CN110998972B - 天线装置及终端 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种天线装置包括第一馈电支路、第二馈电支路及连接在第一馈电支路和第二馈电支路之间的辐射体。第一馈电支路包括第一馈点和电连接在第一馈点和辐射体之间的第一滤波电路，第一馈点用于馈入第一频段的信号。第二馈电支路包括第二馈点和电连接在第二馈点和辐射体之间的第二滤波电路，第二馈点用于馈入第二频段的信号。第一滤波电路用于使得第一频段的信号通过，且对第二频段的信号接地。第二滤波电路用于使得第二频段的信号通过，且对第一频段的信号接地。本申请的天线装置具有良好的匹配状态，具有多频性能，扩展了天线的带宽，能够应用于多频终端。本申请实施例还提供了一种终端。

Description

天线装置及终端
技术领域
本申请涉及天线技术领域，具体涉及一种Loop(环)天线装置。
背景技术
Loop(环)天线被广泛应用在移动终端产品上，传统Loop天线包括一个馈点和一个接地点，这样不同频段的信号(例如高频、低频)通过同一个匹配电路实现匹配。当调整低频频率范围的时候，高频阻抗位置会产生变化，同样，调整高频频率范围的时候，低频阻抗位置亦会产生变化。无法消除高频匹配对低频信号的影响，也无法消除低频匹配对高频信号的影响，从而无法将天线匹配到最佳状态。
发明内容
本申请实施例提供一种天线装置，具有良好的匹配状态，实现更宽的带宽。
一方面，本申请实施例提供一种天线装置，包括：第一馈电支路、第二馈电支路及连接在所述第一馈电支路和所述第二馈电支路之间的辐射体；
所述第一馈电支路包括第一馈点和电连接在所述第一馈点和所述辐射体之间的第一滤波电路，所述第一馈点用于馈入第一频段的信号；
所述第二馈电支路包括第二馈点和电连接在所述第二馈点和所述辐射体之间的第二滤波电路，所述第二馈点用于馈入第二频段的信号；
所述第一滤波电路用于使得所述第一频段的信号通过，且对所述第二频段的信号接地；
所述第二滤波电路用于使得所述第二频段的信号通过，且对所述第一频段的信号接地。
通过设置所述第一滤波电路和所述第二滤波电路，所述第一滤波电路通过所述第一馈点馈入的第一频段的信号，并阻挡所述第二馈点馈入的第二频段的信号，所述第二滤波电路通过所述第二馈点馈入的第二频段的信号，并阻挡所述第一馈点馈入的第一频段的信号，使得天线装置相当于在一个辐射体上实现了两个不同频段范围(例如低频和高频)等效天线的功能，具有良好的匹配状态，具有多频性能，扩展了天线的带宽，能够应用于多频终端。
一种实施方式中，所述第一馈电支路还包括电连接在所述第一馈点和所述第一滤波电路之间的第一匹配电路，用于调整所述第一频段的信号的谐振频率；所述第二馈电支路还包括电连接在所述第二馈点和所述第二滤波电路之间的第二匹配电路，用于调整所述第二频段的信号的谐振频率。
通过设置第一匹配电路和第二匹配电路，使得第一频段和第二频段的信号经过不同的匹配电路进行匹配，不会造成不同频段信号(例如高、低频)之间的互相干扰，能拓宽天线的带宽，实现多频性能。
一种实施方式中，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路对称设置在一条中心线的两侧，所述辐射体以所述中心线为中心呈对称分布的架构。具体而言，所述辐射体包括第一区、第二区和第三区，所述第一区和所述第三区设置于所述第二区相对的两侧，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路电连接至所述第二区，且所述中心线为第二区的中心线，第一区和第三区对称分布在第二区的两侧。通过上述设置，使得辐射体也可以为沿第二区对称的结构，结合第一馈电支路和第二馈电支路沿中心线对称，使得中心线通过辐射体的第二区的中点，天线装置呈整体沿中心线对称的结构，结构简单，便于实施。
通过上述设置，便于在终端上布置第一馈电支路和第二馈电支路的位置，使得终端的芯片电连接到第一馈电支路和的馈线的长度可以预先确定，便于调节天线装置的阻抗匹配。
一种实施方式中，所述第一馈电支路包括第一电感、第二电感、第三电感、第一电容及第二电容，所述第二电感串连在所述第一馈点和地之间，所述第一电感和所述第三电感依次串连在所述第二电感远离地的一端和地之间，所述第一电容和所述第二电容依次串连在所述第三电感远离地的一端和地之间，所述辐射体电连接至所述第二电容远离地的一端，所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感形成所述第一匹配电路，所述第一电容和所述第二电容形成所述第一滤波电路。
通过上述设置，实现一种实施方式的第一滤波电路通过第一频段的信号并阻挡第二频段的信号的功能，并且实现一种实施方式的第一匹配电路进行阻抗匹配的功能。当然，本申请的第一滤波电路和第一匹配电路的具体架构不限于上述实施方式。
一种实施方式中，所述第二馈电支路包括第三电容、第四电容、第四电感及第五电感，所述第三电容串联在所述第二馈点和地之间，所述第四电感串联在所述第三电容远离地的一端和地之间，所述第四电容和所述第五电感依次串联在所述第四电感远离地的一端和地之间，所述第三电容形成所述第二匹配电路，所述第四电感、所述第四电容和所述第五电感形成所述第二滤波电路。
同样然，本申请的第二滤波电路和第二匹配电路的具体架构不限于上述实施方式。
一种实施方式中，所述辐射体包括第一区、第二区和第三区，所述第一区和所述第三区设置于所述第二区相对的两侧，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路电连接至所述第一区。具体而言，第一馈电支路和第二馈电支路对称分布在第一中心线的两侧，辐射体以第二中心线为中心呈对称分布架构，第一中心线偏离第二中心线，二者不共线，使得天线装置形成偏置的馈电结构。
通过上述设置，避开在终端上布局时的元器件的位置，使得天线装置的布置更为灵活。
一种实施方式中，所述天线装置还包括第一开关及至少一条接地支路，所述至少一条接地支路并联在所述第一开关和地之间，所述第一开关电连接至所述辐射体，且设置于所述辐射体上靠近所述第二馈电支路的一侧，所述第一开关与所述至少一条接地支路配合以实现切换所述第一频段的信号的电长度。
