CN109728408A - 一种天线及移动终端 - Google Patents

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CN109728408A CN201711046227.XA CN201711046227A CN109728408A CN 109728408 A CN109728408 A CN 109728408A CN 201711046227 A CN201711046227 A CN 201711046227A CN 109728408 A CN109728408 A CN 109728408A
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李堃
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Abstract

本申请提供了一种天线及移动终端，该天线包括：馈电线以及辐射单元，其中，所述辐射单元包括：第一辐射片及第二辐射片，其中，所述第一辐射片及所述第二辐射片位于所述馈电线的一侧且与所述馈电线围成环形；所述馈电线上设置有用于控制所述馈电线与所述第二辐射片导通的可调器件，所述可调器件介于所述第一辐射片及所述第二辐射片之间的位置；所述第一辐射片具有延伸到所述馈电线另一侧的第一延伸部。

Description

一种天线及移动终端
技术领域
本申请涉及到通信技术领域，尤其涉及到一种天线及移动终端。
背景技术
随着用户对产品便携性及造型美观的需求，终端产品天线的空间被压缩的越来越小，天线经常被迫设计在包括各种器件的复杂环境之中，当复杂环境与传统的天线设计需求相悖时，天线工程师迫切需要一种效率更高，带宽更宽的天线。
发明内容
本申请提供了一种天线及移动终端，用以提高天线的通信效果。
第一方面，提供了一种天线，该天线包括：馈电线以及辐射单元，其中，所述辐射单元包括：第一辐射片及第二辐射片，其中，所述第一辐射片及所述第二辐射片位于所述馈电线的一侧且与所述馈电线围成环形；所述馈电线上设置有用于控制所述馈电线与所述第二辐射片导通的可调器件，所述可调器件介于所述第一辐射片及所述第二辐射片之间的位置；
所述第一辐射片具有延伸到所述馈电线另一侧的第一延伸部。
在上述技术方案中，辐射单元采用两个辐射片，并且馈电线通过可可调器件控制辐射片之间的电连接，从而可以使得辐射片形成不同形状的辐射体，进而组成不同的天线结构形式，从而可以根据低频或高频的情况选择不同的天线结构形式发送信号，进而改进了天线的通信效果。
在一个具体的实施方案中，所述第二辐射片具有延伸到所述馈电线另一侧的第二延伸部；且所述第一延伸部与所述第二延伸部远离所述馈电线的一端电连接。从而提高辐射单元的辐射效果。
在一个具体的实施方案中，所述第一延伸部远离所述馈电线的一端及所述第二延伸部远离所述馈电线的一端通过弹片电连接。所述第一辐射片的两端分别通过弹片与所述第二辐射片的两端电连接。通过弹片实现第一辐射片和第二辐射片的两端分别电连接，还可以采用其他的方式，如柔性电路板、印刷电路板，或者印制金属层。
在一个具体的实施方案中，所述第一辐射片远离所述馈电线的一端与所述第二辐射片远离所述馈电线的一端通过弹片电连接。还可以采用其他的方式，如柔性电路板、印刷电路板，或者印制金属层。
在一个具体的实施方案中，在所述可调器件导通时，所述天线为T型天线；在所述可调器件断开时，所述天线为单极子天线。在仅包含第一延伸部时，该天线可以通过控制可调器件组成T型天线或单极子天线。
在一个具体的实施方案中，在所述可调器件就断开时，所述天线为环形天线；在所述可调器件导通时，所述天线为T型天线。在具有第一延伸部及第二延伸部时，该天线可以通过控制可调器件组成T型天线或环形天线。
在一个具体的实施方案中，第一延伸部远离馈电线的一端具有折弯结构。
