CN103094690B - 一种环形天线及相关电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种环形天线及相关电子设备，有效拓宽高频带宽，提高天线走线的灵活性和天线可调性。本发明实施例包括：正天线馈电点和接地天线馈电点；其中，正天线馈电点或接地天线馈电点处连接有单极天线；正天线馈电点与第一导电部件连接，并通过第一导电部件连接接地天线馈电点，第一导电部件为具备该环形天线的电子设备外围的导电边框的一部分。

Description

一种环形天线及相关电子设备
技术领域
本发明涉及通信领域技术，尤其是涉及一种环形天线及相关电子设备。
背景技术
原有的手持式通信设备(如手机、平板电脑等)的天线仅支持全球移动通信系统(GSM，globalsystemformobilecommunications)制式，随着通信设备技术的日益发展且为了适应多网络制式系统，目前通过增加手持式通信设备的天线数目，使得手持式通信设备也能够同时支持第三代移动通信技术(3G，3rd-generation)，4G，无线保真，全球定位系统等多种网络制式。
以手机为例，现在通常一部智能手机需要设计4至6个，甚至更多天线。同时消费者对于手机小、薄型化外观的需求一直在增加，制造商也一直致力于利用紧凑结构改善天线设计。近来根据统计显示：消费者对于金属架构(如金属边框和金属后盖的手机比较偏爱，于是制造商使用了金属边框做天线的方案，将连接电路板的天线做成了环绕手机“一圈”的环天线，该金属环天线不是真正封闭的一圈，而是留有开缝防止短路；该金属环天线的天线馈点连接到金属边框开缝附近，利用金属边框到地平面这段路径形成的，利用环天线的谐振模式(如0.5波长λ，λ和1.5λ等模式)理论分别产生所需频段的高低频谐振。
但是，该金属边框结构件设计的环天线走线固定且比较简单，可调性较弱，单靠天线馈点到地平面这段金属边框要激发出多个高频谐振比较困难，容易造成高频带宽不足，且金属边框作为天线辐射体，高低频谐振的电场最大点都在金属边框上，而金属边框开缝设置在左右边框处，容易造成手握时天线性能恶化严重。
发明内容
本发明实施例提供了一种环形天线及相关电子设备，有效拓宽高频带宽，提高天线走线的灵活性和天线可调性。
有鉴于此，本发明第一方面提供一种环形天线，可包括：
正天线馈电点和接地天线馈电点；
其中，所述正天线馈电点或所述接地天线馈电点处连接有单极天线；
所述正天线馈电点与第一导电部件连接，并通过所述第一导电部件连接所述接地天线馈电点，所述第一导电部件为具备所述环形天线的电子设备外围的导电边框的一部分。
在第一种可能的实现方式中，所述第一导电部件与所述接地天线馈电点之间设置有第一无源器件或第一有源器件。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一无源器件为电感或电容或电阻，所述第一有源器件为开关或变容二极管。
本发明第二方面提供一种电子设备，可包括导电边框、电路板和上述第一方面所述的环形天线；
所述环形天线的接地天线馈电点与所述电路板上的接地区域形成地连接；
所述导电边框包括第一导电边框件和第二导电边框件，所述第一导电边框件和所述第二导电边框件之间留有第一缝隙，且所述第一缝隙设置于所述环形天线附近，以使得所述第一导电边框件和所述第二导电边框件耦合激励谐振。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述电子设备上设置有边框接地点，所述导电边框与边框接地点连接，并与所述接地区域形成地连接。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述边框接地点与所述导电边框之间设置有第二无源器件或第二有源器件。
结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第二无源器件为电感或电容或电阻，所述第二有源器件为开关或变容二极管。
