CN108258399B - 一种天线及通讯设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线及通讯设备，其中，天线包括基板、设于基板上的天线线路和设于基板一侧的接地板；天线线路包括高频辐射臂、低频辐射臂、连接于高频辐射臂和低频辐射臂之间并用于连接外部LTE/GPS切换单元的信号输入输出馈电点、环绕于低频辐射臂与高频辐射臂外围的低频寄生臂、从低频寄生臂之内表面延伸于低频辐射臂与低频寄生臂之间的GPS谐振臂、串联于低频寄生臂上的匹配电容和用于连接外部感应芯片的外接点；外接点设于低频寄生臂上并与匹配电容间隔设置，接地板与低频寄生臂的一端连接。本发明提供的天线及通讯设备，天线线路谐振频率的范围更大，可以实现LTE、GPS及距离感应三合一的功能，减小天线的占用空间，且可以防止天线间的相互干扰。

Description

一种天线及通讯设备
技术领域
本发明涉及一种通讯领域，尤其涉及一种天线及通讯设备。
背景技术
目前，无线互联网及移动办公场景变得越来越频繁，这也带动了消费电子的繁荣发展，各种大尺寸手机、平板电脑、LTE笔记本应运而生。随着消费者对产品审美的提高，未来超窄、超薄是各品牌产品设计的生存之道，同时也会面临产品功能越来越多，HDMI(HighDefinition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)、USB、TYPE-C、指纹识别等，所以天线的净空空间必定受到挤压，高集成、小型化，多天线合为一体符合当前市场发展趋势。目前双WIFI(无线宽带)2.4&5.8、LTE(Long Term Evolution，长期演进系统)-MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出系统)、GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)都是主流通讯配置，现有的天线实现LTE、GPS和P-sensor(距离感应)三种功能大多需要配置三根天线，集成度低、占用空间较大，且谐振频率的范围较窄。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种天线，以解决现有天线集成度低、占用空间大，且谐振频率范围较窄的问题。
本发明的目的之二在于提供一种通讯设备，以解决现有通讯设备的天线集成度低、占用空间大，且谐振频率范围较窄的问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种天线，包括基板、设于所述基板上的天线线路和设于所述基板一侧的接地板；所述天线线路包括高频辐射臂、低频辐射臂、连接于所述高频辐射臂和所述低频辐射臂之间并用于连接外部LTE/GPS切换单元的信号输入输出馈电点、环绕于所述低频辐射臂与所述高频辐射臂外围的低频寄生臂、从所述低频寄生臂之内表面延伸于所述低频辐射臂与所述低频寄生臂之间的GPS谐振臂、串联于所述低频寄生臂上的匹配电容和用于连接外部感应芯片的外接点；所述外接点设于所述低频寄生臂上并与所述匹配电容间隔设置，所述接地板与所述低频寄生臂的一端连接。
进一步地，所述低频辐射臂包括第一辐射支臂、与所述第一辐射支臂间隔平行设置的第二辐射支臂以及连接于所述第一辐射支臂一端与所述第二辐射支臂一端之间的第一连接部；所述第二辐射支臂的另一端与所述信号输入输出馈电点连接。
进一步地，所述低频辐射臂的长度是所述高频辐射臂的长度的四倍。
进一步地，所述低频寄生臂包括间隔设于所述第一辐射支臂一侧的第一寄生支臂、间隔设于所述第二辐射支臂一侧且与所述接地板连接的第二寄生支臂以及连接于所述第一寄生支臂和所述第二寄生支臂之间的第二连接部，所述匹配电容设置于所述第二寄生支臂上。
进一步地，所述GPS谐振臂与所述第二连接部连接。
进一步地，所述天线线路还包括高频辅助臂，所述高频辅助臂连接所述第二连接部之背对所述高频辐射臂与所述低频辐射臂的表面。
进一步地，所述高频辅助臂包括沿所述第二连接部之背对所述第一寄生支臂方向横向延伸的高频辅助臂本体及沿所述高频辅助臂本体向所述第二连接部方向弯折的弯折部。
进一步地，所述匹配电容与所述外接点的距离为1.5±0.2毫米。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种通讯设备，包括LTE/GPS切换单元、感应芯片以及上述的天线，所述LTE/GPS切换单元通过第一电缆线与所述信号输入输出馈电点电连接，所述感应芯片通过第二电缆线与所述外接点电连接。
