CN114284721A - 一种天线装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种天线装置及电子设备，天线装置包括：金属枝节和寄生枝节，金属枝节与寄生枝节之间开设有缝隙；金属枝节上设置有馈电点；金属枝节形成第一辐射段，寄生枝节形成第二辐射段；金属枝节上，馈电点与金属枝节的悬空端之间的枝节形成第三辐射段；馈源和匹配电路，匹配电路与馈电点和馈源电连接；匹配电路，用于将馈源提供的第一频段激励信号双耦合馈电至第一辐射段，使第一辐射段产生第一频段的谐振，将馈源提供的第二频段激励信号双耦合馈电至第二辐射段，使第二辐射段产生第二频段的谐振，将馈源提供的第三频段激励信号和第四频段激励信号分别双耦合馈电至所第三辐射段，使第三辐射段产生第三频段和第四频段的谐振。

Description

一种天线装置及电子设备

技术领域

本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线装置及电子设备。

背景技术

随着通信技术的不断发展，越来越多的功能和技术不断被集成到手机、平板电脑等电子设备中。

目前，各厂商均陆续推出自己的5G产品，5G天线与4G天线、GPS、wifi天线共存必然引起天线净空不够的问题，特别在全面屏的非金属塑胶后壳移动终端中，前置双摄像头，后置四摄像头，这些器件严重挤压了天线的空间，使得天线净空极小，而传统的天线方案中大多通过增加多个天线组件来满足多个频段的覆盖，结构较为复杂，且仅能实现两个频段的双连接，电子设备的空间占用率较高。

发明内容

本申请实施例提供一种天线装置电子设备及天线谐振方法，通过匹配电路双耦合馈电，可以实现一个天线在四个频段上的谐振，简化了天线的结构，提高了电子设备的空间利用率。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供了一种天线装置，包括：

金属枝节和寄生枝节，所述金属枝节与所述寄生枝节之间开设有缝隙；所述金属枝节上设置有馈电点；所述金属枝节形成第一辐射段，所述寄生枝节形成第二辐射段；所述金属枝节上，所述馈电点与所述金属枝节的悬空端之间的枝节形成第三辐射段；

馈源和匹配电路，所述匹配电路与所述馈电点和所述馈源电连接；

所述匹配电路，用于将所述馈源提供的第一频段激励信号双耦合馈电至所述第一辐射段，使所述第一辐射段产生第一频段的谐振，将所述馈源提供的第二频段激励信号双耦合馈电至所述第二辐射段，使所述第二辐射段产生第二频段的谐振，将所述馈源提供的第三频段激励信号和第四频段激励信号分别双耦合馈电至所述第三辐射段，使所述第三辐射段产生第三频段和第四频段的谐振。

在上述天线装置中，还包括：

合路器，所述合路器与所述馈源电连接；

所述合路器，用于将获取到的所述第一频段激励信号、所述第二频段激励信号、所述第三频段激励信号，以及所述第四频段激励信号传输至所述馈源。

在上述天线装置中，所述匹配电路包括第一电容、第二电容、第三电容和电感；

所述第一电容的第一端与所述馈电点连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端连接；所述第二电容的第二端与所述馈源连接；

所述第三电容的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第三电容的第二端接地；所述电感的第一端与所述第三电容的第二端连接，所述电感的第二端与所述第二电容的第一端连接。