结合第二方面或第二方面的第一种或第二种或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述导电边框为由不锈钢或铝的金属材料形成的导电边框。
结合第二方面或第二方面的第一种或第二种或第三种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述电子设备为移动通信终端、笔记本计算机和平板计算机。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种环形天线及相关电子设备，正天线馈电点与第一导电部件(导电边框的一部分)连接，其后通过接地天线馈电点连回接地区域，并在正天线馈电点或所述接地天线馈电点处连接有单极天线，从而形成环形天线；单极天线用于激励新的高频谐振，有效拓宽高频带宽，提高天线走线的灵活性；由于单极天线走线不利用导电边框作为辐射体，可降低手握影响，且提高天线的可调性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种环形天线的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的环形天线的另一结构示意图；
图3为本发明实施例提供的环形天线的另一结构示意图；
图4为本发明实施例提供的环形天线的另一结构示意图；
图5为本发明实施例提供的具有环形天线的电子设备示意简图；
图6为本发明实施例提供的具有环形天线的电子设备另一示意简图；
图7为本发明实施例提供的具有环形天线的电子设备另一示意简图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种环形天线及相关电子设备，有效拓宽高频带宽，提高天线走线的灵活性和天线可调性。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
以下分别进行详细说明。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种环形天线的结构示意图；其中，所述一种环形天线，包括：
正天线馈电点1和接地天线馈电点2；
其中，所述正天线馈电点1或所述接地天线馈电点2处连接有单极天线3；
所述正天线馈电点1与第一导电部件41连接，并通过所述第一导电部件41连接所述接地天线馈电点，所述第一导电部件41为具备所述环形天线的电子设备外围的导电边框4的一部分；
本发明实施例中，所述正天线馈电点1可以设置在第一导电部件41上，即直接与第一导电部件41连接，也可以通过导线连接到第一导电部件41；同样地，所述接地天线馈电点2可以设置在第一导电部件41上，即直接与第一导电部件41连接，也可以通过导线与第一导电部件41连接，图1中仅以正天线馈电点1通过导线连接到第一导电部件41，且所述第一导电部件41通过导线连接至接地天线馈电点为例进行示意，但不作为对本发明的具体限定。
可以理解的是，所述正天线馈电点1和所述接地天线馈电点2均为所述环形天线的强电流位置；在所述强电流位置处连接有单极天线3，其中，竖直的具有四分之一波长(1/4λ)的天线称为单极天线。本实施方式中，单极天线3可以激励新的谐振以拓展带宽，其天线谐振原理可以等同于对称阵子天线的谐振原理，所述对称阵子天线有两条臂，每条臂的长度是其辐射接收信号频率对应波长的1/4，同样地在本实施例中，其一条臂是主板，另一条臂即所述单极天线，因此在正天线馈电点1或接地天线馈电点2处一段导线可以激励出相应频率的谐振。并且，所述单极天线3布置在导电边框4内部，即其走线不利用导电边框4作为辐射体，可降低手握影响；
如图1所示，单极天线3与正天线馈电点1连接，正天线馈电点1通过第一段走线11连接到第一导电部件41上，其中，该第一导电部件41是电子设备外围的导电边框4的一部分，且第一导电部件41为一段不间断的边框，即第一导电部件41上没有设置隙缝或开缝等，沿着第一导电部件41，最后通过第二段走线12连接到接地天线馈电点2连地，从而形成该环形天线；为方便理解，图1中用粗线表示形成的环形天线；其中，接地天线馈电点2可以连接回接地区域以形成地连接，所述接地区域可以是具备该环形天线的电子设备中电路板上的接地区域；另容易想到的是，该实施方式中，仅以第一导电部件41为电子设备外围的导电边框4右上角部分边框作为示意进行说明，并不作为对本发明的限定；即第一导电部件41也可以为电子设备外围的导电边框4左上角或右下角部分边框等，对环形天线的功能实现不作影响。
