CN105706303A - 一种天线装置及设备 - Google Patents

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Abstract

一种天线装置(100)及设备，包括天线辐射体(101)、至少一个天线走线开槽(102)、馈点(103)和至少一个第一突出金属条(104)；天线辐射体(101)上设置有至少一个天线走线开槽(102)；至少一个天线走线开槽(102)沿天线辐射体(101)的顶边(101A)向底边(101B)延伸；天线辐射体(101)上还设置有馈点(103)，馈点(103)设置在天线辐射体(101)底边(101B)的一端且与天线辐射体(101)一侧边(101C)临近；至少一个第一突出金属条(104)插设在天线走线开槽(102)内且与天线辐射体(101)隔离。上述天线装置及设备满足了天线尺寸较小时，能覆盖大带宽的问题。

Description

一种天线装置及设备
技术领域
本发明实施例涉及通信技术， 尤其涉及一种天线装置及设备。 背景技术
随着通信技术的发展， 各种无线终端产品应用越来越普及。 大众在享受 无线通信设备带来的各种便利之时， 也日益对终端的便携性要求越来越高， 即终端尺寸越来越小， 而天线作为终端产品重要的一环， 尺寸的小型化也是 必然趋势， 并且要求需要支持全球市场的多个频段， 同时长期演进多输入多 输出 （Long Term Evolution Multi-input Multi-output, 简称： LTE MIMO) 技 术的应用， 要求在单个终端内实现集成多天线。 因此， 如何实现小型化、 大 宽带天线成为业界挑战。
在现有印制电路板（Printed Circuit Board, 简称： PCB )天线技术中， 当 尺寸较小时， 带宽较窄无法满足覆盖大带宽的要求。 发明内容
本发明实施例提供一种天线装置及设备， 以解决小型化天线能够覆盖 大带宽的问题。
第一方面， 本发明实施例提供一种天线装置， 包括： 天线辐射体、 至 少一个天线走线开槽、 馈点和至少一个第一突出金属条；
所述天线辐射体上设置有所述至少一个天线走线开槽；
所述至少一个天线走线开槽沿所述天线辐射体的顶边向底边延伸； 所述天线辐射体上还设置有所述馈点， 所述馈点设置在所述天线辐 射体底边的一端且与所述天线辐射体一侧边临近；
所述至少一个第一突出金属条插设在所述天线走线开槽内且与所述 天线辐射体隔离。
在第一方面的第一种可能的实现方式中， 还包括： 至少一个第二突 出金属条； 所述至少一个第二突出金属条设置在所述天线辐射体远离所述馈点 的另一侧边处；
所述至少一个第二突出金属条与所述天线辐射体隔离；
所述至少一个第二突出金属条一端指向所述天线辐射体另一侧边； 第二方面， 本发明实施例提供一种设备， 包括： 印制电路板 PCB、 天线装置；
所述 PCB 临近边缘的位置上设置有所述天线装置， 所述天线装置的 周围设置有 PCB金属层， 所述 PCB金属层在所述 PCB上；
其中， 所述天线装置包括： 天线辐射体、 至少一个天线走线开槽、 馈点和至少一个第一突出金属条；
所述天线辐射体上设置有所述至少一个天线走线开槽；
所述至少一个天线走线开槽沿所述天线辐射体的顶边向底边延伸； 所述天线辐射体上还设置有所述馈点， 所述馈点设置在所述天线辐 射体底边的一端且与所述天线辐射体一侧边临近；
所述天线辐射体一侧边临近所述 PCB的边缘；
所述馈点连接所述天线辐射体和所述 PCB金属层；
所述至少一个第一突出金属条插设在所述天线走线开槽内且与所述 天线辐射体隔离；
所述至少一个第-一突出金属条的一端与所述 PCB金属层连接。
在第二方面的第一种可能的实现方式中， 所述天线装置还包括： 至 少一个第二突出金属条；
所述至少一个第二突出金属条设置在所述天线辐射体远离所述馈点 的另一侧边处；
所述至少一个第-二突出金属条与所述天线辐射体隔离；
