CN103326112A - 天线装置和终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种天线装置和终端设备。根据本发明实施例的天线装置，包括：多个第一频率分支部，其中多个第一频率分支部的每一个包括：第一类型天线，第二类型天线，连接到第一类型天线，以与第一类型天线共同发送和/或接收该第一频率分支部所针对子频段中的信号；多个第二频率分支部，其中多个第二频率分支部的每一个包括：第二类型天线，配置来发送和/或接收该第二频率分支部所针对子频段中的信号；匹配单元，连接到第一频率分支部和第二频率分支部，配置来调节第一频率分支部和第二频率分支部的谐振频率；馈电单元，连接到第一频率分支部和第二频率分支，配置来馈送射频信号。

Description

天线装置和终端设备

技术领域

本发明实施例涉及天线装置和终端设备，更具体地，本发明实施例涉及应用于终端设备的天线装置和包括相应天线装置的终端设备。

背景技术

近年来，例如移动电话、多媒体播放器、个人数字助理(PDA)、游戏机、便携式计算机的各种终端设备已经被广泛应用。随着终端设备被要求越做越小，越做越薄，给终端设备的设计带来极大的挑战，而便携式设备的天线装置作为通信的重要部件，其设计的难度随着用户对于终端设备的大小、轻薄等要求不断提高而增加。

为了缩小天线装置的尺寸，提出了结构小巧的陶瓷天线。由于陶瓷天线具有良好的增益和灵敏性，其被越来越多地应用于无线网络通讯设备、蓝牙设备和GPS(全球定位系统)设备等。然而，陶瓷天线的带宽较窄，难以满足例如3G移动电话等一些对于带宽要求较高的产品。

发明内容

本发明希望提出一种用于天线装置和应用于该天线装置的终端设备以解决上述问题。

本发明的实施例提供了一种天线装置，包括：多个第一频率分支部，其中多个第一频率分支部针对第一频段，并且多个第一频率分支部的每一个针对与其他第一频率分支部不同的第一频段中的子频段，多个第一频率分支部的每一个包括：第一类型天线，第二类型天线，连接到第一类型天线，以与第一类型天线共同发送和/或接收该第一频率分支部所针对子频段中的信号；多个第二频率分支部，其中多个第二频率分支部针对第二频段，并且多个第二频率分支部的每一个针对与其他第二频率分支部不同的第二频段中的子频段，多个第二频率分支部的每一个包括：第二类型天线，配置来进发送和/或接收该第二频率分支部所针对子频段中的信号；匹配单元，连接到第一频率分支部和第二频率分支部，配置来调节第一频率分支部和第二频率分支部的谐振频率；馈电单元，连接到第一频率分支部和第二频率分支，配置来馈送射频信号。

本发明的实施例还提供了一种包含天线装置的终端设备。该天线装置包括：多个第一频率分支部，其中多个第一频率分支部针对第一频段，并且多个第一频率分支部的每一个针对与其他第一频率分支部不同的第一频段中的子频段，多个第一频率分支部的每一个包括：第一类型天线，第二类型天线，连接到第一类型天线，以与第一类型天线共同发送和/或接收该第一频率分支部所针对子频段中的信号；多个第二频率分支部，其中多个第二频率分支部针对第二频段，并且多个第二频率分支部的每一个针对与其他第二频率分支部不同的第二频段中的子频段，多个第二频率分支部的每一个包括：第二类型天线，配置来进发送和/或接收该第二频率分支部所针对子频段中的信号；匹配单元，连接到第一频率分支部和第二频率分支部，配置来调节第一频率分支部和第二频率分支部的谐振频率；馈电单元，连接到第一频率分支部和第二频率分支，配置来馈送射频信号。

与传统的内置天线相比，本发明实施例的天线装置可减小电子设备内置天线装置的尺寸。此外，在本发明实施例的天线装置中，通过使用第一类型天线和第二类型天线共同发送和/或接收射频信号，可扩展带宽较窄的天线的带宽，使其能够适用于对于带宽要求较高的终端设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明的示例性实施例。

