CN106663878B - 天线装置和终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线装置和终端，包括：馈电端子、高通低阻器件、第一低通高阻器件和天线体；所述高通低阻器件串联电连接于所述天线体的第一自由端和所述馈电端子之间；所述第一低通高阻器件串联电连接于所述天线体的第二自由端和所述馈电端子之间。采用本发明提供的天线装置，在保证天线性能的同时，尺寸更小，成本更低。

Description

天线装置和终端
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种天线装置和终端。
背景技术
随着通信网络的不断演进，具备多模通信能力的无线终端逐渐成为业界未来的重点发展方向，上述多种模式例如可以为全球移动通信系统(Global System for MobileCommunication，简称GSM)、码分多址(Code Division Multiple Access，简称CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称WCDMA)及长期演进(LongTerm Evolution，简称LTE)等。
随着LTE频段数目的增加，终端天线的宽频带和小型化就显得尤为重要。现有的针对LTE的天线设计方案基本都是使用常规的支架天线，例如平面倒置F型天线(PlanarInverted F Antenna，简称PIFA)等。
然而，现有的终端天线尺寸较大，支架成本较高。
发明内容
本发明提供一种天线装置和终端，用于解决现有技术中的终端天线尺寸较大，成本较高的问题。
本发明的第一方面，提供一种天线装置，包括：馈电端子、高通低阻器件、第一低通高阻器件和天线体；
所述高通低阻器件串联电连接于所述天线体的第一自由端和所述馈电端子之间；
所述第一低通高阻器件串联电连接于所述天线体的第二自由端和所述馈电端子之间。
在第一种可能的实现方式中，根据第一方面，所述天线装置工作于第一频段、第二频段和第三频段，所述第一频段包括第一频率和第二频率，所述第二频段包括第三频率和第四频率，所述第三频段包括第五频率和第六频率，所述天线装置在所述第一频率、所述第三频率和所述第五频率处均为电感性，在所述第二频率、所述第四频率和所述第六频率处均为电容性。
在第二种可能的实现方式中，根据第一种可能的实现方式，所述天线体上设置有第一连接端和第二连接端；
所述高通低阻器件与所述第一连接端电连接，所述第一连接端与所述第二连接端电连接，所述第二连接端与所述第一低通高阻器件电连接。
本发明的第二方面，提供一种终端，包括：印刷电路板和如第一方面所述的天线装置，所述印刷电路板上设置有馈电装置，所述馈电端子与所述馈电装置电连接。
本发明提供一种天线装置，包括：馈电端子、高通低阻器件、第一低通高阻器件和天线体；高通低阻器件串联电连接于天线体的第一自由端和馈电端子之间；第一低通高阻器件串联电连接于天线体的第二自由端和馈电端子之间。由于本实施例提供的天线装置在原有的天线体与馈电端子之间加入了高通低阻器件和第一低通高阻器件，从而可以保证天线性能，即保证其覆盖足够多的频段，并且，与现有技术中采用的支架天线相比，一般的支架天线的主天线净空为长13毫米(mm)、宽58mm、高3mm以上，而采用本发明提供的天线装置，其主天线净空为长为13mm、宽为58mm，并且，由于该天线装置可以在印制电路板(PrintedCircuit Board，简称PCB)的表面进行印制，故其高度可以忽略不计，因而其尺寸更小，成本更低。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种天线装置的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种天线装置的结构示意图；
图3a为本发明实施例二提供的一种天线装置的辐射效率示意图；
图3b为本发明实施例二提供的一种天线装置的辐射效率示意图；
图4a为本发明实施例二提供的一种天线装置的辐射效率示意图；
图4b为本发明实施例二提供的一种天线装置的反射系数图；
图4c为本发明实施例二提供的一种天线装置的史密斯(smith)圆图；