通过设置第一开关，使得第一开关与至少一条接地支路配合可以实现切换所述第一频段的信号的电长度。
一种实施方式中，每条所述接地支路上均设置有阻抗元件，用于调节所述辐射体的电长度。
通过设置第一开关、接地支路及阻抗元件，可以拓展第一频段的带宽。
一种实施方式中，所述天线装置还包括辐射分支、第二开关、第一接地支路和至少一条第二接地支路，所述第一接地支路串接在所述第二开关和所述第二滤波电路之间，所述至少一条第二接地支路并联在所述第二开关和地之间，所述辐射分支电连接至所述第二滤波电路之与所述第一接地支路连接的一端。
通过第二开关与第一接地支路或至少一条第二接地支路的配合，能实现多种天线装置工作模式，使得天线装置具备多频性能，并且可调节高频和低频的谐振频率。
一种实施方式中，所述辐射分支与所述辐射体间隔设置，所述辐射分支的物理电长度小于所述辐射体的物理电长度。
设置辐射分支的物理电长度小于辐射体的物理电长度，能满足对于第二频段的信号的辐射要求。为了避免辐射互相干扰，辐射分支应与辐射体间隔一定距离，以保证足够的天线隔离度。
一种实施方式中，所述第一馈电支路包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第三电感及第四电感，所述第二电容串联在所述第二馈点和地之间，所述第二电感串联在所述第二电容远离地的一端和地之间，所述第一电容、所述第一电感和所述第三电感依次串联在所述第二电感远离地的一端和地之间，所述第四电感和所述第三电容依次串联在所述第三电感远离地的一端和地之间，所述辐射体电连接至所述第四电感远离地的一端，所述第一电容、所述第二电容、所述第一电感和所述第二电感形成所述第一匹配电路，所述第三电容、所述第三电感和所述第四电感形成所述第一滤波电路。
通过上述设置，实现第一滤波电路通过第一频段的信号并阻挡第二频段的信号的功能，并且实现第一匹配电路进行阻抗匹配的功能。
一种实施方式中，所述第二馈电支路包括第四电容、第五电容、第五电感、第六电感及第七电感，所述第五电感串联在所述第二馈点和地之间，所述第四电容、所述第五电容和所述第七电感依次串联在所述第五电感远离地的一端和地之间，所述第六电感并联在所述第五电容两端，所述辐射体电连接至所述第七电感远离地的一端，所述第四电容和所述第五电感形成所述第二匹配电路，所述第五电容、所述第六电感和所述第七电感形成所述第二滤波电路。
通过上述设置，实现第二滤波电路通过第二频段的信号并阻挡第一频段的信号的功能，并且实现第二匹配电路进行阻抗匹配的功能。
一种实施方式中，天线装置还包括双工器，所述双工器包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口，所述第一输出端口被配置为所述第一馈点，所述第二输出端口被配置为所述第二馈点，所述第一滤波电路电连接至所述第一输出端口，所述第二滤波电路电连接至所述第二输出端口，所述天线装置还包括一总馈点，所述总馈点电连接至所述输入端口。
配置的双工器，减少了馈点数量，有利于终端的内部元器件空间布局。
另一方面，本申请实施例还提供了一种终端，包括主板和前一方面的任意一项实施方式所述的天线装置，所述天线装置的第一馈电支路和第二馈电支路设置于所述主板上。
通过将天线装置的第一馈电支路和第二馈电支路设置于所述主板上，有利于本申请的实施。
一种实施方式中，还包括金属边框，所述天线装置的辐射体的至少一部分配置为所述金属边框，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路分别电连接至所述金属边框。
一种实施方式中，所述终端包括USB接口，所述金属边框被配置为所述USB接口一侧的边框。
通过上述设置，使得天线装置没有其他金属屏蔽，使得天线装置不需考虑净空的问题。
一种实施方式中，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路分别设置于所述USB接口的两侧。
通过上述设置，使得天线装置相对于USB接口对称设置，结构简单。
一种实施方式中，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路设置于所述USB接口的同侧。
通过上述设置，给其他元器件留出了布置空间，结构更为灵活。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1-1是本申请的第一实施例提供的天线装置的结构示意图。
图1-2是图1-1的天线装置的一个等效天线的结构示意图。
图1-3是图1-1的天线装置的另一个等效天线的结构示意图。
图1-4是图1-1的天线装置的一种实施方式的电路结构示意图。
图1-5是图1-1的一种实施方式的天线装置的辐射体分区示意图。
图1-6是图1-1的另一种实施方式的天线装置的辐射体分区示意图。
图1-7是图1-1的天线装置的S11(输入回波损耗)示意图。
图1-8是图1-1的天线装置处于0.5λ谐振模式的基本电流分布示意图。
图1-9是图1-1的天线装置处于匹配产生的0.5λ谐振模式的基本电流分布示意图。
图1-10是图1-1的天线装置处于1λ谐振模式的基本电流分布示意图。
图1-11是图1-1的天线装置处于1.5λ谐振模式的基本电流分布示意图。
图1-12是图1-1的天线装置处于2.0λ谐振模式的基本电流分布示意图。
图1-13是图1-1的天线装置处于2.5λ谐振模式的基本电流分布示意图。
图1-14是将图1-1的一种实施方式的天线装置设置于终端内，显示了终端的局部结构示意图。
图1-15是图1-14的平面示意图。
图1-16是将图1-1的另一种实施方式的天线装置设置于终端内，显示了终端的局部结构示意图。
图1-17是图1-16的平面示意图。
图1-18是本申请一种实施方式提供的天线装置的S11(输入回波损耗)示意图。
图2-1是本申请第二实施例提供的一种天线装置的结构示意图。
图2-2是图2-1中的天线装置的S11(输入回波损耗)示意图。
图3-1是本申请第三实施例提供的一种天线装置的结构示意图。
图4-1是本申请第四实施例提供的一种天线装置的电路结构示意图。
