CN105140644A - 一种天线及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线,设置在电子设备上,所述电子设备包含接地面,所述天线包括:辐射体和匹配电路;其中,所述匹配电路的一端与射频信号的输出端连接,另一端与所述辐射体的一端连接;所述匹配电路还与所述电子设备的接地面连接。本发明提供的一种天线,通过在辐射体上连接一匹配电路进行阻抗补偿和带宽拓展,可以使得天线的电长度增加,从而可以对天线的辐射体进行较大程度的缩小,进而整体上减小了天线的体积,使得电子设备更加的轻薄化和小型化。本发明还提供了一种电子设备。
Description
技术领域
本发明涉及设备天线技术领域,尤其涉及一种天线及电子设备。
背景技术
目前,电子设备(如手机和具有通话功能的平板电脑)的发展趋势为轻薄化和个性化,整个电子设备的厚度越来越薄,内部空间逐渐减小,要求各种零部件的体积也越来越小,与此同时,电子设备中天线的空间也会逐渐被压缩,因此,如何减小电子设备中天线的体积是一项亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种天线,能够减小天线的体积且使电子设备轻薄化和小型化。
本发明提供了一种天线,设置在电子设备上,所述电子设备包含接地面,所述天线包括:辐射体和匹配电路;
其中,所述匹配电路一端与射频信号的输出端连接,另一端与所述辐射体的一端连接;
所述匹配电路还与所述电子设备的接地面连接。
优选地,所述天线还包括选频电路;
所述选频电路一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述匹配电路连接。
优选地,所述匹配电路包括:低频匹配电路和高频匹配电路。
优选地,所述选频电路包括:低频选频电路和高频选频电路;
其中,所述低频选频与所述低频匹配电路连接;
所述高频选频电路与所述高频匹配电路连接。
优选地,所述低频匹配电路和所述高频匹配电路均包含一感性元件;
所述低频匹配电路中的感性元件一端与所述低频选频电路连接,另一端与所述辐射体的一端连接;
所述高频匹配电路中的感性元件一端与所述高频选频电路连接,另一端与所述辐射体的一端连接。
优选地,所述低频匹配电路和所述高频匹配电路还均包含一匹配元件;
所述低频匹配电路中的匹配元件一端与所述低频选频电路连接,另一端与所述电子设备的接地面连接;
所述高频匹配电路中的匹配元件一端与所述高频选频电路连接,另一端与所述电子设备的接地面连接。
优选地,所述感性元件为电感或微带线。
优选地,所述匹配元件为电感或电容。
优选地,所述低频选频电路包括一电感和一电容;
其中,所述电感的一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述低频匹配电路连接;
所述电容的一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述电子设备的接地面连接。
优选地,所述高频选频电路包括一电感和一电容;
其中,所述其中,所述电容的一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述低频匹配电路连接;
所述电感的一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述电子设备的接地面连接。
一种电子设备,包括:接地面和天线;其中,所述天线包括:辐射体和匹配电路;
其中,所述匹配电路的一端与射频信号的输出端连接,另一端与所述辐射体的一端连接;
所述匹配电路还与所述电子设备的接地面连接。
由上述方案可知,本发明提供的一种天线,通过在辐射体上连接一匹配电路进行阻抗补偿和带宽拓展,可以使得天线的电长度增加,从而可以对天线的辐射体进行较大程度的缩小,进而整体上减小了天线的体积,使得电子设备更加的轻薄化和小型化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一公开的一种天线的结构示意图;
图2为本发明实施例二公开的一种天线的结构示意图;
图3为本发明实施例三公开的一种天线的结构示意图;
图4为本发明实施例四公开的一种天线的结构示意图;
