CN104577339B - 一种天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线及电子设备。该天线应用于一电子设备中，所述电子设备包括第一部分和第二部分，所述天线包括：第一天线单元，设置于所述第一部分上，当所述第二部分与所述第一部分分离时，所述第一天线单元能够用于第一频段的通信；第二天线单元，设置于所述第二部分上，当所述第二部分和所述第一部分连接时，所述第二天线单元与所述第一天线单元电性连接，使得所述天线能够用于第二频段的通信。

Description

一种天线及电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种天线及电子设备。

背景技术

随着电子技术和通信技术的发展，越来越多的电子产品问世，为人们的工作和生活带来极大地便利，例如利用手机进行语音、视频通信，还可以接入互联网浏览网页，下载数据，观看视频等。

随着科技的进步，电子产品的设计越来越小型化、轻薄化，而且因为多种通信制式要求电子产品能够覆盖多频段，例如像手机，在一些地区要求手机支持GSM（Global Systemfor Mobile Communications；全球移动通信系统）900MHz/1800MHz/1900MHz（兆赫兹），WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access；宽带码分多址接入）技术中的WBand1+8:2100MHz/900MHz；而在另外一些地区要求手机支持GSM850MHz/1800MHz/1900MHz，WBand2+5:1900MHz/850MHz。因此，如果想要手机覆盖多频段，那么对手机的天线的设计就提出更高的要求。

在现有技术中，为了让例如像手机等通信电子设备能够同时满足多频段的要求，通常有两种解决方式，第一种，制作一个天线，满足所有频段；第二种，制作两个天线，在不同的地区贩卖时就使用相应频段的天线，例如在国内卖时就安装天线1，在国外卖时就安装天线2。

然而，本发明人在实现本发明实施例中的技术方案的过程中发现，针对第一种方式，因为一个天线满足所有频段，所以所有的频段的性能都较差，影响通信质量；而第二种方式，一个手机无法在不同频段要求的地区均能正常工作。因此，现有技术中的方案具有天线性能和宽频段不能兼顾的缺陷。

发明内容

本发明实施例提供一种天线及电子设备，用以解决现有技术中存在的无法兼顾天线性能的宽频段的技术问题。

本发明一方面提供了一种天线，应用于一电子设备中，所述电子设备包括第一部分和第二部分，所述天线包括：第一天线单元，设置于所述第一部分上，当所述第二部分与所述第一部分分离时，所述第一天线单元能够用于第一频段的通信；第二天线单元，设置于所述第二部分上，当所述第二部分和所述第一部分连接时，所述第二天线单元与所述第一天线单元电性连接，使得所述天线能够用于第二频段的通信。

可选的，所述第一天线单元具有第一接触区，所述第二天线单元具有第二接触区，所述第二天线单元通过所述第二接触区与所述第一接触区接触而与所述第一天线单元电性连接。

可选的，所述第一接触区位于所述第一天线单元的低频的走线上。

可选的，所述第一频段具体为GSM900兆赫兹频段，所述第二频段具体为GSM850兆赫兹频段。

可选的，所述第二部分具体为所述电子设备的壳体部分，所述第一部分具体为所述电子设备的主体部分。

可选的，所述第一天线单元与所述第二天线单元的图案不相同。

本发明另一方面提供一种电子设备，包括：第一部分；第二部分；第一天线单元，设置于所述第一部分上，当所述第二部分与所述第一部分分离时，所述第一天线单元能够用于第一频段；第二天线单元，设置于所述第二部分上，当所述第二部分和所述第一部分连接时，所述第二天线单元与所述第一天线单元电性连接，使得所述天线能够用于第二频段的通信。