另外，当所述环形天线应用在电子设备时，在导电边框4、环形天线附近会留有第一缝隙6，使得所述环形天线得以构成并实现其功能。
本发明实施例提供的一种环形天线，正天线馈电点1与第一导电部件41(导电边框4的一部分)连接，其后通过接地天线馈电点2连回接地区域，并在正天线馈电点1或所述接地天线馈电点2处连接有单极天线3，从而形成环形天线；单极天线3用于激励新的高频谐振，有效拓宽高频带宽，提高天线走线的灵活性；由于单极天线3走线不利用导电边框4作为辐射体，可降低手握影响，且提高天线的可调性。
在某些实施方式中，如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种环形天线的另一结构示意图，正天线馈电点1通过第一段走线11连接到第一导电部件41上，其中，该第一导电部件41是电子设备外围的导电边框4的一部分，且第一导电部件41为一段不间断的边框，即第一导电部件41上没有设置隙缝或开缝等，沿着第一导电部件41，最后通过第二段走线12连接到接地天线馈电点2连地，且单极天线3设置在接地天线馈电点2处，从而形成该环形天线，为方便理解，图2中用粗线表示形成的环形天线；其中，接地天线馈电点2可以连接回接地区域以形成地连接，所述接地区域可以是具备该环形天线的电子设备中电路板上的接地区域；同样地，第一导电部件41也可以为电子设备外围的导电边框4左上角或右下角部分边框等，此处不作具体限定。
进一步地，所述环形天线中，第一导电部件41与所述接地天线馈电点2之间还可以设置有第一无源器件或第一有源器件5，可一并参考图3和图4，可以理解为在第二段走线12上设置第一无源器件或第一有源器件5，其中，图3所示为单极天线3与正天线馈电点1连接，且设置有第一无源器件或第一有源器件5的环形天线，图4为单极天线3与接地天线馈电点2连接，且设置有第一无源器件或第一有源器件5的环形天线；其中，根据不同的应用场景，该第一无源器件或第一有源器件5的取值会有所不同，通过改变第一无源器件或第一有源器件5的值可以调节环形天线的电长度，增加了天线的可调性。另可以理解的是，所述第一无源器件5可以为电感或电容或电阻或其他的无源器件，所述第一有源器件5可以为开关或变容二极管或其他的有源器件，此处不作具体限定。
本发明实施例提供的一种环形天线，正天线馈电点1与第一导电部件41(导电边框4的一部分)连接，其后通过接地天线馈电点2连回接地区域，并在正天线馈电点1或所述接地天线馈电点2处连接有单极天线3，从而形成环形天线；单极天线3用于激励新的高频谐振，有效拓宽高频带宽，提高天线走线的灵活性；由于单极天线3走线不利用导电边框4作为辐射体，可降低手握影响，且提高天线的可调性；进一步地，在第一导电部件41和接地天线馈电点2之间设置第一无源器件或第一有源器件5，通过改变第一无源器件或第一有源器件5的值可以调节环形天线的电长度，增加了天线的可调性。
为便于更好的实施本发明实施例的技术方案，本发明实施例还提供与之相关的装置设备。
本发明实施例还提供一种电子设备，请参考图5，图5为该电子设备的结构示意简图，其中，所述电子设备包括导电边框4、电路板和如上实施例所述的环形天线；
所述环形天线的接地天线馈电点2与所述电路板上的接地区域形成地连接；
所述导电边框包括第一导电边框件42和第二导电边框件43，所述第一导电边框件42和所述第二导电边框件43之间留有第一缝隙6，且所述第一缝隙6设置于所述环形天线附近，以使得第一缝隙6两侧的第一导电边框件42和第二导电边框件43耦合激励谐振。
可以理解的是，在本发明实施例中，第一缝隙6设置于所述环形天线附近，其中，第一缝隙6在不同的实际应用场景中其设置的位置可能会不同，但是该第一缝隙6设置在环形天线附近，能够使得第一缝隙6两侧的导电边框件(即第一导电边框件42和第二导电边框件43)耦合激励谐振，本发明实施例不对第一缝隙6的具体设置位置进行限定。
