CN104733852A - 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构及应用该天线结构的无线通信装置，该天线结构包括馈入部、接地部、第一金属片、第二金属片、连接部及耦合部，所述连接部与该馈入部连接，所述耦合部与该连接部连接，且与该第一金属片间隔设置，所述第一金属片与接地部连接，该第二金属片与该第一金属片相对设置且与该连接部相连。该无线通信装置通过将壳体的第一金属片和第二金属片作为天线结构的一部分，从而使得该无线通信装置获得多频及宽频的功能。

Description

天线结构及应用该天线结构的无线通信装置

技术领域

本发明涉及一种天线结构及应用该天线结构的无线通信装置。

背景技术

随着无线通信技术的进步，无线通信装置不断朝向轻薄趋势发展，消费者对于产品外观的要求也越来越高。由于金属壳体在外观、机构强度、散热效果等方面具有优势，因此越来越多的厂商设计出具有金属壳体的无线通信装置来满足消费者的需求。但是，金属壳体容易干扰遮蔽设置在其内的天线所辐射的信号，导致内置天线的辐射性能不佳。而且随着长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术的不断发展，天线的频宽不断增加。因此，如何利用金属壳体设计出具有较宽频宽的天线，是天线设计面临的一项重要课题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构简单的多频天线结构。

另，有必要提供一种应用该天线结构的无线通信装置。

一种天线结构，应用于无线通信装置中，该天线结构包括馈入部、接地部、第一金属片及第二金属片；该天线结构还包括连接部及耦合部，所述连接部与该馈入部连接，所述耦合部与该连接部连接，且与该第一金属片间隔设置，所述第一金属片与接地部连接，该第二金属片与该第一金属片相对设置且与该连接部相连。

一种无线通信装置，包括上述所述的天线结构。

上述无线通信装置通过将第一金属片和第二金属片作为天线结构的一部分，并通过耦合部将电流耦合至第一金属片，将所述连接部连接至第二金属片，从而使得该天线结构收发多个频段的无线信号。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的无线通信装置的立体图。

图2为图1所示无线通信装置中匹配电路的电路图。

图3为图1所示无线通信装置中天线结构的回波损耗示意图。

图4为图1所示无线通信装置中天线结构的另一回波损耗示意图。

图5为改变图2所述匹配电路中的第一电容的容值时，该天线结构的回波损耗示意图。

主要元件符号说明

无线通信装置	100
		基板	10
净空区	12
		馈入点	121
接地点	122
		壳体	30
天线结构	50
		第一金属片	51
第二金属片	53
		馈入部	55
连接部	57
		第一连接段	571
第二连接段	573
		耦合部	58
接地部	59
		第一接地段	591
第二接地段	593
		匹配电路	70
第一电容	C1
		第二电容	C2
电感	L

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明较佳实施方式提供一种天线结构50，其应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置100中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。

该无线通信装置100还包括基板10及壳体30，该壳体30罩设在该基板10的外侧，该天线结构50设置在该基板10上且与该壳体30间隔设置。

该基板10可为一印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，其上设置净空区12。在本实施方式中，该净空区12形成于基板10的一端。该净空区12是指基板10上无导体存在的区域，用以防止外在环境中电子组件如电池、振动器、喇叭、电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）等对天线结构50产生干扰，造成其工作频率偏移或辐射效率变低。在本实施例中，该净空区的尺寸为60×7.5mm。该净空区12上设置馈入点121及接地点122，该馈入点121用于向该天线结构50馈入电流。该接地点122用以为该天线结构50提供接地。

该天线结构50包括第一金属片51、第二金属片53、馈入部55、连接部57、耦合部58及接地部59。第一金属片51及第二金属片53基本平行设置，连接部57及耦合部58设于第一金属片51及第二金属片53之间。