进一步地，所述LTE/GPS切换单元包括与所述第一电缆线连接的信号端、与所述信号端电连接的切换开关、与所述切换开关电连接的LTE模组和与所述切换开关电连接的GPS模组。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：天线线路通过低频辐射臂、高频辐射臂及低频寄生臂共同的谐振作用，增大谐振频率的范围；通过在低频寄生臂上连接GPS谐振臂，信号输入输出馈入点与外部设备的LTE/GPS切换单元连接，通过切换单元的切换实现LTE和GPS之间的切换；在低频寄生臂上串联匹配电容，与匹配电容间隔设置有用于连接外部设备感应芯片的焊接点，实现距离感应的功能；从而实现LTE、GPS及距离感应三合一的功能，集成度高，减小天线的占用空间，且可以防止天线间的相互干扰。
附图说明
图1为本发明实施例提供的天线的示意图；
图2为本发明实施例提供的通讯设备的示意图。
图中：100、天线；1、基板；2、天线线路；21、高频辐射臂；22、低频辐射臂；221、第一辐射支臂；222、第二辐射支臂；223、第一连接部；23、信号输入输出馈电点；24、低频寄生臂；241、第一寄生支臂；242、第二寄生支臂；243、第二连接部；25、GPS谐振臂；26、匹配电容；27、外接点；28、高频辅助臂；281、高频辅助臂本体；282、弯折部；2821、第三连接部；2822、第四连接部；3、接地板；200、LTE/GPS切换单元；201、信号端；202、切换开关；203、LTE模组；204、GPS模组；300、感应芯片；400、第一电缆线；500、第二电缆线。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1-2所示，本发明实施例提供的天线100包括基板1、设于基板1上的天线线路2和设于基板1一侧的接地板3；天线线路2包括高频辐射臂21、低频辐射臂22、连接于高频辐射臂21和低频辐射臂22之间并用于连接外部LTE/GPS切换单元200的信号输入输出馈电点23、环绕于低频辐射臂22与高频辐射臂21外围的低频寄生臂24、从低频寄生臂24之内表面延伸于低频辐射臂22与低频寄生臂24之间的GPS谐振臂25、串联于低频寄生臂24上的匹配电容26和用于连接外部感应芯片的外接点27；外接点27设于低频寄生臂24上并与匹配电容26间隔设置，接地板3与低频寄生臂24的一端连接。高频辐射臂21和低频辐射臂22产生基础谐振，再通过低频寄生臂24产生双谐振，从而增大天线谐振频率的范围；低频寄生臂24上延伸出GPS谐振臂25，信号输入输出馈电点23与外部LTE/GPS切换单元200连接，LTE和GPS之间相互切换，实现天线的LTE和GPS功能；低频寄生臂24上设置匹配电容26，与匹配电容26间隔设置外接点27，外接点27连接外部感应芯片300，从而实现天线的距离感应功能，且不会出现天线间相互干扰的现象，从而实现天线100的LTE、GPS及距离感应三合一的功能，节省整个装置占用的空间。
作为优选的实施方式，低频辐射臂22包括第一辐射支臂221、与第一辐射支臂221间隔平行设置的第二辐射支臂222以及连接于第一辐射支臂221一端与第二辐射支臂222一端之间的第一连接部223；第二辐射支臂222的另一端与信号输入输出馈电点23连接。信号输入输出馈电点23位于高频辐射臂21和低频辐射臂22总长度的五分之一处，低频辐射臂22的长度是高频辐射臂21的长度的四倍。低频辐射臂22和高频辐射臂21产生的基础谐振的频率范围为824MHz-960MHz,再通过低频寄生臂24产生双谐振，对于不同的机型，调整低频辐射臂22和低频寄生臂24的长度和间距，可以实现天线的频率覆盖698MHz-960MHz。
作为优选的实施方式，低频寄生臂24包括间隔设于第一辐射支臂221一侧的第一寄生支臂241、间隔设于第二辐射支臂222一侧且与接地板3连接的第二寄生支臂242以及连接于第一寄生支臂241和第二寄生支臂242之间的第二连接部243，匹配电容26设置于第二寄生支臂242上。第一寄生支臂241设于第一辐射支臂221之背对高频辐射臂21的一侧，第二寄生支臂242设于第二辐射支臂222之背对第一辐射支臂221的一侧，第一寄生支臂241、第一辐射支臂221以及高频辐射臂21的自由端均位于接地板3的同一侧。GPS谐振臂25与第二连接部243连接，GPS谐振臂25与第一辐射支臂221平行设置，通过调整低频辐射臂22和GPS谐振臂25的长度可以实现GPS谐振1575.42MHz。
作为优选的实施方式，天线线路2还包括高频辅助臂28，高频辅助臂28连接第二连接部243之背对高频辐射臂21与低频辐射臂22的表面，通过高频辐射臂21和高频辅助臂28，天线100可以在1710MHz-2700MHz之间产生3个以上谐振。高频辅助臂28包括沿第二连接部243之背对第一寄生支臂241方向横向延伸的高频辅助臂本体281及沿高频辅助臂本体281向第二连接部243方向弯折的弯折部282，从而在节省空间的条件下保证天线100的高频谐振。弯折部282包括与高频辅助臂本体281连接且与第二连接部243平行设置的第三连接部2821、与第三连接部2821连接且与高频辅助臂本体281平行设置的第四连接部2822。整个天线100的尺寸为70毫米X11毫米X0.2毫米。
