CN104466356A

CN104466356A - 一种天线及终端

Info

Publication number: CN104466356A
Application number: CN201310436885.5A
Authority: CN
Inventors: 李群
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-03-25
Also published as: WO2014177005A1

Abstract

本发明公开了一种天线及终端，天线的天线本体包括第一天线辐射支臂、第二天线辐射支臂、第一馈电部和第一接地部；第一天线辐射支臂和第二天线辐射支臂的一端并联形成公共端，第一馈电部和第一接地部该公共端连接；天线本体还包括自该公共端引出、用于对流经第一馈电部的电流进行分流的第三天线辐射支臂；由于通过第三天线辐射支臂对集中流经第一馈电部的电流进行分流，可相应的减小主板上电流的峰值，进而降低天线的SAR；同时又不会降低天线的整个电流强度，因此又可保证天线总辐射功率。可见，本发明提供的天线能在保证天线有很好的辐射性能的同时，还可降低其SAR，也在一定程度上提升了用户体验的满意度。

Description

一种天线及终端

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种天线及终端。

背景技术

电磁波能量吸收比（SAR,Specific Absorption Rate）通常称为吸收比值或吸收比率，是指移动终端电磁波能量吸收比值。具体含义为：在外电磁场的作用下，人体内将产生感应电磁场，由于人体各器官均为有耗介质，因此体内的电磁场将产生感应电流，导致人体能吸收和耗散电磁能量，生物剂量学中常用SAR来表征这一物理过程。SAR的意义为单位质量的人体组织所吸收或消耗的电磁功率，单位为W/kg,或者mw/g。表达公式为：

SAR=σ|Ei|²/2ρ

其中Ei为细胞组织中的电场强度有效值，以V/m表示；σ为人体组织的电导率，以S/m表示；ρ为人体组织密度，以kg/m³。表示。人体组织中的SAR与该组织中的电场强度的平方成正比，并且由入射的电磁场的参数（如频率，强度，方向和电磁场的源），目标物的相对位置，暴露的人体的典型组织的遗传特性，地面影响以及暴露的环境影响来确定。目前很多国家和地区都已经建立了人体暴露于电磁波环境下的安全标准。目前国际通用的标准有两个，一个是欧洲标准每10克小于2.0w/kg，一个是美国标准每克小于1.6mw/g。

正是因为SAR与TRP（Total Radio Power总辐射功率）这一相互制约的关系成了目前移动终端在保证高要求的发射功率条件下有低SAR值的难点。目前常用的降低SAR的方法主要有以下几种：

（1）直接降低发射功率；这种方法最直接，最有效，但是却很难保证TRP的要求，TRP过低，通信质量也就下降了，所以很难两全。

（2）设计初期将天线的位置远离人头方向，这种方法也可以降低人体对电磁波的吸收，但是目前移动终端的发展趋势是厚度越来越薄，功能越来越多，天线空间却越来越小，很难保证与人头还有较大的距离。

（3）在天线附近电流的热点区域贴附吸波材料，由于移动终端结构设计所限，热点区域往往没有空间预留给贴吸波材料，且这种方法的可靠性差，陈本也较高。

可见，截止目前，仍没有一种较好的方案可以既能降低天线的SAR，又能可靠的保证其TRP。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种天线及终端，在能保证终端天线性能的同时，还能降低终端天线的SAR。

为解决上述技术问题，本发明提供一种天线，包括天线本体，所述天线本体包括第一天线辐射支臂、第二天线辐射支臂、第一馈电部和第一接地部；所述第一天线辐射支臂和所述第二天线辐射支臂的一端并联形成公共端，所述第一馈电部和第一接地部与所述公共端连接；所述天线本体还包括自所述公共端引出、用于对流经所述第一馈电部的电流进行分流的第三天线辐射支臂。

在本发明的一种实施例中，所述天线还包括主板，设置于所述主板上的射频电路模块，以及设置于所述主板上的第二馈电部和第二接地部，所述第一馈电部和所述第一接地部分别与所述第二馈电部和所述第二接地部连接，所述第二馈电部与所述射频电路模块连接。

