CN111478042A - 天线及移动终端 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种天线及移动终端。该天线包括：射频通路、天线辐射体以及开关，射频通路；开关，一端与天线辐射体连接，另一端与接地点连接；天线辐射体，其内开设有缝隙，在所述缝隙的一侧，所述天线辐射体与所述射频通路馈接，在所述缝隙的另一侧，所述天线辐射体通过所述开关与接地点连接。当开关分别处于接通或断开状态时，天线辐射体分别工作于第一天线模式和第二天线模式，且分别覆盖不同的工作频段，由此实现了单一天线辐射体天线形态的重构，实现了天线的小型化、多频段的设计。

Description

天线及移动终端

技术领域

本申请涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种天线及移动终端。

背景技术

随着无线互联技术的发展，手机、可穿戴设备、物联网终端成为近代通信终端的主角。通信终端的发展越来越趋于小型化、多功能化，并且在终端通信过程中，往往要求终端能工作在多个频段，以接收或发送不同频段的信号。而且，当用户有全球漫游的需要时，必然要求终端能够适应各国不同的工作频段。因而，这就对天线的设计带来了小型化、多频段的要求。

现有技术中，通常会用多天线结构来实现多频，例如，在通信终端内设置多天线分支。然而，多天线分支占用空间较大大，不利于产品设计的小型化。因此，在现有环境下，实现天线设计的小型化、多频段成为天线设计的难点。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种天线及移动终端，可以通过单一天线辐射体形态的可重构，实现天线小型化、多频段的设计。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

一种天线，包括：射频通路、天线辐射体以及开关，

射频通路，用于向天线辐射体传递信号能量；

开关，一端与天线辐射体连接，另一端与接地点连接；

天线辐射体，其内开设有缝隙，在所述缝隙的一侧，所述天线辐射体与所述射频通路馈接，在所述缝隙的另一侧，所述天线辐射体通过所述开关与接地点连接。

可选的，所述缝隙的轮廓线不超出所述天线辐射体的外轮廓线。

可选的，所述天线辐射体开设多条所述缝隙，每条所述缝隙的两侧分别连接所述射频通路与所述开关。

可选的，所述缝隙为条形缝隙，所述条形缝隙的外轮廓形状与所述天线辐射体的外轮廓形状相同。

可选的，所述天线辐射体包括基体和从所述基体向外延伸的若干分支，所述基体和若干所述分支开设有所述缝隙。

可选的，还包括调谐电路，所述调谐电路的一端与所述射频通路连接，另一端与所述天线辐射体馈接。

可选的，所述调谐电路为电容调谐电路或电感调谐电路。

可选的，所述天线辐射体包括分体设置的第一辐射部分和第二辐射部分，所述第一辐射部分与所述射频通路馈接，所述第二辐射部分与所述第一辐射部分电磁耦合，

所述第二辐射部分开设有所述缝隙，所述第二辐射部分包括设置于所述缝隙的一侧且与所述第一辐射部分发生电磁耦合的耦合部分，以及设置于所述缝隙的另一侧的非耦合部分，所述非耦合部分通过所述开关与接地点连接。

可选的，所述耦合部分接地。

一种移动终端，包括上述任一项所述的天线。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种天线，其中，天线辐射体开设有缝隙，在缝隙的一侧，天线辐射体与射频通路馈接，在缝隙的另一侧，天线辐射体通过开关与接地点连接。当开关分别处于接通或断开状态时，天线辐射体分别工作于第一天线模式和第二天线模式，且分别覆盖不同的工作频段，由此实现了单一天线辐射体天线形态的重构，实现了天线的小型化、多频段的设计。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的移动终端的部分结构的示意图；

图2示出了本申请一示例性实施例示出的天线工作于第一天线模式下电信号传输的示意图；

图3示出了本申请一示例性实施例示出的天线工作于第二天线模式下电信号传输的示意图；

图4示出了本申请一示例性实施例示出的天线辐射体的示意图；

图5示出了本申请一示例性实施例示出的天线辐射体的另一种实施例的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

本申请提供了一种移动终端，该移动终端包括但不限于手机、ipad、笔记本电脑以及pos机等。该移动终端包括天线，天线可以接收和发射不同工作频段的电磁波，实现移动终端与基站之间的通信。

请参考图1，图1示出了本申请一示例性实施例示出的移动终端部分结构的示意图。

天线包括射频通路10、天线辐射体12以及开关14。射频通路10连接信号发射器和信号接收器，信号发射器通过射频通路10与天线辐射体12馈接，用于向天线辐射体12传递信号能量。

天线辐射体12由金属材质制成，用于发射和接收电磁波。天线辐射体12开设有缝隙120，缝隙120将天线辐射体12界定为两部分，一部分在缝隙120的左侧，通过微带线或匹配电路与射频通路10馈接，作为馈电部分12a，射频通路10与馈电部分12a馈接的点为馈电点；另一部分在缝隙120的右侧，不与射频通路10馈接，作为非馈电部分12b，非馈电部分12b通过开关14接地。

