CN112436272A - 天线装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种天线装置，包括：第一辐射体，所述第一辐射体接地；多个第二辐射体，每一所述第二辐射体与所述第一辐射体之间形成有第一间隙，每一所述第二辐射体通过所述第一间隙与所述第一辐射体以电磁耦合实现电连接；其中，每一所述第二辐射体用于传输第一频段的射频信号，所述多个第二辐射体与所述第一辐射体用于共同传输第二频段的射频信号。本申请实施例提供的天线装置，可以实现对多个第二辐射体的共用，使天线装置可以传输至少两种射频信号，因此可以减少电子设备的天线数量，从而减少天线对电子设备的布局空间的占用。

Description

天线装置及电子设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种天线装置及电子设备。
背景技术
随着通信技术的发展，诸如智能手机等电子设备能够实现的功能越来越多，电子设备的通信模式也更加多样化。例如，电子设备既可以支持4G(the 4th generationmobile communication technology，第四代移动通信技术)通信，也可以支持5G(the 5thgeneration mobile communication technology，第五代移动通信技术)通信，并且4G通信可以包括多个频段，5G通信也可以包括多个频段。
当前，电子设备中通常需要设置多个天线，每一个天线用于实现不同通信模式或者不同频段的通信功能。从而，导致天线占用电子设备中大量的布局空间。
发明内容
本申请实施例提供一种天线装置及电子设备，可以实现不同频段射频信号对第二辐射体的共用，以减少天线数量，从而减少天线对电子设备的布局空间的占用。
本申请实施例提供一种天线装置，包括：
第一辐射体，所述第一辐射体接地；
多个第二辐射体，每一所述第二辐射体与所述第一辐射体之间形成有第一间隙，每一所述第二辐射体通过所述第一间隙与所述第一辐射体以电磁耦合实现电连接；
其中，每一所述第二辐射体用于传输第一频段的射频信号，所述多个第二辐射体与所述第一辐射体用于共同传输第二频段的射频信号。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括：
电路板，所述电路板上设置有接地点和馈源；
天线装置，所述天线装置为上述天线装置，所述天线装置的第一辐射体与所述接地点电连接，所述天线装置的每一第二辐射体与所述馈源电连接。
本申请实施例提供的天线装置中，该天线装置包括第一辐射体和多个第二辐射体，第二辐射体用于传输第一频段的射频信号，多个第二辐射体与所述第一辐射体用于共同传输第二频段的射频信号，因此可以实现对多个第二辐射体的共用，使天线装置可以传输至少两种射频信号，因此可以减少电子设备的天线数量，从而减少天线对电子设备的布局空间的占用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的天线装置的第一种结构示意图。
图3为本申请实施例提供的天线装置的第二种结构示意图。
图4为本申请实施例提供的天线装置的第三种结构示意图。
图5为本申请实施例提供的天线装置的第四种结构示意图。
图6为本申请实施例提供的天线装置的第五种结构示意图。
图7为本申请实施例提供的天线装置的第六种结构示意图。
图8为本申请实施例提供的天线装置的第七种结构示意图。
图9为本申请实施例提供的电子设备的电路板的结构示意图。
图10为本申请实施例提供的天线装置的S参数曲线。
图11为本申请实施例提供的天线装置的隔离度曲线。
图12为本申请实施例提供的天线装置的效率曲线。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。
本申请实施例提供一种电子设备。所述电子设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑等能够传输射频信号的设备。
参考图1，图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
电子设备100包括电路板10、天线装置20、电池30及壳体40。
其中，壳体40用于形成电子设备100的外部轮廓，以便于容纳电子设备100的电子器件、功能组件等，同时对电子设备100内部的电子器件和功能组件形成密封和保护作用。
电路板10安装在壳体40的内部。电路板10可以作为电子设备100的主板。电路板10上设置有接地点，以实现电路板10的接地。电路板10上可以集成有马达、麦克风、扬声器、受话器、耳机接口、通用串行总线接口(USB接口)、摄像头、距离传感器、环境光传感器、陀螺仪以及处理器等功能组件中的一个、两个或多个。
