CN105390804B - 一种多模式缝隙天线和移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多模式缝隙天线和移动终端。该多模式缝隙天线，包括：金属板，所述金属板开设有缝隙，所述缝隙将所述金属板分为地端和天线端；至少两个隔断电容，所述隔断电容的两端分别连接于所述缝隙的两侧，将所述缝隙分成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；合路馈电匹配电路，所述合路馈电匹配电路复用所述共用隔断电容，还包括电容C、电感L和电感L1；至少两个远场馈电结构，其中一个远场馈电结构为第一远场馈电结构，所述第一远场馈电结构与所述电容C的另一端相连；一个近场馈电结构，所述近场馈电结构与所述电感L的另一端相连。通过所述近场通信结构和远场通信结构共用缝隙，结构简单，成本低。
Description
技术领域
本发明实施例涉及天线技术领域，尤其涉及一种多模式缝隙天线和移动终端。
背景技术
随着移动终端和无线通信技术的不断发展，NFC(Near Field Communication，近场通信)技术作为一种近距离的高频无线通信技术，利用设置在手机、平板电脑上的NFC天线就可以实现电子支付、智能识别及数据传输等功能，NFC技术以其上述独特的优势也得到了广泛的应用。
在移动终端上设置的NFC天线一般所占据的体积较大，而且为了避免与移动终端中的远场通信天线之间相互干扰，还需要增加NFC天线面积相当的、且价格昂贵的铁氧体。随着移动终端无线通信功能的增多，移动终端上需要设置的天线也越来越多，而天线的设置不仅需要增加成本，而且所占据的体积也越来越大，所以不便于移动终端实现轻薄化，并且存在成本高的问题。
发明内容
本发明提供一种多模式缝隙天线和移动终端，以解决现有的具有NFC功能的移动终端体积大、结构复杂以及成本高的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种多模式缝隙天线，包括：
金属板，所述金属板开设有缝隙，所述缝隙将所述金属板分为地端和天线端；
至少两个隔断电容，所述隔断电容的两端分别连接于所述缝隙的两侧，将所述缝隙分成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；
合路馈电匹配电路，所述合路馈电匹配电路复用所述共用隔断电容，还包括电容C、电感L和电感L1；所述共用隔断电容的一端与天线端相连，所述共用隔断电容的另一端与电感L的一端、电感L1的一端以及电容C的一端相连；所述电感L1的另一端与地端相连；
至少两个远场馈电结构，其中一个远场馈电结构为第一远场馈电结构，所述第一远场馈电结构与所述电容C的另一端相连，其余所述远场馈电结构各自对应不同的馈电区域设置；
一个近场馈电结构，所述近场馈电结构与所述电感L的另一端相连。
第二方面，本发明实施例还提供了一种移动终端，所述移动终端的外壳为金属外壳，所述金属外壳开设有缝隙，所述缝隙将所述金属板分为地端和天线端；所述移动终端包括：
至少两个隔断电容，所述隔断电容的两端分别连接于所述缝隙的两侧，将所述缝隙分成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；
合路馈电匹配电路，所述合路馈电匹配电路复用所述共用隔断电容，还包括电容C、电感L和电感L1；所述共用隔断电容的一端与天线端相连，所述共用隔断电容的另一端与电感L的一端、电感L1的一端以及电容C的一端相连；所述电感L1的另一端与地端相连；
至少两个远场馈电结构，其中一个远场馈电结构为第一远场馈电结构，所述第一远场馈电结构与所述电容C的另一端相连，其余所述远场馈电结构各自对应不同的馈电区域设置；
一个近场馈电结构，所述近场馈电结构与所述电感L的另一端相连。
本发明通过在金属板开设缝隙，所述缝隙将所述金属板分成地端和天线端，缝隙中设置隔断电容将缝隙分成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容，合路馈电匹配电路复用所述共用隔断电容，并且至少两个远场馈电结构设置在不同的馈电区域；缝隙中还设置当接收或发送用于远场通信的高频信号时，隔断电容的高频隔离作用使得各个馈电区域独立接收信号；当接收或发送用于近场通信的NFC信号时，隔断电容相当于加载电容，使得各个馈电区域作为一个整体工作，使得通过馈电匹配电路与所述天线端相连的近场馈电结构接收NFC信号，这样实现了在一个缝隙上实现了多种无线信号的收发，省去了单独的NFC天线结构，降低了结构的复杂度，并且减少了生产成本，并且由于所述合路馈电匹配电路复用所述共用隔断电容，增加了馈电区域的数量。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中提供的一种多模式缝隙天线的结构示意图。
图2是本发明具体实施方式中提供的一种多模式缝隙天线的合路馈电匹配电路的电路图。
图3A是本发明具体实施方式中提供的一种多模式缝隙天线的等效结构图。
