CN111430910A - 一种终端天线及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种终端天线及终端,涉及通讯终端技术领域。能够在狭小的空间下实现多个天线的布置,且多个天线之间的隔离度较高。本发明终端天线,包括金属边框,所述金属边框的第一边形成有第一缝隙,位于所述第一缝隙两侧的部分金属边框分别形成第一天线体和第二天线体,所述金属边框围成的空间内设有金属地,所述金属地与所述第一边之间形成净空区,所述净空区内设有第一馈电结构和第二馈电结构,所述第一馈电结构与所述第一天线体耦合馈电,所述第二馈电结构与所述第二天线体连接馈电。本发明可用于手机天线。

Description

一种终端天线及终端
技术领域
本发明涉及通讯终端技术领域,尤其涉及一种终端天线及终端。
背景技术
随着5G技术研究的深入,多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)技术将成为5G产品的标配。MIMO技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。
目前全面屏、异型屏手机逐渐普及,消费者对手机屏占比的要求逐渐提高且对金属外壳更加青睐。由此导致天线净空区的空间越来越小,天线环境越来越差。而移动终端需要更多的天线来满足用户的通信需求,现有技术的终端虽然在狭小的空间内设置了多个天线,但由于空间的限制,多个天线之间的隔离度以及工作频带的宽度很难保证。
发明内容
本发明的实施例提供一种终端天线及终端,能够在狭小的空间下实现多个天线的布置,且多个天线之间的隔离度较高、工作频带较宽。
为达到上述目的,本发明的实施例提供了一种终端天线,包括金属边框,所述金属边框的第一边形成有第一缝隙,位于所述第一缝隙两侧的部分金属边框分别形成第一天线体和第二天线体,所述金属边框围成的空间内设有金属地,所述金属地与所述第一边之间形成净空区,所述净空区内设有第一馈电结构和第二馈电结构,所述第一馈电结构与所述金属地连接且与所述第一天线体耦合馈电,所述第二馈电结构与所述金属地连接且与所述第二天线体连接馈电。
另一方面,本发明的实施例还提供了一种终端,包括上述技术方案所述的终端天线。
本发明实施例提供的终端天线及终端,由于第一馈电结构与第一天线体耦合馈电能够形成频率为f1的谐振,第一馈电结构自身可形成频率为f2的谐振,从而可实现频率为f1~f2的天线带宽,在适当调整馈电匹配后可适用于4G的中高频通信或用于GPS/WIFI的2.4GHz通信。并且由于第二馈电结构与第二天线体直接连接馈电,第一天线体和第二天线体形成了Loop(环形)天线,Loop天线可在频点f3附近形成谐振,该频段可适用于WIFI的5GHz通信或5G通信中低于6GHz的部分频段。其中,第一馈电结构与第一天线体的馈电方式为耦合馈电,而第二馈电结构与第二天线体的馈电方式为直接连接馈电,两者的馈电方式不同,因此第一天线体和第二天线体之间可实现较高的隔离度,从而保证第一天线体和第二天线体的辐射性能;并且,频率f1和频率f2叠加在一起可组成一个宽频带,而频率f3本身就为一个宽频带,使本发明实施例提供的终端天线具有较宽的工作频带特性,即在一个较宽的波段内其方向性、阻抗和极化特性几乎保持不变。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例终端天线的结构示意图;
图1A为图1中A处放大示意图;
图2为本发明实施例终端天线在频率f1处的表面电流分布示意图;
图3为本发明实施例终端天线在频率f2处的表面电流分布示意图;
图4为本发明实施例终端天线在频率f3处的表面电流分布示意图;
图5为本发明实施例终端天线的S参数图;
图6为本发明实施例终端的部分结构示意图;
图7为本发明实施例终端在另一视角下的部分结构示意图。
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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
一方面,本发明的实施例提供一种终端天线,参照图1,包括金属边框100,所述金属边框的第一边110形成有第一缝隙111,位于所述第一缝隙111两侧的部分金属边框100分别形成第一天线体120和第二天线体130,所述金属边框100围成的空间内设有金属地200,所述金属地200与所述第一边110之间形成净空区300,所述净空区300内设有第一馈电结构400和第二馈电结构500,所述第一馈电结构400与所述第一天线体120耦合馈电,所述第二馈电结构500与所述第二天线体130连接馈电。
