CN108258407B - 一种天线及无线通信电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线及无线通信电子设备，该天线包括：具有缝隙结构的金属板，通过所述缝隙结构，所述金属板被分隔为主地和至少一个金属条，所述金属条的第一端与所述主地连接，第二端通过所述缝隙结构与所述主地之间相分隔开；天线臂，所述主地连接，所述天线臂还与一第一馈源连接，所述天线臂设置于所述主地的第一侧，所述金属条设置于所述主地的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相邻。本发明通过在金属板上设置该缝隙结构，使得主地和金属条之间的电流分布发生变化，进而使得本发明的天线的辐射方向图能够在竖屏显示场景下朝向天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线及无线通信电子设备。
背景技术
随着移动终端的逐步普及，与用户所在位置的定位与导航路径规划的相关服务需求越来越多，因此，现有技术中，定位与导航功能基本已成为移动终端上标准的系统配置。并且，该定位与导航功能的性能好坏会明显影响到用户对移动终端的满意度，故移动终端中的定位与导航功能性能日益受到终端设计厂商的关注。
太空中的GNSS(Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统)卫星是定位与导航功能常用的信号源，例如GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、Glonass(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM，格洛纳斯卫星导航系统)、BDS(BeiDouNavigation Satellite System，北斗卫星导航系统)以及Galileo(Galileo satellitenavigation system，伽利略卫星导航系统)等，也就是说，移动终端的定位与导航功能的信号源基本是来自于天空的。为了使得移动终端具有较佳的接收性能，保证良好的无线通信质量和用户使用体验，要求移动终端内天线的辐射方向图朝向天空，也即，使主波束方向朝向无线通信的信号源。但目前许多移动终端内GNSS天线的辐射方向图，即主波束，往往不是朝着手机顶上的天空方向，相反地，往往是朝着手机底部，故信号的接收性能较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种天线及无线通信电子设备，以解决移动终端内天线的辐射方向图不能朝向天空，导致移动终端的接收性能较差的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种天线，应用于无线通信电子设备，包括：
具有缝隙结构的金属板，通过所述缝隙结构，所述金属板被分隔为主地和至少一个金属条；且每个所述金属条的第一端与所述主地连接，第二端通过所述缝隙结构与所述主地之间相分隔开；
天线臂，所述主地连接，所述天线臂还与一第一馈源连接；
其中，所述天线臂设置于所述主地的第一侧，所述金属条设置于所述主地的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相邻。
第二方面，本发明实施例还提供了一种无线通信电子设备，包括上述的天线。
这样，本发明的上述方案中，通过在金属板上设置该缝隙结构，使得主地和金属条之间的电流分布发生变化，进而使得本发明的天线的辐射方向图能够在竖屏显示场景下朝向天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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表示本发明第一实施例的天线的结构示意图；
图2表示本发明第二实施例的天线的结构示意图；
图3表示本发明第三实施例的天线的结构示意图；
图4表示本发明第四实施例的天线的结构示意图；
图5表示图4中的金属板的A-A剖面图；
图6表示图4中的金属板的B-B剖面图；
图7表示本发明第五实施例的天线的结构示意图；
图8表示本发明第六实施例的天线的结构示意图；
图9表示本发明第七实施例的天线的结构示意图。
附图标记说明：101、缝隙结构；102、主地；103、金属条；2、天线臂；3、接地元件；4、第一馈源；105、第一副金属条；106、第一滤波部件；1031、第一金属条部分；1032、第二金属条部分；107、第二副金属条；108、第二滤波部件；109、第三滤波部件；110、第二馈源；5、第一LTE天线臂；6、第三馈源；7、第二LTE天线臂；8、第四馈源；1041、第一电调元件；1042、第二电调元件；1051、第一子副金属条部分；1052、第二子副金属条部分。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参照图1，本发明第一实施例提供了一种天线，应用于无无线通信电子设备，包括：
具有缝隙结构101的金属板，通过缝隙结构101，金属板被分隔为主地102和至少一个金属条103；且每个金属条103的第一端与主地102连接，第二端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开；天线臂2，通过接地元件3与主地102连接，天线臂2还与一第一馈源4连接；
其中，天线臂2设置于主地102的第一侧，金属条103设置于主地102的第二侧，第一侧与第二侧相邻。
其中，在金属条103为两个以上时，各个金属条103之间相互平行设置。
