CN117712689A - 一种电子设备 - Google Patents

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CN117712689A CN202311525538.XA CN202311525538A CN117712689A CN 117712689 A CN117712689 A CN 117712689A CN 202311525538 A CN202311525538 A CN 202311525538A CN 117712689 A CN117712689 A CN 117712689A
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electronic device
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Abstract

本申请实施例提供了一种电子设备，包括一种新型天线结构，通过在传统的天线结构中串联电容，可以在同样的天线空间环境下，使用同样的天线方案获得更高的辐射效率。电子设备可以包括：地板，边框和天线结构，天线结构包括辐射体和第一容性器件，边框具有第一位置和第二位置，其中，第一位置和第二位置间的边框作为天线结构的辐射体，边框的第一位置处开设有第一缝隙，第一容性器件电连接在边框的第一位置与辐射体的第一端之间，或者第一容性器件电连接在辐射体的第一端与地板之间，辐射体的第一端是辐射体在第一缝隙处的一端。

Description

一种电子设备
技术领域
本申请涉及无线通信领域，尤其涉及一种电子设备。
背景技术
目前，电子设备普遍屏占比越来越大，与之相对应的是天线净空(包括投影净空和3D净空)的尺寸越来越小。如果在电子设备内采用同样的天线设计，这就导致天线的辐射效率随着天线的净空变小而随之降低。在这种情况下，目前电子设备对天线的空中下载技术测试(over the air，OTA)标准还是维持不变，甚至一些频段的要求还会更高。给定的OTA指标前提下，可以通过提高射频的传导功率和灵敏度来弥补天线辐射效率降低带来的OTA下降，但传导方面的提升的代价大且提升空间极为有限。因此，屏占比的电子设备(例如全面屏手机)在极小天线净空环境下，找到提高天线辐射效率的方法就显得尤为重要。
发明内容
本申请实施例提供一种电子设备，包括一种新型天线结构，通过在传统的天线结构中串联电容，使天线结构对介质层的介质损耗的变化不再敏感，可以在同样的天线空间环境下，使用同样的天线方案获得更高的辐射效率。
第一方面，提供了一种电子设备，包括：地板、边框和天线结构，所述天线结构包括辐射体和第一容性器件；所述边框具有第一位置和第二位置，其中，所述第一位置和所述第二位置间的边框作为所述天线结构的所述辐射体；所述边框的所述第一位置开设有第一缝隙；所述第一容性器件电连接在所述边框的所述第一位置与所述辐射体的第一端之间，或者所述第一容性器件电连接在所述辐射体的第一端与所述地板之间，所述辐射体的第一端是所述辐射体在所述第一缝隙处的一端。
根据本申请实施例的技术方案，在辐射体的一端引入断缝，在缝隙处引入电容，电容可以是集总电容器件，或者是各种分布形式的等值的电容。在辐射体谐振时，相对于同方案的现有技术来说，辐射体和地板之间形成的磁场分布均匀且幅值增大。由于这种新型天线结构形成的分布均匀且幅值相对增大的磁场，在辐射体产生的辐射穿过塑胶粒子(电介质)时，被电介质的介质损耗影响非常小。从天线结构的辐射效率的角度，塑胶粒子的介质损耗对天线结构的影响非常小，因此，天线结构可以得到更高的辐射效率。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述天线结构的工作频段覆盖698MHz-960MHz，所述第一容性器件的容值介于1.5pF至15pF之间；或，所述天线结构的工作频段覆盖1710MHz-2170MHz，所述第一容性器件的容值介于1.5pF至2pF之间；或，所述天线结构的工作频段覆盖2300MHz-2690MHz，所述第一容性器件的容值介于0.3pF至10pF之间。
根据本申请实施例的技术方案，可以调整辐射体的尺寸以改变天线结构的工作频段，例如，工作频段可以覆盖GPS系统中的部分频段，例如，GPS系统中L1(1575.42MHz±1.023MHz)、L2(1227.60MHz±1.023MHz)或者L5(1176.45MHz±1.023MHz)。或者，工作频段可以覆盖5G频段中的N77(3.3GHz–4.2GHz)频段，N79(4.4GHz–5.0GHz)频段。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括馈电单元；所述边框的第二位置处开设有第二缝隙；所述辐射体的第二端设置有第一馈电点，所述辐射体的第二端是所述辐射体在所述第二缝隙处的一端；所述馈电单元与所述辐射体的所述第一馈电点电连接。
根据本申请实施例的技术方案，可以应用于倒置的L型天线。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括馈电单元；所述辐射体连接于所述边框的所述第二位置；所述辐射体的第二端设置有第一馈电点，所述辐射体的第二端是所述辐射体在所述第二位置处的一端；所述馈电单元与所述辐射体的所述第一馈电点电连接。
根据本申请实施例的技术方案，可以应用于倒置的F型天线。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括第二容性器件；其中，所述辐射体上开设有第三缝隙，所述第三缝隙位于所述第一馈电点与所述第一缝隙之间，所述第二容性器件在所述第三缝隙处串联在所述辐射体上。
根据本申请实施例的技术方案，在天线辐射提上增加了多个串联的电容，可以抵消更多的辐射体等效的电感，改变辐射体末端的天线环境。因此，辐射体和地板之间的磁场分布更加均匀且幅值更大，天线结构近场的电场强度更小，被介质层的塑胶粒子吸收的辐射更少，可以进一步提升天线结构的辐射效率。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第三缝隙两侧的辐射体长度相同。