在一个具体的实施方案中，所述辐射单元还包括至少一个枝节，且至少一个枝节与第一辐射片或第二辐射片电连接。即通过设置的枝节更进一步的改善天线的通信效果，该枝节可以为不同的形状，如L形折弯结构，或者直条形。且枝节在具体连接时，既可以设置在第一辐射片上，也可以设置在第二辐射片上。
在一个具体的实施方案中，所述可调器件为控制开关。通过控制开关的开断可以控制馈电线与第二辐射片的电连接情况。
在一个具体的实施方案中，所述可调器件为可调电容，通过调整可调电容的电容值来控制馈电线与第二辐射片的电连接情况，在电容值为0时，馈电线直接与第二辐射片连接，在电容值达到一定值时，在低频时，馈电线与第二辐射单元不直接连接，在高频时，馈电线与第二辐射片连接。
在一个具体的实施方案中，所述可调器件还可以是电容、电感或者滤波网络，该滤波网络包括集总器件和分布式电容电感。
在一个具体的实施方案中，所述第二辐射片为移动终端的金属边框、中框或设置在所述金属边框内的柔性电路板；所述第一辐射片为柔性电路板。即可通过不同的结构作为第一辐射片及第二辐射片。
第二方面，提供了一种移动终端，该移动终端包括上述任一项所述的天线。
在上述技术方案中，辐射单元采用两个辐射片，并且馈电线通过可可调器件控制辐射片之间的电连接，从而可以使得辐射片形成不同形状的辐射体，进而组成不同的天线结构形式，从而可以根据低频或高频的情况选择不同的天线结构形式发送信号，进而改进了天线的通信效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的天线的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的天线在T型天线模式下的回波耗损示意图；
图3为本发明实施例提供的天线的在T型天线模式下的长臂λ/4模式的电流示意图；
图4为本发明实施例提供的天线的在T型天线模式下的短臂λ/4模式的电流示意图；
图5为本发明实施例提供的天线的在T型天线模式下的全臂λ/2模式的电流示意图；
图6为本发明实施例提供的天线的在环天线模式下的回波耗损示意图；
图7为本发明实施例提供的天线的在环天线模式下的λ/2环模式的电流示意图；
图8为本发明实施例提供的天线的在环天线模式下的λ环模式的电流示意图；
图9为本发明实施例提供的天线的在环天线模式下的3λ/2环模式的电流示意图；
图10为本发明实施例提供的天线的在环天线模式下的全臂λ/2模式的电流示意图；
图11为本发明实施例提供的天线采用可调电容时的回波耗损示意图；
图12为本发明实施例提供的天线采用可调电容时的λ/2环模式的电流示意图；
图13为本发明实施例提供的天线采用可调电容时的短臂λ/4模式的电流示意图；
图14为本发明实施例提供的天线采用可调电容时的全臂λ/2模式的电流示意图；
图15为本发明实施例提供的天线采用可调电容时的λ环模式的电流示意图；
图16为本发明实施例提供的天线的一种变形结构示意图；
图17为本发明实施例提供的天线的结构示意图；
图18为本发明实施例提供的天线的一种变形结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
在本发明实施例中，为了解决现有技术中T型天线无法适应移动终端内恶劣的环境，提高移动终端中天线的通信效果，本发明实施例提供了一种天线10，该天线10包括两部分：馈电线11以及辐射单元12，并且馈电线11上设置了一个可调器件13，该可调器件13可以改变馈电线11与辐射单元12的电连接形式，从而形成不同的天线结构，如环天线与T型天线的组合，通过调节可调器件13的通断，实现在环天线与T型天线之间的切换；还可以是单级子天线与T型天线，在两种天线10之间的切换也是通过可调器件13进行控制的。
下面结合附图以及具体的实施例对本申请提供的天线10进行详细的说明。首先，需要说明的是，下面描述中两个部件之间电连接，是指两个部件之间可以导电连通。