金属板为无线通信电子设备内的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路)板或为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。其中，在本发明第一实施例中，无线通信电子设备上具有显示屏的一面成为前面，无线通信电子设备上的背部成为后面，该金属制成的后壳位于无线通信电子设备的后面。最优地，在本发明第一实施例中，该金属板为无线通信电子设备内的PCB板。通过在PCB板设置该缝隙结构101，实现了PCB板的复用，并且，使得最终形成的天线为一平面式结构，便于该天线的制造与焊接，使得天线的成本低。同时，不会增高无线通信电子设备的高度。
另外，在本发明第一实施例中，可以将该金属板和天线臂2集成在一个部件上，通过在该部件上开槽，使得该部件分隔形成上述的金属板和天线臂两个结构。当金属板和天线臂2集成在一个部件上时，该部件可以为无线通信电子设备内的PCB板，或者为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。
其中，缝隙结构101可以为开设于该金属板上的开槽，或者为一填充有非金属材料(如塑料材料)的结构。该缝隙结构101区域形成非导电区域。参照图1，该缝隙结构101由相连的两部分组成，第一部分沿该金属板的长度方向设置，第二部分与该第一部分相连，第二部分连通至该金属板的边缘，第二部分的设置将该金属条103的第二端与主地102之间分隔开。
缝隙结构101可以为至少一个。参照图1，在本发明第一实施例中，该缝隙结构101为对称设置在金属板上的两个结构，对称设置的两个缝隙结构101的长度相同或者不同，同样地，对称设置的两个缝隙结构101的宽度相同或者不同。
其中，在本发明第一实施例中，缝隙结构101的上边缘与主地102的上边缘之间的距离位于0至1导波波长范围内；该金属条103的长度位于0至1导波波长范围内，同样地，该缝隙结构101的长度位于0至1导波波长范围内，并且，该金属条103的长度小于该缝隙结构101的长度；金属条103的宽度位于0.01mm至10mm之间，缝隙结构101的宽度位于0.02至13mm之间，该金属条103的宽度小于该缝隙结构101的宽度。
其中，该天线臂2为一GNSS天线臂，天线臂2作为天辐射单元，用于接收射频信号和/或发射射频信号，天线臂2上具有一馈电点，第一馈源4经该馈电点馈入该天线臂2。
通过在金属板上设置该缝隙结构101，使得主地102和金属条103之间的电流分布发生变化，进而使得本发明第一实施例的天线的辐射方向图能够在竖屏显示场景下朝向天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
参照图2，本发明第二实施例提供了一种天线，应用于无线通信电子设备，包括：
具有缝隙结构101的金属板，通过缝隙结构101，金属板被分隔为主地102和至少一个金属条103；且每个金属条103的第一端与主地102连接，第二端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开；天线臂2，通过接地元件3与主地102连接，天线臂2还与一第一馈源4连接；其中，天线臂2设置于主地102的第一侧，金属条103设置于主地102的第二侧，第一侧与第二侧相邻。
金属板为无线通信电子设备内的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路)板或无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。最优地，在本发明第二实施例中，该金属板为无线通信电子设备内的PCB板。通过在PCB板设置该缝隙结构101，实现了PCB板的复用，并且，使得最终形成的天线为一平面式结构，便于该天线的制造与焊接，使得天线的成本低。同时，不会增高无线通信电子设备的高度。
另外，在本发明第二实施例中，可以将该金属板和天线臂2集成在一个部件上，通过在该部件上开槽，使得该部件分隔形成上述的金属板和天线臂两个结构。当金属板和天线臂2集成在一个部件上时，该部件可以为无线通信电子设备内的PCB板，或者为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。
其中，缝隙结构101可以为开设于该金属板上的开槽，或者为一填充有非金属材料(如塑料材料)的结构。该缝隙结构101区域形成非导电区域。参照图2，该缝隙结构101由相连的两部分组成，第一部分沿该金属板的长度方向设置，第二部分与该第一部分相连，第二部分连通至该金属板的边缘，第二部分的设置将该金属条103的第二端与主地102之间分隔开。
缝隙结构101可以为至少一个。参照图2，在本发明第二实施例中，该缝隙结构101为对称设置在金属板上的两个结构，对称设置的两个缝隙结构101的长度相同或者不同，同样地，对称设置的两个缝隙结构101的宽度相同或者不同。
其中，在本发明第二实施例中，缝隙结构101的上边缘与主地102的上边缘之间的距离位于0至1导波波长范围内；该金属条103的长度位于0至1导波波长范围内，同样地，该缝隙结构101的长度位于0至1导波波长范围内，并且，该金属条103的长度小于该缝隙结构101的长度；金属条103的宽度位于0.01mm至10mm之间，缝隙结构101的宽度位于0.02至13mm之间，该金属条103的宽度小于该缝隙结构101的宽度。
其中，该天线臂2为一GNSS天线臂，天线臂2作为天辐射单元，其用于接收射频信号和/或发射射频信号，天线臂2上具有一馈电点，第一馈源4经该馈电点馈入该天线臂2。
通过在金属板上设置该缝隙结构101，使得主地102和金属条103之间的电流分布发生变化，进而使得本发明第二实施例的天线的辐射方向图能够在竖屏显示场景下朝向天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
在本发明第二实施例中，参照图2，金属条103的第一端通过一电调元件104与主地102连接。
