CN115117599B - 天线结构和电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种天线结构和电子设备。天线结构包括：金属边框，金属边框包括第一辐射体、第二辐射体和设置于第一辐射体和第二辐射体之间的第一天线缝隙，第一辐射体用于辐射第一频段内的天线信号，第二辐射体用于辐射第二频段内的天线信号；第一馈电，第一馈电与第一辐射体电导通；第二馈电，第二馈电与第二辐射体电导通，第二馈电与第一馈电均靠近于第一天线缝隙设置；第一带阻滤波器，第一带阻滤波器连接至第一辐射体并与第一馈电并联或者串联，第一带阻滤波器用于过滤第二频段内的天线信号；第二带阻滤波器，第二带阻滤波器连接至第二辐射体并与第二馈电并联或者串联，第二带阻滤波器用于过滤第一频段内的天线信号。

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

为了适应当前的数字化网络发展技术，尤其是为了配置第五代移动通信技术功能，终端设备内所需配置的天线数量增加，以通过更多数量的天线来覆盖终端设备进行5G通信、4通信和WIFI通信等通信方式所需的频段，以适应各种通信场景。

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：

金属边框，所述金属边框包括第一辐射体、第二辐射体和设置于所述第一辐射体和所述第二辐射体之间的第一天线缝隙，所述第一辐射体用于辐射第一频段内的天线信号，所述第二辐射体用于辐射第二频段内的天线信号；

第一馈电，所述第一馈电与所述第一辐射体电导通；

第二馈电，所述第二馈电与所述第二辐射体电导通，所述第二馈电与所述第一馈电均靠近于所述第一天线缝隙设置；

第一带阻滤波器，所述第一带阻滤波器连接至所述第一辐射体并与所述第一馈电并联或者串联，所述第一带阻滤波器用于过滤所述第二频段内的天线信号；

第二带阻滤波器，所述第二带阻滤波器连接至所述第二辐射体并与所述第二馈电并联或者串联，所述第二带阻滤波器用于过滤所述第一频段内的天线信号。

可选的，所述第一频段包括多个子频段，且至少一个子频段的最高频率低于所述第二频段的最低频率，至少一个子频段的最低频率高于所述第二频段的最高频率。

可选的，所述第一频段包括N77频段、N78频段和N79频段中的至少一个频段和L5频段；

所述第二频段覆盖1.71GHz-2.69GHz。

可选的，所述第一带阻滤波器和所述第二带阻滤波器分别包括串联LC电路或者并联LC电路。

可选的，所述第一带阻滤波器包括与所述第一馈电串联的并联LC电路，所述并联LC电路包括并联的第一电容和第一电感，所述第一电容和所述第一电感分别连接于所述第一馈电和所述第一辐射体之间。

可选的，所述第二带阻滤波器包括与所述第二馈电并联的串联LC电路，所述串联LC电路包括串联的第二电容和第二电感。

可选的，所述金属边框还包括第三辐射体和第二天线缝隙，所述第二天线缝隙设置于所述第三辐射体和所述第一辐射体之间；

所述天线结构还包括：

第三电容，所述第三电容的一端连接所述第一辐射体、另一端接地；

第四电容，所述第四电容串联于所述第一辐射体和所述第一馈电之间，且所述第四电容与所述第一辐射体直接连接；

SAR传感器，所述SAR传感器连接于所述第一辐射体。

可选的，还包括：

调谐电路，所述调谐电路连接至所述第二辐射体，所述调谐电路用于调节所述第二辐射体的谐振频率。

可选的，所述调谐电路包括：

第五电容，所述第五电容串联于所述第二馈电和所述第二辐射体之间；

开关组件，所述开关组件与所述第二馈电并联；

多个电感，所述多个电感相互并联，每一电感一端与所述开关组件连接另一端接地，所述开关组件用于切换与所述开关组件串联并与第二馈电并联的电感。

可选的，还包括：

匹配电路，所述匹配电路与所述第一辐射体连接并与所述第一馈电并联，所述匹配电路接地，所述匹配电路包括并联LC电路。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括如上述中任一项所述的天线结构。

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，本公开通过第一带阻滤波器的信号选择和第二带阻滤波器的信号选择，一方面可以提升第一辐射体和第二辐射体之间的隔离度，另一方面可以避免第一频段和第二频段中一方为集中为频率相对较低的低频信号，另一方集中为频率相对较高的高频信号，即第一频段中既可以包括频率相对较低的低频信号和频率相对较高的高频信号，第二频段亦如此，相对于相关技术中将天线结构的频率相对较低的所有低频信号由同一辐射体进行辐射的方案，可以降低对天线结构的净空需求。