图1是示出了传统的单极子天线装置的一个示例的剖面示意图。

图2是示出根据本发明的一个实施例的天线装置的示范性结构框图。

图3是示出根据本发明的一个实施例的匹配电路选择单元的示范性结构框图。

图4是示出了根据本发明的一个实施例的天线装置中的第一频率分支部和第二频率分支部的剖面示意图。

图5是示出了根据本发明的另一实施例的天线装置中的第一频率分支部和第二频率分支部的剖面示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本上相同步骤和元素用相同的附图标记来表示，且对这些步骤和元素的重复解释将被省略。

图1是示出了传统的单极子天线装置100的一个示例的剖面示意图。如图1所示，单极天线装置100包括低频分支110和第一高频分支120以及第二高频分支130。在传统的单极天线装置或IFA天线装置中，由于介电常数不高，因此天线尺寸较大，特别是工作频率较低的单极天线。具体地，由于在单极天线装置的天线长度与其工作频率成反比，因此工作频率越低的单极天线所需要的长度越长。如图1所示，低频分支110的长度大于第一高频分支120的长度和第二高频分支130的长度。

图2是示出根据本发明的一个实施例的天线装置200的示范性结构框图。天线装置200可应用于终端设备。在本发明的以下实施例中，终端设备的具体形式包括但不限于移动电话、个人数字助手、平板式计算机、便携式计算机、游戏机、多媒体播放器、GPS导航设备等。下面，将参照图2来描述根据本发明实施例的混合结构天线装置。

如图2所示，天线装置200可应用于终端设备。天线装置200可包括第一频率分支部210和220、第二频率分支部230和240、匹配单元250和馈电单元260。

具体地，第一频率分支部210和220可针对第一频段。根据本方面的一个示例，第一频段可以是低频频段。低频频段可进一步被划分为第一低频子频段和第二低频子频段。第一频率分支部210和220可分别针对不同的低频子频段。例如，第一频率分支部210可工作在第一低频子频段，而第一频率分支部220可工作在第二低频子频段。当天线装置200进行低频信号的发送和/或接收时，可同时使用第一频率分支部210和220，从而增加了的天线装置200的低频工作带宽。

如图2所示，第一频率分支部210包括第一类型天线212和连接到第一类型天线212的第二类型天线214。第一类型天线212和第二类型天线214可共同发送和/或接收第一低频子频段中的信号。根据本方面的一个示例，第一类型天线可以是陶瓷天线，而第二类型天线可以是非陶瓷天线的传统内置天线，例如PCB型天线、金属片天线、或PCB与金属片混合型天线等。由于陶瓷天线介电常数高，其基材尺寸很小，因此第一频率分支部210所需的谐振体变短，从而有效地减小了第一频率分支部210的尺寸，此外，由于将第一类型天线与第二类型天线连接，可扩展第一频率分支部210的工作带宽。例如，如上所述，当第一类型天线是陶瓷天线，而第二类型天线是非陶瓷天线的传统内置天线时，可通过传统的内置天线214改善陶瓷天线212谐振频带过窄的缺点，当第一频率分支部210的所需工作频带较宽时，满足设计要求。

与第一频率分支部210类似，如图2所示，另一第一频率分支部220包括第一类型天线222和连接到第一类型天线222的第二类型天线224。第一类型天线222和第二类型天线224可共同发送和/或接收第二低频子频段中的信号。如上所述，根据本方面的一个示例，第一类型天线可以是陶瓷天线，而第二类型天线可以是非陶瓷天线的传统内置天线，例如PCB型天线、金属片天线、或PCB与金属片混合型天线等。由于陶瓷天线介电常数高，其基材尺寸很小，因此第一频率分支部220所需的谐振体变短，从而有效地减小了第一频率分支部220的尺寸，此外，由于将第一类型天线与第二类型天线连接，可扩展第一频率分支部220的工作带宽。例如，如上所述，当第一类型天线是陶瓷天线，而第二类型天线是非陶瓷天线的传统内置天线时，可通过传统的内置天线224改善陶瓷天线222谐振频带过窄的缺点，当第一频率分支部220的所需工作频带较宽时，满足设计要求。

