CN116845563A - 天线装置、壳体以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线装置、壳体以及电子设备,该天线装置包括第一天线以及第二天线。第一天线用于收发第一频段的信号,第一天线具有间隔设置的馈电部和接地部,馈电部用于接电,接地部用于接地,第二天线与第一天线相对间隔设置且相互耦合,第二天线用于在耦合作用下发射、接收第二频段的信号,并将接收的第二频段的信号通过耦合作用传输至第一天线,其中,第一频段与第二频段为不同的频段。通过使第二天线与第一天线相耦合,使第二天线的设置位置受到的限制小,从而使天线装置能够实现多频段信号的收发功能的同时,天线装置的结构紧凑,能够实现小型化的设计,同时天线装置的工作效率以及辐射性能得到了提升。
Description
技术领域
本发明涉及信号收发设备技术领域,尤其涉及一种天线装置、壳体以及电子设备。
背景技术
天线作为实现电子设备的通信、定位功能的基本元器件,被广泛应用于电子设备中。可以理解的是,为了实现高质量的信号收发功能,天线必须具有一定的长度,但是,电子设备的小型化、轻薄化的设计,以及电子设备中电路板对天线的馈电位置,对天线能够实现的设置长度产生了极大的限制,特别是当电子设备需要实现多频段信号的收发时,天线的数量增多,进一步地压缩了各天线的设置空间,导致难以在保证天线装置的高质量信号接收功能的同时,实现天线装置的小型化设计,从而难以实现电子设备的小型化、轻薄化的设计。
发明内容
本发明实施例公开了一种天线装置、壳体以及电子设备,该天线装置的设置位置所受限制小,能够实现高质量的信号收发功能的同时,结构更加紧凑,能够使电子设备实现小型化的设计。
为了实现上述目的,第一方面,本发明公开了一种天线装置,包括:
第一天线,所述第一天线用于收发第一频段的信号,所述第一天线具有间隔设置的馈电部和接地部,所述馈电部用于接电,所述接地部用于接地;以及
第二天线,所述第二天线与所述第一天线相对间隔设置且相互耦合,所述第二天线用于在耦合作用下发射、接收第二频段的信号,并将接收的所述第二频段的信号通过耦合作用传输至所述第一天线;
其中,所述第一频段与所述第二频段为不同的频段。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第一天线与所述第二天线之间具有间距h,0mm<h≤4mm。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第一天线具有长度d1,所述第二天线具有长度d2,1/2≤d1/d2≤4/5。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第一天线包括耦合枝节以及与所述耦合枝节连接的连接枝节,所述连接枝节具有所述馈电部和所述接地部;
所述第二天线包括耦合部分以及连接于所述耦合部分的第一延伸部分,所述耦合部分与所述耦合枝节相对间隔设置,且所述耦合部分与所述耦合枝节相互耦合,或者,所述耦合部分以及所述第一延伸部分与所述耦合枝节耦合。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第一天线具有长度d1,所述耦合枝节具有长度d3,3/5≤d3/d1<1。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第一延伸部分包括第一段、弯折段以及第二段,所述第一段连接于所述耦合部分,所述弯折段连接于第一段和所述第二段之间,所述第二段与所述第一段相对间隔设置,且所述第二段与所述耦合枝节的端部相对间隔设置且相互耦合。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第一段与所述第二段平行设置。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第二天线还包括第二延伸部分,所述第二延伸部分连接于所述耦合部分的背离所述第一延伸部分的一端。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第一频段为1575.42±1.023MHz,所述第二频段为1176.45±1.023MHz。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述天线装置还包括第三天线,所述第三天线的一端连接于所述第一天线,且位于所述馈电部和所述接地部之间,所述第三天线的另一端与所述第一天线以及所述第二天线间隔设置,所述第三天线用于收发第三频段的信号,所述第三频段与所述第一频段以及所述第二频段不同。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第三天线为多个,多个所述第三天线的另一端均相间隔设置,各所述第三天线具有的所述第三频段均为不同的频段。
第二方面,本发明公开了一种壳体,包括:壳体本体以及如上述第一方面所述的天线装置,所述天线装置设于所述壳体本体。
作为一种可选的实施方式,在本发明第二方面的实施例中,所述第一天线、所述第二天线通过镭射成型于所述壳体本体的表面。
