CN107634310A - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构，包括金属件与第一馈入源，所述金属件包括金属前框、金属背板以及金属边框，所述金属边框夹设于所述金属前框与所述金属背板之间，所述金属边框至少包括顶部、第一侧部以及第二侧部，所述第一侧部与所述第二侧部分别连接所述顶部的两端，所述金属边框上开设有开槽，所述金属前框上开设有断点，所述开槽至少布设于所述顶部上，所述断点与所述开槽连通并延伸至隔断所述金属前框，所述第一馈入源电连接至所述金属前框。该天线结构中的金属背板构成全金属结构，可有效避免由于开槽、断线或断点的设置而影响金属背板的完整性和美观性。本发明还提供一种具有该天线结构的无线通信装置。

Description

天线结构及具有该天线结构的无线通信装置

技术领域

本发明涉及一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

背景技术

随着无线通信技术的进步，无线通信装置不断朝向轻薄趋势发展，消费者对于产品外观的要求也越来越高。由于金属壳体在外观、机构强度、散热效果等方面具有优势，因此越来越多的厂商设计出具有金属壳体，例如金属背板的无线通信装置来满足消费者的需求。但是，金属壳体容易干扰遮蔽设置在其内的天线所辐射的信号，不容易达到宽频设计，导致内置天线的辐射性能不佳。再者，所述金属背板上通常还设置有开槽及断点，如此将影响金属背板的完整性和美观性。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

一种天线结构，包括金属件与第一馈入源，所述金属件包括金属前框、金属背板以及金属边框，所述金属边框夹设于所述金属前框与所述金属背板之间，所述金属边框至少包括顶部、第一侧部以及第二侧部，所述第一侧部与所述第二侧部分别连接所述顶部的两端，所述金属边框上开设有开槽，所述金属前框上开设有断点，所述开槽至少布设于所述顶部上，所述断点与所述开槽连通并延伸至隔断所述金属前框，所述第一馈入源电连接至所述金属前框。

一种无线通信装置，包括上述所述的天线结构。

上述天线结构及具有该天线结构的无线通信装置可涵盖至低频、中频、高频、GPS、WIFI 2.4/5GHz双频，频率范围较广。另外，该天线结构的金属件上的开槽及断点均设置于所述金属前框及金属边框上，并未设置于所述金属背板上，使得所述金属背板构成全金属结构，即所述金属背板上并没有绝缘的开槽、断线或断点，使得所述金属背板可避免由于开槽、断线或断点的设置而影响金属背板的完整性和美观性。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的天线结构应用至无线通信装置的示意图。

