CN106207414A - 天线装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线装置，包括封闭的金属框、第一辐射体、第二辐射体、开关及馈电部，所述第一辐射体及所述第二辐射体均设于所述金属框内部，所述第一辐射体与所述第二辐射体均与所述金属框相连；所述开关的一端与所述第二辐射体电连接，所述开关的另一端接地；所述馈电部与所述金属框电连接。本发明还公开了一种具有所述天线装置的电子设备。本发明的天线装置及电子设备，能够灵活调整天线的谐振频率，扩展天线的工作频段，且不影响产品的结构强度。

Description

天线装置及电子设备

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种天线装置及具有所述天线装置的电子设备。

背景技术

目前，具有金属外观的移动终端越来越多地出现在市场上，出于增强天线辐射性能的考虑，绝大数移动终端的金属中框上都设有塑胶隔断点。将完整的的金属中框用塑胶隔断点分割会破坏产品的外观整体性。

现有技术中通过在金属中框上开设微缝，利用微缝实现天线辐射。由于微缝尺寸很小，用户不易发现，因此改善了产品的外观整体性。但是此种方案由于无法调节微缝尺寸，所以导致无法灵活调整天线的谐振频率，使得天线的频率带宽不足，无法满足通信系统的要求；而且，开设微缝也削弱了金属中框乃至整个产品的结构强度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种天线装置及具有所述天线装置的电子装置，能够灵活调整天线的谐振频率，扩展天线的工作频段，且不影响产品的结构强度。

一种天线装置，包括封闭的金属框、第一辐射体、第二辐射体、开关及馈电部，所述第一辐射体及所述第二辐射体均设于所述金属框内部，所述第一辐射体与所述第二辐射体均与所述金属框相连；所述开关的一端与所述第二辐射体电连接，所述开关的另一端接地；所述馈电部与所述金属框电连接。

一种电子设备，包括天线装置，所述天线装置包括封闭的金属框、第一辐射体、第二辐射体、开关及馈电部，所述第一辐射体及所述第二辐射体均设于所述金属框内部，所述第一辐射体与所述第二辐射体均与所述金属框相连；所述开关的一端与所述第二辐射体电连接，所述开关的另一端接地；所述馈电部与所述金属框电连接。

由此，本发明的天线装置及具有所述天线装置的电子装置，通过设置与封闭的金属框相连的第一辐射体和第二辐射体，增加了天线的辐射分支，使得天线辐射体的最大等效长度加长，天线可支持的谐振频率降低，天线可支持的工作频段也随之移动。相较仅有金属框的方案，能够获得新的天线工作频带，因而扩展了天线支持的频段，提升了天线的工作性能；并且通过设置开关，能够灵活调节天线实际工作的等效长度，进而调节天线的谐振频率、调整天线的工作频段，从而进一步提升了天线的工作性能。而且，由于不需要在金属框上开设缝隙或者断点，从而也不影响产品的结构强度。

附图说明

为更清楚地阐述本发明的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

图1是本发明第一实施例的天线装置的结构示意图。

图2是本发明第二实施例的天线装置的结构示意图。

图3是图2中的开关断开时天线装置在一种工作模式下的S11曲线。

图4是图2中的开关闭合时天线装置在一种工作模式下的S11曲线。

图5是本发明第三实施例的天线装置的结构示意图。

具体实施例

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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种电子设备(图未示)，所述电子设备包括但不限于为移动终端，例如手机、平板电脑等。在本发明以下的各实施例中，以所述电子设备为手机进行描述。但是应理解，这并不是对本发明方案的限定。所述电子设备包括外壳、内部电路板，以及本发明以下的各实施例中的天线装置等。

如图1所示，本发明第一实施例中，天线装置10包括封闭的金属框102、第一辐射体103、第二辐射体104、开关105及馈电部101。

本实施例中，金属框102属于手机外壳的一部分。例如，金属框102可以是手机中框的一部分，金属框102作为一段独立的天线辐射体。金属框102与手机外壳的其他部分有连接关系，而在图1中为了突出显示金属框102的轮廓，将手机外壳除金属框102的其他部分以虚线显示。金属框102为封闭的框架，其外观面完整无缝隙或断点。