第三方面,本发明公开了一种电子设备,包括:馈电部件、接地部件以及如上述第二方面所述的壳体,所述壳体包括的所述第一天线的馈电部电连接于所述馈电部件,所述第一天线的接地部电连接于所述接地部件。
作为一种可选的实施方式,在本发明第三方面的实施例中,所述馈电部件和所述接地部件均设置于所述电子设备的电路板。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明实施例提供的天线装置、壳体以及电子设备,通过使第二天线与第一天线相耦合,以通过耦合作用实现第一天线向第二天线的无接触馈电,从而使第二天线能够用于发射、接收第二频段的信号,同时能够通过耦合作用使第二天线能够将接收的第二频段的信号无接触地传递至第一天线,以通过第一天线将该第二频段的信号传导至馈电部,从而该天线装置能够通过第一天线实现收发第一频段的信号的同时,通过第二天线以及第一天线实现收发第二频段的信号。且在此结构下,第二天线无需与第一天线、馈电部以及接地部相连接,从而第二天线的设置位置受与第一天线、馈电部以及接地部的相对位置的约束小,在有限的空间里,第二天线的设置位置更加灵活,且长度可以设置得更长,使得天线装置的结构更加紧凑的同时,能够实现高质量的信号收发功能。更加地,通过第一天线与第二天线的耦合作用,能够提升第一天线、第二天线对第一频段以及第二频段信号的辐射性能,以提升天线装置的信号辐射强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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是本发明实施例第一方面公开的天线装置的结构示意图;
图2是本发明实施例第一方面公开的天线装置的电路特性参数测试结果图;
图3是本发明实施例第一方面公开的第一天线与第二天线的结构展开示意简图;
图4是本发明实施例第一方面公开的第一天线的结构示意图;
图5是本发明实施例第一方面公开的第二天线的结构示意图;
图6是本发明实施例第二方面公开的壳体的一角度下的结构示意图;
图7是本发明实施例第二方面公开的壳体的另一角度下的结构示意图;
图8是本发明实施例第二方面公开的壳体的结构分解示意图;
图9是本发明实施例第二方面公开的壳体的局部结构剖示图;
图10是本发明实施例第三方面公开的电子设备的结构示意图;
图11是本发明实施例第三方面公开的电子设备的结构分解示意图;
图12是本发明实施例第三方面公开的天线装置与电路板的结构分解示意图;
图13是本发明实施例第三方面公开的电子设备的结构局部示意图。
图标:1、天线装置;10、第一天线;100、馈电部;101、接地部;102、耦合枝节;102a、避让缺口;103、连接枝节;11、第二天线;110、耦合部分;110a、端部;111、第一延伸部分;111a、第一段;111b、弯折段;111c、第二段;112、第二延伸部分;12、第三天线;2、壳体;20、壳体本体;200、第一表面;200a、第一连接孔;201、第二表面;201a、第二连接孔;3、电子设备;30、馈电部件;31、接地部件;32、上壳体;33、下壳体;330、容置空间;34、电池;35、显示屏;36、电路板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
天线作为实现电子设备的通信、定位功能的基本元器件,被广泛应用于电子设备中。可以理解的是,为了实现高质量的信号收发功能,天线必须具有一定的长度,但是,电子设备的小型化、轻薄化的设计,以及电子设备中电路板对天线的馈电位置,对天线能够实现的设置长度产生了极大的限制,特别是当电子设备需要实现多频段信号的收发时,例如,当电子设备需要支持GPS的L1(1575.42±1.023MHz)+L5(1176.45±1.023MHz)双频段信号的收发功能时,往往通过设置两根天线来分别实现L1频段与L5频段的信号的收发功能,天线的数量增多,且用于支持L1频段与L5频段的信号的天线均需要有较长的长度,进一步地压缩了各天线的设置空间,导致难以在保证天线装置的高质量信号接收功能的同时,实现天线装置的小型化设计,从而难以实现电子设备的小型化、轻薄化的设计。
基于此,本发明实施例公开了一种天线装置、壳体以及电子设备,该天线装置的设置位置所受限制小,能够实现高质量的信号收发功能的同时,结构更加紧凑,能够使电子设备实现小型化的设计。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
请参阅图1,图1是本发明实施例第一方面公开的天线装置的结构示意图,本发明实施例第一方面公开了一种天线装置1,该天线装置1主要应用于电子设备,以实现电子设备的通信信号、定位信号等电波信号的收发功能。具体地,天线装置1包括第一天线10以及第二天线11。第一天线10用于收发第一频段的信号,第一天线10具有间隔设置的馈电部100和接地部,馈电部100用于接电,接地部用于接地,第二天线11与第一天线10相对间隔设置且相互耦合,第二天线11用于在耦合作用下发射、接收第二频段的信号,并将接收的第二频段的信号通过耦合作用传输至第一天线10,其中,第一频段与第二频段为不同的频段。