根据本申请实施例的技术方案，辐射体上开设的缝隙可以将辐射体分为多个部分，其中每个部分的辐射体的长度可以是相等的，或者，也可以是不相等的，对本申请提供的技术方案并不构成影响，可以根据实际的设计或生产需要进行调整。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括馈电单元和第二容性器件；所述边框的第二位置处开设有第二缝隙；所述第二容性器件电连接在所述边框的所述第二位置与所述辐射体的第二端之间，或者所述第二容性器件电连接在所述辐射体的第二端与所述地板之间，所述辐射体的第二端是所述辐射体在所述第二缝隙处的一端；所述辐射体包括第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体的端部与所述第二辐射体的端部相对且互不接触，所述第一辐射体的端部与所述第二辐射体的端部之间形成第三缝隙；所述第一辐射体在所述第三缝隙处的一端设置有第一馈电点，所述第二辐射体在所述第三缝隙处的一端设置有第二馈电点；所述馈电单元与所述辐射体的所述第一馈电点和所述第二馈电点电连接，所述馈电单元分别在所述第一馈电点和所述第二馈电点的电信号的信号幅度相同、相位相反。
根据本申请实施例的技术方案，可以应用于电偶极子天线。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括第三容性器件和第四容性器件；其中，所述辐射体上开设有第四缝隙和第五缝隙，所述第四缝隙位于所述第一馈电点与所述第一缝隙之间，所述第五缝隙位于所述第二馈电点与所述第二缝隙之间；所述第三容性器件在所述第四缝隙处串联在所述第一辐射体上，所述第四容性器件在所述第五缝隙处串联在所述第二辐射体上。
根据本申请实施例的技术方案，在天线辐射提上增加了多个串联的电容，可以抵消更多的辐射体等效的电感，改变辐射体末端的天线环境。因此，辐射体和地板之间的磁场分布更加均匀且幅值更大，天线结构近场的电场强度更小，被介质层的塑胶粒子吸收的辐射更少，可以进一步提升天线结构的辐射效率。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第三缝隙、所述第四缝隙和所述第五缝隙在所述辐射体上等距分布。
根据本申请实施例的技术方案，辐射体上开设的缝隙可以将辐射体分为多个部分，其中每个部分的辐射体的长度可以是相等的，或者，也可以是不相等的，对本申请提供的技术方案并不构成影响，可以根据实际的设计或生产需要进行调整。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述辐射体的第一端为所述辐射体上包括第一端点的一段辐射体，所述第一端点是所述辐射体在所述第一缝隙处的端点，所述一段辐射体的电长度在八分之一个第一波长以内，所述第一波长为所述天线结构的工作频段对应的波长。
根据本申请实施例的技术方案，辐射体的第一端并不能狭义的理解为一定是一个点，还可以认为是辐射体上包括第一端点(辐射体在第一缝隙处的端点)的一段辐射体。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括介质层，所述介质层设置在所述辐射体和所述地板之间。
根据本申请实施例的技术方案，介质层可以设置在辐射体和地板之间，可以提升天线结构的强度。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，包括所述辐射体和所述第一容性器件的所述天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第一磁场，相对于移除所述第一容性器件的所述天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第二磁场，所述第一磁场分布更加均匀。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，包括所述辐射体和所述第一容性器件的天线结构工作时，所述辐射体上的第一电流，相对于移除所述第一容性器件的天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第二电流，所述第一电流分布更加均匀。
根据本申请实施例的技术方案，辐射体可以等效为电感，通过在辐射体末端串联电容，可以抵消辐射体等效的电感，改变辐射体末端的天线环境，使辐射体末端仍然为磁场强点，即在辐射体和地板之间的磁场分布均匀且幅值增大，对应的电场分布均匀且幅值减小。因此，对于本申请实施例提供的天线结构来说，天线结构近场的电场强度减小且均匀，被介质层的塑胶粒子吸收的辐射减少，由于塑胶粒子的介质损耗对辐射效率产生的影响减小，可以有效增加天线结构的辐射效率。
第二方面，提供了一种电子设备，包括：地板、边框、馈电单元和天线结构，所述天线结构包括辐射体和第一容性器件；所述边框具有第一位置和第二位置，其中，所述第一位置和所述第二位置间的边框作为所述天线结构的所述辐射体；所述辐射体连接于所述边框的所述第一位置；所述辐射体上设置有第一馈电点，所述馈电单元与所述辐射体的所述第一馈电点电连接；所述辐射体上开设有第一缝隙，所述第一缝隙位于所述第一馈电点与所述第一位置之间；所述第一容性器件在所述第一缝隙处串联在所述辐射体上。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述天线结构的工作频段覆盖698MHz-960MHz，所述第一容性器件的容值介于1.5pF至15pF之间；或，所述天线结构的工作频段覆盖1710MHz-2170MHz，所述第一容性器件的容值介于1.5pF至2pF之间；或，所述天线结构的工作频段覆盖2300MHz-2690MHz，所述第一容性器件的容值介于0.3pF至10pF之间。