该第一金属片51及第二金属片53均为所述无线通信装置100的金属壳体（例如金属电池后盖）的一部分，并同时作为该天线结构50的一部分。该第一金属片51和第二金属片53均为矩形片体，二者间隔平行设置在该基板10的净空区12相对的两侧。该第一金属片51与该壳体30之间形成第一狭槽g1。该第二金属片53与该壳体30之间形成第二狭槽g2。在本实施例中，该第一狭槽g1与第二狭槽g2的宽度均为1mm。

该馈入部55为直条状片体，其设置在该净空区12上且与该净空区12上的馈入点121电性连接，以为所述天线结构50馈入电流。

该连接部57包括第一连接段571及第二连接段573。该第一连接段571大致为条状片体，其整体布设于与该基板10相垂直的平面内，且与该馈入部55远离馈入点121的一端垂直连接。该第二连接段573大致呈条状，其整体布设于该第一连接段571所在平面。该第二连接段573与该第一连接段571垂直连接，且其两端分别朝第一金属片51及第二金属片53所在方向延伸，以使得该连接部57大致形成一“T”型结构。该第二连接段573中沿所述第一金属片51所在方向延伸的一端与该第一金属片51间隔设置。该第二连接段573中沿所述第二金属片53所在方向延伸的一端则垂直连接至该第二金属片53。

该耦合部58大致呈矩形条状，其所在平面与该基板10所在平面相互平行。该耦合部58夹设于该基板10与第一金属片51之间，且与该第二连接段573靠近第一金属片51的末端垂直相连。该耦合部58与该第一金属片51间隔设置以使得电流由该耦合部58耦合至该第一金属片51。在本实施例中，该耦合部58与该第一金属片51之间的距离为3mm。

该接地部59包括第一接地段591及第二接地段593。该第一接地段591大致呈条状，其与该连接部57位于同一平面。该第一接地段591垂直连接该第一金属片51和净空区12，且与该第二连接段573相互平行设置。该第二接地段593布设于该基板10上，且与该馈入部55相互平行设置。该第二接地段593的一端垂直连接该第一接地段591远离该第一金属片51的一端，另一端连接至该接地点122。

请一并参阅图2，该无线通信装置100进一步包括匹配电路70，该匹配电路70连接在该馈入点121和天线结构50之间，用于调整该天线结构50的阻抗匹配，从而调节该天线结构50的低频模态。在本实施例中，该匹配电路70包括第一电容C1、电感L和第二电容C2。该电感L与该第一电容C1串接在该馈入点121和该天线结构50之间。该第二电容C2的一端电性连接于该电感L与该第一电容C1之间，另一端接地。该电感L的电感值优选为2纳亨（Nh）。该第一电容C1为一可变电容。该第二电容C2的电容值优选为0.5皮法（pF）。

下面将进一步说明该天线结构50的工作原理：

电流从馈入点121馈入，经过匹配电路70后再由馈入部55馈入并流经该连接部57及耦合部58，由于该耦合部58与该第一金属片51的距离符合设定要求，因此，一部分电流由该耦合部58耦合至该第一金属片51，并通过该接地部59接地。另一部分电流通过该连接部57流入该第二金属片53。

电流在该耦合部58、第一金属片51、第二金属片53及接地部59上激发出低频模态。同时，电流在耦合部58、第一金属片51、第二金属片53及接地部59上产生倍频效应，以分别激发出第一高频模态及第二高频模态。另外，电流在第一连接段571与接地部59上激发出第三高频模态。在本实施例中，该低频模态的中心频率约为850MHZ。该第一高频模态的中心频率约为1800MHZ。该第二高频模态的中心频率约为2500MHZ。该第三高频模态的中心频率约2000MHZ。

图3为该天线结构50的回波损耗示意图。其中，虚线S31为未设置耦合部58时该天线结构50的回波损耗曲线。实线S32为未设置第一连接段571时该天线结构50的回波损耗曲线。实线S33为设置该耦合部58及第一连接段571时该天线结构50的回波损耗曲线。显然，该耦合部58主要用于拓宽所述天线结构50的频宽；而所述第一连接段571主要用于激发该天线结构50产生第三高频模态。