图5为本发明实施例三提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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为本发明实施例一提供的一种天线装置的结构示意图。如图1所示，该天线装置1包括：馈电端子10、高通低阻器件11、第一低通高阻器件12和天线体13。
具体的，所述高通低阻器件11串联电连接于所述天线体13的第一自由端130和所述馈电端子10之间；所述第一低通高阻器件12串联电连接于所述天线体13的第二自由端131和所述馈电端子10之间。
此外，馈电端子10用于与天线装置1所在的终端中的馈电电路的馈点(Feed)电连接，这里的终端可以是移动设备、用户终端以及无线通信设备等；该馈电电路用于为天线装置1提供输入信号，其具体可以用于将终端发射机生成的发射信号处理后提供给天线装置1，以及在天线装置1接收信号之后，将接收信号处理后传送至终端的接收机中。
下面参照图1，来说明天线装置1的工作原理。根据电学原理可知，由于馈电端子10与第一低通高阻器件12电连接，因此，从馈点出来的馈电电流可以走第一低通高阻器件12和第二自由端131的路径，以利用其低通高阻特性实现低频辐射，在实际中，可以通过选择合适的低通高阻器件，使得该低频分支的一次模谐振覆盖一个低频频段，并使其二次模谐振覆盖一个高频频段；并且，在高频时，从馈点出来的馈电电流可以走高通低阻器件11和第一自由端130的路径，以利用其高通低阻特性实现高频辐射。上述两条路径在图1中用虚线表示。如此，便可在低频模式下形成一个低频谐振，并在高频模式下形成两个高频谐振。
需要说明的是，根据电磁波原理可知，当电磁波的波长与天线的长度相比拟时，即可实现谐振。由于第一低通高阻器件12工作于低频，而高通低阻器件11工作于高频，故天线体13上从馈电端子10到第二自由端131之间的长度较长，以产生一个一次模低频谐振，并产生一个二次模高频谐振；而天线体13上从馈电端子10到第一自由端130之间的长度较短，以产生一个高频谐振。值得注意的是，这里均是以该天线装置1可以产生三个谐振为例进行说明的，即该天线装置1可以覆盖三个频段，而在实际中，可以根据天线装置1的实际覆盖频段的数量，来具体选择第一低通高阻器件12和高通低阻器件11的数值，以及天线体13的具体长度等，此处并不做限定。
此外，图1中所示的天线装置1的形状只为示例，但并不以此为限定。
具体到器件选择，可选的，在实际中，上述第一低通高阻器件12可以为电感，由于电感工作于低频，其可以有效地激励低频电磁波，这就相当于分担了一部分天线体13的长度，即天线体13实际走线的长度，故可以减少天线装置1的实际尺寸，使其更加适用于超薄型手机，并可以降低支架成本。
本发明实施例提供的天线装置，包括：馈电端子、高通低阻器件、第一低通高阻器件和天线体。其中，所述高通低阻器件串联电连接于所述天线体的第一自由端和所述馈电端子之间；所述第一低通高阻器件串联电连接于所述天线体的第二自由端和所述馈电端子之间。由于本实施例提供的天线装置在原有的天线体与馈电端子之间加入了高通低阻器件和第一低通高阻器件，从而可以保证天线性能，即保证其覆盖足够多的频段，并且，与现有技术中采用的支架天线相比，一般的支架天线的主天线净空为长13mm、宽58mm、高3mm以上，而采用本发明提供的天线装置，其主天线净空为长为13mm、宽为58mm，并且，由于该天线装置可以在PCB的表面进行印制，故其高度可以忽略不计，因而其尺寸更小，成本更低。
图2为本发明实施例二提供的一种天线装置的结构示意图。如图2所示，该天线装置2包括：馈电端子10、天线体13、电容20和电感21。此外，该天线装置2上还设置有第一连接端22和第二连接端23。
具体的，电容20与第一连接端22电连接，所述第一连接端22与所述第二连接端23电连接，所述第二连接端23与所述电感21电连接。如图2所示，天线装置2的形状类似一个“π”型。
下面结合图2，具体说明天线装置2的工作原理。
与图1类似，从馈点出来的馈电电流可以走电感21，经第一连接端22，之后到达第二连接端23，再到第一自由端130的路径，以利用电感21的低通高阻特性实现低频辐射，下面将上述路径称为第一路径；另外，从馈点出来的馈电电流可以走电容20，经第二连接端23，之后到达第一连接端22，再到第二自由端131的路径，以利用电容20的高通低阻特性实现高频辐射，下面将该路径称为第二路径。正如上一实施例所示，此时，第一路径上产生的一次模谐振可以覆盖一个低频频段，二次模谐振可以覆盖一个高频频段，而第二路径的高频谐振则还可以覆盖一个高频频段，即该天线装置2共覆盖三个频段。