图2为图1所示无线通信装置的组装示意图。

图3为图2所示无线通信装置另一角度下的组装示意图。

图4为图1所示天线结构中第一切换电路的电路图。

图5为图4所示第一切换电路设置有谐振电路的电路图。

图6为图4所示第一切换电路设置有谐振电路的另一电路图。

图7为当图5所示第一切换电路设置有谐振电路时产生窄频模态的工作原理图。

图8为当图6所示第一切换电路设置有谐振电路时产生窄频模态的工作原理图。

图9为图1所示天线结构工作于低频模态及GPS模态时的电流走向图。

图10为图1所示天线结构工作于1710-2690MHz频段时的电流走向示意图。

图11为图1所示天线结构工作于低频模态及GPS模态时的S参数（散射参数）曲线图。

图12为图1所示天线结构工作于低频模态时的辐射效率图。

图13为图1所示天线结构工作于GPS模态时的辐射效率图。

图14为图1所示天线结构工作于1710-2690MHz频段时的S参数（散射参数）曲线图。

图15为图1所示天线结构工作于1710-2690MHz频段时的辐射效率图。

图16为本发明第二较佳实施例的天线结构的结构示意图。

图17至图19为图16所示天线结构中隔离部的位置关系示意图。

图20为图16所示天线结构工作于高频模态时的电流走向示意图。

图21为图16所示天线结构工作于双频WIFI模态时的电流走向示意图。

图22为图16所示天线结构工作于中频模态及高频模态时的S参数（散射参数）曲线图。

图23为图16所示天线结构工作于中频模态及高频模态时的辐射效率图。

图24为图16所示天线结构工作于WIFI 2.4GHZ模态及WIFI 5GHz模态时的S参数（散射参数）曲线图。

图25为图16所示天线结构工作于WIFI 2.4GHZ模态时的辐射效率图。

图26为图16所示天线结构工作于WIFI 5GHz模态时的辐射效率图。

主要元件符号说明

天线结构	100、200
		金属件	11
金属前框	111
		金属背板	112
金属边框	113
		容置空间	114
顶部	115
		第一侧部	116
第二侧部	117
		开槽	118
断点	119
		金属长臂	A1
金属短臂	A2
		端点	E1、E2
第一馈入源	13
		第二馈入源	14
第一切换电路	15
		切换单元	151
切换元件	153
		谐振电路	155
电感	L
		电容	C
第一辐射体	26
		第三馈入源	27
隔离部	28
		第二切换电路	29
第二辐射体	30
		第一辐射部	301
第二辐射部	302
		第一辐射段	303
第二辐射段	304
		第三辐射段	305
第一连接段	306
		第二连接段	307
第三连接段	308
		第四馈入源	31
金属框体	32
		无线通信装置	400
显示单元	401
		相机镜头	402
闪光灯	403
		开孔	404、405

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

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。

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，本发明第一较佳实施方式提供一种天线结构100，其可应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置400中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。

请一并参阅图2及图3，所述天线结构100包括金属件11、第一馈入源13、第二馈入源14及第一切换电路15。所述金属件11可以为所述无线通信装置400的外壳。所述金属件11包括金属前框111、金属背板112及金属边框113。所述金属前框111、金属背板112及金属边框113可以是一体成型的。所述金属前框111、金属背板112以及金属边框113构成所述无线通信装置400的外壳。所述金属前框111上设置有一开口（图未标），用于容置所述无线通信装置400的显示单元401。可以理解，所述显示单元401具有一显示平面，该显示平面裸露于该开口，且该显示平面与所述金属背板112大致平行设置。

所述金属背板112与所述金属前框111相对设置。所述金属背板112为一体成型的单一金属片，除了为显露相机镜头402与闪光灯403等元件而设置的开孔404、405以外，其上并没有设置任何绝缘的开槽、断线或断点（请参图3）。所述金属背板112相当于所述天线结构100的地。

所述金属边框113夹设于所述金属前框111与所述金属背板112之间，且分别环绕所述金属前框111及所述金属背板112的周缘设置，以与所述显示单元401、所述金属前框111以及金属背板112共同围成一容置空间114。所述容置空间114用以容置所述无线通信装置400的电路板、处理单元等电子元件或电路模块于其内。

所述金属边框113至少包括顶部115、第一侧部116以及第二侧部117。所述顶部115连接所述金属前框111与所述金属背板112。所述第一侧部116与所述第二侧部117相对设置，两者分别设置于所述顶部115的两端，优选垂直设置。所述第一侧部116与所述第二侧部117亦连接所述金属前框111与所述金属背板112。所述金属边框113上还开设有开槽118，所述金属前框111上开设有断点119。在本实施例中，所述开槽118布设于所述顶部115上，且分别延伸至所述第一侧部116及第二侧部117。可以理解，在其他实施例中，所述开槽118也可仅设置于所述顶部115，而未延伸至所述第一侧部116及第二侧部117中的任何一个，或者所述开槽118设置于所述顶部115，且仅沿延伸至所述第一侧部116及第二侧部117中的其中之一。所述断点119与所述开槽118连通，并延伸至隔断所述金属前框111。在本实施例中，所述断点119邻近所述第二侧部117设置，如此所述断点119将所述金属前框111划分出两部分，即金属长臂A1及金属短臂A2。其中，所述断点119一侧的金属前框111直至其延伸至与所述开槽118的其中一端点E1相对应的部分共同形成所述金属长臂A1。所述断点119另一侧的金属前框111直至其延伸至与所述开槽118的另一端点E2相对应的部分形成所述金属短臂A2。在本实施例中，所述断点119开设的位置并非对应到所述顶部115的中间，因此所述金属长臂A1的长度大于金属短臂A2的长度。另外，所述开槽118及所述断点119内均填充有绝缘材料（例如塑胶、橡胶、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限），进而区隔所述金属长臂A1、金属短臂A2与所述金属背板112。

可以理解，所述金属前框111与金属边框113的上半部除了所述开槽118与断点119以外没有再设置其他绝缘的开槽、断线或断点，因此所述金属前框111的上半部就只有一个断点119，没有其他断点。

