CN113193328B - 天线结构及具有该天线结构的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构，包括至少一个辐射体，所述辐射体呈圆弧状，所述辐射体包括辐射部及馈入部，所述辐射部上开设有开槽，所述开槽将所述辐射部划分为第一辐射段及第二辐射段，所述馈入部的一端电连接至一馈入源，另一端跨过所述开槽，并与所述第一辐射段电连接，以为所述第一辐射段及所述第二辐射段馈入电流信号。上述天线结构无需设置相应的净空区，便可工作于WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态。本发明还提供一种具有该天线结构的电子装置。

Description

天线结构及具有该天线结构的电子装置

技术领域

本发明涉及一种天线结构及具有该天线结构的电子装置。

背景技术

目前，智能音响等电子装置因为其易用性和可携式而得到广泛应用。另外，智能音响一般需要信号发射、接收装置(例如天线)。然而，随着消费者对金属质感的偏好，使得天线设计的难度增加。因此，在智能音响等电子装置的设计过程中，如何在有限的空间内将天线与其他相关元件做更紧密的结合，是天线设计面临的一项重要课题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种天线结构及具有该天线结构的电子装置。

一种天线结构，包括至少一个辐射体，所述辐射体呈圆弧状，所述辐射体包括辐射部及馈入部，所述辐射部上开设有开槽，所述开槽将所述辐射部划分为第一辐射段及第二辐射段，所述馈入部的一端电连接至一馈入源，另一端跨过所述开槽，并与所述第一辐射段电连接，以为所述第一辐射段及所述第二辐射段馈入电流信号。

一种电子装置，包括上述所述的天线结构。

上述天线结构及具有该天线结构的电子装置通过设置至少一个辐射体，每一个辐射体上设置相应的开槽。如此，无需设置相应的净空区，便可使得所述天线结构工作于相应的WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态。再者，所述天线结构中每一个辐射体均是WIFI2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态的共构体，其结构较简单，且WIFI 2.4GHz频率及WIFI 5GHz皆可独立控制，较为方便。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的电子装置的分解示意图。

图2为图1所示电子装置的组装示意图。

图3为图1所示电子装置中第一辐射体及第二辐射体的示意图。

图4为图1所示电子装置中天线结构的S参数(散射参数)曲线图。

图5为图1所示电子装置中天线结构的总辐射效率图。

主要元件符号说明

天线结构 100

第一辐射体 11

第二辐射体 13

载体 110

辐射部 111

馈入部 113

顶部 114

底部 115

第一侧部 116

第二侧部 117

第一开槽 118

第二开槽 119

第一辐射段 A1

第二辐射段 A2

电子装置 200

壳体 21

底板 210

本体 211

盖体 213

开孔 214

基板 23

控制模块 25

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例提供一种天线结构100(参图3)，其可应用于电子装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。所述电子装置200可为智能音响等具有圆弧表面的电子产品。在本实施例中，以所述电子装置200为一智能音响为例加以说明。

在本实施例中，所述电子装置200大致呈圆柱状，其尺寸大致为150mm*80mm。即所述电子装置200的底部直径大致为150mm，其高度大致为80mm。所述电子装置200还包括壳体21及基板23。所述壳体21包括底板210、本体211及盖体213。所述底板210大致呈圆形，其由金属等导电材料制成。所述本体211大致呈中空圆筒状，其围绕于所述底板210的周缘设置。在本实施例中，所述本体211由塑胶等绝缘材料制成。所述盖体213与底板210相对设置，其形状及结构与所述本体211相对应，用以装设于所述本体211上。

可以理解，在本实施例中，所述本体211的侧壁上还开设有开孔214。所述开孔214大致呈椭圆形。当然，在其他实施例中，所述开孔214的形状不局限于椭圆形，其还可以根据具体形状进行调整，例如设计成圆形，长方形等。

在本实施例中，该基板23为印刷电路板(printed circuit board,PCB)，其可采用环氧树脂玻璃纤维(FR4)等介电材质制成。所述基板23设置于所述壳体21内。所述基板23上还设置有馈入源(图未标)，用以为所述天线结构100馈入电流信号。

在本实施例中，所述电子装置200至少还包括控制模块25。所述控制模块25可以包括电源键、开机键等功能按钮。所述控制模块25设置于所述壳体21内。所述控制模块25与所述基板23电连接，且从所述开孔214露出，进而方便用户对所述电子装置200进行控制。

请一并参阅图3，在本实施例中，所述天线结构100包括两个辐射体，即第一辐射体11及第二辐射体13。所述第一辐射体11及所述第二辐射体13均设置于所述壳体21内部。具体的，所述第一辐射体11及所述第二辐射体13设置于所述开孔214的两侧，且关于所述开孔214对称。在本实施例中，所述第一辐射体11与所述第二辐射体13的结构相同，因此仅以所述第一辐射体11为例进行说明。