本申请的天线装置1,通过使第二天线11与第一天线10相耦合,能够实现第一天线10向第二天线11的无接触馈电,同时使第二天线11能够将接收的第二频段的信号无接触地传递至第一天线10,以通过第一天线10将该第二频段的信号传导至馈电部100,从而该天线装置1能够同时实现第一频段以及第二频段双频段的信号的收发功能。
进一步地,由于第二天线11无需与第一天线10、馈电部100以及接地部101相连接,即,第二天线11无需设置馈电部100以及接地部101,从而第二天线11的设置位置受到的限制小,在有限的空间里,尤其是对于智能手表等尺寸较为紧凑的电子设备而言,第二天线11的设置位置能够更加灵活,且长度可以设置得更长,使得天线装置1的结构更加紧凑的同时,能够实现高质量的信号收发功能。
此外,通过第一天线10与第二天线11的耦合作用,能够提升第一天线10、第二天线11对第一频段以及第二频段信号的辐射性能,以提升天线装置1的信号辐射强度。即,通过对本实施例第一方面提供的天线装置1的性能进行测试,对比相关技术中采用的使第一天线10与第二天线11均具有馈电部100与接地部101的天线装置1的性能情况,申请人得出结果如下表:
相关技术中的天线装置 | 本方案天线装置 | 效率提升 | |
第一天线效率 | 10% | 12% | 2% |
第二天线效率 | 5.50% | 7.50% | 2% |
综上所述,本实施例第一方面提供的天线装置1能够实现多频段信号的收发功能的同时,天线装置1的结构紧凑,能够实现小型化的设计,同时天线装置1的工作效率以及辐射性能得到了提升。
接下来,将结合附图,对本申请的天线装置1的结构详细进行说明。
请结合图1至图5所示,一些实施例中,为实现天线装置1的信号收发功能,并降低天线装置1的信号传导损耗,天线装置1可包括但不限于铜、银等优良导电材料中的至少一种。即,该第一天线10、第二天线11均可包括但不限于铜、银等优良导电材料中的至少一种。
由前述可知,本申请的第一频段与第二频段为不同频段,具体地,第一频段与第二频段可为频率大于等于300MHz的任意两个不同的频段范围,例如,第一频段与第二频段可分别为但不限于GPS信号中的L1频段(1575.42±1.023MHz频段)、L2频段(1227.60±1.023MHz频段)、L5频段(1176.45±1.023MHz频段)等,通信信号中的885MHz-909MHz频段、909MHz-915MHz频段、930MHz-954MHz频段、954MHz-960MHz频段等,Wi-Fi信号中的2.4G频段(2420MHz-2483.5MHz频段)、5G频段(5725MHz-5875MHz频段)等,4G信号中的2300MHz-2320MHz频段、2320MHz-2370MHz频段、2575MHz-2635MHz频段、2370MHz-2390MHz频段、2635MHz-2655MHz频段等,5G信号中的3300MHz-3600MHz频段、4800MHz-5000MHz频段、24750MHz-27500MHz频段、37000MHz-42500MHz频段等。
可以理解的,根据第一频段以及第二频段的作用不同,第一天线10与第二天线11可包括但不限于具有的信号频段不相同的GPS天线以及通信天线(例如通话天线、Wi-Fi天线、4G天线或5G天线)等,例如,第一频段的信号为Wi-Fi信号,且第二频段的信号为GPS信号时,第一天线10为Wi-Fi天线,且第二天线11为GPS天线;当第一频段与第二频段分别为同一种信号中的不同频段时,例如第一频段的信号可为GPS信号中的L1频段信号,且第二频段的信号为GPS信号中的L5频段信号时,此时第一天线10与第二天线11均为GPS天线。
由此可见,第一天线10与第二天线11可为同类型或不同类型的天线,并用于收发不同频段的信号。
以本申请的天线装置1用于实现GPS信号为例,该第一频段的信号可为L1频段(1575.42±1.023MHz频段,其波长约为190mm)的GPS信号,第二频段的信号为L5频段(1176.45±1.023MHz频段,其波长约为255mm)的GPS信号,从而天线装置1能够实现L1与L5双频段的GPS信号的收发功能,天线装置1的GPS定位精确性更高,如图2所示,图2示出了对本实施例的天线装置1进行电路特性参数测试得到的结果图,其中示出了天线装置1能够用于产生频率约为1.574GHz以及1.184GHz的谐振点,从而该天线装置1能够用于收发L1频段以及L5频段的GPS信号。
可选地,第一天线10与第二天线11可均为一个,以实现一种第一频段信号以及一种第二频段信号的收发功能,或者,第一天线10与第二天线11可均为多个,各第一天线10与各第二天线11一一对应设置,每一对对应设置的第一天线10与第二天线11用于实现一种第一频段信号以及一种第二频段信号的收发功能,从而天线装置1能够用于实现更多种第一频段信号以及第二频段信号的收发功能,以进一步拓宽天线装置1对应收发的信号频段。
接下来,将以天线装置1包括一个第一天线10以及一个第二天线11为例,结合附图详细介绍第一天线10与第二天线11的结构。
