CN107785650B - 天线结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构，包括馈入部，所述馈入部用以馈入电流信号；高频辐射部，所述高频辐射部与所述馈入部电连接；低频辐射部，所述低频辐射部与所述高频辐射部电连接；延伸部，所述延伸部与所述馈入部及所述高频辐射部电连接；以及切换单元，所述切换单元与所述延伸部电连接，用以控制所述延伸部处于开路状态或短路状态。上述天线结构通过控制所述切换单元的切换，可控制所述延伸部处于短路状态或开路状态，进而工作于相应的低频频段。

Description

天线结构

技术领域

本发明涉及一种具有较宽低频频段的天线结构。

背景技术

随着4G时代的来临，移动通信网络的传输速度变的更快速，但是也面临无线通信装置所需要支持的频段要增加的更多，尤其在低频部分更是需要涵盖至700-900MHz。另外，目前无线通信装置的尺寸大多走向屏幕最大化，尺寸轻薄化。为了节省成本，通常都希望可以使用同一天线来支持所有的频段。因此，如何利用同一天线来支持所有的频段是天线设计面临的一项重要课题。

发明内容

针对上述问题，有必要提供一种具有较宽低频频段的天线结构。

一种天线结构，包括：

馈入部，所述馈入部用以馈入电流信号；

高频辐射部，所述高频辐射部与所述馈入部电连接；

低频辐射部，所述低频辐射部与所述高频辐射部电连接；

延伸部，所述延伸部与所述馈入部及所述高频辐射部电连接；以及

切换单元，所述切换单元与所述延伸部电连接，用以控制所述延伸部处于开路状态或短路状态。

上述天线结构设置有所述延伸部及所述切换单元。如此通过控制所述切换单元的切换，可控制所述延伸部处于短路状态或开路状态，进而使得所述天线结构工作于相应的低频频段，即703-803MHz频段及880-960MHz频段。另外，所述天线结构还可工作于1710-2170MHz频段。即所述天线结构可应用于GSM、WCDMA I/II/V/VIII以及LTE Band1/3/8/28频段的操作。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的天线结构的示意图。

图2为图1所示天线结构中延伸部与切换单元的电路图。

图3为图1所示天线结构的散射参数曲线图。

图4为图1所示天线结构的辐射效率曲线图。

主要元件符号说明

天线结构 100

接地部 11

馈入部 13

高频谐振部 15

第一谐振段 151

第二谐振段 153

第三谐振段 155

第四谐振段 157

第五谐振段 159

高频辐射部 16

第一辐射段 161

第二辐射段 163

第三辐射段 165

低频辐射部 17

第一共振段 171

第二共振段 172

第三共振段 173

第四共振段 174

第五共振段 175

第六共振段 176

第七共振段 177

第八共振段 178

第九共振段 179

延伸部 18

第一延伸段 181

第二延伸段 182

第三延伸段 183

第四延伸段 184

第五延伸段 185

第六延伸段 186

切换单元 19

切换开关 191

动触点 D1

第一静触点 D2

第二静触点 D3

短路电路 193

开路电路 195

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组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，本发明较佳实施方式提供一种天线结构100，其可设置于移动电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等无线通信装置(图未示)内，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。

该天线结构100可由金属片材或柔性印刷线路板(flexible printed circuit，FPC)制成。该天线结构100可通过胶水等方式粘附于所述无线通信装置的塑胶壳体上。该天线结构100包括接地部11、馈入部13、高频谐振部15、高频辐射部16、低频辐射部17以及延伸部18。所述接地部11、馈入部13、高频谐振部15、高频辐射部16、低频辐射部17以及延伸部18均呈片体状且完全设置于同一平面内，即共面设置。

在本实施例中，该接地部11大致呈直条状，其可与装设在所述无线通信装置内的电路板(图未示)上的接地点(图未示)电连接，以为所述天线结构100提供接地。

所述馈入部13大致呈直条状。在本实施例中，所述馈入部13与所述接地部11相对且相互平行设置，进而于两者之间形成第一间隙G1。所述馈入部13可与所述无线通信装置内的电路板上的信号馈入点(图未示)电性连接，以为所述天线结构100提供信号馈入作用。

