CN115117594A - 天线结构和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种天线结构和电子设备。天线结构包括：馈点；金属框体，所述金属框体包括本体、辐射体和耦合枝节，所述辐射体和所述耦合枝节均与所述本体连接并围成天线净空区，所述辐射体和所述耦合枝节远离所述本体的一端配合形成天线缝隙，所述天线缝隙与所述天线净空区连通，所述辐射体与所述馈点连接；其中，所述辐射体包括贯通槽和开口部，所述贯通槽沿所述辐射体的高度方向贯穿所述辐射体，所述开口部沿所述辐射体的厚度方向连通至所述贯通槽，所述馈点与所述辐射体的连接位置与所述开口部位于所述贯通槽的两侧。

Description

天线结构和电子设备
技术领域
本公开涉及终端技术领域，尤其涉及一种天线结构和电子设备。
背景技术
目前，针对第五代移动通信技术，市场主流的5G通信频段包括N41频段、N77频段、N78频段和N79频段，其中，国内主要使用的是N41频段、N78频段和N79频段，国外可以使用N77频段。因此，目前市场主流的手机可以支持N41频段、N78频段和N79频段，导致在国外无法进行5G通信，限制了电子设备的使用场景。
发明内容
本公开提供一种天线结构和电子设备，以解决相关技术中的不足。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种天线结构，包括：
馈点；
金属框体，所述金属框体包括本体、辐射体和耦合枝节，所述辐射体和所述耦合枝节均与所述本体连接并围成天线净空区，所述辐射体和所述耦合枝节远离所述本体的一端配合形成天线缝隙，所述天线缝隙与所述天线净空区连通，所述辐射体与所述馈点连接；
其中，所述辐射体包括贯通槽和开口部，所述贯通槽沿所述辐射体的高度方向贯穿所述辐射体，所述开口部沿所述辐射体的厚度方向连通至所述贯通槽，所述馈点与所述辐射体的连接位置与所述开口部位于所述贯通槽的两侧。
可选的，还包括：
第一介质单元，所述第一介质单元设置于所述天线缝隙内。
可选的，还包括：
第二介质单元，所述第二介质单元设置于所述贯通槽和所述开口部内。
可选的，所述辐射体位于所述贯通槽远离所述馈点一侧的部分的长度大于或者等于12.5毫米，且小于或者等于13.5毫米。
可选的，所述辐射体与所述馈点连接的部分长度大于或者等于14毫米，且小于或者等于16毫米。
可选的，所述天线缝隙的长度大于或者等于1毫米，且小于或者等于1.8毫米。
可选的，所述辐射体、所述耦合枝节和所述天线缝隙的长度之和大于或者17毫米，且小于或者等于19毫米。
可选的，所述耦合枝节的长度大于或者等于1.5毫米，且小于或者等于2.5毫米。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括：
主板；
如上述中任一项实施例所述天线结构，所述天线结构的馈点设置于所述主板。
可选的，还包括接地元件，所述接地元件连接所述主板与所述本体。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由上述实施例可知，本公开的技术方案中通过在辐射体上开设贯通槽和开口部，构建C字型的辐射体，以利用辐射体的形状变化来构建天线结构的谐振，使其覆盖至5G频段中的N41频段、N77频段、N78频段和N79频段，减小对电子设备使用场景的限制，且相对于相关技术中利用孔径调谐实现频段覆盖的方案，可以简化天线结构的电路，有利于实现天线结构的小型化。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是相关技术中一种天线结构的结构示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种天线结构立体示意图。
图3是图2中天线结构的俯视示意图。
图4是图2中天线结构的主视图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的天线性能曲线图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的史密斯圆图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1是相关技术中一种天线结构100的结构示意图，该天线结构为覆盖N41频段、N78频段和N79频段的三合一天线，该天线结构100可以包括天线本体101、天线102和耦合单元103，该天线102和耦合单元103均与天线本体101连接，且该天线本体101、天线102和耦合单元103共同围成天线结构100的净空区域。而由于通过图1中天线结构100的布置放置，该天线结构100只能N41频段、N78频段和N79，限制了配置该天线结构100的电子设备的应用场景。
