CN108539382A - 天线组件以及使用该天线组件的移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线组件，包括：用以接收和辐射天线信号的天线以及与天线耦合连接的金属片；其中，金属片与天线之间产生强耦合电流，以提升天线的性能。本发明还公开了一种移动终端，采用上述天线组件作为无线网络通信单元，以实现无线网络通信。本发明提供的天线组件，其能够解决现有天线实际应用时由于电流分布不均匀或者电流较小不能满足性能要求的问题。本发明提供的移动终端，其能够解决现有超薄的设备厚度设计理念限制天线的性能的问题。

Description

天线组件以及使用该天线组件的移动终端

技术领域

本发明属于天线设计领域，尤其涉及一种天线组件以及使用该天线组件的移动终端。

背景技术

无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)是以射频无线电波通信技术构建的局域网，虽不采用缆线，但也能提供传统有线局域网的所有功能。随着无线通信技术的飞速发展，消费群体在追求移动设备性能的同时，越来越注重设备的外观设计。金属材质拥有独有的光泽度和触感，且耐磨抗摔，被广泛应用于各种移动设备中。金属机身使得WLAN天线设计更加困难，并且超薄的机器厚度限制了天线性能。

例如，参看图1，图1为传统平板电脑WLAN天线的结构。在塑料背壳的情况下，天线101一般位于LCD屏幕102与机器侧边之间的净空区域。若采用金属机身，传统IFA天线需要在天线投影区域的金属机身上开30mm×10mm的U型槽，影响整体外观。采用PIFA天线，机身厚度对天线性能至关重要，普通平板电脑的厚度无法满足性能指标。

以缝隙天线为例，缝隙天线在金属机身天线设计上具有优势，但是在实际应用时，缝隙的位置越靠近侧边，天线性能逐渐减弱。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种天线组件，其能够解决现有天线实际应用时由于电流分布不均匀或者电流较小不能满足性能要求的问题。

本发明的第二目的是提供一种移动终端，其能够解决现有超薄的设备厚度设计理念限制天线的性能的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种天线组件，包括：用以接收和辐射天线信号的天线以及与所述天线耦合连接的金属片；

其中，

所述金属片与所述天线之间产生强耦合电流，以提升所述天线的性能。

根据本发明的一个实施例，所述金属片为铜箔或者铝箔。

根据本发明的一个实施例，所述天线为缝隙天线。

一种移动终端，采用上述天线组件作为无线网络通信单元，以实现无线网络通信。

根据本发明的一个实施例，所述无线网络通信单元为WLAN天线单元。

根据本发明的一个实施例，所述移动终端具有金属机身，所述缝隙天线包括所述金属机身、开设在所述金属机身上的天线缝隙以及设置在所述缝隙的馈点处的激励部件；

所述金属片与所述缝隙天线产生强耦合电流并拓展所述缝隙的上端的电流分布；

其中，通过调节所述激励部件的尺寸可实现天线阻抗的调节。

根据本发明的一个实施例，所述移动终端为平板电脑，所述金属片贴覆在所述平板电脑的LCD屏幕的底面边缘处，并且与所述缝隙的位置相对应。

根据本发明的一个实施例，所述移动终端为笔记本电脑，所述缝隙位于所述笔记本电脑的金属机身侧边，并且靠近所述笔记本电脑的屏幕位置。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本发明提供的一种天线组件，包括用以接收和辐射天线信号的天线以及与天线耦合连接的金属片，通过金属片与天线之间产生强耦合电流，能够保证天线的回波损耗以及效率等性能，解决了现有天线实际应用时由于电流分布不均匀或者电流较小不能满足性能要求的问题。

2)由于现有超薄的设备厚度设计理念限制了天线的预留空间，进而限制了天线的使用性能，本发明的一种移动终端使用本发明的天线组件作为无线通信单元，在天线使用性能被限制的情况下通过耦合金属片能够提高天线的工作性能。在维持设备原有ID(Industrial Design)的情况下，通过低成本的手段保证了设备的无线通信质量。

