CN112952361B - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的电子设备包括通信模块、系统接地面、辐射体及电连接至通信模块的射频端口的外置天线端口，辐射体包括第一支节和第二支节，第一支节和第二支节之间形成缝隙，第一支节电连接至射频端口，以为第二支节耦合馈电，第一支节远离第二支节的一端为馈电端，第二支节远离第一支节的一端为接地端，辐射体的工作频段包括低频谐振；系统接地面包括沿着系统接地面的边缘延伸的边沿部，接地端电连接至边沿部的第一位置；外置天线端口安装至边沿部；沿着边沿部延伸的路径，第一位置至外置天线端口的距离为小于等于1/4λ₁+1/8λ₁且大于等于1/4λ₁‑1/8λ₁，λ₁为低频谐振的波长，可以提升低频模态性能。

Description

电子设备

技术领域

本申请属于通信技术领域，尤其涉及一种电子设备。

背景技术

很多电子产品不仅设有内置天线，还包括外接天线，以在车载通讯终端TBOX(TelematicBox)为例，外接天线的线缆连接至TBOX上的外接天线端口，但是外接天线的连接，会导至内置天线性能的恶化，尤其对低频信号影响较大。如何设计一种兼具内置天线和外接天线的电子设备，使得外接天线接入后，不但不会影响内置天线的效率，还会提升天线的效率，特别是提升低频系统效率，为业界所面对的难题。

发明内容

本申请的目的是提供一种电子设备，实现了接入外接天线可以提升低频系统效率。

本申请实施例提供一种电子设备，包括通信模块、系统接地面、辐射体及电连接至所述通信模块的射频端口的外置天线端口，所述辐射体包括第一支节和第二支节，所述第一支节和所述第二支节之间形成缝隙，所述第一支节包括馈电端，馈电端位于第一支节远离第二支节的一端，且电连接至所述射频端口，以为所述第二支节耦合馈电，第二支节包括接地端，接地端可以为第二支节远离所述第一支节的一端为接地端，第一支节和第二支节之间可以通过缝隙以耦合的方式电连接，也可以直接电连接。所述辐射体的工作频段包括低频谐振；所述系统接地面包括沿着所述系统接地面的边缘延伸的边沿部，所述接地端电连接至所述边沿部的第一位置；所述外置天线端口安装至所述边沿部；沿着所述边沿部延伸的路径，所述第一位置至所述外置天线端口的距离为小于等于1/4λ₁+1/8λ₁且大于等于1/4λ₁－1/8λ₁，λ₁为所述低频谐振的波长，即辐射体在低频谐振状态下，其传输的电磁波的波长。

具体而言，系统接地面可以为电子设备内的电路板上的地，也可以为电子设备内的金属框架，金属壳体等，系统接地面上的边沿部为系统接地面上靠近边缘的区域，天线工作在系统接地面上激励出的电流沿着系统接地面的边缘走，本申请设定系统接地面上电流分布的主要区域为边沿部，边沿部延伸的路径的形状与系统接地面的形状有关，例如系统接地面为矩形时，边沿部延伸的路径可以为直条形或L形，系统接地面为圆形、扇形等情况时，系统接地面边缘为弧形，边沿部延伸的路径呈弧形。外置天线端口、馈电端连接至系统接地面上的位置，接地端连接至系统接地面上的位置，均位于边沿部。

本申请通过设置辐射体的架构，即耦合连接的第一支节和第二支节，通过第一支节的馈电端馈电，第二支节的接地端接地，馈电后，在系统接地面上形成电流分布，接地端所对应的边沿部上的第一位置为电流较强的区域，从第一位置沿着边沿部延伸1/4λ₁±1/8λ₁的位置为系统接地面上的电流较小的区域，将外置天线端口设置于该电流较小区域，可以在不改变辐射体及系统接地面上电流及电场分布的情况下，使得外接电缆具有辐射电磁波的功能，即外接线缆参与辐射，从而提升低频模态性能。由于外接线缆的外导体为金属，外导体与系统接地面电连接，外接天线线缆就成为了系统接地面上的一个支节，即线缆成为系统接地面的一部分，而且外置天线端口的位置位于系统接地面上的电流较小区域，这种情况下，线缆即成为了天线低频段的一个有效辐射体，使得低频段辐射体变大，间接增强了低频的辐射性能。

一种可能的实施方式中，沿着所述边沿部延伸的路径，所述第一位置至所述外置天线端口的距离为：小于等于1/4λ₁+1/16λ₁且大于等于1/4λ₁－1/16λ₁。本实施方式限缩电流较小区域的范围，使外置天线端口的安装位置更接近电流小点，优化低频模态的性能。