而为了拓宽天线结构100的覆盖频段，在相关技术中可以为天线结构100配置阻抗匹配电路或者调谐开关，企图使得天线结构100可以覆盖至N77频段，一方面导致了天线结构100的电路复杂化，另一方面实际实现时由于天线102的带宽有限，难以同时覆盖N77和N78频段。
基于此，提出了本公开的技术方案，图2是根据一示例性实施例示出的一种天线结构立体示意图，图3是图2中天线结构的俯视示意图，图4是图2中天线结构的主视图。如图2-图4所示，该天线结构200可以包括馈点1和金属框体2，该金属框体2可以包括本体21、辐射体22和耦合枝节23，辐射体22和耦合枝节23均与本体21连接，而且该辐射体22、耦合枝节23和本体21可以围成净空区24，该辐射体22远离本体21的一端和耦合枝节23远离本体21的一端之间形成天线缝隙25，确保天线结构200可以对外发射天线信号。辐射体22可以包括贯通槽221和开口部222，该贯通槽221可以沿辐射体22的高度方向贯穿该辐射体22，该开口部222可以沿辐射体22的厚度方向连通贯通槽221，馈点1与辐射体22连接，且该馈点1与辐射体22连接的连接位置和开口部222位于贯通槽221的两侧，以此自馈点1馈入的信号可以自馈点1与辐射体22的连接位置绕贯通槽221传递至辐射体22用于形成开口部222的一端，以此可以形成天线结构200的C字型辐射体，合理配置天线结构200的各个尺寸可以使得该天线结构200可以完整覆盖5G频段，具体该天线结构200可以覆盖N41频段(2496MHz–2690MHz)，N77频段(3300MHz–4200MHz)，N78频段(3300MHz-3800MHz)，N79频段(4400MHz-5000MHz)。
举例而言，以L1＝18mm、L2＝15mm、L3＝2mm、L4＝1.5mm、L5＝13mm、L6＝2.3mm、L7＝2mm、L8＝11mm、W1＝2mm、W2＝2mm、W3＝2mm、W4＝6mm、W5＝2mm、W6＝2mm为例，对天线结构200进行仿真可以得到如图5所示的天线性能曲线图和如图6所示的smith原图，如图5和图6所示，该天线性能曲线的横坐标为频率，纵坐标为回拨损耗，该天线结构200在图5中的左侧谐振可以覆盖N41频段，右侧谐振可以覆盖N77频段、N78频段和N79频段。如图6所示，以待匹配的阻抗为50欧姆为例，该天线结构200可以构造四个谐振，形成一个宽频带的天线，其中第一个谐振的中心频率为2.05GHz、第二个谐振的中心频率为3.07GHz、第三个谐振的中心频率为4.05GHz、第四个谐振的中心频率为4.57GHz，其中第三个谐振和第四个谐振的中心频率靠近原点，可以针对N77频段和N79频段实现较好的阻抗匹配。
由上述实施例可知，本公开的技术方案中通过在辐射体22上开设贯通槽和开口部，构建C字型的辐射体22，以利用辐射体22的形状变化来构建天线结构200的谐振，使其覆盖至5G频段中的N41频段、N77频段、N78频段和N79频段，相对于相关技术中利用孔径调谐实现频段覆盖的方案，可以简化天线结构200的电路，有利于实现天线结构200的小型化。
当然，为了使得天线结构200达到最佳谐振频率同时实现天线结构200的小型化，可以对天线结构200的各个尺寸的长度以及宽度进行限定。其中，该辐射体22、天线缝隙25和耦合枝节23的长度之和大于或者等于17mm，且小于或者等于19mm，即17mm≤L1≤19mm，相对于图1的相关技术中仅天线102的长度约为25mm，天线结构100整体长度超过25mm的方案，实现了天线结构200的小型化，有利于配置该天线结构200的电子设备的内部布局。
辐射体22与馈点1连接的部分的长度大于或者等于14毫米，且小于或者等于16毫米，即14mm≤L2≤6mm；耦合枝节23的长度大于或者等于1.5毫米，且小于或者等于2.5毫米，即1.5mm≤L3≤2.5mm；天线缝隙25的长度大于或者等于1毫米，且小于或者等于1.8毫米，即1mm≤L4≤1.8mm，且L1＝L2+L3+L4；辐射体22位于贯通槽221远离馈点1的一侧的部分的长度大于或者等于12.5毫米，且小于或者等于13.5毫米，即12.5mm≤L5≤13.5mm；开口部222的长度可以大于或者等于2毫米，且小于或者等于3毫米，即2mm≤L6≤3mm，且L2＝L5+L6；贯通槽221与天线缝隙25之间的间隔长度大于或者等于2毫米，且小于或者等于3毫米，即2mm≤L7≤3mm；辐射体22与本体21连接的一端至馈点1的距离大于或者等于10.5毫米，且小于或者等于11.5毫米，即10.5mm≤L7≤11.5mm。