3)消费群体在追求移动设备性能的同时，越来越注重设备的外观设计，金属材质拥有独有的光泽度和触感，且耐磨抗摔，被广泛应用于各种移动设备中。使用缝隙天线作为具有金属机身的移动终端的WLAN天线，且金属机身也作为天线的一部分，可以在不预留天线净空区域以及不使用天线走线的情况下最大限度的维持原有的ID设计。结合与缝隙天线耦合的金属片，保证了缝隙天线的工作性能。通过调节激励部件的尺寸可实现天线阻抗的调节，减少了匹配电路。

附图说明

图1为传统平板电脑天线结构图；

图2为本发明的一种天线组件的结构示意图；

图3为缝隙天线的简单模型；

图4为本发明的一种移动终端包括天线组件的结构示意图；

图5为本发明的一种移动终端中的缝隙天线示意图；

图6为本发明一实施例中的天线的仿真回波损耗对比图；

图7为本发明一实施例中的天线的仿真效率对比图；

图8为天线结构为单极子天线的结构示图；

图9为图8中天线结构的仿真回波损耗对比图。

附图标记说明：

图1：101-天线；102-LCD屏幕；

图2：201-天线；202-金属片；

图3：301-缝隙天线；302-金属地；

图4：401-缝隙天线；402-金属片；403-LCD屏幕；

图5：501-金属机身；502-天线缝隙；503-激励部件；

图8：801-单极子天线；802-金属片。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种天线组件以及使用该天线组件的移动终端作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图2，在一个实施例中，一种天线组件，包括：用以接收和辐射天线信号的天线201以及与天线耦合连接的金属片202；其中，金属片202与天线201之间产生强耦合电流，以提升天线201的性能。

可以理解，天线的实际应用环境会影响天线的性能，比如会影响天线的回波损耗、天线的效率等。因而，在设计天线时，技术人员通常会考虑到实际应用环境的影响而对天线进行适应性的设计。但是，在某些应用环境下，即便对天线的结构做适应性的调整也依然避免不了应用环境的不利影响，而改变天线的应用环境则可能会改变产品的工业设计或者在维持工业设计不变的情况下需要对产品做出成本较高的调整。

参看图3，以缝隙天线301在移动终端的金属机身302上的应用为例，通过仿真可以知道在实际应用时缝隙的位置越靠近侧边，缝隙的上端电流分布越不充分，天线性能逐渐减弱。但是由于金属机身302侧边的厚度有限，导致缝隙的上端靠近侧边边缘，不利于天线性能，而通过加宽侧边并将其向里弯折90°(金属机身厚度保持不变)可以改善天线性能，但是结构处理困难，成本高。

本实施例提供的一种天线组件，通过增加与天线201耦合连接的金属片202，使金属片202与天线201之间产生强耦合电流，巧妙的并且低成本的解决了现有天线实际应用时由于电流分布不均匀或者电流较小不能满足性能要求的问题，保证了天线的回波损耗以及效率等性能。

优选的，金属片202为铜箔或者铝箔。

图6是天线的仿真回波损耗对比图。从图上可以看出耦合金属片的导入，同时提升了天线高低频的性能，此时天线可以满足WLAN(2.4-2.5GHz，5.15-5.85GHz)的带宽要求。

图7是天线的仿真效率对比图，当加入耦合金属片后，天线高低频的辐射效率都有了明显的提升。

参看图4，在一个实施例中，一种移动终端，包括缝隙天线401、金属片402、LCD屏幕403，采用上述天线组件作为无线网络通信单元，以实现无线网络通信。优选的，无线网络通信单元为WLAN天线单元。

由于现有超薄的设备厚度设计理念限制了天线的预留空间，进而限制了天线的使用性能，本实施例的一种移动终端使用上述实施例提供的天线组件作为无线通信单元，在天线使用性能被限制的情况下通过耦合金属片402能够提高天线的工作性能。在维持设备原有ID的情况下，通过低成本的手段保证了设备的无线通信质量。