一种可能的实施方式中，所述辐射体的工作频段还包括中高频谐振，沿着所述边沿部延伸的路径，所述第一位置至所述外置天线端口的距离大于等于1/4λ₂，λ₂为所述中高频谐振的波长。即，接地端的位置至外置天线端口的距离大于等于中高频谐振波长的四分之一，外置天线端口的位置已经超出影响高频模态的区域，因此再在外置天线端口上插接外置天线时，线缆对中高频模态电流影响较小，从而中高频的模态受影响较小，提升了电子设备的整体性能。具体而言，第一位置至外置天线端口的距离大于等于1/4λ₂+1/8λ₂。

一种可能的实施方式中，所述辐射体包括在第一方向上相对的第一边界和第二边界，所述第一边界靠近所述外置天线端口，所述第二边界远离所述外置天线端口；在所述第一方向上，所述第一边界和所述第二边界之间的垂直距离为所述辐射体的总长度；在所述第一方向上，所述馈电端至所述第一边界的垂直距离小于等于所述总长度的四分之一；在所述第一方向上，所述外置天线端口和所述第二边界分布在所述馈电端的两侧。配合边沿部的形状，辐射体和边沿部的整体构成环形结构，能够形成“C”形的电流路径，在系统接地面上形成的电流较小区域位于“C”形的开口处。

一种可能的实施方式中，所述通信模块设于所述系统接地面上，所述射频端口位于所述通信模块之朝向所述外置天线端口的一侧。本实施方式能减少射频信号在传输过程中的损耗，提高天线的效率。

一种可能的实施方式中，所述电子设备的工作频段包括698－960MHz和1720－2690MHz。能在实现低频模态和高频模态的同时，通过外置天线端口连接外置天线，扩展工作频段，满足复杂变化的环境的无线通信需求。

一种可能的实施方式中，所述电子设备还包括切换开关，所述切换开关包括主信号端口、第一端口和第二端口，所述主信号端口电连接至所述射频端口，所述第一端口电连接至所述馈电端，所述第二端口电连接至所述外置天线端口，所述切换开关根据所述通信模块提供的控制信号开通所述第一端口和/或所述第二端口。

一种可能的实施方式中，电子设备还包括外接天线线缆，所述外接天线线缆插接至所述外置天线端口，所述外接天线线缆的外导体与所述系统接地面电连接。外接天线线缆用于作为辐射体，增大低频模态的辐射面积和电长度，提升低频性能。

一种可能的实施方式中，所述接地端与所述边沿部之间电连接调谐件，所述调谐件用于调节所述第二支节的电长度。

一种可能的实施方式中，所述第一支节和所述第二支节及所述边沿部围设形成包围区域，所述辐射体还包括第三支节，所述第三支节位于所述包围区域内，所述第三支节的一端电连接至所述边沿部，所述第三支节用于谐振频率的调谐。

一种可能的实施方式中，部分所述第三支节与部分所述第二支节平行且通过间隙间隔设置。第二支节通过该间隙与第三支节耦合连接，以实现电流的流动。

一种可能的实施方式中，所述第一支节包括第一段和第二段，所述馈电端为所述第一段的一端，所述第二段连接在所述第一段的另一端，所述第二段相对所述第一段弯折延伸，所述第二支节包括第三段和第五段，所述第二段邻近所述第三段的一端，所述第二段和所述第三段之间形成所述缝隙，所述第五段自所述第三段的另一端弯折延伸，所述接地端为所述第五段的远离所述第三段的末端。能够将射频信号的能量耦合到第二支节，从而实现馈电功能。

一种可能的实施方式中，所述第一段平行于所述第五段，耦合效果好。

一种可能的实施方式中，所述第二段平行于所述第三段，耦合效果好。

一种可能的实施方式中，所述第一段和所述第二段的宽度为0.5－4mm，所述第一段的长度为2－10mm，此种架构下，第一支节具有较好的馈电特性。

一种可能的实施方式中，所述第二支节还包括第四段，所述第四段和所述第三段分布在所述第五段的两侧，所述第四段的一端连接至所述第三段与所述第五段的交汇处，此架构下的辐射体，第二支节的面积和电长度有所增加，有利于增加低频天线的频宽。

一种可能的实施方式中，所述第二支节呈“T”形，能满足低频模态和中高频模态的辐射需求。

一种可能的实施方式中，所述第二段与所述第三段之间缝隙的宽度为0.1－2mm，通过设置缝隙的尺寸，目的是使得天线耦合效率得到提升。

一种可能的实施方式中，所述第三段、所述第四段和所述第五段的宽度为0.5－5mm，所述第三段和所述第四段的总长度为40－70mm，所述第五段的长度为3－11mm，这样的架构下，能够使得第二支节具有较好的辐射特性。