可选的，所述第一天线单元具有第一接触区，所述第二天线单元具有第二接触区，所述第二天线单元通过所述第二接触区与所述第一接触区接触而与所述第一天线单元电性连接。

可选的，所述第一接触区位于所述第一天线单元的低频的走线上。

可选的，所述第一频段具体为GSM900兆赫兹频段，所述第二频段具体为GSM850兆赫兹频段。

可选的，所述第二部分具体为所述电子设备的壳体部分，所述第一部分具体为所述电子设备的主体部分。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本发明一实施例中，将天线设计为第一天线单元和第二天线单元，分别设置于电子设备的第一部分和第二部分上，第一天线单元能够用于第一频段的通信，所以电子设备能够工作在第一频段，而当第二部分和第一部分连接时，天线的两部分也电性连接，使得整个天线能够用于第二频段的通信。因此，在本实施例中，天线既能拥有较宽的频段，又能保证天线的性能，所以能够解决现有技术中天线性能和宽频段不能兼顾的技术问题。例如在第一地区时，只使用第一天线单元，就能满足在第一地区的频段要求，而当电子设备移动到第二地区时，就可以将第一部分和第二部分连接起来，进而将第一天线单元和第二天线单元电性连接，使得天线的频段可以用于第二频段的通信，满足在第二地区的频段要求。

进一步，在本实施例中，第二部分具体为电子设备的壳体部分，第一部分为主体部分，即为除第一部分之外的部分，因为壳体便于更换，所以便于使用和携带，同一个电子设备在频段要求不同的地区也均能工作，进一步，还可以为电子设备配备不同的壳体，以此来改变天线能够覆盖到的频段范围，例如，如果壳体上没有设置天线单元，那么天线就可以只覆盖到第一频段，而当壳体上的第二天线单元不同时，就能够使得天线覆盖不同的频段范围，例如覆盖到900MHz，还可以覆盖到850MHz。

更进一步，本发明一实施例中，第一天线单元上和第二天线单元接触的接触区域位于第一天线单元的低频的走线上，因为通常天线设计的难点就在于低频段很难同时满足两个低频段的带宽，例如GSM850MHz/900MHz这两个频段从824MHz至960MHz这么宽的带宽；因此，本实施例中将低频段部分分开成两个部分，进一步保证天线在低频部分的性能。

附图说明

图1为本申请一实施例中的电子设备的功能框图；

图2为本申请一实施例中的电子设备的结构示意图；

图3为本发明一实施例中的天线的功能框图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种天线及电子设备，用以解决现有技术中存在的无法兼顾天线性能的宽频段的技术问题。

本发明实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

在本发明一实施例中，将天线设计为第一天线单元和第二天线单元，分别设置于电子设备的第一部分和第二部分上，第一天线单元能够用于第一频段的通信，所以电子设备能够工作在第一频段，而当第二部分和第一部分连接时，天线的两部分也电性连接，使得整个天线能够用于第二频段的通信。因此，在本实施例中，天线既能拥有较宽的频段，又能保证天线的性能，所以能够解决现有技术中天线性能和宽频段不能兼顾的技术问题。例如在第一地区时，只使用第一天线单元，就能满足在第一地区的频段要求，而当电子设备移动到第二地区时，就可以将第一部分和第二部分连接起来，进而将第一天线单元和第二天线单元电性连接，使得天线的频段可以用于第二频段的通信，满足在第二地区的频段要求。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本发明实施例提供一种电子设备，请参考图1和图2所示，图1为本实施例中电子设备的功能框图，图2为电子设备的结构示意图。该电子设备包括：

本体10和天线20。本体10包括第一部分101和第二部分102。天线20包括第一天线单元201和第二天线单元202，第一天线单元201设置于第一部分101上，当第二部分102和第一部分101分离时，第一天线单元201能够用于第一频段的通信；第二天线单元202设置于第二部分102上，当第二部分102和第一部分101连接时，第二天线单元202和第一天线单元201电性连接，使得天线20能够用于第二频段的通信。

通常来讲，天线设计的难点在于低频段很难同时满足GSM850MHz/900MHz两个频段从824MHz-960MHz这么宽的带宽，而根据天线的原理可知，频率和天线的长度成反比，所以原理上天线低频谐振点要从900MHz向850MHz移动，只需加长天线单元在低频的走线即可，所以本实施例基于该原理，在第二部分102上设置第二天线单元202以增加第一天线单元201在低频的走线，使得天线20在低频上具有更宽的带宽。

请继续参考图2所示，在图2中，示出了天线20的基本结构示意图，其中第二部分102示出的是第二部分102的内表面。天线20包括第一天线单元201和第二天线单元202，在第一天线单元201上还包括一馈电点2012，在第一天线单元201的低频走线上预留有第一接触区2011，例如露铜镀金接触区。第二天线单元202上具有第二接触区2021，例如可以是弹片，第二天线单元202通过第二接触区2021与第一接触区2011接触而与第一天线单元201电性连接。当然，在实际运用中，第一接触区2011和第二接触区2021还可以是其他形式的，只要保证第一天线单元201和第二天线单元202能够电性连接即可。