所述第一馈入源13可通过匹配电路（图未示）电连接至所述金属长臂A1靠近所述第一侧部116的一端，进而为所述金属长臂A1馈入电流，使得所述金属长臂A1激发一第一模态以产生第一频段的辐射信号。本实施例中，所述第一模态为一低频模态，所述第一频段为700-900MHz频段。

所述第二馈入源14可通过匹配电路（图未示）电连接至所述金属短臂A2靠近所述断点119的一端，进而为所述金属短臂A2馈入电流，使得所述金属短臂A2激发出相应的两个模态，这两个模态组成一宽频带共振的应用（即1710-2690MHz频段），该宽频带可涵盖至中频、高频以及WIFI 2.4GHz频段。

请一并参阅图4，所述第一切换电路15电连接至所述金属长臂A1，其包括切换单元151及至少一切换元件153。所述切换元件153可以为电感、电容、或者电感与电容的组合。所述切换元件153之间相互并联，且其一端电连接至所述切换单元151，另一端电连接至金属背板112。如此，通过控制所述切换单元151的切换，可使得所述金属长臂A1切换至不同的切换元件153。由于每一个切换元件153具有不同的阻抗，因此通过所述切换单元151的切换，可调整所述金属长臂A1的第一模态的频段。所述的调整频段就是使该频段往低频偏移或往高频偏移。

可以理解，请一并参阅图5及图6，所述第一切换电路15还可包括谐振电路155。请参阅图5，在其中一实施例中，所述谐振电路155的数量为一个，所述谐振电路155包括相互串联的电感L及电容C。所述谐振电路155电连接至所述切换单元151及金属背板112。请参阅图6，在另外一实施例中，所述谐振电路155的数量与所述切换元件153的数量一致，即为多个。每一谐振电路155包括相互串联的电感L及电容C。每一个所述谐振电路155分别电连接至相应的切换元件153及金属背板112。

图7为在图5所示所述第一切换电路15的切换单元151一侧并联一个谐振电路155时，所述S参数（散射参数）与频率之间的关系原理图。其中，假设当所述第一切换电路15未增加图4所示所述谐振电路155时，所述天线结构100工作于第一模态（请参曲线S51）。当所述第一切换电路15增加所述谐振电路155时，所述谐振电路155可使得所述金属长臂A1额外共振出一窄频模态(第二模态，请参曲线S52)，以产生第二频段的辐射信号，即可有效增加所述天线结构100的应用频段，达到多频或宽频应用。在一实施例中，所述第二频段可以是GPS频段，所述第二模态也就是GPS谐振模态。

图8为在图6所示所述第一切换电路15中每一切换元件153一侧并联一个谐振电路155时，所述S参数（散射参数）与频率之间的关系原理图。其中，假设当所述第一切换电路15未增加图6所示所述谐振电路155时，所述天线结构100可工作于所述第一模态（请参曲线S61）。如此当所述第一切换电路15增加所述谐振电路155时，所述谐振电路155可使得所述金属长臂A1额外共振出所述窄频模态(请参曲线S62)，也就是GPS共振模态，即可有效增加所述天线结构100的应用频段，达到多频或宽频应用。另外，通过设置所述谐振电路155中电感L的电感值与所述电容C的电容值，可决定所述第一模态切换时所述窄频模态的频段。例如，在其中一个实施例中，例如图8所示，可通过设置所述谐振电路155中的电感值与电容值，使切换单元151切换至不同的切换元件153时，所述天线结构100的窄频模态也随之切换，例如可由f1移动至fn，移动范围十分广泛。

可以理解，在另一实施例中，还可以通过设置所述谐振电路155中的电感值与电容值而固定所述窄频模态的频段，从而使所述切换单元151无论切换至哪一个切换元件153，所述窄频模态的频段都固定不动。