第一辐射体103设于金属框102内部，且其与金属框102相连。图1中为了突出第一辐射体103的轮廓，将第一辐射体103用虚线表示，以示区分。本实施例中，第一辐射体103为金属线，其长度范围在40-70mm左右。在其他实施例中，可以根据需要调整第一辐射体103的长度及形状。或者，在其他实施例中，第一辐射体103由其他具有辐射电磁波能力的导体制成，且具有其他特定形状。

第二辐射体104设于金属框102内部，且与金属框102相连。图1中为了突出第二辐射体104的轮廓，将第二辐射体104用虚线表示，以示区分。本实施例中，第二辐射体104为金属线，其长度范围在60-80mm左右，且第二辐射体104比第一辐射体103长。在其他实施例中，第二辐射体104的长度不限于为大于第一辐射体103的长度，可以根据需要调整第二辐射体104的长度及形状。或者，在其他实施例中，第二辐射体104由其他具有辐射电磁波能力的导体制成，且具有其他特定形状。

馈电部101与金属框102电连接。馈电部101用于天线装置10的馈电。具体的，例如，所述电子设备中设有射频电路，馈电部101接收所设射频电路的射频信号，然后将所述射频信号馈入金属框102，进一步馈入与金属框102相连的第一辐射体103和第二辐射体104。金属框102、第一辐射体103及第二辐射体104将所述射频信号发射出去。如图1所示，馈电部101的一端接有一个带圆圈的信号源符号，所述信号源符号表示馈电部101接收的信号来自于所述射频电路。

本第一实施例中，由于设置了与金属框102相连的第一辐射体103和第二辐射体104，增加了天线的辐射分支，使得天线辐射体的最大等效长度加长，天线可支持的谐振频率降低，天线可支持的工作频段也随之移动。相较仅有金属框102的方案，能够获得新的天线工作频带，因而扩展了天线支持的频段，提升了天线的工作性能。

开关105的一端接地，另一端与第二辐射体104电连接。开关105用于调控天线装置10的工作频段。具体的，当开关105闭合(On状态)时，射频电流将在金属框102、第一辐射体103及地之间流通而不经过第二辐射体104。此时天线辐射体仅为金属框102与第一辐射体103这两部分，天线的等效长度较短。当开关105断开(Off状态)时，射频电流能够流经金属框102、第一辐射体103及第二辐射体104。此时天线辐射体为金属框102、第一辐射体103及第二辐射体104三部分，天线的等效长度较长。由此，通过设置开关105，能够灵活调节天线实际工作的等效长度，进而调节天线的谐振频率、调整天线的工作频段，从而提升了天线的工作性能。并且，由于不需要在金属框102上开设缝隙或者断点，也不影响产品的结构强度。

如图2所示，在本发明第二实施例中，与上述第一实施例不同的是，天线装置11还包括一个可调电容106。可调电容106的一端与第一辐射体103电连接，另一端接地。本第二实施例中，可调电容106为容值连续可调的有源器件，其用于对天线进行调谐。当其容值变化时，作为天线辐射分支的第一辐射体103的谐振频率将发生变化。

本发明第二实施例中，第一辐射体103和第二辐射体104为扩展的两个天线辐射分支。由上所述，第二辐射体104比第一辐射体103长，因此第二辐射体104作为天线的低频分支，而第一辐射体103作为天线的中、高频分支。通过将开关105的状态与可调电容106的不同容值进行组合，能够获得对应天线不同工作频段的工作模式，具体如下表1所示。其中，Ci代表可调电容106的容值，LBi代表第二辐射体104所具有的低频谐振频率，MBi代表第一辐射体103所具有的中频率谐振频率，HBi代表第一辐射体103所具有的高频率谐振频率。天线工作模式的总数目，与第一辐射体103、第二辐射体104以及可调电容106的设置均有关系，实际中可根据天线设计的需要予以确定。