作为优选的实施方式，匹配电容26与外接点27的距离为1.5±0.2毫米，匹配电容26的大小为20-100PF，外接点27与外部感应芯片300连接，保证实现距离感应功能的同时防止天线间的相互干扰。
如图2所示，本发明实施例提供的通讯设备，包括LTE/GPS切换单元200、感应芯片300以及上述的天线100，LTE/GPS切换单元200通过第一电缆线400与信号输入输出馈电点电23连接，感应芯片300通过第二电缆线500与外接点27电连接。第一电缆线400和第二电缆线500的直径为0.81毫米或1.13毫米，使用电子设备的机器，天线100置于屏幕以外，屏幕或者外壳作为参考地，在机器的顶部和背部10毫米以内都可实现距离感应。
作为优选的实施方式，LTE/GPS切换单元200包括与第一电缆线400连接的信号端201、与信号端201电连接的切换开关202、与切换开关202电连接的LTE模组203和与切换开关202电连接的GPS模组204，通过切换开关202实现LTE模组203和GPS模组204之间的切换，使LTE模组203和GPS模组204共用一根电缆线，实现LTE和GPS的功能。
本发明提供的天线100和通讯设备，天线线路2通过低频辐射臂22、高频辐射臂21及低频寄生臂24共同的谐振作用，增大谐振频率的范围；在低频辐射臂22和低频寄生臂24之间设置GPS谐振臂25，通过LTE/GPS切换单元200实现LTE和GPS的功能；通过在低频寄生臂24上串联匹配电容26，将低频寄生臂24和距离感应的功能合而为一；从而实现LTE、GPS及距离感应三合一的功能，减小天线100的占用空间，且可以防止天线间的相互干扰。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括基板、设于所述基板上的天线线路和设于所述基板一侧的接地板；所述天线线路包括高频辐射臂、低频辐射臂、连接于所述高频辐射臂和所述低频辐射臂之间并用于连接外部LTE/GPS切换单元的信号输入输出馈电点、环绕于所述低频辐射臂与所述高频辐射臂外围的低频寄生臂、从所述低频寄生臂之内表面延伸于所述低频辐射臂与所述低频寄生臂之间的GPS谐振臂、串联于所述低频寄生臂上的匹配电容和用于连接外部感应芯片的外接点；所述外接点设于所述低频寄生臂上并与所述匹配电容间隔设置，所述接地板与所述低频寄生臂的一端连接。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述低频辐射臂包括第一辐射支臂、与所述第一辐射支臂间隔平行设置的第二辐射支臂以及连接于所述第一辐射支臂一端与所述第二辐射支臂一端之间的第一连接部；所述第二辐射支臂的另一端与所述信号输入输出馈电点连接。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述低频辐射臂的长度是所述高频辐射臂的长度的四倍。
4.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述低频寄生臂包括间隔设于所述第一辐射支臂一侧的第一寄生支臂、间隔设于所述第二辐射支臂一侧且与所述接地板连接的第二寄生支臂以及连接于所述第一寄生支臂和所述第二寄生支臂之间的第二连接部，所述匹配电容设置于所述第二寄生支臂上。
5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述GPS谐振臂与所述第二连接部连接。
6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述天线线路还包括高频辅助臂，所述高频辅助臂连接所述第二连接部之背对所述高频辐射臂与所述低频辐射臂的表面。
7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述高频辅助臂包括沿所述第二连接部之背对所述第一寄生支臂方向横向延伸的高频辅助臂本体及沿所述高频辅助臂本体向所述第二连接部方向弯折的弯折部。
8.根据权利要求1-7任一项所述的天线，其特征在于，所述匹配电容与所述外接点的距离为1.5±0.2毫米。
9.一种通讯设备，其特征在于，包括LTE/GPS切换单元、感应芯片以及权利要求1-8中任一项所述的天线，所述LTE/GPS切换单元通过第一电缆线与所述信号输入输出馈电点电连接，所述感应芯片通过第二电缆线与所述外接点电连接。
10.根据权利要求9所述的通讯设备，其特征在于，所述LTE/GPS切换单元包括与所述第一电缆线连接的信号端、与所述信号端电连接的切换开关、与所述切换开关电连接的LTE模组和与所述切换开关电连接的GPS模组。
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