具体地，该电调元件104为一开关器件或者可调器件，可调器件包括：可调电容、可调电阻、可调滤波器等。通过对该电调元件104进行控制，使得该金属条103与主地102之间能够实现断开、短路、电感性连接或者电容性连接，进而使得主地102与金属条103之间的电流分布发生改变，而使得本发明第二实施例中的天线的辐射方向图及其辐射方向发生改变。
本发明第二实施例中，由于将金属条103的第一段通过电调元件104与主地102之间连接，通过对电调元件104的控制，使得主地102与金属条103之间的电流分布发生改变，进而使得天线的辐射方向图及其辐射方向发生改变，进而使得本发明第二实施例的天线能够满足在各种显示场景下均能够朝向填天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
参照图3，本发明第三实施例提供了一种天线，应用于无线通信电子设备，包括：
具有缝隙结构101的金属板，通过缝隙结构101，金属板被分隔为主地102和至少一个金属条103；且每个金属条103的第一端与主地102连接，第二端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开；天线臂2，通过接地元件3与主地102连接，天线臂2还与一第一馈源4连接；其中，天线臂2设置于主地102的第一侧，金属条103设置于主地102的第二侧，第一侧与第二侧相邻。
金属板为无线通信电子设备内的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路)板或为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。最优地，在本发明第三实施例中，该金属板为无线通信电子设备内的PCB板。通过在PCB板设置该缝隙结构101，实现了PCB板的复用，并且，使得最终形成的天线为一平面式结构，便于该天线的制造与焊接，使得天线的成本低。同时，不会增高无线通信电子设备的高度。
另外，在本发明第三实施例中，可以将该金属板和天线臂2集成在一个部件上，通过在该部件上开槽，使得该部件分隔形成上述的金属板和天线臂两个结构。当金属板和天线臂2集成在一个部件上时，该部件可以为无线通信电子设备内的PCB板，或者为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。
其中，缝隙结构101可以为开设于该金属板上的开槽，或者为一填充有非金属材料(如塑料材料)的结构。该缝隙结构101区域形成非导电区域。参照图3，该缝隙结构101由相连的两部分组成，第一部分沿该金属板的长度方向设置，第二部分与该第一部分相连，第二部分连通至该金属板的边缘，第二部分的设置将该金属条103的第二端与主地102之间分隔开。
缝隙结构101可以为至少一个。参照图3，在本发明三实施例中，该缝隙结构101为对称设置在金属板上的两个结构，对称设置的两个缝隙结构101的长度相同或者不同，同样地，对称设置的两个缝隙结构101的宽度相同或者不同。
其中，在本发明第三实施例中，缝隙结构101的上边缘与主地102的上边缘之间的距离位于0至1导波波长范围内；该金属条103的长度位于0至1导波波长范围内，同样地，该缝隙结构101的长度位于0至1导波波长范围内，并且，该金属条103的长度小于该缝隙结构101的长度；金属条103的宽度位于0.01mm至10mm之间，缝隙结构101的宽度位于0.02至13mm之间，该金属条103的宽度小于该缝隙结构101的宽度。
其中，该天线臂2为一GNSS天线臂，天线臂2作为天辐射单元，其用于接收射频信号和/或发射射频信号，天线臂2上具有一馈电点，第一馈源4经该馈电点馈入该天线臂2。
通过在金属板上设置该缝隙结构101，使得主地102和金属条103之间的电流分布发生变化，进而使得本发明第三实施例的天线的辐射方向图能够在竖屏显示场景下朝向天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
在本发明第三实施例中，参照图3，金属条103的第一端通过一第一电调元件1041与主地102连接，第二端通过一第二电调元件1042与主地102连接。
具体地，该第一电调元件1041和第二电调元件1042均为一开关器件或者可调器件，可调器件包括：可调电容、可调电阻、可调滤波器等。通过对该第一电调元件1041和第二电调元件1042进行控制，使得该金属条103与主地102之间能够实现断开、短路、电感性连接或者电容性连接，进而使得主地102与金属条103之间的电流分布发生改变，而使得本发明第三实施例中的天线的辐射方向图及其辐射方向发生改变，进而使得本发明第三实施例的天线能够满足在各种显示场景下均能够朝向填天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
由于将金属条103的两端分别通过一个第一电调元件1041和第二电调元件1042与主地102连接，使得该第三实施例中提供的天线的辐射方向图所导致的空间覆盖范围相对于第二实施例提供的天线的辐射方向图导致的空间覆盖范围会更大。
参照图4，本发明第四实施例提供了一种天线，应用于无线通信电子设备，包括：
具有缝隙结构101的金属板，通过缝隙结构101，金属板被分隔为主地102和至少一个金属条103；且每个金属条103的第一端与主地102连接，第二端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开；天线臂2，通过接地元件3与主地102连接，天线臂2还与一第一馈源4连接；其中，天线臂2设置于主地102的第一侧，金属条103设置于主地102的第二侧，第一侧与第二侧相邻。
金属板为无线通信电子设备内的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路)板或为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。最优地，在本发明第一实施例中，该金属板为无线通信电子设备内的PCB板。通过在PCB板设置该缝隙结构101，实现了PCB板的复用，并且，使得最终形成的天线为一平面式结构，便于该天线的制造与焊接，使得天线的成本低。同时，不会增高无线通信电子设备的高度。