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是根据一示例性实施例示出的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的电路连接示意图。

图3是天线结构未设置第一带阻滤波器和第二带阻滤波器时的隔离度曲线图。

图4是天线结构设置了第一带阻滤波器和第二带阻滤波器时的隔离度曲线图。

图5是天线结构设置了第一带阻滤波器和第二带阻滤波器与未设置第一带阻滤波器和第二带阻滤波器时的天线效率曲线对比图。

图6是根据一示例性实施例示出的另一种天线结构的结构示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的另一种天线结构的电路连接示意图。

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是根据一示例性实施例示出的一种天线结构100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100的电路连接示意图。如图1和图2所示，该天线结构100可以包括金属边框1、第一馈电2、第二馈电3、第一带阻滤波器4和第二带阻滤波器5。其中，该金属边框1可以包括第一辐射体11、第二辐射体12和位于第一辐射体11和第二辐射体12之间的第一天线缝隙13，该第一辐射体11与第一馈电2电导通，以用于辐射第一频段内的天线信号，该第二辐射体12与第二馈电3电导通，以用于辐射第二频段内的天线信号，该第一频段的频段范围区别于第二频段的频段范围。尤其地，如图1所示，为了在较小的设备空间内实现多频段的覆盖，满足配置该天线结构100的电子设备的通信需求，第一辐射体11与第一馈电2电连接的区域位于第一辐射体11的接地端和第一天线缝隙13之间，图1中第一辐射体11的接地点位于左侧；第二辐射体12与第二馈电3电连接的区域位于第二辐射体12的接地点与第一天线缝隙13之间，图1中第二辐射体12的接地点位于右侧。换言之，该第一辐射体11的第一馈电2与第二辐射体12的第二馈电3之间相互靠近，且均靠近第一天线缝隙13设置。

第一带阻滤波器4可以连接至第一辐射体11并与该第一馈电2串联，通过该第一带阻滤波器4可以过滤第二频段内的天线信号，阻隔第二频段内的天线信号进入到第一馈电2，导致第一辐射体11和第二辐射体12之间的天线信号相互干扰，影响天线效率，有利于提高天线结构100的隔离度；第二带阻滤波器5可以连接至第二辐射体12并与该第二馈电3并联，通过该第二带阻滤波器5可以过滤第一频段内的天线信号，避免第一频段内的天线信号进入到第三馈电3，同样可以减少第一辐射体11和第二辐射体12之间的相互干扰。

由上述实施例可知，本公开中在第一馈电2与第一辐射体11连接的主路上连接第一带阻滤波器4，通过第一带阻滤波器4可以阻隔第二频段内的天线信号，选择第一频段内的天线信号馈入到第二馈电2，在第三馈电3和第二辐射体12连接的主路上连接第二带阻滤波器5，通过第二带阻滤波器5可以阻隔第一频段内的天线信号而选择第二频段内的天线信号馈入到第三馈电3。基于此，通过第一带阻滤波器4的信号选择和第二带阻滤波器5的信号选择，一方面可以提升第一辐射体11和第二辐射体12之间的隔离度，另一方面通过第一带阻滤波器4的信号选择和第二带阻滤波器5的信号选择，可以避免第一频段和第二频段中一方为集中为频率相对较低的低频信号，另一方集中为频率相对较高的高频信号，即第一频段中既可以包括频率相对较低的低频信号和频率相对较高高频信号，第二频段亦如此，相对于相关技术中将天线结构的频率相对较低的所有低频信号由同一辐射体进行辐射的方案，可以降低对天线结构100的净空需求。