与第一频率分支部210和220类似，第二频率分支部230和240可针对第二频段。根据本方面的一个示例，第二频段可以是高频频段。高频频段可进一步被划分为第一高频子频段和第二高频子频段。第二频率分支部230和240可分别针对不同的高频子频段。例如，第二频率分支部230可工作在第一高频子频段，而第二频率分支部240可工作在第二高频子频段。当天线装置200进行高频信号的发送和/或接收时，可同时使用第二频率分支部230和240，从而增加了的天线装置200的高频工作带宽。

如图2所示，第二频率分支部230和240中可包括第二类型天线，以发送和/或接收该第二频率分支部所针对子频段中的信号。根据本发明的一个示例，第二类型天线可以是非陶瓷天线的传统内置天线，例如PCB型天线、金属片天线、或PCB与金属片混合型天线等。

此外，根据本发明的另一示例，在每个第二频率分支部中还可包括连接到第二类型天线的第一类型天线，以与第二类型天线共同发送和/或接收该第二频率分支部所针对的子频段中的信号。例如，在第二类型天线是非陶瓷天线的传统内置天线的情况下，在每个第二频率分支部中还可包括作为第一类型天线的陶瓷天线，以进一步减小天线装置的尺寸。

匹配单元250连接到第一频率分支部和第二频率分支部，配置来调节第一频率分支部和第二频率分支部的谐振频率。根据本发明的一个示例，匹配单元250中可包括一个匹配电路。该匹配电路可直接与第一频率分支部210和220以及第二频率分支部230和240相连接，以调节第一频率分支部和第二频率分支部的谐振频率。

可替换地，匹配单元250中包括多个匹配电路。天线装置还包括连接到第一频率分支部和第二频率分支部的匹配电路选择单元。匹配单元250经由匹配电路选择单元连接到第一频率分支部和第二频率分支部。图3是示出根据本发明的一个实施例的匹配电路选择单元300的示范性结构框图。如图3所示，匹配电路选择单元300可包括多个电路连接接口310-340和选择模块350，其中每个电路连接接口与多个匹配电路360-390中的一个匹配电路相连接，并且选择模块350可选择性地连接多个电路连接接口中的一个，以将第一频率分支部和第二频率分支部与多个匹配电路中的一个连通。例如，选择模块350可根据天线装置的工作频段，选择性地连接多个电路连接接口中的一个，即选择模块可根据天线装置的工作频段，将第一频率分支部和第二频率分支部与多个匹配电路中的一个连通。当第一频率分支部和第二频率分支部与不同的匹配电路连通时，其工作频段不同，从而天线装置200可以时分复用的方式覆盖更宽频段。

馈电单元260可连接到第一频率分支部和第二频率分支，以将天线装置200接收到和/或要通过其发送的射频信号传送到终端设备中的前端射频电路。

与传统的内置天线相比，本发明实施例的天线装置可减小电子设备内置天线装置的尺寸。此外，在本发明实施例的天线装置中，通过使用第一类型天线和第二类型天线共同发送和/或接收射频信号，可扩展带宽较窄的天线的带宽，使其能够适用于对于带宽要求较高的终端设备。

应注意，虽然在图2所示的示例中，以第一频率分支部210和220针对低频频段，而第二频率分支部230和240针对高频频段为例进行了描述，但是本发明不限于此。例如，也可以第一频率分支部210和220针对高频频段，而第二频率分支部230和240针对低频频段。

此外，虽然在图2所示的示例中，以两个第一频率分支部和两个第二频率分支部为例进行了的描述，但是应注意第一频率分支部和两个第二频率分支部的个数也可以不同，并且第一频率分支部和两个第二频率分支部的个数不对本发明的范围构成限制。

图4是示出了根据本发明的一个实施例的天线装置中的第一频率分支部和第二频率分支部的剖面示意图。如图4所示，在天线装置400中包括第一频率分支部410和420、第二频率分支部430和440以及馈线450。

具体地，第一频率分支部410和420可针对第一频段。根据本方面的一个示例，第一频段可以是低频频段。低频频段可进一步被划分为第一低频子频段和第二低频子频段。第一频率分支部410和420可分别针对不同的低频子频段。例如，第一频率分支部410可工作在第一低频子频段，而第一频率分支部220可工作在第二低频子频段。当天线装置400进行低频信号的发送和/或接收时，可同时使用第一频率分支部410和420，从而增加了的天线装置400的低频工作带宽