请参见图1,考虑到第二天线11与第一天线10之间的距离越近,第二天线11与第一天线10的耦合作用越强,耦合效果越好。基于此,为了使第二天线11与第一天线10之间的耦合作用的强度能够满足使用需求,第一天线10与第二天线11之间的间距h可满足:0mm<h≤4mm,例如,第一天线10与第二天线11之间的间距h可为:4mm、3.5mm、3mm、2.5mm、2mm、1.5mm、1mm、0.5mm、0.2mm或0.05mm等。
进一步地,第一天线10与第二天线11之间的间距h越小,天线装置1的结构越紧凑,同时,由于耦合作用越强,第二天线11与第一天线10之间的电波传递损耗越小,因此,满足使用要求的第二天线11的长度可越短,从而更进一步地使天线装置1的结构更加紧凑,能够更进一步地实现天线装置1的小型化设计。
需要说明的是,天线的长度与天线对应收发的信号频段有关,而由上文所述,第一天线10与第二天线11之间的间距也能够影响对应的第一频段与第二频段的实际取值,因此,能够通过调整第一天线10、第二天线11的长度,以及第一天线10与第二天线11之间的间距来调整第一频段与第二频段的取值,例如,通过调整第一天线10、第二天线11的长度,以及第一天线10与第二天线11之间的间距,来将第一频段从GPS信号中的L1频段(1575.42±1.023MHz频段)调整为5G信号中的3300MHz-3600MHz频段,将第二频段从GPS信号中的L5频段(1176.45±1.023MHz频段)调整为4G信号中的2635MHz-2655MHz频段。
理论上而言,天线的长度应等于对应收发频段的信号的1/4波长,而根据实际天线的形状以及天线与其他天线的耦合作用强度,天线对对应频段信号的收发性能最佳时,天线的长度可略大于或略小于收发频段的信号的1/4波长。基于此,可以理解的是,第一天线10与第二天线11的长度比,可约等于第一频段信号波长与第二频段信号波长比。
请结合图3所示,以第一频段信号波长与第二频段信号波长比约等于4/5为例,第一天线10具有长度d1,第二天线11具有长度d2,在实际情况下,第一天线10与第二天线11的长度比d1/d2可满足:1/2≤d1/d2≤4/5,例如,d1/d2可为:4/5、11/15、7/10、3/5、8/15或1/2等。
由于第二天线11不具有馈电部100以及接地部101,也不直接连接于第一天线10,从而第二天线11的设置位置受第一天线10、馈电部100以及接地部101的相对位置的约束小,在有限的空间里,第二天线11的设置位置更加灵活,且长度可以设置得更长,因此,优选地,可使第二天线11的长度长于第一天线10的长度,即,可使d1<d2,从而使天线装置1的结构更加合理。基于此,一些实施方式中,第一频段信号的波长可短于第二频段信号的波长,例如,使第一频段信号为其波长约为190mm的L1频段GPS信号,第二频段信号为其波长约为255mm的L5频段GPS信号,从而第一天线10的长度可短于第二天线11的长度。可以理解的是,在其他实施方式中,第一频段信号的波长也可长于第二频段信号的波长,从而第一天线10的长度可长于第二天线11的长度,例如,使第一频段信号为其波长约为255mm的L5频段GPS信号,第二频段信号为其波长约为190mm的L1频段GPS信号。
请一并参阅图3与图4,一些实施方式中,第一天线10可包括耦合枝节102以及与耦合枝节102连接的连接枝节103,连接枝节103具有馈电部100和接地部101,从而通过使耦合枝节102与第二天线11相耦合,来实现使第一天线10与第二天线11相耦合的效果。图3中为了便于示出第一天线10的总长度,将连接枝节103连接于耦合枝节102的一端,且通过虚线示出了连接枝节103与耦合枝节102分界处,该虚线只用于示意连接枝节103与耦合枝节102的一种分界情况,不构成对第一天线10的结构的限定,可以理解的是,在实际设置中,还可以将连接枝节103连接于耦合枝节102的一侧(如图4所示)。
需要说明的是,虽然连接枝节103不与第二天线11相耦合,但是,连接枝节103作为第一天线10的一部分,也能够用于实现第一频段信号的辐射功能,即,连接枝节103与耦合枝节102均能够用于收发第一频段的信号。
当第一天线10的长度短于第二天线11的长度时,耦合枝节102可整体均与第二天线11相耦合,从而耦合枝节102的长度越长,第一天线10与第二天线11的有效耦合面积越大,耦合效果越好,因此,连接枝节103的长度应尽可能地短。基于此,连接枝节103的一端可连接于耦合枝节102的最接近馈电部100以及馈电部100的位置,从而连接枝节103的长度可以缩减至最小。
具体地,耦合枝节102可具有长度d3,为了保证耦合枝节102与第二天线11的有效耦合面积满足使用设计需求,耦合枝节102的长度d3与第一天线10的总长度d1可满足:3/5≤d3/d1<1,例如,d3/d1可为:3/5、8/15、7/10、4/5、13/15、9/10或19/20等。
此外,可选地,耦合枝节102可大致平行于第二天线11设置,以使耦合枝节102与第二天线11之间的耦合作用更平均,从而提高耦合枝节102与第二天线11的有效耦合率,以提高耦合枝节102与第二天线11的有效耦合面积。