电池30安装在壳体40的内部。电池30连接电路板10，以实现电池30为电子设备100供电。其中，电路板10上可以设置有电源管理电路，电源管理电路用于将电池30提供的电压分配到电子设备100中的各个电子器件。
天线装置20安装在壳体10的内部并与电路板10电连接。天线装置20可以用于传输射频信号，以实现电子设备100的无线通信功能。
参考图2，图2为本申请实施例提供的天线装置的第一种结构示意图。
天线装置20包括第一辐射体21以及第二辐射体22。
其中，第一辐射体21接地。第一辐射体21的材料为金属材料，例如镁合金或者铝合金等。第一辐射体21可以用于传输射频信号。
在一些实施例中，第一辐射体21属于对称结构，第一辐射体21包括多个端部，多个端部的位置设置应当满足在第一辐射体21周缘对称分布，例如，若第一辐射体21呈现“十”字形或者“人”字形，则呈“十”字形的第一辐射体21存在4个端部，呈“人”字形的第一辐射体21存在3个端部。
在一些实施例中，第一辐射体21与电路板10平行设置，且第一辐射体21与电路板10的距离小于或等于5毫米，对距离的限定可以使天线装置20的性能不受其他导电元件的影响。
第二辐射体22的材料为金属材料，比如镁合金或者铝合金等。第二辐射体22也可以用于传输射频信号。第二辐射体22由金属条连接制成，例如焊接连接或弯折而成。
第二辐射体22的数量可以为多个，多个第二辐射体22在第一辐射体21的周缘对称分布。
第一辐射体21和第二辐射体22之间形成有第一间隙25，第一间隙25的宽度可以满足第一辐射体21和第二辐射体22之间能实现电磁耦合从而电连接，例如，第一间隙25的宽度为0.5毫米、1毫米或者1.5毫米等。
在一些实施例中，第二辐射体22的数量与第一辐射体21的端部的数量相同，例如，第一辐射段体21存在4个端部，天线装置20存在4个第二辐射体22，每一个第二辐射体22与第一辐射体21的一个端部之间通过第一间隙25电磁耦合以实现电连接。
可以理解的是，电磁耦合的产生是由于第一辐射体21和第二辐射体22之间存在互感，使其中一个辐射体的电流变化通过互感影响到另一个辐射体，辐射体的输入与输出之间存在紧密配合和相互影响,并通过相互作用在第二辐射体22和第一辐射体21之间产生电磁耦合，从而实现电连接。
每一第二辐射体22用于传输第一频段的射频信号，模态是四分之一波长。例如，第一频段的射频信号可以为5G(the 5th generation mobile communication technology，第五代移动通信技术)射频信号的N78频段。其中，N78频段的频率范围为3.4GHz至3.6GHz。可以理解的是，第二辐射体22的数量为多个时，每一个第二辐射体22都可以传输第一频段的射频信号，因此多个第二辐射体22可以传输多个第一频段的射频信号，以增强第一频段的射频信号的强度。例如，第二辐射体的数量为4个时，可以形成第一频段的射频信号的4*4MIMO(multiple-in multiple-out，多输入多输出)传输。
多个第二辐射体22与第一辐射体21用于共同传输第二频段的射频信号，模态为四分之五波长，例如，第二频段的射频信号可以为N79频段的5G射频信号，其中，N79频段的频率范围为4.8GHz至4.9GHz。
在本申请的描述中，需要理解的是，诸如“第一”、“第二”等术语仅用于区分类似的对象，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。
本申请实施例提供的天线装置20中，该天线装置20包括第一辐射体21和多个第二辐射体22，第二辐射体22用于传输第一频段的射频信号，多个第二辐射体22与所述第一辐射体21用于共同传输第二频段的射频信号，因此可以实现对多个第二辐射体22的共用，使天线装置20可以传输至少两种射频信号，因此可以减少电子设备的天线数量，从而减少天线对电子设备的布局空间的占用。
在一些实施例中，如参考图3，图3为本申请实施例提供的天线装置的第二种结构示意图。
天线装置20还包括电容23，电容23接地。
第一辐射体21上设置有通孔，电容23设置在通孔内，电容23与第一辐射体21之间形成有第二间隙24，第一辐射体21与电容23通过第二间隙24电磁耦合实现电连接。
其中，通孔的形状可以是合适于工业设计的任何形状，例如圆形，方形或者椭圆形等。通孔设置在在第一辐射体21的中心位置。
其中，第二间隙24的宽度需要满足第一辐射体21和电容23能电磁耦合从而实现电连接。例如，第二间隙24的宽度为0.5毫米、1毫米或者1.5毫米等。
