CN219040716U - 天线***及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电子设备领域，具体提供了一种天线***及电子设备。一种天线***，包括辐射枝节和调谐开关，辐射枝节连接第一馈电和第一接地，第一馈电和第一接地之间的辐射枝节被配置为工作在第一谐振模式，第一谐振模式对应的频段包括MB频段，调谐开关连接辐射枝节且位于第一馈电和第一接地之间的辐射枝节之外，谐振开关用于切换天线***除MB频段之外的其他工作频段。本公开实施方式中，通过将调谐开关设于天线***的中频谐振模式之外，从而中频谐振几乎不受其他频段的切换影响，实现中频频段的常驻模式，提高B32等中频频段的天线性能。

Description

天线***及电子设备

技术领域

本公开涉及电子设备领域，具体涉及一种天线***及电子设备。

背景技术

现如今电子设备朝向轻薄化发展，但是电子设备集成的通信频段越来越多，导致设备内部空间堆叠难度越来越高，为天线设计带来极大挑战。

实用新型内容

为提高电子设备的天线性能，本公开实施方式提供了一种天线***以及具有该天线***的电子设备。

第一方面，本公开实施方式提供了一种天线***，应用于电子设备，所述天线***包括：

辐射枝节，所述辐射枝节连接第一馈电和第一接地，所述第一馈电和所述第一接地之间的所述辐射枝节被配置为工作在第一谐振模式，所述第一谐振模式对应的频段包括MB频段；

调谐开关，连接所述辐射枝节且位于所述第一馈电和所述第一接地之间的辐射枝节之外，所述调谐开关用于切换所述天线***除所述MB频段之外的其他工作频段。

在一些实施方式中，所述辐射枝节为L形结构，所述第一馈电与所述辐射枝节连接的第一馈电点靠近所述L形结构的弯折位置。

在一些实施方式中，所述第一接地与所述辐射枝节连接的第一接地点设于所述L形结构的第一部分，所述调谐开关与所述辐射枝节连接的调谐点设于所述L形结构的第二部分。

在一些实施方式中，所述第一谐振模式包括Loop谐振模式，所述第一馈电、所述第一接地以及两者之间的所述辐射枝节被配置为形成所述Loop谐振模式。

在一些实施方式中，所述第一接地包括电感，所述电感一端连接所述辐射枝节，另一端连接所述电子设备的参考地。

在一些实施方式中，本公开所述的天线***，还包括：

寄生枝节，与所述辐射枝节的一端电性耦合，所述寄生枝节接地。

在一些实施方式中，所述天线***的工作频段包括LB频段、MB频段以及HB频段。

在一些实施方式中，所述MB频段包括B32频段。

第二方面，本公开实施方式提供了一种电子设备，包括根据第一方面任意实施方式所述的天线***。

在一些实施方式中，本公开所述的电子设备，还包括：

金属材质的中框，所述中框的至少一部分形成所述辐射枝节；

电路板，所述电路板上设有射频电路，所述射频电路连接所述第一馈电，所述第一接地连接所述电路板的参考地。

在一些实施方式中，所述电子设备包括智能手机或者平板电脑。

本公开实施方式的天线***，包括辐射枝节和调谐开关，辐射枝节连接第一馈电和第一接地，第一馈电和第一接地之间的辐射枝节被配置为工作在第一谐振模式，第一谐振模式对应的频段包括MB频段，调谐开关连接辐射枝节且位于第一馈电和第一接地之间的辐射枝节之外，谐振开关用于切换天线***除MB频段之外的其他工作频段。本公开实施方式中，通过将调谐开关设于天线***的中频谐振模式之外，从而中频谐振几乎不受其他频段的切换影响，实现中频频段的常驻模式，提高B32等中频频段的天线性能。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本公开一些实施方式中电子设备结构示意图。

图2是根据本公开一些实施方式中天线***结构示意图。

图3是根据本公开一些实施方式中天线***原理图。

图4是根据本公开一些实施方式中天线***的性能图。

图5是根据本公开一些实施方式中天线***的性能图。

图6是根据本公开一些实施方式中天线***结构示意图。

图7是根据本公开一些实施方式中电子设备结构示意图。

图8是根据本公开一些实施方式中电子设备结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。此外，下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

