CN116632514A - 天线结构及终端设备 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种天线结构及终端设备，其中，天线结构包括：中框，中框包括金属边框；金属边框包括：第一金属枝节和第二金属枝节，第一金属枝节和第二金属枝节之间设置有断缝；天线结构还包括第三金属枝节，第三金属枝节的第一端与第一金属枝节连接，第三金属枝节的第二端连接信号源，由此，在天线结构上设置第一金属枝节、第二金属枝节和第三金属枝节的三频辐射天线，可使终端设备在紧凑的外观设计的布局环境下，融合更多的天线频段，覆盖较宽的带宽。

Description

天线结构及终端设备

技术领域

本公开涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线结构及终端设备。

背景技术

当今时代，随着第五代移动通信(简称5G)技术的日益普及，更多的蜂窝网络频段，更多的MIMO技术的推广，对于终端设备产品，在同样的外观尺寸的情况下，所需的天线数量也有了指数型的增加。为了满足对更高的可靠性、接入性和性能的需求，联邦通信委员会(FCC)于2020年决定开放6GHz频段(5.925GHz-7.125GHz)供非授权使用，增加了超过1.2GHz的高频频谱，让无线传输能力大增。

但是，目前的终端设备的WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)天线结构对应的频段多为WIFI单频或双频天线，即WIFI 2.4G和WIFI 5G，不能覆盖较宽的带宽，并且目前的终端设备的屏占比和摄像头数量不断增加，因此，如何在终端设备的紧凑的外观设计的布局环境下，使终端设备的WIFI天线结构融合更多的天线频段，已经成为一种亟待解决的问题。

发明内容

本公开提供一种天线结构及终端设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种天线结构，包括：中框，所述中框包括金属边框；所述金属边框包括：第一金属枝节和第二金属枝节，所述第一金属枝节和所述第二金属枝节之间设置有断缝；所述天线结构还包括第三金属枝节，所述第三金属枝节的第一端与所述第一金属枝节连接，所述第三金属枝节的第二端连接信号源。

在本公开的一个实施例中，所述第三金属枝节面向所述第一金属枝节的一侧设置有第一净空区域；所述第三金属枝节面向所述第二金属枝节的另一侧设置有第二净空区域。

在本公开的一个实施例中，所述第三金属枝节包括：纵向部分和横向部分，所述纵向部分分别连接所述第一金属枝节和所述横向部分的一端，所述横向部分的另一端连接所述信号源。

在本公开的一个实施例中，所述纵向部分的长度小于第二净空区域的纵向长度，且大于所述断缝的宽度；所述横向部分的长度小于所述第一金属枝节的长度。

在本公开的一个实施例中，所述断缝的宽度小于所述第二净空区域的第一宽度，其中，所述第一宽度为所述第二净空区域中纵向区域的宽度和横向区域的宽度中的最大宽度。

在本公开的一个实施例中，所述第三金属枝节的第一端与所述第一金属枝节的连接位置，与所述断缝之间的距离范围为0mm-8mm。

在本公开的一个实施例中，所述第三金属枝节与所述中框为一体结构；或者，所述第三金属枝节通过电路板走线形成。

在本公开的一个实施例中，在所述第三金属枝节通过电路板走线形成的情况下，所述第三金属枝节的第一端通过弹片或者垫片与所述第一金属枝节连接。

在本公开的一个实施例中，所述第一金属枝节的长度范围为5mm-35mm；所述第二金属枝节的长度范围为0.1mm-10mm。

在本公开的一个实施例中，所述第三金属枝节的第二端和所述信号源之间设置有天线匹配电路。

在本公开的一个实施例中，所述天线匹配电路包括：LC滤波电路，以及与所述LC滤波电路串接的电感；所述LC滤波电路与所述信号源连接，所述电感与所述第三金属枝节的第二端连接。

在本公开的一个实施例中，所述天线匹配电路的阻抗位于预设的欧姆范围内；其中，所述欧姆范围根据预设欧姆值以及误差确定，所述预设欧姆值为50欧姆。

根据本公开实施例的第二方面，还提供一种终端设备，包括本公开第一方面实施例所述的天线结构。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本公开的技术方案，在天线结构上设置第一金属枝节、第二金属枝节和第三金属枝节的三频辐射天线，可使终端设备在紧凑的外观设计的布局环境下，融合更多的天线频段，覆盖较宽的带宽。

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，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开一个实施例的天线结构的结构示意图；

图2为图1对应的天线结构的正面示意图；

图3为本公开一个实施例的天线匹配电路的示意图；

图4为本公开一个实施例的天线结构的反射系数仿真结果示意图；

图5为本公开一个实施例的天线效率仿真结果示意图；

图6为根据一示例性实施例示出的一种终端设备的结构框图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必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，以便这里描述的本公开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。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。