另外，在本发明第四实施例中，可以将该金属板和天线臂2集成在一个部件上，通过在该部件上开槽，使得该部件分隔形成上述的金属板和天线臂两个结构。当金属板和天线臂2集成在一个部件上时，该部件可以为无线通信电子设备内的PCB板，或者为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。
其中，缝隙结构101可以为开设于该金属板上的开槽，或者为一填充有非金属材料(如塑料材料)的结构。该缝隙结构101区域形成非导电区域。参照图4，该缝隙结构101由相连的两部分组成，第一部分沿该金属板的长度方向设置，第二部分与该第一部分相连，第二部分连通至该金属板的边缘，第二部分的设置将该金属条103的第二端与主地102之间分隔开。
缝隙结构101可以为至少一个。参照图4，在本发明第四实施例中，该缝隙结构101为对称设置在金属板上的两个结构，对称设置的两个缝隙结构101的长度相同或者不同，同样地，对称设置的两个缝隙结构101的宽度相同或者不同。
其中，在本发明第四实施例中，缝隙结构101的上边缘与主地102的上边缘之间的距离位于0至1导波波长范围内；该金属条103的长度位于0至1导波波长范围内，同样地，该缝隙结构101的长度位于0至1导波波长范围内，并且，该金属条103的长度小于该缝隙结构101的长度；金属条103的宽度位于0.01mm至10mm之间，缝隙结构101的宽度位于0.02至13mm之间，该金属条103的宽度小于该缝隙结构101的宽度。
其中，该天线臂2为一GNSS天线臂，天线臂2作为天辐射单元，其用于接收射频信号和/或发射射频信号，天线臂2上具有一馈电点，第一馈源4经该馈电点馈入该天线臂2。
通过在金属板上设置该缝隙结构101，使得主地102和金属条103之间的电流分布发生变化，进而使得本发明第四实施例的天线的辐射方向图能够在竖屏显示场景下朝向天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
并且，如图4所示，在本发明第四实施例中，该天线还包括：第一LTE(Long TermEvolution，长期演进)天线臂5，该第一LTE天线臂5与一第三馈源6连接；第二LTE天线臂7，该第二LTE天线臂7与一第四馈源8连接。其中，该第一LTE天线臂5为含有低频段的LTE主集或分集天线臂中的其中一个，该第二LTE天线臂7为含有低频段的LTE主集或分集天线臂中的另外一个。同时，该第一LTE天线臂5还通过一第一接地元件与该主地102连接，该第二LTE天线臂7还通过一第二接地元件与该主地102连接。
具体地，参照图4，第一LTE天线臂5和天线臂2均设置于主地102的第一侧，该第二LTE天线臂7设置于主地102的第三侧，该第三侧与该第一侧相对，且与该第二侧相邻。
并且，参照图4至图6，在本发明第四实施例中，天线还包括：
第一副金属条105，第一副金属条105包括固定于主地102上的第一子副金属条部分1051和与第一子副金属条部分1051连接的第二子副金属条部分1052，第二子副金属条部分1052跨设于缝隙结构101上。其中，如图5与图6，第一子副金属条部分1051和第二子副金属条部分1052之间呈一倒L形设置，该第一子副金属条部分1051的一端固定焊接于主地102上，另一端与该第二子副金属条部分1052的第一端一体连接，该第二子副金属条部分1052的第二端空接。第一副金属条105的数量与该缝隙结构101的数量相等或小于缝隙结构101的数量。
该二子副金属条部分1052的长度位于0至1导波波长之间，且该第二子副金属条部分1052的长度大于该缝隙结构101的长度，该第一子副金属条部分1051和该第二子副金属条部分1052的宽度位于0.01mm至10mm之间。
该第一副金属条105的设置，增加了第一LTE天线臂5和第二LTE天线臂7之间的隔离度，提升了天线的无线性能，进而提高了用户的使用体验，增加了产品的竞争力。
参照图7，本发明第五实施例提供了一种天线，应用于无线通信电子设备，包括：
具有缝隙结构101的金属板，通过缝隙结构101，金属板被分隔为主地102和至少一个金属条103；且每个金属条103的第一端与主地102连接，第二端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开；天线臂2，通过接地元件3与主地102连接，天线臂2还与一第一馈源4连接；其中，天线臂2设置于主地102的第一侧，金属条103设置于主地102的第二侧，第一侧与第二侧相邻。
金属板为无线通信电子设备内的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路)板或为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳，最优地，在本发明第五实施例中，该金属板为无线通信电子设备内的PCB板。通过在PCB板设置该缝隙结构101，实现了PCB板的复用，并且，使得最终形成的天线为一平面式结构，便于该天线的制造与焊接，使得天线的成本低。同时，不会增高无线通信电子设备的高度。
另外，在本发明第五实施例中，可以将该金属板和天线臂2集成在一个部件上，通过在该部件上开槽，使得该部件分隔形成上述的金属板和天线臂两个结构。当金属板和天线臂2集成在一个部件上时，该部件可以为无线通信电子设备内的PCB板，或者为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。
其中，缝隙结构101可以为开设于该金属板上的开槽，或者为一填充有非金属材料(如塑料材料)的结构。该缝隙结构101区域形成非导电区域。参照图7，该缝隙结构101由相连的两部分组成，第一部分沿该金属板的长度方向设置，第二部分与该第一部分相连，第二部分连通至该金属板的边缘，第二部分的设置将该金属条103的第二端与主地102之间分隔开。
