CN113131182B

CN113131182B - 一种天线和电子设备

Info

Publication number: CN113131182B
Application number: CN201911403708.0A
Authority: CN
Inventors: 马国忠; 孙树辉; 刘深鹏; 梁娇; 陈峰文; 邹真林
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2039-12-30
Also published as: CN113131182A; WO2021135370A1

Abstract

本申请提供了一种天线和电子设备。涉及天线技术领域。该天线为两端开口的扁平金属管道型结构，天线的顶面，设定为馈电的接地参考面。其中，天线的顶面，开设有缝隙，天线在缝隙处呈开路状态，另外，在顶面上还设置有接地点。天线还包括馈电线，馈电线设置于天线内部，馈电线的两端分设于缝隙的两侧，馈电线的一端具有馈电点，该馈电点与接地点形成馈电端口，馈电线的另一端自由延伸。天线还包括与顶面相对设置的底面，该地面可以和金属大地连接。本申请实施例的天线可以设置于电子设备的接地结构件上，从而能够解决电子设备中天线布置空间不足的问题。

Description

一种天线和电子设备

技术领域

本申请涉及到天线技术领域，尤其涉及到一种天线和电子设备。

背景技术

近几年来，为顺应通信市场的需求，电子设备中的天线变得越来越多。特别是5G通信的启动，其会在手机里增加4-8个多输入多输出(multi-input-multi-output，MIMO)天线。

目前，为了使天线具有好的辐射效率，天线基本都分布在电子设备的边缘地带。而电子设备机体内部的中间区域，比如电池的上方，一直是天线的禁布区域。主要原因在于，电子设备中的天线大都采用净空型(ground-clearance)天线，如倒F天线(inverted-Fantenna，IFA)和T型天线。这类天线不能直接置于接地金属结构上。天线的辐射体与接地金属结构要保持一定的距离。而随着这个距离(净空)的逐步缩小，天线性能会急剧恶化。

依上述情况来看，电子设备中可为天线提供的空间已经不足，要再增加多个天线的话，会给天线的设计带来极大的挑战。这就面临着，找不到合适的地方来安置这些新增加的5G的新空口(new radio，NR)天线。

发明内容

本申请技术方案提供了一种天线和电子设备，以满足电子设备的通信要求。

第一方面，本申请技术方案提供了一种天线，该天线可以设置为两端开口的扁平的金属管道型形状。该天线管道的顶面被用为馈电的参考地面，在顶面上开设有缝隙，以使天线在缝隙处呈开路状态；在顶面上还设置有接地点。另外，天线还具有馈电线，其中：馈电线，设置于天线的管道内部，馈电线的两端分设于缝隙的两侧，馈电线的一端具有馈电点，馈电点与接地点形成馈电端口，馈电线的另一端自由延伸。天线还包括与顶面相对设置的底面，该底面可以和金属大地连接。因此，本申请实施例的天线可以设置于电子设备的接地结构件上，从而能够解决电子设备中天线布置空间不足的问题。另外，采用本申请实施例的天线，通过在天线的顶面上开设缝隙，可沿着天线的表面在缝隙的两侧分别形成封闭的环状的同向电流，环状电流产生了谐振所需的电感L，而顶面的缝隙形成电容C，则天线的谐振频率可以用

来估算，从而可通过调节环状电流产生的电感L以及顶面的缝隙形成电容C，来调节天线辐射的谐振频率。

在本申请一个可能的实现方式中，天线还包括与顶面相对设置的底面，在具体设置馈电线时，该馈电线与顶面之间间隔设置，且馈电线与底面间隔设置。以实现天线的耦合馈电。

在本申请一个可能的实现方式中，在具体设置顶面上的缝隙时，该缝隙将顶面分割为没有互连关系的第一区域和第二区域。由于天线可以在缝隙处形成电容，这样，可以通过在缝隙处设置用于连接第一区域与第二区域的电容器件或者电感器件，来调谐天线的缝隙处产生的电容，从而使得天线的谐振频率变化，以使天线成为可调天线。