可以理解的是，在其他实施例中，所述谐振电路155不局限于包括所述电感L及电容C，其还可由其他的谐振元件组成。

图9为所述天线结构100工作于低频模态及GPS模态时的电流走向示意图。显然，当电流自所述第一馈入源13进入所述金属长臂A1后，将流经所述金属长臂A1，并流向所述断点119（参路径P1），进而激发出所述低频模态。另外，由于所述天线结构100设置有第一切换电路15，因此可利用所述第一切换电路15切换所述金属长臂A1的低频模态。再者，由于所述第一切换电路15中谐振电路155的设置，因此可使得所述低频模态与GPS模态同时存在。也就是说，在本实施例中，所述GPS模态的电流是由两部分贡献，其中一部分为所述低频模态激发（参路径P1），另外一部分是由所述谐振电路155的电感L与电容C阻抗匹配调整后激发（参路径P2）。其中，路径P2的电流是从所述金属短臂A2靠近所述第二馈入源14的一端流向所述金属短臂A2远离所述第二馈入源14的另一端。

图10为所述天线结构100工作于1710-2690MHz频段时的电流走向示意图。显然，当电流自所述第二馈入源14进入所述金属短臂A2后，电流将依次流经所述金属前框111、第二侧部117并流经至背面的金属背板112（参路径P3），进而激发出第三模态以产生第三频段（即1710-2690MHz频段）的辐射信号，以涵盖至中频、高频以及WIFI 2.4GHz频段。显然，结合图4与图10可知，所述金属背板112相当于所述天线结构100的地。

图11为所述天线结构100工作于低频模态及GPS模态时的S参数（散射参数）曲线图。其中，曲线S91为所述天线结构100工作于LTE Band 28频段（703-803MHz）时的S11值。曲线S92为所述天线结构100工作于LTE Band 5频段（869-894MHz）时的S11值。曲线S93为所述天线结构100工作于LTE Band 8频段（925-926MHz）及GPS频段（1.575GHz）时的S11值。显然，曲线S91与S92分别对应两个不同频段，并分别对应所述切换电路15可切换的多个低频模态的其中两个。

图12为所述天线结构100工作于低频模态时的辐射效率图。其中，曲线101为所述天线结构100工作于LTE Band 28频段（703-803MHz）时的辐射效率。曲线S102为所述天线结构100工作于LTE Band 5频段（869-894MHz）时的辐射效率。曲线S103为所述天线结构100工作于LTE Band 8频段（925-926MHz）时的辐射效率。显然，曲线S101、S102与S103分别对应三个不同频段，并分别对应所述切换电路15可切换的多个低频模态的其中三个。

图13为所述天线结构100工作于GPS模态时的辐射效率图。图14为所述天线结构100工作于1710-2690MHz频段（即中频、高频以及WIFI 2.4GHz频段）时的S参数（散射参数）曲线图。图15为所述天线结构100工作于1710-2690MHz频段（即中频、高频以及WIFI 2.4GHz频段）时的辐射效率图。

显然，从图11至图15可知，所述天线结构100可工作于相应的低频频段，例如LTEBand 28频段（703-803MHz）、LTE Band 5频段（869-894MHz）、LTE Band 8频段（925-926MHz）。另外，所述天线结构100还可工作于GPS频段（1.575GHz）以及1710-2690MHz频段，即涵盖至低、中、高频，频率范围较广，且当所述天线结构100工作于上述频段时，其工作频率均可满足天线工作设计要求，并具有较佳的辐射效率。

请一并参阅图16，为本发明第二较佳实施例提供的天线结构200。所述天线结构200包括金属件11、第一馈入源13、第二馈入源14以及第一切换电路15。所述金属件11包括金属前框111、金属背板112及金属边框113。所述金属边框113至少包括顶部115、第一侧部116以及第二侧部117。所述金属边框113上还开设有开槽118，所述金属前框111上还开设有断点119。所述断点119将所述金属前框111划分为两部分，这两部份分别包括金属长臂A1及金属短臂A2。

可以理解，所述天线结构200与天线结构100的区别在于，所述天线结构200还包括第一辐射体26、第三馈入源27、隔离部28、第二切换电路29、第二辐射体30以及第四馈入源31。

所述第一辐射体26设置于所述金属件11围成的容置空间114内，且邻近所述金属短臂A2设置，并与所述金属背板112间隔设置。在本实施例中，所述第一辐射体26大致呈直条状，其与所述顶部215平行设置。所述第一辐射体26的一端连接至所述隔离部28，另一端朝向所述第一侧部116延伸。所述第三馈入源27的一端用于通过匹配电路（图未示）电连接至所述第一辐射体26，另一端电连接至所述隔离部28，用于为第一辐射体26馈入电流。

