CN113437512B - 天线装置及便携式电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线装置及便携式电子设备，该天线装置包括天线馈电端、高通滤波电路、第一天线触控整合模块和第二天线触控整合模块；所述第一天线触控整合模块设置有第一金属载体，所述第二天线触控整合模块设置有第二金属载体；其中，所述第一天线触控整合模块经所述高通滤波电路与所述天线馈电端连接；所述第一天线触控整合模块通过所述第一金属载体及所述第二金属载体与所述第二天线触控整合模块耦合连接，以交互高频信号。本发明的技术方案，能够节省便携式电子设备的空间。

Description

天线装置及便携式电子设备
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种天线装置及便携式电子设备。
背景技术
随着便携式电子设备的广泛应用，便携式电子设备的功能趋于复杂化，体积趋于小型化。
目前，大多数便携式电子设备具备天线和触控双功能，但是，大多数便携式电子设备的触控模块和天线本体是相互独立存在的，这会占据便携式电子设备内部过多的空间；并且，这类便携式电子设备的触控模块往往覆盖在天线本体上方，影响天线的辐射效率。
发明内容
本发明提出一种天线装置及便携式电子设备，旨在节省便携式电子设备的空间。
为实现上述目的，本发明提供一种天线装置，所述天线装置包括天线馈电端、高通滤波电路、第一天线触控整合模块和第二天线触控整合模块；
所述第一天线触控整合模块设置有第一金属载体，所述第二天线触控整合模块设置有第二金属载体；其中，
所述第一天线触控整合模块通过所述高通滤波电路与所述天线馈电端连接；
所述第一天线触控整合模块通过所述第一金属载体及所述第二金属载体与所述第二天线触控整合模块耦合连接，以交互高频信号。
可选地，所述高通滤波电路包括第一电容；
所述第一天线触控整合模块通过所述第一电容与所述天线馈电端连接。
可选地，所述天线装置还包括第一低通滤波电路、第二低通滤波电路和触控信号处理电路；
所述第一天线触控整合模块通过所述第一低通滤波电路与所述触控信号处理电路连接，以传输第一触控信号；
所述第二天线触控整合模块通过所述第二低通滤波电路与所述触控信号处理电路连接，以传输第二触控信号。
可选地，所述第一低通滤波电路包括第一电感，所述第一天线触控整合模块通过所述第一电感与所述触控信号处理电路连接；
所述第二低通滤波电路包括第二电感，所述第二天线触控整合模块通过所述第二电感与所述触控信号处理电路连接。
可选地，所述天线装置还包括第三天线触控整合模块和第三低通滤波电路；
所述第三天线触控整合模块通过所述第三低通滤波电路与所述触控信号处理电路连接，以传输第三触控信号。
可选地，所述第三低通滤波电路包括第三电感；
所述第三天线触控整合模块通过所述第三电感与所述触控信号处理电路连接。
可选地，所述天线装置还包括第二电容；
所述第三天线触控整合模块通过所述第二电容与所述第一天线触控整合模块连接，以交互高频信号。
可选地，所述第三天线触控整合模块设置有第三金属载体；
所述第三天线触控整合模块通过所述第三金属载体及所述第一金属载体与所述第一天线触控整合模块交互高频信号。
可选地，所述天线装置还包括柔性电路板，所述第一金属载体、所述第二金属载体及所述第三金属载体布置在所述柔性电路板。
为实现上述目的，本发明还提供一种便携式电子设备，所述便携式电子设备包括如上任一项所述的天线装置。
本发明的技术方案，在第一天线触控整合模块中设置第一金属载体，在第二天线触控整合模块中设置第二金属载体，利用第一金属载体和第二金属载体之间的耦合作用来交互第一天线触控整合模块和第二天线触控整合模块的高频信号，如此设置，能够满足便携式电子设备对于触控功能和天线功能的需要，还可以节省携式电子设备的空间，有利于便携式电子设备小型化设计。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明天线装置一实施例的结构框图；
图2为本发明天线装置一实施例的电路结构示意图；
图3为本发明天线装置另一实施例的结构框图；
图4为本发明天线装置另一实施例的电路结构示意图；
图5为本发明天线装置又一实施例的结构框图；
图6为本发明天线装置又一实施例的电路结构示意图；
图7为本发明天线装置再一实施例的电路结构示意图；
图8为本发明天线装置又一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
1 天线馈电端 2 高通滤波电路
3 第一天线触控整合模块 4 第二天线触控整合模块
5 第一金属载体 6 第二金属载体
7 第一低通滤波电路 8 第二低通滤波电路
9 触控信号处理电路 10 第三天线触控整合模块
11 第三低通滤波电路 12 第三金属载体
C1 第一电容 C2 第二电容
L1 第一电感 L2 第二电感
L3 第三电感
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
图1为本发明天线装置一实施例的结构框图。