缝隙结构101可以为至少一个。参照图7，在本发明第五实施例中，该缝隙结构101为对称设置在金属板上的两个结构，对称设置的两个缝隙结构101的长度相同或者不同，同样地，对称设置的两个缝隙结构101的宽度相同或者不同。
其中，在本发明第五实施例中，缝隙结构101的上边缘与主地102的上边缘之间的距离位于0至1导波波长范围内；该金属条103的长度位于0至1导波波长范围内，同样地，该缝隙结构101的长度位于0至1导波波长范围内，并且，该金属条103的长度小于该缝隙结构101的长度；金属条103的宽度位于0.01mm至10mm之间，缝隙结构101的宽度位于0.02至13mm之间，该金属条103的宽度小于该缝隙结构101的宽度。
其中，该天线臂2为一GNSS天线臂，天线臂2作为天辐射单元，其用于接收射频信号和/或发射射频信号，天线臂2上具有一馈电点，第一馈源4经该馈电点馈入该天线臂2。
通过在金属板上设置该缝隙结构101，使得主地102和金属条103之间的电流分布发生变化，进而使得本发明第五实施例的天线的辐射方向图能够在竖屏显示场景下朝向天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
参照图7，在本发明第五实施例中，金属条103包括第一金属条部分1031和第二金属条部分1032，第一金属条部分1031的第一端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开，该天线还包括：
第一滤波部件106，第一滤波部件106的第一端与第一金属条部分1031连接，第一滤波部件106的第二端与第二金属条部分1032连接；
第二副金属条107，第二副金属条107的第一端与主地102连接，第二副金属条107的第二端通过一第二滤波部件108与第一金属条部分1031上靠近第一滤波部件106的一侧连接；
其中，通过第二副金属条107，缝隙结构101被分隔为两个子缝隙结构，第一滤波部件106与第二滤波部件108对应的滤波频段不同。
第一滤波部件106的设置目的是为了阻挡GNSS频段的电流的流通，但能够使得LTE低频段的电流流过；第二滤波部件108的设置目的是为了阻挡LTE低频段(如LTE Band12,Band17，Band13，Band28，Band5，或Band8)的电流的流通，但能够使得GNSS频段的电流流过。该第一滤波部件106可以为一电感或者为滤波频段为GNSS频段的LPF(low-pass filter，低通滤波器)，第二滤波部件108可以为一电容或者滤波频段为LTE频段的HPF(high-passfilter，高通滤波器)。当该第一滤波部件106为一电感时，其电感值位于0.1nH至100nH之间；当该第二滤波部件108为一电容时，其电容值位于0.1pF至100pF之间。
该第一滤波部件106设置于该第一金属条部分1031和第二金属条部分1032之间来实现固定。
第二副金属条107为从该主地102上延伸出的一金属条结构，第二副金属条107沿与该主地102的长度方向垂直的一侧方向的长度位于0.02mm至13mm之间，第二副金属条107与该主地102的长度方向平行的一侧方向的长度位于0.02mm至13mm之间。该第二副金属条107将缝隙结构分隔为第一子缝隙结构和第二子缝隙结构第一金属条部分。本发明第五实施例中的天线，不仅可以提升GNSS导航与定位效果，还可以提升LTE通话效果以及用户使用体验。
在本发明第五实施例中，该天线臂2可以为单一的GNSS天线臂，也可以为融入含有低频段的LTE天线臂和GNSS天线臂，也即，通过一个天线臂2实现覆盖GNSS与LTE相关频段。
本发明第五实施例，通过增加该第一滤波部件106、第二滤波部件108和第二副金属条107，使得该第五实施例中的天线结构，即具有辐射方向图能够朝向天空的功效，同时，还能提高多天线(如：含有低频段LTE的主集与分集天线)隔离度的效果。
参照图8，本发明第六实施例提供了一种天线，应用于无线通信电子设备，包括：
具有缝隙结构101的金属板，通过缝隙结构101，金属板被分隔为主地102和至少一个金属条103；至少一个金属条103相互平行设置，且每个金属条103的第一端与主地102连接，第二端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开；天线臂2，通过接地元件3与主地102连接，天线臂2还与一第一馈源4连接；其中，天线臂2设置于主地102的第一侧，金属条103设置于主地102的第二侧，第一侧与第二侧相邻。
金属板为无线通信电子设备内的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路)板或为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳，最优地，在本发明第六实施例中，该金属板为无线通信电子设备内的PCB板。通过在PCB板设置该缝隙结构101，实现了PCB板的复用，并且，使得最终形成的天线为一平面式结构，便于该天线的制造与焊接，使得天线的成本低。同时，不会增高无线通信电子设备的高度。
另外，在本发明第六实施例中，可以将该金属板和天线臂2集成在一个部件上，通过在该部件上开槽，使得该部件分隔形成上述的金属板和天线臂两个结构。当金属板和天线臂2集成在一个部件上时，该部件可以为无线通信电子设备内的PCB板，或者为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。
其中，缝隙结构101可以为开设于该金属板上的开槽，或者为一填充有非金属材料(如塑料材料)的结构。该缝隙结构101区域形成非导电区域。参照图8，该缝隙结构101由相连的两部分组成，第一部分沿该金属板的长度方向设置，第二部分与该第一部分相连，第二部分连通至该金属板的边缘，第二部分的设置将该金属条103的第二端与主地102之间分隔开。