另外，可将该缝隙沿从所述第一区域到所述第二区域方向的尺寸设置为不大于1mm，以有利于减小天线的尺寸，提高天线的辐射频率。

在本申请一个可能的实现方式中，缝隙的延伸方向可以与天线的开口方向一致，此时，可将缝隙设置于顶面的中间位置，以使第一区域与第二区域的面积相等，从而可以在天线的管道外表面形成两个尺寸相等的闭合电流环，此时天线的效率带宽比较好。

另外，还可以使缝隙偏置于顶面，以使第一区域与第二区域的面积不等。这时，天线的管道外表面会形成两个尺寸不相等的闭合电流环。分别会产生两个谐振，通过调整该缝隙在顶面上的偏置位置，可以调谐两个谐振频点的变化，进而使天线能够具有双频特性，成为一个双频天线。

在本申请一个可能的实现方式中，缝隙还可以沿顶面的对角线开设，由于沿对角线开设的缝隙的长度，比沿天线的开口方向设置的缝隙的长度长；并且，天线的开口处截面处只形成一个电流环，该电流环的长度也增加，从而使其产生的电感也随之增加。当电容和电感都大幅增加的时候，天线谐振频率就会大幅下降，但其能够满足窄带天线的设计要求。

在本申请一个可能的实现方式中，天线还包括用于连接顶面与底面的两个侧面，天线的谐振波长为λ；当缝隙的延伸方向与天线的开口方向一致，且缝隙设置于顶面的中间位置时，缝隙开设于两个侧面之间的间距小于等于λ/2。这样，在天线表面，天线形成两个λ/2的环状电流。环状电流产生了谐振所需的电感L，而顶面的缝隙形成电容C，则天线的谐振频率可以用

来估算。

在本申请一个可能的实现方式中，顶面与底面之间的间距可以小于等于1mm。从而实现天线的薄型设计，进而有利于电子设备的减薄设计。

另外，天线还包括用于连接顶面与底面的两个侧面，顶面与底面之间的间距H，与两个侧面之间的间距D之间满足：H/D≤0.025。以通过对天线的高度和宽度的调整，使其满足带宽要求，并具有较高的辐射效率。

在本申请一个可能的实现方式中，天线内还可以填充有介质，为了使天线具有较好的带宽特性，填充材料的介电常数一般不超过3，同时填充材料的电信号的损耗越小越好。另外，天线内填充的介质可以为层叠设置的多层，这样，可以将馈电线设置于相邻两层介质之间，从而提高天线的结构稳定性。

在本申请一个可能的实现方式中，天线还可以包括与顶面相对设置的底面，多层介质设置于天线的顶面和底面之间，顶面与底面通过贯穿多层介质的两列过孔接触；每列过孔的排布方向与天线的开口方向一致，两列过孔与顶面以及底面围成天线的管道。在介质层上设置过孔作为天线的侧壁，其工艺较容易管控。另外，通过在介质层上设置两列过孔，以作为天线的两个侧壁，可以使天线具有较好的辐射效率。

在本申请一个可能的实现方式中，在具体设置每列过孔时，相邻两个过孔之间的间隙可以小于等于0.3mm。从而满足天线的辐射效率。

第二方面，本申请技术方案提供了一种电子设备，该电子设备包括第一方面所述的天线。

在将天线设置于电子设备时，可以将天线设置于接地结构件，例如电池、PCB或者屏蔽罩等，并且天线的底面与接地结构件接触。从而能够解决电子设备中天线布置空间不足的问题。另外，天线可以制造成独立的模块化件，从而使天线可以重复使用。或者，还可以将天线与电子设备的接地结构件，例如电池，集成为一体结构，以有利于实现电子设备的减薄设计。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的天线的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的天线的开口的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的天线的结构示意图；