可以理解，在本实施例中，由于所述第二馈入源14与所述第三馈入源27各自共振的频带较接近，容易产生天线隔离度的困扰。因此，所述隔离部28用以使得两个馈入源，即所述第二馈入源14与所述第三馈入源27的结构电流路径延长，以提升金属短臂A2与第一辐射体26之间的隔离度。

可以理解，所述隔离部28可以为任意形状及尺寸，或者为一平面金属片，仅需确保所述隔离部28可达到延长所述第二馈入源14与所述第三馈入源27的结构电流路径，以提高金属短臂A2与第一辐射体26之间的隔离度即可。例如，在本实施例中，所述隔离部28呈块状，其设置于所述金属背板112上，且由所述第二侧部117朝向所述第一侧部116延伸而成。

可以理解，请一并参阅图17，在其他实施例中，所述天线结构200还包括金属框体32。所述金属框体32设置于所述容置空间114内，且连接所述金属件11。所述隔离部28呈块状，其设置于所述金属背板112上，且由所述第二侧部117朝向第一侧部116延伸而成，并连接至所述金属框体32。

可以理解，请一并参阅图18，在其他实施例中，所述天线结构200还包括金属框体32。所述金属框体32设置于所述容置空间114内，且连接所述金属件11。所述隔离部28呈块状，其设置于所述金属背板112上，且由所述第二侧部117朝向第一侧部116延伸而成，并与所述金属框体32间隔设置。

可以理解，请一并参阅图19，在其他实施例中，所述天线结构200还包括金属框体32。所述金属框体32设置于所述容置空间114内，且连接所述金属件11。所述隔离部28呈矩形片状，其设置于所述金属框体32的一侧，且与所述第二侧部117及所述金属背板112均间隔设置。

请再次参阅图16，所述第二切换电路29的一端电连接至所述第一辐射体26，另一端连接至所述金属背板112。所述第二切换电路29用于调整所述第一辐射体26的高频模态的频段，其具体电路结构及工作原理可参阅图4的第一切换电路15的描述，在此不再赘述。

可以理解，所述第二辐射体30包括第一辐射部301及第二辐射部302。所述第一辐射部301大致呈U型，包括依次电连接的第一辐射段303、第二辐射段304以及第三辐射段305。所述第一辐射段303大致呈直条状，且与所述顶部215平行设置。所述第二辐射段304呈直条状，其一端垂直连接至所述第一辐射段303靠近所述第二侧部117的端部，另一端沿平行所述第二侧部117且靠近所述顶部215的方向延伸，进而与所述第一辐射段303构成一L型结构。所述第三辐射段305大致呈矩形条状，其一端连接至所述第二辐射段304远离所述第一辐射段303的一端，另一端沿平行所述第一辐射段303且靠近所述第一侧部116的方向延伸，即所述第三辐射段305及所述第一辐射段303分别设置于所述第二辐射段304的同一侧，且分别设置于所述第二辐射段304的两端。

所述第二辐射部302大致呈T型，其包括第一连接段306、第二连接段307以及第三连接段308。所述第一连接段306大致呈矩形条状，其一端电连接至所述第一辐射段303远离第二辐射段304的端部，另一端沿平行所述第二辐射段304且靠近所述第三辐射段305的方向延伸。所述第二连接段307大致呈直条状，其一端垂直连接至所述第一连接段306远离第一辐射段303的一端，另一端沿平行所述第一辐射段303且靠近所述第二辐射段304的方向延伸。所述第三连接段308大致呈直条状，其连接至所述第一连接段306及第二连接段307的连接点，并沿平行所述第一辐射段303且靠近所述第一侧部116的方向延伸，以与所述第二连接段307位于同一直线，直至与所述第一侧部116前方的金属前框111连接。

所述第四馈入源31设置于所述金属前框111上，且电连接至所述第一辐射段303与所述第一连接段306的连接点，用以分别馈入电流至所述第一辐射部301及第二辐射部302，进而激发相应的工作模态，例如WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态。

可以理解，当所述天线结构200工作于低频模态及GPS模态时，其电流走向与所述天线结构100工作于低频模态及GPS模态时的电流走向一致，具体可参阅图9，在此不再赘述。