在本发明的一种实施例中，所述天线还包括匹配电路模块，所述第二馈电部通过所述匹配电路模块与所述射频电路模块连接。

在本发明的一种实施例中，所述第三天线辐射支臂自所述公共端远离所述第一天线辐射支臂的一侧引出。

在本发明的一种实施例中，所述第一馈电部连接至所述公共端靠近所述第三天线辐射支臂的区域。

在本发明的一种实施例中，所述第三天线辐射支臂自所述公共端引出的一端向所述公共端上的第一馈电部所在的位置延伸。

在本发明的一种实施例中，所述第三天线辐射支臂与所述公共端之间的间隙宽度大于等于0.2mm，小于等于1mm。

在本发明的一种实施例中，所述第三天线辐射支臂的走线长度小于预设频段中心频点的四分之一波长。

在本发明的一种实施例中，所述第一天线辐射支臂的走线长度小于比所述第二天线辐射支臂的走线长度，所述第一天线辐射支臂与所述第二天线辐射支臂之间的间隙宽度大于等于0.3mm,小于等于0.8mm。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种终端，所述终端包括如上所述的天线。

本发明的有益效果是：

本发明提供的天线及终端的天线本体包括第一天线辐射支臂、第二天线辐射支臂、第一馈电部和第一接地部；第一天线辐射支臂和第二天线辐射支臂的一端并联形成公共端，第一馈电部和第一接地部该公共端连接；天线本体还包括自该公共端引出、用于对流经第一馈电部的电流进行分流的第三天线辐射支臂；由于通过第三天线辐射支臂对集中流经第一馈电部的电流进行分流，可相应的减小主板上电流的峰值，进而降低天线的SAR；同时又不会降低天线的整个电流强度，因此又可保证天线总辐射功率。可见，本发明提供的天线能在保证天线有很好的辐射性能的同时，还可降低其SAR，也在一定程度上提升了用户体验的满意度。

附图说明

图1为本发明实施例二中天线的结构示意图；

图2为本发明实施例二中天线本体的结构示意图；

图3为本发明实施例二中天线的SAR测试热点示意图；

图4为现有天线的SAR测试热点示意图；

图5为现有天线的辐射苹果示意图；

图6为本发明实施例二中天线的辐射苹果示意图。

具体实施方式

现有终端天线的SAR值较大，主要是因为天线高频部分在天线辐射体上的电流汇集到馈电部（即信号馈点）时比较大，相应的在主板上的电流就会产生很大的峰值，导致天线的SAR值较大。对此，本发明为天线的辐射本体额外增设了第三天线辐射支臂，用于对流经馈电部的电流进行分流，降低在主板上电流产生的峰值，进而降低天线的SAR；同时又不会损失天线的辐射功率。下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

本实施例中的天线装置可以应用于任何需要天线的通信终端，例如可应用于手机、IPAD等移动通讯终端，当然也可应用于其他需要天线的固定终端。本实施例中的天线包括天线本体、主板、射频模块，天线本体包括天线辐射本体和设置于天线辐射本体上的第一馈电部（即信号馈点）和第一接地部（即接地馈点）；在主板上对应设置有分别与第一馈电部和第一接地部连接的第二馈电部和第二接地部，天线辐射本体则分别通过第一馈电部和第一接地部与主板连接。本实施例中，为了更好的调节各波段的阻抗，还可为天线设置匹配电路模块，天线本体的第一馈电部通过匹配电路与辐射模块连接；通过匹配电路模块调节各波段的阻抗，可使波段有更好的匹配输出，达到最佳辐射。

在本实施例中，天线辐射本体包括第一天线辐射支臂和第二天线辐射支臂；第一天线辐射支臂和第二天线辐射支臂的一端并联后形成一个公共端，该公共端作为一个整体与第一馈电部和第一接地部连接；第一天线辐射支臂和第二天线辐射支臂的另一端分别沿着同一方向延伸，且在延伸对应的长度以及经相应的弯折后，形成对应类型的天线。本实施例中，该类型可根据具体的应用场景选择设置，例如可选择为G型天线等。

在本实施例中，天线辐射本体还包括子上述公共端引出，用于对流经第一馈电部的电流进行分流的第三天线辐射支臂；也即该第三天先辐射支臂可以在一定程度上均衡天线高频辐射体的电流，从而减小主板上进场区的电流峰值，降低天线的SAR值。同时又不会影响天线的整体电流，能保证天线的辐射性能。本实施例中，可设置第三天线辐射支臂自该公共端远述第一天线辐射支臂和/或第二天线辐射支臂的一侧引出。且为了更好的调谐，可进一步设置第一馈电部靠近第三天线辐射支臂，也即将第一馈电部连接至所述公共端靠近所述第三天线辐射支臂的区域。同时第三天线辐射支臂自公共端引出的一端向公共端上的第一馈电部所在的位置延伸。