请一并参阅图3与图5,一些实施方式中,第二天线11可包括耦合部分110以及连接于耦合部分110的第一延伸部分111,耦合部分110与耦合枝节102相对间隔设置且相互耦合,换言之,第二天线11通过耦合部分110与耦合枝节102相耦合,实现与第一天线10相耦合的效果,通过第一延伸部分111实现延长第二天线11的总长的效果,以使第二天线11能够满足设计使用需求,即,使第二天线11适用于收发第二频段的信号的效果,其中,图3与图5中均以虚线示出了耦合部分110与第一延伸部分111分界处,该虚线只用于示意耦合部分110与第一延伸部分111的一种分界情况,不构成对第二天线11的结构的限定。
可以理解的是,耦合枝节102还可以同时分别与耦合部分110以及第一延伸部分111相耦合,从而增强耦合枝节102与第二天线11之间的有效耦合面积,以进一步增强耦合枝节102与第二天线11之间的耦合作用强度。
可选地,耦合枝节102可通过整体或通过一端部110a与第一延伸部分111相耦合。当耦合枝节102通过一端部110a与第一延伸部分111相耦合时,可选地,该以端部110a处可形成有避让缺口102a,以避免与第一延伸部分111的结构产生干涉的同时,增大与第一延伸部分111的有效耦合面积,以再进一步提升第一天线10与第二天线11的耦合强度。
一些实施方式中,耦合部分110具有两个相对的端部110a,第一延伸部分111可连接于耦合部分110的任一个端部110a,以实现延长第二天线11整体长度的功能。
进一步地,第二天线11还可包括第二延伸部分112,第二延伸部分112连接于耦合部分110的背离第一延伸部分111的一个端部110a,以进一步地延长第二天线11整体的长度,其中,图3与图5中均以虚线示出了耦合部分110与第二延伸部分112分界处,该虚线只用于示意耦合部分110与第二延伸部分112的一种分界情况,不构成对第二天线11的结构的限定。
需要说明的是,第一延伸部分111、第二延伸部分112的设置可较灵活,从而使第二天线11能够形成为更多种不同的形状结构,以适应于更多不同的设置空间限制。具体地,在耦合部分110的一端部110a处具有设置空间的情况下,可在耦合部分110的该一端部110a处连接设置第一延伸部分111,在耦合部分110的两端处均具有设置空间的情况下,可在耦合部分110的两相对端部110a处分别连接设置第一延伸部分111以及第二延伸部分112。
可以理解的,当第二天线11同时包括第一延伸部分111与第二延伸部分112时,第一延伸部分111与第二延伸部分112的功能相同,因此,第一延伸部分111与第二延伸部分112的形状可相同,而在第一延伸部分111与第二延伸部分112分别受到不同的空间条件限制的情况下,第一延伸部分111与第二延伸部分112的形状也可不相同。
以下以第一延伸部分111为例,结合附图详细介绍第一延伸部分111的具体结构。
请一并参阅图1至图5,一些实施方式中,第一延伸部分111可形成为多种不同的形状,以适应于不同的使用需求以及空间限制条件。一种可选地示例中,第一延伸部分111可沿一个方向延伸,从而形成为直条状天线,以使得第二天线11的信号辐射效率更高。
另一种可选地示例中,第一延伸部分111可弯折设置,从而形成为具有弯曲的部分的条状天线,以在获得更长的长度的同时使第二天线11的结构更加紧凑,从而使第二天线11整体结构能够满足于收发第二频段信号的使用需求的同时,适用于更加有限的设置空间。
示例性的,第一延伸部分111可包括第一段111a以及弯折段111b,第一段111a连接于端部110a,弯折段111b连接于第一段111a的背离端部110a的一端,从而使第一延伸部分111形成为弯折的结构,以在设置空间有限的情况下,能够获得更长的长度。
为了进一步地使第一延伸部分111获得更长的长度,可选地,第一延伸部分111还可包括第二段111c,第二段111c连接于弯折段111b的背离第一段111a的一端。
可选地,第二段111c与第一段111a可相对间隔设置,且第二段111c与耦合枝节102的端部110a相对间隔设置且相互耦合,从而使第二段111c与第一段111a的结构紧凑,以使第二天线11整体的结构更加紧凑,同时使第二段111c的一端与第一天线10之间产生耦合作用,以进一步提升第一天线10与第二天线11的耦合强度。由前文所述,耦合枝节102的端部110a可形成有避让缺口102a,从而可选地,第二段111c的一端可位于该避让缺口102a内,以与避让缺口102a的缺口壁面产生耦合作用,第二段111c与耦合枝节102的端部110a的有效耦合面积大,能够再进一步提升第一天线10与第二天线11的耦合强度。
具体地,第一段111a与第二段111c可相平行设置,以使第一延伸部分111的结构紧凑、规整。
由前文所述,当第二天线11同时包括第一延伸部分111与第二延伸部分112时,第一延伸部分111与第二延伸部分112的形状可相同也可不相同,示例性地,图5中示出了第一延伸部分111包括第一段111a、弯折段111b以及第二段111c,第二延伸部分112包括第一段111a以及弯折段111b。