在上述天线装置中，还包括：调谐开关；

所述调谐开关的一端与所述寄生枝节上的预设连接点电连接，另一端接地。

在上述天线装置中，还包括：调谐开关和调谐电路；

所述调谐开关的一端与所述寄生枝节上的预设连接点电连接，另一端连接所述调谐电路。

在上述天线装置中，在所述调谐开关闭合的情况下，所述寄生枝节上，所述预设连接点与所述寄生枝节的悬空端之间的枝节形成第四辐射段；

所述匹配电路，还用于将所述馈源提供的所述第二频段激励信号双耦合馈电至所述第四辐射段，使所述第二辐射段产生第五频段的谐振。

本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述天线装置。

在上述电子设备中，包括：

金属中框，所述金属中框开设有缝隙，在所述金属中框上形成两个悬空端；

所述金属中框上，一个接地点与一个悬空端之间的中框形成金属枝节，另一个接地点与另一个悬空端形成寄生枝节。

在上述电子设备中，还包括：主板，

所述主板设置在所述金属中框内，所述金属中框围绕所述主板。

在上述电子设备中，所述天线装置包括的匹配电路、馈源和合路器部署在所述主板上。

本申请实施例提供了一种天线装置及电子设备，天线装置包括：金属枝节和寄生枝节，金属枝节与寄生枝节之间开设有缝隙；金属枝节上设置有馈电点；金属枝节形成第一辐射段，寄生枝节形成第二辐射段；金属枝节上，馈电点与金属枝节的悬空端之间的枝节形成第三辐射段；馈源和匹配电路，匹配电路与馈电点和馈源电连接；匹配电路，用于将馈源提供的第一频段激励信号双耦合馈电至第一辐射段，使第一辐射段产生第一频段的谐振，将馈源提供的第二频段激励信号双耦合馈电至第二辐射段，使第二辐射段产生第二频段的谐振，将馈源提供的第三频段激励信号和第四频段激励信号分别双耦合馈电至所第三辐射段，使第三辐射段产生第三频段和第四频段的谐振。本申请实施例提供的天线装置，通过匹配电路双耦合馈电，可以实现一个天线在四个频段上的谐振，简化了天线的结构，提高了电子设备的空间利用率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种天线装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种示例性的回波损耗和频率的关系示意图；

图3为本申请实施例提供的一种示例性的天线效率的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本申请实施例提供了一种天线装置。图1为本申请实施例提供的一种天线装置的结构示意图一。如图1所示，天线装置1包括：

金属枝节10和寄生枝节11，所述金属枝节10与所述寄生枝节11之间开设有缝隙；金属枝节10上设置有馈电点；金属枝节形成第一辐射段101，寄生枝节形成第二辐射段111；金属枝节10上，馈电点与金属枝节的悬空端之间的枝节形成第三辐射段102；

馈源12和匹配电路13，匹配电路13与馈电点和馈源12电连接；

匹配电路13，用于将馈源12提供的第一频段激励信号双耦合馈电至第一辐射段101，使第一辐射段101产生第一频段的谐振，将馈源12提供的第二频段激励信号双耦合馈电至第二辐射段111，使第二辐射段111产生第二频段的谐振，将馈源12提供的第三频段激励信号和第四频段激励信号分别双耦合馈电至第三辐射段102，使第三辐射段102产生第三频段和第四频段的谐振。

需要说明的是，在本申请的实施例中，金属枝节10和寄生枝节11为天线装置1的辐射体，金属枝节10和寄生枝节11分别形成第一辐射段101和第二辐射段111。

需要说明的是，在本申请的实施例中，金属枝节10和寄生枝节11之间开设有缝隙，形成两个悬空端，并且，金属枝节10和寄生枝节11上区别于悬空端的另一端均接地，即金属枝节10和寄生枝节11分别有一个悬空端和一个接地点，金属枝节10上设置有馈电点，该馈电点与金属枝节10的悬空端之间的枝节形成第三辐射段102。

需要说明的是，在本申请的实施例中，馈源12可以为射频芯片等具备提供激励信号的器件，体的馈源12可以根据实际需求确定，对此本申请实施例不作限定。

需要说明的是，在本申请的实施例中，馈源12可以提供第一频段激励信号、第二频段激励信号、第三频段激励信号，以及第四频段激励信号。

需要说明的是，在本申请的实施例中，匹配电路13，可以将馈源12提供的第一频段激励信号双耦合馈电至第一辐射段，使第一辐射段101产生第一频段的谐振，可以将馈源12提供的第二频段激励信号双耦合馈电至第二辐射段111，使第二辐射段111产生第二频段的谐振，将馈源12提供的第三频段激励信号和第四频段激励信号分别双耦合馈电至第三辐射段102，使第三辐射段102产生第三频段和第四频段的谐振。也就是说，天线装置1实际上可以分别实现第一频段、第二频段、第三频段，以及第四频段的谐振，即四个频段的谐振。