图5为本申请另一实施例提供的天线的开口的结构示意图；

图6为本申请另一实施例提供的天线的结构示意图；

图7为本申请另一实施例提供的天线的结构示意图；

图8为本申请实施例的缝隙开设于三种不同位置处的天线的回损曲线图；

图9为本申请实施例的缝隙开设于三种不同位置处的天线的初始辐射效率图；

图10为本申请另一实施例提供的天线的结构示意图；

图11为现有技术实施例提供的天线的结构示意图；

图12为现有技术的贴片天线和本申请实施例的天线的初始辐射效率图；

图13为本申请另一实施例提供的天线的结构示意图；

图14为本申请另一实施例提供的天线的结构示意图；

图15为本申请另一实施例提供的天线的结构示意图；

图16为对N79天线的仿真，和N79样本天线测试的回损曲线图；

图17为对N79天线的仿真，和N79样本天线测试的初始辐射效率图；

图18为0.72mm厚N79天线的仿真，和0.5mmN79天线的仿真的初始辐射效率图；

图19为本申请实施例提供的天线与电池集成结构的结构示意图；

图20为图19中A处的局部结构放大图。

附图标记：

1-电子设备；101-边缘区域；102-天线；103-电池；2-开口；3-顶面；301-缝隙；

302-第一区域；303-第二区域；304-接地点；4-底面；5-馈电线；501-馈电点；

6-介质；601-第一介质层；602-第二介质层；7-第一过孔；8-第二过孔；

9-柔性电路板；901-馈电连接线。

具体实施方式

为了方便理解本申请实施例提供的天线，下面首先说明一下其具体应用场景。本申请实施例的天线可应用于多种电子设备，示例性的，电子设备可以但不限于为手机、平板电脑、智能穿戴设备，或者掌上电脑(personal digital assistant，PDA)等。上述电子设备都需要通过天线来进行信号传输，以电子设备为手机为例，参照图1，天线通常设置于电子设备的边缘区域101，以提高天线的辐射效率。

为顺应电子设备1通信的发展要求，需要在电子设备1中设置越来越多的天线。由于电子设备1中可用来设置天线的边缘区域101的空间有限，这必然会对天线的数量、设计尺寸以及天线的布局方式带来极大的挑战。另外，随着电子设备1中设置的天线的数量增加，净空型天线的辐射体与电子设备1中的金属结构之间的间距越来越小，这将会使天线的辐射性能大打折扣。为解决上述问题，本申请实施例提供了一种天线，该天线可以设置于电子设备1内部的中间区域，例如设置于电池、屏蔽盖或着印制电路板(printed circuitboard，PCB)等接地结构件上，并具有较高的辐射效率。

参照图2，本申请一个实施例提供的天线，该天线为两端具有开口2的扁平型结构，其可以但不限于为金属波导管结构。另外，该扁平型结构的天线的开口2形状可以但不限于为四边形或多边形，例如矩形、平行四边形、正六边形等规则形状，也可为任意不规则形状。另外，该天线的两端的开口2的形状可以相同，也可不同。为便于说明，在本申请以下的实施中，以天线的两端的开口2形状均为矩形为例，对该天线的结构进行介绍。

继续参照图2，本申请该实施例的天线具有顶面3，还具有与该顶面3相对设置的底面4。在将该天线设置于如图1中所示的电子设备1时，天线的底面4可与电子设备1的接地结构件(图中未示出)接触。在该顶面3上开设有一条缝隙301，该缝隙301的延伸方向与天线的开口2方向一致，以将顶面3分割为互不连接的第一区域302和第二区域303，以使天线在该缝隙301处呈现开路状态。另外，该天线的顶面3上还设置有馈电的接地点304，天线的管道内部还设置有馈电线5，其中，接地点304可设置于顶面3的第一区域302或者第二区域303。

