CN104916921A - 无线通讯设备及其天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天线装置，包括天线地和馈入端，还包括：共用单元，与馈入端连接；第一辐射单元，连接于共用单元上并与共用单元形成第一天线；第二辐射单元，连接于共用单元上并与共用单元形成第二天线；第二辐射单元的路径长度大于第一辐射单元的路径长度；以及带阻单元，连接于第二辐射单元和天线地之间；带阻单元在工作频率为第二天线的谐振频率时为高阻态；带阻单元在工作频率大于第二天线的谐振频率时为导通状态，与共用单元、第二辐射单元以及天线地形成第三天线。上述天线装置可以在不增加天线装置的空间尺寸的前提下实现天线装置的多频带。本发明还涉及一种无线通讯设备。

Description

无线通讯设备及其天线装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种无线通讯设备及其天线装置。

背景技术

由于不同的无线通讯供应商会采用不同的信号传输频带，要保证无线通讯设备能够便利且清晰地接收无线信号，其天线装置需要能够实现多频带工作。传统的天线装置通过增加天线尺寸或者添加多个寄生谐振来实现多频带，或者使用双工器、合路器等器件将天线装置的端口分离，这种方法会使得天线装置的空间尺寸增大从而不利于在体积日益小型化的无线通讯设备中使用，并且增加了传输路径上的损耗，使得信号的传输效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种在不增加天线装置的空间尺寸的前提下实现多频带的天线装置。

一种天线装置，包括天线地和馈入端，还包括：共用单元，与所述馈入端连接；第一辐射单元，连接于所述共用单元上并与所述共用单元形成第一天线；第二辐射单元，连接于所述共用单元上并与所述共用单元形成第二天线；所述第二辐射单元的路径长度大于所述第一辐射单元的路径长度；以及带阻单元，连接于所述第二辐射单元和所述天线地之间；所述带阻单元在工作频率为所述第二天线的谐振频率时为高阻态；所述带阻单元在工作频率大于所述第二天线的谐振频率时为导通状态，与所述共用单元、所述第二辐射单元以及所述天线地形成第三天线。

在其中一个实施例中，所述第一天线的路径长度为四分之一波长；所述波长为所述第一天线发出的辐射波的波长。

在其中一个实施例中，所述第二天线的谐振模式为四分之一波长谐振模式；所述第三天线的谐振模式为半波长环路谐振模式。

在其中一个实施例中，所述第一辐射单元包括第一辐射条；所述第一辐射条连接于所述共用单元上并向远离所述共用单元的方向垂直延伸。

在其中一个实施例中，所述第二辐射单元包括第二辐射条；所述第二辐射条连接于所述共用单元上远离所述馈入端的一端并与所述第一辐射条平行设置。

在其中一个实施例中，所述第二辐射单元还包括第三辐射条；所述第三辐射条连接于所述第二辐射条上远离所述共用单元的一端且与所述共用单元平行设置；所述第三辐射条还与所述带阻单元连接。

在其中一个实施例中，还包括用于谐调所述第二天线以及所述第三天线的可调电感；所述可调电感与所述第二辐射单元连接。

在其中一个实施例中，还包括匹配单元，连接于所述共用单元和所述馈入端之间，用于谐调所述第一天线。

一种无线通讯设备，包括无线通讯模块，所述无线通讯模块包括射频单元；所述无线通讯模块还包括如前述任一实施例中所述的天线装置；所述射频单元与所述馈入端连接。

在其中一个实施例中，所述共用单元、所述第一辐射单元、以及所述第二辐射单元均由所述无线通讯设备上的导电结构形成。

上述天线装置中形成有第一天线、第二天线以及第三天线从而使得天线装置可以工作在第一天线、第二天线以及第三天线的谐振频率中，实现天线装置的多频带工作。并且，通过共用单元、带阻单元与第一辐射单元、第二辐射单元进行组合来实现多频带的天线装置，不会增加天线装置的空间尺寸宽度，减小了空间尺寸需求，有利于天线装置在体积日益小型化的无线通讯设备中的使用。