所述至少一个第-二突出金属条一端指向所述天线辐射体；
所述至少一个第-二突出金属条另一端与所述 PCB金属层连接。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式， 在第二方面的 第二种可能的实现方式中， 在与所述天线走线开槽的开口相对的位置 上， 设置有至少一个 PCB开槽， 所述至少一个 PCB开槽设置在 PCB金属 层上。 本发明实施例提供的天线装置及设备， 通过在天线辐射体上设置至少 一个天线走线开槽， 该至少一个天线走线开槽能够延长电流在天线辐射 体上的流经路径从而可将天线的低频谐振点往更低频偏移， 这样在确定 频段的情况下， 可以使天线的尺寸减小， 达到小型化的目的。 馈点设置 在天线辐射体底边的一端且与天线辐射体一侧边临近的地方。 另外， 在 天线走线开槽内设置有至少一个第一突出金属条， 该至少一个第一突出 金属条能够使天线在高频段产生新的谐振点， 使天线在高频段的频段变 宽从而有效的增加天线带宽， 解决了天线尺寸较小时， 能覆盖大带宽的 问题。 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为本发明实施例提供的天线装置的结构示意图；
图 2A为本发明实施例提供的天线辐射体与馈点的结构示意图； 图 2B为本发明实施例提供的天线辐射体与馈点的另一结构示意图； 图 3为本发明另一实施例提供的天线装置的结构示意图；
图 4为本发明实施例提供的天线设备的结构示意图；
图 5为本发明另一实施例提供的天线设备的结构示意图。 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。
图 1 为本发明实施例提供的天线装置 100的结构示意图， 如图 1所 示， 本实施例的装置 100可以包括： 天线辐射体 101、 至少一个天线走线 开槽 102、 馈点 103和至少一个的第一突出金属条 104。
天线辐射体 101上设置有至少一个天线走线开槽 102， 该至少一个天 线走线开槽 102沿天线辐射体 101的顶边 101A向底边 101B延伸， 天线 辐射体 101 上还设置有馈点 103， 馈点 103 设置在天线辐射体 101 底边 101B的一端且与天线辐射体 101—侧边 101C临近， 至少一个的第一突出 金属条 104， 第一突出金属条 104插设在对应的天线走线开槽 102内且不 与天线辐射体 101连接隔离。
其中， 天线辐射体 101的长度和宽度根据实际需求设置， 在本实施例 中不加以限定。
在天线辐射体 101上设置有一个或者多个天线走线开槽 102， 天线走 线开槽 102沿天线辐射体 101的顶边 101A向底边 101B延伸。 该天线走 线开槽 102的作用是改变电流在天线辐射体 101上流经电流的路径， 延长 电流的路径从而可将天线的低频谐振点往更低频偏移， 这样在确定频段 的情况下， 可以使天线的尺寸减小， 达到小型化的目的。 具体的天线走线 开槽 102的数量、 长度或者宽度可以根据实际需求设置， 在本实施例中不 加以限定。
在天线辐射体 101底边 101B的一端且与天线辐射体 101—侧边 101C 临近的地方还设置有馈点 103。
图 2A为本发明实施例提供的天线辐射体 101与馈点 103的结构示意 图。 如图 2A所示， 天线辐射体 101 上面的边为顶边 101A, 天线辐射体 101下面的边为底边 101B ,三个天线走线开槽 102将天线辐射体 101分成 4个条状区域， 天线辐射体 101底边 101B被三个天线走线开槽 102拆分 成不相连的四段。 馈点 103被设置在天线辐射体 101下面的最左端， 即天 线辐射体 101底边 101B的最左端， 具体的位置如图 2A中的 103A、 103B 或者 103C所示的地方， 这样设置馈点 103的目的是可以减小天线工作时 对天线周围其他元器件的电磁影响。
