CN105390810A - 一种收发多频段无线信号的天线和终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种收发多频段无线信号的天线和终端，所述天线包括：金属基板，所述金属基板设置有缝隙，所述缝隙将所述金属基板分成地端和天线端；至少两个隔断电容，所述隔断电容的一端与所述地端相连，所述隔断电容的另一端与所述天线端相连，所述隔断电容将所述缝隙分割成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；多个远场馈电结构，所述远场馈电结构与所述馈电区域一一对应设置；一个近场馈电结构，所述近场馈电结构通过近场馈电匹配电路与所述共用隔断电容相连；所述近场馈电结构通过所述近场馈电匹配电路收发近场信号。本发明实施例提供的技术方案，使得NFC天线可以共用已有的缝隙结构，增加了天线收发频段，降低了系统的复杂度和成本。

Description

一种收发多频段无线信号的天线和终端

技术领域

本发明实施例涉及天线技术领域，尤其涉及一种收发多频段无线信号的天线和终端。

背景技术

随着现代通信技术的发展，移动终端设备上的天线越来越多。终端上每一个天线的设计都需要一定的空间和成本，天线越多，由于需要更大的空间，设计难度越大，设计成本也越高。

另一方面，近场通信(Near-FieldCommunications，NFC)功能逐渐成为移动通信设备的必备功能；NFC天线占的空间较大，为了避免干扰，还需要增加与NFC天线面积相当的、且价格昂贵的铁氧体。

发明内容

本发明实施例提供一种收发多频段无线信号的天线和终端，以解决终端NFC天线结构复杂、成本高的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种收发多频段无线信号的天线，包括：

金属基板，所述金属基板设置有缝隙，所述缝隙将所述金属基板分成地端和天线端；

至少两个隔断电容，所述隔断电容的一端与所述地端相连，所述隔断电容的另一端与所述天线端相连，所述隔断电容将所述缝隙分割成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；

多个远场馈电结构，所述远场馈电结构与所述馈电区域一一对应设置；

一个近场馈电结构，所述近场馈电结构通过近场馈电匹配电路与所述共用隔断电容相连；所述近场馈电结构通过所述近场馈电匹配电路收发近场信号。

另一方面，本发明实施例还提供了一种收发多频段无线信号的终端，包括：

所述终端的外壳为金属外壳，所述金属外壳设置有缝隙，所述缝隙将所述金属外壳分成地端和天线端；所述终端包括：

至少两个隔断电容，所述隔断电容的一端与所述地端相连，所述隔断电容的另一端与所述天线端相连，所述隔断电容将所述缝隙分割成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；

多个远场馈电结构，所述远场馈电结构与所述馈电区域一一对应设置；

一个近场馈电结构，所述近场馈电结构通过近场馈电匹配电路与所述共用隔断电容相连；

所述近场馈电结构通过所述近场馈电匹配电路收发近场信号。

本发明提供的技术方案，使用隔断电容实现NFC天线和FFC天线的共存，使得NFC天线共用已有的缝隙结构，不用单独设计的NFC天线结构，降低了系统的复杂度和成本；另外，每一路FFC天线与NFC天线都有各自独立的馈电点，为电子设备系统布局提供了灵活性的选择，同时省去了双工器，降低天线系统的复杂度。

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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明实施例一提供的一种收发多频段无线信号的天线的结构示意图。

图2是本发明实施例一提供的一种收发多频段无线信号的天线近场通信的等效结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种收发多频段无线信号的天线远场通信的等效结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种收发多频段无线信号的天线的近场馈电匹配电路的结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的一种收发多频段无线信号的天线的一种结构示意；

图6是本发明实施例二提供的一种收发多频段无线信号的天线的另一结构示意；

图7是本发明实施例三提供的一种收发多频段无线信号的终端的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例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。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种收发多频段无线信号的天线的结构示意图。参见图1，本实施例提供的收发多频段无线信号的天线具体包括：

金属基板，所述金属基板设置有缝隙10，所述缝隙10将所述金属基板分成地端11和天线端12；

至少两个隔断电容13，所述隔断电容13的一端与所述地端11相连，所述隔断电容13的另一端与所述天线端12相连，所述隔断电容13将所述缝隙10分割成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；