需要说明的是，在本申请的实施例中，第一频段可以为低频段(LB)、第二频段可以为wifi 2.4G，第三频段可以为GPS L5，以及第四频段可以为N78。

需要说明的是，在本申请的实施例中，如图1所示，天线装置1还包括：合路器14，合路器14与馈源12电连接；合路器14，用于将获取到的第一频段激励信号、第二频段激励信号、第三频段激励信号，以及第四频段激励信号传输至馈源12。

需要说明的是，在本申请的实施例中，合路器14为四频合路器，是一个四进一出的器件，合路器14可以将获取到的第一频段激励信号、第二频段激励信号、第三频段激励信号，以及第四频段激励信号传输至馈源12。

需要说明的是，在本申请的实施例中，如图1所示，匹配电路13包括第一电容131、第二电容132、第三电容133和电感134；第一电容131的第一端与馈电点连接，第一电容131的第二端与第二电容132的第一端连接；第二电容132的第二端与馈源连接；第三电容133的第一端与第一电容131的第二端连接，第三电容133的第二端接地；电感134的第一端与第三电容133的第二端连接，电感134的第二端与第二电容的第一端连接。

需要说明的是，在本申请的实施例中，匹配电路13由第一电容131，第二电容132、第三电容133，以及电感134组成，第一电容131和第二电容132串联，然后并联上第三电容133和电感134，具体的，匹配电路13中第一电容131和第二电容132对低频影响的较大，可以激励起低频的双波，即主要影响第一频段LB和第三频段GPS L5，并联的第三电容133主要影响高频，可以调节高频的频率，即主要影响第二频段wifi 2.4G和第四频段N78。

需要说明的是，在本申请的实施例中，匹配电路13中第一电容131、第二电容132、第三电容133和电感134的具体数值可以根据实际情况进行设置，对此本申请不作限定。

需要说明的是，在本申请的实施例中，如图1所示，天线装置1还包括：调谐开关15；调谐开关15的一端与寄生枝节上的预设连接点电连接，另一端接地。

需要说明的是，在本申请的实施例中，天线装置1还可以在寄生枝节11上增加调谐开关15来实现双频段的切换。

需要说明的是，在本申请的实施例中，预设连接点位于寄生枝节上，该预设连接点的位置可以根据实际情况进行确定，本申请不作限定。

需要说明的是，在本申请的实施例中，调谐开关15一端连接预设连接点，另一端接地，以使在调谐开关15闭合的情况下，调节寄生枝节11的等效电长度。

需要说明的是，在本申请的实施例中，如图1所示，天线装置1还包括：调谐开关15和调谐电路16；调谐开关15的一端与寄生枝节11上的预设连接点电连接，另一端连接调谐电路16。

需要说明的是，在本申请的实施例中，调谐开关15的一端连接预设连接点，另一端还可以连接调谐电路，该调谐电路用于调节寄生枝节11形成的辐射段产生的谐振频点。具体的调谐电路可以根据实际情况进行设定，对此本申请不作限定。

具体的，在本申请的实施例中，在调谐开关15闭合的情况下，寄生枝节11上，预设连接点与寄生枝节11的悬空端之间的枝节形成第四辐射段112；匹配电路13，还用于将馈源12提供的第二频段激励信号双耦合馈电至第四辐射段112，使第二辐射段112产生第五频段的谐振。

需要说明的是，在本申请的实施例中，在调谐开关15闭合的情况下，寄生枝节11上的预设连接点与寄生枝节11的悬空端之间的枝节可以形成第四辐射段112，该第四辐射段112的等效电长度小于第二辐射段111的等效电长度，进而可以将馈源12提供的第二频段激励信号双耦合馈电至第四辐射段112，使第二辐射段112产生第五频段的谐振，该第五频段可以为wifi2.5G，也就是说，在调谐开关15闭合的情况下，会使寄生枝节11形成的辐射段的等效电长度变短，在调谐开关15断开的情况下，寄生枝节11的等效电长度为该寄生枝节11形成的辐射段的原始电长度。