图 2B为本发明实施例提供的天线辐射体 101与馈点 103的另一结构 示意图。 如图 2B所示， 天线辐射体 101上面的边为底边 101B , 天线辐射 体 101下面的边为顶边 101A, 三个天线走线开槽 102将天线辐射体 101 分成 4个条状区域， 天线辐射体 101底边 101B被三个天线走线开槽 102 拆分成不相连的四段。 馈点 103被设置在天线辐射体 101上面的最右端， 即底边 101B的最右端， 具体的位置如图 2B中的 103A、 103B或者 103C 所示的地方， 这样设置馈点 103的目的是可以减小天线工作时对天线周围 其他元器件的电磁影响。
在天线走线开槽 102内， 设置有至少一个第一突出金属条 104。 具体 的， 第一突出金属条 104插设在天线走线开槽 102内且与天线辐射体 101 隔离。 该第一突出金属条 104可以在天线高频段产生新的谐振点， 使天线 在高频段的频段变宽从而有效的增加天线的带宽。 其中， 第一突出金属 条 104的数量、 长度或者宽度可以根据实际需求设置， 在本实施例中不加 以限定。
本发明实施例， 通过在天线辐射体上设置至少一个天线走线开槽， 该至少一个天线走线开槽能够延长电流在天线辐射体上的流经路径从而 可将天线的低频谐振点往更低频偏移， 这样在确定频段的情况下， 可以 使天线的尺寸减小， 达到小型化的目的。 馈点设置在天线辐射体底边的 一端且与天线辐射体一侧边临近的地方。 另外， 在天线走线开槽内设置有 至少一个第一突出金属条， 该至少一个第一突出金属条能够使天线在高 频段产生新的谐振点， 使天线在高频段的频段变宽从而有效的增加天线 带宽， 解决了天线尺寸较小时， 能覆盖大带宽的问题。
图 3为本发明另一实施例提供的天线装置 200的结构示意图， 如图 3 所示， 本实施例的天线装置 200在图 1所示天线装置 100的基础上， 进一 歩地， 还可以包括： 至少一个第二突出金属条 105。 该至少一个第二突出 金属条 105设置在天线辐射体 101远离馈点 103的另一侧边 101D处， 该 至少一个第二突出金属条 105与天线辐射体 101隔离， 该至少一个第二突 出金属条 105—端 105A指向天线辐射体 101另一侧边 101D。这样设置至 少一个第二突出金属条 105的作用是为了延长激发天线谐振的电流在天线 辐射体 101周围的流经路径， 从而可将天线的低频谐振点往更低频偏移， 这样在确定频段的情况下， 可以使天线的尺寸进一歩减小， 达到小型化的 目的。 其中， 第二突出金属条 105的数量、 长度或者宽度以及与天线辐射 体 101另一侧边 101D之间隔离的距离可以根据实际需求设置， 在本实施 例中不加以限定。
图 4为本发明实施例提供的天线设备 300的结构示意图， 如图 4所 示， 本实施例的天线设备 300可以包括： PCB 106 , PCB 106临近边缘的位 置上设置有天线装置 301， 天线装置 301的周围设置有 PCB金属层 109， PCB金属层 109在 PCB 106上。
其中， 天线装置 301包括： 天线辐射体 101， 至少一个天线走线开槽 102、 馈点 103和至少一个的第一突出金属条 104。
天线辐射体 101上设置有至少一个天线走线开槽 102， 至少一个天线 走线开槽 102沿天线辐射体 101的顶边 101A向底边 101B延伸， 天线辐 射体 101上还设置有馈点 103， 馈点 103设置在天线辐射体 101底边 101B 的一端且与天线辐射体 101—侧边 101C临近，天线辐射体 101—侧边 101C 临近 PCB 106的边缘， 馈点 103连接天线辐射体 101和 PCB金属层 109， 至少一个第一突出金属条 104插设在天线走线开槽 102内且与天线辐射体 101隔离， 至少一个第一突出金属条 104的一端与 PCB金属层 109连接。