现如今，随着无线通信技术的发展，电子设备中包括的无线通信天线越来越多，例如用于实现卫星定位的GPS(Global Positioning System，全球定位***)天线、用于实现无线局域网络的WiFi(wireless fidelity，无线保真)天线、用于实现蜂窝网络的4G LTE(Long Term Evolution，长期演进)天线和5G天线、用于实现蓝牙连接的BT(bluetooth，蓝牙)天线等。除此之外，部分电子设备还包括UWB(Ultra Wide Band，超宽带)天线、NFC(NearField Communication，近场通信)天线等。

由此可见，电子设备中所包括的天线数量很多，但是目前电子设备逐渐朝向集成化和轻薄化方向发展，内部空间十分紧凑，为天线设计带来挑战。

以智能手机为例，手机为了实现与基站的全频段通信，手机天线需要融合越来越多的频段，例如LB低频、MB中频、HB高频频段，实现全频段覆盖。但是手机内部空间有限，因此常常需要做载波聚合(CA，(Carrier Aggregation)，也即，将不同频段信号融合在同一个天线中，利用调谐开关(tuner)进行频段切换。

相关技术中，国内市场的电子设备大多数不支持B32频段，B32是国际上常用的中频频段，电子设备厂商若想进入国际市场，B32频段的设计是不得不考虑的问题。但是，B32频段仅支持下行，因此需要与其他频段配合实现手机与基站的上下行通信，这就要求B32频段作为常驻频段。然而相关技术的天线***中，随着调谐开关(tuner)切换，中频谐振频率随之发生变化，这就中频B32频段难以做常驻频段。

基于上述相关技术存在的缺陷，本公开实施方式提供了一种天线***以及具有该天线***的电子设备，旨在实现手机天线的全频段融合，并且中频频段不受调谐开关影响，提高中频性能。

在一些实施方式中，本公开提供了一种天线***，该天线***可应用于电子设备中。本公开所述的电子设备可以是任何适于实施的设备类型，例如智能手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、可穿戴设备等，本公开对此不作限制。

在一些实施方式中，本公开电子设备以智能手机为例，智能手机的层叠结构中往往包括金属材质的承载框，承载框一方面用于作为手机的主体支撑结构，用来装配主板、传感器、显示模组以及背板等各种结构。另一方面，承载框的边缘一圈用来形成手机的外边框，手机的天线***通常即可利用该外边框作为金属辐射体。

例如图1示出了本公开一些实施方式中智能手机的结构，手机包括框体100、屏幕组件200以及背板300。框体100作为手机的主体支撑结构，其上可以布置手机各种电气和结构元件。例如框体100的一侧用于安装屏幕组件200形成手机的正面，框体100的另一侧用于安装背板300形成手机的背面。

框体100包括承载部120以及成型于承载部120边缘一圈的边框110，在屏幕组件200和背板300封装之后，边框110即可作为手机的外观侧边框。框体100一般为铝合金、不锈钢等金属材质，从而边框110即可作为手机天线***的金属辐射体，通过对边框110开设断缝并连接相应的射频电路，实现手机各种频段的信号辐射。

当然，智能手机中还可以包括其他各类电气结构，本公开图1中未示出。例如，框体100的承载部120与背板300之间通常设置有电路板、各类传感器、电池等，本领域技术人员对此可以理解，本公开不再赘述。

在上述电子设备结构基础上，本公开实施方式提供了一种天线***，该天线***包括辐射枝节和调谐开关。

辐射枝节是指天线***的辐射体，基于天线原理可知，通过对辐射枝节进行馈电和接地，可以在辐射枝节产生谐振信号，将辐射枝节作为天线收发源，实现预定频段信号的收发。

例如本公开实施方式中，通过对辐射枝节连接第一馈电和第一接地，将第一馈电与第一接地之间的辐射枝节配置为工作在第一谐振模式，其产生的谐振信号的频段包括MB中频频段。在一些实施方式中，第一谐振模式可以包括Loop谐振模式，也即，第一馈电、第一接地以及两者之间的辐射枝节产生环形Loop电流，形成Loop谐振模式。