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述边框的所述第二位置处开设有第二缝隙；所述第一馈电点设置于所述辐射体的第一端，所述辐射体的第一端是所述辐射体在所述第二缝隙处的一端。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括第二容性器件；所述辐射体上开设有第三缝隙，所述第三缝隙位于所述第一馈电点与所述第一缝隙之间；所述第二容性器件在所述第三缝隙处串联在所述辐射体上。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述第一缝隙和所述第三缝隙在所述辐射体上等距分布。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述辐射体连接于所述边框的所述第二位置；所述辐射体包括第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体的端部与所述第二辐射体的端部相对且互不接触，所述第一辐射体的端部与所述第二辐射体的端部之间形成第二缝隙；所述第一馈电点设置于所述第一辐射体在所述第二缝隙处的一端，所述第二辐射体在所述第二缝隙处的一端设置有第二馈电点；所述馈电单元与所述辐射体的所述第一馈电点和所述第二馈电点电连接，所述馈电单元分别在所述第一馈电点和所述第二馈电点的电信号的信号幅度相同、相位相反。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括第二容性器件；所述辐射体上开设有第三缝隙，所述第三缝隙位于所述第二馈电点与所述第二位置之间；所述第二容性器件在所述第三缝隙处串联在所述辐射体上。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述第一缝隙，所述第二缝隙和所述第三缝隙在所述辐射体上等距分布。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电子设备还包括介质层，所述介质层设置在所述辐射体和所述地板之间。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，包括所述辐射体和所述第一容性器件的所述天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第一磁场，相对于移除所述第一容性器件的所述天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第二磁场，所述第一磁场分布更加均匀。
结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，包括所述辐射体和所述第一容性器件的天线结构工作时，所述辐射体上的第一电流，相对于移除所述第一容性器件的天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第二电流，所述第一电流分布更加均匀。
附图说明
图1是本申请实施例提供的电子设备的示意图。
图2是现有技术中的倒置的L型天线的结构示意图。
图3是图2所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率。
图4是现有技术中的倒置的F型天线的结构示意图。
图5是图4所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率。
图6是现有技术中的电偶极子天线的结构示意图。
图7是图6所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率。
图8是现有技术中的左手天线的结构示意图。
图9是图8所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率。
图10是现有技术中的缝隙天线的结构示意图。
图11是图10所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率。
图12是本申请实施例提供的一种电子设备10的示意图。
图13是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图14是图12所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
图15是图12所示天线结构的磁场的仿真结果图。
图16是图12所示天线结构的电流分布的仿真结果图。
图17是本申请实施例提供的一种电子设备10的示意图。
图18是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图19是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图20是图12及图17至图19所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
图21是图19所示天线结构的磁场的仿真结果图。
图22是图19所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
图23是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
图24是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图25是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图26是图24和图25所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
