CN115799816A - 一种天线装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线装置及电子设备，属于电子产品技术领域。天线装置包括辐射本体和滤波支路；辐射本体在长度方向上的两端分别接地；辐射本体包括第一辐射体，第一辐射体与滤波支路并联，第一辐射体为位于辐射本体的两端之间的连续辐射体；辐射本体上关于第一辐射体对称设置有第一馈电点和第二馈电点，且第一馈电点和第二馈电点分布在第一辐射体之外。

Description

一种天线装置及电子设备

技术领域

本申请属于电子产品技术领域，具体涉及一种天线装置及电子设备。

背景技术

目前市面上的电子设备以金属边框机型为主，相比塑胶边框，金属边框除了结构强度的优势以外，具有更好的外观与触感。

金属边框可以复用设计为天线，节省了整机空间同时具有良好的辐射效率。随着通讯技术的不断发展与进步，移动终端设备需要支持的通信频段逐渐增多，如何不影响金属边框外观的前提下设计出多频段高效率的天线就显得尤为重要。

当前金属边框天线可根据外观是否具有断缝分为以下三大类：

第一类、基模为1/4波长的断缝天线。此类天线需要用断缝将金属边框横向截断，断缝区域作为电场强区。可以将断缝一侧堵上，部署单分支天线；也可以利用断缝进行耦合，打开对口寄生枝节辐射；还可以部署两支对口天线，由于金属断开，两支天线互相影响小，隔离度良好。这种形态的天线设计灵活，尺寸需求小，断缝两侧隔离度好，但需要额外开缝，会影响整机外观。

第二类、基模为1/2波长的断缝天线。此类天线同样需要用断缝将金属边框横向截断，断缝区域作为电场强区，两侧枝节同时参与辐射。通过调节模态，断缝两侧电流同向可以获得优秀的辐射效率。这种天线辐射效率优秀，可以与第1种天线整合，但尺寸需求大，且需要额外开断缝。

第三类、基模为1/2波长的缝隙天线。此类天线不需要开断缝，而是利用缝隙区域进行辐射，辐射效率比第2种天线形式差，难以实现多支天线整合，且尺寸需求大，但无断缝不影响整机外观。

由此上可见，难以实现在无断缝的同时，减小天线尺寸或整合多支高隔离天线。因此，目前金属边框天线无法同时兼顾电子设备外观和尺寸需求。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种天线装置及电子设备，能够解决目前金属边框天线无法同时兼顾电子设备外观和尺寸需求的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种天线装置，包括：辐射本体和滤波支路；辐射本体在长度方向上的两端分别接地；辐射本体包括第一辐射体，第一辐射体与滤波支路并联，第一辐射体为位于辐射本体的两端之间的连续辐射体；辐射本体上关于第一辐射体对称设置有第一馈电点和第二馈电点，且第一馈电点和第二馈电点分布在第一辐射体之外。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：金属框体，还包括如上所述的天线装置；

其中，所述辐射本体位于所述金属框体上。

在本申请实施例中，天线装置包括辐射本体和滤波支路，其中辐射本体的两端之间包括连续不间断的第一辐射体，利用第一辐射体与滤波支路并联，使第一辐射体与滤波支路构成带阻滤波电路，通过带阻滤波器能够截断辐射本体上的工作电流，辐射本体上关于第一辐射体还对称设置有第一馈电点和第二馈电点，且第一馈电点和第二馈电点分布在第一辐射体之外，通过第一馈电点和第二馈电点，天线装置可与两支天线的馈电相连接。通该实施例，能够在辐射本体没有断点的情况下，实现截断辐射本体上的工作电流，将辐射本体分隔为两个子辐射体，使两支天线共用一个辐射本体，这样不需要额外的断缝进行分割，即可在实现无断缝天线的同时，达到减小天线尺寸，整合多支高隔离天线的目的。在将本实施例的天线装置应用于电子设备时，能够使电子设备兼顾外观和尺寸需求。

附图说明

图1表示本发明实施例的天线装置的结构示意图之一；

图2表示本发明实施例的带阻滤波电路的示意图之一；

图3表示本发明实施例的带阻滤波器的电路示意图；

图4表示本发明实施例的F1和F2的S参数曲线示意图；

图5表示本发明实施例的天线装置的结构示意图之二；

图6表示本发明实施例的带阻滤波电路的示意图之二；

图7表示本发明实施例的天线装置的结构示意图之三；

图8表示本发明实施例的天线装置的结构示意图之四。

附图标记说明：

A1-辐射本体；P1P2-第一辐射体；L2-等效电感；G1-辐射本体的第一接地点；G2-辐射本体的第二接地点；G0-地板；F1-第一天线馈电；F2-第二天线馈电；A2-第一金属板；A3-第二金属板；A4-第三金属板；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C0-滤波电容。