附图说明

图1为一实施例中的天线装置的平面结构示意图；

图2为图1所示实施例中的天线装置的频率响应图；

图3为一实施例中的天线装置中的第一辐射单元进行弯折后的结构示意图；

图4为另一实施例中的天线装置的结构示意图；

图5为另一实施例中的天线装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种天线装置，可以用于无线通讯设备中的无线通讯过程。该天线装置包括天线地、馈入端、共用单元、第一辐射单元、第二辐射单元以及带阻单元。其中，共用单元分别与馈入端、第一辐射单元、第二辐射单元连接。第一辐射单元与共用单元形成第一天线，第一天线的谐振频率为第一谐振频率。第二辐射单元与共用单元形成第二天线，第二电线的谐振频率为第二谐振频率。在本实施例中，第二辐射单元的路径长度大于第一辐射单元的路径长度，从而使得第二谐振频率不同于第一谐振频率。在本案中所提及的路径长度均是指无线信号在天线中传输实际经过的路径的长度。带阻单元连接于第二辐射单元和天线地之间，并且当其工作在第二天线的谐振频率(即第二谐振频率)时为高阻态，在其他高频(高于第二谐振频率的频率)时则呈现为导通状态。带阻单元在导通状态时与共用单元、第二辐射单元以及天线地形成第三天线。第三天线的谐振频率为第三谐振频率。由于带阻单元的作用，使得第二电线在第二谐振频率能够有效辐射，并使得第三天线能够工作在高于第二谐振频率的谐振频率。

上述天线装置中形成有第一天线、第二天线以及第三天线从而使得天线装置可以工作在第一谐振频率、第二谐振频率以及第三谐振频率中，实现天线装置的多频带工作。并且，通过共用单元、带阻单元与第一辐射单元、第二辐射单元进行组合来实现多频带的天线装置，不会增加天线装置的空间尺寸宽度，减小了空间尺寸需求，有利于天线装置在体积日益小型化的无线通讯设备中的使用。

图1为一实施例中的天线装置的平面结构示意图。天线装置包括馈入端110、共用单元120、第一辐射单元130、第二辐射单元140、带阻单元150以及天线地160。

共用单元120与馈入端110连接，从而通过馈入端接收射频单元输出的无线信号，或者将天线装置接收到的无线信号输出给射频单元。在本实施例中，共用单元120为一竖条，其一端与馈入端110连接。

第一辐射单元130包括第一辐射条。第一辐射条连接于共用单元120上并向远离共用单元120的方向垂直延伸。第一辐射条与共用单元120形成第一天线，无线信号由射频单元输出经过共用单元120、第一辐射条后向外输出。在本实施例中，第一天线的总路径长度(即从共用单元120至第一辐射条的长度)为四分之一波长，该波长为第一天线发出的辐射波的波长。第一天线对应的谐振频率为第一谐振频率f1。

第二辐射单元140包括第二辐射条142和第三辐射条144。其中，第二辐射条142连接于共用单元120上远离馈入端110的一端并与第一辐射条平行设置。第三辐射条144连接于第二辐射条142上远离共用单元120上的一端并且与共用单元120平行设置。第三辐射条144的长度小于共用单元120的长度。第三辐射条144还与带阻单元150连接。第二辐射单元与共用单元120形成第二天线。无线信号经馈入端110、第二辐射条142以及第三辐射条144后向外输出。在本实施例中，第二天线的谐振模式为四分之一波长谐振模式，其谐振频率为第二谐振频率f2。

带阻单元150连接于第二辐射单元和天线地160之间，具体地，是连接于第三辐射条144和天线地160之间。在本实施例中，带阻单元150被配置为工作在第二谐振频率f2时为高阻态，从而能够阻断第二天线在第二谐振频率f2的电流，从而使得第二天线工作在四分之一波长谐振模式并在第二谐振频率f2进行有效辐射。带阻单元150仅在第二谐振频率f2呈现高阻态，在其他高频呈现导通状态。因此在比第二谐振频率f2高的频段，带阻单元150导通。第三辐射条144的末端通过带阻单元150与天线地160连接，从而使得共用单元120、第二辐射条142、第三辐射条144、带阻单元150以及天线地160形成第三天线。第三天线的工作模式为半波长环路谐振模式，其谐振频率为第三谐振频率f3。在本实施例中，第三谐振频率f3和第二谐振频率f2的比值约等于2。带阻单元150可以由电容或者电感组成。在其他的实施例中，带阻单元150也可以电容和电感并联形成。带阻单元150也可以由无源芯片组成。