在本实施例中，第三天线辐射支臂与公共端之间的间隙的宽度和以及第三天线辐射支臂的走线长度可以影响谐振频点的位置，因此可根据具体的应用场景以及具体需要调谐的频段具体设置第三天线辐射支臂与公共端之间的间隙的宽度以及第三天线辐射支臂的长度。例如，可第三天线辐射支臂与公共端之间的间隙宽度可以设置为大于等于0.2mm，小于等于1.0mm,具体可设置为0.2mm、0.4mm、0.5mm、0.8mm、1.0mm等等。第三天线辐射支臂的走线长度理论上可设置为预设频段中心频点的四分之一波长；此处的预设频段为具体需要调谐的频段；但是限于附贴天线的结构形状所限，第三天线辐射支臂的走线一般会小于预设频段中心频点的四分之一波长，同时因为第三辐射臂和所述的公共端间的缝隙存在，第三辐射臂和所述的公共端间会有耦合效应，这个会影响第三辐射臂的谐振长度，由于耦合效应的程度无法估计，所以第三辐射臂的长度需根据实际的天线附着的结构件图形来确认。例如，本实施例主要解决的是WCDMA1900频段的SAR问题，所以第三辐射臂的走线长度可设置为约15mm。

在本实施例中，第一天线辐射支臂的走线长度小于第二天线辐射支臂的走线长度，第一天线辐射支臂主要用于产生较高频段的谐振，第二天线辐射支臂可用于产生低频段的谐振，对应的，具体可设置第一天线辐射支臂的走线长度为第一预设频段中心点的四分之一波长，此时的第一预设频段则可为高频段，例如可设置其为1710MHZ至2700MHZ或1850MHZ至1920MHZ这一频段。第二天线辐射支臂的走线长度可设为第二预设频段中心点的四分之一波长；此时的第二预设频段可为次高频段和低频段，例如可设置其为824MHZ至960MHZ这一频段。第一天线辐射支臂和第二天线辐射支臂之间间隙的宽度以及长度也可以改变谐振频点，本是示例中设置第一天线辐射支臂和第二天线辐射支臂之间的间隙宽度大于等于0.3mm,小于等于0.8mm。

实施例二：

下面为了更好的理解本发明，结合附图以一种具体的天线为例，对本发明做进一步的说明。

本发明的提供的天线可以适用于各种通信终端，例如手机、IPAD等各种移动通信终端。下面为了更好的理解本发明，结合附图以一种具体的天线为例，对本发明做进一步的说明。

请参见图1所示，本实施例中的天线包括天线本体1、匹配电路4、射频模块5以及主板6。天线本体1通过第一馈电部3和第一接地部2连接到主板6上（此图未示出主板上对应设置的第二馈电部和第二接地部），匹配电路4则设置在第一馈电部3与射频模块5之间，用于辅助天线本体1的调谐。匹配电路4具体可为PI型匹配电路、T型匹配电路等。

本实施例中，天线本体1的第一馈电部3和第二接地部2分别连接于主板6的边缘；请参见图2所示，天线本体1还包括第一天线辐射支臂11、第二天线辐射支臂12和第三天线辐射支臂7；第一天线辐射支臂11和第二天线辐射支臂12的一端并联形成公共端9，公共端9作为一个整体与第一馈电部3和第一接地部2连接，第一天线辐射支臂11和第二天线辐射支臂12的另一端从公共端9的同一侧（图2所示为左侧）引出沿着一个方向走线。在图2中，第一馈电部3位于公共端9的右侧，第一接地部2位于公共端9的左侧；第三天线辐射支臂7自公共端9远离第一天线辐射支臂11和第二天线辐射支臂12的一侧（即右侧）引出，并向靠向第一馈电部3所在的位置延伸，形成第三天线辐射支臂。第三天线辐射支臂7与公共端9之间的间隙的宽度以及第三天线辐射支臂的走线长度都可根据具体的应用场景选择设置。同时，第一天线辐射支臂11和第二天线辐射支臂12之间间隙的宽度也可根据具体的应用场景选择设置；具体设置方式在此不再赘述。