本发明实施例提供的终端天线及终端,由于第一馈电结构400与第一天线体120耦合馈电能够形成频率为f1的谐振,第一馈电结构400自身可形成频率为f2的谐振,从而可实现频率为f1~f2的天线带宽,在适当调整馈电匹配后可适用于4G的中高频通信或用于GPS/WIFI的2.4GHz通信。并且由于第二馈电结构500与第二天线体130直接连接馈电,第一天线体120和第二天线体130形成了Loop(环形)天线,Loop天线可在频点f3附近形成谐振,该频段可适用于WIFI的5GHz通信或5G通信中低于6GHz的部分频段。其中,第一馈电结构400与第一天线体120的馈电方式为耦合馈电,而第二馈电结构500与第二天线体130的馈电方式为直接连接馈电,两者的馈电方式不同,因此第一天线体120和第二天线体130之间可实现较高的隔离度,从而保证第一天线体120和第二天线体130的辐射性能;并且,参照图5,频率f1和频率f2叠加在一起可组成一个宽频带,而频率f3本身就为一个宽频带,使本发明实施例提供的终端天线具有较宽的工作频带特性,即在一个较宽的波段内其方向性、阻抗和极化特性几乎保持不变。
具体地,如图1A所示,Loop天线由第一天线体120、第二天线体130、第二馈电结构500以及金属地200共同形成。Loop天线可在频点f3附近形成谐振,该频段可适用于WIFI的5GHz通信或5G通信中低于6GHz的部分频段。Loop天线使用的是体积复用(volumereuse)的概念,每个谐振模都能充满整个天线体积,具体为Loop天线先天就固有三个谐振模,分别是二分之一波长的共模,一倍波长的差模,二分之三的高阶共模。
并且,如图1A所示,第一天线体120包括第一水平段121和第一竖直段122,第一竖直段122的一端与金属地200连接形成短接,以此将第一天线体120与电池、振荡器、屏蔽罩、摄像头等不相干的零部件隔离,进而保证第一天线体120的全向通信效果;另一端与第一水平段121连接用于固定第一水平段121。另外,第一馈电结构400位于第一水平段121与金属地200之间,与第一水平段121保持一定距离却不接触,由此形成耦合馈电。
需要说明的是,如图1A所示,第一馈电结构400包括竖直馈电段410和水平馈电段420,竖直馈电段410的一端与水平馈电段420连接,另一端与信号线和匹配电路连接。第一馈电结构400的作用是把能量耦合到第一天线体120处在频点f1处形成谐振;第一馈电结构400本身在频点f2处形成谐振,再通过调整馈电匹配以实现较宽的带宽f1~f2,可适用于4G的中高频通信或用于GPS/WIFI的2.4GHz通信。具体参照图2、图3,图2为在频率f1处的表面电流分布示意图,图3为在频率f2处的表面电流分布示意图。其中,图2、图3里圈出的地方为电流最大处,可以看出将第一馈电结构400置于电流大的位置,隔离度较佳。
另外,为了使第一馈电结构400与第一天线体120之间实现稳定的耦合馈电,可以将水平馈电段420与第一水平段121平行设置。这是因为耦合馈电与直接馈电最大的区别在于:耦合馈电是不接触但有一定的小的距离的两个电路元件或电路网络之间通过耦合的方式进行电能量的传导,而直接馈电则是两个电路元件或电路网络之间通过连接的方式进行电能量的传导。较其他设置方式而言,在受到晃动或者挤压的情况下,平行设置方式不容易发生接触,可以较好地保持第一馈电结构400与第一天线体120之间为耦合馈电。优选地,第一馈电结构400可以选用FPC,FPC具有材质软、可以贴在曲面上,还可以转折,故而空间利用率较高。
其中,第二馈电结构500与第二天线体130直接馈电,同时,第二天线体130与第一天线体120形成Loop天线,水平馈电段420与第一水平段121之间的间距相当于电容,间距的大小与频率有关,间距小用于低频,间距大用于高频,此结构形成谐振f3。优选地,水平馈电段420与第一水平段121之间的间距可以在0.5毫米~1.5毫米之间调整。
可以理解的是,如图1A所示,第二天线体130包括第二水平段131和第二竖直段132,第二竖直段132的一端与金属地200连接形成短接,以此将第二天线体130与电池、振荡器、屏蔽罩、摄像头等不相干的零部件隔离,进而保证第二天线体130的全向通信效果;另一端与第二水平段131连接用于固定第二水平段131。第二馈电结构500的一端与第二水平段131电连接,由此形成直接馈电;另一端与信号线和匹配电路连接。第二馈电结构500的作用是直接馈电到第二天线体130,第一天线体120、第二天线体130、第二馈电结构500以及金属地200形成Loop(环形)天线,Loop天线可在频点f3附近形成谐振,该频段可适用于WIFI的5GHz通信或5G通信中低于6GHz的部分频段。具体参照图4,图4为在频率f3处的表面电流分布示意图。其中,图4里圈出的地方为电流最大处,可以看出将第二馈电结构500置于电流大的位置,隔离度较佳;置于电流小的位置,隔离度反而较差。