开关14具有接通和关闭两种状态，当开关14接通时，天线辐射体12通过开关14接地，此时，天线工作于第一天线模式，覆盖第一工作频段。

请参考图2，图2示出了本申请一示例性实施例示出的天线工作于第一天线模式下电信号传输的示意图。

图2中，开关14处于接通状态，天线辐射体12通过开关14与接地点连接，此时，天线工作于第一天线模式。一种实施例，第一天线模式可以是缝隙天线模式，天线辐射体12形成缝隙电流辐射环境，电信号从馈电点绕过缝隙120进入接地点，信号电路形成具有频率f1的谐振回路，此时，天线覆盖第一工作频段。

在缝隙天线模式下，天线辐射体12的馈电点与接地点之间形成两条电流支路，如果两条电流支路具有相等的电长度时，则天线辐射体12可以发射和接收相同频率的电磁波，具有相同的工作频段；如果两条电流支路的电长度不相等时，则天线辐射体12可以发射和接收不同频率的电磁波，具有不同的工作频段。

请参考图3，图3示出了本申请一示例性实施例示出的天线工作于第二天线模式下电信号传输的示意图。

图3中，开关14处于断开状态时，天线辐射体12与接地点之间断路，此时，该天线工作于第二天线模式，例如单极天线模式。一种实施例，第二天线模式可以设置为高频工作模式，由于高频信号的趋肤效应，电信号沿天线辐射体12的边缘传导，当电信号传输至天线辐射体12的尖端时发射出去，此时，信号电路不构成回路，天线辐射体12发出具有频率f2和频率f3的信号谐振，即，天线覆盖频率f2和频率f3的两个第二工作频段。

需要说的是，在第二天线模式下，缝隙120不会对电信号的传输产生任何影响。

根据以上的描述可知，通过在天线辐射体12上开设缝隙120以及设置开关14，改变了天线辐射体12的天线形态，使得天线具有了第一天线模式和第二天线模式，从而使得天线可以覆盖不同的工作频段，实现了单一天线辐射体形态的可重构，实现了天线小型化、多频段的设计。

天线辐射体12可以是移动终端的金属外壳，也可以是设置于移动终端内的柔性金属板，本申请对此不做限定。接地点可以是电路板的地板层，也可以是与电路板的地板层电连接的移动终端的金属外壳。

在图1至图3所示的实施例中，天线辐射体12设置有两个，且天线辐射体12的外形结构相同。该天线辐射体12可以用作MIMN WIFI通信模块中的辐射体，以实现两路电磁波的同时发射和同时接收。此场景下，为了减小信号干扰，可以通过增加天线辐射体12之间电磁隔离度的方式减小信号干扰。例如，可以将两个天线辐射体12的相对转动90°，使得两个天线辐射体12发射和接收的电磁波信号处于正交状态。当然，天线辐射体12的数量和设置方式不仅限于此。

请参考图4，图4示出了本申请一示例性实施例示出的天线辐射体的示意图。容易理解的，天线辐射体12的形状通常决定天线的工作频段，在图4所示的实施例中，天线辐射体12包括基体122和若干分支124，缝隙120可以开设于基体122和若干分支124。这样设置后，在第二天线模式下，每个分支122均可以使得天线具有一个独立的工作频段。例如，在包括两个分支124的实施例中，两个分支124可以分别形成两个频率的信号谐振，从而可以使得天线覆盖两个工作频段。

开设于天线辐射体12的缝隙120可以是一端封闭，另一端敞开，封闭的一端位于天线辐射体12的内部，敞开的一端延伸至天线辐射体12的边缘，使得天线辐射体12在边缘处形成缺口。

一种可选择的实施例中，缝隙120也可以仅在天线辐射体12的内部延伸，即，缝隙120的两端封闭，其轮廓线不超出天线辐射体12的外轮廓线。

容易理解的，缝隙120的开设方式不同，则天线在不同天线模式下所覆盖的工作频段不同，本领域技术人员可以根据实际需求选择设置。

在图1至图3所示的实施例中，缝隙120的数量为一条，但不仅限于此，在其它一些实施例中，缝隙120可以设为多条，每条缝隙120的两侧可以分别连接射频通路10和开关14，通过改变开关14的通断状态，即可以使得天线覆盖不同的工作频段。

本申请对缝隙120的形状、长度以及宽度不作限定。缝隙120的形状可以是采用条形缝隙、环形缝隙等。缝隙120的宽度尺寸可以根据实际需要选择，例如，可以设置为1mm～2mm。缝隙120的宽度尺寸越大，带宽越小，反之，缝隙120的宽度尺寸越小，则带宽越大。缝隙120的长度决定了第一天线模式下的天线辐射体12的电长度，从而决定了天线的工作频段。