消费群体在追求移动设备性能的同时，越来越注重设备的外观设计，金属材质拥有独有的光泽度和触感，且耐磨抗摔，被广泛应用于各种移动设备中。因此，优选的，参看图5，移动终端具有金属机身501，优选天线为缝隙天线，缝隙天线包括金属机身501、开设在金属机身501上的天线缝隙502以及设置在缝隙的馈点处的激励部件503；金属片与缝隙天线产生强耦合电流并拓展天线缝隙502的上端的电流分布；其中，通过调节激励部件503的尺寸可实现天线阻抗的调节。

可以理解，使用缝隙天线作为具有金属机身的移动终端的WLAN天线，且金属机身也作为天线的一部分，可以在不预留天线净空区域以及不使用天线走线的情况下最大限度的维持原有的ID设计。结合与缝隙天线耦合的金属片，保证了缝隙天线的工作性能。并且，通过调节激励部件503的尺寸可实现天线阻抗的调节，减少了匹配电路。

可选的，移动终端为平板电脑，平板电脑集移动商务，移动通信和移动娱乐为一体，具有手写识别和无线网络通信功能，平板电脑比传统笔记本电脑便携灵活，性能较手机更为强大。从餐馆的自助点单到学校的辅助教学，平板电脑的应用越来越广泛。而平板电脑一般都具有超薄的金属机身厚度设计，因此，使用缝隙天线作为平板电脑的WLAN天线是较佳的选择，并且此时，金属片(例如铜箔或铝箔)贴覆在平板电脑的LCD(Liquid CrystalDisplay)屏幕的底面边缘处，与缝隙的位置相对应。当然，平板电脑的屏幕并不局限于LCD屏。

可选的，移动终端为笔记本电脑，缝隙优选为金属机身侧边靠近屏幕位置。可以理解，利用笔记本电脑的结构特征，将缝隙设置在金属机身侧边，减小了对原有工业设计的破坏。

当然，本发明中的移动终端并不仅限于平板电脑以及笔记本电脑，其他需要进行无线通信的移动终端均可使用本发明中提供的天线组件作为无线通信单元。

同时应该意识到，本发明所提供的天线组件以及其中所隐含的提升天线性能的思想不仅可以应用于移动终端，也可应用于其他通信设备；而天线组件的尺寸亦可根据实际的应用作出适应性的改变。为适应不同的设备，天线的类型也并不局限于缝隙天线，参看图8以及图9，也可以是单极子天线801和金属片802耦合。并且，本发明所提供的天线组件也可根据实际应用而对应设计出不同的工作频段。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种天线组件，其特征在于，包括：用以接收和辐射天线信号的天线以及与所述天线耦合连接的金属片；

其中，

所述金属片与所述天线之间产生强耦合电流，以提升所述天线的性能。

2.如权利要求1所述天线组件，其特征在于，所述金属片为铜箔或者铝箔。

3.如权利要求1或2所述天线组件，其特征在于，所述天线为缝隙天线。

4.一种移动终端，其特征在于，使用如权利要求1或2所述天线组件作为无线网络通信单元，以实现无线网络通信。

5.如权利要求4所述移动终端，其特征在于，所述无线网络通信单元为WLAN天线单元。

6.如权利要求4或5所述移动终端，其特征在于，所述天线为缝隙天线。

7.如权利要求6所述移动终端，其特征在于，所述移动终端具有金属机身，所述缝隙天线包括所述金属机身、开设在所述金属机身上的天线缝隙以及设置在所述缝隙的馈点处的激励部件；

所述金属片与所述缝隙天线产生强耦合电流并拓展所述缝隙的上端的电流分布；

并且，通过调节所述激励部件的尺寸可实现天线阻抗的调节。

8.如权利要求7所述移动终端，其特征在于，所述移动终端为平板电脑，所述金属片贴覆在所述平板电脑的LCD屏幕的底面边缘处，并且与所述缝隙的位置相对应。

9.如权利要求7所述移动终端，其特征在于，所述移动终端为笔记本电脑，所述缝隙位于所述笔记本电脑的金属机身侧边，并且靠近所述笔记本电脑的屏幕位置。