CN116613509A - 天线装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了天线装置及电子设备；其中，所述天线装置包括：第一天线枝节和第二天线枝节；其中，所述第一天线枝节的第一端和所述第二天线枝节的第一端均接地；所述第一天线枝节的第二端与所述第二天线枝节的第二端相耦合；所述第二天线枝节的电流相位与所述第一天线枝节的电流相位相对反向，从而抵消所述第一天线枝节的部分电流以降低SAR。

Description

天线装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电子技术，涉及但不限于天线装置及电子设备。

背景技术

目前，衡量天线对人体的电磁辐射的指标为比吸收率(Specific AbsorptionRate，SAR)，其含意是：生物组织单位时间单位质量所吸收的电磁波能量，单位为W/kg或mW/g。SAR值越低，表明对人体辐射影响越小；反之，则影响越大。因此，如何降低天线的SAR是天线设计待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供的天线装置及电子设备，能够降低天线装置的SAR。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种天线装置，包括：第一天线枝节和第二天线枝节；其中，所述第一天线枝节的第一端和所述第二天线枝节的第一端均接地；所述第一天线枝节的第二端与所述第二天线枝节的第二端相耦合；所述第二天线枝节的电流相位与所述第一天线枝节的电流相位相对反向，从而抵消所述第一天线枝节的部分电流以降低SAR。

根据本申请实施例的另一方面，提供一种电子设备，包括本申请实施例所述的任一天线装置。

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，并不能限制本申请。

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，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的天线装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一天线装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的调节第二天线枝节的工作长度的示意图；

图4为本申请实施例提供的又一天线装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的调节第二天线枝节的工作长度的另一示意图；

图6为本申请实施例提供的再一天线装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的新增枝节引起原模式天线的馈电点的电流分布变化示意图；

图8为本申请实施例提供的新增枝节均衡原模式天线的馈电点的SAR的热点分布示意图；

图9为本申请实施例提供的新增枝节产生与原始天线相对反向的电流示意图；

图10为本申请实施例提供的另一天线装置的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

本申请实施例提供一种天线装置，图1为本申请实施例提供的天线装置的结构示意图，如图1所示，该装置1包括第一天线枝节11和第二天线枝节12；其中，第一天线枝节11的第一端111接地，第二天线枝节12的第一端121接地；第一天线枝节11的第二端112与第二天线枝节12的第二端122相耦合；第二天线枝节12的电流相位与第一天线枝节11的电流相位相对反向，从而抵消第一天线枝节11的部分电流以降低SAR。

可以理解地，SAR的值与天线的电流密度的大小强相关。而由于第二天线枝节12的电流相位与第一天线枝节11的电流相位相对反向，且二者的末端(即第二端)相耦合，所以这样就会引起第一天线枝节11的馈电点的电流分布发生变化，起到电流反向抵消的作用，对于SAR的热点位置，会产生均衡化效应，从而起到降低SAR的效果。

在本申请实施例中，第一天线枝节11和第二天线枝节12均参与辐射；如此，在降低SAR的同时还能够提高辐射性能。例如，在5G wifi频段(即5.1-5.8GHz)，其LH/RH-eff性能较之前提升了0.5db-3.78db，LH/RH-SAR降低17％-36％。

本申请实施例再提供一种天线装置，图2为本申请实施例提供的另一天线装置的结构示意图，如图2所示，该装置2除了包括图1所示的结构外，还包括第一调节电路21；第一调节电路21的第一端211接地，第二端212与第二天线枝节12的第一部位123电性连接；第一部位123不包括第二天线枝节12的端部；第一调节电路21，用于调节第二天线枝节12的工作长度，以降低第一天线枝节11的当前工作频段产生的SAR。

可以理解地，第二天线枝节12的不同的工作长度(即电长度)，对应抵消、分流的频段也是不同的。换句话说，有限的工作长度，仅对特定的无线频段起到较好的降低SAR效果的作用，对其他频段的影响不大。因此，在本申请实施例中，增加第一调节电路21，用于调节第二天线枝节12的工作长度，从而能够降低第一天线枝节11的当前工作频段产生的SAR。这样，就增加了天线装置的灵活性，使其无论是工作在第一频段还是第二频段等，均能够降低SAR。

需要说明的是，在本申请中，对于第一调节电路21的结构以及实现调节的器件不做限定，可以是各种各样的。例如，第一调节电路21可以包括开关电路；又如，第一调节电路21可以包括LC滤波网络。其目的均是调节第二天线枝节的工作长度。