图4-2是图4-1所示的天线装置的S11(输入回波损耗)示意图。
图5-1是本申请第五实施例提供的天线装置电路结构示意图。
图5-2是图5-1所示的天线装置的S11(输入回波损耗)示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请涉及一种天线装置，应用在终端内，终端可以为手机、平板、家庭网关等，天线装置为Loop天线(环天线)。天线装置可以用于GSM、LTE、WCDMA等类型天线，也可以用在GPS，WIFI，5G，WIMAX等频段上。
图1-1是本申请的第一实施例提供的天线装置的结构示意图，天线装置包括第一馈电支路k11、第二馈电支路k12及连接在所述第一馈电支路k11和所述第二馈电支路k12之间的辐射体13。所述第一馈电支路k11包括第一馈点10和电连接在所述第一馈点10和所述辐射体13之间的第一滤波电路12，所述第一馈点10用于馈入第一频段的信号。一种实施方式中，所述第一馈电支路k11还包括第一匹配电路11，所述第一匹配电路11电连接在所述第一馈点10和所述第一滤波电路12之间，所述第一匹配电路11用于调整所述天线装置的阻抗，使其达到对于第一频段的信号的辐射的谐振状态，其它实施方式中，第一匹配电路11也可以集成在第一滤波电路12中。所述第二馈电支路k12包括第二馈点16和电连接在所述第二馈点16和所述辐射体13之间的第二滤波电路14，所述第二馈点16用于馈入第二频段的信号，一种实施方式中，所述第二馈电支路k11还包括第二匹配电路15，所述第二匹配电路15电连接在所述第二馈点16和所述第二滤波电路14之间，所述第二匹配电路15用于调整所述天线装置的阻抗，使其达到对于第二频段的信号的辐射的谐振状态，其它实施方式中，第二匹配电路15也可以集成在第二滤波电路14中。所述第一滤波电路12用于使得所述第一频段的信号通过，且对所述第二频段的信号接地，所述第二滤波电路14用于使得所述第二频段的信号通过，且对所述第一频段的信号接地。第一频段和第二频段和频率不同，例如：第一频段为低频信号，第二频率为高频信号。
一种实施方式中，所述辐射体13包括第一端和第二端，所述辐射体13第一端电连接至所述第一馈电支路k11，所述辐射体13第二端电连接至所述第二馈电支路k12。具体的，所述辐射体13第一端电连接至所述第一滤波电路12，所述辐射体13第二端电连接至所述第二滤波电路14。通过辐射体13与第一馈电支路k11和第二馈电支路k12的连接，形成了耦合环天线架构。
由于设置了所述第一滤波电路12和所述第二滤波电路14，所述第一馈点10馈入的第一频段的信号能够通过第一滤波电路12，第一滤波电路12阻挡所述第二馈点16馈入的第二频段的信号通过，且使第二频段的信号接地；所述第二馈点16馈入的第二频段的信号能够通过所述第二滤波电路14，第二滤波电路14阻挡所述第一馈点10馈入的第一频段的信号通过，且使第一频段的信号接地。藉此，本申请的天线装置相当于在一个辐射体13上实现了两个频段范围的等效天线的功能，具有良好的匹配状态，具有多频性能，扩展了天线的带宽，能够应用于多频终端。图1-2是图1-1的天线装置的一个等效天线的结构示意图，图1-3是图1-1的天线装置的另一个等效天线的结构示意图。参见图1-1和图1-2，所述第一馈电支路k11的第一馈点10馈入第一频段的信号，第一频段的信号经过第一匹配电路11匹配后能够通过第一滤波器12，但无法通过第二滤波器14，第二滤波器14对第一频段的信号接地，第一馈点10馈入射频信号对辐射体13进行激励，使得辐射体13产生向周围空间辐射的电磁波，实现发射第一频段信号的天线功能。参见图1-1和图1-3，所述第二馈电支路k12的第二馈点16馈入第二频段的信号，第二频段的信号经过第二匹配电路15匹配后能够能过第二滤波器14，但无法通过第一滤波器12，第一滤波器12对第二频段的信号接地，第二馈点16馈入射频信号对辐射体13进行激励，使得辐射体13产生向周围空间辐射的电磁波，实现发射第二频段信号的天线功能。
通过设置第一匹配电路11和第二匹配电路15，使得第一频段和第二频段的信号经过不同的匹配电路进行匹配，不会造成高低频之间的互相干扰，能拓宽天线的带宽，实现多频性能。
一种实施方式中，所述第一馈电支路k11和所述第二馈电支路k12对称设置在一条中心线的两侧。具体的，参见图1-1，设一中心线A1，中心线A1的位置也可以根据天线装置的不同具体实施方式进行调整。第一馈电支路k11和第二馈电支路k12设置成对称于中心线A1的型式，便于在终端上设计容纳第一馈电支路k11和第二馈电支路k12的位置，另外，使得终端的芯片(图中未示出)电连接到第一馈电支路k11和第二馈电支路k12的馈线的长度可以预先确定，便于调节天线装置的阻抗匹配。
图1-4是天线装置的电路结构示意图，所述第一馈电支路k11包括第一电感111、第二电感112、第三电感113、第一电容121及第二电容122，所述第二电感112串连在所述第一馈点10和地之间，所述第一电感111和所述第三电感113依次串连在所述第二电感112远离地的一端和地之间，所述第一电容121和所述第二电容122依次串连在所述第三电感113远离地的一端和地之间，所述辐射体13电连接至所述第二电容122远离地的一端，所述第一电感111、所述第二电感112和所述第三电感113形成所述第一匹配电路11，所述第一电容121和所述第二电容122形成所述第一滤波电路12。
进一步的，所述第二馈电支路k12包括第三电容151、第四电容141、第四电感142及第五电感143，所述第三电容151串联在所述第二馈点16和地之间，所述第四电感142串联在所述第三电容151远离地的一端和地之间，所述第四电容141和所述第五电感143依次串联在所述第四电感142远离地的一端和地之间，所述第三电容151形成所述第二匹配电路15，所述第四电感142、所述第四电容141和所述第五电感143形成所述第二滤波电路14。
