CN104347927B - 天线和手持通讯设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线和手持通讯设备，其中，所述天线应用于具有导电边框的手持通讯设备，包括：天线馈电、天线接地、由导电材料形成的天线线路和手持通讯设备导电边框的一部分；其中，所述手持通讯设备导电边框设置有至少一个断路区域；所述手持通讯设备导电边框用作天线部分有两点分别与所述天线线路连接；所述天线馈电的一端与所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分连接、另一端连接射频输出部分；天线接地的一端与所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分连接，另一端接地。本发明不仅连接结构简单、易布置，能节省手持通讯设备的内部空间，且无需制作匹配网络及通过调试选择合适的电感器、电容器等电元件，节省了调试时间。

Description

天线和手持通讯设备
技术领域
本发明涉及手持通讯设备天线技术，尤其涉及一种包括手持通讯设备导电边框的天线和手持通讯设备。
背景技术
目前，为使手持通讯设备(手持通讯设备通常包括小型便携式计算机、智能手机等)的外壳更为坚固以及为实现更多的外观装饰效果，广泛使用金属等导体材料代替传统的塑胶材料作为手持通讯设备的边框。
作为良导体的导电边框会影响电流分布，进而影响电磁波的辐射，从而降低天线的辐射性能，导致通信效果变差。为了在使用导电边框的情况下仍能够保持良好的通信效果，通常将具有导电边框的手持通讯设备的导电边框的一部分也设计为天线的一部分。
在现有的天线设计中，导电边框的一些部位设置有缝隙结构，缝隙中填充有电介质(如塑料)，导电边框的一部分(称为用作天线的导电边框)、所述缝隙的一部分与内部导电结构(如印刷电路板结构、框架部件或其他支撑结构，或其他适当的导电结构)一起形成一个或多个环形天线，从而使得手持通讯设备的导电边框与天线有效的融为一体。但是导电边框中还有未被用作天线的部分(称为未用作天线的导电边框)，未用作天线的导电边框依然会影响电磁波的辐射，降低天线的辐射性能，因此需要对未用作天线的导电边框进行合适的接地以减轻该种影响。
在目前已有的解决方案中，包括部分导电边框的天线被制作为并馈环形天线。目前常见的并馈环形天线结构中，一般具有导体环、传输线、正天线馈电端子、接地天线馈电端子等。传输线包括正信号导体和接地信号导体，并可使用正天线馈电端子和接地天线馈电端子耦接到天线的馈电部分；其中正天线馈电端子及接地天线馈电端子与电元件桥接从而闭合整个导体环。前述电元件可由一个或多个电部件形成，如电阻器、电感器、电容器，此类型的结构可被称作电阻天线馈电结构、电容天线馈电结构和/或电感天线馈电结构。
在这种已有的天线结构中，需要使用电感器、电容器等电元件，不仅造成连接结构复杂、不易布置，而且占用较多的手持通讯设备的内部空间；此外，在天线设计过程中还需要制作匹配网络，并且通过调试选择参数合适的电感器、电容器等电元件，花费很多调试时间。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种天线和手持通讯设备，不仅连接结构简单、易布置，能够节省手持通讯设备的内部空间，而且无需制作匹配网络及通过调试选择合适的电感器、电容器等电元件，节省了调试时间，并且能够实现与现有天线相同效果的天线功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种天线，应用于具有导电边框的手持通讯设备，所述天线包括：天线馈电、天线接地、由导电材料形成的天线线路、以及手持通讯设备导电边框的一部分；其中，
所述手持通讯设备导电边框设置有至少一个断路区域；
所述手持通讯设备导电边框用作天线部分有两点分别与所述天线线路连接；
所述天线馈电的一端与所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分连接、另一端连接射频输出部分；
所述天线接地的一端与所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分连接，另一端接地。
较佳地，所述天线还包括寄生天线单元。
较佳地，所述由导电材料形成的天线线路为环形天线线路，所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分上设置有一个断路区域，所述天线馈电和天线接地位于所述断路区域的相对两侧。
较佳地，所述断路区域为缝隙。
较佳地，所述缝隙的宽度大于0.1mm。
较佳地，所述环形天线线路为单环或双环或多环形天线线路。
较佳地，所述由导电材料形成的天线线路为环形天线线路，所述环形天线线路上设置有一个断路区域，所述天线馈电和天线接地位于所述断路区域的相对两侧。
较佳地，所述断路区域为缝隙。
较佳地，所述缝隙的宽度大于0.1mm。
较佳地，所述环形天线线路为单环或双环或多环形天线线路。
本发明提供了一种手持通讯设备，所述手持通讯设备包括上述任意一种应用于具有导电边框的手持通讯设备的天线。