其中，如图5所示该电子设备中的环形天线，仅以单极天线3与正天线馈电点1连接为示意进行说明，所述电子设备中的环形天线可以根据上述实施例，并结合图1至图4所示的环形天线进行具体实现，此处不再具体阐述。
结合图5所示的电子设备，其环形天线设置于电子设备的右上角，所述第一缝隙6设置在导电边框4的上边框且在该环形天线附近，利用第一缝隙6左边的第一导电边框件42和右边的第二导电边框件43的电场耦合，激励新的高频谐振，进一步拓宽高频带宽。其中，第二导电边框件43即图示第一导电部件41向左突出的一小部分导电边框件，或所述第二导电边框件43可以包括第一导电部件41。另容易想到的是，由于第一缝隙6设置在上边框而不是左右边框，这样用户使用时手握到的机率较少，因此可以降低手握的影响；若环形天线设置于电子设备的右下角，所述第一缝隙6也可以设置在导电边框4的下边框；其中，所述导电边框4可以为由不锈钢或铝或其他金属材料形成的导电边框。
另外，本发明提供的所述电子设备可以是一种便携式电子设备，如移动通信终端(手机)或笔记本计算机或平板计算机或其他的小型便携式计算机。
由上述可知，本发明实施例提供的一种电子设备，内部的环形天线中设置有单极天线3用于激励新的高频谐振，有效拓宽高频带宽，提高天线走线的灵活性；进一步地，导电边框4中的第一导电边框件42和所述第二导电边框件43之间留有第一缝隙6，且该第一缝隙6设置在该环形天线附近，可以利用第一缝隙6处两边电场的耦合激励高频谐振，进一步拓宽高频带宽和降低手握影响。
为了更好地理解本发明技术方案，以下以一具体应用场景，结合图6所示的电子设备对其结构设置和环形天线进行明说分析：
其中，在该应用场景下，假设所述电子设备为移动终端(手机)，其包括导电边框4(金属边框)、电路板中的接地区域和环形天线，其中，所述环形天线设置于移动终端的右上角，该环形天线中的单极天线3与正天线馈电点1连接，从单极天线3到正天线馈电点1，通过第一段走线11连接到第一导电部件41(即导电边框4右上角的部分)上，沿着第一导电部件41，最后通过第二段走线12连接所述接地天线馈电点2，所述接地天线馈电点2连回接地区域，从而形成该环形天线；
可以理解的是，可以在第一导电部件41与所述接地天线馈电点2之间设置第一无源器件或第一有源器件5，通过改变第一无源器件或第一有源器件5的值可以调节环形天线的电长度，增加了天线的可调性。另可以理解的是，所述第一无源器件5可以为电感或电容或电阻或其他的无源器件，所述第一有源器件5可以为开关或变容二极管或其他的有源器件，此处不作具体限定。
进一步地，如图6所示，所述导电边框4可以包括第一导电边框件42、第二导电边框件43和第三导电边框件44，其中，所述第一导电边框件42和所述第二导电边框件43之间留有第一缝隙6，所述第一导电边框件42和所述第三导电边框件44之间留有第二缝隙7，其中，第一缝隙6设置于所述环形天线附近，以使得第一缝隙6两侧的金属边框(即第一导电边框件42和所述第二导电边框件43)耦合激励高频谐振，拓宽高频带宽；可以理解的是，在实际应用中，为了设备外观整齐美观，第二缝隙7可以设置于与第一缝隙6呈轴对称的位置，此处不作具体限定。容易想到的是，如图6所示第一导电边框件42、第二导电边框件43和第三导电边框件44为导电边框4中上边框上的边框部件，在某些实施方式中，若环形天线设置在移动终端右下角，所述第一导电边框件42、第二导电边框件43和第三导电边框件44为导电边框4中下边框上的边框部件，对于这种实现方式此处不作具体阐述和限定。
另外，所述电子设备上设置有边框接地点，所述导电边框4通过导线与边框接地点连接，并与所述接地区域形成地连接。如图示边框接地点8和边框接地点9，通过导线与导电边框4，并与所述接地区域形成地连接；