缝隙结构101可以为至少一个。参照图8，在本发明第六实施例中，该缝隙结构101为对称设置在金属板上的两个结构，对称设置的两个缝隙结构101的长度相同或者不同，同样地，对称设置的两个缝隙结构101的宽度相同或者不同。
其中，在本发明第六实施例中，缝隙结构101的上边缘与主地102的上边缘之间的距离位于0至1导波波长范围内；该金属条103的长度位于0至1导波波长范围内，同样地，该缝隙结构101的长度位于0至1导波波长范围内，并且，该金属条103的长度小于该缝隙结构101的长度；金属条103的宽度位于0.01mm至10mm之间，缝隙结构101的宽度位于0.02至13mm之间，该金属条103的宽度小于该缝隙结构101的宽度。
其中，该天线臂2为一GNSS天线臂，天线臂2作为天辐射单元，其用于接收射频信号和/或发射射频信号，天线臂2上具有一馈电点，第一馈源4经该馈电点馈入该天线臂2。
通过在金属板上设置该缝隙结构101，使得主地102和金属条103之间的电流分布发生变化，进而使得本发明第六实施例的天线的辐射方向图能够在竖屏显示场景下朝向天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
在本发明第六实施例中，参照图8，金属条103包括第一金属条部分1031和第二金属条部分1032，第一金属条部分1031的第一端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开，该天线还包括：
第一滤波部件106，第一滤波部件106的第一端与第一金属条部分1031连接，第一滤波部件106的第二端与第二金属条部分1032连接；
第三滤波部件109，第三滤波部件109的第一端与第二金属条部分1032上靠近第一滤波部件106的一侧连接，第三滤波部件109第二端与一第二馈源110连接；
其中，第一金属条部分1031、第二金属条部分1032、第一滤波部件106与第三滤波部件109对应的滤波频段不同。
其中，该第二馈源110为一高频天线馈源，其对应的频段可以为5G(第五代移动通信)频段，如3.5GHz和/或4.9GHz。
第一滤波部件106的设置目的是为了阻挡高频段(如3.5GHz和/或4.9GHz)的电流的流通，但能够使得GNSS频段的电流流过；第三滤波部件109的设置目的是为了阻挡GNSS频段的电流的流通，但可以使得高频段的电流流过。该第一滤波部件106可以为一电感或者为滤波频段为高频段的LPF(low-passfilter，低通滤波器)，第二滤波部件108可以为一电容或者滤波频段为GNSS频段的HPF(high-pass filter，高通滤波器)。当该第一滤波部件106为一电感时，其电感值位于0.1nH至100nH之间；当该第二滤波部件108为一电容时，其电容值位于0.1pF至100pF之间。
该第一滤波部件106设置于该第一金属条部分1031和第二金属条部分1032之间来实现固定。
其中，第二金属条部分1032上远离该第一金属条部分1031的边缘与该第一滤波部件106之间的距离位于0至1导波波长范围内，该第二金属条部分1032上远离该第一金属条部分1031的边缘与该第三滤波部件109之间的距离位于0至1导波波长范围内。
本发明第六实施例中，通过增加该第一滤波部件106、第三滤波部件109和第二馈源110，使得该金属条103形成为一可接收和/或发射射频信号的天线臂。也即，本发明第六实施例的设计，既能增加GNSS辐射方向图朝向顶上占比的功用，还能实现MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)天线设计的功用。
参照图9，本发明第七实施例提供了一种天线，应用于无线通信电子设备，包括：
具有缝隙结构101的金属板，通过缝隙结构101，金属板被分隔为主地102和至少一个金属条103；至少一个金属条103相互平行设置，且每个金属条103的第一端与主地102连接，第二端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开；天线臂2，通过接地元件3与主地102连接，天线臂2还与一第一馈源4连接；其中，天线臂2设置于主地102的第一侧，金属条103设置于主地102的第二侧，第一侧与第二侧相邻。
金属板为无线通信电子设备内的PCB(Printed Circuit Board，印刷电路)板或为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。最优地，在本发明第七实施例中，该金属板为无线通信电子设备内的PCB板。通过在PCB板设置该缝隙结构101，实现了PCB板的复用，并且，使得最终形成的天线为一平面式结构，便于该天线的制造与焊接，使得天线的成本低。同时，不会增高无线通信电子设备的高度。
另外，在本发明第七实施例中，可以将该金属板和天线臂2集成在一个部件上，通过在该部件上开槽，使得该部件分隔形成上述的金属板和天线臂两个结构。当金属板和天线臂2集成在一个部件上时，该部件可以为无线通信电子设备内的PCB板，或者为无线通信电子设备上采用金属制成的后壳。
其中，缝隙结构101可以为开设于该金属板上的开槽，或者为一填充有非金属材料(如塑料材料)的结构。该缝隙结构101区域形成非导电区域。参照图9，该缝隙结构101由相连的两部分组成，第一部分沿该金属板的长度方向设置，第二部分与该第一部分相连，第二部分连通至该金属板的边缘，第二部分的设置将该金属条103的第二端与主地102之间分隔开。
缝隙结构101可以为至少一个。参照图9，在本发明第七实施例中，该缝隙结构101为对称设置在金属板上的两个结构，对称设置的两个缝隙结构101的长度相同或者不同，同样地，对称设置的两个缝隙结构101的宽度相同或者不同。