一种可能的实施方式中，所述第三支节包括第六段和第七段，所述第六段与所述第三段平行，所述第七段自所述第六段的一端弯折延伸，所述第七段远离所述第六段的末端电连接至所述边沿部。第三支节用于谐振频点高低的调节。

一种可能的实施方式中，所述第三段与所述第六段之间缝隙的宽度为2mm。该缝隙的合适尺寸，能使得耦合效率高

一种可能的实施方式中，所述第六段和所述第七段的宽度为3mm，所述第六段的长度为5mm，能更好的进行调谐。

一种可能的实施方式中，所述第六段自所述第七段朝向所述第一支节的方向延伸，所述第二段自所述第一段朝向所述第三支节的方向延伸。

一种可能的实施方式中，所述第三支节与所述第五段之间的距离小于所述第三支节与所述第一段之间的距离。第三支节靠近接地端设置，调谐效果更佳。

一种可能的实施方式中，所述系统接地面包括所述边沿部和中间区域，所述辐射体位于所述边沿部之远离所述中间区域的一侧，有利于减薄电子设备的厚度。

一种可能的实施方式中，所述边沿部包括相对设置的顶面和底面，所述辐射体正对所述顶面或所述底面，有利于减小电子设备的面积。

一种可能的实施方式中，所述第五段位于所述射频端口背向所述外置天线端口的一侧，能增加辐射体的电长度，扩展带宽。

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是本申请一种实施例提供的电子设备的总体结构示意图；

图2是本申请一种实施例提供的电子设备的仿真测试时的结构示意图；

图3是本申请一种实施例提供的电子设备的结构示意图；

图4是本申请一种实施例提供的电子设备的侧视图；

图5是本申请一种实施方式提供的电子设备中的天线的匹配前后的回波损耗S11图；

图6是本申请一种实施方式提供的电子设备中的天线的史密斯(Smith)曲线；

图7是本申请一种实施方式提供的电子设备模拟增加外接天线线缆前后的回波损耗S11图；

图8是本申请一种实施方式提供的电子设备模拟增加外接天线线缆前后的电子设备效率变化图；

图9a是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在0.8GHz模态下的电流分布图；

图9b是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在0.8GHz模态下的电场分布图；

图10a是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在1.75GHz模态下的电流分布图；

图10b是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在1.75GHz的电场分布图；

图11a是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在2.17GHz模态下的电流分布图；

图11b是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在2.17GHz模态下的电场分布图；

图12a是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在2.65GHz模态下的电流分布图；

图12b是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在2.65GHz模态下的电场分布图；

图13a是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在0.8GHz模态下的电流分布总览图；

图13b是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线在0.8GHz模态下的电场分布总览图；

图14a是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线模拟增加外接天线线缆后在0.8GHz模态下的电流分布总览图；

图14b是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线模拟增加外接天线线缆后在0.8GHz模态下的电场分布总览图；

图15a是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线模拟增加外接线缆前在0.8GHz模态下的天线方向图；

图15b是本申请一种实施方式提供的电子设备的天线模拟增加外接线缆后在0.8GHz模态下的天线方向图。

具体实施例

本申请提供的电子设备包括天线系统，天线系统具有多频工作模态，例如低频模态和高频模态，本申请提供的天线系统的性能优于传统的天线方案，具体可以体现在：其低频模态的性能可以得到提升，同时其中高频模态也具有较好的工作性能。本申请提供的电子设备例如为TBOX(Telematics box，车联网终端盒子)或CPE(Customer－premisesequipment，客户终端设备)等，可进行低频模态和中高频模态的无线通信，效率高。

以TBOX为例，TBOX搭载在汽车上，用于实现汽车的无线通信，是实现智能驾驶、自动驾驶、无人驾驶等技术的关键设备之一。对于TBOX的无线通信部分，请参考图1，TBOX包括辐射体100、系统接地面20、通信模块40、切换开关50、外置天线端口60、外接天线线缆70、基带电路80、总线接口90和总线数据线95。系统接地面20可以为电子设备里的电路板，也可以为电子设备中其它的接地元件，例如电子设备内的用于接地的支架，或金属壳体等结构。系统接地面20可以作为用于搭载通信系统的元件的承载结构。通信模块40为射频信号的产生和处理芯片，用于向辐射体100发送需要的射频信号，并处理由辐射体100接收到的射频信号。辐射体100的辐射体用于向空间辐射电磁波或接收空间的电磁波并转换为电信号。辐射体100可以设置在系统接地面20的边缘的外侧，也可以与系统接地面20的某个边缘的区域层叠设置。切换开关50用于将通信模块40提供的射频信号选择性的传输至辐射体100或外置天线端口60。外置天线端口60用于与外接天线电缆70连接，外接天线电缆70用于连接至外置天线(图中未示出)。基带电路80用于接收通信模块40处理的射频信号，并对该射频信号进行处理后通过总线接口90和总线数据线95传输至汽车系统，再通过汽车系统上的交互系统或界面进行交互或显示。

