CN114094323A - 天线装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线技术领域，具体公开了一种天线装置及电子设备，包括电路板，电路板的一侧表面具有第一金属区域、非金属区域、第二金属区域，其中，第一金属区域位于非金属区域与第二金属区域之间，第一金属区域与第二金属区域连通，非金属区域上设置有天线，第二金属区域被配置为加载枝节，天线具有第一工作模式和第二工作模式，天线在第一工作模式与第一金属区域产生第一谐振，天线在第二工作模式与第一金属区域、第二金属区域产生第二谐振，且天线的两种工作模式在第二金属区域上形成电流相位差。本申请将电路板的一部分金属区域作为加载枝节，这样在不影响产品外形和天线位置的情况下改善天线的辐射方向性，同时改善天线的工作带宽。

Description

天线装置以及电子设备

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体公开了一种天线装置以及电子设备。

背景技术

现实生活中，随着信息技术的发展和科技的进步，无线设备越来越多的进入我们的生活中，而各式各样的无线设备对天线设计同样提出了更高的要求。

天线的辐射方向性是一种衡量天线设计中辐射是否全向的指标。在常见的智能家居设备中，低辐射方向性的天线更适用于产品在多角度多位置使用。另一方面，过高方向性的天线设计使得能量过于集中在某个角度，会给EMC、EMI问题带来风险。

本领域熟知的是天线的辐射方向性的决定性因素是产品形状和天线位置，而天线本身的图案和形式对天线辐射方向性的影响较小。如何在不影响产品外形和天线位置的情况下改善天线的辐射方向性，同时改善天线的工作带宽是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种多频段天线以及无线设备，旨在不影响产品外形和天线位置的情况下改善天线的辐射方向性，同时改善天线的工作带宽。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出了一种天线装置，包括电路板，所述电路板的一侧表面具有第一金属区域、非金属区域、第二金属区域，其中，所述第一金属区域位于所述非金属区域与所述第二金属区域之间，所述第一金属区域与所述第二金属区域连接，所述非金属区域上设置有天线，所述第二金属区域被配置为加载枝节，所述天线具有第一工作模式和第二工作模式，所述天线在第一工作模式与所述第一金属区域产生第一谐振，所述天线在第二工作模式与所述第一金属区域、所述第二金属区域产生第二谐振，且所述天线的两种工作模式在所述第二金属区域上形成电流相位差。

本发明的第二方面提出了一种电子设备，包括如上所述的天线装置。

另外，本发明的上述天线装置还可以具有如下附加的技术特征。

根据本发明的一个实施例，所述第二金属区域包括第一部分以及第二部分，其中，所述第二部分位于所述第一部分与第一金属区域之间，并将所述第一部分与所述第一金属区域连接。

根据本发明的一个实施例，于所述电路板开设分隔槽，所述第二部分位于所述分隔槽内，所述第一部分与所述第一金属区域分别位于所述分隔槽的两侧。

根据本发明的一个实施例，所述电路板呈长方形，所述第一部分位于所述电路板的短边端，所述天线位于所述电路板远离所述第一部分的长边端。

根据本发明的一个实施例，所述第一部分呈U形，所述第一部分包括相对设置的两个支臂以及位于两个所述支臂之间的连接部，所述第二部分位于所述连接部与所述第一金属区域之间。

根据本发明的一个实施例，所述电路板的长度为155mm，宽度为30mm，所述电路板的厚度为1mm，所述非金属区域呈长方形，所述非金属区域的长度为20mm，宽度为6.5mm。

根据本发明的一个实施例，所述第一部分的宽度为1mm，所述支臂的长度为17mm，所述连接部的长度为30mm。

根据本发明的一个实施例，所述天线的工作频段为2400～2500MHz，且所述天线的最大辐射方向性为3.0dBi，所述第二谐振的频率为2330MHz，所述天线的工作带宽300MHz。