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，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的控制方法进行详细地说明。

请参照图1至图8，本发明实施例提供了一种天线装置，包括：辐射本体A1和滤波支路；辐射本体A1在长度方向上的两端分别接地；

辐射本体A1包括第一辐射体P1P2，第一辐射体P1P2与滤波支路并联，第一辐射体P1P2为位于辐射本体A1的两端之间的连续辐射体；辐射本体A1上关于第一辐射体P1P2对称设置有第一馈电点和第二馈电点，且第一馈电点和第二馈电点分布在第一辐射体P1P2之外。

如图1所示，天线装置的辐射本体A1为无断点的辐射体；P1至P2之间的连续辐射体形成第一辐射体，且第一辐射体P1P2为无断点结构。连续辐射体可以是直线状辐射体，也可以是整体呈直线状，局部小段弯折的辐射体。连续辐射体上无断点，不会从物理结构上阻断辐射体上的电流流通。

需要说明的是，本天线装置应用于微波频段：0.3GHz～3000GHz，对于该频段内的电流，第一辐射体P1P2能够等效为如图2所示的等效电感L2，也即能够实现将辐射本体A1上的部分连续辐射体作为等效电感L2。第一辐射体P1P2与滤波支路并联构成带阻滤波电路，其中，第一辐射体P1P2作为带阻滤波电路中的等效电感L2，用作滤波，而且P1至P2越长，等效电感L2的电感值越大，带阻滤波带宽越宽，滤波效果越好。

带阻滤波电路串联进天线辐射体，不接地，才能将第一辐射体P1P2作为等效电感L2。若带阻滤波电路用下地的滤波方式，会改变天线模态。即，第一辐射体P1P2无接地点，滤波支路中也无接地点。

具体地，带阻滤波电路可以截断辐射本体A1上的工作电流，从电流的截断位置，将辐射本体A1分隔为第一子辐射体和第二子辐射体。如图1中，辐射本体A1在长度方向上的两端包括第一端和第二端，电流截断位置为P0处，第一端至P0之间的辐射体为第一子辐射体，第二端至P0之间的辐射体为第二子辐射体。

其中，第一辐射体P1P2的一部分(P1至P0之间的辐射体)位于第一子辐射体上，另一部分(P2至P0之间的辐射体)位于第二子辐射体上。

需要指出的是，在第一子辐射体和第二子辐射体对应的工作频率相同时，电流的截断位置P0位于辐射本体A1长度方向上的中点位置附近，第一子辐射体与第二子辐射体的长度近似相等。

上述实施例中，通过第一辐射体P1P2与滤波支路并联，能够使第一辐射体P1P2和滤波支路构成带阻滤波电路，通过带阻滤波电路达到阻断辐射本体A1上的工作电流的效果，实现在辐射本体没有断点的情况下，达到截断电流的效果。

具体地，带阻滤波电路截断辐射本体A1上的工作电流，从电流的截断位置，将辐射本体A1分隔为第一子辐射体和第二子辐射体，其中第一馈电点位于第一子辐射体上，第二馈电点位于第二子辐射体上；天线装置还可以包括第一天线馈电F1和第二天线馈电F2；第一天线馈电F1和第一子辐射体(辐射本体A1的第一端至电流截断位置P0之间的辐射体)形成第一天线，第一天线馈电F1的一端连接第一子辐射体上的第一馈电点，另一端接地；第二天线馈电F2和第二子辐射体(辐射本体A1的第二端至电流截断位置P0之间的辐射体)形成第二天线，第二天线馈电F2的一端连接第二子辐射体上的第二馈电点，另一端接地；第一馈电点和第二馈电点对称分布在第一辐射体P1P2的两侧。

在一具体实施例中，辐射本体A1在长度方向上的中点位于所述第一辐射体P1P2上。

如图1所示，天线装置的辐射本体A1为无断点的辐射体；P0为辐射本体A1的中点，P1，P2为P0两侧位置的两点，P1至P2之间的连续辐射体形成第一辐射体，第一辐射体P1P2为无断点结构。这里，P1，P2不一定对称分布在P0的两侧，但一定是p0的两侧。

该实施例中，通过将辐射本体A1在长度方向上的中点设置在第一辐射体P1P2上，使位于中点P0两侧的两个子辐射体形成1/4波长的工作模态。而普通无断点天线由于电流无法截断，模态为二分之一波长的天线，天线尺寸要长一倍，如此，在将本申请的天线装置应用于电子设备时，能够同时兼顾电子设备的外观和尺寸需求。