通过外置天线连接至电子设备，扩展了电子设备的频段。外置天线的频段可与电子设备的辐射体100的频段部分重合，也可以完全独立于电子设备的辐射体100的频段。

请参考图2和图3，系统接地面20可以是规则的方形，也可以是圆形、多边形、或不规则的形状。系统接地面20具有边沿部21和中间区域，边沿部21为系统接地面20自边缘向中间区域延伸的小块区域，且沿着系统接地面20的边缘延伸，系统接地面20的边缘(即边沿部21的边缘)可为直线或曲线。一种实施例中，请参考图2和图3，辐射体100设于边沿部21远离系统接地面20的中心区域的一侧，可与系统接地面20大致位于同一平面内，辐射体100位于边沿部21远离中心区域的一侧，虽然增加了电子设备的面积，但减薄了厚度，有利于电子设备的薄型化。另一种实施例中，请参考图4，边沿部21包括相对设置的顶面(即系统接地面20的边缘)、底面(即靠近中心区域一侧的表面)和连接顶面和底面的侧面，辐射体100正对顶面或底面，辐射体100在系统接地面20上的投影落在顶面或底面上，辐射体100虽然增加了电子设备的厚度，但减小了面积。辐射体100可以与系统接地面20层叠设置，即辐射体100可以位于系统接地面20的正面或背面一侧。

辐射体100包括依次耦合连接的第一支节11、第二支节12和第三支节13，即第一支节11、第二支节12和第三支节13之间分别形成缝隙，通过该缝隙实现各支节之间的耦合连接，实现信号传输。

具体而言，第一支节11电连接至通信模块40的射频端口31，第一支节11的馈电端为远离第二支节12的一端，也就是第一支节11与系统接地面20距离最近的一端为馈电端。第二支节12和第三支节13分别与系统接地面20的边沿部21连接，实现接地。第二支节12之远离第一支节11的一端的接地端，也就是第二支节12与系统接地面20连接的一端为接地端。接地端电连接至边沿部21的第一位置。通信模块30的射频信号通过射频端口41传输至馈电端进行馈电，并通过第一支节11向第二支节12耦合传输，第二支节12再向第三支节13耦合，从而向空间辐射电磁波。边沿部21、第一支节11和第二支节12大致形成环形结构。

一种实施例中，电子设备还可包括第一基板10，辐射体100的第一支节11、第二支节12和第三支节13设置于第一基板10。辐射体100可以为印制在第一基板10上的微带线结构，也可以为固定在第一基板10上的金属片结构。第一基板10承载辐射体100，使得辐射体100形成稳定的结构。第一基板10的材质例如可以为FR4，一种可能的实施例中，第一基板10的厚度为1.6mm，宽度W10例如为13mm。第一基板10的材质和尺寸还可以有其他选择，不做限制。第一基板10可以独立于系统接地面20。一种实施方式中，第一基板10也可以与系统接地面20共同形成在同一个电路板(该电路板即为系统接地面20)上，第一基板10为电路板上未设接地层的区域。

其他实施例中，也可不设置第一基板10，辐射体100的第一支节11、第二支节12和第三支节13独立设置，可以理解的是，辐射体100独立设置时，通过电子设备内的支撑结构支撑辐射体100，支撑结构例如为自金属中框或后盖延伸的凸起等。

通信模块40还可包括处理电路，用于根据指令得到所需的射频信号，并提供给射频端口41，另外，处理电路也可以处理辐射体100接收的电信号。

外置天线端口60安装在边沿部21，并电连接至射频端口41，外置天线端口60用于与外接天线线缆70连接，外接天线线缆70用于与外置天线(图中未示出)连接。

当辐射体100辐射射频端口41提供的射频信号时，系统接地面20上形成电流流动，并具有电流较小区域A，外置天线端口60位于电流较小区域A。电流较小区域A大致呈矩形，其长度和宽度可为预设值，预设值根据不同的天线的情况，可取10mm、15mm、20mm等。