在本实施例中，所述第一辐射体11大致呈圆弧状，其贴设于所述本体211的内壁上。所述第一辐射体11包括载体110、辐射部111及馈入部113。所述载体110大致呈圆弧状，其形状与所述本体211的内壁相对应，用以贴设于所述本体211的内壁上。

所述辐射部111可利用柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)制成，并设置于所述载体110上，以使得所述载体110承载所述辐射部111。在本实施例中，所述辐射部111大致呈弧形片状，即呈曲面结构，其尺寸大致为40mm*29mm。所述辐射部111包括顶部114、底部115、第一侧部116及第二侧部117。所述顶部114与底部115相对设置。所述第一侧部116及第二侧部117相对设置，且分别连接至所述顶部114及底部115。

所述辐射部111上还开设有第一开槽118及第二开槽119。在本实施例中，所述第一开槽118开设于所述第一侧部116邻近所述底部115的位置，并朝所述第二侧部117的方向延伸。在本实施例中，所述第一开槽118的尺寸沿所述第一侧部116朝所述第二侧部117的方向逐渐减小，进而大致呈喇叭状。所述第二开槽119大致呈L形，且连通所述第一开槽118。具体地，所述第二开槽119由所述第一开槽118的端口继续沿平行所述顶部114且朝向所述第二侧部117的方向延伸，接着弯折一直角，以沿平行所述第二侧部117且朝向所述底部115的方向延伸，进而构成所述L形。

可以理解，在本实施例中，所述第一开槽118及第二开槽119共同将所述辐射部111划分为第一辐射段A1及第二辐射段A2。其中，所述第一开槽118、第二开槽119与所述底部115之间的部分构成所述第一辐射段A1。所述第一开槽118、所述第二开槽119与所述顶部114之间的部分构成所述第二辐射段A2。所述第一辐射段A1及所述第二辐射段A2均大致呈片状。所述第一辐射段A1一端与所述第二辐射段A2通过所述第一开槽118及第二开槽119间隔设置。所述第一辐射段A1的另一端连接至所述第二辐射段A2。

可以理解，在本实施例中，所述馈入部113设置于所述壳体21内。所述馈入部113为同轴电缆，所述馈入部113的一端电连接至所述基板23上的馈入源，另一端跨过所述第一开槽118及第二开槽119，并电连接至所述第一辐射段A1，以为所述第一辐射段A1及第二辐射段A2馈入电流信号。在本实施例中，所述馈入部113是电连接至所述第一辐射段A1中所述第一开槽118的末端与所述第二开槽119的起始端的连接处。

可以理解，当电流自所述馈入源馈入后，所述电流将通过所述馈入部113直接馈入，并依次流过所述第一辐射段A1及所述第二辐射段A2，进而使得所述第一辐射段A1及第二辐射段A2共同构成一单极(Monopole)天线，以激发一第一工作模态以产生第一辐射频段的辐射信号。同时，当电流自所述馈入源及所述馈入部113馈入后，所述电流还沿着所述第二开槽119的边缘流动，进而构成一槽孔(slot)天线，以激发一第二工作模态以产生第二辐射频段的辐射信号。

在本实施例中，第一工作模态为WIFI 2.4GHz模态。所述第二工作模态为WIFI5GHz模态。所述第一辐射频段的频率为2400-2484MHz。所述第二辐射频段的频率为5150-5850MHz。显然，所述第一辐射体11为一WIFI 2.4GHz单极天线及WIFI 5GHz槽孔天线的共构体，进而构成一双频WIFI 2.4GHz/5GHz天线。

可以理解，在本实施例中，可通过调节所述馈入部113连接至所述第一辐射段A1的位置，进而调节所述第一辐射频段及第二辐射频段的频率。

可以理解，当所述馈入部113连接至上述所示位置，即所述第一开槽118及第二开槽119的连接处时，可通过改变所述第一开槽118及/或第二开槽119的尺寸，进而实现对所述第一辐射频段及第二辐射频段的独立控制。例如，所述馈入部113的位置不变，而调节所述第一开槽118，使得所述第一开槽118的长度变长，可使得所述第一辐射频段的频率往低频移动。当所述馈入部113的位置不变，而调节所述第一开槽118，以使得所述第一开槽118的长度变短，可使得所述第一辐射频段的频率往高频移动。同样的，当所述馈入部113的位置不变，而调节所述第二开槽119，以使得所述第二开槽119的整体长度变长，可使得所述第二辐射频段的频率往低频移动。当所述馈入部113的位置不变，而调节所述第二开槽119，以使得所述第二开槽119的整体长度变短，可使得所述第二辐射频段的频率往高频移动。