在 PCB 106 临近边缘的位置上设置有一天线装置 301， 在 PCB 106 上、 天线装置的周围设置有 PCB金属层 109。 其中， 天线辐射体 101的长 度和宽度根据实际需求设置， 在本实施例中不加以限定。
在天线辐射体 101上设置有一个或者多个天线走线开槽 102， 天线走 线开槽 102沿天线辐射体 101的顶边 101A向底边 101B延伸。 该天线走 线开槽 102的作用是改变电流在天线辐射体 101上流经电流的路径， 延长 电流的路径从而可将天线的低频谐振点往更低频偏移， 这样在确定频段 的情况下， 可以使天线的尺寸减小， 达到小型化的目的。 具体的天线走线 开槽 102的数量、 长度或者宽度可以根据实际需求设置， 在本实施例中不 加以限定。
在天线辐射体 101底边 101B 的一端与天线辐射体 101—侧边 101C 临近的地方还设置有馈点 103。该馈点 103连接天线辐射体 101和 PCB金 属层 109。 具体的， 馈点 103被设置在天线辐射体 101下面的最左端， 即 天线辐射体 101底边 101B的最左端， 如图 4所示。 这样设置馈点 103的 目的是可以减小天线工作时对天线周围其他元器件的电磁影响。 另外， 天 线辐射体 101—侧边 101C临近 PCB 106的边缘。 在天线走线开槽 102内， 设置有至少一个第一突出金属条 104。 具体 的， 第一突出金属条 104插设在天线走线开槽 102内且与天线辐射体 101 隔离， 该第一突出金属条 104的一端与 PCB金属层 109连接， 该第一突 出金属条 104可以在天线高频段产生新的谐振点， 使天线在高频段的频段 变宽从而有效的增加天线带宽。 其中， 第一突出金属条 104的数量、 长度 或者宽度可以根据实际需求设置， 在本实施例中不加以限定。
在上述实施例的基础上， 还包括： 至少一个第二突出金属条 105。 该 至少一个第二突出金属条 105设置在天线辐射体 101远离馈点 103的另一 侧边 101D处， 该至少一个第二突出金属条 105与天线辐射体 101隔离， 该至少一个第二突出金属条 105—端 105A指向天线辐射体 101另一侧边 101D。 该至少一个第二突出金属条 105的另一端 105B与 PCB金属层 109 连接。 这样设置至少一个第二突出金属条 105的作用是为了延长激发天线 谐振的电流在天线辐射体 101周围的流经路径， 从而可将天线的低频谐振 点往更低频偏移， 这样在确定频段的情况下， 可以使天线的尺寸进一歩减 小， 达到小型化的目的。 其中， 第二突出金属条 105的数量、 长度或者宽 度以及与天线辐射体 101另一侧边 101D之间隔离的距离可以根据实际需 求设置， 在本实施例中不加以限定。
进一歩的， 在 PCB金属层 109上、 与天线走线开槽 102的开口相对 的边上， 设置有至少一个 PCB开槽 107。 该至少一个 PCB开槽 107的作 用也是为了延长激发天线谐振的电流在天线辐射体 101周围的流经路径， 从而可将天线的低频谐振点往更低频偏移， 这样在确定频段的情况下， 可以使天线的尺寸更进一歩减小， 达到小型化的目的。
本发明实施例， 在天线辐射体上设置至少一个天线走线开槽， 在天 线辐射体底边的一端且与天线辐射体一侧边临近的地方还设置有馈点， 该 馈点连接天线辐射体和 PCB 金属层。 在天线走线开槽内设置有至少一个 第一突出金属条， 另外， 在天线辐射体远离馈点的另一侧处设置有至少一 个第二突出金属条， 在 PCB 金属层上、 与天线走线开槽的开口相对的边 上， 设置有至少一个 PCB 开槽。 通过设置至少一个天线走线开槽、 至少 一个第二突出金属条以及至少一个 PCB 开槽的方式， 延长激发天线谐振 的电流在天线辐射体上和天线辐射体周围的流经路径， 从而可将天线的 低频谐振点往更低的频段偏移， 这样在确定频段的情况下， 可以使天线 的尺寸减小， 达到小型化的目的。 更进一歩， 在至少一个天线走线开槽内 设置至少一个第一突出金属条， 这样可以在天线高频段产生新的谐振点， 使天线在高频段的频段变宽从而有效的增加天线带宽， 解决了天线尺寸较 小时， 能覆盖大带宽的问题。