可以理解，当所述天线结构200工作于中频模态时，其电流走向与所述天线结构100工作于1710-2690MHz频段时的电流走向一致，具体可参阅图10，在此不再赘述。

请一并参阅20，为所述天线结构200工作于高频模态时的电流走向示意图。显然，当电流自所述第三馈入源27进入第一辐射体26后，将流向所述第一辐射体26远离所述第三馈入源27的一端（参路径P4），进而激发出第四模态以产生第四频段的辐射信号。本实施例的第四模态为高频模态。另外，由于所述天线结构200设置有接地的第二切换电路29，因此可利用所述第二切换电路29切换所述高频模态，例如可使得所述天线结构200切换至LTEBand 40频段（2300-2400MHz）或LTE Band 41频段（2496-2690MHz），并使得所述高频模态与所述中频模态同时存在。

图21为所述天线结构200工作于双频WIFI模态时的电流走向示意图。显然，当电流自所述第四馈入源31进入第二辐射体30后，电流将依次流经所述第一辐射段303、第二辐射段304以及第三辐射段305（参路径P5），进而激发出相应的第五模态以产生第五频段的辐射信号。本实施例的第五模态为WIFI 2.4GHz模态。另外，电流从所述第四馈入源31进入第二辐射体30后，还将依次流经所述第一连接段306以及第二连接段307（参路径P6），进而激发出相应的第六模态以产生第六频段的辐射信号。本实施例的第六模态为WIFI 5GHz模态。

可以理解，当所述天线结构200工作于低频模态及GPS模态时，其S参数（散射参数）曲线图以及辐射效率图均与所述天线结构100工作于低频模态及GPS模态时的S参数（散射参数）曲线图以及辐射效率图一致，具体可参阅10、图11以及图12，在此不再赘述。

图22为所述天线结构200工作于中频模态及高频模态时的S参数（散射参数）曲线图。其中曲线S201为所述天线结构200中第一切换电路15的所述切换元件153的电感值为0.13皮法（pf）时的S11值。曲线S202为所述天线结构200中第一切换电路15的所述切换元件153的电感值为0.15pf时的S11值。曲线S203为所述天线结构200中第一切换电路15的所述切换元件153的电感值为0.2pf时的S11值。曲线S204为所述天线结构200中第一切换电路15开路（即未切换至任何切换元件153）时的S11值。曲线S205为所述天线结构200中第二切换电路29的切换元件的电感值为0.13pf时的S11值。曲线S206为所述天线结构200中第二切换电路29的切换元件的电感值为0.15pf时的S11值。曲线S207为所述天线结构200中第二切换电路29的切换元件的电感值为0.2pf时的S11值。曲线S208为所述天线结构200中第二切换电路29开路（即未切换至任何切换元件）时的S11值。

图23为所述天线结构200工作于中频模态及高频模态时的辐射效率图。其中曲线S211为所述天线结构200中第一切换电路15的所述切换元件153的电感值为0.13皮法（pf）时的辐射效率。曲线S212为所述天线结构200中第一切换电路15的所述切换元件153的电感值为0.15pf时的辐射效率。曲线S213为所述天线结构200中第一切换电路15的所述切换元件153的电感值为0.2pf时的辐射效率。曲线S214为所述天线结构200中第一切换电路15开路（即未切换至任何切换元件153）时的辐射效率。曲线S215为所述天线结构200中第二切换电路29的切换元件的电感值为0.13pf时的辐射效率。曲线S216为所述天线结构200中第二切换电路29的切换元件的电感值为0.15pf时的辐射效率。曲线S217为所述天线结构200中第二切换电路29的切换元件的电感值为0.2pf时的辐射效率。曲线S218为所述天线结构200中第二切换电路29开路（即未切换至任何切换元件）时的辐射效率。

图24为所述天线结构200工作于所述WIFI 2.4GHZ频段及WIFI 5GHz频段时的S参数（散射参数）曲线图。图25为所述天线结构200工作于所述WIFI 2.4GHZ频段时的辐射效率图。图26为所述天线结构200工作于所述WIFI 5GHz频段时的辐射效率图。