在本实施例中，所述高频谐振部15与所述接地部11电连接，包括第一谐振段151、第二谐振段153、第三谐振段155、第四谐振段157以及第五谐振段159。该第一谐振段151大致呈直条状，其垂直连接至所述接地部11的一端，并沿远离所述馈入部13的方向延伸。所述第二谐振段153为一直条状片体，其垂直连接至所述第一谐振段151远离所述接地部11的端部，并沿平行且远离该接地部11的方向延伸，以与所述第一谐振段151构成大致呈L形的结构。所述第三谐振段155大致呈直条状，其垂直连接至所述第二谐振段153远离第一谐振段151的端部，并沿平行所述第一谐振段151且远离所述接地部11的方向延伸。即所述第一谐振段151与所述第三谐振段155分别垂直设置于所述第二谐振段153的两端，且分别沿平行且相反的方向延伸。

所述第四谐振段157大致呈直条状，其垂直连接至所述第三谐振段155远离第二谐振段153的一端，并沿平行所述第二谐振段153且远离所述接地部11的方向延伸。所述第五谐振段159大致呈L形，其与所述第二谐振段153设置于所述第三谐振段155的同一侧。具体的，所述第五谐振段159的一端垂直连接至所述第三谐振段155与所述第四谐振段157的连接处，并沿平行所述第二谐振段153且背离所述第四谐振段157的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行所述第一谐振段151且远离所述接地部11的方向延伸。

所述高频辐射部16与所述馈入部13电连接，且与所述高频谐振部15间隔设置，进而于两者之间形成一第二间隙G2。在本实施例中，所述第二间隙G2与第一间隙G1相连通。所述第二间隙G2的宽度大致为0.5mm。所述高频辐射部16包括依次电连接的第一辐射段161、第二辐射段163及第三辐射段165。

所述第一辐射段161为矩形片体，其垂直连接至所述馈入部13靠近所述第一谐振段151的一端，并沿平行所述第一谐振段151且靠近所述接地部11的方向延伸。所述第二辐射段163大致呈直条状，其垂直连接至所述第一辐射段161远离所述馈入部13的一端，并沿平行所述第二谐振段153且远离所述馈入部13的方向延伸。所述第三辐射段165为直条状片体，其垂直连接至所述第二辐射段163远离所述第一辐射段161的一端，并沿平行所述第一谐振段151且远离所述馈入部13的方向延伸。即所述第一辐射段161与所述第三辐射段165分别垂直设置于所述第二辐射段163的两端，且分别沿平行且相反的方向延伸。

该低频辐射部17为一具有曲折形状的片体，其电连接至所述高频辐射部16。所述低频辐射部17包括依次电连接的第一共振段171、第二共振段172、第三共振段173、第四共振段174、第五共振段175、第六共振段176、第七共振段177、第八共振段178以及第九共振段179。所述第一共振段171大致呈直条状，其垂直连接至所述第三辐射段165的中部位置，并沿平行所述接地部11且远离所述高频谐振部15的方向延伸。

所述第二共振段172大致呈直条状，其垂直连接至所述第一共振段171远离第三辐射段165的一端，并沿平行所述第三辐射段165且靠近所述馈入部13的方向延伸，直至越过所述馈入部13。所述第三共振段173大致呈U型，其垂直连接至所述第二共振段172远离所述第一共振段171的端部，并沿平行且靠近所述馈入部13的方向延伸，接着弯折一直角，以沿平行所述第二共振段172且远离所述馈入部13的方向延伸，最后再弯折一直角，以沿平行所述第一共振段171且远离所述馈入部13的方向延伸。

所述第四共振段174为一直条状片体，其垂直连接至所述第三共振段173远离所述第二共振段172的端部，并沿平行所述第三辐射段165且远离所述馈入部13的方向延伸。所述第五共振段175大致呈弓型，其电连接至所述第四共振段174远离第三共振段173的端部。