其中，在本发明第七实施例中，缝隙结构101的上边缘与主地102的上边缘之间的距离位于0至1导波波长范围内；该金属条103的长度位于0至1导波波长范围内，同样地，该缝隙结构101的长度位于0至1导波波长范围内，并且，该金属条103的长度小于该缝隙结构101的长度；金属条103的宽度位于0.01mm至10mm之间，缝隙结构101的宽度位于0.02至13mm之间，该金属条103的宽度小于该缝隙结构101的宽度。
其中，该天线臂2为一GNSS天线臂，天线臂2作为天辐射单元，其用于接收射频信号和/或发射射频信号，天线臂2上具有一馈电点，第一馈源4经该馈电点馈入该天线臂2。
通过在金属板上设置该缝隙结构101，使得主地102和金属条103之间的电流分布发生变化，进而使得本发明第七实施例的天线的辐射方向图能够在竖屏显示场景下朝向天空，保证该无线通信电子设备的接收性能良好，提高该无线通信电子设备的无线通信质量，提高用户使用体验。
如图9所示，在本发明第七实施例中，该天线还包括：第一LTE(LongTermEvolution，长期演进)天线臂5，其与一第三馈源6连接；第二LTE天线臂7，其与一第四馈源8连接。其中，该第一LTE天线臂为含有低频段的LTE主集或分集天线臂中的其中一个，该第二LTE天线臂为含有低频段的LTE主集或分集天线臂中的另外一个。同时，该第一LTE天线臂5还通过一第一接地元件与该主地102连接，该第二LTE天线臂7还通过一第二接地元件与该主地102连接。
具体地，参照图9，第一LTE天线臂5和天线臂2均设置于主地102的第一侧，该第二LTE天线臂7设置于主地102的第三侧，该第三侧与该第一侧相对，且与该第二侧相邻。
参照图9，在本发明第七实施例中，金属条103包括第一金属条部分1031和第二金属条部分1032，第一金属条部分1031的第一端通过缝隙结构101与主地102之间相分隔开，该天线还包括：
第一滤波部件106，第一滤波部件106的第一端与第一金属条部分1031连接，第一滤波部件106的第二端与第二金属条部分1032连接；
第二副金属条107，第二副金属条107的第一端与主地102连接，第二副金属条107的第二端通过一第二滤波部件108与第一金属条部分1031上靠近第一滤波部件106的一侧连接；
第三滤波部件109，第三滤波部件109的第一端与第二金属条部分1032上靠近第一滤波部件106的一侧连接，第三滤波部件109的第二端与一第二馈源110连接；
其中，通过第二副金属条107，缝隙结构101被分隔为两个子缝隙结构，第一滤波部件106、第二滤波部件108与第三滤波部件109对应的滤波频段不同。
其中，第一滤波部件106的设置目的是为了阻挡GNSS频段和高频段(如5G频段的3.5GHz和/或4.9GHz)的电流的流通，但能够使得LTE低频段(如LTE Band12,Band17，Band13，Band28，Band5，或Band8)的电流流过；第二滤波部件108的设置目的是为了阻挡LTE低频段(如LTE Band12,Band17，Band13，Band28，Band5，或Band8)的电流的流通，但能够使得GNSS频段的电流流过；第三滤波部件109设置目的是为了阻挡LTE低频段(如LTEBand12,Band17，Band13，Band28，Band5，或Band8)的电流的流通，但能够使得高频段(如5G频段的3.5GHz和/或4.9GHz)的电流流过。该第一滤波部件106可以为一电感或者为滤波频段为高频段的LPF(low-pass filter，低通滤波器)，第二滤波部件108可以为一电容或者为滤波频段为LTE频段的HPF(high-pass filter，高通滤波器)，第三滤波部件109可以为一电容或者滤波频段为GNSS频段的HPF(high-pass filter，高通滤波器)。当该第一滤波部件106为一电感时，其电感值位于0.1nH至100nH之间；当该第二滤波部件108和第三滤波部件109为一电容时，其电容值位于0.1pF至100pF之间。
该第一滤波部件106设置于该第一金属条部分1031和第二金属条部分1032之间来实现固定。
其中，第二金属条部分1032上远离该第一金属条部分1031的边缘与该第一滤波部件106之间的距离位于0至1导波波长范围内，该第二金属条部分1032上远离该第一金属条部分1031的边缘与该第三滤波部件109之间的距离位于0至1导波波长范围内。
第二副金属条107为从该主地102上延伸出的一金属条结构，其沿与该主地102的长度方向垂直的一侧方向的长度位于0.02mm至13mm之间，其沿与该主地102的长度方向平行的一侧方向的长度位于0.02mm至13mm之间。该第二副金属条107将缝隙结构分隔为第一子缝隙结构和第二子缝隙结构第一金属条部分。
本发明第七实施例，通过该第一滤波部件106、第二滤波部件108和第二副金属条107，使得该第七实施例中的天线结构，能够提高多天线(如：含有低频段LTE的主集与分集天线)隔离度的效果；通过该第一滤波部件106、第三滤波部件109和第二馈源110，使得该金属条103形成为一可接收和/或发射射频信号的天线臂。也即，本发明第七实施例的天线，既能增加GNSS辐射方向图朝向顶上占比的功用，还能提高多天线(如：含有低频段LTE的主集与分集天线)隔离度的效果，同时，还能实现MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多输入多输出)天线设计的功用。
应当说明的是，在本发明上述的第一实施例、第二实施例、第三实施例、第五实施例、第六实施例中，天线均可包括第四实施例中和第七实施例中所示的含有低频段的LTE天线。
本发明中，还可以对上述的各个实施例进行组合形成一种新的天线结构，例如，将第二实施例与第四实施例至第七实施例组合形成新的天线，或者将第三实施例分别与第四实施例至第七实施例进行组合形成新的天线。本领域技术人员应当了解，对上述多个实施例组合形成的天线的所能达到的功效，在此，不再进行赘述。