再进一步地，由于第一缝隙6两边的金属边框可以进行耦合激励高频谐振，因此为了使得耦合谐振可调，可以在边框接地点8与第一导电边框件42之间设置第二无源器件或第二有源器件10，如图7所示，其中，根据不同的应用场景，该第二无源器件或第二有源器件10的取值会有所不同，通过改变第二无源器件或第二有源器件10的值可以调节耦合谐振的电长度，增加了天线的可调性。另外，根据不同的应用场景，边框接地点8的位置也会不同，改变边框接地点8设置的位置可以调整耦合谐振的位置，使得谐振覆盖到所需频带，本发明实施例不对边框接地点8的具体设置位置进行限定。另需要说明的是，本实施例中的天线谐振，其高频段(1710-2170兆赫兹MHz)的三个谐振分别对应1次模谐振(差模)，1/4λ谐振(单极子)以及金属边框耦合谐振。
另可以理解的是，所述第二缝隙7只是为了外观美观而设置，并不是用于耦合激励谐振，因此边框接地点9与第一导电边框件42之间可不必设置第二无源器件或第二有源器件10；其中，所述第二无源器件10可以为电感或电容或电阻或其他的无源器件，所述第二有源器件10可以为开关或变容二极管或其他的有源器件，此处不作具体限定。
可以理解的是，为描述的方便和简洁，上述描述的电子设备中的环形天线的具体设置和功能实现，可以参考前述环形天线实施例中的对应过程并结合对应的环形天线示意图，在此不再赘述。
由上述可知，本发明实施例提供的一种电子设备，内部的环形天线中设置有单极天线3用于激励新的高频谐振，有效拓宽高频带宽，提高天线走线的灵活性；导电边框4上的第一导电边框件42和所述第二导电边框件43之间留有第一缝隙6，且第一缝隙6设置于所述环形天线附近，可利用第一缝隙6处两边电场的耦合激励高频谐振，进一步拓宽高频带宽；在边框接地点8与第一导电边框件42之间设置第二无源器件或第二有源器件10，使得耦合谐振可调，增加了天线的可调性。
以上对本发明所提供的一种环形天线及相关电子设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种环形天线，其特征在于，包括：
正天线馈电点和接地天线馈电点；
其中，所述正天线馈电点或所述接地天线馈电点处连接有单极天线，其中，所述单极天线设置在导电边框内部，用于激励新的谐振以拓展带宽；
所述正天线馈电点与第一导电部件连接，并通过所述第一导电部件连接所述接地天线馈电点，所述第一导电部件为具备所述环形天线的电子设备外围的导电边框的一部分。
2.根据权利要求1所述的环形天线，其特征在于，所述第一导电部件与所述接地天线馈电点之间设置有第一无源器件或第一有源器件。
3.根据权利要求2所述的环形天线，其特征在于，所述第一无源器件为电感或电容或电阻，所述第一有源器件为开关或变容二极管。
4.一种电子设备，其特征在于，包括导电边框、电路板和权利要求1至3任一项所述的环形天线；
所述环形天线的接地天线馈电点与所述电路板上的接地区域形成地连接；
所述导电边框包括第一导电边框件和第二导电边框件，所述第一导电边框件和所述第二导电边框件之间留有第一缝隙，且所述第一缝隙设置于所述环形天线附近，以使得所述第一导电边框件和所述第二导电边框件耦合激励谐振；
所述第二导电边框件包括所述第一导电部件。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备上设置有边框接地点，所述导电边框上的第一导电边框件与边框接地点连接，并与所述接地区域形成地连接。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述边框接地点与所述导电边框之间设置有第二无源器件或第二有源器件。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第二无源器件为电感或电容或电阻，所述第二有源器件为开关或变容二极管。
8.根据权利要求4至7任一项所述的电子设备，其特征在于，所述导电边框为由不锈钢或铝的金属材料形成的导电边框。
9.根据权利要求4至7任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为手机或平板电脑。
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