可以理解，在本实施例中，由于所述天线结构100包括两个辐射体，即第一辐射体11及第二辐射体13。两个辐射体的结构相同，且均设置有独立的馈入源，例如馈入部113，且每一辐射体均可产生或接收WIFI 2.4/5GHz的辐射信号，进而使得所述天线结构100可实现WIFI MIMO(Multi-input Multi-output)功能。

请一并参阅图4，为所述天线结构100的S参数(散射参数)曲线图。其中曲线S41为所述第一辐射体11工作于WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态时的S11值。曲线S42为所述第二辐射体13工作于WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态时的S11值。曲线S43为当所述天线结构100工作于WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态时所述第一辐射体11与所述第二辐射体13的隔离度。

请一并参阅图5，为所述天线结构100的总辐射效率曲线图。其中曲线S51为所述天线结构100工作于WIFI 2.4GHz模态时的总辐射效率。曲线S52为所述天线结构100工作于WIFI 5GHz模态时的总辐射效率。其中当所述天线结构100工作于WIFI 2.4GHz模态时，其总辐射效率为70％(-1.54dB)。当所述天线结构100工作于WIFI 5GHz模态时，其总辐射效率为64％(-1.91dB)。另外，通过实验证明，当所述天线结构100工作于所述WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态时，其辐射场型均符合天线需求。

显然，本发明的天线结构100及具有该天线结构100的电子装置200通过设置两个辐射体，每一个辐射体上设置相应的第一开槽118及第二开槽119。如此，无需设置相应的净空区，便可使得所述天线结构100工作于相应的WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态。再者，所述天线结构100中每一个辐射体均是WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态的共构体，其结构较简单，且WIFI 2.4GHz频率及WIFI 5GHz皆可独立控制，较为方便。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种天线结构，其特征在于：所述天线结构包括独立设置的两辐射体，且两所述辐射体共同实现MIMO功能，所述辐射体呈圆弧状，所述辐射体包括辐射部及馈入部，所述辐射部上开设有开槽，所述开槽将所述辐射部划分为第一辐射段及第二辐射段，所述馈入部的一端电连接至一馈入源，另一端跨过所述开槽，并与所述第一辐射段电连接，以为所述第一辐射段及所述第二辐射段馈入电流信号，其中，所述开槽包括第一开槽及第二开槽，所述第一开槽的开口呈喇叭状，所述第二开槽由所述第一开槽的端口继续延伸，且呈L型，所述馈入部电连接至所述第一辐射段中所述第一开槽的末端与所述第二开槽的起始端的连接处；且在所述天线结构中，两所述辐射体的第一开槽的开口的朝向相反；

当电流自所述馈入源馈入后，所述电流通过所述馈入部直接馈入，并依次流过所述第一辐射段及所述第二辐射段，进而使得所述第一辐射段及第二辐射段共同构成一单极天线，以激发出WIFI 2.4GHz模态；当电流自所述馈入源及所述馈入部馈入后，所述电流还沿着所述第二开槽的边缘流动，进而构成一槽孔天线，以激发出WIFI 5GHz模态。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：所述辐射部包括顶部、底部、第一侧部及第二侧部，所述顶部与所述底部相对设置，所述第一侧部与第二侧部相对设置，且分别连接至所述顶部及所述底部，所述第一开槽开设于所述第一侧部邻近所述底部的位置，并朝所述第二侧部的方向延伸，所述第一开槽的尺寸沿所述第一侧部朝所述第二侧部的方向逐渐减小，所述第二开槽由所述第一开槽的端口继续沿平行所述顶部且朝向所述第二侧部的方向延伸，接着弯折一直角，以沿平行所述第二侧部且朝向所述底部的方向延伸。

3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：所述第一开槽、第二开槽与所述底部之间的部分构成所述第一辐射段，所述第一开槽、所述第二开槽与所述顶部之间的部分构成所述第二辐射段。

4.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：通过调节所述馈入部连接至所述第一辐射段的位置，以调节所述WIFI 2.4GHz模态及WIFI 5GHz模态的频率。

5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：通过调节所述第一开槽的尺寸，以调节所述WIFI 2.4GHz模态的频率，通过调节所述第二开槽的尺寸，以调节所述WIFI 5GHz模态的频率。

6.一种电子装置，包括如权利要求1-5中任一项所述的天线结构。

7.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于：所述电子装置还包括壳体，所述壳体包括底板及本体，所述底板由金属材料制成，所述本体由绝缘材料制成，且呈圆柱状，所述本体围绕于所述底板的周缘设置，两所述辐射体设置于所述壳体内，且贴设于所述本体的内壁上。

8.如权利要求7所述的电子装置，其特征在于：所述本体上开设有开孔，两个所述辐射体对称设置于所述开孔的两侧。

9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于：所述电子装置还包括控制模块，所述控制模块设置于所述壳体内，且从所述开孔露出，所述控制模块用于实现对所述电子装置的控制。

Images