图27是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图28是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图29是图27和图28所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
图30是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图31是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图32是图30和图31所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
图33本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图34本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
图35是图33和图34所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
图36是本申请实施例提供的其他天线结构的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
应理解，在本申请中“电连接”可理解为元器件物理接触并电导通；也可理解为线路构造中不同元器件之间通过印制电路板(printed circuit board，PCB)铜箔或导线等可传输电信号的实体线路进行连接的形式。“通信连接”可以指电信号传输，包括无线通信连接和有线通信连接。无线通信连接不需要实体媒介，且不属于对产品构造进行限定的连接关系。“连接”、“相连”均可以指一种机械连接关系或物理连接关系，例如A与B连接或A与B相连可以指，A与B之间存在紧固的构件(如螺钉、螺栓、铆钉等)，或者A与B相互接触且A与B难以被分离。
本申请提供的技术方案适用于采用以下一种或多种通信技术的电子设备：蓝牙(blue tooth，BT)通信技术、全球定位系统(global positioning system，GPS)通信技术、无线保真(wireless fidelity，WiFi)通信技术、全球移动通讯系统(global system formobile communications，GSM)通信技术、宽频码分多址(wideband code divisionmultiple access，WCDMA)通信技术、长期演进(long term evolution，LTE)通信技术、5G通信技术以及未来其他通信技术等。本申请实施例中的电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜等。电子设备还可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol，SIP)电话、无线本地环路(wirelesslocal loop，WLL)站、个人数字助手(personal digital assistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备，5G网络中的电子设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network，PLMN)中的电子设备等，本申请实施例对此并不限定。
图1示例性示出了本申请提供的电子设备内部环境，以电子设备为手机进行说明。
如图1所示，电子设备10可以包括：玻璃盖板(cover glass)13、显示屏(display)15、印刷电路板(printed circuit board，PCB)17、中框(housing)19和后盖(rear cover)21。
其中，玻璃盖板13可以紧贴显示屏15设置，可主要用于对显示屏15起到保护防尘作用。
在一个实施例中，显示屏15可以是液晶显示器(liquid crystal display，LCD)，发光二极管(light emitting diode，LED)或者有机发光半导体(organic light-emittingdiode，OLED)等，本申请对此并不做限制。
其中，印刷电路板PCB17可以采用耐燃材料(FR-4)介质板，也可以采用罗杰斯(Rogers)介质板，也可以采用Rogers和FR-4的混合介质板，等等。这里，FR-4是一种耐燃材料等级的代号，Rogers介质板一种高频板。印刷电路板PCB17靠近中框19的一侧可以设置一金属层，该金属层可以通过在PCB17的表面蚀刻金属形成。该金属层可用于印刷电路板PCB17上承载的电子元件接地，以防止用户触电或设备损坏。该金属层可以称为PCB地板。不限于PCB地板，电子设备10还可以具有其他用来接地的地板，可例如金属中框或者电子设备中其他的金属平面。
其中，电子设备10还可以包括电池，在此未示出。电池可以设置于中框19内，电池可以将PCB17分为主板和子板，主板可以设置于中框19和电池的上边沿之间，子板可以设置于中框19和电池的下边沿之间。
其中，中框19主要起整机的支撑作用。中框19可以包括边框11，边框11可以由金属等传导性材料形成。边框11可以绕电子设备10和显示屏15的外围延伸，边框11具体可以包围显示屏15的四个侧边，帮助固定显示屏15。在一种实现中，金属材料制成的边框11可以直接用作电子设备10的金属边框，形成金属边框的外观，适用于金属ID(industrialdesign)。在另一种实现中，边框11的外表面还可以为非金属材料，例如塑料边框，形成非金属边框的外观，适用于非金属ID。
其中，后盖21可以是金属材料制成的后盖，也可以是非导电材料制成的后盖，如玻璃后盖、塑料后盖等非金属后盖。
图1仅示意性的示出了电子设备10包括的一些部件，这些部件的实际形状、实际大小和实际构造不受图1限定。
图2是现有技术中的倒置的L型天线(inverted L antenna，ILA)的结构示意图。