图5为本发明公开的一种平面倒F型的天线辐射体结构;
图6a为本发明公开的一种Loop天线辐射体的结构;
图6b为本发明公开的另一种Loop天线辐射体的结构;
图7为本发明公开的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,为本发明实施例公开的一种天线的结构示意图,其中,所述天线设置在电子设备上,所述的电子设备可以为在通讯中使用的计算机设备,广义的讲包括个人计算机、手机、笔记本、平板电脑、车载电脑等设备。所述的电子设备包含一接地面,所述的接地面为电子设备的地,可以是电子设备主板的接地点,或电子设备金属壳体等大面积的金属接地点。
在本实施例中,所述天线可以包含以下结构:
辐射体12和匹配电路13;
其中,所述的匹配电路13一端与射频信号的输出端11连接,匹配电路13的另一端与所述辐射体12的一端连接;
所述匹配电路13还与所述电子设备10的接地面101连接。
本实施例提供的天线的工作原理为:通过射频信号的输出端11输出馈入信号,匹配电路13和辐射体12串联,可以较大程度的缩小辐射体12的尺寸,通过匹配电路13对天线的电长度进行匹配,使得天线的阻抗匹配有足够的谐振带宽。通过匹配电路13和辐射体12的结合,由于缩小了辐射体12的尺寸,决定天线谐振频率部分的辐射体12的尺寸比常规设计方式要小很多,常见的小型天线一般为1/4波长谐振,即辐射体的尺寸接近1/4个波长,本发明采用添加匹配电路13进行匹配后,辐射体12的尺寸可以减小到1/8波长,或者更多。因此,辐射体12更偏向于激励部件的作用,感应电流会更多的集中在接地面101上,主要能量的辐射由接地面101来完成。由于辐射体12和接地面101所辐射的能量的偏差较大,因此可以实现非对称的共振型态。
由上述方案可知,本发明提供的一种天线实施例一,通过在辐射体上连接一匹配电路进行阻抗补偿和带宽拓展,可以使得天线物理长度减小的同时使得电长度增加,从而可以对天线的辐射体进行较大程度的缩小,进而整体上减小了天线的体积,使得电子设备更加的轻薄化和小型化。
具体的,在上述实施例中,天线的辐射体的结构可以根据实际需求,设计为常规的平面倒F型,或者是Loop天线。例如,如图5所示,为本发明公开的一种平面倒F型的天线辐射体结构。如图6a所示,为本发明公开的一种Loop天线辐射体的结构。如图6b所示,为本发明公开的另一种Loop天线辐射体的结构。
如图2所示,为本发明实施例公开的一种天线的结构示意图,其中,所述天线设置在电子设备上,所述的电子设备可以为在通讯中使用的计算机设备,广义的讲包括个人计算机、手机、笔记本、平板电脑、车载电脑等设备。所述的电子设备包含一接地面,所述的接地面为电子设备的地,可以是电子设备主板的接地点,或电子设备金属壳体等大面积的金属接地点。
在本实施例中,所述天线可以包含以下结构:
选频电路22、匹配电路23和辐射体24;
其中,
所述选频电路22的一端与射频信号的输出端21连接,选频断路22的另一端与所述匹配电路23的一端连接;
所述匹配电路23的另一端与所述辐射体24的一端连接;
所述匹配电路23还与所述电子设备20的接地面201连接。
本实施例在上述实施例的基础上的工作原理为:通过射频信号的输出端31输出馈入信号,匹配电路23和辐射体24串联,可以较大程度的缩小辐射体24的尺寸,通过匹配电路23对天线的电长度进行匹配,使得天线的阻抗匹配有足够的谐振带宽。通过匹配电路23和辐射体24的结合,由于缩小了辐射体24的尺寸,决定天线谐振频率部分的辐射体24的尺寸比常规设计方式要小很多,常见的小型天线一般为1/4波长谐振,即辐射体的尺寸接近1/4个波长,本发明采用添加匹配电路23进行匹配后,辐射体24的尺寸可以减小到1/8波长,或者更多。因此,辐射体24更偏向于激励部件的作用,感应电流会更多的集中在接地面201上,主要能量的辐射由接地面201来完成。由于辐射体24和接地面201所辐射的能量的偏差较大,因此可以实现非对称的共振型态。
同时,由于天线辐射体24尺寸的减小是因为采用了匹配电路23进行匹配,匹配电路23在不同频率上会呈现不同的阻抗特性,频率越高阻抗越大,低频采用的匹配电路23对高频会呈现高阻状态,高频信号无法通过。因此,为了实现天线的双频特性,在射频信号的输出端31输出馈入信号后,通过设计选频电路22将高频信号和低频信号进行分离,经过分离后的高低频信号通过匹配电路23进行相应的匹配,从而实现在高低频分别实现双共振模态的宽频覆盖。