表1天线装置11的不同工作模式

由表1可知，当开关105为断开状态，此时第二辐射体104作为天线的低频分支、第一辐射体103作为天线的中高频分支而发挥作用。在可调电容106为C1～C3三种不同容值的情况下，第二辐射体104具有LB1～LB3三种不同的低频谐振频率。对应的，第一辐射体103具有MB1～MB3三种不同的中频谐振频率，以及HB1～HB3三种不同的高频谐振频率。类似的，当开关105为闭合状态，此时第二辐射体104不能作为天线辐射体，而第一辐射体103则作为天线的中高频分支而正常发挥作用。在可调电容106为C4～C6三种不同容值的情况下，第一辐射体103具有MB4～MB6三种不同的中频谐振频率，以及HB4～HB6三种不同的高频谐振频率。应理解，上述表1中仅仅罗列了有限的几种工作模式；但实际上根据需要，可以组合出更多数目的天线工作模式。

在移动通信领域中，通常低频频段约为700MHz～960MHz，中频频段约为1700MHz～2170MHz，高频频段约为2300MHz～2700MHz。图3示出了在开关105断开时，天线装置11在表1所示的一种工作模式下的S11曲线。S11为表征天线的回波损耗性能的参数(也即反射系数)，S11曲线可以由仪器经过仿真计算得到。S11曲线上的波谷代表天线辐射能量最大，此处对应的频率即为天线的谐振频率。如图3所示，两个波谷分别出现在低频频段与高频频段，从而验证了本第二实施例中，第二辐射体104是作为天线的低频分支、第一辐射体103是作为天线的高频分支在发挥作用，天线装置11拓展了低频频段与高频频段。图4示出了在开关105闭合时，天线装置12在表1所示的一种工作模式下的S11曲线。如图5所示，两个波谷分别出现在中频频段与高频频段，从而验证了本第二实施例中，第一辐射体103是作为天线的中、高频分支在发挥作用，天线装置12通过将开关105闭合，使得第二辐射体104进行辐射，拓展了中频频段与高频频段。

进一步的，如图5所示，在本发明第三实施例中，与上述第二实施例不同的是，天线装置12还包括调控单元107。调控单元107用于将开关105的状态与可调电容106的不同容值进行组合，拓展天线的所述工作模式。具体的，调控单元107与开关105及可调电容106均电连接，调控单元107能够调控所述开关105的闭合或断开状态，以及调控可调电容106的容值。进而，调控单元107通过对开关105的开关状态与可调电容106的不同容值进行组合，组合出上述表1中的各种所述共组模式，从而拓展了天线的工作频段。本第三实施例中，通过设置调控单元107，能够实现智能、实时、连续的天线调谐。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易的想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括封闭的金属框、第一辐射体、第二辐射体、开关及馈电部，所述第一辐射体及所述第二辐射体均设于所述金属框内部，所述第一辐射体与所述第二辐射体均与所述金属框相连；所述开关的一端与所述第二辐射体电连接，所述开关的另一端接地；所述馈电部与所述金属框电连接。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括可调电容，所述可调电容的一端与所述第一辐射体电连接，所述可调电容的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括调控单元，所述调控单元与所述开关及所述可调电容均电连接，所述调控单元用于调控所述开关的闭合或断开状态，以及调控所述可调电容的容值。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第一辐射体和所述第二辐射体均为金属线。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第二辐射体比所述第一辐射体长。

6.一种电子设备，包括天线装置，其特征在于，所述天线装置包括封闭的金属框、第一辐射体、第二辐射体、开关及馈电部，所述第一辐射体及所述第二辐射体均设于所述金属框内部，所述第一辐射体与所述第二辐射体均与所述金属框相连；所述开关的一端与所述第二辐射体电连接，所述开关的另一端接地；所述馈电部与所述金属框电连接。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述天线装置还包括可调电容，所述可调电容的一端与所述第一辐射体电连接，所述可调电容的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述天线装置还包括调控单元，所述调控单元与所述开关及所述可调电容均电连接，所述调控单元用于调控所述开关的闭合或断开状态，以及调控所述可调电容的容值。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述第一辐射体和所述第二辐射体为金属线。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第二辐射体比所述第一辐射体长。