参照图1，该天线装置包括天线馈电端1、高通滤波电路2、第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4；其中，第一天线触控整合模块3设置有第一金属载体5，而第二天线触控整合模块4设置有第二金属载体6；第一天线触控整合模块3经该高通滤波电路2与天线馈电端1连接；并且，该第一天线触控整合模块3通过第一金属载体5及第二金属载体6与第二天线触控整合模块4耦合连接，通过第一金属载体5及第二金属载体6之间的耦合作用交互高频信号。
本实施例的天线装置应用于便携式电子设备中，该天线装置设有第一天线触控整合模块3和该第二天线触控整合模块4，其中，第一天线触控整合模块3和该第二天线触控整合模块4均由天线本体与触控模块整合、一体化而成。可选的，天线本体布置在触控模块的外表面，或者布置在触控模块的四周不被触控模块遮挡或者覆盖的位置，以避免天线本体被触控模块遮挡而影响天线的辐射性能。其中，第一天线触控整合模块3设置有第一金属载体5，而第二天线触控整合模块4设置有第二金属载体6，这第一金属载体5和第二金属载体6的材质可以为铜、不锈钢、铝合金等等。第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4通过第一金属载体5和第二金属载体6之间的耦合作用交互高频信号。
该天线馈电端1，用于将天线接入电路，例如接入用于处理天线信号的高频信号处理电路。该天线馈电端1的材质可选为金属材质。
该高通滤波电路2，可以为高通滤波器，也可以由隔直电容构成。该高通滤波电路2，用于将第一天线触控整合模块3的高频信号传输至与天线馈电端1所连接的电路中；还用于隔离第一天线触控整合模块3的触控信号，避免第一天线触控整合模块3的触控信号传输至与天线馈电端1所连接的电路中。
该天线装置的工作原理如下：
1、对于触控功能：由第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4实现便携式电子设备的触控功能。用户可以通过操作第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4控制便携式电子设备执行相应的操作，例如，通过滑动、单击、双击第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4实现便携式电子设备的音量加减、开关机或者暂停等功能。由于第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4所生成的触控信号为低频信号，基于此，本实施例通过高通滤波电路2来隔离第一天线触控整合模块3的触控信号，以避免第一天线触控整合模块3的触控信号传输至与天线馈电端1所连接的电路中，对高频信号产生影响。
2、对于天线功能：由高通滤波电路2、第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4构成天线辐射系统。该系统作为接收端时，通过第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4接收空间的电磁波，再将电磁波转为高频信号后，经高通滤波电路2传输至与天线馈电端1所连接的电路中。该系统用作发射端时，通过第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4将天线馈电端1所传输过来的高频信号转为电磁波辐射出去。其中，第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4通过第一金属载体5和第二金属载体6之间的耦合作用交互高频信号。即第一天线触控整合模块3可以通过第一金属载体5和第二金属载体6之间的耦合作用将高频信号传递至第二天线触控整合模块4；第一天线触控整合模块3也可以通过第一金属载体5和第二金属载体6之间的耦合作用接收第二天线触控整合模块4传递过来的高频信号。
需要注意的是，第一金属载体5和第二金属载体6之间为耦合连接而不是直接物理连接，如此设置，可以避免第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4的触控信号相互影响进而导致便携式电子设备的触控功能失灵甚至失效。其中，第一金属载体5和第二金属载体6的耦合面积(即重叠区域的面积)越大，第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4之间的谐振频率越低；第一金属载体5和第二金属载体6的耦合面积越小，第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4之间的谐振频率越高。基于此，可以通过调整第一金属载体5和第二金属载体6的耦合面积，来调整第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4之间的谐振频率。