图3B是本发明具体实施方式中提供的一种多模式缝隙天线近场通信的等效结构图。
图3C是本发明具体实施方式中提供的一种多模式缝隙天线远场通信的等效结构图。
图4是本发明具体实施方式中提供的一种移动终端的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明具体实施方式中提供的一种多模式缝隙天线的结构示意图。如图1所示，该多模式缝隙天线，包括：
金属板10、至少两个隔断电容12、合路馈电匹配电路13、至少两个远场馈电结构14以及一个近场馈电结构15。
其中，金属板10开设有缝隙11，所述缝隙11将所述金属板10分为地端101和天线端102；
至少两个隔断电容12的两端分别连接于所述缝隙11的两侧，将所述缝隙11分成多个馈电区域，其中一个隔断电容12为共用隔断电容；
如图2所示，合路馈电匹配电路13复用所述共用隔断电容(图2中电容C1)，还包括电容C、电感L和电感L1；所述电容C1的一端与天线端102相连，所述电容C1的另一端与电感L的一端、电感L1的一端以及电容C的一端相连；所述电感L1的另一端与地端101相连；至少两个远场馈电结构14的其中一个为第一远场馈电结构，所述第一远场馈电结构与所述电容C的另一端相连，其余所述远场馈电结构14各自对应不同的馈电区域设置；为了方便表述，将所述与所述电容C的另一端相连的远场馈电结构14称为第一远场馈电结构；近场馈电结构15与所述电感L的另一端相连。需要说明的是，第一远场馈电结构在图2中表示为FFC，近场馈电结构15在图2中表示为NFC。
参见图2，合路馈电匹配电路13中的电容C1(共用隔断电容)和电感L1配合可以作为近场馈电结构15的馈电匹配电路，电容C和电感L构成分离近场通信信号和远场通信信号的合路器以及远场馈电结构14的馈电匹配电路，所以实现了远场馈电结构14和近场馈电结构15两者的馈电匹配电路以及合路器的功能。具体的，电容C1的一端与天线端102相连，也就是合路馈电匹配电路13的一端接于一馈电点上。由此可见，近场馈电结构15与第一远场馈电结构共用馈电点，另一端包括第一分支和第二分支，分别与第一远场馈电结构和近场馈电结构15相连，合路馈电匹配电路13将接收或发送的信号进行分离，分离后的NFC信号传输到近场馈电结构15，远场通信信号传输到第一远场馈电结构。又因为所述电容C1复用为共用隔断电容，所以合路馈电匹配电路13可以是具有将缝隙11分割得到更多的馈电区域的功能。
图3A是本发明具体实施方式中提供的一种多模式缝隙天线的等效结构图。参见图3A，本实施例中多模式缝隙天线主要包括：金属板10、缝隙11和电容等效装置121。
其中，图1中的隔断电容12以及图2中所示的电容C1(共用隔断电容)可以是等效为电容等效装置121。根据收发的无线信号的模式，电容等效装置121可以起到不同的作用。如图3B所示，当接收或发送用于近场通信的NFC信号时，电容等效装置121相当于电容加载，使得长度远小于四分之一波长的缝隙11可以工作于NFC无线信号频段，NFC无线信号频段的信号可以从整条缝隙11(阴影部分)中穿过而不会因为电容等效装置121使信号减弱。如图3C所示，当接收或发送用于远场通信的高频信号时，电容等效装置121相当于将缝隙11隔断成多个馈电区域的导体，例如图3C中两个电容等效装置121将缝隙11隔断成四个馈电区域(如阴影部分所示)，相邻两个电容等效装置121之间的馈电区域，可以等效为闭合缝隙(如图3C中所示的中间的馈电区域)，可以利用这部分设计第一谐振长度为二分之一波长的闭合缝隙天线，例如宽度为100mm的闭合缝隙天线，可以支持波长为200mm的信号通过；缝隙11两端的馈电区域等效为开口缝隙(如图3C中两端的馈电区域所示)，可以利用这部分设计第一谐振长度为四分之一波长的开口缝隙天线。闭合缝隙天线和开口缝隙天线的参数具体可以是根据实际应用过程中的远场通信信号的频段进行设置。
由上述内容可知，通过在金属板10之间的缝隙11中设置至少两个隔断电容12，并且其中一个隔断电容为共用隔断电容，可以使近场通信和远场通信共同使用所述缝隙11，由于设置了至少两个隔断电容12，因此所述远场通信不仅可以是基于闭合缝隙天线实现，还可以是基于开口缝隙天线实现；并且由于所述合路馈电匹配电路13中复用所述共用隔断电容，增加了馈电区域的数量。这样实现了在同一缝隙11上实现了多种无线信号的收发，省去了单独的NFC天线结构，降低了结构的复杂度，并且减少了生产成本。
优选的，如图1所示，上述实施例中电容C与所述第一远场馈电结构通过第一滤波器141相连，通过设置第一滤波器141可以将远场通信信号中所携带的杂波滤除，提高远场通信信号质量；所述电感L的另一端与所述近场馈电结构15通过第二滤波器151相连，通过设置第二滤波器151可以将近场通信信号中所携带的杂波滤除，提高近场通信信号质量提高。
优选的，所述隔断电容12的两端可以是分别通过金属弹片16连接于所述缝隙11的两侧，也就是分别与所述金属板10的地端101和天线端102两部分连接。