需要说明的是，在本发明的实施例中，在调谐开关15断开的情况下，天线装置1可以实现第一频段、第二频段、第三频段，以及第四频段的谐振，而在调谐开关15闭合的情况下，天线装置1可以实现第一频段、第三频段、第四频段，以及第五频段的谐振，也就是说，天线装置1均可以实现四个频段的谐振。

需要说明的是，在本发明的实施例中，天线装置1中的金属枝节10和寄生枝节11的长度、横截面积均会影响由金属枝节10和寄生枝节11形成的辐射段辐射的频段，具体的金属枝节10和寄生枝节11的尺寸的确定可以根据实际情况进行选择，对此本申请不作限定。

需要说明的是，在本发明的实施例中，如图1所示，第一频段的电流分布如图1中点线组成的线所示，箭头起始方形代表电流的最大点，箭头的末端代表电流最小点；第二频段的电流分布如图1中点虚线所示，箭头起始方形代表电流的最大点，箭头的末端代表电流最小点；第三频段和第四频段均为第三辐射段111产生的谐振，利用匹配电路13的耦合馈，使得同一辐射段产生两个频段的谐振，第三频段的电流分布如图1中的点点线组成的线所示，箭头起始方形代表电流的最大点，箭头的末端代表电流最小点；第四频段的电流分布如图1中的线虚线所示，箭头起始方形代表电流的最大点，箭头的末端代表电流最小点，中间出现的箭头反向，说明两边电流的方向是相反的，是电流的最小点，中间出现的箭头起始方向重合，为电流的最大点。

图2为本申请实施例提供的一种示例性的回波损耗和频率的关系示意图。如图2所示，纵坐标S11参数代表天线的回波损耗参数，也就是有多少能量被反射回源端。纵坐标S11的数值反映天线的发射效率，数值大小与天线效率成反比，也就是说S11的数值越大，表示天线的效率越差；横坐标为谐振频率坐标，从图中可以看出，天线装置1在第一频段(参见图中标号1)、第二频段(参见图中标号3)、第三频段(参见图中标号2)，以及第四频段(参见图中标号4)均有较高的发射效率。

图3为本申请实施例提供的一种示例性的天线效率的示意图。如图3所示，纵坐标为参数代表天线的效率，横坐标为谐振频率坐标，从图3中可以看出，天线装置1在四种频段上辐射效率几乎与总效率相同，说明在这四个频段损耗较小，能够可以满足天线的设计需求，其中，四个频段为第一频段(参见图中标号1)、第二频段(参见图中标号3)、第三频段(参见图中标号2)，以及第四频段(参见图中标号4)。

本申请实施例公开了一种天线装置，包括：金属枝节和寄生枝节，金属枝节与寄生枝节之间开设有缝隙；金属枝节上设置有馈电点；金属枝节形成第一辐射段，寄生枝节形成第二辐射段；金属枝节上，馈电点与金属枝节的悬空端之间的枝节形成第三辐射段；馈源和匹配电路，匹配电路与馈电点和馈源电连接；匹配电路，用于将馈源提供的第一频段激励信号双耦合馈电至第一辐射段，使第一辐射段产生第一频段的谐振，将馈源提供的第二频段激励信号双耦合馈电至第二辐射段，使第二辐射段产生第二频段的谐振，将馈源提供的第三频段激励信号和第四频段激励信号分别双耦合馈电至所第三辐射段，使第三辐射段产生第三频段和第四频段的谐振。本申请实施例提供的天线装置，通过匹配电路双耦合馈电，可以实现一个天线在四个频段上的谐振，简化了天线的结构，提高了电子设备的空间利用率。

本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括上述天线装置1。需要说明的是，在本申请的实施例中，电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、便携式播放站等具有通信功能的设备。具体的电子设备本申请实施例不作限定。