如图2所示，由电子设备的边框中的一段作为ILA的辐射体，辐射体的两端与边框之间形成缝隙，馈电单元在辐射体的一端馈电。辐射体与地板(ground，GND)之间设置有由塑胶粒子形成的介质层，可以通过纳米成型技术(nano molding technology，NMT)实现，塑胶粒子属于电介质材料，其两个重要的电参数分别为介电常数(dielectric constant，DK)和介质损耗因子(dissipation factor，DF)。塑胶粒子形成的介质层对于辐射体来说，可以作为天线支架使用，起到支撑的作用。
应理解，对于电子设备的天线结构来说，其通常包括辐射体，还可以包括电子设备的地板的至少一部分、和/或馈源、和/或与辐射体紧密相连的介质层。地板可以是电子设备的PCB，中框或其他金属层，本申请对此并不做限制。
在图2所示的天线结构中，介质层的塑胶粒子的DK值为3.5，DF值为0.05(工作频率在1.5GHz)。通常电子设备中存在多个电子器件(例如屏幕)会吸收天线产生的辐射，导致辐射效率降低，因此，这里采用的DF值为0.05，是对天线结构周围的电子器件的损耗进行拟合的结果。在图2-图11的天线结构图和仿真图中，所采用的地板的尺寸均为74mm×151mm×5mm，下文不再赘述，该尺寸仅用于仿真对比，可以根据实际的生产或者设计需要进行调整。
应理解，ILA的辐射体在谐振频率相当于形成一个在谐振频率对应的四分之一工作波长的天线振子激励电子设备的地板产生辐射。
图3是图2所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率(radiationefficiency)。
应理解，ILA以低频作为天线设计中的工作频段，具体为0.8GHz频率，在图2-图11的天线结构图和仿真图中均以0.8GHz作为工作频段，下文不再赘述。
如图3所示，其中，两条辐射效率曲线分别为在介质层的塑胶粒子在DK值相同，DF值分别为0.05和0对应的辐射效率曲线，即塑胶粒子的电介质损耗为有损(DF值为0.05)和无损(DF值为0)时的对比。通过对比可以发现，塑胶粒子在无损时的天线结构的辐射效率明显提高，例如在0.8GHz提高7dB。
应理解，对于同一个ILA结构，在同样的天线净空环境下，天线结构中介质层的塑胶粒子的介质损耗会带来辐射效率的降低。
图4是现有技术中的倒置的F型天线(inverted F antenna，IFA)的结构示意图。
如图4所示，由电子设备的边框中的一段作为IFA的辐射体，辐射体的一端与边框连接，另一端与边框之间形成缝隙，馈电单元在辐射体与边框连接的一端馈电。辐射体与地板之间设置有由塑胶粒子形成的介质层，可以通过NMT实现。
应理解，IFA的辐射体在谐振频率相当于形成一个在谐振频率对应的四分之一工作波长的天线振子激励电子设备的地板产生辐射。
图5是图4所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率。
如图5所示，其中，两条辐射效率曲线分别为在介质层的塑胶粒子在DK值相同，DF值分别为0.05和0对应的辐射效率曲线，即塑胶粒子的电介质损耗为有损和无损时的对比。通过对比可以发现，塑胶粒子在无损时的天线结构的辐射效率明显提高，例如在0.8GHz提高4dB。
应理解，对于同一个IFA结构，在同样的天线净空环境下，天线结构中介质层的塑胶粒子的介质损耗会带来辐射效率的降低。
图6是现有技术中的电偶极子(electric dipole)天线的结构示意图。
如图6所示，由电子设备的边框中的一段作为电偶极子的两个辐射体，两个辐射体的一端相对且互不接触，两个辐射体的另一端分别与边框之间形成缝隙，馈电单元在两个辐射体相对的一端反对称馈电(anti-symmetrical feed)。辐射体与地板之间设置有由塑胶粒子形成的介质层，可以通过NMT实现。
应理解，反对称馈电可以理解为，馈电单元的正负两极分别连接在辐射体的两端。馈电单元的正负极输出的信号幅度相同，相位相反(例如，相位相差在180°±10°)。电偶极子的辐射体在谐振频率相当于形成一个在谐振频率对应的二分之一工作波长的天线振子激励电子设备的地板产生辐射。
图7是图6所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率。
如图7所示，其中，两条辐射效率曲线分别为在介质层的塑胶粒子在DK值相同，DF值分别为0.05和0对应的辐射效率曲线，即塑胶粒子的电介质损耗为有损和无损时的对比。通过对比可以发现，塑胶粒子在无损时的天线结构的辐射效率明显提高，例如在0.8GHz提高9dB。
应理解，对于同一个电偶极子天线结构，在同样的天线净空环境下，天线结构中介质层的塑胶粒子的介质损耗会带来辐射效率的降低。
图8是现有技术中的左手天线(composite right and left hand，CRLH)的结构示意图。
如图8所示，由电子设备的边框中的一段作为左手天线的辐射体，辐射体的一端与边框连接，另一端与边框之间形成缝隙，馈电单元在辐射体与边框形成缝隙的一端馈电。辐射体与地板之间设置有由塑胶粒子形成的介质层，可以通过NMT实现。
应理解，左手天线的辐射体在谐振频率相当于形成一个在小于谐振频率对应的四分之一工作波长的天线振子激励电子设备的地板产生辐射。
图9是图8所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率。
如图9所示，其中，两条辐射效率曲线分别为在介质层的塑胶粒子在DK值相同，DF值分别为0.05和0对应的辐射效率曲线，即塑胶粒子的电介质损耗为有损和无损时的对比。通过对比可以发现，塑胶粒子在无损时的天线结构的辐射效率明显提高，例如在0.8GHz提高3dB。
应理解，对于同一个左手天线结构，在同样的天线净空环境下，天线结构中介质层的塑胶粒子的介质损耗会带来辐射效率的降低。
图10是现有技术中的缝隙(slot)天线的结构示意图。
