CN105870585A - 一种天线装置及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种天线装置以及移动终端，天线装置包括辐射单元和接地单元，辐射单元包括相互连接的第一辐射单元和第二辐射单元，接地单元为设置有开口的外框结构，第二辐射单元位于外框结构内，第一辐射单元位于开口内，并且第一辐射单元的两个端面位于开口延伸方向上，第一辐射单元的两个端面与开口的两个端面之间相互隔离，分别形成第一缝隙和第二缝隙；第一辐射单元与馈电点连接。本发明中的天线装置，由于形成了一种通过金属外框组件回地的回地结构，并且有效利用了金属外框组件的一部分作为一个辐射单元，使得天线装置可同时利用缝隙和金属外框来实现对电磁信号的发射和回收，不仅减弱了缝隙的耦合效应，而且增大了天线装置的辐射体积。

Description

一种天线装置及移动终端
技术领域
本发明涉及通讯技术，更具体地涉及一种天线装置及移动终端。
背景技术
移动终端，例如手机或平板电脑等，是现代生活中必不可少的通信和娱乐工具，对人们的日常工作和生活具有重要影响。而天线作为移动设备终端的发射和接收信号的装置，直接影响着通信质量，进而影响人们的工作效率。
目前，各大移动终端厂商纷纷推出金属外壳的移动终端，金属外壳(即，具有金属质地的外壳)的移动终端由于具有时尚美观的外形以及金属本身特有的质感而广受用户的喜爱与好评。金属外壳的移动终端已然成为行业里的主流发展方向。
其中，金属外壳通常包含金属外框和金属后壳，金属外框设置在移动终端外周，例如，手机外周上的一个防护单元，与手机屏幕以及手机后壳一起形成容纳以及保护手机内部部件的防护结构。在相关的现有技术中，应用于所述金属外框的天线方案，一般通过天线与PCB板上的接地点直接连接，实现回地。
但是，本发明的发明人在研究中发现，这种回地结构使得金属外框上的断缝(即，缝隙)的宽度必须大于1.0mm，才能保证移动终端天线具有较好的带宽与性能，否则就会因为缝隙耦合过强直接影响天线的带宽与性能。由于现有技术中的天线与所述金属外框相隔离的设置于所述金属外框的内部，电磁波的发射和回收均需经过所述断缝，因此断缝的耦合情况，也就是说断缝的尺寸等因素直接影响天线的信号效果。如果天线的缝隙过小，甚至会对天线信号产生屏蔽效应。
目前还没有天线设计方案可以在保证缩小缝隙的宽度的情况下，还兼顾了天线的带宽与性能。
另一方面，现有技术中的天线由于设计尺寸的限制，具有较小的辐射体积，使得天线的性能较弱。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种天线装置以及移动终端，以尽可能地在保证缩小缝隙的宽度的情况下(即，减弱缝隙的耦合效应)，还兼顾了天线的带宽与性能。
本发明的另一目的在于提供一种能够在不影响移动终端设计尺寸的前提下，能够有效提高辐射体积的天线装置。
根据本发明的第一方面，提供一种天线装置，包括辐射单元和接地单元，所述辐射单元包括相互连接的第一辐射单元和第二辐射单元，所述接地单元为设置有开口的外框结构，所述第二辐射单元位于所述外框结构内，所述第一辐射单元位于所述开口内，并且所述第一辐射单元的两个端面位于所述开口延伸方向上，所述第一辐射单元的两个端面与所述开口的两个端面之间相互隔离，分别形成第一缝隙和第二缝隙；所述第一辐射单元与馈电点连接。
优选的，所述第二辐射单元包括第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体为F形，所述第二辐射体为L形，所述第一辐射体的一端与所述第二辐射体的一端相连接；所述第一辐射体包括相互平行的第一辐射臂和第二辐射臂，以及分别与所述第一辐射臂和第二辐射臂垂直连接的第三辐射臂，其中所述第一辐射臂的一端与所述第三辐射臂的一端相连接；所述第二辐射体包括相互垂直连接的第四辐射臂和第五辐射臂，其中，所述第四辐射臂的一端和所述第一辐射臂的一端呈垂直角度相互连接，并且所述第四辐射臂和所述第三辐射臂的延伸方向相同。
优选的，所述第二辐射单元通过所述第二辐射臂与所述第一辐射单元电连接。
优选的，所述第二辐射单元通过所述第五辐射臂与所述接地单元电连接。
优选的，所述第一辐射单元上还设置有第六辐射臂，所述第六辐射臂朝向所述接地单元的内侧延伸，并与所述馈电点连接。