具体地，第一频段可以包括多个子频段，通过第一带阻滤波器4和第二带阻滤波器5的选择作用，可以使得第一频段中至少一个子频段的最高频率低于第二频段中的最低频率，至少一个子频段的最低频率高于所述第二频段的最高频率，以满足天线结构的多频段需求，有利于拓宽天线结构100的频率覆盖范围。其中该第二频段可以包括一个子频段或者多个子频段，本公开对此并不进行限制。比如，该第一频段可以包括L5频段(1176.45Mhz±12Mhz)、N78频段(3.3Ghz-3.8Ghz)和N79频段(4.8Ghz-4.9Ghz)，第二频段覆盖1.71GHz-2.69GHz，相对于第一辐射体11的第一频段的最低频段也高于第二辐射体12的最高频段，将天线结构100所需的低频信号全部通过第二辐射体12进行收发的技术方案，可以降低对第二辐射体12的匹配电路和调谐电路的要求，同时由于需要足够大的净空区和足够长度的辐射体来满足低频信号，使之达到所需的性能，本公开的实施例中将部分低频信号转移到第一辐射体11，通过第一辐射体11来辐射部分低频的天线信号，可以降低对第二辐射体12的天线尺寸要求，有利于电子设备内该天线结构100的布局优化。当然，在其他实施例中，该第一频段也可以是包括N77频段(3.3Ghz-4.2Ghz)、L5频段(1176.45Mhz±12Mhz)和N79频段(4.8Ghz-4.9Ghz)，换言之，该第一频段可以包括N77频段(3.3Ghz-4.2Ghz)、N78频段(3.3Ghz-3.8Ghz)和N79频段(4.8Ghz-4.9Ghz)中的至少一个频段和L5频段，具体可以按需设计，本公开对此并不进行限制。

仍以第一频段可以包括L5频段(1176.45Mhz±12Mhz)、N78频段(3.3Ghz-3.8Ghz)和N79频段(4.8Ghz-4.9Ghz)，第二频段覆盖1.71GHz-2.69GHz为例。第一带阻滤波器4可以包括并联LC电路，该并联LC电路可以包括第一电容41和第一电感42，该第一电容41和第一电感42并联，第一电容41串联于第一馈电2和第一辐射体11之间，第一电感42串联于第一馈电2和第一辐射体11之间。以此，可以利用并联谐振电路阻隔阻抗最大时的谐振频率附近的天线信号，而第一频段内的天线信号可以通过，例如有通过设计第一电容41和电容值和第一电感42的电感值，将并联LC电路的谐振点调至1.71GHz-2.69GHz中的任一频率，从而滤除该任一频率附近的天线信号，例如该任一频率可以为2.1GHz，以选择出频率相对较低的L5频段和频率相对较高的N78频段和N79频段。

第二带阻滤波器5包括第一串联LC电路51和第二串联LC电路52，该第一串联LC电路51和第二串联LC电路52可以分别与第二馈电3并联，并且该第一串联LC电路51和第二串联LC电路52均连接至第二辐射体12。其中，该第一串联LC电路51和第二串联LC电路52可以分别包括第二电容和于第二电容串联的第二电感，该第二电容和第二电感均与第二馈电并联。基于此，可以利用串联谐振电路选择该串联谐振电路的谐振频率附近的天线信号通过该第二带阻滤波器5，例如，可以通过调节第一串联LC电路51中第二电容的电容值和第二电感的电感值，将第一串联LC电路的谐振频率调整至5.1GHz附近，以滤除N79频段内的天线信号，通过第一串联LC电路51可以将N79频段内的天线信号导入大地，避免进入到第二馈电3；相类似的，可以调节第二串联LC电路52的第二电容的电容值和第二电感的电感值，将第二串联LC电路的谐振点调整至3.7Ghz附近，以此N78频段内的天线信号可以通过第二串联LC电路52导入大地。在其他实施例中，该第二带阻滤波器5也可以包括一个串联LC电路，通过该一个串联LC电路同时滤除N78频段和N79频段。而在其他实施例中，该第二带阻滤波器5所包括的串联LC电路也可以是三个及三个以上，具体根据第二带阻滤波器5所要过滤的频率以及效率进行设计，本公开对此并不进行限制。

在图2所示的实施例中，以第一带阻滤波器4包括第一馈电2串联并连接至第一辐射体11的并联LC电路为例进行说明，在其他实施例中，该第一带阻滤波器4也可以是与第一馈电2并联并电连接至第一辐射体11的串联LC电路，该串联LC电路可以为一个或者多个，具体可以根据第一频段所包括的子频段情况进行选择设计；相类似的，在图2所示的实施例中，以第二带阻滤波器5包括第二馈电3并联并分别连接至第二辐射体12的第一串联LC电路51和第二串联LC电路52为例进行说明，在其他实施例中，该第二带阻滤波器5也可以是与第二馈电3串联并电连接至第二辐射体12的并联LC电路，该并联LC电路的数量可以为一个或者多个，具体可以根据第二频段的频率范围进行设计，本公开对此并不进行限制。