如图10所示，由电子设备的边框中的一段作为缝隙天线的两个辐射体，两个辐射体的一端相对且互不接触并形成缝隙，两个辐射体的另一端分别与边框连接，馈电单元在两个辐射体相对的一端反对称馈电。辐射体与地板之间设置有由塑胶粒子形成的介质层，可以通过NMT实现。
应理解，缝隙天线的辐射体在谐振频率相当于形成一个在谐振频率对应的二分之一工作波长的天线振子激励电子设备的地板产生辐射。
图11是图10所示的天线结构在不同的DF值对应的辐射效率。
如图11所示，其中，两条辐射效率曲线分别为在介质层的塑胶粒子在DK值相同，DF值分别为0.05和0对应的辐射效率曲线，即塑胶粒子的电介质损耗为有损和无损时的对比。通过对比可以发现，塑胶粒子在无损时的天线结构的辐射效率明显提高，例如在0.8GHz提高2dB。
应理解，对于同一个缝隙天线结构，在同样的天线净空环境下，天线结构中介质层的塑胶粒子的介质损耗会带来辐射效率的降低。
上述天线结构均为电子设备内常见的天线结构，由于对于电子设备内的天线来说，其与边框或者中框之间形成的缝隙需要通过塑胶粒子进行填充，从而将辐射体固定在电子设备内，使其与边框或者中框形成完整的结构件。在给定的天线净空环境下，对于同一天线结构来说天线辐射效率因为塑胶粒子的介质损耗而降低。具体来说，在极小的天线空间环境下，塑胶粒子的介质损耗，可以理解成天线结构近场的电场部分被吸收。对于不同的天线方案，相对来说，天线结构的电场强度越强和越集中，被塑胶粒子的介质损耗影响的会越大。由于塑胶粒子形成的介质层对于天线结构来说必不可少，因此，在同样的天线净空环境下，和同样的塑胶粒子介质损耗或者在更大的塑胶粒子介质损耗下，需要提升天线的辐射效率。
本申请提供了一种新型天线结构，可以在同样的天线空间环境下，使用同样的天线方案获得更高的辐射效率。
在本申请实施例的仿真实验中，所采用的地板的尺寸均为74mm×151mm×5mm，在下文的实施例中就不再赘述，该尺寸仅用于仿真对比，可以根据实际的生产或者设计需要进行调整。
应理解，ILA以低频作为天线设计中的工作频段，具体为0.8GHz频率，在本申请提供的实施例中均以0.8GHz作为工作频段，在下文的实施例中就不再赘述。
图12是本申请实施例提供的一种电子设备10的示意图。
如图12所示，电子设备10可以包括边框11，地板14和天线结构，天线结构可以包括辐射体110和第一容性器件131。
其中，边框11具有第一位置111和第二位置112，第一位置111和第二位置112间的边框作为天线结构的辐射体110。边框11的第一位置111处开设有第一缝隙141。第一容性器件131电连接在辐射体110的第一端与地板14之间(辐射体110的第一端是辐射体110在第一缝隙141处的一端)。“电连接在……之间”可以理解为第一容性器件131串联在辐射体110的第一端与地板14之间。
在一个实施例中，电子设备10还可以包括介质层120，介质层120可以设置在辐射体110和地板14之间，可以提升天线结构的强度。
在一个实施例中，地板14可以与边框11电连接，使地板14与边框11的电位相同，保证本申请实施例提供的天线结构与电子设备中的其他天线结构之间保持良好的隔离度。
在一个实施例中，由于边框11与地板14电连接，第一容性器件131也可以电连接在辐射体110的第一端与第一位置111之间，如图13所示，也可以获得与图12所示的电子设备相同的技术效果。
应理解，本申请实施例提供的新型天线结构，该天线结构包括辐射体和第一容性器件。天线结构还可以包括电子设备中地板的一部分，地板可以是电子设备中的金属层或PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)。在辐射体的一端设置断缝，在缝隙处串联容性器件，容性器件可以是集总电容器件，或者可以是等效为电容的其他一个或多个器件，这种情况下，其他一个或多个器件的容值为其等效电容的容值，例如，各种分布形式的等效的电容，或者也可是其他呈容性器件或者电路，本申请对此并不做限制。在辐射体谐振时，相对于未串联容性器件的现有技术来说，本申请实施例中的辐射体和地板之间形成的磁场分布更加均匀且幅值增大。也可以理解为天线结构工作时，辐射体与地板之间的第一磁场，相对于移除第一容性器件的天线结构工作时，辐射体与地板之间的第二磁场，第一磁场分布更加均匀。由于这种新型天线结构形成的分布均匀且幅值相对增大的磁场，在辐射体产生的辐射穿过塑胶粒子(电介质，例如介质层20)时，受电介质的介质损耗影响非常小。从天线结构的辐射效率的角度，塑胶粒子的介质损耗对天线结构的影响非常小，因此，天线结构可以得到更高的辐射效率。
在一个实施例中，辐射体110的第一端并不能狭义的理解为一定是一个点，还可以认为是辐射体110上包括第一端点(辐射体110在第一缝隙141处的端点)的一段辐射体。例如，辐射体110的第一端可以认为是距离该第一端点八分之一个第一波长范围内的一段辐射体，第一波长可以是天线结构的工作频段对应的波长，可以是工作频段的中心频率对应的波长，或者，谐振点对应的波长。
在一个实施例中，图12所示的辐射体天线结构可以工作在低频(例如0.8GHz)、和/或中频(例如GPS频段)、和/或高频(例如5G频段)，第一容性器件131的容值介于0.3pF至15pF之间，具体的容值可以根据实际的设计或生产需要进行调整，以满足需要。
在一个实施例中，电子设备10还可以包括馈电单元150。如图12所示，边框11的第二位置112处开设有第二缝隙142。辐射体110的第二端设置有馈电点151(辐射体110的第二端是辐射体110在第二缝隙142处的一端)，馈电单元150在馈电点151处与辐射体110电连接，为天线结构馈电，在该实施例中，辐射体天线结构形成ILA天线。
在一个实施例中，辐射体110的第二端并不能狭义的理解为一定是一个点，还可以认为是辐射体110上包括第二端点(辐射体110在第二缝隙142处的端点、或辐射体110连接在边框的第二位置处的端点)的一段辐射体。例如，辐射体110的第二端可以认为是距离该第二端点八分之一个第二波长范围内的一段辐射体，第一波长可以是天线结构的工作频段对应的波长，可以是工作频段的中心频率对应的波长，或者，谐振点对应的波长。