如图4所示，第一频率分支部410包括第一类型天线412和连接到第一类型天线412的第二类型天线414。第一类型天线412和第二类型天线414可共同发送和/或接收第一低频子频段中的信号。在图4所示的示例中，第一类型天线是具有较小尺寸的陶瓷天线，而第二类型天线可以是非陶瓷天线的传统内置天线，例如PCB型天线、金属片天线、或PCB与金属片混合型天线等。第一频率分支部410通过馈线450连接到天线装置400的匹配单元和馈电单元(未示出)。

与第一频率分支部410类似，如图4所示，另一第一频率分支部420包括第一类型天线422和连接到第一类型天线422的第二类型天线424。第一类型天线422和第二类型天线424可共同发送和/或接收第二低频子频段中的信号。此外，第二频率分支部420也通过馈线450连接到天线装置400的匹配单元和馈电单元。

在图4中所示的示例中，以第一频率分支部410和420与馈线450相连接为例进行了描述。然而，本发明不限于此，图5是示出了根据本发明的另一实施例的天线装置中的第一频率分支部和第二频率分支部的剖面示意图。如图5所示，在天线装置500中包括第一频率分支部510和520、第二频率分支部530和540、馈线550和接地单元560。

在图5所示的示例中，第一频率分支部510包括第一类型天线512和连接到第一类型天线512的第二类型天线514。如图5所示，第一频率分支部510靠近馈线550的一端悬空，而第一频率分支部510远离馈线550的一端连接到接地单元560，使得第一频率分支部510采用耦合馈电方式产生寄生谐振。与第一频率分支部510类似，另一第一频率分支部520包括第一类型天线522和连接到第一类型天线522的第二类型天线524。如图5所示第一频率分支部520靠近馈线550的一端悬空，而第一频率分支部520远离馈线550的一端连接到接地单元560，使得第一频率分支部510采用耦合馈电方式产生寄生谐振。

返回图4，第一频率分支部410的第二类型天线414和第一频率分支部420的第二类型天线424连接到长度调节组件426。调节组件426可以是具有特定宽度的金属布线。当需要改变第一频率分支部410和420的工作频率时，可改变调节组件426的宽度，以调整第二类型天线414和424的长度，以适应所需要的谐振频率。如图5所示，第一频率分支部510的第二类型天线514和第一频率分支部520的第二类型天线524连接到长度调节组件526。调节组件526的初始宽度与图4中所示的调节组件426的宽度相同。当需要降低第一频率分支部510和520的谐振频率时，如图5所示，在调节组件526中形成U型开槽，以增加第二类型天线514和524的长度，从而改变第二类型天线514和524的谐振频率。

返回图4，第二频率分支部430和440可针对第二频段。根据本方面的一个示例，第二频段可以是高频频段。高频频段可进一步被划分为第一高频子频段和第二高频子频段。第二频率分支部430和440可分别针对不同的高频子频段。例如，第二频率分支部430可工作在第一高频子频段，而第二频率分支部440可工作在第二高频子频段。当天线装置400进行高频信号的发送和/或接收时，可同时使用第二频率分支部430和440，从而增加了的天线装置200的高频工作带宽。第二频率分支部430和440中可包括第二类型天线，以发送和/或接收该第二频率分支部所针对子频段中的信号。根据本发明的一个示例，第二类型天线可以是非陶瓷天线的传统内置天线，例如PCB型天线、金属片天线、或PCB与金属片混合型天线等。

此外，根据本发明的另一示例，在每个第二频率分支部中还可包括连接到第二类型天线的第一类型天线。例如，在第二类型天线是非陶瓷天线的传统内置天线的情况下，在每个第二频率分支部中还可包括作为第一类型天线的陶瓷天线，以进一步减小天线装置的尺寸。

如图5所示，第二频率分支部530中包括第二类型天线532和连接到第二类型天线532的第一类型天线534，以与第二类型天线共同发送和/或接收第二频率分支部530所针对的子频段中的信号。类似地，另一第二频率分支部540中包括第二类型天线542和连接到第二类型天线542的第一类型天线544，以与第二类型天线共同发送和/或接收第二频率分支部540所针对的子频段中的信号。