图1-4中的电路原理是：基于交流电信号具有相幅特性，而电容电感在不同的频率下具有不同的频率响应特性，第一馈点10馈入第一频段的电流信号的频率低于第二馈点16馈入的第二频段的电流信号的频率，第一电感111和第一电容121可以让频率低的第一频段的信号通过，在辐射体13上产生谐振后，电流流经第四电容141和第三电容151后接地，形成如图1-2所示的天线装置的等效天线的效果。第二馈点16馈入第二频段的电流信号，第四电容141可以让频率高的第二频段的信号通过，在辐射体13上产生谐振后，电流流经第二电容122处接地，形成如图1-3所示的天线装置的等效天线的效果；为了调节电流信号的频率范围，达到阻抗匹配的要求，需要设置接地的第二电感112、第三电感113、第二电容122、第三电容151、第四电感142和第五电感143的旁路电容和旁路电感，用于将天线装置的阻抗匹配调节到理想状态。
本申请不限制图1-4中的各个电容和电感的具体取值，但为更便于理解，提供一种优选的实施方式，如图1-4中所标注，第一电感111的电感值为1nH，第二电感112的电感值为6.8nH，第三电感113的电感值为6.8nH，第一电容121的电容值为22pF，第二电容122的电容值为9pF，第三电容151的电容值为1.5pF，第四电容141的电容值为1.5pF，第四电感142的电感值为3nH，第五电感143的电感值为2nH。
本实施例中，第一馈电支路k11内的第一匹配电路11和第一滤波电路12，第二馈电支路k12内的第二匹配电路15和第二滤波电路14可以由集总参数元件形成。在其他实施例中，第一馈电支路k11内的第一匹配电路11和第一滤波电路12，第二馈电支路k12内的第二匹配电路15和第二滤波电路14也可由集成器件形成，如此可减小天线装置的结构复杂性。集总参数元件或集成器件可以选择的范围为：电容值的范围为：0.3-100pF；电感值的范围为：0.5-100nH。
图1-5是一种实施方式的天线装置的辐射体分区示意图。一种实施方式中，所述辐射体13包括第一区B1、第二区B2和第三区B3，所述第一区B1和所述第三区B3设置于所述第二区B2相对的两侧，所述第一馈电支路k11和所述第二馈电支路k12电连接至所述第二区B2。
具体而言，第一区B1、第二区B2和第三区B3在辐射体13上连续延伸，第一区B1、第二区B2和第三区B3相邻的分区之间的间距相等，并且该间距可以为零。第一馈电支路k11和第二馈电支路k12电连接至第二区B2，使得天线装置形成在辐射体13中部馈电的结构。从而使得辐射体13也可以为沿第二区B2对称的结构，结合第一馈电支路k11和第二馈电支路k12沿中心线A1对称，使得中心线A1通过辐射体13的第二区B2的中点，天线装置呈整体沿中心线A1对称的结构，结构简单，便于实施。
图1-6是另一种实施方式的天线装置的辐射体分区示意图。与图1-5所示的实施方式的结构基本相同，不同的是，所述第一馈电支路k11和所述第二馈电支路k12电连接至所述第一区B1。
具体而言，第一馈电支路k11和第二馈电支路k12沿第一中心线A1对称，辐射体13沿第二区B2的第二中心线A2对称，第一馈电支路k11和第二馈电支路k12电连接至第一区B1，使得第一中心线A1偏离第二中心线A2，且第一中心线A1和第二中心线A2不共线，使得天线装置形成偏置的馈电结构，即第一馈电支路k11和第二馈电支路k12相对辐射体13偏置设置。此结构可以避开在终端上布局时的元器件的位置，使得天线装置的布置更为灵活。
所述辐射体13的形状可以为环形，在本实施例中，所述辐射体13的形状类似呈平行四边形，具体的，请继续参考图1-1，所述辐射体13包括依次连接的第一段131、第二段132、第三段133、第四段134和第五段135，所述第一段131与所述第五段135的延伸方向相同，所述第一段131与所述第三段133的延伸方向相同，所述第二段132与所述第四段134的延伸方向相同，所述第一段131电连接至所述第一滤波电路12，所述第五段135电连接至所述第二滤波电路14。进一步的，所述第一段131与所述第二段132的延伸方向大约垂直，使得所述辐射体13的形状类似呈矩形。一种实施例中，所述第一段131和所述第五段135的长度相等，所述第一段131、所述第二段132与所述第五段135、所述第四段134相对所述第三段133的中点的垂线轴对称。其他实施例中，所述第一段13与所述第五段135的长度不相等，所述第二段132和所述第四段134相对所述第三段133的中点的垂线轴对称。通过上述设置，使得天线装置的结构趋于简化，能更好的发挥辐射性能。
辐射体13的电气长度与信号的波长相关，具体而言，辐射体13的长度为第一段131、第二段132、第三段133、第四段134和第五段135的电气长度之和。第一馈点10馈入第一频段的信号或第二馈点16馈入第二频段的信号，并使天线装置达到匹配状态时，在辐射体13上形成谐振频率的电磁波信号的波长为λ，由于辐射体13的电气长度确定，在辐射体13上将产生多个谐振频率的频点，将谐振时各个不同的谐振频点称为谐振模式，天线装置具有多个不同的谐振模式。
举例而言，在0-3GHz的频带内可以激励出6个基本的天线谐振，分别是0.5λ谐振模式、匹配产生的0.5λ谐振模式、1λ谐振模式、1.5λ谐振模式、2.0λ谐振模式和2.5λ谐振模式，图1-7是图1-1的天线装置的S11示意图，在低频时0.5λ谐振模式的谐振频点为LB1，0.5λ匹配谐振模式的谐振频点为LB2，在中频时1λ谐振模式的谐振频点为MB1、1.5λ谐振模式的谐振频点为MB2，在高频时2.0λ谐振模式的谐振频点为HB1和2.5λ谐振模式的谐振频点为HB2，0.5λ谐振模式、匹配产生的0.5λ谐振模式、1λ谐振模式、1.5λ谐振模式、2.0λ谐振模式和2.5λ谐振模式的谐振频点LB1、LB2、MB1、MB2、HB1和HB2的频率依次增大，实现了天线的多频功能。
图1-8至图1-13分别是6个基本的天线谐振的基本电流分布示意图，参见图1-8，图中省略了第一滤波电路12以及第一匹配电路11，是天线装置处于0.5λ谐振模式的基本电流分布示意图，第一馈点10馈入λ波长的电磁波，激励辐射体103上产生谐振，谐振时的电磁波所对应的波长为0.5λ，产生谐振时辐射体103上的电流呈沿某点反向流动的特性，图中所述电流反向点指：在辐射体103上的某点，由于两反向电流产生的磁场的相互叠加作用，得到总的垂直方向的磁场分布相对于单根偶极子天线产生的磁场而言，磁场强度更高，磁场均匀性更好，即当辐射体13的电流分布在电流反向点处呈电流反向流动的特性时，天线装置处于谐振状态。在0.5λ谐振模式中，当辐射体13呈完全对称状态时，电流反向点的位置大约位于辐射体13的第三段113的中点位置，辐射体13所产生的磁场沿电流反向点对称，当然，在实际终端产品上，辐射体13往往并不处于完全对称状态，或者辐射体13不是均匀尺寸以及匹配电路不同时，电流反向点的位置会产生变化。