显然，从图11至图13，以及图22至图26可知，所述天线结构200可工作于相应的低频频段，例如LTE Band 28频段（703-803MHz）、LTE Band 5频段（869-894MHz）、LTE Band 8频段（925-926MHz）。另外，所述天线结构100还可工作于GPS频段（1.575GHz）、中频频段（1805-2170MHz）、高频频段（2300-2400MHz及2496-2690MHz）以及WIFI 2.4/5GHz双频段，即涵盖至低、中、高频、WIFI 2.4/5GHz双频，频率范围较广，且当所述天线结构200工作于上述频段时，其工作频率均可满足天线工作设计要求，并具有较佳的辐射效率。

如前面各实施例所述，金属长臂A1可激发第一模态以产生低频频段的辐射信号，金属短臂A2可激发第三模态以产生中频频段与高频频段的辐射信号，第一辐射体26可激发出第四模态以产生高频频段的辐射信号。因此无线通信装置400可使用长期演进技术升级版(LTE-Advanced)的载波聚合(CA，Carrier Aggregation)技术同时在多个不同频段接收或发送无线信号以增加传输频宽。更具体地说，无线通信装置400可使用所述载波聚合技术并使用第一辐射体26同时在多个不同频段接收或发送无线信号。无线通信装置400也可以使用所述载波聚合技术并使用金属长臂A1、金属短臂A2与第一辐射体26其中至少两者同时在多个不同频段接收或发送无线信号。

可以理解，在其他实施例中，所述第一辐射体26以及所述第二切换电路29与所述第二辐射体30的位置可以互换，而所述隔离部28的位置不变。具体地，所述第一辐射体26的一端连接至所述金属前框111，另一端朝所述第二侧部117的方向延伸。所述第二切换电路29的一端电连接至所述第一辐射体26，另一端连接至所述金属背板112。所述第三馈入源27设置于所述金属前框111上，且电连接至所述第一辐射体26。所述第二辐射体30设置于所述金属件11围成的容置空间114内，且邻近所述金属短臂A2设置。所述第二辐射体30中第三连接段308连接至所述金属前框111的一端更换至电连接至所述隔离部28。所述第四馈入源31的一端电连接至所述第一辐射段303与所述第一连接段306的连接点，另一端电连接至所述隔离部28。

另外，该天线结构100/200通过设置所述金属件11，且所述金属件11上的开槽118及断点119均设置于所述金属前框111及金属边框113上，并未设置于所述金属背板112上，使得所述金属背板112构成全金属结构，即所述金属背板112上并没有绝缘的开槽、断线或断点，使得所述金属背板112可避免由于开槽、断线或断点的设置而影响金属背板112的完整性和美观性。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (19)

1.一种天线结构，包括金属件与第一馈入源，所述金属件包括金属前框、金属背板以及金属边框，所述金属边框夹设于所述金属前框与所述金属背板之间，所述金属边框至少包括顶部、第一侧部以及第二侧部，所述第一侧部与所述第二侧部分别连接所述顶部的两端，所述金属边框上开设有开槽，所述金属前框上开设有断点，所述开槽至少布设于所述顶部上，所述断点与所述开槽连通并延伸至隔断所述金属前框，所述第一馈入源电连接至所述金属前框。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述开槽及所述断点内均填充有绝缘材料。

3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述断点一侧的所述金属前框直至其延伸至与所述开槽的其中一端点相对应的部分共同形成一金属长臂，所述第一馈入源电连接至所述金属长臂，当电流自所述第一馈入源进入所述金属长臂后，将流经所述金属长臂，并流向所述断点，进而激发出第一模态以产生第一频段的辐射信号。

4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括第一切换电路，所述第一切换电路包括切换单元及至少一切换元件，所述切换单元电连接至所述金属长臂，所述切换元件之间相互并联，且其一端电连接至所述切换单元，另一端连接至所述金属背板，通过控制所述切换单元的切换，使得所述切换单元切换至不同的切换元件，进而调整所述第一频段。

5.如权利要求4所述的天线结构，其特征在于：所述第一切换电路还包括谐振电路，所述谐振电路用以使得所述金属长臂额外激发出第二模态以产生第二频段的辐射信号，所述第二频段的频率高于所述第一频段的频率。

6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述谐振电路的数量为一个，所述谐振电路电连接至所述切换单元及所述金属背板。

7.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述谐振电路的数量与所述切换元件的数量一致，每一所述谐振电路分别电连接至相应的切换元件及所述金属背板，当所述第一频段被调整时，所述谐振电路使所述第二频段维持不变。