根据本发明的一个实施例，所述天线为倒F型天线。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、通过在第二金属区域配置为加载枝节，在非金属区域设置天线，且天线能够和第一金属区域产生第一谐振，并与第一金属区域、第二金属区域产生第二谐振，在第二谐振的作用下扩展了天线的工作带宽；

2、天线的两种工作模式在所述第二金属区域上形成电流相位差，使得天线工作在2400～2500MHz时，其最大辐射方向上两种工作模式电流进行抵消，使得最大方向性降低，从而使得天线辐射全向；

3、本申请将电路板的一部分金属区域作为加载枝节，这样在不影响产品外形和天线位置的情况下改善天线的辐射方向性，同时改善天线的工作带宽。

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示出的结构获得其他的附图。

图1本实施例天线装置示意图；

图2本实施例天线装置俯视图示意图；

图3本实施例天线装置回波曲线；

图4本实施例天线装置最大辐射方向性曲线；

图5常规实施例天线装置回波曲线；

图6常规实施例天线装置最大辐射方向性曲线。

附图标记：

天线装置100、第一金属区域10、非金属区域11、第二金属区域12、第一部分120、支臂120a、连接部121b、第二部分121、天线13、分隔槽14。

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，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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，在本发明中如涉及“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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明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。

下面参照图1-2描述本发明一些实施例的天线装置100。

如图1-2所示，本发明的实施例提供了一种天线装置100，该天线装置100 主要应用在电子设备上，该天线装置100包括电路板，电路板的一侧表面具有第一金属区域10、非金属区域11、第二金属区域12，其中，第一金属区域 10位于非金属区域11与第二金属区域之间12，第一金属区域10与第二金属区域12连通，非金属区域11上设置有天线13，第二金属区域12被配置为加载枝节，天线13具有第一工作模式和第二工作模式，天线13在第一工作模式与第一金属区域10产生第一谐振，天线13在第二工作模式与第一金属区域10、第二金属区域12产生第二谐振，且天线13的两种工作模式在第二金属区域12上形成电流相位差。

需要说明的是，本实施例将电路板的一部分金属区域作为加载枝节，这样在不改变电路板外形和天线位置的情况下，改善了天线的辐射方向性，同时改善天线的工作带宽。

具体地，在本实施例中，电路板的一侧表面一般由环氧树脂与覆铜层构成，第一金属区域10、第二金属区域12均涂敷有覆铜层，也就是说第一金属区域10、第二金属区域12均为导电区域，非金属区域11为非导电区域，其中，第一金属区域10主要用于安装电子设备的各种功能器件。

继续参照图1，本实施例中的电路板呈长方形，其尺寸为155mm x 30mm，厚度为1mm，为了便于描述，可以将电路板的四条边定义为左短边、右短边、上长边、下长边，其中，所述第二金属区域12形成在靠近左短边的表面，天线13设置在临近下长边远离第二金属区域12的一端，也就是说，第二金属区域12设置在电路板的末端。

在本实施例中，天线13的工作频段为2400～2500MHz，其图案为常见的倒F型(IFA)天线设计，非金属区域11呈长方形，其尺寸为6.5mm x 20mm。

需要说明的是，天线13的图案形状不局限于倒F型，本领域技术人员可以根据需要灵活选择天线13的图案形状。

进一步地，继续参照图2，本实施例中的第二金属区域12由两部分构成，具体包括第一部分120以及第二部分121，其中，第二部分121位于第一部分 120与第一金属区域10之间，同时第二部分121将第一部分120与第一金属区域10连接起来。具体地，第一部分120和第二部分121均可以看作是天线 13的加载枝节，天线13在第二工作模式与第一金属区域10、第一部分120 和第二部分121产生第二谐振。