图1-9是天线装置处于匹配产生的0.5λ谐振模式的基本电流分布示意图，图中省略了第一滤波电路12以及第一匹配电路11，与图1-8所示出的0.5λ谐振模式类似，不同的是，第一馈点10馈入的电磁波信号对辐射体13进行激励时，通过调节匹配改变天线的输入阻抗特性，使电磁波信号产生延迟效应，使得电流反向点的位置发生偏移，使得0.5λ谐振模式的谐振频率大于0.5λ谐振模式的谐振频率，结合图1-7所示，0.5λ谐振模式的谐振频率的频点LB1在横坐标上更靠近0.7GHz，匹配产生的0.5λ谐振模式的谐振频率的频点LB2在横坐标上更靠近0.96GHz，并且大于0.5λ谐振模式的谐振频率的频点LB1。
图1-10是天线装置处于1λ谐振模式的基本电流分布示意图，图中省略了第二滤波电路14以及第二匹配电路15，与图1-8所示出的0.5λ谐振模式类似，不同的是，第二馈点16馈入λ波长的电磁波信号，谐振时的电磁波所对应的波长为1λ，激励辐射体13上产生的电流反向点为2个，2个电流反向点的位置大约位于辐射体13的第二段112和第四段114的中点位置，结合图1-7所示，1λ谐振模式的谐振频率的频点MB1在横坐标上更靠近1.7GHz，并且大于匹配产生的0.5λ谐振模式的谐振频率的频点LB2。
图1-11是天线装置处于1.5λ谐振模式的基本电流分布示意图，图中省略了第二滤波电路14以及第二匹配电路15，与图1-10所示出的1λ谐振模式类似，不同的是，第二馈点16馈入λ波长的电磁波信号，谐振时的电磁波所对应的波长为1.5λ，激励辐射体13上产生的电流反向点为3个，3个电流反向点的位置大约位于辐射体13的第一段131、第三段113和第五段135的中点位置，结合图1-7所示，1.5λ谐振模式的谐振频率的频点MB2在横坐标上更靠近2.2GHz，并且大于1λ谐振模式的谐振频率的频点MB1。
图1-12是天线装置处于2.0λ谐振模式的基本电流分布示意图，图中省略了第二滤波电路14以及第二匹配电路15，与图1-10所示出的1λ谐振模式类似，不同的是，第二馈点16馈入λ波长的电磁波信号，谐振时的电磁波所对应的波长为2.0λ，激励辐射体13上产生的电流反向点为4个，4个电流反向点的位置大约位于辐射体13的第一段131、第三段113和第五段135上，并且4个电流反向点沿辐射体13的延伸长度大约相同，结合图1-7所示，2.0λ谐振模式的谐振频率的频点HB1在横坐标上更靠近2.7GHz，并且大于1.5λ谐振模式的谐振频率的频点MB2。
图1-13是天线装置处于2.5λ谐振模式的基本电流分布示意图，图中省略了第二滤波电路14以及第二匹配电路15，与图1-10所示出的1λ谐振模式类似，不同的是，第二馈点16馈入λ波长的电磁波信号，谐振时的电磁波所对应的波长为2.5λ，激励辐射体13上产生的电流反向点为5个，5个电流反向点的位置大约位于辐射体13的第一段131、第二段112、第三段113、第四段114和第五段135上，并且5个电流反向点沿辐射体13的延伸长度大约相同，结合图1-7所示，2.5λ谐振模式的谐振频率的频点HB2在横坐标上更靠近3GHz，并且大于2.0λ谐振模式的谐振频率的频点HB1。
图1-14是一种实施方式的天线装置设置于终端内，显示了终端的局部结构示意图，终端包括底板01和主板02，主板02层叠设置于底板01上，主板02侧边还设有USB接口021，天线装置的第一馈电支路k11和第二馈电支路k12设置于主板021上，并且，第一馈电支路k11设置于USB接口021的左侧，第二馈电支路k12设置于USB接口021的右侧，天线装置的辐射体13设置于USB接口021一侧。具体的，第一段131平行于主板02所在的平面并设置于USB接口021左侧，第一段131与主板所在平面具有相对的高度，第二段132与第一段131延伸的方向大约垂直，并大约平行于主板02所在平面，第三段133与第二段132延伸的方向大约垂直，第二段132连接在第三段133的其中一端，第三段133大约垂直于主板02所在平面，第四段134与第三段133延伸的方向大约垂直，并大约平行于主板02所在平面，第四段134连接在第三段133相对的另一端，第五段135与第四段134延伸的方向大约垂直，并大约平行于主板02所在平面，第五段135位于USB接口021右侧，并且第五段135与第一段131大约处于同一平面内。如此设置，使得天线装置相对于USB接口021对称设置，结构简单。
一并参见图1-14和图1-15，图1-15是图1-14的平面示意图，第一馈电支路k11电连接有第一触点1313，第二馈电支路k12电连接有第二触点1353，辐射体13上的第一段131与第一触点1313电连接，第五段135与第二触点1353电连接，具体的，第一段131与第一触点1313之间可通过第一弹片1312电连接，第五段135与第二触点1353之间可通过第二弹片1352电连接。由于辐射体13第一段131和第五段135高于主板02所在的平面，可设置第一弹片1312和第二弹片1312呈垂直于主板02所在的平面，如此，使得辐射体13与第一馈电支路k11和第二馈电支路k12之间具有足够的距离，使得第一馈电支路k11和第二馈电支路k12在主板02上的电流流动产生的辐射不会干扰到辐射体13的辐射特性。
终端上的USB接口021需留置出空间面向终端之外，故在辐射体13的第三段133对应于USB接口021的位置开设第一通孔1331，同时，由于需设置耳机、麦克风接口或其他接口，在第三段133上还开设有第二通孔1332，为使辐射体13的辐射特性保持与结构均匀的辐射体13的辐射特性偏离不至于过大，在第一段131上设置第一方块1311，在第五段135上设置第二方块1351，第一方块1311相当于在第一段131上沿平行于主板02所在的平面突出一块，第二方块1351相当于在第五段135上沿平行于主板02所在的平面突出一块，在第一方块1311的位置还电连接一伸出块1314，伸出块1314与主板02处于同一平面，第一方块1311、第二方块1353及伸出块1314的设置，可调节天线装置的辐射特性。