可选地，第一辐射体P1P2位于辐射本体A1长度方向上的中间位置，也即第一辐射体P1P2的第一端P1和第二端P2对称分布在P0的两侧。

参见图4，实线所示为第一天线馈电F1和第二天线馈电F2的S参数曲线，在第一辐射体P1P2的第一端P1和第二端P2对称分布在中点P0的两侧的情况下，由于两个分支天线的结构相互对称，使第一天线馈电F1和第二天线馈电F2的S参数曲线相互重合。虚线所示为两根天线的隔离度，由图4可知，在2.45GHz附近达到-11dB，可见两支同频天线同时工作，隔离度良好。

上述实施例中，由第一辐射体P1P2和滤波支路构成的带阻滤波电路，能够阻断第一天线馈电F1和第二天线馈电F2的工作电流之间的相互影响，提升了两支天线的隔离度。实现第一天线的工作模式为：从第一天线馈电F1到中点P0的1/4波长的倒F天线(Inverted-F Antenna，IFA)模式，第一天线的电流路径为L1路径(虚线箭头所示)；第二天线的工作模式为：从第二天线馈电F2到中点P0的1/4波长IFA模式，其电流路径为L2路径(虚线箭头所示)；两支天线的工作频率为2.45GHz，模式相同且结构相互对称。

应该指出的是，对于断点天线，如果在断点两侧接入电感，也可以达到类似的隔离效果，但是在将断点天线集成在电子设备的金属边框时，断点的存在会影响电子设备外观。而本申请的天线装置既能够满足无断点的外观设计需求，又有断点天线的尺寸及隔离度优势。

在一具体实施例中，滤波支路包括串联的金属件和电容。

如图3所示，串联的金属件和电容能够等效为滤波支路中的滤波电容C0，滤波电容C0并联在第一辐射体P1P2的两端，构成典型的带阻滤波电路，通过带阻滤波电路能够阻断第一天线馈电F1和第二天线馈电F2的工作电流相互影响。

如图1所示，在一具体实施例中，金属件包括第一金属板A2，电容包括：第一电容C1和第二电容C2；

其中，第一金属板A2的一端通过所述第一电容C1连接第一辐射体P1P2的第一端P1，所述第一金属板A2的另一端通过所述第二电容C2连接所述第一辐射体P1P2的第二端P2。

该实施例中，第一电容C1和第二电容C2作为滤波支路中的滤波电容；第一金属板A2连接在第一辐射体P1P2的两端(第一端P1和第二端P2)。理论上用阻抗为0的电阻最佳，但连接电阻在高频下必然呈现感值，会影响整个带阻滤波电路(LC电路)的容性，因此电感值越小越好，所以优选采用大面积且电感值更小的金属板。

参见图2，通过调节第一金属板A2的形状与位置，使第一金属板A2等效为一个小电感L1，如5nH；第一电容C1和第二电容C2用小电容，如1pF。在工作频段为2.45GHz附近时，串联的电感L1、第一电容C1和第二电容C2能够等效为一个滤波电容C0。也即，图2所示的电路结构能够进一步等效为如图3所示的带阻滤波电路，该带阻滤波电路的谐振频率为2.45GHz，能够阻断第一天线馈电F1和第二天线馈电F2的工作电流。

如图5所示，在一具体实施例中，金属件包括第二金属板A3和第三金属板A4，电容包括第三电容C3；

所述第二金属板A3的一端连接第一辐射体P1P2的第一端P1，另一端通过第三电容C3连接第三金属板A4；第三金属板A4的一端连接第一辐射体P1P2的第二端P2，另一端与第三电容C3连接。

该实施例中，用第二金属板A3和第三金属板A4代替图1中的第一金属板A2，用第三电容C3代替原本的第一电容C1和第二电容C2。在工作频段为2.45GHz附近时，依次串联的第二金属板A3、第三电容C3和第三金属板A4能够等效为滤波电容C0，串联的第二金属板A3、第三电容C3和第三金属板A4作为滤波支路，与第一辐射体P1P2形成的等效电感L2并联，构成带阻滤波电路，即图6所示的电路结构，能够等效为如图3所示的带阻滤波电路。

在一实施例中，所述金属件为L型金属面板，或平面金属板。

示例性地，如图7所示，第一金属板A2为L型弯折金属面板。

需要指出的是，由于金属板不参与辐射，放在净空区会影响天线的辐射效率，通过弯折金属面板可以腾出更多的区域给天线净空，而弯折的形态对金属板的等效感值的影响较小，因此不影响滤波效果。

