CN110896166B - 天线结构及具有该天线结构的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构，包括天线本体以及馈入部，所述天线本体上开设有开槽，所述开槽将所述天线本体划分为第一辐射部及第二辐射部，所述第一辐射部及所述第二辐射部均接地，所述馈入部的一端电连接至一馈入源，另一端跨过所述开槽，并与所述第一辐射部电连接，以为所述天线本体馈入电流信号。上述天线结构无需设置相应的净空区，便可工作于GPS模态。本发明还提供一种具有该天线结构的电子装置。

Description

天线结构及具有该天线结构的电子装置

技术领域

本发明涉及一种天线结构及具有该天线结构的电子装置。

背景技术

目前穿戴式电子装置，例如智能手表的种类越来越多，尤其是与现代信息技术的结合，使得穿戴式电子装置的功能变得丰富多彩，例如具有通话功能的手表、智能语音手表等等。这些穿戴式电子装置大多需要信号发射、接收装置(例如天线)。然而，随着穿戴式电子装置朝薄型化趋势发展，使得其可容纳天线的空间越来越小。因此，如何在有限的空间内维持天线的传输特性，是天线设计面临的一项重要课题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种天线结构及具有该天线结构的电子装置。

一种天线结构，包括天线本体以及馈入部，所述天线本体上开设有开槽，所述开槽将所述天线本体划分为第一辐射部及第二辐射部，所述第一辐射部及所述第二辐射部均接地，所述馈入部的一端电连接至一馈入源，另一端跨过所述开槽，并与所述第一辐射部电连接，以为所述天线本体馈入电流信号。

一种电子装置，包括上述所述的天线结构。

上述天线结构及具有该天线结构的电子装置通过在天线本体上设置开槽。如此，无需设置相应的净空区，便可使得所述天线本体工作于相应的GPS模态(1.575GHz)。再者，所述天线结构虽然处于金属环绕的环境，然而所述天线结构可将周围的金属，例如壳体及基座作为接地系统，即使得所述天线本体周围的金属元件构成所述天线结构的一部分，进而使得所述天线结构具有良好的辐射效能。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的电子装置的分解示意图。

图2为图1所示电子装置中区域II的放大示意图。

图3为图1所示电子装置的组装示意图。

图4为图1所示电子装置的部分截面示意图。

图5为图1所示电子装置中天线结构的匹配电路的电路图。

图6为图1所示电子装置中天线结构的S参数(散射参数)曲线图。

图7为图1所示电子装置中天线结构的总辐射效率图。

主要元件符号说明

天线结构 100

天线本体 11

顶部 111

底部 112

第一侧部 113

第二侧部 115

开槽 117

第一辐射部 A1

第二辐射部 A2

馈入部 13

连接结构 14

载体 15

匹配电路 17

第一匹配元件 171

第二匹配元件 173

电子装置 200

壳体 21

本体 211

盖体 213

开孔 215

基板 23

馈入源 231

电池 25

散热器 27

摄像模块 29

基座 291

摄像单元 293

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元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。

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、图2及图3，本发明较佳实施例提供一种天线结构100，其可应用于电子装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。所述电子装置200可为手环、智能手表、眼镜、头盔等可穿戴装置，也可以为移动电话、个人数字助理、MP3播放器等电子产品。在本实施例中，以所述电子装置200为一360度摄影装置为例加以说明。

在本实施例中，所述电子装置200的尺寸大致为112.5mm*58mm*35.7mm。所述电子装置200还包括壳体21、基板23(参图4)及至少一电子元件。所述壳体21包括本体211及盖体213。所述本体211由金属等导电材料制成。所述盖体213与本体211相对设置，其形状及结构与所述本体211相对应，用以装设于所述本体211上。在本实施例中，所述盖体213的其中一端部开设有一大致呈圆形的开孔215。

请一并参阅图4，在本实施例中，该基板23为印刷电路板(printed circuitboard,PCB)，其可采用环氧树脂玻璃纤维(FR4)等介电材质制成。所述基板23设置于所述壳体21内。所述基板23上还设置有馈入源231，用以为所述天线结构100馈入电流信号。

在本实施例中，所述电子装置200至少包括三个电子元件。其中三个电子元件可分别为电池25、散热器27及摄像模块29。其中，所述电池25设置于所述基板23的一侧，用以为所述电子装置200进行供电。所述散热器27设置于所述基板23的另一侧，且与所述电池25相对设置。所述散热器27用以为所述电子装置200内的电子元件，例如摄像模块29提供散热。所述摄像模块29设置于所述壳体21内且设置于所述散热器27上，且从所述盖体213的开孔215露出。所述摄像模块29包括基座291及摄像单元293。所述基座291由金属等导电材料制成，其设置于所述散热器27上。所述摄像单元293容置于所述基座291内，且从所述盖体213的开孔215露出。

可以理解，在本实施例中，所述本体211及所述基座291均作为所述天线结构100的地。

请再次参阅图1，所述天线结构100包括天线本体11及馈入部13。所述天线本体11由金属材料制成。在本实施例中，所述天线本体11设置于所述摄像模块29远离所述电池25的一侧，且与所述本体211间隔设置。