图 5为本发明另一实施例提供的天线设备 400的结构示意图， 如图 5 所示， 本实施例在 USB 接口产品上提出一种新型小型化印制天线的方案 和结构， 来满足该天线在 700-960MHZ , 1400- 1600MHz , 1710-2700MHz 这三个频段内工作。
在 USB接口产品上， 天线印制在靠近 USB头 108处的 PCB106上， 天 线的长度（天线辐射体 101—侧边 101C至第二突出金属条 105—端 105A ) 为 10mm， PCB106的长度 （PCB106顶边 106A至 PCB106底边 106B ) 为 25mm。 在天线辐射体 101上设置有三个天线走线开槽 102， 该三个天线走 线开槽 102沿天线辐射体 101的顶边 101A向底边 101B延伸， 即开口方 向与 USB头 108方向相反。 这三个天线走线开槽 102用于延长天线激发 电流的路径， 从而可以移动天线的低频谐振点至更低的频段偏移， 在不 增加天线尺寸的情况下降低天线的低频谐振点， 达到天线小型化的目的。
在天线辐射体 101底边 101B的一端且与天线辐射体 101—侧边 101C 临近的地方还设置有馈点 103。该馈点 103连接天线辐射体 101和 PCB金 属层 109。 具体的， 馈点 103被设置在天线辐射体 101下面的最左端， 即 天线辐射体 101底边 101B的最左端， 如图 5所示。 这样设置馈点 103的 目的是可以减小天线工作时对天线周围其他元器件的电磁影响。 另外， 天 线辐射体 101—侧边 101C临近 PCB 106的边缘。
在三个天线走线开槽 102中的中间天线走线开槽 102内， 设置有一个 第一突出金属条 104。 具体的， 第一突出金属条 104插设在中间天线走线 开槽 102 内且与天线辐射体 101 隔离， 该第一突出金属条 104 的一端与 PCB金属层 109连接， 该第一突出金属条 104可以在天线高频段产生新的 谐振点， 使天线在高频段的频段变宽从而有效的增加天线带宽。
在天线辐射体 101远离馈点 103的另一侧边 101D处， 设置有五个第 二突出金属条 105。 具体的， 这五个第二突出金属条 105 与天线辐射体 101隔离， 并且这五个第二突出金属条 105—端 105A指向天线辐射体 101 另一侧边 101D、 另一端 105B与 PCB金属层 109连接。 这五个第二突出 金属条 105可以延长激发天线谐振的电流在天线辐射体 101周围的流经路 径， 从而可将天线的低频谐振点往更低的频段偏移， 这样在确定频段的 情况下， 可以使天线的尺寸进一歩减小， 达到小型化的目的。
进一歩的， 在 PCB金属层 109上、 与天线走线开槽 102的开口相对 的边上， 设置有四个 PCB开槽 107。 这四个 PCB开槽 107的作用也是为 了延长激发天线谐振的电流在天线辐射体 101周围的流经路径， 从而可将 天线的低频谐振点往更低的频段偏移， 这样在确定频段的情况下， 可以 使天线的尺寸更进一歩减小， 达到小型化的目的。
本发明实施例中， 在 USB 接口产品上， 将天线印制在靠近 USB 处的 PCB 上， 在天线辐射体上设置三个天线走线开槽， 在天线辐射体底边的 一端且与天线辐射体一侧边临近的地方还设置有馈点， 该馈点连接天线 辐射体和 PCB 金属层， 在三个天线走线开槽中的中间一个天线走线开槽 内设置有一个第一突出金属条， 另外， 在天线辐射体远离馈点的另一侧 处设置有五个第二突出金属条， 在 PCB 金属层上、 与天线走线开槽的开 口相对的边上， 设置有四个 PCB 开槽。 