图1示出了本发明实施例提供的一种天线10的结构，该馈电线11分别与辐射单元12以及主板20电连接，该主板20为移动终端中的主板20，并且主板20上设置有馈点，馈电线11与主板20上的馈点电连接并将信号传递到辐射单元12，辐射单元12再将信号发送出去。在具体设置时，该辐射单元12具有两部分结构，分别为第二辐射片121及第一辐射片122，并且第二辐射片121及第一辐射片122位于馈电线的一侧且与馈电线11围成环形，馈电线11上设置有用于控制馈电线11与第一辐射片122导通的可调器件13，该可调器件13的设置位置介于第二辐射片121与第一辐射片122之间。
如图1中所示，该第二辐射片121与第一辐射片122采用平行的方式设置，或者近似平行的方式设置，在馈电线11与第二辐射片121、第一辐射片122围成环形时，第二辐射片121及第一辐射片122的一端通过该馈电线11连接，第二辐射片121及第一辐射片122的另一端通过弹片125连接，从而围成一个环形。其中馈电线11与第二辐射片121及第一辐射片122的连接点分别为连接点a及连接点b，如图1中所示，可调器件13在设置时位于连接点a及连接点b之间，通过该可调器件13可以控制馈电线11与第一辐射片122之间的连接情况，从而改变天线的类型。
下面结合附图1对本发明实施例提供的天线进行详细描述。如图1中所示，本发明实施例提供的天线的辐射单元除了包括上述的第二辐射片121及第一辐射片122外，还可以包括：第二辐射片121延伸到馈电线11另一侧的第二延伸部124，以及第一辐射片122延伸到馈电线11另一侧的第一延伸部123。如图1所示，在第二辐射片121及第一辐射片122均具有延伸部时，以图1中所示的天线的放置方向为参考方向，第二辐射片121及第一辐射片122位于馈电线11的右侧，第二延伸部124及第一延伸部123位于馈电线11的左侧，其中，第二辐射片121及第一辐射片122远离馈电线11的一端通过弹片125连接，且第二延伸部124及第一延伸部123远离馈电线11的一端也采用电连接，具体的，第二延伸部124及第一延伸部123之间通过弹片125实现电连接，应当理解的是，其他能够实现第二延伸部124及第一延伸部123电连接的连接件也可以应用在本实施例中。由图1所示的结构可以看出，整个辐射单元包括：第二辐射片121、第二延伸部124、第一辐射片122、第一延伸部123以及用于连接第二辐射片121及第一辐射片122的弹片125，以及用于连接第二延伸部124及第一延伸部123的弹片125，并且第二辐射片121、第二延伸部124、弹片125、第一延伸部123、第一辐射片122围成环形天线的环形辐射结构。馈电线11穿过该环形并且分别与第二辐射片121及第一辐射片122连接。在采用该结构时，天线可以在T型天线与环形天线之间切换。
在采用如图1所示的结构时，第二辐射片121与第二延伸部124可以采用一体结构，第一辐射片122及第一延伸部123也可以为一体结构，并且可以采用移动终端内不同的部件作为辐射单元的第二辐射片121、第二延伸部124、第一辐射片122及第一延伸部123。如可以采用移动终端的柔性电路板、前壳钢片或者印制电路实现，也可用为金属边框或具有开缝的金属背壳；更具体的，第一辐射片122及第一延伸部123为移动终端的金属边框、中框或设置在金属边框内的柔性电路板；第二辐射片121及第二延伸部124为一层柔性电路板。
此外，在第二辐射片121与第一辐射片122远离馈电线11的一端连接时，除了可以选择上述中的弹片125外，还可以采用第二辐射片121或第一辐射片122的端部做一个折弯的延伸并与另一个辐射片连接，也可以采用第二辐射片121与第一辐射片122为一体结构，在制备时，直接制备一个U形的结构。当然还可以采用其他的方式进行连接，如柔性电路板、印刷电路板，或者印制金属层。通过上述描述可以看出，可以通过不同的方式实现第二辐射片121与第一辐射片122的远离馈电线的一端进行连接。同理，第二延伸部124与第一延伸部123的连接方式也可以采用第二辐射片121及第一辐射片122的方式设置，在此不再详细描述。