具体的,在上述实施例中,天线的辐射体的结构可以根据实际需求,设计为常规的平面倒F型,或者是Loop天线。例如,如图5所示,为本发明公开的一种平面倒F型的天线辐射体结构。如图6a所示,为本发明公开的一种Loop天线辐射体的结构。如图6b所示,为本发明公开的另一种Loop天线辐射体的结构。
如图3所示,为本发明实施例公开的一种天线的结构示意图,其中,所述天线设置在电子设备上,所述的电子设备可以为在通讯中使用的计算机设备,广义的讲包括个人计算机、手机、笔记本、平板电脑、车载电脑等设备。所述的电子设备包含一接地面,所述的接地面为电子设备的地,可以是电子设备主板的接地点,或电子设备金属壳体等大面积的金属接地点。
在本实施例中,所述天线可以包含以下结构:
高频选频电路32、低频选频电路33、高频匹配电路34、低频匹配电路35和辐射体36;
其中,高频选频电路32的一端与射频信号的输出端31连接,高频选频电路32的另一端与高频匹配电路34的一端连接;
低频选频电路33的一端与射频信号的输出端31连接,低频选频电路33的另一端与低频匹配电路35的一端连接;
高频匹配电路34的另一端与辐射体36的一端连接,低频匹配电路35的另一端与辐射体36的一端连接;
高频选频电路32、低频选频电路33、高频匹配电路34和低频匹配电路35还分别与电子设备30的接地面301连接。
本实施例的工作原理为:在实现天线的双共振模态的宽频覆盖时,射频信号的输出端31输出馈入信号,通过高频选频电路32和低频选频电路33将高频信号和低频信号进行分离,经过分离后的高频信号通过与高频选频电路32连接的高频匹配电路34进行相应的匹配,经过分离后的低频信号通过与低频选频电路35连接的低频匹配电路35进行相应的匹配。
高频匹配电路34和低频匹配电路35分别与辐射体36串联,可以较大程度的缩小辐射体36的尺寸,通过高频匹配电路34和低频匹配电路35构成的匹配电路对天线的电长度进行匹配,使得天线的阻抗匹配在高频段和低频段有足够的谐振带宽。通过匹配电路和辐射体36的结合,由于缩小了辐射体36的尺寸,决定天线谐振频率部分的辐射体36的尺寸比常规设计方式要小很多,常见的小型天线一般为1/4波长谐振,即辐射体的尺寸接近1/4个波长,本发明采用添加匹配电路进行匹配后,辐射体36的尺寸可以减小到1/8波长,或者更多。因此,辐射体36更偏向于激励部件的作用,感应电流会更多的集中在接地面301上,主要能量的辐射由接地面301来完成。由于辐射体36和接地面301所辐射的能量的偏差较大,因此可以实现非对称的共振型态。
具体的,在上述实施例中,高频匹配电路和低频匹配电路均包含一感性元件,所述的感性元件可以为电感或者微带线。通过由电感或者微带线构成的匹配电路,能够在减小辐射体尺寸的同时,使天线的阻抗匹配有足够的谐振带宽。由于由电感或者微带线构成的匹配电路本身会对高频信号有一定的损耗,所以在天线的设计过程中,需要根据天线空间允许尽可能采用较小的电感或者微带线,以提高整个天线的效率。或者,在匹配电路中增加匹配元件进行阻抗补偿或者带宽拓展。所述的匹配元件可以为电感或者电容。
具体的,在上述实施例中,高频选频电路和低频选频电路均包含一电感和电容,通过电感和电容构成的电路实现高低频选频。
具体的,在上述实施例中,天线的辐射体的结构可以根据实际需求,设计为常规的平面倒F型,或者是Loop天线。例如,如图5所示,为本发明公开的一种平面倒F型的天线辐射体结构。如图6a所示,为本发明公开的一种Loop天线辐射体的结构。如图6b所示,为本发明公开的另一种Loop天线辐射体的结构。
如图4所示,为本发明实施例公开的一种天线的结构示意图,其中,所述天线设置在电子设备上,所述的电子设备可以为在通讯中使用的计算机设备,广义的讲包括个人计算机、手机、笔记本、平板电脑、车载电脑等设备。所述的电子设备包含一接地面,所述的接地面为电子设备的地,可以是电子设备主板的接地点,或电子设备金属壳体等大面积的金属接地点。
在本实施例中,所述天线可以包含以下结构:
第一电容C1、第一电感L1、第二电容C2、第二电感L2、第三电容C3、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5和辐射体42;
