第一距离的位置处设有振荡电路31；其中，所述目标长度为：N*(λ/4)，所述第一距离为：K*(λ/4)，N为正整数，λ为所述第二频段对应的波长。

可选的，该缝隙内填充有非金属材料。

可选的，该振荡电路31连接公共地。这样，通过振荡电路31可以将第二辐射臂22耦合到第一辐射臂12上的能量滤除到公共地，从而减小该天线结构工作在第二频段的辐射模式下的回地路径，达到第二频段的辐射模式的辐射边界条件，提高第二频段的辐射模式下的效率。

可选的，该预设阈值可以是1.5mm，该缝隙的距离范围可以是1.2mm～1.5mm。这样，即使在缝隙距离较小的情况下，通过振荡电路31也可以避免第二辐射臂22的能量耦合到第一辐射臂12上，从而可以避免通过增加缝隙的距离来减小耦合，并且还有利于减小天线结构过多的占用空间。

可选的，所述第一辐射臂12上设有第一连接点、第二连接点和第三连接点；所述第一连接点位于所述第一辐射臂12上靠近所述缝隙的一端，且所述振荡电路31连接于所述第一连接点；所述第二连接点位于所述第一辐射臂12上远离所述缝隙的一端，且所述第二连接点接地；所述第三连接点位于所述第一连接点和所述第二连接点之间，且所述第一馈源11连接于所述第三连接点。

如图1中，L2表示第一连接点到该缝隙的距离，即第一距离；L3表示第一连接点到第二连接点之间的距离；该第一辐射臂12的长度为L2和L3之和。

可选的，该第二辐射臂22上设有第四连接点和第五连接点；所述第四连接点位于所述第二辐射臂22上靠近所述缝隙的一端，且所述第二馈源21连接于所述第四连接点；所述第五连接点位于所述第二辐射臂22上远离所述缝隙的一端，且所述第五连接点接地。

如图1中，L1表示第五连接点到缝隙的距离，即第二辐射臂22的长度。

当第一辐射臂12与第二辐射臂22的距离较近(如小于或等于1.5mm)，且L2+L3≠N*(λ/4)，即第一辐射臂12的长度不满足第二频段的辐射边界条件的情况下，可能存在第二频段的辐射模式下的辐射能量耦合到第一辐射臂12上，导致第二频段的辐射模式下的效率降低的问题。在这种情况下，通过设置在第一辐射臂12上的第一位置的滤波电路，滤除第二频段的辐射模式下耦合到第一辐射臂12上的能量，从而可以提高第二频段的辐射模式下的效率。

其中，L2+L3≠N*(λ/4)，N＝1，2，3…k…，即存在一个k值，使得k*(λ/4)＜(L2+L3)＜(k+1)*(λ/4)，这样，在第一辐射臂12上选取一个L2＝K*(λ/4)的位置，以满足第二频段的辐射模式下的辐射临界条件；其中，K值选取可以依据第一辐射臂12的总长度确定，如K*(λ/4)应小于第一辐射臂12的总长度，且保证第一频段的辐射模式下的辐射性能。

可选的，第一辐射臂12上与振荡电路31的连接端到缝隙的距离，即第一距离L2可以选择为所述第二频段对应波长的四分之一，即L2＝λ/4。

例如：第一频段的频率覆盖范围可以是：700MHz～960MHz；第二频段的频率覆盖范围可以是：2490MHz～2690MHz或3300MHz～3800MHz；振荡电路31距离缝隙的第一距离L2可以是2.5mm～3.5mm。优选的，该第一距离可以是3mm。

具体的，作为一种实现方式，第一频段的频率覆盖范围为：700MHz～960MHz，第二频段的频率覆盖范围为：2490MHz～2690MHz，或3300MHz～3800MHz的情况下，第一辐射臂12的长度(L2和L3之和)可以是50mm，第一辐射臂12上与第一馈源11的连接端到该缝隙的距离可以为30mm；第二辐射臂22的长度(L1)可以是15mm，第二辐射臂22上与第二馈源21的连接端到该缝隙的距离可以是10mm。