具体而言，辐射体100的低频谐振的电磁波波长为λ₁，沿着边沿部21的延伸路径，第二支节12与边沿部21连接的第一位置至外置天线端口60的距离为小于等于1/4λ₁+1/8λ₁且大于等于1/4λ₁－1/8λ₁。设置第一位置与外置天线端口60的距离范围在1/4λ₁±1/8λ₁，使得外置天线端口60位于系统接地面20上的电流较小区域A，在低频模态时，能够利用外接天线线缆70作为辐射体，增大整个电子设备的低频模态的辐射面积及电长度，可以提升低频模态的辐射效率。一种具体的实施方式中，第一位置至外置天线端口60的距离为小于等于1/4λ₁+1/16λ₁且大于等于1/4λ₁－1/16λ₁，本实施方式缩小了外置天线端口60的安装位置所在的电流较小区域，使得外置天线端口60的位置更接近电流最小区域，提升低频模态的性能更佳。一种具体的实施方式中，第一位置至外置天线端口60的距离为1/4λ₁。

辐射体100的中高频谐振的电磁波波长为λ₂，第一位置至外置天线端口60的距离为大于等于1/4λ₂。即，接地端的位置至外置天线端口60的距离大于等于中高频谐振波长的四分之一，这种情况下，外置天线端口的位置已经超出影响高频模态的区域，因此再在外置天线端口上插接外置天线时，线缆对中高频模态电流影响较小，提升了电子设备的整体性能。具体而言，第一位置至外置天线端口的距离大于等于1/4λ₂+1/8λ₂，保证中高频模态的天线效率可以满足需求。

请参考图2，通过测试电缆130连接至第一支节11进行馈电，对电子设备进行无源指标测试，得到电子设备的电场分布和电流分布，具体的电场分布和电流分布示意图在后续说明。由电子设备的电场分布和电流分布可以得到，外置天线端口60的位置位于相应谐振模态(本实施例中为低频模态)电场强点和电流弱点的附近。而电流较小区域A正好是电子设备的电流弱点附近的位置。

通过设置耦合连接的第一支节11和第二支节12，第一支节11的馈电端1111用于馈电，第二支节12的接地端1231用于接地，在系统接地面20形成电流较小区域A，将外置天线端口60设置于距离接地端1231对应边沿部21的第一位置1/4λ₁±1/8λ₁范围内的位置，即所述第一位置至所述外置天线端口的距离小于等于1/4λ₁+1/8λ₁且大于等于1/4λ₁－1/8λ₁，位于该电流较小区域A，使得外接电缆70能作为部分辐射体100，从而提升低频模态性能。提升低频模态的原理是将外置天线端口60设置在电子设备的电流弱点(即电场强点)，将外接天线线缆70连接到外置天线端口60后，外接天线线缆70也成为辐射体100，使得外接天线线缆70成为低频模态时的部分辐射体100，进而提升电子设备的低频效率。这种情况下，自然会满足第一位置至外置天线端口的距离大于中高频波长的四分之一，超出了影响高频模态的位置，因此，本申请可以在提升天线低频模态性能的同时，保持天线的高频模态不受影响。

电子设备的工作频段包括低频模态的698－960MHz和中高频模态的1720－2690MHz。低频模态的698－960MHz和中高频模态的1720－2690MHz的频段范围能够应用于TBOX(Telematicsbox，车联网终端盒子)或CPE(Customer－premises equipment，客户终端设备)，能在实现低频模态和中高频模态的多频通信，同时，通过外置天线端口60连接外置天线，扩展工作频段，满足复杂变化的环境的无线通信需求。

具体而言，第一位置至外置天线端口60的距离为小于等于90mm且大于等于50mm。具体的实施方式中，第一位置至外置天线端口60的距离可以为60mm、70mm或80mm，在这样的距离设置架构下，外接天线端口60位于系统接地面上的电流小点，对低频天线具有提升其效能的作用，对中高频天线无影响，总体而言，提升了电子设备的天线的性能。

对于辐射体100，辐射体100包括第一方向X上相对的101和第二边界102，第一边界101靠近外置天线端口60，第二边界102远离外置天线端口60，在第一方向X上，第一边界101至第二边界102的垂直距离为辐射体100的总长度L，在第一方向X上，馈电端1111至第一边界101的垂直距离小于总长度L的四分之一，在第一方向X上，外置天线端口60和第二边界102分布在馈电端1111的两侧，此时，配合边沿部21的形状，辐射体100和边沿部21的整体构成环形结构，结合图9a，能够形成“C”形的电流路径，在系统接地面20上形成的电流较小区域A位于“C”形的开口处。

切换开关50分别与射频端口41、外置天线端口60和第一支节11电连接，用于将射频端口41输出的射频信号选择性的传输至外置天线端口60或第一支节11。具体的，切换开关50包括主信号端口、第一端口和第二端口，主信号端口与射频端口41连接有第一走线51，第一端口与第一支节11的馈电端连接有第二走线52，第二端口与外置天线端口60连接有第三走线53。切换开关50用于根据通信模块提供的控制信号开通第一端口和/或第二端口。