参照图3，在具体设置馈电线5时，馈电线5设置于天线的顶面3和底面4的中间层面，馈电线5可以为金属微带线。继续参照图3，馈电线5的两端分设于顶面3上的缝隙301的两侧，其中，馈电线5的一端设置有馈电点501，馈电点501与接地点304形成馈电端口，用于实现天线的馈电；馈电线5的另一端自由延伸，从而使该天线的馈电呈开路状态，以实现天线的耦合馈电。

参照图3，可以看出，通过在天线的顶面3上开设缝隙301，可沿着天线的表面在缝隙301的两侧分别形成封闭的环状的同向电流。

另外，可参照图2，在天线的表面上，场的主模式为TE₁₀，也就是在-Y方向(与图2中Y方向相反的方向)只有磁场H_y，其可以简单表示为：H_y＝H₀|cos(πx/a)|e-jky，其中，H₀为场的幅度，a为天线的宽度(两个侧壁之间的间距)，j＝n×H_y。

显然，在天线的两个侧壁上(也就是x＝0和x＝a处)，电流最大；从天线的一个侧面(x＝0或x＝a处)，向与其相对的侧面(x＝a或x＝0处)的方向上，顶面3上的电流从最大变到最小。到中心点的开缝处，即x＝a/2时，电流为零。假如天线没有开缝，电流跨过天线的中间点后就要反向，这样会使辐射能量在空中相互抵消，天线的辐射效率下降。采用本申请的天线，通过在顶面3上开设缝隙301，迫使电流保持同向流动，天线的辐射效率较高。

从对谐振点的电流分析来看，天线的宽度a是半个波长(λ/2)。在天线金属表面上，天线形成两个λ/2的环状电流(图3中分别用实线和虚线表示的环形)。环状电流产生了谐振所需的电感L，而顶面3的缝隙301形成电容C，则天线的谐振频率可以用

来估算。

由于天线的顶面3上的缝隙301产生了谐振的电容C。因此，可以在缝隙301两端跨接一个电容器件或者电感器件，来调谐天线的缝隙301处产生的电容，从而使得天线的谐振频率变化。例如，在缝隙301处跨接一个电容器件，这时缝隙301固有的电容和电容器件的电容并联，以使得总的容值增加，从而调低谐振频率。另外，当在缝隙301处跨接一个电感系数小的电感器件时，会使得总容值减少，这时谐振频率上升。此时天线可以成为一个可调天线。

另外，参照图3，馈电线5距离天线的顶面3，以及底面4之间均有一定的间距。其中，馈电线5距离天线的顶面3的间距，与馈电线5距离天线的底面4的间距可以相等，也可以不等。馈电线5可以与天线的顶面3平行，也可以呈设定角度设置。在本申请一种可能的实施例中，馈电线5可与天线的顶面3上的缝隙301正交设置。这样可以有效的激励起平行于端口的环状电流，有利于增强天线的效率带宽。

在本申请中，不对天线的顶面3上的缝隙301的形状进行具体限定，示例性的，该缝隙301可以但不限于为直线型或者波浪形。另外，参照图3，该缝隙301沿第一区域302向第二区域303延伸的尺寸L1可以小于等于1mm，这样可避免增大天线的尺寸，并有利于提高天线的辐射效率。

参照图2，在本申请实施例中，缝隙301的延伸方向与天线的开口2的方向一致，并且可以将其设置于天线的顶面3的中间位置，以将天线划分为相等的两区域，从而可以在天线的矩形管道中形成一个谐振频率的谐振波。另外，参照图4，该缝隙301还可以将天线的顶面3划分为不相等的两区域(以下简称为缝隙301偏置)。在本申请一些实施例中，参照图6和图7，缝隙301还可以沿着天线的顶面3的对角线开设。

图8给出了缝隙301开设于三种不同位置处的天线的回损曲线，其中，用虚线表示缝隙301开设于顶面3的中间位置的天线，用点划线表示缝隙301开设于顶面3的对角处的天线，用实线表示缝隙301偏置的天线。通过分析可知，顶面3的中间位置开设缝隙301的天线的谐振频率为4718MHz(标识4处对应的频率)。