在实际运用中，天线20可以是PIFA（平面倒F型天线），也可以是单极天线。

对于PIFA天线而言，由于接地面的存在，PIFA天线的工作频率变得相当稳定，受外界环境因素的影响很小，这也是PIFA天线在传统内置天线手机中备受青睐的一个重要原因。因此其设计难度相对较小。另外由于能量只在手机外侧半空间辐射，并有较高的前后比，因此具有较好的SAR（Specific Absorption Rate；生物体吸收辐射率）值。

对于PIFA天线的尺寸，例如是20×40×8mm，（PCB单侧），辐射体和地面的高度是带宽的主要决定因素，较佳为8mm，最低不小于6.5mm。

对于单极天线而言，没有接地面，因此其对辐射空间的要求就仅仅是天线辐射体周围的空间而没有地面的限制，天线占用的辐射空间可以不在手机体上而在手机周围的外界空间。因此对结构的限制较小。进一步，单极子天线仅仅需要一个触点，单个触点产生的天线问题更容易排查，因此单极天线的可靠性较高。

对于单极天线的尺寸，例如是14×40mm（PCB双侧），当然，以上尺寸仅为举例，在实际运用中，天线20的尺寸可以根据电子设备的尺寸而灵活设置，能够获得较好的天线性能即可。

为了获得较好的天线性能，天线需要远离以下金属物体，保持较远的距离，例如6mm以上间距，较佳的，以下物体有良好的接地：LCD、摄像头、液晶屏、按键等的弯曲电缆、连接振荡器或扬声器的导线、含金属的螺丝或螺母。设置位置较佳的为图2所示的位置，即电池1011的上部，并且与电池1011的距离越远越好。当然也可以设置在电子设备的顶部。

虽然对于不同类型的天线，在结构上可能会稍有不同，例如对于PIFA天线而言，还有接地，通常电子设备的主板作为接地面；而对于单极天线而言，便没有接地，但是其基本原理类似，所以可以适用本实施例中的天线设计方案。

对于天线20的制作，可以采用印刷天线形式，包括FPC（Flexible PrintedCircuit；柔性印刷电路板），也可以采用金属弹片形式，也可以采用LDS（Laser DirectStructuring；激光直接成型技术）的方式制作。

进一步，第一天线单元201与第二天线单元202的图案可以相同也可以不相同。

接下来介绍第一频段和第二频段。

在本实施例中，假设在第一地区低频为GSM900MHz，例如国内及东南亚地区，在第二地区低频为GSM850MHz，例如拉美地区。因此，在设计时，可以先将第一天线单元201设置在第一部分101上，在第一天线单元201单独工作时覆盖第一频段，例如900MHz频段，该频段双工间隔为45MHz，有效带宽为25MHz，124个载频，每个载频8个信道，上行频段为890MHz至915MHz；下行频段为935MHz-960MHz，所以在第一地区时，天线20能够获得较优的性能。

然后在第二部分102上制作第二天线单元202，以延长第一天线单元201在低频的走线，那么低频谐振点就会向第二频段，例如850MHz频段转移，然后整个天线20就能够覆盖到850MHz频段，该频段双工间隔为45MHz，有效带宽为25MHz，上行频段为824MHz至849MHz；下行频段为869MHz-894MHz。

由上面描述可以看出，第一频段的带宽和第二频段的带宽有部分重叠，所以在覆盖第一频段的情况下，能兼顾第二频段的部分带宽，当天线20变为覆盖第二频段时，能兼顾第一频段的部分带宽，例如890MHz至894MHz这部分带宽。

因此，当该电子设备在第一地区使用时，就只需要使用第一天线单元即可，而且能够保证在第一地区的使用性能较好，而第二频段的性能稍差，当电子设备移动到第二地区时，就将第一部分和第二部分连接起来，第一天线单元和第二天线单元又重新组成一个天线，覆盖第二频段，能够保证在第二地区的使用性能较好，而第一频段的性能稍差；如此便能实现天线性能的变化，满足使用需求。