在一个实施例中，可以调整辐射体110的尺寸或者介质层120的参数以改变天线结构的工作频段，例如，工作频段可以覆盖GPS系统中的部分频段，例如，GPS系统中L1(1575.42MHz±1.023MHz)、L2(1227.60MHz±1.023MHz)或者L5(1176.45MHz±1.023MHz)。或者，工作频段可以覆盖5G频段中的N77(3.3GHz–4.2GHz)频段，N79(4.4GHz–5.0GHz)频段。为了介绍的简洁，在本申请中以0.8GHz作为天线结构的谐振频率，本申请对此并不做限制。
应理解，天线结构的工作频段不同时，第一容性器件131的容值可以不同。
例如，对于低频频段(698MHz-960MHz)，第一容性器件131的容值介于1.5pF至15pF之间，例如3pF，4pF，5pF等。
例如，对于中频频段(1710MHz-2170MHz)，第一容性器件131的容值介于0.8pF至12pF之间，例如1.5pF，1.8pF，2pF等。
例如，对于高频频段(2300MHz-2690MHz)，第一容性器件131的容值介于0.3pF至10pF之间，例如0.3pF，0.5pF，1pF等。
图14是图12所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
如图14所示，辐射效率的曲线1对应于现有技术中的天线结构(例如图2中所示的天线结构)，辐射效率的曲线2对应于图12所示天线结构。应理解，现有技术中的天线结构与图12所示天线结构采用相同尺寸，其区别仅在于图12所示天线结构在辐射体的末端(馈电点所在一端为首端)串联有容性器件。
如图14所示，本申请实施例提供的新型ILA结构在同样的天线环境下和同样的塑胶粒子损耗条件(例如为DF＝0.05，DK＝4.4)下，辐射效率比现有技术中的天线结构明显提高，例如在0.8GHz提高约5.5dB。
应理解，本申请实施例提供的新型ILA结构的辐射效率提高，是由于新型ILA结构对电子设备的地板的激励更加充分，导致辐射效率提高。该实施例中，选定0.8GHz作为天线结构的谐振频率，在辐射体的末端串联的容性器件的容值为4.5pF。不同的实施例里串联的容性器件的容值可能会有变化。这主要取决于辐射体的末端的天线环境。此外，辐射体与边框形成的缝隙也可以形成分布式电容，其缝隙的缝宽，缝隙两侧端面的面积，以及缝隙内填充的塑胶粒子等因素会影响分布式电容的容值。因此，可以根据辐射体的末端的天线环境确定串联的容性器件的容值大小。
图15是图12所示天线结构的磁场的仿真结果图。
如图15中的(a)所示，对应于现有技术中的天线结构，如图15中的(b)所示，对应于图12所示天线结构。应理解，现有技术中的天线结构与图12所示天线结构采用相同尺寸，其区别仅在于图12中的天线结构在辐射体的末端串联有容性器件。
如图15中的(a)所示，在传统的ILA结构中，辐射体的首端(馈电端)为磁场的强点，对应于电场的弱点。辐射体为四分之一工作波长的谐振结构，其末端(未馈电端)为磁场的弱点，对应于电场的强点，其磁场和电场分布不均匀。
如图15中的(b)所示，在本申请实施例提供的天线结构中，辐射体可以等效为电感，通过在辐射体末端串联容性器件，可以抵消辐射体等效的电感，同时，也可以通过串联的容性器件使辐射体和地板之间形成环路，改变辐射体末端的天线环境，使辐射体末端仍然为磁场强点，即在辐射体和地板之间的磁场分布均匀且幅值增大，对应的电场分布均匀且幅值减小。因此，对于本申请实施例提供的天线结构来说，天线结构近场的电场强度减小且均匀，被介质层的塑胶粒子吸收的辐射减少，由于塑胶粒子的介质损耗对辐射效率产生的影响减小，可以有效增加天线结构的辐射效率。
应理解，本申请实施例提供的天线结构中，在低频频段，辐射体末端串联容性器件的容值较大，为pF级别。并且，在辐射体末端串联容性器件后，可以对天线结构进行匹配设计，用于匹配馈电单元的阻抗。
图16是图12所示天线结构的电流分布的仿真结果图。
如图16所示，由于通过串联的容性器件，辐射体和地板之间形成环路，地板上更大的电流被激励起来，以提升天线辐射效率。也可以理解为天线结构工作时，所辐射体上的第一电流，相对于移除第一容性器件的天线结构工作时，辐射体与地板之间的第二电流，第一电流分布更加均匀。同时，辐射体上的电流分布均匀且幅值较大，对应的电场分布均匀且幅值较小，被介质层的塑胶粒子吸收的辐射减少，由于塑胶粒子的介质损耗对辐射效率产生的影响减小，可以有效增加天线结构的辐射效率。
图17是本申请实施例提供的一种电子设备10的示意图。应理解，图17所示的电子设备的结构与图12所示的电子设备的结构类似，其区别仅在与图17所示的天线结构的辐射体上开设有缝隙。
如图17所示，电子设备10还可以包括第二容性器件132，辐射体110上还可以开设有第三缝隙143，第二容性器件132可以在第三缝隙143处串联在辐射体110上，即第二容性器件132电连接在第三缝隙143两侧的辐射体110之间，第二容性器件132的一端与第三缝隙143一侧的辐射体连接，第二容性器件132的另一端与第三缝隙143另一侧的辐射体连接。
在图17所示实施例上，电子设备10还可以包括第三容性器件133，辐射体110上还可以开设有第四缝隙144，第三容性器件133可以在第四缝隙144处串联在辐射体110上，即第三容性器件133电连接在第四缝隙144两侧的辐射体110之间，第三容性器件133的一端与第四缝隙144一侧的辐射体连接，第三容性器件133的另一端与第四缝隙144另一侧的辐射体连接，如图18所示。
在图18所示实施例上，电子设备10还可以包括第四容性器件134，辐射体110上还可以开设有第五缝隙145，第四容性器件134可以在第五缝隙145处串联在辐射体110上，即第四容性器件134电连接在第五缝隙145两侧的辐射体110之间，第四容性器件134的一端与第五缝隙145一侧的辐射体连接，第四容性器件134的另一端与第五缝隙145另一侧的辐射体连接，如图19所示。