与顶面3中间位置开设缝隙301的天线的谐振频率4718MHz相比，对角处开设缝隙301的天线的谐振频率下降到了3336MHz(标识3处对应的频率)，其下降的幅度为1382MHz。这是因为，在顶面3的对角处开设的缝隙301，其长度为在顶面3的中间位置开设的缝隙301的长度的大约1.4倍(

倍，此处为便于说明，设定顶面3为正方形)；又因为，缝隙301会产生天线谐振需要的电容C，随着该缝隙301的加长，电容C增大。在顶面3的中间位置开设缝隙301时，可参照图3，天线的开口2截面处会形成两个环形电流，二者大小相等。而在顶面3的对角线的位置处开设缝隙301时，参照图6，天线的开口2截面处只形成一个电流环，该电流环的长度也增加，从而使其产生的电感L也随之增加。天线的谐振频率由公式，/>

决定。当电容和电感都大幅增加的时候，天线谐振频率就会大幅下降，因此，对角处开设缝隙301的天线的谐振频率就由4718MHz降到3336MHz。

另外，当缝隙301偏置时，参照图5，天线会产生两个谐振，第一个谐振是在4102MHz(标识1处对应的频率)，第二个谐振在6227MHz(标识2处对应的频率)。与顶面3中间位置开设缝隙301的天线相比，它变成了一个双谐振天线。其中，在该天线的开口2截面处会产生一个大的环形电流，和一个小的环形电流。可以理解的是，在低频的谐振时，大的环形电流具有强的电流分布，而小的环形电流的电流很弱。因此，我们认为大的环形电流产生的电感L、及缝隙301产生的电容C，决定了天线的低频谐振频率。对比顶面3中间位置开设缝隙301的天线，缝隙301偏置的天线的缝隙301的长度没变，则电容C没有变化。但是大的环形电流的长度，要大于图3中的环形电流的长度，因此，缝隙301偏置的天线的大的环形电流产生的电感L增大。因此，缝隙301偏置的天线的第一个谐振往低频移动。同理，小的环形电流决定了高频谐振频率，它会使谐振点往高频移动。由上可知，可以通过调整该缝隙301在顶面3上的偏置位置，来调谐两个谐振频点的变化，进而使天线能够具有双频特性，成为一个双频天线。

结合图9，图9为上述缝隙301开设于三种不同位置处的天线的初始辐射效率曲线。其中，缝隙301开设于顶面3的中间位置的天线的效率用实线表示。可以观察到，它的效率带宽比较好。标识4指示在它的谐振频率点，效率达到峰值，但在标识5处，出现了一个效率凹点。它对应着图8里的标识5处对应的谐振点，f＝5236MHz。这个谐振是由天线的TE₁₀模激发出来的(也就是不开缝隙301的天线可激发出的模式，仅在中心开缝时存在)，在此情形下，它在天线的顶面3形成反向电流，使得空间的部分辐射能量相互抵，就造成这个效率凹点。但这个效率损耗不是很大，在本实施例中大约下降0.7dB。但由于这个效率点靠近主谐振点(4718MHz)，因此可以使匹配后的效率带宽得到一个扩展。这有利于在天线具有较小的厚度(在本实施例中，天线的厚度是指顶面3到底面4之间的最大距离)下，例如0.5mm以下，实现N79(频带为4400-5000MHz)和WIFI5G天线的设计。

在图9中，缝隙301开设于顶面3的对角处的天线的效率用点划线表示。标识3是该天线的谐振频率点，f＝3336MHz，此时，效率达到峰值。与顶面3中间位置开设缝隙301的天线的谐振频率4718MHz相比，缝隙301开设于顶面3的对角处的天线的谐振频率下降到了1382MHz，其有29％的频率下降。由于将缝隙301开设于顶面3的对角处时，天线的效率带宽会有大幅下降，因此，缝隙301开设于顶面3的对角处的天线方案比较适合窄带天线，比如WIFI 2.4G和一些长期演进(long term evolution，LTE)的MIMO天线。