以第一辐射体11辐射的第一频段，该第一频段可以包括L5频段(1176.45Mhz±12Mhz)、N78频段(3.3Ghz-3.8Ghz)和N79频段(4.8Ghz-4.9Ghz)，第二辐射体12辐射的第二频段，该第二频段覆盖1.71GHz-2.69GHz为例。图3为未设置第一带阻滤波器4和第二带阻滤波器5的情况下，第一辐射体11的回波损耗曲线S1、第二辐射体12的回波损耗曲线S2和第一辐射体11和第二辐射体12之间的隔离度曲线S3；图4是设置了第一带阻滤波器4和第二带阻滤波器5的情况下，第一辐射体11的回波损耗曲线S4、第二辐射体12的回波损耗曲线S5和第一辐射体11和第二辐射体12之间的隔离度曲线S6；如图4所示，该第一辐射体11可以第一点(1.176GHz，-11.693dB)附近形成谐振，该谐振可以覆盖L5频段；在第二点(3.3GHz，-13.335dB)和第三点(3.6GHz，-4.0424dB)之间形成了N78的谐振，在第四点(4.8GHz，-8.5368dB)和第五点(4.9GHz，-6.5925dB)之间形成N79的谐振，第二辐射体12可以在第六点(1.71，-6.1945)和第七点(1.88，-6.1569)之间形成B3的谐振；对比图3中示出的曲线S3和图4中示出的曲线S6，在L5的谐振附近，第一辐射体11和第二辐射体12之间的隔离度从小于-20dB提升到-20dB以上；N78的谐振附近，第一辐射体11和第二辐射体12之间的隔离度从-5dB提升到-11dB至-30dB之间，N79的谐振附近，第一辐射体11和第二辐射体12之间的隔离度从-4dB提升到-23dB以上，B3附近的谐振，第一辐射体11和第二辐射体12之间的隔离度-10dB提升到-19dB以上，可见，第一辐射体11和第二辐射体12之间隔离度得到显著提升。

进一步地，如图5所示的天线结构100的天线效率曲线图，该S7为设置了第一带阻滤波器4的第一辐射体11的效率曲线，S8为未设置第一带阻滤波器4的第一辐射体11的效率曲线，S9为设置了第二带阻滤波器5的第二辐射体12的效率曲线，S10为未设置第二带阻滤波器5的第二辐射体的效率曲线。对比曲线S7和S8可见，在N78和N79附近，第一辐射体11的效率得以提高，对比曲线S9和S10可见，在B3附近，第二辐射体12的效率得以提高，天线结构100的整体效率可以得到提高。

在上述各个实施例中，为了调节第二辐射体12的天线信号的频率和谐振，该天线结构100还可以包括调谐电路6，该调谐电路6连接至第二辐射体12，该调谐电路6可以调节第二辐射体12的谐振频率。具体地，该调谐电路6可以包括第五电容61、开关组件62、第三电感63、第四电感64和第五电感65，该第五电容61串联于第二辐射体12和第二馈电3之间，第五电容61可以包括固定电容或者可调电容，本公开对此并不进行限制；该开关组件62可以与第二馈电3并联，第三电感63、第四电感64和第五电感65相互并联，且该第三电感63、第四电感64和第五电感65的一端可以分别与开关组件62连接，另一端接地，该开关组件62与第三电感63导通时，实现该第三电感63与第二馈电3的并联；该开关组件62与第四电感64导通时，实现该第四电感64与第二馈电3的并联该开关组件62与第五电感65导通时，实现该第五电感65与第二馈电3的并联。第三电感63、第四电感64和第五电感65的电感值可以根据实际设计需求进行确定，该调谐电路6也可以包括两个电感或者是四个及以上的电感。在还一些实施例中，开关组件62的数量和电感的数量相等，且开关组件62与电感一一对应连接，通过控制开关组件62的通断来控制当前与第二馈电3并联的电感，以实现调谐。

该天线结构100还可以包括匹配电路7，该匹配电路7可以与第一辐射体11连接并与第一馈电2并联，该匹配电路7可以接地，通过该匹配电路7可以对第一辐射体11进行阻抗匹配，以提升第一辐射体11的辐射效率。该匹配电路7可以包括并联LC电路，其可以是包括一个或者多个并联LC电路，本公开对此并不进行限制。