需要说明的是，上述第一频段和第二频段对应的频率覆盖范围仅为示例性说明，本发明实施例中的振荡电路的设置方式还可以应用于其他频段的辐射模式，本发明实施例不以此为限。

进一步地，上述第一辐射臂12和第二辐射臂22的长度，以及第一馈源11和第二馈源21的位置也是依据上述第一频段和第二频段对应的频率覆盖范围下的示例性说明，即第一辐射臂12和第二辐射臂22的长度，以及第一馈源11和第二馈源21的位置可以根据所需的第一频段和第二频段对应的频率覆盖范围进行设置，本发明实施例不以此为限。

可选的，所述天线结构还包括：开关模组13；所述开关模组13的一端与所述第一馈源11连接，所述开关模组13的另一端接地。

例如：该第一辐射臂12用于辐射低频信号，如频率覆盖范围为：700MHz～960MHz的情况下，该开关模组13为低频调谐开关，起到低频切换的作用；该低频调谐开关包括至少两个连接状态，不同连接状态对应该频率覆盖范围内的不同频段。

可选的，根据以上至少一个实施例，所述振荡电路31为LC振荡电路。

其中，在所述第二频段的频率覆盖范围内，所述振荡电路31呈容性。

这样，利用呈现电容性的振荡电路31起到滤波的作用，从而可以滤除第二辐射臂22耦合到第一辐射臂12上的能量，减小该天线结构工作在第二频段的辐射模式下的回地路径，达到第二频段的辐射模式的辐射边界条件，提高第二频段的辐射模式下的效率。这样即使在第一辐射臂12和第二辐射臂22的距离比较近的情况下也能够避免影响天线性能。

作为一种实现方式：所述振荡电路31包括：第一电感和第一电容；

所述第一电感的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电感的第二端和所述第一电容的第二端中的一个与所述第一辐射臂12连接，所述第一电感的第二端和所述第一电容的第二端中的另一个接地。

具体的，该振荡电路31包括串联连接的第一电感和第一电容；相串联连接的第一电感和第一电容的一端连接于第一辐射臂12，另一端接地；即第一电感的一端与第一辐射臂12连接，另一端与第一电容连接，该第一电容的另一端接地；或者是该第一电容的一端与第一辐射臂12连接，另一端与第一电感连接，该第一电感的另一端接地。

该实施例中，通过串联的LC振荡电路，并设置LC振荡电路的振荡频率即可滤除第二频段的辐射模式下，从第二辐射臂22耦合到第一辐射臂12上的能量，从而避免在第一辐射臂12和第二辐射臂22的距离比较近的情况下影响天线性能；并且在一定的空间下，采用该方案中的振荡电路31能够兼顾频率覆盖范围为700MHz～960MHz和频率覆盖范围为2490MHz～2690MHz以及频率覆盖范围为3300MHz～3800MHz的频段，同时可以有效的改善天线布局空间。

作为另一种实现方式：如图2所示，该振荡电路31包括：第二电感、第二电容和第三电感；

所述第二电感的第一端和所述第二电容的第一端接地，所述第二电感的第二端和所述第二电容的第二端分别与所述第三电感的第一端连接，所述第三电感的第二端与所述第一辐射臂12连接。

该实施例中，通过第二电感和第二电容并联，再与第三电感串联的方式构成振荡电路31，这样该振荡电路31具有自谐振极点和零点，能够更容易实现兼顾频率覆盖范围为700MHz～960MHz和频率覆盖范围为2490MHz～2690MHz以及频率覆盖范围为3300MHz～3800MHz的频段，使得频率覆盖范围为700MHz～960MHz和频率覆盖范围为2490MHz～2690MHz以及频率覆盖范围为3300MHz～3800MHz的频段更加均衡。