图2为本实施例中的天线装置的频率响应图，横轴为频率，单位GHz，纵轴为回波损耗，单位为dB。第一谐振频率f1对应图中的802，第二谐振频率f2对应图中的801，第三谐振频率f3对应图中的803。在本实施例中，反射损耗以-5dB为参考标准，即回波损耗低于-5dB则表示在可接受的通信质量范围内。从图2中可以看出，当回波损耗低于-5dB时，天线装置的带宽可以覆盖780MHz～860MHz和1610～2700MHz，从而确保天线装置的信号传输频带较宽且具有较好的通讯质量。

在本实施例中，组成第一辐射单元130以及第二辐射单元140的辐射条(包括第一辐射条、第二辐射条142、第三辐射条144)均呈直条状。在其他的实施例中，天线装置中的共用单元、第一辐射单元、第二辐射单元均可以根据实际需要进行适应性的弯折从而使得其能够更好的安装于无线通讯设备中。图3为一具体实施例中第一辐射单元进行弯折后的结构示意图，其包括第一辐射条310以及弯折部320。弯折部320能够配合无线通信设备的内部结构进行安装，以节省无线通讯设备的体积。图3仅代表一个示例，可以理解，天线装置中的共用单元、第一辐射单元、第二辐射单元还可以根据需要进行其他形状的弯折，并不限于本示例。

图4为另一实施例中的天线装置的结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，天线装置还包括用于谐调第二天线以及第三天线的可调电感300。具体地，可调电感300耦合于第二辐射条142和第三辐射条144之间，可以进一步减小第二天线以及第三天线尺寸，并降低第二天线的第二谐振频率f2以及第三天线的第三谐振频率f3。

图5为另一实施例中的天线装置的结构示意图。本实施例在图3所示实施例的基础上，天线装置除包括可调电感300外，还包括匹配单元400。匹配单元400连接于馈入端110和共用单元120之间，用于谐调第一天线的谐振频率或者拓宽第一天线的带宽。匹配单元150可以由多个电感电容组成或者由电感电容和匹配芯片共同组成。

本发明还提供了一种无线通讯设备，包括无线通讯模块以及前述实施例中的天线装置。其中无线通讯模块包括射频单元，射频单元通过馈入端与天线装置连接。在本实施例中，天线装置中的共用单元、第一辐射单元以及第二辐射单元均可以由无线通讯设备中的导电结构形成，从而进一步减小了天线设备的空间尺寸，有利于实现无线通讯设备的小型化发展。无线通讯设备可以为手机、腕表设备、耳机设备或者其他可佩带设备，无线通讯设备还可以为电视机、机顶盒、数码相机等其他电子设备。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种天线装置，包括天线地和馈入端，其特征在于，还包括：

共用单元，与所述馈入端连接；

第一辐射单元，连接于所述共用单元上并与所述共用单元形成第一天线；

第二辐射单元，连接于所述共用单元上并与所述共用单元形成第二天线；所述第二辐射单元的路径长度大于所述第一辐射单元的路径长度；以及

带阻单元，连接于所述第二辐射单元和所述天线地之间；所述带阻单元在工作频率为所述第二天线的谐振频率时为高阻态；所述带阻单元在工作频率大于所述第二天线的谐振频率时为导通状态，与所述共用单元、所述第二辐射单元以及所述天线地形成第三天线。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线的路径长度为四分之一波长；所述波长为所述第一天线发出的辐射波的波长。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第二天线的谐振模式为四分之一波长谐振模式；所述第三天线的谐振模式为半波长环路谐振模式。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射单元包括第一辐射条；所述第一辐射条连接于所述共用单元上并向远离所述共用单元的方向垂直延伸。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射单元包括第二辐射条；所述第二辐射条连接于所述共用单元上远离所述馈入端的一端并与所述第一辐射条平行设置。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射单元还包括第三辐射条；所述第三辐射条连接于所述第二辐射条上远离所述共用单元的一端且与所述共用单元平行设置；所述第三辐射条还与所述带阻单元连接。

7.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包括用于谐调所述第二天线以及所述第三天线的可调电感；所述可调电感与所述第二辐射单元连接。

8.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包括匹配单元，连接于所述共用单元和所述馈入端之间，用于谐调所述第一天线。

9.一种无线通讯设备，包括无线通讯模块，所述无线通讯模块包括射频单元；其特征在于，所述无线通讯模块还包括如权利要求1～8任一所述的天线装置；所述射频单元与所述馈入端连接。

10.根据权利要求9所述的无线通讯设备，其特征在于，所述共用单元、所述第一辐射单元、以及所述第二辐射单元均由所述无线通讯设备上的导电结构形成。