具体地，在一些实施例中，第一调节电路21包括开关电路，其开关电路，用于响应于第一调节指令，从而导通或断开第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，进而实现对第二天线枝节12的工作长度的调节；其中，第一调节指令是根据第一天线枝节11的当前工作频段与第二天线枝节12支持的工作长度的对应关系而生成的。

可以理解地，不同的天线枝节尺寸，影响的频段不同，因此可以预先定义第一天线枝节11支持的无线频段与第二天线枝节12支持的工作长度的对应关系，基于此，根据第一天线枝节11的当前工作频段，查询预先定义的对应关系，从而找出与该当前工作频段对应的第二天线枝节12当前应工作的长度，进而生成对应的第一调节指令。

举例而言，如表1所示，假设第一天线枝节11支持的无线频段包括频段1和频段2，第二天线枝节12支持的工作长度包括长度1(即第二天线枝节12的整体长度)和长度2(即第二天线枝节12的第一部位123到第二端122的长度)；其中，长度1对第一天线枝节11工作在频段1时起到的分流作用较大，即降低SAR的效果较好；长度2对第一天线枝节11工作在频段2时起到的分流作用较大。

表1

频段1	长度1
		频段2	长度2

那么，如图3所示，以第一调节电路21包括开关电路213为例，当第一天线枝节11的当前工作频段为频段1时，则开关电路213响应的调节指令为断开第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，即开关电路213断开第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，从而使得第二天线枝节的工作长度为长度1；当第一天线枝节11的当前工作频段为频段2时，则开关电路213响应的调节指令为导通第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，即开关电路213导通第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，从而使得第二天线枝节12的工作长度为长度2。

具体地，在另一些实施例中，第一调节电路21也可以包括LC滤波网络，该网络用于调节第二天线枝节12的工作长度，以降低第一天线枝节11的当前工作频段产生的SAR。

需要说明的是，在本申请中，对于LC滤波网络的结构和组成器件不做限定，可以是各种各样的能够调节第二天线枝节12的工作长度的网络。LC滤波网络可以是多阶滤波结构，也可以是单阶滤波结构。也不限于是集总的电感和/或电容的实现形式。也可以是定制器件，或者印制电路实现滤波特性等。

本申请实施例再提供一种天线装置，图4为本申请实施例提供的又一天线装置的结构示意图，如图4所示，该装置4除了包括图2所示的结构外，还包括第二调节电路41；第二调节电路41的第一端411接地，第二端412与第二枝节12的第二部位124电性连接；第二部位124不包括第二天线枝节12的端部；第一调节电路21和第二调节电路41，用于共同调节第二天线枝节12的工作长度，以降低第一天线枝节11的当前工作频段产生的SAR。

可以理解地，天线装置中包括的第二调节电路越多，第二天线枝节12支持的工作长度的类型也就越多，相应地，能够针对性地降低SAR的无线频段的类型也越多。举例而言，结合图4标识的第二天线枝节12支持的工作长度，如表2所示，假设第一天线枝节11支持的无线频段包括频段1、频段2和频段3，第二天线枝节12支持的工作长度包括长度1(即第二天线枝节12的整体长度)、长度2(即第二天线枝节12的第一部位123到第二端122的长度)和长度3(即第二天线枝节12的第二部位124到第二端122的长度)；其中，长度1对第一天线枝节11工作在频段1时起到的分流作用较大，即降低SAR的效果较好；长度2对第一天线枝节11工作在频段2时起到的分流作用较大；长度3对第一天线枝节11工作在频段3时起到的分流作用较大。

表2

频段1	长度1
		频段2	长度2
频段3	长度3

那么，如图5所示，以第一调节电路21包括开关电路213，第二调节电路41包括开关电路513为例，当第一天线枝节11的当前工作频段为频段1时，则开关电路213响应的调节指令为断开第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，即开关电路213断开第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，以及开关电路513响应的调节指令为断开第二天线枝节12的第二部位124与地的电性连接，即开关电路513断开第二天线枝节12的第二部位124与地的电性连接，从而开关电路213和开关电路513共同配合，使得第二天线枝节的工作长度为长度1；

当第一天线枝节11的当前工作频段为频段2时，则开关电路213响应的调节指令为导通第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，即开关电路213导通第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，以及开关电路513响应的调节指令为断开第二天线枝节12的第二部位124与地的电性连接，即开关电路513断开第二天线枝节12的第二部位124与地的电性连接，从而开关电路213和开关电路513共同配合，使得第二天线枝节的工作长度为长度2；