由于电容23具有滤波特性，所以可以增强每一第二辐射体22用于传输第一频段的射频信号之间的隔离度。可以理解的是，由于多个第二辐射体22的距离过于接近，导致多个第二辐射体22之间会互相影响，会降低每一第二辐射体22传输第一频段射频信号的效率，而电容23可以起到滤波作用，因此电容23可以增强多个第二辐射体22之间的隔离度，从而使得每一第二辐射体22传输第一频段的射频信号的效率增加。
在一些实施例中，第一辐射体21上设置的通孔与第一辐射体21的每一端部的距离相等，每一端部通过第一间隙25与一个第二辐射体22电磁耦合。可以理解的是，通孔与每一第二辐射体22的距离相等，因此电容23对用于传输第一频段射频信号的多个第二辐射体22之间的隔离度的增强作用相同。
每一第二辐射体22包括第一辐射段221、第二辐射段225和第三辐射段223，三段辐射段依次进行连接。例如，第三辐射段223包括第一端和第二端，第一辐射段221的与第三辐射段223的第一端连接，第三辐射段223的第二端与第二辐射段225连接。
其中，多个第一辐射段221与第一辐射体21的端部之间通过第一间隙25能电磁耦合从而实现电连接，例如，第二辐射段221有4个，第一辐射段体21存在4个端部，每一第二辐射段221与第一辐射段21的一个端部之间通过第一间隙25实现电连接。
在一些实施例里，如参考图4，图4为本申请实施例提供的天线装置的第三种结构示意图。
第二辐射体22包括多个第三辐射段223，多个第三辐射段223依次连接以形成第一端和第二端。例如，第二辐射体22包括两个第三辐射段223，两个第三辐射段223依次连接，形成第一端和第二端，第一端与第一辐射段221连接，第二端与第二辐射段225连接，共同形成第二辐射体22。
其中，增加或者减小第三辐射段223的个数会导致第二辐射体22的长度增加或者减少，又因为第三辐射段223连接方式的不同，例如弯折连接等，也会导致第二辐射体22的形状随之改变，所以整个天线装置20的形状也会发生改变。
其中，同样结构的天线，工作频率越低，波长越长，则所需天线的长度也越长。所以根据所适用的谐振频率大小，可以适当调整第二辐射体22的长度。
在一些实施例里，如参考图5，图5为本申请实施例提供的天线装置的第四种结构示意图。
天线装置20的第二辐射体22可以只包括第一辐射段221和第二辐射段225，而不包括上述实施例中第三辐射段223。
其中，第一辐射段221与第二辐射段225连接，并互相垂直。
第一辐射段221的一端通过第一间隙25与第二辐射体22发生电磁耦合从而实现电连接，另一端直接与第二辐射段225的一端连接。
参考图6，图6为本申请实施例提供的天线装置的第五种结构示意图。
天线装置20还包括馈源23，馈源23用于产生射频信号。
每一第二辐射体22均与馈源23电连接。因此，馈源23可以给每一第二辐射体22馈入射频信号，每一第二辐射体22可以向外辐射射频信号，从而传输第一频段的射频信号，多个第二辐射体22与第一辐射体21可以共同向外辐射第二频段的射频信号。
参考图7，图7为本申请实施例提供的天线装置的第六种结构示意图。
天线装置20还多个调谐电路26，每一调谐电路26接地。调谐电路26的数量与第二辐射体22的数量相同，每一第二辐射体22连接一个调谐电路26。
调谐电路26是由一个或者多个调谐电路元件组成，一个或者多个调谐电路元件使得调谐电路26具有调节阻抗的特性，从而可以调节天线装置20辐射的电磁波频率，例如，调谐电路26的元件可以为电阻、电容、电感、开关等。
参考图8，图8为本申请实施例提供的天线装置的第七种结构示意图。
天线装置20还包括多个第三辐射体26。
其中，第三辐射体26的数量与第二辐射体22的数量相同。每一第三辐射体26的一端与一个第二辐射体22连接，每一第三辐射体26的另一端接地。
其中，每一第二辐射体22和一个第三辐射体26用于共同传输第三频段的射频信号，例如，第三频段的射频信号可以为N41频段，其中N41频段的频率范围为2.5GHz至2.69GHz。
参考图9，图9为本申请实施例提供的电子设备的电路板的结构示意图。
天线装置20还包括多个第一弹片29和多个第二弹片27。多个第一弹片29和多个第二弹片27都设置在电路板10上。
其中，第一弹片29和第二弹片27的材质为金属材料，例如，镁合金或铝合金等金属材料。
每一第一弹片29均与电路板10上的接地点电连接，每一第二弹片27均与馈源23电连接。此外，每一第一弹片29连接第一辐射体21，以实现第一辐射体21接地。每一第二弹片27连接一个第二辐射体22，以实现多个第二辐射体22与馈源23电连接。
在一些实施例中，存在多个第三辐射体26，每一第三辐射体26也可以与电路板10上的接地点电连接。