本实施例的技术方案，在第一天线触控整合模块3中设置第一金属载体5，在第二天线触控整合模块4中设置第二金属载体6，通过第一金属载体5和第二金属载体6交互第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4的高频信号，同时避免第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4的触控信号相互影响，如此设置，使得第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4既能满足便携式电子设备的触控功能，也能满足便携式电子设备的天线功能，还可以节省携式电子设备的空间，有利于便携式电子设备小型化设计。
可选的，参照图2，在一实施例中，该高通滤波电路2包括第一电容C1；该第一天线触控整合模块3经第一电容C1与天线馈电端1连接。
该第一电容C1，具有通高频阻低频的特性。
本实施例中，该第一电容C1，用于交互天线馈电端1与第一天线触控整合模块3之间的高频信号；该第一电容C1，还用于隔离第一天线触控整合模块3的触控信号，避免第一天线触控整合模块3的触控信号传输到与天线馈电端1所连接的电路中，对高频信号产生影响。
可选的，该第一电容C1的电容量位于0.3pF-1pF之间，以实现通高频，阻低频的作用。
可选的，参照图3，在一实施例中，该天线装置还包括第一低通滤波电路7、第二低通滤波电路8和触控信号处理电路9；其中，第一天线触控整合模块3经第一低通滤波电路8与触控信号处理电路9连接；而第二天线触控整合模块4经第二低通滤波电路8与触控信号处理电路9连接。
该第一低通滤波电路7和第二低通滤波电路8可以是低通滤波器，也可以由电感构成。该第一低通滤波电路7和第二低通滤波电路8具有通低频阻高频的特性。
该触控信号处理电路9，用于对第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4的触控信号进行处理，并控制便携式电子设备执行相应的动作。
具体的，当用户操作第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4时，第一天线触控整合模块3会生成第一触控信号，而第二天线触控整合模块4会生成第二触控信号。第一触控信号和第二触控信号分别经第一低通滤波电路7和第二低通滤波电路8传输至触控信号处理电路9，信号处理电路9据此控制便携式电子设备实现相应的功能，例如实现音量加减、开关机或者暂停等功能。并且，第一低通滤波电路7和第二低通滤波电路8能够隔离第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4的高频信号，避免第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4的高频信号进入触控信号处理电路9中，对触控信号产生影响。如此设置，使得由天线本体与触控模块整合而成的第一天线触控整合模块3和第二天线触控整合模块4不仅具有天线功能和触控功能，而且天线功能和触控功能之间互不影响，从而达到节省便携式电子设备空间、提高天线辐射效率的目的。
可选的，参照图4，在一实施例中，该第一低通滤波电路7包括第一电感L1，第一天线触控整合模块3经第一电感L1与触控信号处理电路9连接；该第二低通滤波电路8包括第二电感L2，该第二天线触控整合模块4经第二电感L2与触控信号处理电路9连接。
该第一电感L1和第二电感L2具有通低频阻高频的特性。
本实施例通过第一电感L1将第一天线触控整合模块3产生的第一触控信号传输至触控信号处理电路9；并通过第一电感L1隔离第一天线触控整合模块3的高频信号，避免第一天线触控整合模块3的高频信号传输至触控信号处理电路9，对第一触控信号产生影响。
同理，通过第二电感L2将第二天线触控整合模块4产生的第二触控信号传输至触控信号处理电路9；并通过第二电感L2隔离第二天线触控整合模块4的高频信号，避免第二天线触控整合模块4的高频信号传输至触控信号处理电路9，对第二触控信号产生影响。其中，采用单个电感构成低通滤波电路，具有电路结构简单，成本低的优点。
可选的，该第一电感L1的电感量位于10nH-100nH之间，该第二电感L2的电感量位于10nH-100nH之间，以实现通低频阻高频的作用。
可选的，参照图5，在一实施例中，该天线装置还包括第三天线触控整合模块10和第三低通滤波电路11；该第三天线触控整合模块10经第三低通滤波电路11与触控信号处理电路9连接，以传输第三触控信号。
该第三天线触控整合模块10，由天线本体与触控模块整合而成。可选的，天线本体布置在触控模块的外表面，或者布置在触控模块的四周不被触控模块遮挡或者覆盖的位置，以避免天线本体被触控模块遮挡而影响天线的辐射效率。
该第三低通滤波电路11，可以是低通滤波器，也可以由电感构成。该第三低通滤波电路11，具有通低频阻高频的特性。
本实施例中，该天线装置还设置有第三天线触控整合模块10及第三低通滤波电路11，通过增设第三天线触控整合模块10来提高便携式电子设备的触控精度和触控灵敏度。该第三低通滤波电路11，用于将第三天线触控整合模块10所产生的第三触控信号传输至触控信号处理电路9；同时，避免第三天线触控整合模块10的高频信号传输至触控信号处理电路9，对第三触控信号产生影响。
可选的，参照图6，在一实施例中，该第三低通滤波电路11包括第三电感L3；该第三天线触控整合模块10经第三电感L3与触控信号处理电路9连接。