为了较好地实现直接馈电且节省空间,第二馈电结构500为金属弹片,金属弹片的厚度非常小,几乎可以忽略不计,且它是非常耐用的。金属弹片的一端与第二水平段131固定连接,金属弹片的另一端与金属地200电连接。
优选地,第一馈电结构400与金属地200的连接点到第二馈电结构500与金属地200的连接点的距离为3~5毫米,在这个距离范围内分布的电流较大,以此保证第一天线体120和第二天线体130之间可以实现较高的隔离度,进而保证第一天线体120和第二天线体130的辐射性能。
更优选地,第一天线体120的长度为10~25毫米,第二天线体130的长度为10~15毫米,第一馈电结构400的长度为10~20毫米。具体地,如图5所示,其中S11为第一天线体120的S参数,S22为第二天线体130的S参数,S21为第一天线体120与第二天线体130之间的隔离度,较现有技术中的双天线之间的隔离度来说提高了5dB左右,即隔离度更好。
另一方面,参照图6、图7,本发明的实施例还提供一种终端,包括上述技术方案所述的终端天线。
本发明实施例提供的终端,由于采用了上述任一实施例所述的终端天线,由于第一馈电结构400与第一天线体120耦合馈电能够形成频率为f1的谐振,第一馈电结构400自身可形成频率为f2的谐振,从而可实现频率为f1~f2的天线带宽,在适当调整馈电匹配后可适用于4G的中高频通信或用于GPS/WIFI的2.4GHz通信。并且由于第二馈电结构500与第二天线体130直接连接馈电,第一天线体120和第二天线体130形成了Loop(环形)天线,Loop天线可在频点f3附近形成谐振,该频段可适用于WIFI的5GHz通信或5G通信中低于6GHz的部分频段。其中,第一馈电结构400与第一天线体120的馈电方式为耦合馈电,而第二馈电结构500与第二天线体130的馈电方式为直接连接馈电,两者的馈电方式不同,因此第一天线体120和第二天线体130之间可实现较高的隔离度,从而保证第一天线体120和第二天线体130的辐射性能;并且,频率f1和频率f2叠加在一起可组成一个宽频带,而频率f3本身就为一个宽频带,使本发明实施例提供的终端天线具有较宽的工作频带特性,即在一个较宽的波段内其方向性、阻抗和极化特性几乎保持不变。
需要说明的是,本申请实施例的终端可以是手机、可通话的平板电脑等通讯设备,在此不做限定。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种终端天线,其特征在于,包括金属边框,所述金属边框的第一边形成有第一缝隙,位于所述第一缝隙两侧的部分金属边框分别形成第一天线体和第二天线体,所述金属边框围成的空间内设有金属地,所述金属地与所述第一边之间形成净空区,所述净空区内设有第一馈电结构和第二馈电结构,所述第一馈电结构与所述第一天线体耦合馈电,所述第二馈电结构与所述第二天线体连接馈电。
2.根据权利要求1所述的终端天线,其特征在于,所述第一天线体、第二天线体、所述第二馈电结构以及所述金属地形成Loop天线。
3.根据权利要求2所述的终端天线,其特征在于,所述第一天线体包括第一水平段和第一竖直段,所述第一竖直段的一端与所述金属地连接,另一端与所述第一水平段连接,所述第一馈电结构位于所述第一水平段与所述金属地之间。
4.根据权利要求3所述的终端天线,其特征在于,所述第一馈电结构包括竖直馈电段和水平馈电段,所述竖直馈电段的一端与所述水平馈电段连接。
5.根据权利要求4所述的终端天线,其特征在于,所述水平馈电段与所述第一水平段之间的间距为0.5毫米~1.5毫米。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的终端天线,其特征在于,所述第二天线体包括第二水平段和第二竖直段,所述第二竖直段的一端与所述金属地连接,另一端与所述第二水平段连接,所述第二馈电结构的一端与所述第二水平段电连接。
7.根据权利要求6所述的终端天线,其特征在于,所述第二馈电结构为金属弹片,所述金属弹片的一端与所述第二水平段固定连接,所述金属弹片的另一端与所述金属地电连接。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的终端天线,其特征在于,所述第一馈电结构与所述金属地的连接点到所述第二馈电结构与所述金属地的连接点的距离为3~5毫米。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的终端天线,其特征在于,所述第一天线体的长度为10~25毫米,所述第二天线体的长度为10~15毫米,所述第一馈电结构的长度为10~20毫米。
10.一种终端,其特征在于,包括权利要求1~9中任一项所述的终端天线。
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