可以理解，本公开实施方式中，辐射枝节配置有多个频段信号，例如除了上述的MB频段，还融合有LB频段、HB频段等。

调谐开关连接辐射枝节，调谐开关本质上是由电感、电容或二者组合形成的调谐电路，其作用是通过切换不同的电路，改变辐射枝节的有效电长度，从而实现谐振频率的调节。

本公开实施方式中，调谐开关设于辐射枝节的第一谐振模式之外，也即，调谐开关与辐射枝节的连接位置，位于第一馈电到第一接地之间的辐射枝节之外。调谐开关用于切换除MB频段之外的其他工作频段，例如，在天线***包括MB频段和LB频段时，调谐开关用于切换LB频段包括的各个低频频段。例如，B5、B8、B20、B28这些均为LB包括的低频频段，本公开示例中，调谐开关即用于在这些低频频段之间切换。

基于前述可知，在传统天线方案中，随着调谐开关对LB低频频段的切换，导致MB中频受到影响，谐振频率也会发生改变，不利于做B32等中频频段常驻。而本公开实施方式中，将调谐开关设于MB中频频段之外，从而在调谐开关对LB低频频段切换时，低频性能对中频谐振影响很小，从而MB中频信号几乎不会改变，可以保持B32等中频信号常驻。

通过上述可知，本公开实施方式中，通过将调谐开关设于天线***的中频谐振模式之外，从而中频谐振几乎不受其他频段的切换影响，实现中频频段的常驻模式，提高B32等中频频段的天线性能。

图2示出了本公开一些实施方式中天线***结构，下面结合图2对本公开天线***进行说明。

如图2所示，在一些实施方式中，本公开示例的天线***400包括辐射枝节410和寄生枝节420。结合前述图1所示，天线***400在智能手机中实施时，辐射枝节410和寄生枝节420可以是框体100的边框110，通过对边框110开设断缝，将金属材质的边框110的其中一部分作为辐射枝节410和寄生枝节420。

本公开实施方式中，辐射枝节410为L形结构，也即辐射枝节410包括一体成型的第一部分411和第二部分412。在下文中为便于描述，定义第一部分411的自由端为第一端a，定义第二部分412的自由端为第二端b。

寄生枝节420与辐射枝节410的第一端a相互耦合，耦合是指寄生枝节420与辐射枝节410靠近但不接触，通过两者之间的缝隙接收辐射枝节410的谐振能量。

在一些实施方式中，可以通过在边框110上开设断缝，形成相互耦合的寄生枝节420和辐射枝节410，断缝中可以填充高介电常数的材料，实现两者的物理连接。

本公开实施方式中，寄生枝节420接地，也即通过GND0与电子设备的参考地电性连接。电子设备的参考地是指电子设备中电气***的零电位参考面，在电子设备中通常由较大面积的金属作为参考地，例如电子设备的电路板，电路板的PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)层叠结构中往往包括至少一层金属铜层作为GND层，从而即可将电路板作为电子设备的参考地。

辐射枝节410上连接第一馈电K1、第一接地GND1以及调谐开关tuner。参见图2所示，第一馈电K1连接辐射枝节410的第一部分411，第一接地GND1连接辐射枝节410的第二部分412，从而本公开实施方式中，将第一馈电K1至第一接地GND1之间的辐射枝节部分配置为第一谐振模式，也即包括MB中频频段的谐振模式。

在一些实施方式中，第一谐振模式采用Loop电流模式，Loop电流模式也即环形电流模式，本领域技术人员参照相关技术即可理解并实现，本公开对此不作限制。

值得说明的是，本公开实施方式中，天线***的工作频段需要同时覆盖低频(LB)、中频(MB)以及高频(HB)频段。例如一些实施方式中，寄生枝节420被配置为工作频段包括HB频段，辐射枝节410的第一馈电K1至第一接地GND1之间被配置为工作频段包括MB频段，其余部分配置为工作频段包括LB频段。