另外，由于天线的宽度和天线的谐振频率呈线性关系，因此，在满足相同的谐振效率的情况下，相比缝隙301开设于顶面3的对角处的天线而言，缝隙301开设于顶面3的对角处的天线的整体尺寸可以缩减约1/3，其有利于实现天线尺寸的减小。

继续参照图9，缝隙301偏置的天线的效率用虚线表示。其中，标识1和标识2，分别是该天线的两个谐振频率点，其分别达到效率峰值。这时，可通过调整缝隙301偏离中心的距离，来调谐该天线的两个谐振频率。这是一个设计双频天线的简单而有效的方法。

另外，参照图10，在本申请实施例的天线的管道中还可以填充有介质6，该介质6可以包括层叠设置的多层结构，这样可以将馈电线5设置于相邻两层介质6之间。介质6的材质可以但不限于为聚四氟乙烯(poly tetra fluoroethylene，PTFE)。为了使天线具有较好的带宽特性，填充材料的介电常数一般不超过3，同时填充材料的介质损耗越小越好。

为能够利用电子设备1内部的中间区域的电池、屏蔽盖或着PCB等接地结构布置天线，本领域的技术人员进行了各种尝试。参照图11，图11展示了一种现有的贴片(patch)天线的设计方案。但是由于该贴片天线的带宽较窄，要想增加该贴片天线的带宽，就需要增加天线的厚度。对于5G的NR天线来说，它要求有比较宽的频带。比如N77频段，要覆盖3300MHz-4200MHz，也就是900MHz的绝对带宽。如果要达到这样的需求，该贴片天线的厚度需要提升到1.5mm。这个厚度在一些电子设备里不算很高，但是，其很难满足手机等电子设备追求超薄设计的要求。

参照图12，图12为上述贴片天线和本申请实施例的天线(缝隙301开设于顶面3的中间位置)的初始辐射效率曲线。上述贴片天线的辐射效率用实线表示，本申请实施例的天线的辐射效率用点划线表示。其中，如图11展示的贴片天线的顶面3的面积为25mm×22mm时，它需要1.5mm的厚度(图3中顶面3到底面4之间的距离)来覆盖N77附近的一段频带(3216MHz-4121MHz)，即标记1和标记2之间的频带，带宽为905MHz。为达到相同的带宽，采用本申请实施例的天线，在顶面3的面积相同的条件下，其厚度可以下降到0.8mm。通过对图12中的曲线进行分析对比可以得知，与图11展示的贴片天线相比，采用本申请实施例的天线厚度的减缩率为0.8mm/1.5mm＝0.53＝53％，其可以应用于具有超薄设计要求的电子设备中。

参照图13，在本申请一个实施例中，以N79(频段为4400-5000MHz)天线为例，对本申请实施例的天线的设计和加工进行介绍。在该实施例中，采用PCB的加工技术完成对天线的样本制作，其中，为了使天线得到较好的带宽特性，在天线中填充的介质6的介电常数要低，同时材料损耗也要小。因此，可将介质6的基材选为PTFE，它的介电常数及损耗分别为：Er＝2.2，tanδ＝0.0009。另外，参照图13，在该实施例中，将N79天线的样本的延伸长度(两个开口2之间的间距)设为L，天线的厚度设为H，天线的宽(两个侧面之间的间距)设定为D，则该N79天线的尺度为L×D×H＝17mm×19mm×0.72mm。