具体的，所述隔断电容12的电容量可以为30～300pF。隔断电容12的电容量可以是根据具体需要收发的无线信号的频段进行设置，示例性地可以是40pF、80pF、200pF，在此不作具体限定。
另一方面本实施例提供了一种移动终端，如图4所示，所述移动终端的外壳为金属外壳20，所述金属外壳开设有缝隙21，所述缝隙21将所述金属板分为地端201和天线端202；所述移动终端包括：
至少两个隔断电容22，所述隔断电容22的两端分别连接于所述缝隙21的两侧，将所述缝隙21分成多个馈电区域，其中一个隔断电容22为共用隔断电容；
合路馈电匹配电路23，所述合路馈电匹配电路23复用所述共用隔断电容，还包括电容C、电感L和电感L1；所述共用隔断电容的一端与天线端相连，所述共用隔断电容的另一端与电感L的一端、电感L1的一端以及电容C的一端相连；所述电感L1的另一端与地端相连；至少两个远场馈电结构24(图中未全部示出)，其中一个远场馈电结构为第一远场馈电结构24，所述第一远场馈电结构24与所述电容C的另一端相连，其余所述远场馈电结构24各自对应不同的馈电区域设置；一个近场馈电结构25，所述近场馈电结构25与所述电感L的另一端相连。
可选的，所述电容C与所述第一远场馈电结构24可以是通过第一滤波器相241连；所述电感L的另一端可以是与所述近场馈电结构25通过第二滤波器251相连。
进一步的，所述隔断电容22的两端可以是分别通过金属弹片连接于所述缝隙21的两侧。其中，所述隔断电容22的电容量可以为30～300pF。
综上所述，由于本实施例中所述移动终端包括上述实施例中所述多模式缝隙天线，所以具有上述实施例中所述缝隙天线的所有有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种多模式缝隙天线，其特征在于，包括：
金属板，所述金属板开设有缝隙，所述缝隙将所述金属板分为地端和天线端；
至少两个隔断电容，所述隔断电容的两端分别连接于所述缝隙的两侧，将所述缝隙分成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；在远场通信时，所述隔断电容具有高频隔离作用，在近场通信时，所述隔断电容具有加载电容的作用；
合路馈电匹配电路，所述合路馈电匹配电路复用所述共用隔断电容，还包括电容C、电感L和电感L1；所述共用隔断电容的一端与天线端相连，所述共用隔断电容的另一端与电感L的一端、电感L1的一端以及电容C的一端相连；所述电感L1的另一端与地端相连；
至少两个远场馈电结构，其中一个远场馈电结构为第一远场馈电结构，所述第一远场馈电结构与所述电容C的另一端相连，其余所述远场馈电结构各自对应不同的馈电区域设置；
一个近场馈电结构，所述近场馈电结构与所述电感L的另一端相连。
2.根据权利要求1所述的多模式缝隙天线，其特征在于，所述电容C与所述第一远场馈电结构通过第一滤波器相连；所述电感L的另一端与所述近场馈电结构通过第二滤波器相连。
3.根据权利要求1所述的多模式缝隙天线，其特征在于，所述隔断电容的两端分别通过金属弹片连接于所述缝隙的两侧。
4.根据权利要求1～3任一项所述的多模式缝隙天线，其特征在于，所述隔断电容的电容量为30～300pF。
5.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端的外壳为金属外壳，所述金属外壳开设有缝隙，所述缝隙将所述金属板分为地端和天线端；所述移动终端包括：
至少两个隔断电容，所述隔断电容的两端分别连接于所述缝隙的两侧，将所述缝隙分成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；在远场通信时，所述隔断电容具有高频隔离作用，在近场通信时，所述隔断电容具有加载电容的作用；
合路馈电匹配电路，所述合路馈电匹配电路复用所述共用隔断电容，还包括电容C、电感L和电感L1；所述共用隔断电容的一端与天线端相连，所述共用隔断电容的另一端与电感L的一端、电感L1的一端以及电容C的一端相连；所述电感L1的另一端与地端相连；
至少两个远场馈电结构，其中一个远场馈电结构为第一远场馈电结构，所述第一远场馈电结构与所述电容C的另一端相连，其余所述远场馈电结构各自对应不同的馈电区域设置；
一个近场馈电结构，所述近场馈电结构与所述电感L的另一端相连。
6.根据权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述电容C与所述第一远场馈电结构通过第一滤波器相连；所述电感L的另一端与所述近场馈电结构通过第二滤波器相连。
7.根据权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述隔断电容的两端分别通过金属弹片连接于所述缝隙的两侧。
8.根据权利要求5～7任一项所述的移动终端，其特征在于，所述隔断电容的电容量为30～300pF。
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