继续参照图2所示，本公开实施方式中，调谐开关tuner连接辐射枝节410的第一部分411，并且调谐开关tuner与辐射枝节410连接的调谐点位置，位于第一谐振模式之外。

调谐开关tuner用于在LB频段中切换，例如，LB频段包括B5、B8、B20、B28等频段，调谐开关tuner通过切换调谐电路，使得天线***的低频频段在B5、B8、B20、B28之间切换。

图3示出了辐射枝节410的电流分布情况，图中箭头越密集的地方电流强度越高。通过图3可以看到，本公开示例中，辐射枝节410位于下方的第二部分412具有很强的电流集成，也即天线***的MB频段辐射性能很好。

图4和图5示出了本公开示例的天线***，调谐开关tuner在不同频段切换时的频率曲线。通过图4和图5可以看到，随着调谐开关tuner在不同LB频段切换，MB中频频段始终保持不变。这也证明了前述结论的正确性，也即本公开实施方式中，通过将调谐开关设于MB中频频段之外，从而在调谐开关对LB低频频段切换时，低频性能对中频谐振影响很小，从而MB中频信号几乎不会改变，可以保持B32等中频信号常驻。

通过上述可知，本公开实施方式中，将LB、MB和HB频段融合在一个天线***，实现全频段覆盖，节省天线对设备空间占用。而且，通过将调谐开关设于天线***的中频谐振模式之外，从而中频谐振几乎不受其他频段的切换影响，实现中频频段的常驻模式，提高B32等中频频段的载波聚合性能。另外，本公开实施方式中，仅利用一个调谐开关即可实现全频段覆盖，简化天线***的电路结构。

在一些实施方式中，第一接地GND1还可以包括电感，通过电感接地可以调整辐射枝节的有效电长度，从而提高天线设计的灵活性。例如图6示例中，第一接地GND1包括电感L，电感L的一端连接辐射枝节410的第二部分412，另一端连接电子设备的参考地。

在一些实施方式中，本公开提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任意实施方式的天线***。在一些示例中，本公开的电子设备可包括例如图1所示的智能手机。

本公开实施方式中，天线***的辐射枝节410和寄生枝节420可以采用悬浮式结构，悬浮结构的辐射体可以减弱其他设备结构的电磁干扰，进一步提高天线***的效率和辐射性能，下面结合图7进行说明。

为便于说明，图7中仅示出了电子设备的框体100的结构，其他结构进行隐藏。如图7所示，框体100包括边框110和承载部120，边框110和承载部120可以采用金属材质一体式成型，也可以是分体式连接，本公开对此不作限制。

本公开实施方式中，可以通过对框体100的边框110进行断缝分割，将边框110的部分作为天线***的辐射枝节410和寄生枝节420，通过图7可以看到，辐射枝节410和寄生枝节420完全独立于框体100，既不与其余边框110连接，也不与承载部120连接，形成悬浮式的结构。辐射枝节410和寄生枝节420可以通过非金属材料与框体100注塑形成固定连接，例如可以通过纳米材料注塑，将辐射枝节410和寄生枝节420与边框110进行固定连接。

通过上述可知，本公开实施方式中，通过悬浮式的辐射体结构，可以减弱其他设备结构的电磁干扰，进一步提高天线***的效率和辐射性能，

在一些实施方式中，电子设备还包括电路板，电路板既可以电子设备的主板，也可以是SUB(Substrate)副板。电路板上设有射频电路，射频电路例如可以是电子设备的射频IC(Integrated Circuit，集成电路)芯片，射频电路连接天线***的第一馈电，用于作为天线***的激发源。

通过上述可知，本公开实施方式中，将LB、MB和HB频段融合在一个天线***，实现全频段覆盖，节省天线对设备空间占用。而且，通过将调谐开关设于天线***的中频谐振模式之外，从而中频谐振几乎不受其他频段的切换影响，实现中频频段的常驻模式，提高B32等中频频段的载波聚合性能。另外，本公开实施方式中，仅利用一个调谐开关即可实现全频段覆盖，简化天线***的电路结构。通过悬浮式的辐射体结构，可以减弱其他设备结构的电磁干扰，进一步提高天线***的效率和辐射性能，