参照图13，在该实施例中，可将天线的填充介质6设置为两层结构，第二介质层602的顶面设置有铜层，铜层的中间位置开设有一条缝隙301，该缝隙301的宽度例如为0.5mm。为了形成天线的用于连接顶面3和底面4的两个相对的侧壁，在上述层结构上加工完整的侧壁较为困难，参照图14，在本申请该实施例中，可通过在上述形成的层结构上开设两列第一过孔7，该多个第一过孔7紧密排列作为侧壁，其中，该第一过孔7沿层结构的叠置方向贯穿整个层结构。为便于清楚的表示馈电结构，在图14中将介质6进行了隐藏处理。本实施例中，对于第一过孔7的孔径不做具体限定，例如可为0.25mm；为减小对天线的辐射效率的影响，相邻两个第一过孔7之间的间距应设计的较小，例如不大于0.25mm。另外，参照图15，天线的馈电线5可设置于两层介质6之间，这样，可在第一层介质6上开设第二过孔8，以使天线的接地点304通过第二过孔8与馈电线5馈电连接。

参照图16，图16为对N79天线的仿真，以及对N79样本天线的测试的回损曲线。由于加工精度等因素造成的误差，对N79天线的仿真的谐振点为4641MHz，比N79样本天线的实际测试得到的谐振点4690MHz偏低了49MHz。与N79天线的谐振频率4400MHz相比，只有1％的偏差。所以，本申请中，对于N79天线的仿真是比较可靠的。

另外，图17是N79天线的辐射效率的仿真，和对上述N79样本天线的辐射效率进行测试的对比，其中，N79天线的辐射效率的仿真结果用带实心圆的曲线表示，N79样本天线的辐射效率的结果用带空心圆的曲线表示。在N79的工作频段4400-5000MHz内，仿真时，天线的馈电端口处使用了3个匹配件(电容、电阻或电感)，得到了比较平坦、且较宽的效率带宽。其带边的最低辐射效率为-4.4dB，平均效率为-3.7dB。

而对上述N79样本天线的辐射效率进行测试时，该天线馈电端口处只用了两个匹配件。从图17中可以看出，与仿真相比，N79样本天线具有非常高的峰值效率，其为-1.3dB，而且平均效率也比较高为-3.0dB，平均效率要比上述仿真的平均效率高出大约0.7dB。其带边的最低辐射效率虽然为-5.1dB，比仿真的带边的最低辐射效率低了大约0.7dB，但是这也足以说明通过本申请实施例制作的天线的性能是比较好的。另外，测试结果也可以证实仿真是可靠的。

为了能够满足电子设备的超薄设计，我们希望天线的厚度越小越好。由于，通过上述的仿真以及对0.72mm厚的N79样本天线进行实测对比，可以证明仿真的可靠性，我们可利用仿真来预测0.5mm厚的天线的性能。其中，天线的基材仍采用PTFE，它的介电常数及损耗分别为：Er＝2.2，tanδ＝0.0009。该天线的结构可参照图13，其顶面3上的缝隙301也设置为0.5mm宽。由于天线厚度的下降，为使天线具有较高的辐射效率，可将天线的宽度D增加1mm，以使天线尺寸L×D×H＝17mm×20mm×0.5mm。

图18显示了厚度分别为0.72mm和0.5mm的N79天线的辐射效率的仿真结果，其中，对0.72mm厚的N79天线的辐射效率的仿真用实线表示，对0.5mm厚的N79天线的辐射效率的仿真用点划线表示。随着厚度由0.72mm下降到0.5mm，天线的带宽明显变窄。但是，对厚度为0.5mm的N79天线的仿真，在其频带内，其平均辐射效率为-4.2dB。由于0.72mm厚的N79天线的仿真的平均辐射效率为-3.7dB，与其相比，0.5mm厚的N79天线的仿真的平均辐射效率下降了0.5dB，但其仍能够满足对天线的辐射效率的要求。

通过上述对于0.72mm厚的N79样本天线，0.72mm厚的N79天线的仿真，以及0.5mm厚的N79天线的仿真的辐射效率的分析可以得知，采用本申请实施例的设计方案得到的天线，其不仅可以使天线的厚度达到1mm以下，甚至0.5mm以下，还能够满足天线的辐射性能要求。进一步的，可以使天线的开口2截面的高度H和宽度D的比满足：H/D<0.025，以通过对天线的高度和宽度的调整，使其满足带宽要求，并具有较高的辐射效率。