为了进一步拓宽天线装置1对应收发的信号频段,一些实施方式中,天线装置1还可包括第三天线12的一端连接于第一天线10,且第三天线12的一端位于馈电部100和接地部101之间,即,第三天线12的一端电连接于馈电部100以及接地部101,以与第一天线10共用同一个馈电部100以及同一个接地部101,第三天线12的另一端与第一天线10以及第二天线11相间隔设置,第三天线12用于收发第三频段的信号,第三频段与第一频段以及第二频段不同。进一步地,通过使第三天线12与第一天线10共用同一个馈电部100以及同一个接地部101,能够使天线装置1的结构更加简单、紧凑。
具体地,第三频段可为频率大于等于300MHz的与第一频段与第二频段不同的任意频段范围,例如,第三频段可为但不限于GPS信号中的L1频段(1575.42±1.023MHz频段)、L2频段(1227.60±1.023MHz频段)、L5频段(1176.45±1.023MHz频段)等,通信信号中,通话信号中的885MHz-909MHz频段、909MHz-915MHz频段、930MHz-954MHz频段、954MHz-960MHz频段等,Wi-Fi信号中的2.4G频段(2420MHz-2483.5MHz频段)、5G频段(5725MHz-5875MHz频段)等,4G信号中的2300MHz-2320MHz频段、2320MHz-2370MHz频段、2575MHz-2635MHz频段、2370MHz-2390MHz频段、2635MHz-2655MHz频段等,5G信号中的3300MHz-3600MHz频段、4800MHz-5000MHz频段、24750MHz-27500MHz频段、37000MHz-42500MHz频段等频段中的任意与第一频段以及第二频段不同的频段。
对应的,根据第三频段的作用不同,第三天线12可包括但不限于通信天线、Wi-Fi天线、GPS天线、4G天线或5G天线等。示例性地,当第一频段的信号为GPS信号中的L1频段信号,第二频段的信号为GPS信号中的L5频段信号时,当第一天线10与第二天线11均为GPS天线时,第三频段的信号可为GPS信号中的L2频段信号,第三天线12可为GPS天线,或第三频段的信号可为Wi-Fi信号中的2.4G频段,第三天线12可为Wi-Fi天线,或者,第三频段的信号可为4G信号中的2300MHz-2320MHz频段,第三天线12可为4G天线。
可选地,第三天线12的另一端可与第二天线11相等距间隔设置,以使得天线装置1的结构紧凑合理,天线装置1所占空间小。
可选地,第三天线12可为多个,多个第三天线12的另一端均相间隔设置,各第三天线12具有的第三频段均为不同的频段,从而通过增加第三天线12的数量来拓宽第三频段覆盖的频段范围,从而更进一步地拓宽天线装置1覆盖的频段范围,例如,第三天线12可为两个,该两个第三天线12具有的第三频段可分别为Wi-Fi信号中的2.4G频段(2420MHz-2483.5MHz频段)以及5G信号中的3300MHz-3600MHz频段,从而该两个第三天线12可分别为Wi-Fi天线与5G天线。
本发明第一方面实施例提供的天线装置1,通过使第二天线11与第一天线10相耦合,以通过耦合作用实现第一天线10向第二天线11的无接触馈电,从而使第二天线11能够用于发射、接收第二频段的信号,同时能够通过耦合作用使第二天线11能够将接收的第二频段的信号无接触地传递至第一天线10,以通过第一天线10将该第二频段的信号传导至馈电部100,从而该天线装置1能够通过第一天线10实现收发第一频段的信号的同时,通过第二天线11以及第一天线10实现收发第二频段的信号。
进一步地,由于在此结构下,第二天线11无需与第一天线10、馈电部100以及接地部101相连接,从而第二天线11的设置位置受与第一天线10、馈电部100以及接地部101的相对位置的约束小,在有限的空间里,第二天线11的设置位置更加灵活,且长度可以设置得更长,使得天线装置1的结构更加紧凑的同时,能够实现高质量的信号收发功能。
更加地,通过第一天线10与第二天线11的耦合作用,能够提升第一天线10、第二天线11对第一频段以及第二频段信号的辐射性能,以提升天线装置1的信号辐射强度。
请一并参阅图6至图8,图6是本发明实施例第二方面公开的壳体的一角度下的结构示意图,图7是本发明实施例第二方面公开的壳体的另一角度下的结构示意图,图8是本发明实施例第二方面公开的壳体的结构分解示意图,本发明实施例第二方面公开了一种壳体2,该壳体2可用于形成为电子设备的至少部分壳体,以将电子设备的内部与外部相分隔,从而形成为电子设备的外表形状结构,并实现保护电子设备内部的电子元器件的功能。该壳体2包括壳体本体20以及如上述第一方面所述的天线装置1,天线装置1设于壳体本体20,由于该天线装置1结构紧凑,能够在实现小型化的设计的同时保证天线装置1的覆盖信号频段范围广,信号的辐射性能好,因此壳体2整体能够实现小型化的设计,其中,为了便于区分天线装置1与壳体本体20,图6与图7中以加粗的实线示出了天线装置1,该加粗实线并不对天线装置1的具体结构构成限定。
可选地,天线装置1设于壳体本体20可以通过多种方式实现。