其中,
第一电感L1的一端与射频信号的输出端41连接,第一电感L1的另一端与第二电感L2的一端连接,第二电感L2的另一端与辐射体42的一端连接;
第三电容C3的一端与射频信号的输出端41连接,第三电容C3的另一端与第五电感L5的一端连接,第五电感L5的另一端与辐射体42的一端连接;
第一电容C1的一端与射频信号的输出端41连接,第一电容C1的另一端与电子设备40的接地面401连接;
第二电容C2的一端与第二电感L2的一端连接,第二电容C2的另一端与电子设备40的接地面401连接;
第三电感L3的一端与射频信号的输出端41连接,第三电感L3的另一端与电子设备40的接地面401连接;
第四电感L4的一端与第五电感L5的一端连接,第四电感L4的另一端与电子设备40的接地面401连接;
辐射体42的另一端与电子设备40的接地面401连接。
在本实施例中,第一电容C1和第一电感L1构成低频选频电路,第二电容C2和第二电感L2构成低频匹配电路;第三电感L3和第三电容C3构成高频选频电路,第四电感L4和第五电感L5构成高频匹配电路。
本实施例的工作原理为:在实现天线的双共振模态的宽频覆盖时,射频信号的输出端41输出馈入信号,通过第三电感L3和第三电容C3构成高频选频电路和第一电容C1和第一电感L1构成低频选频电路,将高频信号和低频信号进行分离,经过分离后的高频信号通过由第四电感L4和第五电感L5构成高频匹配电路进行相应的匹配,经过分离后的低频信号通过由第二电容C2和第二电感L2构成低频匹配电路进行相应的匹配。
由第四电感L4和第五电感L5构成高频匹配电路和由第二电容C2和第二电感L2构成低频匹配电路分别与辐射体42串联,可以较大程度的缩小辐射体42的尺寸,通过高频匹配电路和低频匹配电路构成的匹配电路对天线的电长度进行匹配,使得天线的阻抗匹配在高频段和低频段有足够的谐振带宽。通过匹配电路和辐射体42的结合,由于缩小了辐射体42的尺寸,决定天线谐振频率部分的辐射体42的尺寸比常规设计方式要小很多,常见的小型天线一般为1/4波长谐振,即辐射体的尺寸接近1/4个波长,本发明采用添加匹配电路进行匹配后,辐射体42的尺寸可以减小到1/8波长,或者更多。因此,辐射体42更偏向于激励部件的作用,感应电流会更多的集中在接地面401上,主要能量的辐射由接地面401来完成。由于辐射体42和接地面401所辐射的能量的偏差较大,因此可以实现非对称的共振型态。
具体的,在上述实施例中,天线的辐射体的结构可以根据实际需求,设计为常规的平面倒F型,或者是Loop天线。例如,如图5所示,为本发明公开的一种平面倒F型的天线辐射体结构。如图6a所示,为本发明公开的一种Loop天线辐射体的结构。如图6b所示,为本发明公开的另一种Loop天线辐射体的结构
如图7所示,为本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图,其中,所述的电子设备可以为在通讯中使用的计算机设备,广义的讲包括个人计算机、手机、笔记本、平板电脑、车载电脑等设备。
在本实施例中,所述电子设备可以包含以下结构:
接地面71和天线72;
所述的接地面71为电子设备的地,可以是电子设备主板的接地点,或电子设备金属壳体等大面积的金属接地点。
其中,所述天线72包括:辐射体722和匹配电路723;
所述匹配电路723一端与射频信号的输出端721连接,匹配电路723的另一端与所述辐射体722的一端连接;
所述匹配电路523还与所述电子设备的接地面51连接。
本实施例提供的电子设备的工作原理为:通过射频信号的输出端721输出馈入信号,匹配电路723和辐射体722串联,可以较大程度的缩小辐射体722的尺寸,通过匹配电路723对天线的电长度进行匹配,使得天线的阻抗匹配有足够的谐振带宽。通过匹配电路723和辐射体722的结合,由于缩小了辐射体722的尺寸,决定天线谐振频率部分的辐射体722的尺寸比常规设计方式要小很多,常见的小型天线一般为1/4波长谐振,即辐射体的尺寸接近1/4个波长,本发明采用添加匹配电路723进行匹配后,辐射体12的尺寸可以减小到1/8波长,或者更多。因此,辐射体722更偏向于激励部件的作用,感应电流会更多的集中在接地面71上,主要能量的辐射由接地面71来完成。由于辐射体722和接地面71所辐射的能量的偏差较大,因此可以实现非对称的共振型态。