除了上述应用PCB的加工技术完成对天线的制作的方案外，参照图19，还可以将本申请实施例的天线与电子设备的电池102集成为一体。如图20所示，该实施例中的天线也可以由两层介质6叠置而成，其中，第一介质层601设置于电池102的本体上，馈电线设置于第一介质层601与第二介质层602之间。在第二介质层602远离第一介质层601的端面上涂覆有铜层，该铜层可根据要设置的天线的数量、大小以及位置等进行分割，示例性的，可参照图19，当要在电池上形成六个天线时，可以将上述铜层分割为六块作为每个天线的顶面3，例如形成两个WIFI2.4天线、两个WIFI5G和两个N78天线。在具体设置天线的缝隙301时，可根据天线的频带要求，将缝隙301设置于顶面3的中间位置、对角线处，或者偏置。

另外，为了实现天线的馈电，在具体设置天线的馈电端口时，可通过打过孔的方式，使顶面3的接地点304与馈电线的馈电点相连接。或者，还可以参照图20，通过在上述集成件的一侧设置一个柔性电路板9(flexible printed circuit，FPC)，同时从柔性电路板9上引出一个馈电连接线901，以使馈电连接线901与天线的接地点馈电连接。

由于本申请实施例的天线的厚度可设计的较小，因此，通过将天线与电池103集成为一体结构，可以在利用电池103的表面设计天线的同时，避免该集成件的整体厚度较大，其可以满足电子设备减薄设计的要求。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种天线，其特征在于，所述天线为两端具有开口的扁平管道型结构，所述天线包括馈电线，其中：

所述天线具有顶面，所述顶面，开设有缝隙，所述天线在所述缝隙处呈开路状态，所述顶面还设置有接地点；还包括与所述顶面相对设置的底面，以及用于连接所述顶面与所述底面的两个侧面；

所述馈电线，设置于所述天线的管道内部，所述馈电线的两端分设于所述缝隙的两侧，所述馈电线的一端具有馈电点，所述馈电点与所述接地点形成馈电端口，所述馈电线的另一端自由延伸；

所述缝隙沿所述顶面的对角线设置。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述馈电线与所述顶面之间有间隔设置，所述馈电线与所述底面间有间隔设置。

3.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述缝隙将所述顶面分割为第一区域和第二区域；在所述缝隙处，所述第一区域与所述第二区域之间设置有电容器件或者电感器件。

4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述缝隙沿从所述第一区域到所述第二区域的方向的尺寸不大于1mm。

5.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述顶面与所述底面之间的间距小于等于1mm。

6.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述天线的谐振波长为λ，所述两个侧面之间的间距小于等于λ/2。

7.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述天线还包括用于连接所述顶面与所述底面的两个侧面，所述顶面与所述底面之间的间距H，与所述两个侧面之间的间距D之间满足：H/D≤0.025。

8.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述天线内还填充有介质，所述介质的介电常数小于等于3。

9.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述天线内填充有层叠设置的多层介质，所述馈电线设置于相邻两层所述介质之间。

10.如权利要求9所述的天线，其特征在于，所述天线还包括与所述顶面相对设置的底面，所述多层介质设置于所述天线的顶面和底面之间，所述顶面与所述底面通过贯穿所述多层介质的两列过孔接触；

每列所述过孔的排布方向与所述天线的开口方向一致，所述两列过孔与所述顶面以及所述底面围成所述天线的管道。

11.如权利要求10所述的天线，其特征在于，每列所述过孔中，相邻两个所述过孔之间的间隙小于等于0.3mm。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1~11任一项所述的天线。

13.如权利要求12所述的电子设备，其特征在于，还包括接地结构件，所述天线设置于所述接地结构件，所述天线包括与所述顶面相对设置的底面，所述底面与所述接地结构件接触。

14.如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述天线与所述接地结构件集成为一体结构。