由上可知，本发明的技术方案包括：一种天线和手持通讯设备，其中，所述天线应用于具有导电边框的手持通讯设备，包括：天线馈电、天线接地、由导电材料形成的天线线路和手持通讯设备导电边框的一部分；其中，所述手持通讯设备导电边框设置有至少一个断路区域；所述手持通讯设备导电边框用作天线部分的两点分别与所述环形天线线路连接；所述天线馈电的一端与所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分连接、另一端连接射频输出部分；天线接地的一端与所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分连接，另一端接地。由此，本发明能够避免使用电感器、电容器等电元件，不仅连接结构简单、易布置，能够节省手持通讯设备的内部空间，而且因为不需使用电感器、电容器等元件，所以也不需对这些元器件进行调试和选择，节省调试时间，节约手持通讯设备的资源。
附图说明
图1为本发明实施例提供的手持通讯设备的立体图；
图2为本发明实施例提供的天线的示意图；
图3为本发明实施例提供的天线的示意图；
图4为本发明实施例提供的天线的示意图；
图5为本发明实施例提供的天线的示意图；
图6为本发明实施例提供的天线的示意图；
图7为本发明实施例提供的天线的示意图；
图8为本发明实施例提供的天线的示意图；
图9为本发明实施例提供的天线的布局位置示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的手持通讯设备的透视图，如图所示，手持通讯设备10包括壳11、显示器12、按钮组13。其中，壳11，有时被称为壳体，可以由任何适当材料形成，包括：塑料、玻璃、陶瓷、复合材料、金属、或其他适当的材料，或这些材科的组合。在一些情况下，壳11的一些部分可以由电介质或其他低导电性材料形成，从而使位于壳11中的导电天线元件的工作不被干扰。在其他情况下，壳11可以由金属元件形成。显示器12可以例如是结合有电容性触摸电极的触摸屏。显示器12可以包括图像像素和导电结构，所述图像像素由发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、有机发光二极管LED(Organic Light EmittingDiode，OLED)、等离子单元、电子墨水元件、液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)部件、或其他适当图像像素结构形成；所述导电结构可以是诸如电容性电极阵列、用于寻址像素元件的导电线、驱动电路等。盖玻璃(cover glass)部件可以覆盖显示器12的表面。按钮组13可以穿过该玻璃中的开口，也可以为触摸形式。所述按钮组13可以包括Home键、返回键、功能键等。
参照图1所示，壳11可以包括导电边框14，所述导电边框14基本上围绕手持通讯设备10的矩形外周。构成导电边框14的导电材料可以是不锈钢、铝、或其他适当材料。所述导电边框14可以将显示器12固定至手持通讯设备10的正面。所述导电边框14的厚度大约为0.1mm至3mm，所述导电边框14的侧壁部分可以基本上垂直(平行于垂直轴V)。所述导电边框14的侧壁部分的高度大约为1mm至2cm。
参照图1所示，所述导电边框14的一些部位可以设置有断路区域，该断路区域使导电边框14不能导通；该断路区域在形状上可以是缝隙。例如，导电边框14可以设置有诸如缝隙15的一个或多个缝隙，如图1所示，两个缝隙15分别设置在手持通讯设备10两边侧的导电边框14。所述缝隙15分割导电边框14(即，在缝隙15中，通常没有导电边框14的导电部分)。缝隙15可以填充有电介质。例如，缝隙15可以填充有空气。为了有助于为手持通讯设备10提供光滑不间断的外观并且保证导电边框14外观上吸引人，缝隙15可以填充有固态(非空气)电介质，例如塑料。
本发明实施例提供的手持通讯设备设置有无线通信电路，所述无线通信电路可以支持多个无线通信频带中的无线通信，所述无线通信电路可以包括一个或多个天线，例如包括主天线和副天线，所述主天线用于实现语音通信等手持通信设备的主要功能，副天线用于蓝牙、无线局域网络(Wireless Local Area Networks，WLAN)通信等数据传输，此处要说明的是，在新的通信制式，如长期演进(Long Term Evolution，LTE)制式下，副天线也可用于支持部分语音通信，主天线可位于区域16内。导电边框14和缝隙15(及其相关的塑料填充结构)可以形成手持通讯设备10中的一个或多个天线的一部分。本发明披露的技术方案也可用于制作手持通讯设备的副天线。
图2为本发明实施例提供的天线的示意图，因本发明所述由导电材料形成的天线线路将与导电边框连接共同形成手持通讯设备的天线，而环形天线线路不仅更容易与导电边框连接而且具有更合理的电尺寸，因此环形天线线路本身的结构及天线电尺寸的要求更适于本发明所述的结构，所以本实施例中以环形天线线路的结构为例。如图2所示，所述天线包括：天线馈电21、天线接地22、由导电材料形成的环形天线线路23和所述手持通讯设备的导电边框14的下部部分18，所述导电材料可以包括激光直接成型(Laser DirectStructuring，LDS)、柔性印制电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)等，所述导电边框14的下部部分18即为被用作天线的导电边框；其中，所述天线馈电21的一端与用作天线的导电边框连接、另一端接到主板射频电路的输出部分；天线接地22的一端与用作天线的导电边框连接，另一端接地。具体的，天线馈电21的另一端可以与接地区域17中的印刷电路板的射频电路连接，天线接地22的另一端连接至接地区域17。在实际应用中，未用作天线的导电边框与接地区域17连接。