需要说明的是，在本发明的实施例中，如图1所示，电子设备2包括天线装置1，并且，电子设备2包括：

金属中框20，金属中框20开设有缝隙，在金属中框20上形成两个悬空端；

金属中框20上，一个接地点与一个悬空端之间的中框形成金属枝节10，另一个接地点与另一个悬空端形成寄生枝节11。

在本申请的实施例中，如图1所示，电子设备2还包括：主板21，

主板21设置在金属中框20内，金属中框20围绕所述主板21。

需要说明的是，在本申请的实施例中，如图1所示，

天线装置1包括的匹配电路13、馈源12和合路器14部署在主板21上。

需要说明的是，在本申请的实施例中，电子设备2包括主板21，主板21设置在电子设备2的内部，金属中框20为电子设备2的边框，其围绕主板21。

可以理解的是，在本申请的实施例中，主板21实际上就是一块印制电路板，在主板21上不仅可以部署上述匹配电路13、馈源12和合路器14，还可以部署其它电路或组件，以提供不同的功能。具体的主板21上部署的组件可以根据实际需求确定，本申请实施例不作限定。

本申请实施例提供了一种电子设备，包括上述天线装置。本申请实施例提供的电子设备，通过天线装置中匹配电路双耦合馈电，可以实现一个天线在四个频段上的谐振，简化了天线的结构，提高了电子设备的空间利用率。

以上所述，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实用申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：

金属枝节和寄生枝节，所述金属枝节与所述寄生枝节之间开设有缝隙；所述金属枝节上设置有馈电点；所述金属枝节形成第一辐射段，所述寄生枝节形成第二辐射段；所述金属枝节上，所述馈电点与所述金属枝节的悬空端之间的枝节形成第三辐射段；

馈源和匹配电路，所述匹配电路与所述馈电点和所述馈源电连接；

所述匹配电路，用于将所述馈源提供的第一频段激励信号双耦合馈电至所述第一辐射段，使所述第一辐射段产生第一频段的谐振，将所述馈源提供的第二频段激励信号双耦合馈电至所述第二辐射段，使所述第二辐射段产生第二频段的谐振，将所述馈源提供的第三频段激励信号和第四频段激励信号分别双耦合馈电至所述第三辐射段，使所述第三辐射段产生第三频段和第四频段的谐振。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括：

合路器，所述合路器与所述馈源电连接；

所述合路器，用于将获取到的所述第一频段激励信号、所述第二频段激励信号、所述第三频段激励信号，以及所述第四频段激励信号传输至所述馈源。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述匹配电路包括第一电容、第二电容、第三电容和电感；

所述第一电容的第一端与所述馈电点连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端连接；所述第二电容的第二端与所述馈源连接；

所述第三电容的第一端与所述第一电容的第二端连接，所述第三电容的第二端接地；所述电感的第一端与所述第三电容的第二端连接，所述电感的第二端与所述第二电容的第一端连接。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括：调谐开关；

所述调谐开关的一端与所述寄生枝节上的预设连接点电连接，另一端接地。

5.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括：调谐开关和调谐电路；

所述调谐开关的一端与所述寄生枝节上的预设连接点电连接，另一端连接所述调谐电路。

6.根据权利要求4或5所述的天线装置，其特征在于，

在所述调谐开关闭合的情况下，所述寄生枝节上，所述预设连接点与所述寄生枝节的悬空端之间的枝节形成第四辐射段；

所述匹配电路，还用于将所述馈源提供的所述第二频段激励信号双耦合馈电至所述第四辐射段，使所述第二辐射段产生第五频段的谐振。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-6任一项所述的天线装置。

8.根据所述权利要求7所述电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

金属中框，所述金属中框开设有缝隙，在所述金属中框上形成两个悬空端；

所述金属中框上，一个接地点与一个悬空端之间的中框形成金属枝节，另一个接地点与另一个悬空端形成寄生枝节。

9.根据所述权利要求8所述电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

主板，所述主板设置在所述金属中框内，所述金属中框围绕所述主板。

10.根据所述权利要求9所述电子设备，其特征在于，

所述天线装置包括的匹配电路、馈源和合路器部署在所述主板上。

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