所述天线本体11包括顶部111、底部112(参图4)、第一侧部113及第二侧部115。所述顶部111与底部112相对设置。所述第一侧部113及第二侧部115相对设置，且分别连接至所述顶部111及底部112。所述天线本体11上还开设有开槽117。在本实施例中，所述开槽117开设于所述第一侧部113邻近所述顶部111的位置，并沿平行所述底部112且靠近所述第二侧部115的方向延伸。也就是说，所述开槽117仅贯通所述第一侧部113而未隔断所述第二侧部115。

可以理解，在本实施例中，所述开槽117还将所述天线本体11划分为第一辐射部A1及第二辐射部A2。其中，所述开槽117与所述顶部111之间的部分构成所述第一辐射部A1。所述开槽117与所述底部112之间的部分构成所述第二辐射部A2。所述第一辐射部A1及第二辐射部A2均接地。具体的，所述第一辐射部A1大致呈片状。所述第一辐射部A1一端与所述第二辐射部A2通过所述开槽117间隔设置。所述第一辐射部A1远离所述开槽117及所述第二辐射部A2的一侧(即所述顶部111)电连接至所述基座291，以接地。

所述第二辐射部A2大致呈弧形片状，其一端(即所述底部112)垂直设置于所述基板23上，另一端通过所述开槽117与所述第一辐射部A1间隔设置。所述第二辐射部A2与所述本体211间隔设置，且通过一连接结构14电连接至所述本体211，以接地。可以理解，在本实施例中，所述开槽117开设于所述天线本体11的弯折处。所述弯折处位于所述第一辐射部A1及所述第二辐射部A2之间。

在其中一个实施例中，所述连接结构14为导电泡棉，其相对的两个表面分别贴覆于所述第二辐射部A2及本体211上，进而实现所述第二辐射部A2与所述本体211的大面积接触，使得所述第二辐射部A2通过所述连接结构14及所述本体211大面积接地。可以理解，在其他实施例中，所述连接结构14不局限于上述所述的导电泡棉，其还可以包括多个位于不同位置的导线或弹片等连接部。所述连接部用以分别连接所述第二辐射部A2及本体211，进而实现所述第二辐射部A2与所述本体211的电连接。

可以理解，在本实施例中，所述天线本体11为一曲面结构。具体的，所述第一辐射部A1及所述第二辐射部A2均为曲面结构，且两者并非平行设置。所述第一辐射部A1及所述第二辐射部A2之间形成一定夹角。在本实施例中，所述第一辐射部A1与所述第二辐射部A2之间的夹角为钝角。例如，所述第一辐射部A1设置于与所述基板23大致平行的平面。所述第二辐射部A2设置于与所述基板23大致垂直的平面。当然，在其他实施例中，所述天线本体11也可以为一平面结构，即所述第二辐射部A2与所述第一辐射部A1共面设置。

可以理解，请再次参阅图2及图4，在本实施例中，所述开槽117的宽度G大致为0.5mm。所述第一辐射部A1的宽度W大致为7mm，所述第一辐射部A1的长度L大致为22mm。所述第二辐射部A2的高度H大致为6.4mm(参图4)。

可以理解，请再次参阅图4，在其他实施例中，所述天线结构100还包括载体15，所述载体15设置于所述本体211内。所述天线本体11可通过激光直接成型(Laser DirectStructuring，LDS)技术形成于所述载体15上，以使得所述载体15承载所述天线本体11。

所述馈入部13设置于所述本体211内。所述馈入部13大致呈条状。所述馈入部13的一端电连接至所述馈入源231，另一端跨过所述开槽117，并穿过所述载体15，并电连接至所述第一辐射部A1。在本实施例中，所述馈入部13是电连接至所述第一辐射部A1靠近所述第二侧部115的一端，而非电连接至所述第一辐射部A1靠近所述第一侧部113的一端。即所述馈入部13是电连接至所述第一辐射部A1靠近其连接至所述第二辐射部A2的一侧，而非电连接至所述第一辐射部A1靠近所述开槽117的开路端一侧。

可以理解，在本实施例中，所述馈入部13和所述第二侧部115之间的距离小于所述馈入部13和所述第一侧部113之间的距离。

请一并参阅图5，可以理解，在本实施例中，所述天线结构100还包括匹配电路17。所述匹配电路17设置于所述基板23上，其一端电连接所述馈入源231，另一端电连接至所述馈入部13，用以优化所述天线结构100的阻抗匹配。

在本实施例中，所述匹配电路17包括第一匹配元件171及第二匹配元件173。所述第一匹配元件171的一端电连接至所述馈入源231，另一端电连接至所述馈入部13。所述第二匹配元件173的一端电连接至所述馈入源231与所述第一匹配元件171之间，另一端接地。

在本实施例中，所述第一匹配元件171为一电容。所述第二匹配元件173为一电感。所述第一匹配元件171的电容值为1.6pF。所述第二匹配元件173的电感值为3nH。当然，在其他实施例中，所述第一匹配元件171及所述第二匹配元件173不局限于上述所述的电容及电感，其还可为其他的电感、电容或其组合。