优选的，所述第一辐射单元为金属板。
优选的，所述接地单元和所述金属板形成金属外框组件。
根据本发明的第二方面，提供一种移动终端，包括所述的天线装置。
优选的，还包括设备主板，所述设备主板通过地线走线与所述接地单元电连接。
优选的，所述移动终端为手机，所述第一缝隙和第二缝隙的宽度为0.35mm-2mm。
本发明中的天线装置，由于形成了一种通过金属外框组件回地的回地结构，并且有效利用了金属外框组件的一部分作为一个辐射单元，使得天线装置可同时利用缝隙和金属外框来实现对电磁信号的发射和回收，不仅减弱了缝隙的耦合效应，而且增大了天线装置的辐射体积，确保了天线的性能和带宽。基于以上原因，在尽可能地在保证缩小缝隙的宽度的情况下，还兼顾了天线的带宽与性能。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为本发明中天线装置的立体结构示意图；
图2为本发明中天线装置的主视图；
图3-4为本发明中天线装置的缝隙宽度为0.5mm时其性能的仿真结构示意图；
图5-6为本发明中天线装置的缝隙宽度为0.4mm时其性能的仿真结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
如图1-2所示，本发明中的天线装置，为环形天线装置，设置在移动终端上，用于发射和接收信号，包括辐射单元1和接地单元2，所述辐射单元1包括相互连接的第一辐射单元11和第二辐射单元12，所述接地单元2为设置有开口的外框结构，所述第二辐射单元12位于所述外框结构内，所述第一辐射单元11位于所述开口内，并且所述第一辐射单元11的两个端面位于所述开口延伸方向上，所述第一辐射单元11的两个端面与所述开口的两个端面之间相互隔离，分别形成第一缝隙10和第二缝隙20；所述第一辐射单元11与馈电点3连接。
所述移动终端可以是诸如个人电脑、膝上型电脑、蜂窝电话、手机、或者平板电脑等任一合适的具有通信功能的设备。
所述接地单元的外框结构为设置有开口的金属外框，所述第一辐射单元为沿着所述开口的长度方向延伸的金属板。所述金属板、接地单元形成移动终端的金属外框组件，例如手机的金属外框组件，用于包裹住移动终端的内部元件。
在一个优选的实施例中，所述移动终端的金属外框组件内设置有设备主板4，所述天线装置位于所述设备主板的一端，并且所述第二辐射单元12位于所述金属外框内的天线净空区内，所述设备主板通过地线走线5与所述接地单元2电连接。这种结构设计在未改变移动终端原有设计模式和设计尺寸的情况下，利用了金属外框组件的一部分实现回地。
所述第二辐射单元12包括第一辐射体121和第二辐射体122，所述第一辐射体为F形，所述第二辐射体为L形，所述第一辐射体121的一端与所述第二辐射体122的一端相连接。
所述第一辐射体121包括相互平行的第一辐射臂1211和第二辐射臂1212，以及分别与所述第一辐射臂1211和第二辐射臂1212垂直连接的第三辐射臂1213，其中，所述第一辐射臂1211的一端与所述第三辐射臂1213的一端相连接。
所述第二辐射体122包括相互垂直连接的第四辐射臂1221和第五辐射臂1222，其中所述第四辐射臂1221的一端和所述第一辐射臂1211的一端呈垂直角度相互连接，并且所述第四辐射臂1221和所述第三辐射臂1213的延伸方向相同。
所述第一辐射单元11上还设置有第六辐射臂111，所述第六辐射臂朝向所述接地单元的内侧延伸，并与所述馈电点连接。
所述第二辐射单元12通过所述第二辐射臂1212与所述第一辐射单元11电连接。所述第二辐射单元12通过所述第五辐射臂1222与所述接地单元2电连接。
这样便形成了该天线装置的一种回地结构，该天线装置的第一辐射单元11通过所述第二辐射单元12与所述接地单元2电连接，形成了一种天线装置通过金属外框组件回地的回地结构，并且该天线装置有效利用了金属外框组件的一部分作为一个辐射单元，使得天线装置可同时利用缝隙和金属外框来实现对电磁信号的发射和回收，不仅减弱了缝隙的耦合效应，而且增大了天线装置的辐射体积，确保了天线装置的性能和带宽。基于以上原因，在尽可能地在保证缩小缝隙的宽度的情况下，还兼顾了天线的带宽与性能。可以选择的所述缝隙的缝隙宽度范围更大，例如可将缝隙宽度设置在0.4mm-2mm的范围内均可实现较好的天线性能，甚至是更小一些的尺寸范围，也仍能保证天线发射和接收信号的效果。