图1为本公开一个实施例的天线结构的结构示意图。图2为图1对应的天线结构的正面示意图。

如图1所示，该天线结构100包括：中框110。

其中，中框110包括：金属边框120；金属边框120包括：第一金属枝节121和第二金属枝节122，第一金属枝节121和第二金属枝节122枝节设置有断缝123。

在本公开实施例中，天线结构100还包括第三金属枝节124，其中，第三金属枝节124的第一端与第一金属枝节121连接，第三金属枝节124的第二端连接信号源125。

其中，需要说明的是，第一金属枝节121的长度范围可为5mm-35mm，第二金属枝节122的长度范围可为0.1mm-10mm。在本公开实施例中，第一金属枝节121(第一天线辐射臂)为本公开实施例的天线结构的主辐射体，第一金属枝节121的长度可为11.2mm，第一金属枝节121的一端与主板接地端连通，另一端悬空；第二金属枝节122的一端与主板接地端连接，另一端悬空，第二金属枝节122的长度可为0.9mm，第一金属枝节121可对应频点2.4GHz和频点5GHz，第二金属枝节122可实现寄生效果，第二金属枝节122可增加额外的高频模态，第二金属枝节122可对应频点5GHz和6.5GHz；另外，第三金属枝节124可辅助第二金属枝节122覆盖WIFI 6E频段。

在本公开实施例中，为了减小了整个天线结构的尺寸，第三金属枝节124面向第一金属枝节121的一侧设置有第一净空区域126；第三金属枝节124面向第二金属枝节122的另一侧设置有第二净空区域127。

作为可能的一种实现方式，第三金属枝节124可包括：纵向部分和横向部分，其中，纵向部分分别连接第一金属枝节121和横向部分的一端，横向部分的另一端连接信号源。

需要说明的是，第三金属枝节124的纵向部分的长度小于第二净空区域127的纵向长度，且大于断缝的宽度，横向部分的长度小于第一金属枝节的长度。其中，第二净空区域的纵向长度可为4.6mm。

为了减少第一金属枝节121与第二金属枝节122之间的相互干扰，在本公开实施例中，第一金属枝节121和第二金属枝节122可设置有断缝123，其中，第一金属枝节121和第二金属枝节122之间的断缝123的宽度可大于0.5mm，比如，断缝123的宽度可设置为0.9mm，填充断缝123可使用非金属材料。第一金属枝节121和第二金属枝节122之间的断缝123的宽度可小于第二净空区域的第一宽度。其中，第一宽度为第二净空区域127中纵向区域的宽度和横向区域的宽度中的最大宽度。

在本公开实施例中，第三金属枝节124的第一端与第一金属枝节121的连接位置，与断缝之间的距离范围为0mm-8mm，第三金属枝节124可使用金属，也可以使用PCB(PrintedCircuit Board，印制电路板)。

作为一种示例，第三金属枝节124与中框110为一体结构。

作为另一种示例，第三金属枝节124通过电路板走线形成，第三金属枝节124的第一端通过弹片或者垫片与第一金属枝节121连接。

为了使天线在所需频带内工作，第三金属枝节124的第二端和信号源125之间设置有天线匹配电路。

其中，如图3所示，天线匹配电路包括：LC滤波电路，以及与LC滤波电路串接的电感；LC滤波电路与信号源连接，电感与第三金属枝节124的第二端连接。

需要说明的是，天线匹配电路的阻抗可位于预设的欧姆范围内；其中，欧姆范围根据预设欧姆值以及误差确定，预设欧姆值为50欧姆。

需要说明的是，天线匹配电路可为实现匹配作用的复杂匹配电路，如，包含并联C(电容)或串联L(电感)的复杂形式的选频器、针对高频信号的高通滤波器等方式，本公开不做具体限定。

在本公开实施例中，如图4和图5所示，图4为本公开一个实施例的天线结构的反射系数仿真结果示意图，在图4中，2.4GHz处对应的天线反射系数为-9.105938(位置1)，2.5GHz处对应的天线反射系数为-5.209486(位置2)，5.15GHz处对应的天线反射系数为-10.8102(位置3)，5.85GHz处对应的天线反射系数为-15.80203(位置4)，5.925GHz处对应的天线反射系数为-14.07311(位置5)，7.125GHz处对应的天线反射系数为-7.132651(位置6)，由此，在天线结构上设置第一金属枝节、第二金属枝节和第三金属枝节的三频辐射天线，可使终端设备在紧凑的外观设计的布局环境下，实现了在2.4G、5G及6E上的良好谐振，可以覆盖WIFI天线对应的2.4GHz、5.8GHz及6.5GHz的三个频点。

图5为本公开一个实施例的天线效率仿真结果示意图，在图5中，天线结构可为WIFI天线，该天线结构在2.4GHz处对应的天线效率为-0.8488247dB(位置1)，2.5GHz处对应的天线效率为-1.830988dB(位置2)，5.15GHz处对应的天线效率为-0.386712dB(位置3)，5.85GHz处对应的天线效率为-0.1795029dB(位置4)，5.925GHz处对应的天线效率为-0.2514855dB(位置5)，7.125GHz处对应的天线效率为-0.9650125dB(位置6)，从图5中可以看出，天线在2.4G、5G和6E的三频段的效率值均很高，2.4G实现-2dB以上的效率，5G和6E实现了-1dB以上的效率。本公开实施例的天线结构提高了WIFI三频段的效率。