由上述方案可知,本发明提供的一种电子设备,通过在辐射体上连接一匹配电路进行阻抗补偿和带宽拓展,可以使得天线物理长度减小的同时使得电长度增加,从而可以对天线的辐射体进行较大程度的缩小,进而整体上减小了天线的体积,使得电子设备更加的轻薄化和小型化。
具体的,在上述实施例中,天线的辐射体的结构可以根据实际需求,设计为常规的平面倒F型,或者是Loop天线。例如,如图5所示,为本发明公开的一种平面倒F型的天线辐射体结构。如图6a所示,为本发明公开的一种Loop天线辐射体的结构。如图6b所示,为本发明公开的另一种Loop天线辐射体的结构。
本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机,服务器,移动计算设备或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种天线,设置在电子设备上,所述电子设备包含接地面,其特征在于,所述天线包括:辐射体和匹配电路;
其中,所述匹配电路的一端与射频信号的输出端连接,
另一端与所述辐射体的一端连接;
所述匹配电路还与所述电子设备的接地面连接。
2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,还包括选频电路;
所述选频电路一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述匹配电路连接。
3.根据权利要求2所述的天线,其特征在于,所述匹配电路包括:低频匹配电路和高频匹配电路。
4.根据权利要求3所述的天线,其特征在于,所述选频电路包括:低频选频电路和高频选频电路;
其中,所述低频选频与所述低频匹配电路连接;
所述高频选频电路与所述高频匹配电路连接。
5.根据权利要求4所述的天线,其特征在于,所述低频匹配电路和所述高频匹配电路均包含一感性元件;
所述低频匹配电路中的感性元件一端与所述低频选频电路连接,另一端与所述辐射体的一端连接;
所述高频匹配电路中的感性元件一端与所述高频选频电路连接,另一端与所述辐射体的一端连接。
6.根据权利要求5所述的天线,其特征在于,所述低频匹配电路和所述高频匹配电路还均包含一匹配元件;
所述低频匹配电路中的匹配元件一端与所述低频选频电路连接,另一端与所述电子设备的接地面连接;
所述高频匹配电路中的匹配元件一端与所述高频选频电路连接,另一端与所述电子设备的接地面连接。
7.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述感性元件为电感或微带线。
8.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述匹配元件为电感或电容。
9.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述低频选频电路包括一电感和一电容;
其中,所述电感的一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述低频匹配电路连接;
所述电容的一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述电子设备的接地面连接。
10.根据权利要求6所述的天线,其特征在于,所述高频选频电路包括一电感和一电容;
其中,所述其中,所述电容的一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述低频匹配电路连接;
所述电感的一端与所述射频信号的输出端连接,另一端与所述电子设备的接地面连接。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:接地面和天线;其中,所述天线包括:辐射体和匹配电路;
其中,所述匹配电路的一端与射频信号的输出端连接,另一端与所述辐射体的一端连接;
所述匹配电路还与所述电子设备的接地面连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151209 |