当第一天线枝节11的当前工作频段为频段3时，则开关电路213响应的调节指令为断开第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，即开关电路213断开第二天线枝节12的第一部位123与地的电性连接，以及开关电路513响应的调节指令为导通第二天线枝节12的第二部位124与地的电性连接，即开关电路513导通第二天线枝节12的第二部位124与地的电性连接，从而开关电路213和开关电路513共同配合，使得第二天线枝节的工作长度为长度3。

需要说明的是，第二调节电路41的结构可以与第一调节电路21的结构相同，也可以不同。第二调节电路41可以包括开关电路，也可以包括LC滤波网络。即第二调节电路41中可以通过开关电路或LC滤波网络等实现第二天线枝节12的工作长度的调节。

本申请实施例再提供一种天线装置，图6为本申请实施例提供的再一天线装置的结构示意图，如图6所示，该装置6除了包括图1、图2或图4所示的结构外，还包括第一弹片61、第二弹片62和第三弹片63；其中，

第一弹片61的第一端611接地，第二端612与第二天线枝节12的第一端121电性接触，从而使得第二天线枝节12的第一端121接地；

第二弹片62的第一端621接地，第二弹片62的第二端622与第一调节电路21的第一端211电性接触，从而使得第一调节电路21的第一端211接地；

第二弹片63的第一端631接地，第二弹片63的第二端632与第二调节电路41的第一端411电性接触，从而使得第一调节电路41的第一端411接地。

可以理解地，第一弹片61和第二弹片62均是具有导电性的部件。之所以采用弹片的实现方式实现，是为了方便将天线装置组装至电子设备中。

在本申请中，对于第二天线枝节12的制作工艺不做限定，可以是各种各样的。在一些实施例中，第二天线枝节12的制作工艺为激光直接成型(Laser-Direct-structuring，LDS)、柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)或金属框等。

在本申请中，对于第一天线枝节11也不做限定，在一些实施例中，可以仅支持一个无线频段，在一些实施例中，第一天线枝节11也可以支持多个不同的无线频段。例如，第一天线枝节11为L1+2.4GWiFi+5GwiFi的三合一天线。

下面将说明本申请实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。

因为天线SAR热点基本集中在天线电流分布的最大位置附近，也就是说，SAR值与天线电流密度大小强相关。在2.4G单频天线的设计中，增加口对口天线寄生枝节，如图7所示，新枝节引起馈电点电流分布变化，形成电流反向抵消作用，同时与SAR值的热点位置，如图8所示，较之前会产生均衡化效应，起到降低SAR值的效果。

因此，如图9所示，针对当前L1+2.4GWiFi+5GWiFi天线方案，设计第二个分支(即第二天线枝节12)，产生与原模式天线(即第一天线枝节11的一种示例)相对反向的电流，用来抵消部分原模式天线的电流，从而起到降SAR的作用。实现形式如图10所示，从靠L1+2.4Gwifi+5Gwifi天线(即第一天线枝节11的一种示例，图中所示的原始天线枝节)馈电附近增加地pad引入新天线谐振分支(即第二天线枝节12的一种示例，图中所示的新增天线枝节)，该分支可以以FPC/LDS/metal frame材质实现。分支实现形式为接地弹片1+LDS/FPC/metal frame与原模式天线末端部分耦合。因为L1+2.4Gwifi+5Gwifi天线是多频段工作天线。所以，在增加第二分支后，该分支在特定频段分流的同时，要保证对其他频段不受太大影响。因此，第二分支靠近末端附近要增加弹片2(即第二弹片62的一种示例)+LC滤波选频电路。该器件的作用是，在需要降SAR的频段进行选频设计，使得FPC/LDS/metal frame天线针对特定频段实现电流分布的分流，器件一般会采用小电容。

当然，弹片2处的LC滤波设计不限于小电容态，也可以是其他类型的设计。本例中，对于5G wifi-LH/RH降SAR效果为：在5G wifi频段(5.1-5.8GHz)LH/RH-eff性能较原始提升0.5db-3.78db，新方案LH/RH-SAR可降低约17-36％。

但是增加第二枝节降低人体SAR的方法也存在一定局限，因5G WiFi带宽足够宽，虽然可实现大幅度的降SAR效果，但是用于降SAR的枝节所影响的带宽还是有些局限。本例5G wifi-5mm-body-front side降SAR效果为：在5G wifi频段(5.2-5.85GHz)body-eff性能较原始提升1.5db-2db的情况下，新方案5mm-body-frontside-SAR可降低约20-38％，但是作用范围5.2G-5.6G，因此还是无法覆盖全带宽5.2G-5.9G。这种情况，可以通过L/C网络或Switch切换等技术，实现WiFi分信道回退或选频作用来解决头及人体下的带宽作用问题。