可选的，第三电感的电感参数可以为1nH，第二电容的电容参数可以为1pf，第二电感的电感参数可以为60nH；这样，通过第二电感和第二电容可以将其自谐振设置在700MHz附近，减少对低频的影响，第三电感的作用是将频率700MHz～3800MHz处于加载成容性的器件中，而电容对高频具有滤波的作用，因此可以将第二辐射臂22耦合到第一辐射臂12上的能量直接转移到公共地上，因此减少了第二频段的辐射模式下的回地路径，从而第二频段的辐射模式下的谐振臂由L1，L2和L3之和变成L1和L2之和，满足了第二频段的辐射模式下的边界条件，从而能够提升第二频段的辐射模式的天线效率。

并且该方案中的振荡电路31具有自谐振极点和零点，相较于串联的LC振荡电路具有更大的容性，能够更好的将第二辐射臂22耦合到第一辐射臂12的能量滤除到公共地，从而提升第二频段的辐射模式的天线效率，进而提升天线的有效利用率。

可选的，为了避免第二辐射臂22上的能量耦合到第一辐射臂12，需要使振荡电路在第二频率的频段范围内呈现出容性，而除以上给出的振荡电路的示例外，还可以采用多组电容和电感的组合，例如：合一采用并联两组LC的串联振荡电路，使在所需要滤除能量的频段处表现出一个容性，确定振荡电路的具体结构，以及根据需要滤除能量的频段对应的波长确定振荡电路的设置位置，以满足所需频段的辐射边界条件即可，本发明实施例不以此为限。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括以上至少一个实施例所述的天线结构。

本发明实施例中的电子设备可以实现以上至少一个实施例中的天线结构所能够达到的技术效果，这里不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：

第一馈源和第一辐射臂，所述第一馈源与所述第一辐射臂连接；所述天线结构通过所述第一辐射臂工作在第一频段的辐射模式；

第二馈源和第二辐射臂，所述第二馈源与所述第二辐射臂连接；所述天线结构通过所述第二辐射臂工作在第二频段的辐射模式；

其中，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂之间具有缝隙，且所述缝隙的距离小于或等于预设阈值，所述第一辐射臂的长度不等于目标长度；

所述第一辐射臂上距离所述缝隙为第一距离的位置处设有振荡电路；其中，所述目标长度为：N*(λ/4)，所述第一距离为：K*(λ/4)，N、K为正整数，λ为所述第二频段对应的波长。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述振荡电路为LC振荡电路。

3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述振荡电路包括：第一电感和第一电容；

所述第一电感的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电感的第二端和所述第一电容的第二端中的一个与所述第一辐射臂连接，所述第一电感的第二端和所述第一电容的第二端中的另一个接地。

4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述振荡电路包括：第二电感、第二电容和第三电感；

所述第二电感的第一端和所述第二电容的第一端接地，所述第二电感的第二端和所述第二电容的第二端分别与所述第三电感的第一端连接，所述第三电感的第二端与所述第一辐射臂连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线结构，其特征在于，在所述第二频段的频率覆盖范围内，所述振荡电路呈容性。

6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一辐射臂上设有第一连接点、第二连接点和第三连接点；

所述第一连接点位于所述第一辐射臂上靠近所述缝隙的一端，且所述振荡电路连接于所述第一连接点；

所述第二连接点位于所述第一辐射臂上远离所述缝隙的一端，且所述第二连接点接地；

所述第三连接点位于所述第一连接点和所述第二连接点之间，且所述第一馈源连接于所述第三连接点。

7.根据权利要求6所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括：开关模组；

所述开关模组的一端与所述第一馈源连接，所述开关模组的另一端接地。

8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第二辐射臂上设有第四连接点和第五连接点；

所述第四连接点位于所述第二辐射臂上靠近所述缝隙的一端，且所述第二馈源连接于所述第四连接点；

所述第五连接点位于所述第二辐射臂上远离所述缝隙的一端，且所述第五连接点接地。

9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第二频段的频率覆盖范围为：2490MHz～2690MHz，或者3300MHz～3800MHz。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的天线结构。

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