图4为该天线结构50的另一回波损耗示意图。其中虚线S41为未设置接地部59时该天线结构50的回波损耗曲线。实线S42为未设置第二连接段573时该天线结构50的回波损耗曲线。实线S43为设置该接地部59及第二连接段573时该天线结构50的回波损耗曲线。显然，该接地部59主要用于激发该天线结构50的低频模态；该第二连接段573主要用于拓宽该天线结构50于高频段的频宽。

请一并参阅图5，当第一电容C1的容值为4pF时，该第一低频模态使该天线结构50工作于704-894MHz频段（参虚线S51）。当所述第一电容C1的容值为20pF时，该第一低频模态使该天线结构50工作于750-960MHz频段（参实线S52）；而其高频频宽可涵盖至1710-2690MHz频段。另外，从图3-5可以看出，该天线结构50可收发上述多个频段的无线信号且具有较宽的带宽。

本发明的无线通信装置100通过将第一金属片51和第二金属片53作为天线结构50的一部分，并通过耦合部58将电流耦合至第一金属片51，将所述第二连接段573连接至第二金属片53，从而使得该天线结构50收发多个频段的无线信号。另外，该无线通信装置100通过匹配电路70连接馈入点121与该天线结构50，通过调整匹配电路70，以使得该天线结构50在低频频段具有较宽的带宽，提高了天线设计的灵活性，增强了用户体验。

Claims (10)

1.一种天线结构，应用于无线通信装置中，该天线结构包括馈入部、接地部、第一金属片及第二金属片；其特征在于：该天线结构还包括连接部及耦合部，所述连接部与该馈入部连接，所述耦合部与该连接部连接，且与该第一金属片间隔设置，所述第一金属片与接地部连接，该第二金属片与该第一金属片相对设置且与该连接部相连。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该连接部包括第一连接段及第二连接段，该第一连接段与该馈入部的一端垂直连接，该第二连接段布设于该第一连接段所在平面，该第二连接段与该第一连接段垂直连接，且该第二连接段的两端分别朝第一金属片及第二金属片所在方向延伸。

3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：该第二连接段中沿所述第一金属片所在方向延伸的一端与该第一金属片间隔设置，该第二连接段中沿所述第二金属片所在方向延伸的一端垂直连接至该第二金属片。

4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：该耦合部所在平面与该第一金属片所在平面相互平行，且该耦合部与该第二连接段靠近第一金属片的末端垂直相连。

5.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：该接地部包括第一接地段及第二接地段，该第一接地段与该连接部位于同一平面，该第一接地段垂直连接至该第一金属片，且与该第二连接段相互平行设置，该第二接地段与该馈入部相互平行设置，且该第二接地段的一端垂直连接该第一接地段远离该第一金属片的一端。

6.一种无线通信装置，包括如权利要求1-5中任一项所述的天线结构。

7.如权利要求6所述的无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置进一步包括壳体，该第一金属片、第二金属片与该壳体间隔设置，所述第一金属片与该壳体之间形成第一狭槽，所述第二金属片与该壳体之间形成第二狭槽。

8.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：该无线通信装置还包括基板，所述基板设置在所述壳体内，所述天线结构设置在所述基板上，所述基板上设置有馈入点和接地点，所述馈入点和接地点分别与所述馈入部及接地部电性连接。

9.如权利要求8所述的无线通信装置，其特征在于：该无线通信装置还包括匹配电路，该匹配电路连接在该馈入点和天线结构之间，用于调整该天线结构的阻抗匹配。

10.如权利要求9所述的无线通信装置，其特征在于：所述匹配电路包括第一电容、第二电容和电感，该电感与第一电容串接于该馈入点与天线结构之间，该第二电容一端电性连接与该电感与该第一电容之间，另一端接地。