图1-16是另一种实施方式的天线装置设置于终端内，显示了终端的局部结构示意图，图1-17是图1-16的平面示意图，本实施方式中的天线装置设置于终端内的结构与前一实施方式中的基本相同，不同的是，第一馈电支路k11和第二馈电支路k12布置于USB接口021的同侧。由于终端的元器件众多，为了给其他元器件留出布置空间，将第一馈电支路k11和第二馈电支路k12设置于USB接口021的同一侧，结构更为灵活。
与前一实施方式中的天线装置类似，本实施方式中的辐射体13上也设有用于调谐的方块(仅以图1-14中标号1351示例)，第三段133上也开设有第一通孔1331供USB接口021露出，还可根据终端具体结构开设第二通孔1332供其他例如麦克风口的元器件露出。
本实施例中，辐射体13的第三段133可以被配置为终端的金属边框，进一步的，所述金属边框可以被配置为所述USB接口一侧的边框，没有其他金属屏蔽，使得天线装置不需考虑净空的问题。在其他实施例中，辐射体13的第三段133还可以被配置在终端内部，此时需在终端上留有净空区域，避免金属屏蔽，例如，终端的外壳被配置为非金属材质，或在终端的金属外壳上开缝等方式均可。
图1-18是一种实施方式提供的天线装置的S11(输入回波损耗)示意图，S11图中的输入回波损耗曲线产生6个低点，分别对应于6个谐振的谐振点，表明本申请实施例的天线装置的带宽足够宽，辐射特性满足多频要求。
图2-1是本申请第二实施例提供的一种天线装置的结构示意图，参见图2-1，与第一实施例的天线装置基本相同，不同的是，所述天线装置还包括第一开关17及至少一条接地支路171，所述至少一条接地支路171并联在所述第一开关17和地之间，所述第一开关17电连接至所述辐射体13，且设置于所述辐射体上靠近所述第二馈电支路k12的一侧，所述第一开关17与所述至少一条接地支路171配合以实现切换所述第一频段的信号的电长度。一种实施方式中，所述接地支路171为一条，在其他实施方式中，所述接地支路171为两条以上。
具体而言，第一开关17一端电连接在辐射体13的第五段135上，另一端接地。进一步的，至少一条所述接地支路171上串联有阻抗元件172至接地，阻抗元件172可以包括电阻、电感或电容，例如，当第一开关17处于断开状态时，本实施例的天线装置与第一实施例的天线装置相同。当第一开关17接到串联有电感的阻抗元件172上时，由于电感具有通低频阻高频特性，第一馈点10馈入的第一频段的低频信号直接在第一开关17处接地，使得天线装置的辐射体13的物理电长度变短，即辐射体13中用于辐射信号的部分中少了第五段135上与第一开关17电连接点至与第二馈电支路k12这段，使得第一频段的信号产生谐振时的频率向高频移动。当第一开关17接到0欧姆阻抗元件172上时，相对于在第一开关17处直接接地，第一频段的辐射体13的物理电长度最短，第一频段产生谐振时的频率处于最高的状态。通过设置第一开关17、接地支路171及阻抗元件172，可以拓展第一频段的带宽。
图2-2是本实施例的天线装置的S11(输入回波损耗)示意图，第一开关17接到不同的阻抗元件上时，可以看到低频谐振频率明显变化，使得本实施例的天线装置可以实现多频性能，并且可以调节低频的谐振频率。
图3-1是本申请第三实施例提供的一种天线装置结构示意图，与第一实施例的天线装置基本相同，不同的是，所述天线装置还包括辐射分支20、第二开关18、第一接地支路181和至少一条第二接地支路182，所述第一接地支路181串接在所述第二开关18和所述第二馈电支路k12之间，所述至少一条第二接地支路182并联在所述第二开关18和地之间，所述辐射分支20电连接至所述第二馈电支路k12之与所述第一接地支路181连接的一端。至少一条第二接地支路181可以为一条，也可以为两条以上。
具体而言，第二开关18一端电连接在辐射体13第五段135上，第一接地支路181和至少一条第二接地支路182可以电连接有阻抗元件183，阻抗元件183可以包括电阻、电感或电容，第一接地支路181经一阻抗元件183电连接至第二馈电支路k12的第二滤波电路14，至少一条第二接地支路182经其他阻抗元件183电连接至接地，阻抗元件183的作用为调整辐射体13的物理电长度。
本实施例的天线装置的工作原理为：当第二开关18连接至第一接地支路181时，第一馈电支路k11馈入的第一频段的信号在辐射体13上辐射后至第二滤波电路14处接地，第二馈电支路k12馈入的第二频段的信号在辐射体13和辐射分支20上辐射，在辐射体13上的部分信号至第一滤波电路12接地，此时，相对于第一实施例，改变了第二频段的信号的辐射特性；当第二开关18连接至第二接地支路182而接地时，辐射体13与第二馈电支路k12相当于断路，第一馈电支路k11馈入的第一频段的信号在辐射体13上辐射后至第二开关18处通过第二接地支路接地，第二馈电支路k12馈入的第二频段的信号在辐射分支20上辐射。
通过上述设置，通过第二开关18与第一接地支路181或至少一条第二接地支路182的配合，能实现多种天线装置工作模式，使得天线装置具备多频性能，并且可调节高频和低频的谐振频率。
一种实施方式中，所述辐射分支20与所述辐射体13间隔设置，所述辐射分支20的物理电长度小于所述辐射体13的物理电长度。具体的，由于第一频段的频率低于第二频段的频率，而辐射分支20用于辐射第二频段的谐振频率，频率越高波长越短，所需要的天线物理长度越短，辐射体13不仅用于辐射第二频段的谐振频率，还用于辐射第一频段的谐振频率，因此，设置辐射分支20的物理电长度小于辐射体13的物理电长度，能满足对于第二频段的信号的辐射要求。为了避免辐射互相干扰，辐射分支20应与辐射体13间隔一定距离，以保证足够的天线隔离度。