以上第一频段和第二频段仅为举例说明，在实际运用中，第一频段和第二频段还可以是别的频段，只要能通过两部分天线单元改变天线的性能的天线结构和频段都在本申请欲保护的范围内。

接下来再详细描述第一部分101和第二部分102。

在本实施例中，第二部分102为电子设备的壳体部分，例如后壳，而第一部分101具体为主体部分，即电子设备上除第二部分102之外的部分。第一部分101具体例如包括电路板，显示器，电子设备的前壳，麦克风，扬声器，主页键，触控区域等各种功能模块，以完成电子设备的基本功能。而第二部分102具体为电子设备的后壳，一方面是本实施例中的作用，即扩展天线20的带宽，另一方面可以保护电子设备，尤其可以防止电池、通信卡等元件掉落，而且第二部分102上可以印制不同的图案，使得电子设备的外观更加美观，而且用户可以有多种选择。

进一步，这样的设置，因为壳体便于更换，例如后壳，所以便于使用和携带，同一个电子设备在频段要求不同的地区也均能工作，例如前述实例中，当用户带着电子设备从第一地区移动到第二地区时，就可以换上带有第二天线单元的后壳，就可以正常使用电子设备，而当从第二地区移动到第一地区时，可以换上一个没有第二天线单元的后壳，利用第一天线单元工作，就可以正常使用电子设备。

更进一步，还可以为电子设备配备不同的后壳，以此来改变天线能够覆盖到的频段范围，例如，如果后壳上没有设置天线单元，那么天线就可以只覆盖到第一频段，而当后壳上的第二天线单元为不同时，就能够使得天线覆盖不同的频段范围，即第二频段会根据不同后壳上的第二天线单元的不同而不同，例如覆盖到900MHz，还可以覆盖到850MHz。

当然，在实际运用中，第一部分和第二部分还可以根据电子设备的其他结构划分，例如第一部分为电子设备的主体，而第二部分为一个辅助体，辅助体能够通过可拆卸的连接件连接至主体，或者从主体上分离，然后第一天线单元和第二天线单元分别设置在第一部分和第二部分上，然后通过主体和辅助体的连接或者分离来改变天线覆盖的频段。

通过以上描述可以得知，在本实施例中，将天线设计为第一天线单元和第二天线单元，分别设置于电子设备的第一部分和第二部分上，第一天线单元能够覆盖第一频段，所以电子设备能够工作在第一频段，而当第二部分和第一部分连接时，天线的两部分图案也电性连接，使得整个天线能够覆盖到第二频段。因此，在本实施例中，既能拥有较宽的频段，又能保证天线的性能，所以能够解决现有技术中天线性能和宽频段不能兼顾的技术问题。例如在第一地区时，只使用第一部分，即只使用第一天线单元，就能满足在第一地区的频段要求，而当电子设备移动到第二地区时，就可以将第一部分和第二部分连接起来，进而将第一天线单元和第二天线单元电性连接，使得天线的频段可以覆盖到第二频段，满足在第二地区的频段要求。

基于同一发明构思，本发明一实施例还提供一种天线，如图3所示，该天线包括：第一天线单元301，设置于第一部分上，当第二部分与第一部分分离时，第一天线单元301能够用于第一频段的通信；第二天线单元302，设置于第二部分上，当第二部分和第一部分连接时，第二天线单元302与第一天线单元301电性连接，使得天线能够用于第二频段的通信。

在一实施例中，第一天线单元301具有第一接触区，第二天线单元302具有第二接触区，第二天线单元302通过第二接触区与第一接触区接触而与第一天线单元301电性连接。