所述第六共振段176为一直条状片体，其电连接至所述第五共振段175远离所述第四共振段174的端部，并沿平行所述第三辐射段165且远离所述馈入部13的方向延伸。所述第七共振段177大致呈拱形，其一端电连接至所述第六共振段176远离所述第五共振段175的一端。

所述第八共振段178为一直条状片体，其电连接至所述第七共振段177远离所述第六共振段176的端部，并沿平行所述第三辐射段165且远离所述馈入部13的方向延伸。所述第九共振段179大致呈弧形，其垂直连接至所述第八共振段178远离所述第七共振段177的端部。在本实施例中，所述第二共振段172、第四共振段174、第六共振段176以及第八共振段178基本上位于同一直线上。所述第一共振段171、第三共振段173、第五共振段175、第七共振段177以及第九共振段179共同位于所述第二共振段172、第四共振段174、第六共振段176以及第八共振段178靠近所述馈入部13的同一侧。

可以理解，在其他实施例中，所述低频辐射部17的结构不局限于上述所述，其具体结构还可根据用于承载该天线结构100的载体(例如塑胶壳体)上的元件进行相应调整。

所述延伸部18电连接至所述馈入部13及高频辐射部16。所述延伸部18整体设置于所述馈入部13远离所述接地部11的一侧。所述延伸部18呈曲折状，包括依次电连接的第一延伸段181、第二延伸段182、第三延伸段183、第四延伸段184、第五延伸段185以及第六延伸段186。所述第一延伸段181为直条状片体，其垂直连接至所述馈入部13与所述第一辐射段161的连接处，并沿平行所述第一谐振段151且远离所述接地部11及馈入部13的方向延伸。在本实施例中，所述第一延伸段181与所述第一辐射段161分别位于所述馈入部13邻近所述第一谐振段151的端部，且分别沿相反的方向延伸。所述第一延伸段181的宽度大于所述第一辐射段161的宽度。

在本实施例中，所述第二延伸段182的宽度小于所述第一延伸段181的宽度。所述第二延伸段182电连接至所述第一延伸段181远离所述馈入部13的端部，并继续沿平行所述第一谐振段151且远离所述接地部11及馈入部13的方向延伸。

所述第三延伸段183为直条状片体，其垂直连接至所述第二延伸段182远离所述第一延伸段181的端部，并沿平行所述馈入部13且远离所述低频辐射部17的方向延伸。即，所述第一延伸段181与所述第三延伸段183均位于所述第二延伸段182的同一侧。

所述第四延伸段184大致呈直条状，其垂直连接至所述第三延伸段183远离所述第二延伸段182的端部，并沿平行所述第二延伸段182且远离所述接地部11及馈入部13的方向延伸。

所述第五延伸段185大致呈直条状，其垂直连接至所述第四延伸段184远离所述第三延伸段183的端部，并沿平行该馈入部13且远离所述低频辐射部17的方向延伸。所述第六延伸段186大致呈矩形片状，其垂直电连接至所述第五延伸段185远离所述第四延伸段184的端部，并沿平行所述第四延伸段184且远离所述馈入部13的方向延伸。

请一并参阅图2，所述天线结构100还包括切换单元19。所述切换单元19包括切换开关191、短路电路193以及开路电路195。在本实施例中，所述切换开关191为一单刀双掷开关，其包括动触点D1、第一静触点D2以及第二静触点D3。所述动触点D1电连接至所述延伸部18。所述第一静触点D2通过所述短路电路193接地。所述第二静触点D3电连接至所述开路电路195。如此，通过控制所述切换开关191的切换，以将所述延伸部18切换至电连接所述短路电路193或所述开路电路195，进而控制所述天线结构100工作于相应的工作频段。例如，当所述切换开关191切换至所述短路电路193时，所述延伸部18处于短路状态，即通过所述短路电路193接地，进而使得所述天线结构100工作在第一工作频段。当所述切换开关191切换至所述开路电路195时，所述延伸部18处于开路状态，即所述延伸部18不接地，进而使得所述天线结构100工作在第二工作频段。在本实施例中，所述第一工作频段为880-960MHz。所述第二工作频段为703-803MHz。