可以理解，当电流自所述馈入源231馈入后，一部分电流将通过所述馈入部13直接馈入至所述第一辐射部A1，另外一部分电流将通过所述馈入部13耦合至所述开槽117的边缘，以使得所述天线本体11构成一全球定位系统(Global Positioning System，GPS)天线，进而激发出相应的GPS模态(1.575GHz)。

请一并参阅图6，为所述天线结构100的S参数(散射参数)曲线图。请一并参阅图7，为所述天线结构100的总辐射效率图。其中，当所述天线结构100工作于所述GPS模态时，其总辐射效率为56.3％(-2.49dB)。另外，通过实验证明，当所述天线结构100工作于所述GPS模态时，其辐射场型向上，符合GPS天线需求。

显然，本发明的天线结构100及具有该天线结构100的电子装置200通过在天线本体11上设置开槽117。如此，无需设置相应的净空区，便可使得所述天线本体11工作于相应的GPS模态(1.575GHz)。再者，所述天线结构100虽然处于金属环绕的环境，然而所述天线结构100可将周围的金属，例如壳体21及基座291作为接地系统，即使得所述天线本体11周围的金属元件构成所述天线结构100的一部分，进而使得所述天线结构100具有良好的辐射效能。

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 (12)

1.一种天线结构，其特征在于：所述天线结构应用于电子装置，所述电子装置包括壳体及摄像模块，所述壳体包括本体及盖体，所述本体由金属材料制成，所述摄像模块设置于所述壳体内，所述摄像模块包括基座，所述基座由金属材料制成，所述本体及所述基座为所述天线结构的地，所述天线结构包括天线本体以及馈入部，所述天线本体上开设有开槽，所述开槽将所述天线本体划分为第一辐射部及第二辐射部，所述第一辐射部电连接至所述基座，所述第二辐射部电连接至所述本体，所述馈入部的一端电连接至一馈入源，另一端跨过所述开槽，并与所述第一辐射部电连接，以为所述天线本体馈入电流信号。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述第一辐射部及所述第二辐射部均为曲面结构，所述开槽开设于所述天线本体的弯折处，所述弯折处位于所述第一辐射部及所述第二辐射部之间，所述第一辐射部及所述第二辐射部并非平行，所述第一辐射部及所述第二辐射部之间的夹角为钝角。

3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线本体包括顶部、底部、第一侧部及第二侧部，所述顶部与所述底部相对设置，所述第一侧部与第二侧部相对设置，且分别连接至所述顶部及所述底部，所述开槽开设于所述第一侧部邻近所述顶部的位置，并沿平行所述底部且靠近所述第二侧部的方向延伸，所述开槽与所述顶部之间的部分构成所述第一辐射部，所述开槽与所述底部之间的部分构成所述第二辐射部。

4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：所述馈入部和所述第二侧部之间的距离小于所述馈入部和所述第一侧部之间的距离。

5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：当电流自所述馈入源馈入后，一部分电流通过所述馈入部直接馈入至所述第一辐射部，另外一部分电流通过所述馈入部耦合至所述开槽的边缘，以使得所述天线本体构成GPS天线，进而激发出相应的GPS模态。

6.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述天线结构还包括匹配电路，以优化所述天线结构的阻抗匹配，所述匹配电路包括第一匹配元件及第二匹配元件，所述第一匹配元件的一端电连接至所述馈入源，另一端电连接至所述馈入部，所述第二匹配元件的一端电连接至所述馈入源与所述第一匹配元件之间，另一端接地。

7.一种电子装置，包括如权利要求1-6中任一项所述的天线结构。

8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于：所述电子装置还包括连接结构，所述第二辐射部与所述本体间隔设置，所述连接结构为导电泡棉，所述连接结构的相对的两个表面分别贴覆于所述第二辐射部及所述本体上，进而实现所述第二辐射部与所述本体的大面积接触。

9.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于：所述电子装置还包括连接结构，所述连接结构包括多个位于不同位置的连接部，所述连接部用以分别连接所述第二辐射部及本体，以实现所述第二辐射部与所述本体的大面积接触。

10.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于：所述电子装置还包括载体，所述载体承载所述天线本体，所述馈入部跨过所述开槽，并穿过所述载体，并电连接至所述第一辐射部。

11.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于：所述电子装置还包括基板、电池及散热器，所述基板设置于所述本体内，所述馈入源设置于所述基板上，所述电池设置于所述基板的一侧，所述散热器设置于所述基板的另一侧，且与所述电池相对设置，所述摄像模块设置于所述散热器上，所述天线本体设置于所述摄像模块远离所述电池的一侧，且与所述本体间隔设置。

12.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于：所述摄像模块还包括摄像单元，所述摄像单元容置于所述基座内，所述盖体盖设于所述本体上，且开设有开孔，所述开孔与所述摄像单元相应，以使得所述摄像单元从所述开孔露出。

Images