多个远场馈电结构14，所述远场馈电结构14与所述馈电区域一一对应设置；

一个近场馈电结构15，所述近场馈电结构15通过近场馈电匹配电路16与所述共用隔断电容相连；所述近场馈电结构15通过所述近场馈电匹配电路16收发近场信号。

在馈电区域设置有馈电点，馈电点与近场馈电结构15和远场馈电结构14一一对应设置，近场馈电结构15和每一路远场馈电结构14都对应设置有独立的馈电点，馈电点设置于天线端，实现天线的馈电传输。

需要说明的是，共用隔断电容(在图1中未画出)内置于近场馈电匹配电路中，还可以作为馈电匹配电路的一部分。

参见图2，设置的隔断电容13相当于电容加载，可以增加NFC通信谐振点长度，电容加载效果相当于减小天线电尺寸，可以提高天线增益，使得长度远小于四分之一波长的缝隙10(图中阴影部分)可以工作于NFC的频段，即基于隔断电容13，缝隙10可以构成NFC天线结构，实现NFC天线的功能。

参见图3，图3示例性的设置有三个隔断电容13，其中一个为共用隔断电容。由于远场通信(Far-FieldCommunication，FFC)的通信频率相对较高，设置的隔断电容13相当于将缝隙10隔断成四个缝隙的连接金属块(如图3中105所示)，将缝隙10分割成四个馈电区域101、102、103和104，中间的两个馈电区域101和102等效为闭口缝隙，可以利用馈电区域101或者102设计第一谐振长度为二分子一波长的闭合缝隙天线；馈电区域103和104等效为开口缝隙，可以利用馈电区域103或者104设计第一谐振长度为四分子一波长的开口缝隙天线，具体设计过程可以根据需要设计的FFC天线频段选择缝隙10的长度，并根据需要的缝隙长度来设置隔断电容13的位置和个数。

结合图1、图2和图3可知，在缝隙10中设置隔断电容13，可以在单个缝隙10中既实现近场通信，也实现远场通信，如果设置两个或两个以上隔断电容13，远场通信还可基于闭合缝隙天线或开口缝隙天线实现。

可选的，所述天线还包括滤波器17，所述近场馈电结构15通过所述滤波器17与所述近场馈电匹配电路16相连。

其中，所述隔断电容13的两端分别通过金属弹片18与地端11和天线端12相连。隔断电容13的电容量的选取可以根据设计的不同的频段的天线进行选择，隔断电容容量的选择一般从实现NFC天线的加载效果和与NFC天线的整体电抗匹配等方面考虑。其中，所述隔断电容13的电容量可以为30～300pF。

本实施例提供的技术方案，使用隔断电容13实现NFC天线和FFC天线的共存，使得NFC天线共用已有的缝隙结构，不用单独设计的NFC天线结构，降低了系统的复杂度和成本；每一路FFC天线与NFC天线都有各自独立的馈电点，为电子设备系统布局提供了灵活性的选择，同时省去了双工器，降低天线系统的复杂度。

实施例二

图4是本发明实施例二提供的一种收发多频段无线信号的天线的近场馈电匹配电路的结构示意图，本实施例是在上述示例的基础上进行了优化。

参见图4，在本实施例中，所述近场馈电匹配电路16包括：

电容C1和电感L；所述电感L的一端与所述近场馈电结构15以及所述电容C1的一端相连，所述电容C的另一端与地端11及共用隔断电容C2的一端相连；所述电感L的另一端与天线端12及共用隔断电容C2的另一端相连。

设置近场馈电匹配电路16是由于NFC天线的阻抗与近场馈电结构的阻抗不匹配，增加阻抗匹配电路可以实现NFC天线的最大的收发功率。由于金属形成的NFC天线一般呈感性，NFC馈电匹配电路可以抵消NFC天线原有的感抗，使NFC天线的阻抗虚部为0，使NFC天线工作模式趋近于谐振状态；另一方面，还可以使NFC天线的较小电阻变换成更大的电阻，增大NFC天线的辐射电阻，提高了NFC天线的性能。

另外，在本实施例中共用隔断电容C2构成了近场馈电匹配电路16的一部分。共用隔断电容C2可以实现NFC通信频段时电容的加载效果，还可以实现FFC通信时的天线端与地端之间的连接，此时隔断电容C2等效为分割缝隙的结构，实现多频段的FFC天线设计。