请一并参阅图3，为本发明所述天线结构100的S参数(散射参数)曲线图。其中曲线S31为所述天线结构100工作在第一工作频段时的S11值。曲线S32为所述天线结构100工作在第二工作频段时的S11值。

请一并参阅图4，为所述天线结构100的辐射效率曲线图。其中曲线S41为所述天线结构100工作在第一工作频段时的辐射效率。曲线S42为所述天线结构100工作在第二工作频段时的辐射效率。显然，当所述天线结构100工作于703-803MHz频段或880-960MHz频段时，其工作频率均可满足天线工作设计要求，且具有较佳的辐射效率。

可以理解，在其他实施例中，可通过调节所述接地部11与馈入部13之间的间隙，即第一间隙G1的宽度，来调整所述天线结构100于高频段的操作频宽。

可以理解，在其他实施例中，可通过调节所述高频谐振部15与高频辐射部16之间的间隙，即第二间隙G2的宽度，来激发出相应工作频段的阻抗频宽，例如DCS/PCS/WCDMA频段，即1710-2170MHz频段。

显然，本发明的天线结构100设置有所述延伸部18及所述切换单元19。如此通过控制所述切换单元19的切换，可控制所述延伸部18处于短路状态或开路状态，进而使得所述天线结构100工作于相应的低频频段，即703-803MHz频段及880-960MHz频段。另外，所述天线结构100还可工作于1710-2170MHz频段。即所述天线结构100可应用于GSM、WCDMA I/II/V/VIII以及LTE Band1/3/8/28频段的操作。

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 (9)

1.一种天线结构，其特征在于：该天线结构包括：

馈入部，所述馈入部用以馈入电流信号；

高频辐射部，所述高频辐射部与所述馈入部电连接；

低频辐射部，所述低频辐射部与所述高频辐射部电连接；

延伸部，所述延伸部与所述馈入部及所述高频辐射部电连接；

切换单元，所述切换单元与所述延伸部电连接，用以控制所述延伸部处于开路状态或短路状态；

接地部，所述接地部与所述馈入部相对且相互平行设置；以及

高频谐振部，所述高频谐振部包括第一谐振段、第二谐振段、第三谐振段、第四谐振段以及第五谐振段，所述第一谐振段垂直连接至所述接地部的一端，并沿远离所述馈入部的方向延伸，所述第二谐振段垂直连接至所述第一谐振段远离所述接地部的端部，并沿平行且远离所述接地部的方向延伸，所述第三谐振段垂直连接至所述第二谐振段远离所述第一谐振段的端部，并沿平行所述第一谐振段且远离所述接地部的方向延伸，所述第四谐振段垂直连接至所述第三谐振段远离所述第二谐振段的一端，并沿平行所述第二谐振段且远离所述接地部的方向延伸，所述第五谐振段的一端垂直连接至所述第三谐振段与所述第四谐振段的连接处，并沿平行所述第二谐振段且背离所述第四谐振段的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行所述第一谐振段且远离所述接地部的方向延伸。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述馈入部、高频辐射部、低频辐射部以及延伸部共面设置。

3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述切换单元包括切换开关、短路电路以及开路电路，所述切换开关包括动触点、第一静触点以及第二静触点，所述动触点电连接至所述延伸部，所述第一静触点通过所述短路电路接地，所述第二静触点电连接至所述开路电路，通过控制所述切换开关的切换，以将所述延伸部切换至所述短路电路或所述开路电路，进而控制所述延伸部处于所述短路状态或所述开路状态。

4.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述接地部与所述馈入部之间形成第一间隙，通过调节所述第一间隙的宽度，来调整所述天线结构于高频段的操作频宽。

5.如权利要求4所述的天线结构，其特征在于：所述高频谐振部与所述高频辐射部之间形成第二间隙，所述第二间隙与所述第一间隙相连通，通过调节所述第二间隙的宽度，来激发出相应工作频段的阻抗频宽。