切换开关50也可以不设，而是第一支节11和外置天线端口60分别连接至射频端口41，射频端口41分别向第一支节11和外置天线端口60提供射频信号。

射频端口41位于通信模块40朝向外置天线端口60的一侧，使得射频端口41与外置天线端口60相对。第一支节11的馈电端和外置天线端口60位于通信模块40的同侧，使得馈电端和外置天线端口60距离射频端口41近，能减少射频信号在传输过程中的损耗，提高效率。

外接天线线缆70插接至外置天线端口60，外置天线线缆70的外导体与系统接地面20电连接，外接天线线缆70能够作为部分辐射体，在低频模态时提升效率，在中高频模态时对效率的影响小。

外接天线线缆70的长度L70比系统接地面20的宽度W20更大，可以提升低频模态时性能。

接地端1231与边沿部21之间连接有调谐件124，调谐件124为电容或电感。一种具体的实施方式中，调谐件124为电感值为3nH的电感元件。调谐件124用于调节第二支节12的电长度。

第一支节11、第二支节12和边沿部21形成的环形结构围设一包围区域，第三支节13位于该包围区域内，第三支节13的一端电连接至边沿部21，第三支节13用于谐振频率的调谐。

部分第三支节13与部分第二支节12平行且具有间隔的间隙，第二支节12通过该间隙与第三支节13耦合连接，以实现电流的流动。

请参考图2和图3，第一支节11包括弯折延伸并大致呈“L”形的依次连接的第一段111和第二段112，馈电端1111为第一段111的一端，第二段112连接在第一段111的另一端。第一段111的馈电端1111用于与切换开关50电连接，第二段112与第二支节12具有间隔距离。自射频端口41输出的射频信号经切换开关50传输至馈电端1111后，第一段111向第二段112馈入该射频信号，第二段112由于与第二支节12具有间隔距离，能够将射频信号的能量耦合到第二支节12，从而实现馈电功能。此外，第一支节111和第二支节112也参与信号的辐射。

第一段111的宽度W1和第二段112的宽度W2为0.5－4mm，例如为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm等。第一段111的长度L1为2－10mm，此长度是指与系统接地面20的宽度W20方向垂直的方向上的尺寸，第一段111的长度L1例如为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等。一种具体的实施方式中，第一段111的宽度W1和第二段112的宽度W2为3mm，第一段111的长度L1为8mm。上述尺寸的设置，能够使得第一支节11具有较好的馈电特性。第二段112的长度L2不做过多限制，可与第一段111的长度L1相同，也可不同，只需第二段112与第二支节12的第三段121至少部分相对且互相平行即可。

第二支节12包括呈弯折延伸并大致呈“L”形的依次连接的第三段121和第五段123。第三段121与第二段112邻近并大致平行，且在系统接地面20的边沿部21的正投影中，第三段121和第二段112至少部分重合，即第二段112和第三段121至少部分相对且互相大致平行。一种具体的实施方式中，第三段121的端部与第二段112的端部和第一段111的侧面(即第一边界101)齐平，第二段112自第一段111朝向第五段123的方向突出。第三段121与第二段112之间具有缝隙，第五段123远离第三段121的末端为接地端1231，接地端1231与系统接地面20连接，第五段123与第一段111大致平行。第一支节11、第二支节12和系统接地面20共同形成环形架构，电流在第一支节11、第二支节12和系统接地面20上流动的路径形成“C”形，外置天线端口60位于“C”形的开口的一侧。可利用外接天线线缆70作为低频模态的部分辐射体100，提升天线的低频性能。

第三段121与第二段112的缝隙的宽度为0.1－2mm，例如为0.1mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等。一种具体的实施方式中，该缝隙的宽度为1mm。第一支节11馈入的射频信号的能量从第二段112通过该缝隙传输到第三段121，传输方式为耦合。通过设置缝隙的合适尺寸，能使得耦合效率高。

第二支节12还包括第四段122，第四段122与第三段121分布在第五段123的两侧，第四段122的一端连接至第三段121和第五段123的交汇处。设置第四段122，使得第二支节12的面积和电长度增加，有利于增加频段宽度。第三段121、第四段122和第五段123共同构成“T”形架构，第四段122远离第三段121的末端即为第二边界102。

第三段121的宽度、第四段122的宽度W3和第五段123的宽度W4为0.5－5mm，例如为0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等，优选为3mm。第三段121和第四段123的总长度L3+L4为40－70mm，例如为40mm、50mm、60mm、70mm等，优选为60mm。第五段123的长度L5为3－11mm，例如为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm等，优选为10mm。在第三段121、第四段122和第五段123满足上述尺寸范围的基础上，还应当满足与第一支节11的前述的位置关系，此处不再赘述。上述尺寸的设置，能够使得第二支节12具有较好的辐射特性。