根据本发明实施例的天线装置可用于诸如移动电话、个人数字助手、平板式计算机、便携式计算机、游戏机、多媒体播放器、GPS导航设备之类的终端设备中。以上已结合图1-5详细描述了根据本发明实施例的天线装置，故在此不再赘述。例如，终端设备中包括的天线装置可包括多个第一频率分支部、多个第二频率分支部、匹配单元和馈电单元。具体地，多个第一频率分支部针对第一频段，并且多个第一频率分支部的每一个针对与其他第一频率分支部不同的第一频段中的子频段，多个第一频率分支部的每一个包括：第一类型天线，第二类型天线，连接到第一类型天线，以与第一类型天线共同发送和/或接收该第一频率分支部所针对子频段中的信号。多个第二频率分支部针对第二频段，并且多个第二频率分支部的每一个针对与其他第二频率分支部不同的第二频段中的子频段。多个第二频率分支部的每一个包括：第二类型天线，配置来发送和/或接收该第二频率分支部所针对子频段中的信号。匹配单元可调节第一频率分支部和第二频率分支部的谐振频率，并且匹配单元连接到第一频率分支部和第二频率分支部。馈电单元，连接到第一频率分支部和第二频率分支，以馈送射频信号。

在本发明实施例的终端设备中，天线装置可减小电子设备内置天线装置的尺寸。此外，在本发明实施例的终端设备中，通过使用第一类型天线和第二类型天线共同发送和/或接收射频信号，可扩展带宽较窄的天线的带宽，使其能够适用于对于带宽要求较高的终端设备。

本领域技术人员应该理解，可依赖于设计需求和其它因素对本发明进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求书及其等价物的范围内。

Claims (8)

1.一种天线装置，包括：

多个第一频率分支部，其中所述多个第一频率分支部针对第一频段，并且所述多个第一频率分支部的每一个针对与其他第一频率分支部不同的第一频段中的子频段，所述多个第一频率分支部的每一个包括：

第一类型天线，

第二类型天线，连接到所述第一类型天线，以与所述第一类型天线共同发送和/或接收该第一频率分支部所针对子频段中的信号；

多个第二频率分支部，其中所述多个第二频率分支部针对第二频段，并且所述多个第二频率分支部的每一个针对与其他第二频率分支部不同的第二频段中的子频段，所述多个第二频率分支部的每一个包括：

所述第二类型天线，配置来发送和/或接收该第二频率分支部所针对子频段中的信号；

匹配单元，连接到所述第一频率分支部和所述第二频率分支部，配置来调节所述第一频率分支部和所述第二频率分支部的谐振频率；

馈电单元，连接到所述第一频率分支部和所述第二频率分支，配置来馈送射频信号。

2.如权利要求1所述的天线装置，其中

所述第一类型天线为陶瓷天线。

3.如权利要求1或2所述的天线装置，其中

所述第二类型天线为印制电路板天线和/或金属片天线。

4.如权利要求1或2所述的天线装置，其中

所述匹配单元包括多个匹配电路，

所述天线装置还包括：

匹配电路选择单元，连接到所述第一频率分支部和所述第二频率分支部，

其中所述匹配单元经由所述匹配电路选择单元连接到所述第一频率分支部和所述第二频率分支部，

所述匹配电路选择单元包括：

多个电路连接接口，其中每个所述电路连接接口与所述多个匹配电路中的一个匹配电路相连接；

选择模块，配置来选择性地连接所述多个电路连接接口中的一个，以将所述第一频率分支部和所述第二频率分支部与所述多个匹配电路中的一个连通。

5.如权利要求4所述的天线装置，其中

所述选择模块根据所述天线装置的工作频段，选择性地连接所述多个电路连接接口中的一个。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的天线装置，其中

所述多个第二频率分支部的每一个还包括：

第一类型天线，连接到所述第二类型天线，以与所述第二类型天线共同发送和/或接收该第二频率分支部所针对子频段中的信号。

7.如权利要求3所述的天线装置，其中

至少一个所述第一频率分支部的第二类型天线中包括长度调节组件，配置来根据调节输入改变该第二类型天线的长度。

8.一种终端设备，包括权利要求1-7中任意一项所述的天线装置。

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