CN113013592B - 一种天线及移动通讯设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线及移动通讯设备,其中第二枝节与第一枝节并排间隔设置且一端相连;第三枝节一端与第一枝节中部相连,第四枝节一端与第一枝节连接,且第一枝节、第三枝节和第四枝节互呈角度;第五枝节的一端与第三枝节的中部相连。通过第一、第二和第三枝节之间的相互耦合,能够产生满足2G、3G和4G通讯所使用的的频段;通过第四枝节、第五枝节和第一枝节进行耦合,能够产生5G通讯所使用的的频段;通过调节各枝节的尺寸及间距,能够对各频段进行调谐。如此,使得仅通过一个天线便可以实现2G、3G、4G和5G的通讯功能,在减少天线的数量的同时,降低了天线之间的相互影响,解决了现有移动通讯设备中天线数量多,且天线相互之间的影响较大的问题。

Description

一种天线及移动通讯设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,特别涉及一种天线及移动通讯设备。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展,第五代(5G)无线通信系统逐渐实现商用,而这对于天线设计而言,面临着一个移动通讯设备上需要再增加一个实现5G通信的天线。而现有的移动通讯设备上,为了实现不同的功能,已经配备了多个不同类型的天线。这也就意味着,在移动通信设备内部体积大小不变的前提下,各天线所能够使用的净空空间越来越少。因此,如何在有限空间里设计天线满足不同类型的需求,减小天线之间的相互影响,就成为了当前天线设计亟需解决的问题。
为解决上述问题,目前常用的方法有:
1.利用LDS工艺,在塑壳上形成天线结构,从而节约天线所占用的设备空间;
2.金属边框天线,通过将金属边框作为天线,不仅能够节约设备的内部空间,还在一定程度上提高了天线的辐射效率;
3.天线合并,将多种天线进行合并设计,目前常用的是将2.4G天线与蓝牙天线进行合并,如此便可以减少天线的数量。
然而现有的这些方法并不能有效降低天线相互之间的电磁干涉,对改善天线的净空的效果也非常有限;同时,天线的数量也并没有明显减少,移动通讯设备在天线处的成本高居不下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天线及移动通讯设备,以至少解决现有移动通讯设备中天线数量多,且天线相互之间的影响较大的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种天线,所述天线包括第一枝节、第二枝节、第三枝节、第四枝节和第五枝节;所述第二枝节的一端与所述第一枝节的一端相连,且所述第二枝节与所述第一枝节并排间隔设置;所述第三枝节的一端与所述第一枝节远离所述第二枝节的一侧中部相连,所述第四枝节的一端与所述第一枝节在与所述第三枝节的连接处连接,且所述第一枝节、所述第三枝节和所述第四枝节互呈角度;所述第五枝节的一端与所述第三枝节靠近所述第四枝节的一侧中部相连。
可选的,在所述的天线中,所述第四枝节的辐射末端与所述第一枝节间隔设置;所述第五枝节的辐射末端靠近所述第一枝节与所述第三枝节的连接处,且与所述第三枝节形成一开槽。
可选的,在所述的天线中,所述天线还包括馈电点和地点,所述馈电点位于所述第四枝节靠近所述第五枝节的一侧;所述地点位于所述第五枝节靠近所述第四枝节的一侧。
可选的,在所述的天线中,所述天线还包括第一匹配电路和/或第二匹配电路;所述馈电点与所述第一匹配电路电性连接,和/或,所述地点与所述第二匹配电路电性连接。
可选的,在所述的天线中,所述馈电点和所述地点平行设置,且所述馈电点和所述地点的间距为1~1.5mm。
可选的,在所述的天线中,所述馈电点和所述地点的大小、形状一致,所述馈电点和所述地点的长度均为3±0.1mm、宽度均为2±0.1mm。
可选的,在所述的天线中,所述第一枝节、所述第二枝节、所述第三枝节、所述第四枝节和所述第五枝节的宽度为0.5~1.5mm。
可选的,在所述的天线中,所述第一枝节与所述第二枝节之间的间距为0.3~0.6mm;所述第一枝节与所述第三枝节之间的最小间距为0.4mm。
可选的,在所述的天线中,所述第四枝节的辐射末端与所述第一枝节之间的间距为0.3~0.6mm;所述开槽的宽度为0.4mm~5mm。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种移动通讯设备,所述移动通讯设备包括如上任一项所述的天线。
本发明提供的天线,包括第一枝节、第二枝节、第三枝节、第四枝节和第五枝节;所述第二枝节的一端与所述第一枝节的一端相连,且所述第二枝节与所述第一枝节并排间隔设置;所述第三枝节的一端与所述第一枝节远离所述第二枝节的一侧中部相连,所述第四枝节的一端与所述第一枝节在与所述第三枝节的连接处连接,且所述第一枝节、所述第三枝节和所述第四枝节互呈角度;所述第五枝节的一端与所述第三枝节靠近所述第四枝节的一侧中部相连。通过第一枝节、第二枝节和第三枝节之间的相互耦合,能够产生满足2G、3G和4G通讯所使用的的频段谐振;通过第四枝节、第五枝节和第一枝节进行耦合,能够产生5G通讯所使用的的频段;同时,通过调节各枝节的长度、间距等尺寸,能够对各频段进行调谐。如此,使得仅通过一个天线便可以实现2G、3G、4G和5G的通讯功能,在减少天线的数量的同时,降低了天线之间的相互影响,解决了现有移动通讯设备中天线数量多,且天线相互之间的影响较大的问题。