第三支节13设于第一段111和第五段123之间，并且，第三支节13位于通信模块40的射频端口41的背面。第三支节13包括第六段131和第七段132，第六段131与第三段121平行，且第六段131与第三段121之间具有缝隙，第七段132自第六段131的一端弯折延伸而大致呈“L”形，第七段132远离第六段131的末端与边沿部21连接而接地。第二支节12的能量通过第三段121经缝隙向第六段131传输，第三支节13用于谐振频点高低的调节。第六段131自第七段132朝向第一支节11的方向延伸，第二段112自第一段111朝向第三支节13的方向延伸。

第六段131的宽度W5和第七段132的宽度W6为3mm，第六段131的长度L6为5mm，设置该尺寸，能更好的进行调谐。第三段121与第六段131之间的缝隙的宽度为2mm，该缝隙的合适尺寸，能使得耦合效率高。第七段132的长度L7满足上述尺寸的限定即可，不做具体限定。

第三支节13与第五段123之间的距离小于第三支节13与第一段111之间的距离。即第三支节13的位置更靠近接地端，第三支节13距离接地端距离小于第三支节13距离馈电端的距离，可以提升第三支节13的调谐性能。

切换开关50设置于第一段11、外置天线端口60和通信模块40的射频端口41之间。例如，第一走线51、第二走线52和第三走线53的长度大致相等，从而可进一步减小走线的长度，射频信号在走线上的损耗减小，可以减小对于高频模态的影响。

一种实施例中，通过对图1的电子设备进行仿真，并适应性的添加常规的匹配电路，匹配电路为调谐低频段的高通匹配电路。下文中描述的“天线”指的是辐射体所构架的内置天线系统，具体结果如下：

请参考图5的天线匹配前后的回波损耗S11图，可以看到匹配后的低频段的回损小于－4dB，高频段的回损小于－7dB，能够满足低频和高频频段的带宽要求。

请参考图6的天线史密斯(Smith)曲线，可以看到，由于高通匹配电路的作用，天线低频段阻抗变成了环形，因此低频段形成了两个谐振，从而覆盖了更宽的带宽。

请参考图7的天线的回波损耗S11图，模拟增加外接天线线缆前后的天线回波损耗变化，请参考图8的模拟增加外接天线线缆前后的电子设备效率变化图，可以看到，在模拟增加外接天线线缆前，天线在工作频段内有良好的系统效率。在模拟增加外接天线线缆后，低频段的系统效率有一定提升，同时中高频系统效率变化微小。

请参考图9a的天线在0.8GHz模态下的电流分布图，请参考图9b的天线在0.8GHz模态下的电场分布图，可以看出0.8GHz的模态主要由第三段121产生，是0.25λ模态。当外置天线线缆70在该低频模态电流走向“C”形开口一侧时，外置天线线缆70对低频性能有提升用。0.8GHz模态电流在第三段121、接地点、系统接地面上的流向形成一个反向的“C型”，如图8中描述电流流向的带箭头线段组成的形状，“C型”缺口方向定义为上文描述的开口方向。“○”是指电场强点或电流强点，“△”是指电场弱点或电流弱点，此定义在后续说明中沿用。

请参考图10a的天线在1.75GHz模态下的电流分布图，请参考图10b的天线在1.75GHz模态下的电场分布图，从电流分布图可以看出，第三段121和第四段122整体驻波电流都较强，是一个0.5λ模态，从电场分布图也可以看出，第三段121和第四段122两端都在参与辐射。

请参考图11a的天线在2.17GHz模态下的电流分布图，请参考图11b的天线在2.17GHz模态下的电场分布图，从电场分布图可以看出，2.17G的模态在第四段122上场值较大，是主要辐射体100，是一个0.25λ模态。

请参考图12a的天线在2.65GHz模态下的电流分布图，请参考图12b的天线在2.65GHz的电场分布图，从电流分布图可以看出2.65GHz是一个1λ模态，从电场分布图可以看出，主要是由第三段121辐射。而第三支节13的作用是作为容性加载，调谐了阻抗特性将该模态由更高频率拉到2.65GHz。

请参考图13a的天线在0.8GHz模态下的电流分布总览图，请参考图13b的天线在0.8GHz模态下的电场分布总览图，可以看出，系统接地面上设置外接天线线缆的位置为该模态电场强点对应其电流弱点，而该位置也是低频模态在辐射体100及系统接地面20上电流分布的开口方向上。