当所述移动终端为手机时，所述金属外框10的壁厚可为0.8mm-1.2mm。所述第一缝隙和第二缝隙的宽度可根据需要设置为0.35mm以上，优选为0.35mm-2mm。例如可设置为0.4mm、0.6mm或者1.0mm，此时均可保证较好的天线性能。
图3-4示出了天线装置在缝隙宽度为0.5mm时，其性能的仿真结果示意图。在该仿真中，移动终端的厚度为7mm，所述金属外框的壁厚为1mm，第一缝隙和第二缝隙的宽度为0.5mm。
图5-6示出了天线装置在缝隙宽度为0.4mm时，其性能的仿真结果示意图。在该仿真中，移动终端的厚度为7mm，所述金属外框的壁厚为1mm，第一缝隙和第二缝隙的宽度为0.4mm。
通过图3-6的仿真结果可知，该天线在880MHZ-960MHZ以及1710MHZ-2700MHZ的频段内的回波损率，即回波损耗均低于-5dB，并且具有较高的天线效率。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括辐射单元(1)和接地单元(2)，所述辐射单元(1)包括相互连接的第一辐射单元(11)和第二辐射单元(12)，所述接地单元(2)为设置有开口的外框结构，所述第二辐射单元(12)位于所述外框结构内，所述第一辐射单元(11)位于所述开口内，并且所述第一辐射单元(11)的两个端面位于所述开口延伸方向上，所述第一辐射单元(11)的两个端面与所述开口的两个端面之间相互隔离，分别形成第一缝隙(10)和第二缝隙(20)；所述第一辐射单元(11)与馈电点(3)连接。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，
所述第二辐射单元包括第一辐射体(121)和第二辐射体(122)，所述第一辐射体(121)为F形，所述第二辐射体(122)为L形，所述第一辐射体(121)的一端与所述第二辐射体(122)的一端相连接；
所述第一辐射体(121)包括相互平行的第一辐射臂(1211)和第二辐射臂(1212)，以及分别与所述第一辐射臂和所述第二辐射臂垂直连接的第三辐射臂(1213)，其中，所述第一辐射臂的一端与所述第三辐射臂的一端相连接；
所述第二辐射体(122)包括相互垂直连接的第四辐射臂(1221)和第五辐射臂(1222)，其中所述第四辐射臂(1221)的一端和所述第一辐射臂(1211)的一端呈垂直角度相互连接，并且所述第四辐射臂(1221)和所述第三辐射臂(1213)的延伸方向相同。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射单元(12)通过所述第二辐射臂(1212)与所述第一辐射单元(11)电连接。
4.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射单元(12)通过所述第五辐射臂(1222)与所述接地单元(2)电连接。
5.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射单元(11)上还设置有第六辐射臂(111)，所述第六辐射臂朝向所述接地单元的内侧延伸，并与所述馈电点(3)连接。
6.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(11)为金属板。
7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述接地单元(2)和所述金属板形成金属外框组件。
8.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的天线装置。
9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，还包括设备主板(4)，所述设备主板通过地线走线(5)与所述接地单元(2)电连接。
10.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端为手机，所述第一缝隙和第二缝隙的宽度为0.35mm-2mm。
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