通过设置三个天线走线开槽、 五 个第二突出金属条以及四个 PCB 开槽， 来延长激发天线谐振的电流在天 线辐射体上和天线辐射体周围的流经路径， 从而可将天线的低频谐振点 往更低的频段偏移， 这样在确定频段的情况下， 可以使天线的尺寸减 小， 达到小型化的目的。 另外， 在三个天线走线开槽中的中间天线走线 开槽内， 设置一个第一突出金属条， 这样可以在天线高频段产生新的谐振 点， 使天线在高频段的频段变宽从而有效的增加天线带宽， 解决了天线 尺寸较小时， 能覆盖大带宽的问题。 通过在 USB接口产品上设计天线装置 的结构， 可以实现在保证终端小尺寸的前提下， 终端内置的天线装置多 频段、宽频段的工作要求，例如，频段包括： 700-960MHZ， 1400- 1600MHz， 1710-2700MHZ 这三个频段的覆盖， 有效的解决了小尺寸印制天线能覆盖 大带宽问题。
最后应说明的是： 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通 技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修 改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替 换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

  1. 权 利 要 求 书
    1、 一种天线装置， 其特征在于， 包括： 天线辐射体、 至少一个天线 走线开槽、 馈点和至少一个第一突出金属条；
    所述天线辐射体上设置有所述至少一个天线走线开槽；
    所述至少一个天线走线开槽沿所述天线辐射体的顶边向底边延伸； 所述天线辐射体上还设置有所述馈点， 所述馈点设置在所述天线辐 射体底边的一端且与所述天线辐射体一侧边临近；
    所述至少一个第一突出金属条插设在所述天线走线开槽内且与所述 天线辐射体隔离。
  2. 2、 根据权利要求 1 所述的天线装置， 其特征在于， 还包括： 至少一 个第二突出金属条， 所述第二突出金属条设置在所述天线辐射体远离所 述馈点的侧方位置处；
    所述第二突出金属条的延伸方向指向所述天线辐射体， 且不与所述天 线辐射体连接。
  3. 3、 一种设备， 其特征在于， 包括： 印制电路板 PCB、 天线装置； 所述 PCB 临近边缘的位置上设置有所述天线装置， 所述天线装置的 周围设置有 PCB金属层， 所述 PCB金属层在所述 PCB上；
    其中， 所述天线装置包括： 天线辐射体、 至少一个天线走线开槽、 馈 点和至少一个第一突出金属条；
    所述天线辐射体上设置有所述至少一个天线走线开槽；
    所述至少一个天线走线开槽沿所述天线辐射体的顶边向底边延伸； 所述天线辐射体上还设置有所述馈点， 所述馈点设置在所述天线辐 射体底边的一端且与所述天线辐射体一侧边临近；
    所述天线辐射体一侧边临近所述 PCB的边缘；
    所述馈点连接所述天线辐射体和所述 PCB金属层；
    所述至少一个第一突出金属条插设在所述天线走线开槽内且与所述 天线辐射体隔离；
    所述至少一个第一突出金属条的一端与所述 PCB金属层连接。
  4. 4、 根据权利要求 3 所述的设备， 其特征在于， 所述天线装置还包 括： 至少一个第二突出金属条；
    所述至少一个第二突出金属条设置在所述天线辐射体远离所述馈点 的另一侧边处；
    所述至少一个第二突出金属条与所述天线辐射体隔离；
    所述至少一个第二突出金属条一端指向所述天线辐射体；
    所述至少一个第二突出金属条另一端与所述 PCB金属层连接。
  5. 5、 根据权利要求 3或 4所述的设备， 其特征在于， 在与所述天线走 线开槽的开口相对的位置上， 设置有至少一个 PCB 开槽， 所述至少一个
    PCB开槽设置在 PCB金属层上。
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