8.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：所述谐振电路的数量与所述切换元件的数量一致，每一所述谐振电路分别电连接至相应的切换元件及所述金属背板，当所述第一频段被调整时，所述谐振电路对应调整所述第二频段。

9.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述断点另一侧的金属前框直至其延伸至与所述开槽的另一端点相对应的部分共同形成一金属短臂，所述金属长臂的长度大于所述金属短臂的长度，所述天线结构还包括第二馈入源，所述第二馈入源电连接至所述金属短臂，当电流自所述第二馈入源通过匹配电路进入所述金属短臂后，将依次流经所述金属前框、所述第二侧部并流经至所述金属背板，进而激发出第三模态以产生第三频段的辐射信号，所述第三频段的频率高于所述第一频段的频率。

10.如权利要求9所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括第一辐射体及第三馈入源，所述第一辐射体为直条状片体，所述第一辐射体的一端连接至所述金属前框，另一端朝向所述第二侧部延伸，所述第三馈入源的一端电连接至所述金属前框，另一端电连接至第一辐射体，当电流自所述第三馈入源进入至所述第一辐射体后，将激发出第四模态以产生第四频段的辐射信号。

11.如权利要求10所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括第二切换电路，所述第二切换电路的一端电连接至所述第一辐射体，所述第二切换电路的另一端连接至所述金属背板，用以调整所述第四频段。

12.如权利要求10所述的天线结构，其特征在于：无线通信装置使用载波聚合技术并使用所述第一辐射体同时在多个不同频段接收或发送无线信号。

13.如权利要求10所述的天线结构，其特征在于：无线通信装置使用载波聚合技术并使用所述金属长臂、所述金属短臂与所述第一辐射体其中至少两者同时在多个不同频段接收或发送无线信号。

14.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括第二辐射体及第四馈入源，所述第二辐射体邻近所述金属长臂设置，所述第四馈入源设置于所述金属前框上，且电连接至所述第二辐射体，当电流自所述第四馈入源进入后，将流经所述第二辐射体，进而激发出第五模态以产生第五频段的辐射信号，并激发出第六模态以产生第六频段的辐射信号，其中所述第五频段的频率低于所述第六频段的频率。

15.如权利要求14所述的天线结构，其特征在于：所述第二辐射体包括第一辐射部，所述第一辐射部包括依次电连接的第一辐射段、第二辐射段以及第三辐射段，所述第一辐射段与所述顶部平行设置，所述第二辐射段一端垂直连接至所述第一辐射段靠近所述第二侧部的端部，另一端沿平行所述第二侧部且靠近所述顶部的方向延伸，所述第三辐射段一端连接至所述第二辐射段远离所述第一辐射段的一端，另一端沿平行所述第一辐射段且靠近所述第一侧部的方向延伸，当所述电流自所述第四馈入源进入后，将依次流经所述第一辐射段、第二辐射段以及第三辐射段，进而激发出所述第五模态。

16.如权利要求15所述的天线结构，其特征在于：所述第二辐射体还包括第二辐射部，所述第二辐射部包括第一连接段、第二连接段以及第三连接段，所述第一连接段一端电连接至所述第一辐射段远离所述第二辐射段的端部，另一端沿平行所述第二辐射段且靠近所述第三辐射段的方向延伸，所述第二连接段一端垂直连接至所述第一连接段远离第一辐射段的一端，另一端沿平行所述第一辐射段且靠近所述第二辐射段的方向延伸，所述第三连接段连接至所述第一连接段及第二连接段的连接点，并沿平行所述第一辐射段且靠近所述第一侧部的方向延伸，以与所述第二连接段位于同一直线，直至与所述金属前框连接，当电流从所述第四馈入源进入后，还将依次流经所述第一连接段以及第二连接段，进而激发出所述第六模态。

17.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述金属背板为一体成型的单一金属片，所述金属背板上设置开孔以显露相机镜头与闪光灯。

18.一种无线通信装置，包括如权利要求1-17中任一项所述的天线结构。

19.如权利要求18所述的无线通信装置，其特征在于：所述无线通信装置还包括显示单元，所述金属前框、金属背板以及金属边框构成所述无线通信装置的外壳，所述金属前框设置有开口用于容置所述显示单元，所述显示单元具有显示平面，该显示平面裸露于该开口，且该显示平面与所述金属背板平行设置。