一种可选地实施方式中,天线装置1整体可通过镭射成型于壳体本体20的表面,以使天线装置1与壳体本体20的贴合度高,天线装置1易于连接于壳体本体20,且连接稳固性好。
在天线装置1的实际设置中,为了贴合壳体本体20的形状设计要求,往往需要设置于壳体本体20的多个不同表面,因此,当需要使设置于壳体本体20的不同表面的各部分天线装置1相连接时,需要根据情况采取不同的来实现。一种示例中,天线装置1部分设置于两个相连接的表面,则天线装置1可部分设置于该两个表面的相连接处,以连接设置于该两个相连接的表面上的部分天线装置1。
请结合图9所示,另一种示例中,部分天线装置1设置于相间隔的第一表面200与第二表面201,则本体壳体的第一表面200可设有第一连接孔200a,第二表面201可设有第二连接孔201a,该第一连接孔200a与第二连接孔201a相连通,天线装置1部分设置于第一连接孔200a以及第二连接孔201a的孔壁,以连接分别设置于第一表面200与第二表面201上的部分天线装置1。
可选地,第一连接孔200a可为沿自第一表面200向第二表面201的方向上,孔径逐渐减小的形状,第二连接孔201a可为沿第二表面201向第一表面200的方向上,孔径逐渐减小的形状,例如,第一连接孔200a以及第二连接孔201a可分别为锥形孔、半球形孔、半椭球形孔等形状中的任一种,从而便于为镭射头提供操作空间,以便于在第一连接孔200a以及第二连接孔201a的孔壁上镭射形成部分天线装置1,如图9所示,图9示出了第一连接孔200a为沿自第一表面200向第二表面201的方向上,孔径逐渐减小的锥形孔,第二连接孔201a为沿第二表面201向第一表面200的方向上,孔径逐渐减小的锥形孔。
另一种可选地实施方式中,可以采用制作FPC(柔性电路板,FlexiblePrintedCircuit)的工艺制作天线装置1,然后通过胶接或螺纹连接等连接方式将天线装置1设置于壳体本体20上,采用这种方式时,天线装置1的拆装较方便、加工也较容易。
可选地,壳体2还可包括保护盖(图中未示出),该保护盖罩设于部分天线装置1上且连接于壳体本体20的部分表面,从而将部分天线装置1封装于壳体本体20与保护盖之间,以避免该部分天线装置1直接暴露在外,从而避免该部分天线装置1受到剐蹭、冲击或腐蚀,以保护部分天线装置1。可以理解的是,天线装置1的馈电部100与接地部101上可不罩设有保护盖,从而避免保护盖阻挡馈电部100的接电以及接地部101的接地。
请一并参阅图10与图11,图10是本发明实施例第三方面公开的电子设备的结构示意图,图11是本发明实施例第三方面公开的电子设备的结构分解示意图,本发明实施例第三方面公开了一种电子设备3,该电子设备3可为可穿戴设备或便携式设备,例如智能手表、手环、智能眼镜、智能头盔或耳机等可穿戴设备,或手机、平板电脑、蓝牙耳机充电仓、家教机或游戏机等便携式设备,如图10与图11所示,图10与图11示出了电子设备3为智能手表的主机时的结构。该电子设备3包括:馈电部件30、接地部件31以及如上述第二方面所述的壳体2,壳体2包括的第一天线10的馈电部100电连接于馈电部件30,第一天线10的接地部101电连接于接地部件31,由于壳体2能够实现小型化的设计,且壳体2包括的天线装置1的覆盖信号频段范围广,信号的辐射性能好,因此,对于电子设备3,尤其是对于智能手表、手环、耳机、具有定位功能的蓝牙耳机充电仓等尺寸较为紧凑的电子设备而言,能够实现小型化的设计,同时能够用于实现对更广频段范围的信号的更优质的收发功能,其中,为了便于区分天线装置1与壳体本体20,图10与图11中以加粗的实线示出了天线装置1,该加粗实线并不对天线装置1的具体结构构成限定。
以电子设备为智能手表为例,可以理解的,电子设备3还包括电池34、显示屏35以及电路板36,电路板36电连接于电池34以及显示屏35,以通过电池34实现电子设备3的供电,通过显示屏35实现电子设备3的显示功能,通过电路板36实现电子设备3包括的各电子元器件的电连接电路走线。
可选地,电子设备3可包括相扣合连接的上壳体32以及下壳体33,显示屏35可设置于上壳体32,馈电部件30、接地部件31、电池34以及电路板36设置于上壳体32与下壳体33之间形成的空间,以使电子设备3的结构便于供操作人员拆解以暴露上壳体32与下壳体33之间的空间,从而便于对馈电部件30、接地部件31、电池34以及电路板36等电子元器件进行拆装以及检修,其中,壳体2形成为上壳体32与下壳体33中的至少一者。
以壳体2形成为电子设备3的上壳体32为例,电子设备3的下壳体33可形成有容置空间330,壳体2部分伸入容置空间330中以连接于下壳体33。基于此,为了避免天线装置1的馈电部100与接地部101暴露在电子设备3的外部,以维持天线装置1的接电以及接地连接稳定,可使馈电部100与接地部101位于伸入容置空间330中的部分壳体本体20的表面。进一步地,馈电部件30与接地部件31可均设置于容置空间330内,以分别电连接于馈电部100与接地部101。