图4-1是本申请第四实施例提供的一种天线装置的电路结构示意图，所述第一馈电支路k11包括第一电容114、第二电容116、第三电容126、第一电感115、第二电感117、第三电感124及第四电感125，所述第二电容116串联在所述第二馈点10和地之间，所述第二电感117串联在所述第二电容116远离地的一端和地之间，所述第一电容114、所述第一电感115和所述第三电感124依次串联在所述第二电感117远离地的一端和地之间，所述第四电感125和所述第三电容126依次串联在所述第三电感124远离地的一端和地之间，所述辐射体13电连接至所述第四电感125远离地的一端，所述第一电容114、所述第二电容116、所述第一电感115和所述第二电感117形成所述第一匹配电路11，所述第三电容126、所述第三电感124和所述第四电感125形成所述第一滤波电路12。
进一步的，所述第二馈电支路k12包括第四电容152、第五电容145、第五电感153、第六电感144及第七电感146，所述第五电感153串联在所述第二馈点16和地之间，所述第四电容152、所述第五电容145和所述第七电感146依次串联在所述第五电感153远离地的一端和地之间，所述第六电感144并联在所述第五电容145两端，所述辐射体13电连接至所述第七电感146远离地的一端，所述第四电容152和所述第五电感153形成所述第二匹配电路15，所述第五电容145、所述第六电感144和所述第七电感146形成所述第二滤波电路14。
图4-1中的电路原理是：基于交流电信号具有相幅特性，而电容电感在不同的频率下具有不同的频率响应特性，第一馈点10馈入第一频段的电流信号的频率低于第二馈点16馈入的第二频段的电流信号的频率，第一电容113和第一电感114可以让频率低的第一频段的信号通过，在辐射体13上产生谐振后，由于并联的第六电感144和第五电容145产生对低频和中频产生的阻碍作用，电流信号从第七电感146处接地。第二馈点16馈入第二频段的电流信号，第四电容152可以让频率高的第二频段的信号通过，在并联的第六电感144和第五电容145处，电路信号中的高频成分从第六电感144处通过，超高频成分从第五电容145处通过，在辐射体13上产生谐振后，电流信号在第一滤波电路12或第一匹配电路11上接地；为了调节天线的阻抗匹配，需要设置接地的第二电容116、第二电感117、第三电感124、第四电感125、第三电容126、第五电感153和第七电感146的旁路电容和旁路电感，用于将天线装置的阻抗匹配调节到理想状态
并联的第六电感144和第五电容145相当于在所述第二滤波器14中增加带阻滤波元件，使得所述天线装置的谐振频率中包括低频、中频成分，相当于将第一实施例中的天线装置的第一频段的低频和第二频段的中频不能通过，并实现第二频段的高频部分和超高频进一步分离，提升天线的带宽。
本申请不限制图4-1中的各个电容和电感的具体取值，但为更便于理解，提供一种优选的实施方式，如图4-1中所标注，第一电容114的电容值为2.2pF，第一电感115的电感值为6.8nH，第二电容116的电容值为2.5pF，第二电感117的电感值为5.3nH，第三电感124的电感值为5nH，第四电感125的电感值为6nH，第三电容126的电容值为0.65pF，第四电容152的电容值为1.8pF，第五电感153的电感值为0.8nH，第六电感144的电感值为2.5nH，第五电容145的电容值为3.3pF，第七电感146的电感值为2.7nH。
图4-2是图4-1所示的天线装置的S11(输入回波损耗)示意图。可以看到天线装置包括低频2个谐振点，中频2个谐振点，高频和超高频各1个谐振点，使得本天线装置性能满足多频的需求。
图5-1是本申请第五实施例提供的天线装置电路结构示意图，与第一实施例的天线装置基本相同，不同的是，配置一双工器19，所述双工器19包括输入端口191、第一输出端口192和第二输出端口193，所述第一输出端口192被配置为所述第一馈点10，所述第二输出端口193被配置为所述第二馈点16，所述第一滤波电路12电连接至所述第一输出端口192，所述第二滤波电路14电连接至所述第二输出端口193，所述天线装置还包括一总馈点30，所述总馈点30电连接至所述输入端口191。
具体而言，双工器19的作用是将总馈点30馈入的信号分为互相隔离的两路信号，即第一输出端口192输出的第一频段的信号，第二输出端口192输出的第二频段的信号，也就是说，配置的双工器19，只需配置总馈点30即可实现第一实施例中的第一馈点10和第二馈点16的功能，减少了馈点数量，有利于终端的内部元器件空间布局。
由上述描述可知，本实施例中的第一馈电支路k11包括第一输出端口192、第一匹配电路11和第一滤波电路12；第二馈电支路k12包括第二输出端口193、第二匹配电路15和第二滤波电路14。
本实施例中的电路结构与第一实施例中的电路结构相同，在此不再赘述。
本实施例中的辐射体13与第一实施例中的所述第一馈电支路k11和所述第二馈电支路k12电连接至所述第一区B1的实施方式基本相同，本实施例中，第一段441的长度短，第五段445的长度长，形成辐射体44偏置到一侧馈电的结构。如此设置，可以使第一馈电支路k11和第二馈电支路k12避开终端上布置其他元器件的位置，便于终端的元器件布局。
当然，本实施例中的辐射体13也可以采用所述第一馈电支路k11和所述第二馈电支路k12电连接至所述第二区B2的实施方式。
图5-2是图5-1所示的天线装置的S11(输入回波损耗)示意图，可以看到在低频包括2个个谐振点，在中高频包括4个谐振点。使得天线装置达到了多频的性能。
以上对本申请实施例所提供的一种天线装置及终端进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (17)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：第一馈电支路、第二馈电支路及连接在所述第一馈电支路和所述第二馈电支路之间的辐射体；
所述第一馈电支路包括第一馈点和电连接在所述第一馈点和所述辐射体之间的第一滤波电路，所述第一馈点用于馈入第一频段的信号；
所述第二馈电支路包括第二馈点和电连接在所述第二馈点和所述辐射体之间的第二滤波电路，所述第二馈点用于馈入第二频段的信号；
所述第一滤波电路用于使得所述第一频段的信号通过，且对所述第二频段的信号接地；