通过上述描述可以看出，在本发明实施例中，只需要能够实现辐射单元12呈环形的设置方式即可，现有技术中能够实现第二辐射片121、第二延伸部124、第一辐射片122及第一辐射片122连接的结构均可以应用在本实施例中。并且，在具体形成的环形结构时，不仅限于图1所示的形成的长方形的环形结构，还可以是其他的具有一些变形的结构，如椭圆形。
继续参考图1，在本实施例中，馈电线11在与第二辐射片121与第一辐射片122连接时，馈电线11采用一个直条形的结构，当然也可以是其他的形状，如具有一定的折弯。在具体连接时，如图1中所示，馈电线11与第二辐射片121的连接点为连接点a，馈电线11与第一辐射片122的连接点为连接点b，可调器件13设置在连接点a与连接点b之间。
在本发明实施例，通过设置在馈电线11上的可调器件13来改变天线10的结构，使其在T型天线与环天线之间切换，在具体的切换时，实际上是通过馈电线11与第一辐射片122之间的选择性电连接而实现的。为了方便理解本实施例提供的天线10的切换结构，下面结合图1对可调器件13的工作情况进行详细的描述。
可调器件13处于导通状态时，可以理解为可调器件13此时为0Ohm(欧姆)直通，馈电线11直接与第二辐射片121与第一辐射片122电连接，此时，在第二辐射片121上电流从馈电线11与第二辐射片121的连接点a向第二辐射片121及第二延伸部124的端部流动，并且在第一辐射片122上电流从馈电线11与第一辐射片122的连接点b向第一辐射片122及第一延伸部123的端部流动，此时，整个辐射单元12为一个长条状结构，整个天线10的电流流动类似一个T型天线。为了理解该天线的效果，对图1所示的天线10进行仿真，如图2所示，在3GHz以内，该天线10具有3个谐振，依次为长臂λ/4模式、λ/2全臂模式、短臂λ/4模式。一并参考图3～图5，其中，图3～图5中，黑色圆圈表示电流最大点，白色圆圈表示电流最小点。图3示出了天线在处于长臂λ/4模式时，电流在辐射单元上的流动示意图，图4示出天线在处于了λ/2全臂模式时，电流在辐射单元上的流动示意图；图5示出天线在处于了短臂λ/4模式时，电流在辐射单元上的流动示意图。由图2～图5可以看出，本发明实施例提供的天线和T型天线10的模式基本相同。因此，本发明实施例中天线在可调器件导通时，可以完全等效于一个T型天线。
可调器件13处于断开状态时，馈电线11与第二辐射片121及第二延伸部124连接，不与第一辐射片122连接，此时，辐射单元12为一个环形的结构，相当于一个环路。天线10作为一个环天线，对其进行仿真，如图6所示，在3GHz以内，该天线10有4个谐振，依次是λ/2环模式、λ/2全臂模式、λ环模式、3λ/2环模式。一并参考图7～图10，其中，图7～图10中，黑色圆圈表示电流最大点，白色圆圈表示电流最小点。图7示出了天线在处于λ/2环模式时，电流在辐射单元上的流动示意图，图8示出天线在处于λ/2全臂模式时，电流在辐射单元上的流动示意图；图9示出天线在处于λ环模式时，电流在辐射单元上的流动示意图。图10示出天线在处于3λ/2环模式时，电流在辐射单元上的流动示意图。由图6～图10可以看出，在本发明实施例中天线的可调器件断开时，可以完全等效于一个环天线。
此外，可调器件13还可以采用另外的一种方式，即低频时，可调器件13断开，高频时，可调器件13导通，此时，天线10在通低频信号时，作为一个T型的天线，在通高频时，作为一个环天线。如图11所示，图11示出了对该状态时的天线10进行的仿真，在3GHz以内有4个谐振，依次为λ/2环模式、短臂λ/4模式、全臂λ/2模式、λ环模式。一并参考图12～图15。其中，图12～图15中，黑色圆圈表示电流最大点，白色圆圈表示电流最小点。图12示出了天线在处于λ/2环模式时，电流在辐射单元上的流动示意图，图13示出天线在处于短臂λ/4模式时，电流在辐射单元上的流动示意图；图14示出天线在处于全臂λ/2模式时，电流在辐射单元上的流动示意图。图15示出天线在处于λ环模式时，电流在辐射单元上的流动示意图。