可选的，在实际应用中，可通过配置电子器件的具体数值，即可以根据天线装置2的工作频率确定上述电感21和电容20的数值，以及天线体13上的第一连接端22和第二连接端23的具体位置，从而使天线装置2工作在预设的频段上。具体地，该天线装置2可以工作于第一频段、第二频段和第三频段，第一频段包括第一频率和第二频率，第二频段包括第三频率和第四频率，第三频段包括第五频率和第六频率，天线装置在第一频率、第三频率和第五频率处均为电感性，在第二频率、第四频率和第六频率处均为电容性。其中，上述第一频段对应天线装置2的低频一次模谐振，上述第二频段对应天线装置2的高频谐振，上述第三频段对应天线装置2的低频二次模谐振。
该天线装置2的实际性能，即其辐射效率如图3a和图3b所示，其中，图3a和图3b分别选取了不同的器件参数，图3a为用于支持长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)频分双工(Frequency Division Duplexing，简称FDD)和时分双工(Time DivisionDuplexing，简称TDD)所需频段的辐射效率图，图3b为用于支持泛欧FDD和TDD频段的辐射效率图，这里的泛欧频段是指790MHz～960MHz以及1710MHz～2690MHz，事实上，欧洲大部分运营商的频段均包含在上述两个频段内。以图3a为例，其中，横轴表示天线装置2的工作频率，单位为MHz，纵轴表示天线装置2的辐射效率，其具体数值为百分比，例如，某一频率对应的纵坐标为90，则表示该频率点上天线装置2的辐射效率为90％。从图3a可以看出，天线装置2的覆盖频段包含了B28频段，即698MHz～960MHz，并且，其低频效率在30％以上，高频效率在45％以上，可以满足LTE FDD和TDD所需频段；而在图3b中，可以看出，天线装置2的覆盖频段包含了791MHz～960MHz以及1710MHz～2690MHz，包含泛欧FDD和TDD频段。
可选的，该天线装置2还可以包括一个第二低通高阻器件，具体的，该第二低通高阻器件也可以为电感，即图2中所示的电感24，其具体的连接位置可以是，所述电感24的两端分别与所述第一连接端22和所述第二连接端23电连接。设置该电感的目的是为了进一步分担或减少天线体13的长度。
另外，上述天线装置2还可以包括一低阻高通滤波网络，该低阻高通滤波网络电连接于天线体13的第一自由端130处，其具体的参数设计可以根据天线装置2工作的高频频率确定，用以更好的匹配天线装置2对高频的辐射。
需要说明的是，在图2所示的天线装置2中，馈电端子10既可以是位于天线体13的中轴线上，也可以向左或者向右偏移，这里并不做限制，其具体的设置方式取决于天线装置2的实际工作频率。当馈电端子10向右偏移，形成偏馈模式时，该天线的辐射效率图以及其反射系数图分别如图4a和图4b所示。其中，图4a的横轴表示工作频率，单位为MHz，纵轴表示辐射效率，其具体数值为百分比，图4b的横轴表示天线装置2的工作频率，单位为千兆赫(GHz)，纵轴表示天线装置2的反射系数(|S11|)，单位为dBa。图4b中用三角形标出的几个点对应的频率分别为，1代表880MHz，2代表960MHz，3代表1.8GHz，4代表1.71GHz，5代表1.98GHz，6代表2.57GHz，7代表2.4GHz，8代表2.5GHz，9代表2.69GHz。可以看出，在图4b上，该天线装置2可以覆盖一般LTE终端的三个频段，即低频790兆赫兹(MHz)～960MHz，高频1710MHz～2170MHz以及2520MHz～2690MHz这三个频段为例，在应用本申请的天线装置时，以天线装置2为例，可以通过设置天线装置2的天线体13的长度、以及具体选择其电子器件的数值等，使其工作在第一频段790MHz～960MHz，第二频段1710MHz～2170MHz以及第三频段2520MHz～2690MHz上，具体的电容或电感值设定方法与本领域现有技术相同，此处不再赘述。
相应地，天线装置2工作的第一频率即为790MHz，第二频率即为960MHz，第三频率即为1710MHz，第四频率即为2170MHz，第五频率即为2520MHz，第六频率即为2690MHz。