图8中示出了本公开一些实施方式中的电子设备的结构框图，下面结合图8对本公开一些实施方式的电子设备相关原理进行说明。

参照图8，电子设备1800可以包括以下一个或多个组件：处理组件1802，存储器1804，电源组件1806，多媒体组件1808，音频组件1810，输入/输出(I/O)接口1812，传感器组件1816，以及通信组件1818。

处理组件1802通常控制电子设备1800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件1802可以包括一个或多个处理器1820来执行指令。此外，处理组件1802可以包括一个或多个模块，便于处理组件1802和其他组件之间的交互。例如，处理组件1802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件1808和处理组件1802之间的交互。又如，处理组件1802可以从存储器读取可执行指令，以实现电子设备相关功能。

存储器1804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备1800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备1800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器1804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件1806为电子设备1800的各种组件提供电力。电源组件1806可以包括电源管理***，一个或多个电源，及其他与为电子设备1800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件1808包括在所述电子设备1800和用户之间的提供一个输出接口的显示屏。在一些实施例中，多媒体组件1808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备1800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜***或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件1810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件1810包括一个麦克风(MIC)，当电子设备1800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器1804或经由通信组件1818发送。在一些实施例中，音频组件1810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口1812为处理组件1802和***接口模块之间提供接口，上述***接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件1816包括一个或多个传感器，用于为电子设备1800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件1816可以检测到电子设备1800的打开/关闭状态，组件的相对定位，传感器组件1816还可以检测电子设备1800或电子设备1800一个组件的位置改变，用户与电子设备1800接触的存在或不存在，电子设备1800方位或加速/减速和电子设备1800的温度变化。传感器组件1816可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件1816还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件1816还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件1818被配置为便于电子设备1800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备1800可以接入基于通信标准的无线网络，如Wi-Fi，2G，3G，4G，5G或6G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件1818经由广播信道接收来自外部广播管理***的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件1818还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，电子设备1800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。

显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本公开创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种天线***，其特征在于，应用于电子设备，所述天线***包括：

辐射枝节，所述辐射枝节连接第一馈电和第一接地，所述第一馈电和所述第一接地之间的所述辐射枝节被配置为工作在第一谐振模式，所述第一谐振模式对应的频段包括MB频段；

调谐开关，连接所述辐射枝节且位于所述第一馈电和所述第一接地之间的辐射枝节之外，所述调谐开关用于切换所述天线***除所述MB频段之外的其他工作频段。

2.根据权利要求1所述的天线***，其特征在于，

所述辐射枝节为L形结构，所述第一馈电与所述辐射枝节连接的第一馈电点靠近所述L形结构的弯折位置。

3.根据权利要求2所述的天线***，其特征在于，

所述第一接地与所述辐射枝节连接的第一接地点设于所述L形结构的第一部分，所述调谐开关与所述辐射枝节连接的调谐点设于所述L形结构的第二部分。

4.根据权利要求3所述的天线***，其特征在于，

所述第一谐振模式包括Loop谐振模式，所述第一馈电、所述第一接地以及两者之间的所述辐射枝节被配置为形成所述Loop谐振模式。

5.根据权利要求1所述的天线***，其特征在于，

所述第一接地包括电感，所述电感一端连接所述辐射枝节，另一端连接所述电子设备的参考地。

6.根据权利要求1至5任一项所述的天线***，其特征在于，还包括：

寄生枝节，与所述辐射枝节的一端电性耦合，所述寄生枝节接地。

7.根据权利要求6所述的天线***，其特征在于，

所述天线***的工作频段包括LB频段、MB频段以及HB频段；

所述MB频段包括B32频段。

8.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1至7任一项所述的天线***。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，还包括：

金属材质的中框，所述中框的至少一部分形成所述辐射枝节；

电路板，所述电路板上设有射频电路，所述射频电路连接所述第一馈电，所述第一接地连接所述电路板的参考地。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，

所述电子设备包括智能手机或者平板电脑。

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