请一并参阅图11至图13,可选地,可利用壳体2与下壳体33的扣合连接作用,将馈电部100以及接地部101分别压合抵接于馈电部件30和接地部件31,从而无需另外接线以实现馈电部100与馈电部件30以及接地部101与接地部件31的连接,以简化电子设备3的装配过程,且减少电子设备3包括的零部件,使电子设备3的结构更加简单、紧凑,能够进一步实现小型化的设计,其中,为了便于区分天线装置1与壳体本体20,图13中以加粗的实线示出了天线装置1,该加粗实线并不对天线装置1的具体结构构成限定。
具体地,馈电部件30和接地部件31可形成为弹性接电件,即,具有良好导电性的弹性件,例如纯铜、纯银或导电合金等材质的弹片或弹簧等,从而馈电部100以及接地部101分别压合抵接于馈电部件30和接地部件31时,能够通过馈电部件30与接地部件31自身产生的弹性恢复力,使馈电部100与馈电部件30,接地部101与接地部件31的压合连接稳固。
可选地,馈电部件30和接地部件31可均设置于电子设备3的电路板36,该电路板36位于容置空间330内,以使电子设备3的结构紧凑、合理。可以理解的是,在其他实施方式中,馈电部件30还可设置于下壳体33或其他电子元器件上,接地部件31还可设置于电源、下壳体33或接地电路上,只要馈电部件30能够用于将馈电部100接电,接地部件31能够用于将接地部101接地即可,对于馈电部件30以及接地部件31的具体设置位置,本实施例不作具体限定。
以上对本发明实施例公开的天线装置、壳体以及电子设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的天线装置、壳体以及电子设备及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (15)
1.一种天线装置,其特征在于,包括:
第一天线,所述第一天线用于收发第一频段的信号,所述第一天线具有间隔设置的馈电部和接地部,所述馈电部用于接电,所述接地部用于接地;以及
第二天线,所述第二天线与所述第一天线相对间隔设置且相互耦合,所述第二天线用于在耦合作用下发射、接收第二频段的信号,并将接收的所述第二频段的信号通过耦合作用传输至所述第一天线;
其中,所述第一频段与所述第二频段为不同的频段。
2.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述第一天线与所述第二天线之间具有间距h,0mm<h≤4mm。
3.根据权利要求2所述的天线装置,其特征在于,所述第一天线具有长度d1,所述第二天线具有长度d2,1/2≤d1/d2≤4/5。
4.根据权利要求1所述的天线装置,其特征在于,所述第一天线包括耦合枝节以及与所述耦合枝节连接的连接枝节,所述连接枝节具有所述馈电部和所述接地部;
所述第二天线包括耦合部分以及连接于所述耦合部分的第一延伸部分,所述耦合部分与所述耦合枝节相对间隔设置,且所述耦合部分与所述耦合枝节相互耦合,或者,所述耦合部分以及所述第一延伸部分与所述耦合枝节耦合。
5.根据权利要求4所述的天线装置,其特征在于,所述第一天线具有长度d1,所述耦合枝节具有长度d3,3/5≤d3/d1<1。
6.根据权利要求4所述的天线装置,其特征在于,所述第一延伸部分包括第一段、弯折段以及第二段,所述第一段连接于所述耦合部分,所述弯折段连接于第一段和所述第二段之间,所述第二段与所述第一段相对间隔设置,且所述第二段与所述耦合枝节的端部相对间隔设置且相互耦合。
7.根据权利要求6所述的天线装置,其特征在于,所述第一段与所述第二段平行设置。
8.根据权利要求4所述的天线装置,其特征在于,所述第二天线还包括第二延伸部分,所述第二延伸部分连接于所述耦合部分的背离所述第一延伸部分的一端。
9.根据权利要求1-8任一项所述的天线装置,其特征在于,所述第一频段为1575.42±1.023MHz,所述第二频段为1176.45±1.023MHz。
10.根据权利要求1-8任一项所述的天线装置,其特征在于,所述天线装置还包括第三天线,所述第三天线的一端连接于所述第一天线,且位于所述馈电部和所述接地部之间,所述第三天线的另一端与所述第一天线以及所述第二天线间隔设置,所述第三天线用于收发第三频段的信号,所述第三频段与所述第一频段以及所述第二频段不同。
11.根据权利要求10所述的天线装置,其特征在于,所述第三天线为多个,多个所述第三天线的另一端均相间隔设置,各所述第三天线具有的所述第三频段均为不同的频段。
12.一种壳体,其特征在于,包括:壳体本体以及如权利要求1-11任一项所述的天线装置,所述天线装置设于所述壳体本体。
13.根据权利要求12所述的壳体,其特征在于,所述第一天线、所述第二天线通过镭射成型于所述壳体本体的表面。
14.一种电子设备,其特征在于,包括:馈电部件、接地部件以及如权利要求12或13所述的壳体,所述壳体包括的所述第一天线的馈电部电连接于所述馈电部件,所述第一天线的接地部电连接于所述接地部件。
15.根据权利要求14所述的电子设备,其特征在于,所述馈电部件和所述接地部件均设置于所述电子设备的电路板。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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