附图说明
图1为本实施例提供的天线的结构示意图;
图2为本实施例提供的天线的仿真结果图;
其中,各附图标记说明如下:
110-第一枝节;120-第二枝节;130-第三枝节;140-第四枝节;150-第五枝节;160-馈电点;170-地点。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的天线及移动通讯设备作进一步详细说明。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外,附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的,各附图需要展示的侧重点不同,有时会采用不同的比例。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及附图说明中的“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,以便描述本发明的实施例,而不用于描述特定的顺序或先后次序,应该理解这样使用的结构在适当情况下可以互换。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本实施例提供一种天线,如图1所示,所述天线包括第一枝节110、第二枝节120、第三枝节130、第四枝节140和第五枝节150;所述第二枝节120的一端与所述第一枝节110的一端相连,且所述第二枝节120与所述第一枝节110并排间隔设置;所述第三枝节130的一端与所述第一枝节110远离所述第二枝节120的一侧中部相连,所述第四枝节140的一端与所述第一枝节110在与所述第三枝节130的连接处连接,且所述第一枝节110、所述第三枝节130和所述第四枝节140互呈角度;所述第五枝节150的一端与所述第三枝节130靠近所述第四枝节140的一侧中部相连。
本实施例提供的天线,通过第一枝节110、第二枝节120和第三枝节130之间的相互耦合,能够产生满足2G、3G和4G通讯所使用的的频段谐振;通过第四枝节140、第五枝节150和第一枝节110进行耦合,能够产生5G通讯所使用的的频段;同时,通过调节各枝节的长度、间距等尺寸,能够对各频段进行调谐。如此,使得仅通过一个天线便可以实现2G、3G、4G和5G的通讯功能,在减少天线的数量的同时,降低了天线之间的相互影响,解决了现有移动通讯设备中天线数量多,且天线相互之间的影响较大的问题。
进一步的,在本实施例中,所述第四枝节140的辐射末端与所述第一枝节110间隔设置;所述第五枝节150的辐射末端靠近所述第一枝节110与所述第三枝节130的连接处,且与所述第三枝节130形成一开槽。通过调谐开槽的尺寸和位置能够控制5G-N78/N79谐振的深浅。
当然,本实施例提供的天线还包括馈电点160和地点170。具体的,在本实施例中,所述馈电点160位于所述第四枝节140靠近所述第五枝节150的一侧;所述地点170位于所述第五枝节150靠近所述第四枝节140的一侧。由于第四枝节140和第五枝节150负责5G通信频段,因此,将馈电点160和地点170设置在第四枝节140和第五枝节150处能够保证5G高频的通信质量。同时,由于将馈电点160设置在第四枝节140处,使得从馈电点160处流出的电流能够以较高的效率流遍整个天线体,减少电流损耗,保证2G、3G、4G和5G的通信质量。
此外,在其他实施例中,所述天线还可以包括第一匹配电路和/或第二匹配电路;所述馈电点与所述第一匹配电路电性连接,和/或,所述地点与所述第二匹配电路电性连接。第一匹配电路和第二匹配电路可以为LC电路,具体的电路设计及连接方式为本领域技术人员所熟知的,此处不再赘述。通过匹配电路的设计,能够实现2G、3G、4G和5G通信的频段切换,防止多种通信同时进行而造成的信号干扰和信号强度较差的问题。
通过对天线的各枝节的长度、宽度、相对位置以及相互之间的间隔等的调整,能够实现不同频段处的不同天线性能质量。发明人经大量实验验证发现,所述馈电点160和所述地点170平行设置,且所述馈电点160和所述地点170的间距为1~1.5mm时,其电流激馈效果较好。
更佳的,所述馈电点160和所述地点170的大小、形状一致。具体的,所述馈电点160和所述地点170的长度均为3±0.1mm、宽度均为2±0.1mm,此时电流流经天线整体后产生的电磁辐射效果最好,其电流损耗最低。同时,这样的馈电点和地点的尺寸也能够较好地匹配电路主板,有利于两者之间形成可靠的电路连接。