在本申请实施例中，设计新的天线枝节，产生与原模式天线相对反向的电流，用来抵消部分原始天线的电流，从而起到降SAR的作用。

从设计角度上来说，通过优化第二枝节的尺寸及LC滤波网络/switch设计，可以有效解决宽带天线降SAR的瓶颈问题，本示例带宽800-900M，降SAR效果可达到17％-36％。可以根据实际情况，调整LDS/FPC/metal frame尺寸和设计LC滤波网络/switch设计，保证在所需频段的降SAR谐振物理尺寸；

本申请实施例提供的方案不仅适用于手机天线，也适用于其他终端类产品例如手表，PC等终端产品。

在本申请实施例中，根据工作频段的不同，弹片2处的LC滤波也可以是多阶的滤波结构设计。也不限于是集总的电感、电容的实现形式。也可以是定制器件，或者印制电路实现滤波特性。

在本申请实施例中，弹片2处的L/C网络也可以是switch开关可切换器件，实现谐振枝节电长度的切换作用，以配合分信道针对性降低SAR效果设计等；

在本申请实施例中，第二枝节LDS不限于任何形式，均属于本案保护内容。例如，第二枝节也可以是金属边框、FPC等设计形式。

在本申请实施例中，不局限于本示例5GWiFi天线的降SAR效果，可推广至单频或者多频降SAR使用，例如5G NR等频段。

本申请实施例提供一种电子设备，图11为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图，如图11所示，电子设备11包括本申请描述的任一结构的天线装置；其中，该电子设备在实施的过程中可以为各种类型的具有通信能力的设备，例如所述电子设备可以包括手机、手表、笔记本电脑、平板电脑、个人计算机、无人机、机器人、电视机或投影仪等。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如对象A和/或对象B，可以表示：单独存在对象A，同时存在对象A和对象B，单独存在对象B这三种情况。

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、物品或者设备所固有的要素。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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请所提供的几个装置实施例中所揭露的装置，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的装置实施例。

本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本申请所提供的几个装置或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的装置实施例或设备实施例。

以上所述，仅为本申请的实施方式，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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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，所述装置包括：第一天线枝节和第二天线枝节；其中，

所述第一天线枝节的第一端和所述第二天线枝节的第一端均接地；

所述第一天线枝节的第二端与所述第二天线枝节的第二端相耦合；

所述第二天线枝节的电流相位与所述第一天线枝节的电流相位相对反向，从而抵消所述第一天线枝节的部分电流以降低SAR。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一调节电路；所述第一调节电路的第一端接地，所述第一调节电路的第二端与所述第二天线枝节的第一部位电性连接；所述第一部位不包括所述第二天线枝节的端部；

所述第一调节电路，用于调节所述第二天线枝节的工作长度，以降低所述第一天线枝节的当前工作频段产生的SAR。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二调节电路；所述第二调节电路的第一端接地，所述第二调节电路的第二端与所述第二枝节的第二部位电性连接；所述第二部位不包括所述第二天线枝节的端部；

所述第一调节电路和所述第二调节电路，用于共同调节所述第二天线枝节的工作长度，以降低所述第一天线枝节的当前工作频段产生的SAR。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一调节电路，包括开关电路，所述开关电路，用于：

响应于第一调节指令，导通或断开所述第二天线枝节的第一部位与地的电性连接，从而实现对所述第二天线枝节的工作长度的调节；其中，所述第一调节指令是根据所述第一天线枝节的当前工作频段与所述第二天线枝节支持的工作长度的对应关系而生成的。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一调节电路包括LC滤波网络，所述LC滤波网络，用于调节所述第二天线枝节的工作长度，以降低所述第一天线枝节的当前工作频段产生的SAR。

6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，所述第二天线枝节的制作工艺为LDS、FPC或金属框。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一弹片；

所述第一弹片的第一端接地，所述第一弹片的第二端与所述第二天线枝节的第一端电性接触，从而使得所述第二天线枝节的第一端接地。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二弹片；

所述第二弹片的第一端接地，所述第二弹片的第二端与所述第一调节电路的第一端电性接触，从而使得所述第一调节电路的第一端接地。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一天线枝节支持多个不同的无线频段。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的天线装置。