所述第二滤波电路用于使得所述第二频段的信号通过，且对所述第一频段的信号接地；
所述天线装置还包括辐射分支、第二开关、第一接地支路和至少一条第二接地支路，所述第二开关的一端连接至所述辐射体，所述第一接地支路串接在所述第二开关和所述第二滤波电路之间，所述至少一条第二接地支路并联在所述第二开关和地之间，所述辐射分支电连接至所述第二滤波电路之与所述第一接地支路连接的一端。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一馈电支路还包括电连接在所述第一馈点和所述第一滤波电路之间的第一匹配电路，用于调整所述第一频段的信号的谐振频率；所述第二馈电支路还包括电连接在所述第二馈点和所述第二滤波电路之间的第二匹配电路，用于调整所述第二频段的信号的谐振频率。
3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路对称设置在一条中心线的两侧，所述辐射体以所述中心线为中心呈对称分布的架构。
4.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第一馈电支路包括第一电感、第二电感、第三电感、第一电容及第二电容，所述第二电感串连在所述第一馈点和地之间，所述第一电感和所述第三电感依次串连在所述第二电感远离地的一端和地之间，所述第一电容和所述第二电容依次串连在所述第三电感远离地的一端和地之间，所述辐射体电连接至所述第二电容远离地的一端，所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感形成所述第一匹配电路，所述第一电容和所述第二电容形成所述第一滤波电路。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第二馈电支路包括第三电容、第四电容、第四电感及第五电感，所述第三电容串联在所述第二馈点和地之间，所述第四电感串联在所述第三电容远离地的一端和地之间，所述第四电容和所述第五电感依次串联在所述第四电感远离地的一端和地之间，所述第三电容形成所述第二匹配电路，所述第四电感、所述第四电容和所述第五电感形成所述第二滤波电路。
6.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述辐射体包括第一区、第二区和第三区，所述第一区和所述第三区设置于所述第二区相对的两侧，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路电连接至所述第一区。
7.如权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路对称分布在第一中心线的两侧，所述辐射体以第二中心线为中心呈对称分布架构，所述第一中心线偏离所述第二中心线。
8.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一接地支路和至少一条所述第二接地支路设有阻抗元件，所述阻抗元件用于调整所述辐射体的电长度。
9.如权利要求8所述的天线装置，其特征在于，所述辐射分支与所述辐射体间隔设置，所述辐射分支的物理电长度小于所述辐射体的物理电长度。
10.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第一馈电支路包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感、第三电感及第四电感，所述第二电容串联在所述第一馈点和地之间，所述第二电感串联在所述第二电容远离地的一端和地之间，所述第一电容、所述第一电感和所述第三电感依次串联在所述第二电感远离地的一端和地之间，所述第四电感和所述第三电容依次串联在所述第三电感远离地的一端和地之间，所述辐射体电连接至所述第四电感远离地的一端，所述第一电容、所述第二电容、所述第一电感和所述第二电感形成所述第一匹配电路，所述第三电容、所述第三电感和所述第四电感形成所述第一滤波电路。
11.如权利要求10所述的天线装置，其特征在于，所述第二馈电支路包括第四电容、第五电容、第五电感、第六电感及第七电感，所述第五电感串联在所述第二馈点和地之间，所述第四电容、所述第五电容和所述第七电感依次串联在所述第五电感远离地的一端和地之间，所述第六电感并联在所述第五电容两端，所述辐射体电连接至所述第七电感远离地的一端，所述第四电容和所述第五电感形成所述第二匹配电路，所述第五电容、所述第六电感和所述第七电感形成所述第二滤波电路。
12.如权利要求1至11任意一项所述的天线装置，其特征在于，还包括双工器，所述双工器包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口，所述第一输出端口被配置为所述第一馈点，所述第二输出端口被配置为所述第二馈点，所述第一滤波电路电连接至所述第一输出端口，所述第二滤波电路电连接至所述第二输出端口，所述天线装置还包括一总馈点，所述总馈点电连接至所述输入端口。
13.一种终端，其特征在于，包括主板和如权利要求1至12任意一项所述的天线装置，所述天线装置的第一馈电支路和第二馈电支路设置于所述主板上。
14.如权利要求13所述的终端，其特征在于，还包括金属边框，所述天线装置的辐射体的至少一部分配置为所述金属边框，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路分别电连接至所述金属边框。
15.如权利要求14所述的终端，其特征在于，所述终端包括USB接口，所述金属边框被配置为所述USB接口一侧的边框。
16.如权利要求15所述的终端，其特征在于，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路分别设置于所述USB接口的两侧。
17.如权利要求15所述的终端，其特征在于，所述第一馈电支路和所述第二馈电支路设置于所述USB接口的同侧。
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