6.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述高频辐射部包括依次连接的第一辐射段、第二辐射段及第三辐射段，所述第一辐射段垂直连接至所述馈入部靠近所述第一谐振段的一端，并沿平行所述第一谐振段且靠近所述接地部的方向延伸，所述第二辐射段垂直连接至所述第一辐射段远离所述馈入部的一端，并沿平行所述第二谐振段且远离所述馈入部的方向延伸，所述第三辐射段垂直连接至所述第二辐射段远离所述第一辐射段的一端，并沿平行所述第一谐振段且远离所述馈入部的方向延伸。

7.如权利要求6所述的天线结构，其特征在于：所述低频辐射部包括依次电连接的第一共振段、第二共振段、第三共振段、第四共振段、第五共振段、第六共振段、第七共振段、第八共振段以及第九共振段，所述第一共振段垂直连接至所述第三辐射段的中部位置，并沿平行所述接地部且远离所述高频谐振部的方向延伸，所述第二共振段垂直连接至所述第一共振段远离第三辐射段的一端，并沿平行所述第三辐射段且靠近所述馈入部的方向延伸，直至越过所述馈入部，所述第三共振垂直连接至所述第二共振段远离所述第一共振段的端部，并沿平行且靠近所述馈入部的方向延伸，接着弯折一直角，以沿平行所述第二共振段且远离所述馈入部的方向延伸，最后再弯折一直角，以沿平行所述第一共振段且远离所述馈入部的方向延伸，所述第四共振段垂直连接至所述第三共振段远离所述第二共振段的端部，并沿平行所述第三辐射段且远离所述馈入部的方向延伸，所述第五共振段电连接至所述第四共振段远离第三共振段的端部，所述第六共振段电连接至所述第五共振段远离所述第四共振段的端部，并沿平行所述第三辐射段且远离所述馈入部的方向延伸，所述第七共振段电连接至所述第六共振段远离所述第五共振段的一端，所述第八共振段电连接至所述第七共振段远离所述第六共振段的端部，并沿平行所述第三辐射段且远离所述馈入部的方向延伸，所述第九共振段垂直连接至所述第八共振段远离所述第七共振段的端部。

8.如权利要求7所述的天线结构，其特征在于：所述第一共振段呈直条状，所述第二共振段呈直条状，所述第三共振段呈U型，所述第四共振段为一直条状片体，所述第五共振段呈弓型，所述第六共振段为一直条状片体，所述第七共振段呈拱形，所述第八共振段为一直条状片体，所述第九共振段呈弧形，所述第二共振段、第四共振段、第六共振段以及第八共振段位于同一直线上，所述第一共振段、第三共振段、第五共振段、第七共振段以及第九共振段共同位于所述第二共振段、第四共振段、第六共振段以及第八共振段靠近所述馈入部的同一侧。

9.如权利要求6所述的天线结构，其特征在于：所述延伸部包括依次电连接的第一延伸段、第二延伸段、第三延伸段、第四延伸段、第五延伸段以及第六延伸段，所述第一延伸段垂直连接至所述馈入部与所述第一辐射段的连接处，并沿平行所述第一谐振段且远离所述接地部及馈入部的方向延伸，所述第二延伸段电连接至所述第一延伸段远离所述馈入部的端部，并继续沿平行所述第一谐振段且远离所述接地部及馈入部的方向延伸，所述第三延伸段垂直连接至所述第二延伸段远离所述第一延伸段的端部，并沿平行所述馈入部且远离所述低频辐射部的方向延伸，所述第四延伸段垂直连接至所述第三延伸段远离所述第二延伸段的端部，并沿平行所述第二延伸段且远离所述接地部及馈入部的方向延伸，所述第五延伸段垂直连接至所述第四延伸段远离所述第三延伸段的端部，并沿平行该馈入部且远离所述低频辐射部的方向延伸，所述第六延伸段垂直连接至所述第五延伸段远离所述第四延伸段的端部，并沿平行所述第四延伸段且远离所述馈入部的方向延伸。

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