请参考图14a的模拟增加外接天线线缆70后0.8GHz模态下的电流分布总览图，请参考图14b的模拟增加外接天线线缆70后0.8GHz模态下的电场分布总览图，对比图12a和图12b，可以看出，增加外接天线线缆前后0.8GHz模态在PCB上的电流及电场分布变化较小，而外接天线线缆70上也产生了该模态的电流及辐射电场，说明外接天线线缆70参与了辐射。

请参考图15a的模拟增加外接线缆前的0.8GHz模态下的天线方向图，请参考图15b的模拟增加外接线缆后的0.8GHz模态下的天线方向图，可以看到，在增加外接天线线缆70后该模态的方向图有向外接天线线缆70侧牵引的效果，是因为外接天线线缆70上有该模态周期性电流并辐射，从而改变了该模态的方向图。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (15)

1.一种电子设备，其特征在于，包括通信模块、系统接地面、辐射体及电连接至所述通信模块的射频端口的外置天线端口，

所述辐射体包括第一支节和第二支节，所述第一支节和所述第二支节之间形成缝隙，所述第一支节包括馈电端，所述馈电端电连接至所述射频端口，以为所述第二支节耦合馈电，所述第二支节包括接地端，所述辐射体的工作频段包括低频谐振；

所述系统接地面包括沿着所述系统接地面的边缘延伸的边沿部，所述接地端电连接至所述边沿部的第一位置；

所述外置天线端口安装至所述边沿部；沿着所述边沿部延伸的路径，所述第一位置至所述外置天线端口的距离小于等于1/4λ₁+1/8λ₁且大于等于1/4λ₁－1/8λ₁，λ₁为所述低频谐振的波长。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述辐射体包括在第一方向上相对的第一边界和第二边界，所述第一边界靠近所述外置天线端口，所述第二边界远离所述外置天线端口；在所述第一方向上，所述第一边界和所述第二边界之间的垂直距离为所述辐射体的总长度；在所述第一方向上，所述馈电端至所述第一边界的垂直距离小于等于所述总长度的四分之一；在所述第一方向上，所述外置天线端口和所述第二边界分布在所述馈电端的两侧。

3.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述通信模块设于所述系统接地面上，所述射频端口位于所述通信模块之朝向所述外置天线端口的一侧。

4.如权利要求3所述的电子设备，其特征在于，还包括切换开关，所述切换开关包括主信号端口、第一端口和第二端口，所述主信号端口电连接至所述射频端口，所述第一端口电连接至所述馈电端，所述第二端口电连接至所述外置天线端口，所述切换开关根据所述通信模块提供的控制信号开通所述第一端口和/或所述第二端口。

5.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，还包括外接天线线缆，所述外接天线线缆插接至所述外置天线端口，所述外接天线线缆的外导体与所述系统接地面电连接。

6.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述接地端与所述边沿部之间电连接调谐件，所述调谐件用于调节所述第二支节的电长度。

7.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一支节和所述第二支节及所述边沿部围设形成包围区域，所述辐射体还包括第三支节，所述第三支节位于所述包围区域内，所述第三支节的一端电连接至所述边沿部，所述第三支节用于谐振频率的调谐。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，部分所述第三支节与部分所述第二支节平行且通过间隙间隔设置。

9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第一支节包括第一段和第二段，所述馈电端为所述第一段的一端，所述第二段连接在所述第一段的另一端，所述第二段相对所述第一段弯折延伸，所述第二支节包括第三段和第五段，所述第二段邻近所述第三段的一端，所述第二段和所述第三段之间形成所述缝隙，所述第五段自所述第三段的另一端弯折延伸，所述接地端为所述第五段的远离所述第三段的末端。

10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第二支节还包括第四段，所述第四段和所述第三段分布在所述第五段的两侧，所述第四段的一端连接至所述第三段与所述第五段的交汇处。

11.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第三支节包括第六段和第七段，所述第六段与所述第三段平行，所述第七段自所述第六段的一端弯折延伸，所述第七段远离所述第六段的末端电连接至所述边沿部。

12.如权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述第六段自所述第七段朝向所述第一支节的方向延伸，所述第二段自所述第一段朝向所述第三支节的方向延伸。

13.如权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述第三支节与所述第五段之间的距离小于所述第三支节与所述第一段之间的距离。

14.如权利要求1－13任一项所述的电子设备，其特征在于，所述系统接地面包括所述边沿部和中间区域，所述辐射体位于所述边沿部之远离所述中间区域的一侧。

15.如权利要求1－13任一项所述的电子设备，其特征在于，所述边沿部包括相对设置的顶面和底面，所述辐射体正对所述顶面或所述底面。

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