因天线装置2在上述三个频段中均产生了谐振，根据天线原理可知，谐振点即意味着天线装置的输入阻抗为实数，即其虚部为零，零输入阻抗即对应图4c的实数轴，即其中标注了实数数字的横向直线，而实数轴的两侧分别表示天线装置2的感抗和容抗，具体的，若输入阻抗的虚部大于零，即当一频率点位于实数轴上方时，则表示天线装置2在该频率点上呈电感性；若输入阻抗小于零，即当一频率点位于实数轴下方时，则表示天线装置2在该频率点上呈电容性，此处不再绘示和赘述。
此外，还需说明的是，在实际应用时，前文所述电感或电容，既可以采用集中式电感或电容，也可以采用分布式电感或电容，此处并不做限制。
本发明实施例提供的天线装置，包括：馈电端子、高通低阻器件、第一低通高阻器件和天线体。其中，所述高通低阻器件串联电连接于所述天线体的第一自由端和所述馈电端子之间；所述第一低通高阻器件串联电连接于所述天线体的第二自由端和所述馈电端子之间。由于本实施例提供的天线装置在原有的天线体与馈电端子之间加入了高通低阻器件和第一低通高阻器件，从而可以保证天线性能，即保证其覆盖足够多的频段，并且，与现有技术中采用的支架天线相比，一般的支架天线的主天线净空为长13mm、宽58mm、高3mm以上，而采用本发明提供的天线装置，其主天线净空为长为13mm、宽为58mm，并且，由于该天线装置可以在PCB的表面进行印制，故其高度可以忽略不计，因而其尺寸更小，成本更低。
图5为本发明实施例三提供的一种终端的结构示意图。如图5所示，该终端3包括：印刷电路板30和天线装置31。
具体的，印刷电路板30上设置有馈电装置300，天线装置31可以是如实施例一和实施例二中描述的任一种天线装置。以天线装置31为实施例一中的天线装置1为例，该天线装置31中的馈电端子10与馈电装置300电连接。
本发明实施例提供的天线装置，包括：馈电端子、高通低阻器件、第一低通高阻器件和天线体。其中，所述高通低阻器件串联电连接于所述天线体的第一自由端和所述馈电端子之间；所述第一低通高阻器件串联电连接于所述天线体的第二自由端和所述馈电端子之间。由于本实施例提供的天线装置在原有的天线体与馈电端子之间加入了高通低阻器件和第一低通高阻器件，从而可以保证天线性能，即保证其覆盖足够多的频段，并且，与现有技术中采用的支架天线相比，一般的支架天线的主天线净空为长13mm、宽58mm、高3mm以上，而采用本发明提供的天线装置，其主天线净空为长为13mm、宽为58mm，并且，由于该天线装置可以在PCB的表面进行印制，故其高度可以忽略不计，因而其尺寸更小，成本更低。
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 (7)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：馈电端子、高通低阻器件、第一低通高阻器件和天线体；
所述高通低阻器件串联电连接于所述天线体的第一自由端和所述馈电端子之间；
所述第一低通高阻器件串联电连接于所述天线体的第二自由端和所述馈电端子之间；
所述天线装置工作于第一频段、第二频段和第三频段，所述第一频段包括第一频率和第二频率，所述第二频段包括第三频率和第四频率，所述第三频段包括第五频率和第六频率，所述天线装置在所述第一频率、所述第三频率和所述第五频率处均为电感性，在所述第二频率、所述第四频率和所述第六频率处均为电容性；
所述天线体上设置有第一连接端和第二连接端；
所述高通低阻器件与所述第一连接端电连接，所述第一连接端与所述第二连接端电连接，所述第二连接端与所述第一低通高阻器件电连接。
2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包括第二低通高阻器件；
所述第二低通高阻器件的两端分别与所述第一连接端和所述第二连接端电连接。
3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第二低通高阻器件为电感。
4.根据权利要求1-3任一项所述的天线装置，其特征在于，还包括：与所述第一自由端电连接的低阻高通滤波网络。
5.根据权利要求1-3任一项所述的天线装置，其特征在于，所述高通低阻器件为电容。
6.根据权利要求1-3任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第一低通高阻器件为电感。
7.一种终端，其特征在于，包括：印刷电路板和如权利要求1-6任一项所述的天线装置，所述印刷电路板上设置有馈电装置，所述馈电端子与所述馈电装置电连接。
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