基于本公开的技术方案，为了丰富配置该天线结构100的电子设备的功能，该电子设备内通常还会配置其他辐射体以进行通信。但是，随着辐射体数量的增加，产生的辐射相应的也会增加，所以为了对用户进行防辐射保护，如图6和图7所示，该金属边框1还可以包括第三辐射体14和第二天线缝隙15，该第二天线缝隙15设置于第一辐射体11和第三辐射体14之间，该第三辐射体14的接地点位于图6中所示的左侧，该天线结构100还可以包括第三电容8、第四电容9和SAR传感器10，该第三电容8的一端连接至第一辐射体11、另一端接地，该第四电容9串联在第一辐射体11和第一馈电2之间，并且该第四电容9与第一辐射体11直接连接，该第四电容9与第一辐射体11之间无其他电子元件，依次，通过第三电容8和第四电容9的隔离作用，可以将第一辐射体11与大地隔离，近似认为一个电容，SAR传感器10与第一辐射体11连接，当用户握持配置该天线结构100的电子设备时，该SAR传感器可以检测第一辐射体11与大地之间的电容，该电子设备的处理器根据该电容值的变化确定当前用户与电子设备之间的距离较近，因而可以调节天线结构100的辐射功率，减少辐射，降低SAR值。

基于本公开的技术方案，还提供一种电子设备，该电子设备可以包括上述任一项实施例中所述的天线结构100，该天线结构100所包括金属边框1可以形成电子设备200的一部分壳体。其中，第一天线缝隙13和第二天线缝隙15内可以填充塑胶等非金属材料。该电子设备200可以包括手机终端、平板终端和电子阅读器等设备，具体本公开并不限制。

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：

金属边框，所述金属边框包括第一辐射体、第二辐射体和设置于所述第一辐射体和所述第二辐射体之间的第一天线缝隙，所述第一辐射体用于辐射第一频段内的天线信号，所述第二辐射体用于辐射第二频段内的天线信号；

第一馈电，所述第一馈电与所述第一辐射体电导通；

第二馈电，所述第二馈电与所述第二辐射体电导通，所述第二馈电与所述第一馈电均靠近于所述第一天线缝隙设置；

第一带阻滤波器，所述第一带阻滤波器连接至所述第一辐射体并与所述第一馈电并联或者串联，所述第一带阻滤波器用于过滤所述第二频段内的天线信号；

第二带阻滤波器，所述第二带阻滤波器连接至所述第二辐射体并与所述第二馈电并联或者串联，所述第二带阻滤波器用于过滤所述第一频段内的天线信号；

所述金属边框还包括第三辐射体和第二天线缝隙，所述第二天线缝隙设置于所述第三辐射体和所述第一辐射体之间；

所述天线结构还包括：

第三电容，所述第三电容的一端连接所述第一辐射体、另一端接地；

第四电容，所述第四电容串联于所述第一辐射体和所述第一馈电之间，且所述第四电容与所述第一辐射体直接连接；

SAR传感器，所述SAR传感器连接于所述第一辐射体；

所述SAR传感器与所述第一辐射体的连接点位于所述第三电容与所述第一辐射体的连接点和所述第四电容与所述第二辐射体的连接点之间。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一频段包括多个子频段，且至少一个子频段的最高频率低于所述第二频段的最低频率，至少一个子频段的最低频率高于所述第二频段的最高频率。

3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述第一频段包括N77频段、N78频段和N79频段中的至少一个频段和L5频段；

所述第二频段覆盖1.71GHz-2.69GHz。

4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一带阻滤波器和所述第二带阻滤波器分别包括串联LC电路或者并联LC电路。

5.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于，所述第一带阻滤波器包括与所述第一馈电串联的并联LC电路，所述并联LC电路包括并联的第一电容和第一电感，所述第一电容和所述第一电感分别连接于所述第一馈电和所述第一辐射体之间。

6.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述第二带阻滤波器包括与所述第二馈电并联的串联LC电路，所述串联LC电路包括串联的第二电容和第二电感。

7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，还包括：

调谐电路，所述调谐电路连接至所述第二辐射体，所述调谐电路用于调节所述第二辐射体的谐振频率。

8.根据权利要求7所述的天线结构，其特征在于，所述调谐电路包括：

第五电容，所述第五电容串联于所述第二馈电和所述第二辐射体之间；

开关组件，所述开关组件与所述第二馈电并联；

多个电感，所述多个电感相互并联，每一电感一端与所述开关组件连接另一端接地，所述开关组件用于切换与所述开关组件串联并与第二馈电并联的电感。

9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，还包括：

匹配电路，所述匹配电路与所述第一辐射体连接并与所述第一馈电并联，所述匹配电路接地，所述匹配电路包括并联LC电路。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述天线结构。