当在NFC天线中使用滤波器17时，所述电感L通过所述滤波器17与所述近场馈电结构15相连。

参见图5和图6，也可只设置一个隔断电容13，图6中隔断电容为共用隔断电容，设置于近场馈电匹配电路16中，与之对应的，此时只等效产生两个开口缝隙天线而没有闭合缝隙天线。或者，还可设置三个或三个以上隔断电容13，此时会等效产生多个闭合缝隙天线和两个开口缝隙天线。

本发明实施例提供的技术方案，设计近场阻抗匹配电路具体结构和滤波器可以优化NFC天线，提高NFC天线性能，还可以使用近场阻抗匹配电路实现缝隙的分割，实现多频段天线的设计。

实施例三

图7是本发明实施三提供的一种收发多频段无线信号的天线的终端的结构示意图。参见图7，所述终端的外壳为金属外壳，所述金属外壳设置有缝隙30，所述缝隙30将所述金属外壳分成地端31和天线端32；所述终端包括：

至少两个隔断电容33，所述隔断电容33的一端与所述地端31相连，所述隔断电容33的另一端与所述天线端32相连，所述隔断电容33将所述缝隙30分割成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；

多个远场馈电结构34，所述远场馈电结构34与所述馈电区域一一对应设置；

一个近场馈电结构35，所述近场馈电结构35通过近场馈电匹配电路36与所述共用隔断电容相连；

所述近场馈电结构35通过所述近场馈电匹配电路36收发近场信号。

可选的，所述近场馈电匹配电路36包括：

电容C和电感L；所述电感L的一端与所述近场馈电结构35以及所述电容C的一端相连，所述电容C的另一端与地端31及共用隔断电容的一端相连；所述电感L的另一端与天线端32及共用隔断电容的另一端相连。

可选的，所述终端还包括：

滤波器37，所述电感L通过所述滤波器37与所述近场馈电结构35相连。

其中，所述隔断电容33的两端分别通过金属弹片连接于所述缝隙30的两侧。

其中，所述隔断电容33的电容量为30～300pF。

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 (10)

1.一种收发多频段无线信号的天线，其特征在于，包括：

金属基板，所述金属基板设置有缝隙，所述缝隙将所述金属基板分成地端和天线端；

至少两个隔断电容，所述隔断电容的一端与所述地端相连，所述隔断电容的另一端与所述天线端相连，所述隔断电容将所述缝隙分割成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；

多个远场馈电结构，所述远场馈电结构与所述馈电区域一一对应设置；

一个近场馈电结构，所述近场馈电结构通过近场馈电匹配电路与所述共用隔断电容相连；所述近场馈电结构通过所述近场馈电匹配电路收发近场信号。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述近场馈电匹配电路包括：

电容C和电感L；所述电感L的一端与所述近场馈电结构以及所述电容C的一端相连，所述电容C的另一端与地端及共用隔断电容的一端相连；所述电感L的另一端与天线端及共用隔断电容的另一端相连。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括：

滤波器，所述电感L通过所述滤波器与所述近场馈电结构相连。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：

所述隔断电容的两端分别通过金属弹片与地端和天线端相连。

5.根据权利要求1-4任一项所述的天线，其特征在于：

所述隔断电容的电容量为30～300pF。

6.一种终端，其特征在于，所述终端的外壳为金属外壳，所述金属外壳设置有缝隙，所述缝隙将所述金属外壳分成地端和天线端；所述终端包括：

至少两个隔断电容，所述隔断电容的一端与所述地端相连，所述隔断电容的另一端与所述天线端相连，所述隔断电容将所述缝隙分割成多个馈电区域，其中一个隔断电容为共用隔断电容；

多个远场馈电结构，所述远场馈电结构与所述馈电区域一一对应设置；

一个近场馈电结构，所述近场馈电结构通过近场馈电匹配电路与所述共用隔断电容相连；

所述近场馈电结构通过所述近场馈电匹配电路收发近场信号。

7.根据权利要求6所述的终端，其特征在于，所述近场馈电匹配电路包括：

电容C和电感L；所述电感L的一端与所述近场馈电结构以及所述电容C的一端相连，所述电容C的另一端与地端及共用隔断电容的一端相连；所述电感L的另一端与天线端及共用隔断电容的另一端相连。

8.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，还包括：

滤波器，所述电感L通过所述滤波器与所述近场馈电结构相连。

9.根据权利要求6所述的终端，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。

10.根据权利要求6-9任一项所述的终端，其特征在于：

所述隔断电容的电容量为30～300pF。