本实施例通过第三电感L3将第三天线触控整合模块10产生的第三触控信号传输至触控信号处理电路9；并通过第三电感L3隔离第三天线触控整合模块10的高频信号，避免第三天线触控整合模块10的高频信号传输至触控信号处理电路9，对第三天线触控整合模块10的第三触控信号产生影响。
本实施例采用单个电感构成第三低通滤波电路11，具有电路结构简单，成本低的优点。可选的，该第三电感L3的电感量位于10nH-100nH之间，以实现通低频阻高频的作用。
可选的，参照图7，在一实施例中，该天线装置还包括第二电容C2；该第三天线触控整合模块10经第二电容C2与第一天线触控整合模块3连接。
该第二电容C2，具有通高频阻低频的特性。
本实施例通过第二电容C2实现第三天线触控整合模块10与第一天线触控整合模块3之间高频信号的交互；同时，隔离第三天线触控整合模块10与第一天线触控整合模块3的触控信号，避免第三天线触控整合模块10与第一天线触控整合模块3的触控信号相互影响而导致便携式电子设备的触控功能失灵甚至失效。
可选的，该第二电容C2的电容量位于0.3pF-1pF之间，以实现通高频，阻低频的作用。
可选的，参照图8，在一实施例中，该第三天线触控整合模块10设置有第三金属载体12；第三天线触控整合模块12通过第三金属载体12及第一金属载体5之间的耦合作用与第一天线触控整合模块3交互高频信号。
可选的，该第三天线触控整合模块10还可以通过第三金属载体12及第二金属载体6之间的耦合作用与第二天线触控整合模块4交互高频信号。
可选的，在一实施例中，该天线装置还包括柔性电路板，该第一金属载体5、第二金属载体6及第三金属载体12布置在柔性电路板上。
柔性电路板具有质量轻、厚度薄、可自由弯曲折叠等特性。将第一金属载体5、第二金属载体6及第三金属载体12布置在柔性电路板上，有利于便携式电子设备小型化设计、可选的，该柔性电路板为双层柔性电路板。
本发明还提供一种便携式电子设备，包括如上所述的天线装置，该天线装置的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明的便携式电子设备中使用了上述天线装置，因此，本发明的便携式电子设备的实施例包括上述天线装置全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种天线装置，其特征在于，所述天线装置包括天线馈电端、高通滤波电路、第一天线触控整合模块、第二天线触控整合模块、第一低通滤波电路、第二低通滤波电路和触控信号处理电路；
所述第一天线触控整合模块设置有第一金属载体，所述第二天线触控整合模块设置有第二金属载体；其中，
所述第一天线触控整合模块通过所述高通滤波电路与所述天线馈电端连接；
所述第一天线触控整合模块通过所述第一金属载体及所述第二金属载体与所述第二天线触控整合模块耦合连接，以交互高频信号；
所述第一天线触控整合模块通过所述第一低通滤波电路与所述触控信号处理电路连接，以传输第一触控信号；
所述第二天线触控整合模块通过所述第二低通滤波电路与所述触控信号处理电路连接，以传输第二触控信号。
2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述高通滤波电路包括第一电容；
所述第一天线触控整合模块通过所述第一电容与所述天线馈电端连接。
3.如权利要求1或2所述的天线装置，其特征在于，所述第一低通滤波电路包括第一电感，所述第一天线触控整合模块通过所述第一电感与所述触控信号处理电路连接；
所述第二低通滤波电路包括第二电感，所述第二天线触控整合模块通过所述第二电感与所述触控信号处理电路连接。
4.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括第三天线触控整合模块和第三低通滤波电路；
所述第三天线触控整合模块通过所述第三低通滤波电路与所述触控信号处理电路连接，以传输第三触控信号。
5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第三低通滤波电路包括第三电感；
所述第三天线触控整合模块通过所述第三电感与所述触控信号处理电路连接。
6.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括第二电容；
所述第三天线触控整合模块通过所述第二电容与所述第一天线触控整合模块连接，以交互高频信号。
7.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述第三天线触控整合模块设置有第三金属载体；
所述第三天线触控整合模块通过所述第三金属载体及所述第一金属载体与所述第一天线触控整合模块交互高频信号。
8.如权利要求7所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括柔性电路板，所述第一金属载体、所述第二金属载体及所述第三金属载体布置在所述柔性电路板。
9.一种便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备包括如权利要求1-8任一项所述的天线装置。
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