在实际应用中，还可以在如图2所示的手持通讯设备10底部的导电边框14上设置断路区域，该断路区域在形状上可以是缝隙，可以称为底缝隙15。所述底缝隙15的宽度不小于0.1mm，可以为0.1mm至20mm。当所述底缝隙15设置在手持通讯设备10底部的导电边框14时，用户在使用过程中，头部和手部不易接触到导电边框14上的底缝隙15，从而避免影响天线的效能，进而能够避免通话频繁掉线。
参见图2所示，所述天线馈电21和天线接地22位于所述底缝隙15的相对两侧。所述天线馈电21和天线接地22可以分别位于环形天线线路23的上下两侧。
如图2所示，所述环形天线线路23可以为双环形天线线路。所述环形天线线路23包括天线辐射臂231和天线辐射臂232，其中，所述天线辐射臂231的两端分别与手持通讯设备被用作天线的侧边导电边框连接，所述天线辐射臂232的两端分别与天线辐射臂231上的两点连接。
在实际应用中，被用作天线的导电边框的底部也可以不设置断路区域，而将断路区域设置在环形天线线路23上，如图3所示，该断路区域在形状上可以是缝隙，可以称为线路缝隙15，所述线路缝隙15的宽度不小于0.1mm，可以为0.1mm至20mm。天线馈电21、天线接地22位于所述线路缝隙15的相对两侧。所述线路缝隙15可以根据实际情况设置在环形天线线路23的天线辐射臂231或天线辐射臂232上。
为了进一步增加天线带宽，还可以在环形天线线路23附近设置寄生天线单元，所述寄生天线单元可以是一个寄生元件(parasitic element)24，所述寄生元件24可以由导电材料制成，其形状以及在天线中的位置都比较灵活。如图4、5所示，所述寄生元件24可以放置在天线馈电21附近，所述寄生元件24的一端接地，另一端悬空。相似的，所述寄生元件24还可以放置在天线接地22附近，所述寄生元件24的一端接地，另一端悬空。在少数情况下，所述寄生天线单元包括两个寄生元件24，所述寄生元件24可以分别位于天线馈电21和天线接地22附近，也可以都设置在天线馈电21附近，或者都设置在天线接地22附近。所述寄生元件24的设置与缝隙的位置没有关联，无论缝隙位于如图4、5所示的手持通讯设备10底部的导电边框14上，还是位于环形天线线路23上，都对所述寄生元件24的设置没有影响。
参见图6、7、8所示，所述环形天线线路为多环形天线线路。所述天线辐射臂232的数量为两个以上，其中，第一天线辐射臂232的两端分别与天线辐射臂231上的两点连接；如图6、8所示，其他天线辐射臂232的两端可以分别与天线辐射臂231上的两点连接；如图7所示，其他天线辐射臂232的两端还可以分别与第一天线辐射臂232的两点连接。
综上所述，本发明实施例提供的天线能够避免使用电感器、电容器等电元件，不仅连接结构简单、易布置、节省成本，能够节省手持通讯设备的内部空间，而且无需调试电感器、电容器等电元件，节省了调试时间，节约手持通讯设备的资源。由此，采用上述天线的所述手持通讯设备具有同样的技术效果。
此外，本发明实施例中的天线受手持通讯设备的外形尺寸影响很小，因此可以用于不同尺寸大小的手持通讯设备。
本发明实施例的天线的布局位置比较灵活，没有特别限制，从而给手持通讯设备中其他功能天线的设计提供灵活的选择，如图9所示，如分集式天线(diversity antenna)、组合天线(combo antenna)可以被放置在更多可能的位置。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。上述实施例可以被单独实施或组合实施。并且，上述仅仅是说明本发明的原理，本领域的技术人员在不背离本发明的范围和精神的情况下可以进行各种修改。

Claims (6)

1.一种天线，应用于具有导电边框的手持通讯设备，其特征在于，所述天线包括：天线馈电、天线接地、由导电材料形成的天线线路、以及手持通讯设备导电边框的下部分；其中，
所述手持通讯设备导电边框设置有至少一个断路区域；
所述手持通讯设备导电边框用作天线部分有两点分别与所述天线线路连接；
所述天线馈电的一端与所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分连接、另一端连接射频输出部分；
所述天线接地的一端与所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分连接，另一端接地；
所述由导电材料形成的天线线路为环形天线线路，所述手持通讯设备导电边框用作天线的部分设置有一个断路区域，所述天线馈电和天线接地位于所述断路区域的相对两侧。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括寄生天线单元。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述断路区域为缝隙。
4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述缝隙的宽度大于0.1mm。
5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述环形天线线路为单环或双环或多环形天线线路。
6.一种手持通讯设备，其特征在于，所述手持通讯设备包括权利要求1至5任意一项权利要求所述的天线。
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