在实现上述功能时，可以采用不同的器件来实现，如可调器件13可以是控制开关、电容、电感或者滤波网络，该滤波网络包括集总器件和分布式电容电感。在采用电容时，该电容为电容值较大的电容，电感为电感值较小的电感。下面列举几个具体的情况，一种情况为可调器件13为控制开关，该控制开关可以为一个单刀单掷的开关，在具体连接时，可以控制开关的两端分别与馈电线11连接，此时，馈电线11被分为分列在控制开关两侧的两端，或者，控制开关的两端分别与馈电线11及第一辐射片122电连接。无论采用哪种方式，均可以实现通过控制开关的开断控制馈电线11与第一辐射片122的电连接情况。
在另一种情况中，可调器件13为可调电容，通过调整可调电容的电容值来控制馈电线11与第一辐射片122的电连接情况，在电容值为0时，馈电线11直接与第一辐射片122电连接，在电容值达到一定值时，在低频时，馈电线11与第二辐射单元12不直接电连接，在高频时，馈电线11与第一辐射片122电连接。
在另外的一种情况中，可调器件13为一个组合的器件，具体的，可调器件13包括多分别与馈电线11及第一辐射片122电连接；其中的一个支路上仅设置有控制开关，其余的每个支路上设置有控制开关以及电容，且不同支路上设置的电容的电容值不同。即可调器件13包含了多种不同器件的支路，且在具体连接时，仅有一条支路可以闭合，在使用时，通过选择不同的支路实现可调器件13处于不同的连接状态，如在只有一个控制开关的支路在起作用时，其断开以及闭合时，可以实现在T型天线10与环天线10之间的切换，在具有电容的支路起作用时，其可以在高频时实现环天线10，在低频时，实现T形天线10。通过关闭不同的控制开关，选择不同的支路来电连接馈电线11与第一辐射片122，进而控制馈电线11与第一辐射片122的电连接情况。
此外，为了提高天线10的辐射性能，本发明实施例提供的辐射单元12还可以具有一些变形的结构形式，图16示出了一种变形的辐射单元12，此时，辐射单元12还包括至少一个枝节124，且至少一个枝节124与第二辐射片121电连接，或至少一个枝节124与第一辐射片122电连接。图16示出了两个枝节124，其中的一个枝节124设置在第一延伸部123上，另一个枝节124设置在第一辐射片122上，从而可以通过设置的枝节124更进一步的改善天线10的通信效果，在具体设置时，该枝节124可以为不同的形状，如L形折弯结构，或者直条形，如图10所示，设置在第二辐射片121的枝节124为直条状，设置在第一延伸部123的枝节124为L形的折弯结构。
通过上述描述可以看出，在辐射单元12采用两个辐射片，并且馈电线11通过可可调器件13控制辐射片之间的电连接时，从而可以使得辐射片形成不同形状的辐射体，进而组成不同的天线10结构形式，从而可以根据低频或高频的情况选择不同的天线10结构形式发送信号，进而改进了天线10的通信效果。
此外，本发明实施例还可以采用除图1中所示的辐射单元外的其他结构形式的辐射单元。如图17所示，图17中所示的辐射单元中，仅第一辐射片122上设置有延伸到馈电线11另一侧(图17中所示的左侧)的第一延伸部123。
继续参考图17及图18，在本实施例中，第二辐射片121的远离馈电线11的一端与第一辐射片122远离馈电线11的一端通过弹片125连接，并且第一辐射片122设置了位于馈电线11另一侧的第一延伸部123。并且在具体设置该第一延伸部123时，第一延伸部123可以为直条状，也可以为其他形状，如图18所示，在一个具体的实施方案中，第一延伸部123远离馈电线11的一端具有折弯结构。