进一步，第一接触区位于第一天线单元301的低频的走线上。

更进一步，第一频段具体为GSM900兆赫兹频段，第二频段具体为GSM850兆赫兹频段。

进一步，第二部分具体为电子设备的壳体部分，第一部分具体为电子设备的主体部分，即除第二部分之外的部分。

进一步，第一天线单元301与第二天线单元302的图案可以相同也可以不相同。

本实施例中的天线与前述实施例中的天线20类似，所以在此不再详述。

前述图2实施例中的电子设备中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的天线，通过前述对电子设备的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中天线的实施方式，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本发明一实施例中，将天线设计为第一天线单元和第二天线单元，分别设置于电子设备的第一部分和第二部分上，第一天线单元能够用于第一频段的通信，所以电子设备能够工作在第一频段，而当第二部分和第一部分连接时，天线的两部分也电性连接，使得整个天线能够用于第二频段的通信。因此，在本实施例中，天线既能拥有较宽的频段，又能保证天线的性能，所以能够解决现有技术中天线性能和宽频段不能兼顾的技术问题。例如在第一地区时，只使用第一天线单元，就能满足在第一地区的频段要求，而当电子设备移动到第二地区时，就可以将第一部分和第二部分连接起来，进而将第一天线单元和第二天线单元电性连接，使得天线的频段可以用于第二频段的通信，满足在第二地区的频段要求。

进一步，在本实施例中，第二部分具体为电子设备的壳体部分，第一部分为主体部分，即为除第一部分之外的部分，因为壳体便于更换，所以便于使用和携带，同一个电子设备在频段要求不同的地区也均能工作，进一步，还可以为电子设备配备不同的壳体，以此来改变天线能够覆盖到的频段范围，例如，如果壳体上没有设置天线单元，那么天线就可以只覆盖到第一频段，而当壳体上的第二天线单元不同时，就能够使得天线覆盖不同的频段范围，例如覆盖到900MHz，还可以覆盖到850MHz。

更进一步，本发明一实施例中，第一天线单元上和第二天线单元接触的接触区域位于第一天线单元的低频的走线上，因为通常天线设计的难点就在于低频段很难同时满足两个低频段的带宽，例如GSM850MHz/900MHz这两个频段从824MHz至960MHz这么宽的带宽；因此，本实施例中将低频段部分分开成两个部分，进一步保证天线在低频部分的性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种天线，应用于一电子设备中，所述电子设备包括第一部分和第二部分，所述第二部分能够从所述第一部分分离，所述天线包括：

第一天线单元，设置于所述第一部分上，当所述第二部分与所述第一部分分离时，所述第一天线单元能够用于第一频段的通信；

第二天线单元，设置于所述第二部分上，当所述第二部分和所述第一部分连接时，所述第二天线单元与所述第一天线单元电性连接，使得所述天线能够用于第二频段的通信，第二天线单元用于增加第一天线单元在低频的走线；

所述第二部分具体为所述电子设备的壳体部分，所述第一部分具体为所述电子设备的主体部分；所述电子设备配备有不同的壳体部分，所述第二频段根据不同壳体部分上的第二天线单元的不同而不同。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一天线单元具有第一接触区，所述第二天线单元具有第二接触区，所述第二天线单元通过所述第二接触区与所述第一接触区接触而与所述第一天线单元电性连接。

3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第一接触区位于所述第一天线单元的低频的走线上。

4.如权利要求1-3任一项所述的天线，其特征在于，所述第一频段具体为GSM900兆赫兹频段，所述第二频段具体为GSM850兆赫兹频段。

5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一天线单元与所述第二天线单元的图案不相同。

6.一种电子设备，包括：

第一部分；

第二部分；

第一天线单元，设置于所述第一部分上，当所述第二部分与所述第一部分分离时，所述第一天线单元能够用于第一频段的通信；

第二天线单元，设置于所述第二部分上，当所述第二部分和所述第一部分连接时，所述第二天线单元与所述第一天线单元电性连接，使得所述天线能够用于第二频段的通信，第二天线单元用于增加第一天线单元在低频的走线；

所述第二部分具体为所述电子设备的壳体部分，所述第一部分具体为所述电子设备的主体部分；所述电子设备配备有不同的壳体部分，所述第二频段根据不同壳体部分上的第二天线单元的不同而不同。

7.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线单元具有第一接触区，所述第二天线单元具有第二接触区，所述第二天线单元通过所述第二接触区与所述第一接触区接触而与所述第一天线单元电性连接。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第一接触区位于所述第一天线单元的低频的走线上。

9.如权利要求6-8任一项所述的电子设备，其特征在于，所述第一频段具体为GSM900兆赫兹频段，所述第二频段具体为GSM850兆赫兹频段。

10.如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一天线单元与所述第二天线单元的图案不相同。