继续参照图1，于电路板上开设分隔槽14，第二部分121位于分隔槽14 内，第一部分120与第一金属区域10分别位于分隔槽14的两侧。具体地，分隔槽14将电路板的导电表面分隔成第一部分120和第一金属区域10，为了保证第一部分120与第一金属区域10的信号传输，本实施例通过在分隔槽14 内设置第二部分121将第一部分120与第一金属区域10连接。

第一部分120呈U形，第一部分120包括相对设置的两个支臂120a以及位于两个支臂120a之间的连接部121b，第二部分121位于连接部121b与第一金属区域10之间。具体地，第一部分120的宽度为1mm，支臂120a的长度为17mm，连接部121b的长度为30mm。

具体地，第二部分121将第一部分120与第一金属区域10连接，使得天线13的工作产生两个工作模式，其第一工作模式为与第一金属区域10产生工作谐振，其为天线13的原始的主要工作模式。第二工作模式为天线13与第一金属区域10、第一部分120和第二部分121产生第二谐振，其谐振频率为2330MHz。而因为两种模式在2400～2500MHz频段形成在第一金属区域10 上的电流相位差，使得当天线13工作在2400～2500MHz时，其最大辐射方向上两种模式电流进行抵消，使得最大方向性降低。如图3、4所示，在这一工作状态下，其工作性能为：工作带宽300MHz，2400～2500MHz的最大辐射方向性为3.0dBi。

如图5、6所示，当现有技术的天线装置没有加载枝节时，其天线的最大辐射方向性为5.5dBi，天线工作带宽为160MHz。由此可见，与现有技术中的天线装置相比，本申请实施例中的天线装置的工作带宽相比现有技术的天线装置提高了87.5％，2400～2500MHz的最大辐射方向性相比现有技术的天线装置降低了2.5dB，性能提高了77％。

本发明的另外一个实施例提供了一种电子设备，本发明中的天线装置100 可以应用在手机、平板电脑等各种无线设备中。该电子设备包括如上述实施例所述的天线装置100。

以上所述仅为本发明的优选实施例，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 (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括电路板，所述电路板的一侧表面具有第一金属区域、非金属区域、第二金属区域，其中，所述第一金属区域位于所述非金属区域与所述第二金属区域之间，所述第一金属区域与所述第二金属区域连接，所述非金属区域上设置有天线，所述第二金属区域被配置为加载枝节，所述天线具有第一工作模式和第二工作模式，所述天线在第一工作模式与所述第一金属区域产生第一谐振，所述天线在第二工作模式与所述第一金属区域、所述第二金属区域产生第二谐振，且所述天线的两种工作模式在所述第二金属区域形成电流相位差。

2.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第二金属区域包括第一部分以及第二部分，其中，所述第二部分位于所述第一部分与第一金属区域之间，并将所述第一部分与所述第一金属区域连接。

3.如权利要求1所述的天线装置，其特征在于，于所述电路板开设分隔槽，所述第二部分位于所述分隔槽内，所述第一部分与所述第一金属区域分别位于所述分隔槽的两侧。

4.如权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述电路板呈长方形，所述第一部分位于所述电路板的短边端，所述天线位于所述电路板远离所述第一部分的长边端。

5.如权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述第一部分呈U形，所述第一部分包括相对设置的两个支臂以及位于两个所述支臂之间的连接部，所述第二部分位于所述连接部与所述第一金属区域之间。

6.如权利要求5所述的天线装置，其特征在于，所述电路板的长度为155mm，宽度为30mm，所述电路板的厚度为1mm，所述非金属区域呈长方形，所述非金属区域的长度为20mm，宽度为6.5mm。

7.如权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述第一部分的宽度为1mm，所述支臂的长度为17mm，所述连接部的长度为30mm。

8.如权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述天线的工作频段为2400～2500MHz，且所述天线的最大辐射方向性为3.0dBi，所述第二谐振的频率为2330MHz，所述天线的工作带宽300MHz。

9.如权利要求1-8任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线为倒F型天线。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的天线装置。

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