此外，在具体设置时，馈电线11与第二辐射片121及第一辐射片122围成的环形可以处于馈电线11不同的侧，如图17所示，馈电线11与第二辐射片121及第一辐射片122围成的环形在馈电线11的右侧，如图18所示，馈电线11与第二辐射片121及第一辐射片122围成的环形在馈电线11的左侧。
此外，在本实施例中的图17中，还示出了接地线14的位置，该接地线14与第二辐射片121连接。
在采用如图17及图18所示的结构时，通过可调器件13的控制可以使得天线处于不同的类型，在可调器件13导通时，天线形成T型天线，并且在可调器件13断开时，天线形成单极子天线。
通过上述描述可以看出，在辐射单元12采用两个辐射片，并且馈电线11通过可可调器件13控制辐射片之间的电连接时，从而可以使得辐射片形成不同形状的辐射体，进而组成不同的天线10结构形式，从而可以根据低频或高频的情况选择不同的天线10结构形式发送信号，进而改进了天线10的通信效果。
通过上述具体的实施例可以看出，本实施例提供的天线10，通过改变辐射单元12的结构，以及馈电线11与辐射单元12的连接方式，从而可以有效的提升天线10的通信效果。
此外，本发明实施例还提供了一种移动终端，该移动终端可以为手机、笔记本电脑、平板电脑或者其他的常见的移动终端。并且无论采用哪种移动终端，均包含上述任一项的天线10。
在上述技术方案中，辐射单元12采用两个辐射片，并且馈电线11通过可可调器件13控制辐射片之间的电连接，从而可以使得辐射片形成不同形状的辐射体，进而组成不同的天线10结构形式，从而可以根据低频或高频的情况选择不同的天线10结构形式发送信号，进而改进了天线10的通信效果。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括：馈电线以及辐射单元，其中，所述辐射单元包括：第一辐射片及第二辐射片，其中，所述第一辐射片及所述第二辐射片位于所述馈电线的一侧且与所述馈电线围成环形；所述馈电线上设置有用于控制所述馈电线与所述第二辐射片导通的可调器件，所述可调器件介于所述第一辐射片及所述第二辐射片之间的位置；
所述第一辐射片具有延伸到所述馈电线另一侧的第一延伸部。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第二辐射片具有延伸到所述馈电线另一侧的第二延伸部；且所述第一延伸部与所述第二延伸部远离所述馈电线的一端电连接。
3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述第一延伸部远离所述馈电线的一端及所述第二延伸部远离所述馈电线的一端通过弹片电连接。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一辐射片远离所述馈电线的一端与所述第二辐射片远离所述馈电线的一端通过弹片电连接。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，在所述可调器件导通时，所述天线为T型天线；在所述可调器件断开时，所述天线为单极子天线。
6.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，在所述可调器件断开时，所述天线为环形天线；
在所述可调器件导通时，所述天线为T型天线。
7.根据权利要求1～6任一项所述的天线，其特征在于，所述辐射单元还包括至少一个枝节，且所述至少一个枝节与第一辐射片或第二辐射片电连接。
8.根据权利要求1～7任一项所述的天线，其特征在于，所述可调器件为控制开关或可调电容。
9.根据权利要求1～8任一项所述的天线，其特征在于，所述第二辐射片为移动终端的金属边框、中框或设置在所述金属边框内的柔性电路板；所述第一辐射片为柔性电路板。
10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的天线。
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