本实施例中，可通过调谐第一天线辐射支臂11和第三天线辐射支臂7调谐到所需要覆盖到的高频段，主要辐射高频部分的能量；调谐第二天线辐射支臂12使天线调谐到所需要覆盖的低频段，主要辐射低频部分能量。由于天线一般在高频的PCS和AWS频段具有较高的头部SAR问题，下面以图2所示天线本体为例，针对W1900频段的发射部分，谐振产生在1850MHZ至1920MHZ带内进行说明；此时设置第三天线辐射支臂7与公共端9之间的间隙宽度为0.5mm左右，设置并同时对应设置第三天线辐射支臂7的走线长度，使谐振频点产生在PCS发射带内。下表中，表二所示为图2所示天线在该应用场景下的辐射功率TRP的对比数据；表一所示为现有天线在该应用场景下的辐射功率TRP的对比数据。

表一

表二

图3和图4为测量SAR时天线的近场电场分布的示意图，表示的是当信号输入是功率是0dB的时候，辐射的电场强度分布状态，其中颜色越深表示电场强度越弱，颜色越浅便是电场强度越强，具体电场强度值可有左边的颜色柱状图看出；具体的测试数值由仪器和软件共同计算得出。其中根据上述两表格二的数据并结合图3可以得知，本实施例中的天线的TRP值平均在20.58dB，而SAR值仅为0.97mw/g；而根据上述表格一的数据并结合图4可以得知，现有天线的TRP值平均在19.41dB，其SAR值就达到了1mw/g。可以看出本实施例中的天线具有较好的TRP，同时又具有较低的SAR值。

请参见图5所示，该图所示为现有天线的3D辐射苹果图，其在各个方向的辐射都相对比较强；请参见图6所示，该图所示为本实施例中的天线的3D辐射苹果图，根据该图可以看出本实施例中的天线还同时改变了天线的辐射方向图，使其在终端靠近人头（X-Z方向）方向的辐射降低，同时也减少了远场的电磁辐射吸收。因为本实施例所示的天线的信号馈入点和地馈入点的位置在移动终端底部靠近左边的位置，而天线信号馈入点的位置往往是天线表面电流最强的位置，也是近场辐射最强的位置。对应的在远场的某一方向上就会产生很强的电场辐射点，这个方向的具体角度和天线的馈电位置和主板的形状（长宽比例）以及终端的各个模块的布局有关。当在应用环境不变情况下，只改变天线本体的走线方式，也会改变整个终端的最大辐射强度的方向，而本实例的天线通过增加第三辐射臂，分散天线本体的电流强度，这样在远场的辐射产生的作用就是，电场最大辐射强度没有一般常规天线强了，但是在更广阔的辐射方向内都有较好辐射，也就是说虽然辐射峰值降低了，但是整体辐射的平均值并没有降低。这样也就变相的改变了辐射方向图，最终得到图6所示的3D辐射苹果图。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种天线，包括天线本体，其特征在于,所述天线本体包括第一天线辐射支臂、第二天线辐射支臂、第一馈电部和第一接地部；所述第一天线辐射支臂和所述第二天线辐射支臂的一端并联形成公共端，所述第一馈电部和第一接地部与所述公共端连接；所述天线本体还包括自所述公共端引出、用于对流经所述第一馈电部的电流进行分流的第三天线辐射支臂。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括主板，设置于所述主板上的射频电路模块，以及设置于所述主板上的第二馈电部和第二接地部，所述第一馈电部和所述第一接地部分别与所述第二馈电部和所述第二接地部连接，所述第二馈电部与所述射频电路模块连接。

3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述天线还包括匹配电路模块，所述第二馈电部通过所述匹配电路模块与所述射频电路模块连接。

4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第三天线辐射支臂自所述公共端远离所述第一天线辐射支臂的一侧引出。

5.如权利要求4所述的天线，其特征在于，所述第一馈电部连接至所述公共端靠近所述第三天线辐射支臂的区域。

6.如权利要求5所述的天线，其特征在于，所述第三天线辐射支臂自所述公共端引出的一端向所述公共端上的第一馈电部所在的位置延伸。

7.如权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，所述第三天线辐射支臂与所述公共端之间的间隙宽度大于等于0.2mm，小于等于1mm。

8.如权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，所述第三天线辐射支臂的走线长度小于预设频段中心频点的四分之一波长。

9.如权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，所述第一天线辐射支臂的走线长度小于比所述第二天线辐射支臂的走线长度，所述第一天线辐射支臂与所述第二天线辐射支臂之间的间隙宽度大于等于0.3mm,小于等于0.8mm。

10.一种终端，其特征在于，所述终端包括如权利要求1-9任一项所述的天线。