本实施例中，缝隙120设置为条形缝隙，其结构简单，便于加工。另一方面，缝隙120的外形可以与天线辐射体12的外形相匹配。也就是说，可以设置缝隙120的外轮廓的形状与天线辐射体12的外轮廓的形状相同。

在图4所示的实施例中，缝隙120包括设置于基体122内的竖直段1200以及分别设置于两分支124内的水平段1202，竖直段1200与基体122的延伸方向相同，水平段1202与分支124的延伸方向相同。该方案可以使得在不增加天线辐射体12尺寸的情况下增加天线的等效电长度。

进一步，请再次参考图3，天线还可以包括调谐电路16，调谐电路16可以用来匹配信号发射器与天线之间的阻抗，使得天线在不同工作频率均具有最大的辐射效率。具体的，调谐电路16的一端馈接于天线辐射体12，另一端与射频通路10连接。也就是说，射频通路10经由调谐电路16与天线辐射体12馈接。当信号发射器的频率发生改变时，通过调谐电路16可以使得信号发射器的阻抗与天线的阻抗相匹配。调谐电路可以采用电容式调谐电路或电感式调谐电路。

此外，还可以在天线辐射体12与地点之间并联设置一个或多个接地开关，接地开关接通或断开，可以相应改变天线辐射体12的等效电长度，从而改变天线的工作频段。

请参考图5，天线辐射体12还可以包括分体设置的第一辐射部分12c和第二辐射部分12d，其中，第一辐射部分12c与射频通路10馈接，第二辐射部分12d与第一辐射部分12c通过电磁耦合以传输电信号。第二辐射部分12d可以通过电磁耦合产生一定频率的谐振，以此增加第一辐射部分12c的带宽或工作频段的数量。

第二辐射部分12d开设有缝隙120，第二辐射部分12d包括设置于缝隙120的一侧且与第一辐射部分12c发生电磁耦合的耦合部分126，以及设置于缝隙120的另一侧的非耦合部分128，非耦合部分128通过开关14与接地点连接。

当开关14接通，电信号绕过缝隙120进入接地点，该天线发送和接收频率为f5的信号谐振。当开关14断开，电信号沿第二辐射部分12d的边缘传输至尖端部分，并从尖端发射出去，形成频率为f4的信号谐振。该方案中，第二辐射部分12d作为第一辐射部分12c的寄生辐射体，通过开设缝隙120和连接开关14形成寄生频段f4和寄生频段f5，实现了第二辐射部分12d天线形态的重构，在不增加原有第二辐射部分12d的辐射面积的基础上提升了天线辐射体12所覆盖的工作频段。

进一步，还可以设置耦合部分126接地，使得频率为f5的信号电路形成谐振回路。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括：射频通路(10)、天线辐射体(12)以及开关(14)，

射频通路(10)，用于向天线辐射体(12)传递信号能量；

开关(14)，一端与天线辐射体(12)连接，另一端与接地点连接；

天线辐射体(12)，其内开设有缝隙，在所述缝隙(120)的一侧，所述天线辐射体(12)与所述射频通路馈接，在所述缝隙(120)的另一侧，所述天线辐射体(12)通过所述开关(14)与接地点连接。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述缝隙(120)的轮廓线不超出所述天线辐射体(12)的外轮廓线。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线辐射体(12)开设多条所述缝隙(120)，每条所述缝隙(120)的两侧分别连接所述射频通路(10)与所述开关(14)。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述缝隙(120)为条形缝隙，所述条形缝隙的外轮廓的形状与所述天线辐射体(12)的外轮廓的形状相同。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线辐射体(12)包括基体(122)和从所述基体(122)向外延伸的若干分支(124)，所述基体(122)和若干所述分支(124)开设有所述缝隙(120)。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括调谐电路(16)，所述调谐电路(16)的一端与所述射频通路(10)连接，另一端与所述天线辐射体(12)馈接。

7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，所述调谐电路为电容调谐电路或电感调谐电路。

8.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线辐射体(12)包括分体设置的第一辐射部分(12c)和第二辐射部分(12d)，所述第一辐射部分(12c)与所述射频通路(10)馈接，所述第二辐射部分(12d)与所述第一辐射部分(12c)电磁耦合，

所述第二辐射部分(12d)开设有所述缝隙(120)，所述第二辐射部分(12d)包括设置于所述缝隙(120)的一侧且与所述第一辐射部分(12c)发生电磁耦合的耦合部分(126)，以及设置于所述缝隙的另一侧的非耦合部分(128)，所述非耦合部分(128)通过所述开关(14)与接地点连接。

9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述耦合部分(126)接地。

10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的天线。

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