此外，针对图1，在第一金属板A2为平面金属板的情况下，若机身厚度允许，还可以通过将平面金属板完全横置(即针对图1，第一金属板A2调整为垂直于当前图1中第一金属板A2的平面)，如此，能够最大程度限度地留出更多地区域给天线净空，降低金属件对天线净空的影响。

同理，为了降低金属件对天线净空的影响，图5所示第二金属板A3和第三金属板A4也可以为L型弯折金属板，或者完全横置的平面金属板。

在一具体实施例中，金属件的边缘具有缺口，缺口朝向所述辐射本体A1。

可选地，如图8中，第一金属板A2的边缘具有缺口，缺口朝向所述辐射本体A1的辐射区。

同理，为了降低金属板对天线净空的影响，图5所示第二金属板A3和第三金属板A4也可以在边缘设置缺口，使缺口朝向辐射本体A1。

该实施例中，由于金属件只起到连接作用，所以可以做异形化处理，在天线的电场强区挖去部分金属，以增大天线净空，降低金属板对天线净空的影响。

此外，本申请实施例还提供一种电子设备，包括如上所述的天线装置；所述电子设备还包括：金属框体，辐射本体A1位于所述金属框体上。

这里，电子设备包括但不限于：手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等。

可选地，所述电子设备还包括屏幕，金属件的至少部分平面垂直于所述屏幕的延伸方向。如此，能够腾出更多的区域给天线净空，降低金属板对天线净空的影响。

需要指出的是，在机身厚度允许的情况下，通过将平面金属板完全横置(即针对图1，第一金属板A2调整为垂直于当前图1中第一金属板A2的平面延伸方向)，能够实现最大程度地腾出更多的区域给天线净空，降低金属板对天线净空的影响。

在一实施例中，所述金属框体包括顶框和地板G0，顶框两端分别连接地板G0，所述顶框的至少部分形成所述辐射本体A1，金属件和电容位于所述金属框体围设形成的空间内。

如图1所示，其天线装置可以为位于手机顶部的无断点高隔离WiFi2.4G天线。手机的顶框中的一部分作为辐射本体A1。

在一实施例中，地板G0为印制电路PCB板。

具体地，所述电子设备还包括：印制电路PCB板；所述PCB板作为所述天线装置的地板G0，所述辐射本体A1在长度方向上的两端分别设置第一接地点和第二接地点，所述第一接地点和所述第二接地点电连接所述地板G0。

在一实施例中，所述地板G0为第五金属板。

具体地，金属框体围设形成的空间内包括第五金属板，所述第五金属板为所述天线装置的地板G0，所述辐射本体A1在长度方向上的两端分布设置第一接地点和第二接地点，所述第一接地点和所述第二接地点电连接所述地板G0。

其中，第五金属板为大面积的金属板。

上述实施例中，地板G0为手机中的主地，可以是大面积的金属板，也可以是手机中的PCB板，G1和G2为A1的下地点，G1连接第一接地点和地板G0，G2连接第二接地点和地板G0。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (11)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：辐射本体和滤波支路，所述辐射本体在长度方向上的两端分别接地；

所述辐射本体包括第一辐射体，所述第一辐射体与所述滤波支路并联，所述第一辐射体为位于所述辐射本体的两端之间的连续辐射体；所述辐射本体上关于所述第一辐射体对称设置有第一馈电点和第二馈电点，且所述第一馈电点和所述第二馈电点分布在所述第一辐射体之外。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述辐射本体在长度方向上的中点位于所述第一辐射体上。

3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述滤波支路包括串联的金属件和电容。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述金属件包括第一金属板，所述电容包括：第一电容和第二电容；

其中，所述第一金属板的一端通过所述第一电容连接所述第一辐射体的第一端，所述第一金属板的另一端通过所述第二电容连接所述第一辐射体的第二端。

5.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述金属件包括第二金属板和第三金属板，所述电容包括第三电容；

所述第二金属板的一端连接所述第一辐射体的第一端，另一端通过所述第三电容连接所述第三金属板；

所述第三金属板的一端连接所述第一辐射体的第二端，另一端与所述第三电容连接。

6.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述金属件为L型金属面板，或平面金属板。

7.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述金属件的边缘具有缺口，所述缺口朝向所述辐射本体。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：金属框体，还包括如权利要求1至7任一项所述的天线装置；

其中，所述辐射本体位于所述金属框体上。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述金属框体包括顶框和地板，所述顶框两端分别连接地板，所述顶框的至少部分形成所述辐射本体，所述天线装置的金属件和电容位于所述金属框体围设形成的空间内。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，还包括屏幕，所述天线装置的金属件的至少部分平面垂直于所述屏幕。

11.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述地板为印制电路PCB板。

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