本公开实施例的天线结构，通过在中框中设置金属边框，金属边框包括：第一金属枝节和第二金属枝节，第一金属枝节和第二金属枝节之间设置有断缝；天线结构还包括第三金属枝节，第三金属枝节的第一端与第一金属枝节连接，第三金属枝节的第二端连接信号源。由此，通过在天线结构上设置第一金属枝节、第二金属枝节和第三金属枝节的三频辐射天线，可使终端设备在紧凑的外观设计的布局环境下，融合更多的天线频段，覆盖较宽的带宽。

基于上述实施例，本公开还提出一种终端设备，该终端设备可包括上述实施例所述的天线结构。

在本公开实施例中，天线结构应用在终端设备时，用户在使用终端设备的WIFI功能进行通话、聊天等场景下，通过天线结构可实现信号的传输；该天线结构可以应用在终端设备的不同位置，应用领域可为WIFI使用场景，以实现WIFI三频的连接与切换。

本公开实施例的终端设备，通过在终端设备上使用该天线结构，由于该天线结构的尺寸较小，使得终端设备的外观尺寸也较小，提高了用户体验。

图6为根据一示例性实施例示出的一种终端设备的结构框图。图6示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

图6是根据一示例性实施例示出的一种终端设备的框图。例如，终端设备600可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图6，终端设备600可以包括以下一个或多个组件：处理组件602，存储器604，电力组件606，多媒体组件608，音频组件610，输入/输出(I/O)接口612，传感器组件614，以及通信组件616。

处理组件602通常控制终端设备600的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件602可以包括一个或多个处理器620来执行指令。

此外，处理组件602可以包括一个或多个模块，便于处理组件602和其他组件之间的交互。例如，处理组件602可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件608和处理组件602之间的交互。

存储器604被配置为存储各种类型的数据以支持在终端设备600的操作。这些数据的示例包括用于在终端设备600上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器604可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电力组件606为终端设备600的各种组件提供电力。电力组件606可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为终端设备600生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件608包括在所述终端设备600和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件608包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当终端设备600处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件610被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件610包括一个麦克风(MIC)，当终端设备600处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器604或经由通信组件616发送。在一些实施例中，音频组件610还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口612为处理组件602和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件614包括一个或多个传感器，用于为终端设备600提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件614可以检测到终端设备600的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为终端设备600的显示器和小键盘，传感器组件614还可以检测终端设备600或终端设备600一个组件的位置改变，用户与终端设备600接触的存在或不存在，终端设备600方位或加速/减速和终端设备600的温度变化。传感器组件614可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件614还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件614还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件616被配置为便于终端设备600和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端设备600可以接入基于通信标准的无线网络，如WIFI，4G或5G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件616经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件616还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，终端设备600可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请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 (13)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：

中框，所述中框包括金属边框；

所述金属边框包括：第一金属枝节和第二金属枝节，所述第一金属枝节和所述第二金属枝节之间设置有断缝；

所述天线结构还包括第三金属枝节，所述第三金属枝节的第一端与所述第一金属枝节连接，所述第三金属枝节的第二端连接信号源。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第三金属枝节面向所述第一金属枝节的一侧设置有第一净空区域；

所述第三金属枝节面向所述第二金属枝节的另一侧设置有第二净空区域。

3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述第三金属枝节包括：纵向部分和横向部分，所述纵向部分分别连接所述第一金属枝节和所述横向部分的一端，所述横向部分的另一端连接所述信号源。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述纵向部分的长度小于第二净空区域的纵向长度，且大于所述断缝的宽度；

所述横向部分的长度小于所述第一金属枝节的长度。

5.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述断缝的宽度小于所述第二净空区域的第一宽度，其中，所述第一宽度为所述第二净空区域中纵向区域的宽度和横向区域的宽度中的最大宽度。

6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第三金属枝节的第一端与所述第一金属枝节的连接位置，与所述断缝之间的距离范围为0mm-8mm。

7.根据权利要求1至6任一项所述的天线结构，其特征在于，所述第三金属枝节与所述中框为一体结构；或者，

所述第三金属枝节通过电路板走线形成。

8.根据权利要求7所述的天线结构，其特征在于，在所述第三金属枝节通过电路板走线形成的情况下，所述第三金属枝节的第一端通过弹片或者垫片与所述第一金属枝节连接。

9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一金属枝节的长度范围为5mm-35mm；

所述第二金属枝节的长度范围为0.1mm-10mm。

10.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第三金属枝节的第二端和所述信号源之间设置有天线匹配电路。

11.根据权利要求10所述的天线结构，其特征在于，所述天线匹配电路包括：LC滤波电路，以及与所述LC滤波电路串接的电感；

所述LC滤波电路与所述信号源连接，所述电感与所述第三金属枝节的第二端连接。

12.根据权利要求10或11所述的天线结构，其特征在于，所述天线匹配电路的阻抗位于预设的欧姆范围内；其中，所述欧姆范围根据预设欧姆值以及误差确定，所述预设欧姆值为50欧姆。

13.一种终端设备，包括如权利要求1至12任一项所述的天线结构。