相应的，对天线结构200中一些结构厚度尺寸和高度尺寸也可以进行限定，以达到最佳的谐振频率。例如，辐射体22位于贯通槽221远离馈点1的一侧的部分的厚度大于或者等于2毫米，且小于或者等于3毫米，即2mm≤W1≤3mm；在辐射体22厚度方向上，贯通槽221的尺寸大于或者等于2毫米，且小于或者等于3毫米，即2mm≤W2≤3mm；辐射体22与馈点1连接的部分的厚度大于或者等于2毫米，且小于或者等于3毫米，即2mm≤W3≤3mm；耦合枝节23的厚度大于或者等于6毫米，且小于或者等于8毫米，即6mm≤W4≤8mm，且W4＝W1+W2+W3；辐射体22位于贯通槽221远离馈点1的一侧的部分的高度大于或者等于2毫米，且小于或者等于3毫米，即2mm≤W5≤3mm；净空区24的高度大于或者等于3毫米，且小于或者等于5毫米，即3mm≤W6≤5mm。
该天线结构200还可以包括第一介质单元3和第二介质单元4，该第一介质单元3可以设置于天线缝隙25内，该第二介质单元4可以设置于贯通槽221和开口部222内，防止灰尘落入配置有该天线结构200的电子设备内，而根据第一介质单元3和第二介质单元4的介质情况可以对天线结构200的上述尺寸进行微调。
基于本公开中提供的天线结构200，本公开还提供一种如图7所示的电子设备300，该电子设备300可以包括主板(未示出)和上述任一项实施例中所述的天线结构200，该天线结构200的馈点1可以设置于主板，并且可以通过金属弹片或者其他导电结构与辐射体22连接。该电子设备300还可以包括接地元件(未示出)，该接地元件可以连接金属框体和主板，从而进行接地，实现电磁保护。该接地元件可以包括接地螺丝或者金属弹片或者其他导电单元。该电子设备300可以包括手机终端或者平板终端等，本公开对此并不进行限制。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：
馈点；
金属框体，所述金属框体包括本体、辐射体和耦合枝节，所述辐射体和所述耦合枝节均与所述本体连接并围成天线净空区，所述辐射体和所述耦合枝节远离所述本体的一端配合形成天线缝隙，所述天线缝隙与所述天线净空区连通，所述辐射体与所述馈点连接；
其中，所述辐射体包括贯通槽和开口部，所述贯通槽沿所述辐射体的高度方向贯穿所述辐射体，所述开口部沿所述辐射体的厚度方向连通至所述贯通槽，所述馈点与所述辐射体的连接位置与所述开口部位于所述贯通槽的两侧。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，还包括：
第一介质单元，所述第一介质单元设置于所述天线缝隙内。
3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，还包括：
第二介质单元，所述第二介质单元设置于所述贯通槽和所述开口部内。
4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述辐射体位于所述贯通槽远离所述馈点一侧的部分的长度大于或者等于12.5毫米，且小于或者等于13.5毫米。
5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述辐射体与所述馈点连接的部分长度大于或者等于14毫米，且小于或者等于16毫米。
6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线缝隙的长度大于或者等于1毫米，且小于或者等于1.8毫米。
7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述辐射体、所述耦合枝节和所述天线缝隙的长度之和大于或者17毫米，且小于或者等于19毫米。
8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述耦合枝节的长度大于或者等于1.5毫米，且小于或者等于2.5毫米。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
主板；
如权利要求1-8中任一项所述天线结构，所述天线结构的馈点设置于所述主板。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，还包括接地元件，所述接地元件连接所述主板与所述本体。
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