此外,发明人经大量验证发现,所述第一枝节110、所述第二枝节120、所述第三枝节130、所述第四枝节140和所述第五枝节150的宽度为0.5~1.5mm。此时,天线上流经的电流损耗较小。同时,每个枝节处的走线宽度并不一定完全一致,可以依据具体位置进行调整,以使得对应的通信频段满足通信要求。例如,各个枝节在连接处的走线宽度较宽,从而保证电流在此处分流时有较小的损耗;各个枝节的辐射末端走线较小,从而保证辐射的电磁波具有较强的信号强度。
以及,所述第一枝节110与所述第二枝节120之间的间距为0.3~0.6mm;所述第一枝节110与所述第三枝节130之间的最小间距为0.4mm。在具体应用环境中,通过改变第一枝节110、第二枝节120和第三枝节130的走线长短、相互之间的距离以及开口夹角大小等可以对2G、3G和4G通信频段进行调谐。
此外,所述第四枝节140的辐射末端与所述第一枝节110之间的间距为0.3~0.6mm。调节第四枝节140的辐射末端与所述第一枝节110之间的间距、相邻的长度等可以改善天线的频偏。所述开槽的宽度为0.4mm~5mm,此部分尺寸的调整能够控制5G-N78/N79谐振的深浅。
当天线的整体尺寸在长为38±2mm、宽为10±2mm时,将各枝节和馈电点及地点的尺寸按照上述尺寸范围进行设计,得到的天线进行仿真测试模拟,其结果如图2所示。从图2可以看出,本实施例提供的天线能够覆盖2G、3G、4G和5G通信频段,且在对应频段处均具有较好的天线辐射性能,能够满足通信要求。
本实施例还提供一种移动通讯设备,所述移动通讯设备包括本实施例提供的天线。具体的,移动通讯设备包括但不限于手机、平板、智能穿戴设备等。
综上所述,本实施例提供的天线,包括第一枝节、第二枝节、第三枝节、第四枝节和第五枝节;所述第二枝节的一端与所述第一枝节的一端相连,且所述第二枝节与所述第一枝节并排间隔设置;所述第三枝节的一端与所述第一枝节远离所述第二枝节的一侧中部相连,所述第四枝节的一端与所述第一枝节在与所述第三枝节的连接处连接,且所述第一枝节、所述第三枝节和所述第四枝节互呈角度;所述第五枝节的一端与所述第三枝节靠近所述第四枝节的一侧中部相连。通过第一枝节、第二枝节和第三枝节之间的相互耦合,能够产生满足2G、3G和4G通讯所使用的的频段谐振;通过第四枝节、第五枝节和第一枝节进行耦合,能够产生5G通讯所使用的的频段;同时,通过调节各枝节的长度、间距等尺寸,能够对各频段进行调谐。如此,使得仅通过一个天线便可以实现2G、3G、4G和5G的通讯功能,在减少天线的数量的同时,降低了天线之间的相互影响,解决了现有移动通讯设备中天线数量多,且天线相互之间的影响较大的问题。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种天线,其特征在于,所述天线包括第一枝节、第二枝节、第三枝节、第四枝节和第五枝节;所述第二枝节的一端与所述第一枝节的一端相连,且所述第二枝节与所述第一枝节并排间隔设置;所述第三枝节的一端与所述第一枝节远离所述第二枝节的一侧中部相连,所述第四枝节的一端与所述第一枝节在与所述第三枝节的连接处连接,且所述第一枝节、所述第三枝节和所述第四枝节互呈角度;所述第五枝节的一端与所述第三枝节靠近所述第四枝节的一侧中部相连;所述第一枝节、第二枝节和第三枝节之间相互耦合,产生满足2G、3G和4G通讯所使用的频段谐振;所述第四枝节、第五枝节和第一枝节进行耦合,产生5G通讯所使用的频段;
所述第四枝节的辐射末端与所述第一枝节间隔设置;所述第五枝节的辐射末端靠近所述第一枝节与所述第三枝节的连接处,且与所述第三枝节形成一开槽;所述天线还包括馈电点和地点,所述馈电点位于所述第四枝节靠近所述第五枝节的一侧;所述地点位于所述第五枝节靠近所述第四枝节的一侧。
2.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述天线还包括第一匹配电路和/或第二匹配电路;所述馈电点与所述第一匹配电路电性连接,和/或,所述地点与所述第二匹配电路电性连接。
3.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述馈电点和所述地点平行设置,且所述馈电点和所述地点的间距为1~1.5mm。
4.根据权利要求3所述的天线,其特征在于,所述馈电点和所述地点的大小、形状一致,所述馈电点和所述地点的长度均为3±0.1mm、宽度均为2±0.1mm。
5.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一枝节、所述第二枝节、所述第三枝节、所述第四枝节和所述第五枝节的宽度为0.5~1.5mm。
6.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一枝节与所述第二枝节之间的间距为0.3~0.6mm;所述第一枝节与所述第三枝节之间的最小间距为0.4mm。
7.根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第四枝节的辐射末端与所述第一枝节之间的间距为0.3~0.6mm;所述开槽的宽度为0.4mm~5mm。
8.一种移动通讯设备,其特征在于,所述移动通讯设备包括如权利要求1~7任一项所述的天线。
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