第一弹片29和第二弹片27的形状可以是适用于天线装置20和电路板10连接的任意形状，例如，圆形，方形或者三角形。
第一弹片29和第二弹片27具有导电特性，并具有弹性，所以第一弹片29和第二弹片27一方面可以起到电连接的作用，另一方面具有避震的功能，可以起到保护零部件的作用。
第一弹片29和第二弹片27易于连接在电路板10上，例如，第一弹片29和第二弹片27可以直接焊接在电路板10上。
参考图10，图10为本申请实施例提供的天线装置的S参数曲线。
当天线装置20工作时，可以产生两个谐振频率，例如其中一个谐振频率为3.3GHz至3.8GHz频段，另一个谐振频率为4.4GHz至5GHz频段
参考图11，图11为本申请实施例提供的天线装置的隔离度曲线图。
其中，L1为天线装置20中设置电容23后，多个第二辐射体22之间的隔离度。L2为天线装置20中未设置电容23时，多个第二辐射体22之间的隔离度。
由图可知，设置有电容23后，多个第二辐射体22之间的隔离度得到改善。
参考图12，图12为本申请实施例提供的天线装置的效率曲线。
L3为天线装置20设置电容23后，第二辐射体22的效率；L4为天线装置20未设置电容23时，第二辐射体22的效率。
由图可知，在天线装置20中设置电容23后，第二辐射体22辐射射频信号的效率得到提升。
以上对本申请实施例提供的天线装置及电子设备进行了详细介绍。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。同时，对于本领域的技术人员，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 (11)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：
第一辐射体，所述第一辐射体接地；
多个第二辐射体，每一所述第二辐射体与所述第一辐射体之间形成有第一间隙，每一所述第二辐射体通过所述第一间隙与所述第一辐射体以电磁耦合实现电连接；
其中，每一所述第二辐射体用于传输第一频段的射频信号，所述多个第二辐射体与所述第一辐射体用于共同传输第二频段的射频信号。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于：
所述第一辐射体上设置有通孔；
所述天线装置还包括电容，所述电容设置在所述通孔内，所述电容接地，所述电容与所述第一辐射体之间形成有第二间隙，所述第一辐射体与所述电容通过所述第二间隙以电磁耦合实现电连接。
3.如权利要求2所述的天线装置，其特征在于：
所述第一辐射体包括多个端部，每一所述端部与所述通孔之间的距离相等，每一所述端部通过所述第一间隙与所述第二辐射体电磁耦合。
4.如权利要求1至3任一项所述的天线装置，其特征在于：
每一所述第二辐射体包括第一辐射段和第二辐射段，所述第一辐射段与所述第二辐射段连接，所述第一辐射段通过所述第一间隙与所述第一辐射体电磁耦合，所述第二辐射段用于与馈源电连接。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于：
每一所述第二辐射体还包括第三辐射段，所述第三辐射段包括第一端和第二端，所述第一端与所述第一辐射段连接，所述第二端与所述第二辐射段连接。
6.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于：
所述第三辐射段为多个，多个所述第三辐射段依次连接以形成所述第一端和所述第二端。
7.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于：
所述第二辐射段与所述第一辐射段垂直。
8.如权利要求1至3任一项所述的天线装置，其特征在于，还包括：
多个第三辐射体，每一所述第三辐射体与一个所述第二辐射体连接，每一所述第三辐射体接地，每一所述第三辐射体用于辐射第三频段的射频信号。
9.如权利要求1至3任一项所述的天线装置，其特征在于：
所述多个第二辐射体沿所述第一辐射体的周缘对称分布。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
电路板，所述电路板上设置有接地点和馈源；
天线装置，所述天线装置为权利要求1至9任一项所述的天线装置，所述天线装置的第一辐射体与所述接地点电连接，所述天线装置的每一第二辐射体与所述馈源电连接。
11.如权利要求10所述的电子设备，其特征在于：
所述第一辐射体与所述电路板平行设置，所述第一辐射体与所述电路板之间的距离小于或等于5毫米。
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