并且，本发明上述各个实施例中的天线的辐射方向图的方向转移的设计还可以应用在SAR(Specific Absorption Rate，电磁波吸收比值)与HAC(HearingAidCompatibility,助听器兼容性)等对人体安全和健康与佩戴电子器件(如助听器)相容性的法规测试与实际应用上，即，同样地利用辐射能量的方向转移，以使得由无线通信电子设备所辐射出的电磁能量对人体安全、健康与佩戴的电子器件相容性上能减低影响到可接受的门槛值以下。
本发明上述各个实施例中的天线的辐射方向图的方向转移的设计还可以应用在WMAN(wireless MAN，无线城际网路)、WWAN(Wireless Wide Area Network，无线广域网)、WLAN(Wireless Local Area Networks，无线区域网路)、WPAN(Wireless Personal AreaNetwork Communication Technologies，无线个人网路)、MIMO、RFID(Radio FrequencyIdentification，射频识别)，甚至是NFC(Near Field Communication，近场通信)或WPC(Wireless Power Consortium，无线充电)等无线通信设计与应用上。
本发明上述各个实施例中，该天线臂2、第一LTE天线臂5和第二LTE天线臂7的设计，实现形式、频段和结构包括但不限于上述各个实施例中的设计方式，该金属条103、第一副金属条105和第二副金属条107的方向、结构、材料、设计工艺和对应的频段包括但不局限于上述各个实施例中限定的设计方式；同样地，接地元件3的排列方式，数目也不限于上述各个实施例中的设计方式。
通过本发明上述多个实施例提供的天线，既能增加GNSS辐射方向图朝向顶上占比的功用，还能提高多天线隔离度的效果，同时，还能实现MIMO天线设计的功用。
根据本发明的另一方面，本发明第八实施例还提供了一种无线通信电子设备，包括上述的天线。
其中，该无线通信电子设备可以为手机、平板电脑、可穿戴设备等任意一种具备通信功能的无线通信电子设备。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种天线，应用于无线通信电子设备，其特征在于，包括：
具有缝隙结构(101)的金属板，通过所述缝隙结构(101)，所述金属板被分隔为主地(102)和至少一个金属条(103)；每个所述金属条(103)的第一端与所述主地(102)连接，第二端通过所述缝隙结构(101)与所述主地(102)之间相分隔开；
天线臂(2)，与所述主地(102)连接，所述天线臂(2)还与一第一馈源(4)连接；
其中，所述天线臂(2)设置于所述主地(102)的第一侧，所述金属条(103)设置于所述主地(102)的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相邻；
所述金属条(103)包括第一金属条部分(1031)和第二金属条部分(1032)，所述第一金属条部分(1031)的第一端通过所述缝隙结构(101)与所述主地(102)之间相分隔开，所述天线还包括：
第一滤波部件(106)，所述第一滤波部件(106)的第一端与所述第一金属条部分(1031)连接，所述第一滤波部件(106)的第二端与所述第二金属条部分(1032)连接。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述金属条(103)的第一端通过一电调元件(104)与所述主地(102)连接。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述金属条(103)的第一端通过一第一电调元件(1041)与所述主地(102)连接，第二端通过一第二电调元件(1042)与所述主地(102)连接。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括：
第一副金属条(105)，所述第一副金属条(105)包括固定于所述主地(102)上的第一子副金属条部分(1051)和与所述第一子副金属条部分(1051)连接的第二子副金属条部分(1052)，所述第二子副金属条部分(1052)跨设于所述缝隙结构(101)上。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括：
第二副金属条(107)，所述第二副金属条(107)的第一端与所述主地(102)连接，所述第二副金属条(107)的第二端通过一第二滤波部件(108)与所述第一金属条部分(1031)上靠近所述第一滤波部件(106)的一侧连接；
其中，通过所述第二副金属条(107)，所述缝隙结构(101)被分隔为两个子缝隙结构，所述第一滤波部件(106)与所述第二滤波部件(108)对应的滤波频段不同。
6.根据权利要求1或5所述的天线，其特征在于，所述天线还包括：
第三滤波部件(109)，所述第三滤波部件(109)的第一端与所述第二金属条部分(1032)上靠近所述第一滤波部件(106)的一侧连接，所述第三滤波部件(109)的第二端与一第二馈源(110)连接；
其中，所述第一滤波部件(106)与所述第三滤波部件(109)对应的滤波频段不同。
7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述缝隙结构(101)内填充有非金属材料。
8.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述缝隙结构(101)的上边缘与所述主地(102)的上边缘之间的距离位于0至1导波波长范围内。
9.一种无线通信电子设备，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的天线。
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