在一个实施例中，第三缝隙143，第四缝隙144，第五缝隙145可以在辐射体110上等距分布，即第三缝隙143，第四缝隙144，第五缝隙145将辐射体110分为多个部分，其中每个部分的辐射体的长度可以是相等的。应可理解，每个部分的辐射体的长度也可以是不相等的，可以根据实际的设计或生产需要进行调整。
应理解，如果将串联在辐射体110末端的第一容性器件131去掉，仅保留串联在辐射体110上的容性器件，该天线结构也是可以得到非常高的天线辐射效率，并且优于现有技术的方案。因此，图12及图17至图19里示出的是具体的实施例，基于这个实施例的变形，也属于本申请实施例提供的新型天线的技术方案。例如，图12所示的辐射体末端增加的第一容性器件，如果从辐射体的末端往辐射体的首端移动，这也属于本申请实施例提供的新型天线的技术方案，也会得到较高的天线辐射效率，高于现有技术的方案。
同时，辐射体110上串联的第二容性器件132，第三容性器件133和第四容性器件134的容值不同，可以根据实际的生产或设计需要进行调整。当天线结构工作在不同频段时，第二容性器件132的容值范围不同，例如，对于低频频段(698MHz-960MHz)，第二容性器件132的容值介于2pF至15pF之间。对于中频频段(1710MHz-2170MHz)，第二容性器件132的容值介于0.8pF至12pF之间。对于高频频段(2300MHz-2690MHz)，第二容性器件132的容值介于0.3pF至8pF之间。在不同的工作频段中，第三容性器件133和第四容性器件134的容值范围可以与第二容性器件132的容值范围相同，每个容性器件对应的容值可以不同也可以相同。
图20是图12及图17至图19所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
如图20所示，辐射效率的曲线1对应于图12所示天线结构，辐射效率的曲线2对应于图17所示天线结构，辐射效率的曲线3对应于图18所示天线结构，辐射效率的曲线4对应于图19所示天线结构。
如图20所示，随着容性器件数量的增加可以使得天线结构的辐射效率进一步提升，但随着新增的容性器件数量的增多，天线结构的辐射效率提升幅度相对变小，可以根据实际的设计或生产需要调整容性器件的数量。
图21是图19所示天线结构的磁场的仿真结果图。
图19所示的天线结构相较于图12所示的天线结构，在天线辐射体上增加了多个缝隙以及串联在缝隙处的容性器件。如图21所示，图19所示的天线结构相较于图12所示的天线结构，可以抵消更多的辐射体等效的电感，更大程度改变辐射体末端的天线环境。因此，辐射体和地板之间的磁场分布更加均匀且幅值更大，天线结构近场的电场强度更小，被介质层的塑胶粒子吸收的辐射更少，可以进一步提升天线结构的辐射效率。
图22是图19所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
如图22所示，所有辐射效率的曲线对应的介质层的塑胶粒子的DK值均相同，其区别仅在于塑胶粒子的电介质损耗不同。其中，辐射效率的曲线1对应于DF＝0，即塑胶粒子的电介质损耗无损对应的辐射效率。辐射效率的曲线2对应于DF＝0.01，辐射效率的曲线3对应于DF＝0.02，辐射效率的曲线4对应于DF＝0.03，辐射效率的曲线5对应于DF＝0.04，辐射效率的曲线6对应于DF＝0.05。
如图22所示，在天线结构相同的条件下，本申请实施例提供的新型天线结构在塑胶粒子无损，典型损耗和过大损耗情况下，天线结构的辐射效率在0.8GHz时，其变化非常小，波动范围小于0.2dB。对于这个结果，可以认为本申请实施例提供的新型天线结构是一种不受电介质损耗影响的天线设计，因此，与现有技术方案相比，可以在同样的天线环境和塑胶粒子介质损耗条件下，可以得到更高的天线辐射效率。换句话说，在当前电子设备的极小天线净空的情况下，与现有方案相比，本申请实施例提供的新型天线结构可以在同样的天线空间下，获得更高的天线辐射效率。
图23是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
如图23所示，本申请实施例提供的天线结构可以设置于电子设备边框中任意一条边的居中位置，设置在该位置，天线结构中的地板可以被更好的激励，可以获得更好的辐射效率。
应理解，本申请实施例提供的天线结构也可以设置在其他位置，本申请对此并不做限制，可以根据实际的设计或生产需要调整。
在一个实施例中，电子设备还可以包括其他天线结构，以满足通信的需要，本申请对此并不限制。应理解，在边框11内侧(靠近PCB17或电池18)均可以设置介质层，将其他天线结构固定在电子设备内，使其与边框或者中框形成完整的结构件。
在上述实施例中，以辐射体天线结构为ILA为例进行说明，本申请实施例提供的技术方案也可以用于其他形式的天线结构。
图24是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
如图24所示，电子设备10可以包括边框11，地板14，馈电单元250和天线结构，天线结构可以包括辐射体210，第一容性器件231，第二容性器件232。
其中，边框11的第一位置201和第二位置202间的边框作为天线结构的辐射体210。地板14与边框11电连接。边框11的第一位置201处开设有第一缝隙241。边框11的第二位置202处开设有第二缝隙242。第一容性器件231电连接在辐射体210的第一端(辐射体210的第一端是辐射体210在第一缝隙241处的一端)与地板14之间(即第一容性器件231的一端接地)。第二容性器件232电连接在辐射体210的第二端(辐射体210的第二端是辐射体210在第二缝隙242处的一端)与地板14之间(即第二容性器件232的一端接地)。辐射体210可以包括第一辐射体211和第二辐射体212，第一辐射体211的端部与第二辐射体212的端部相对且互不接触，并形成第三缝隙243。第一辐射体211在第三缝隙243处的一端设置有第一馈电点251，第二辐射体212在第三缝隙243处的一端设置有第二馈电点252。馈电单元250在第一馈电点251和第二馈电点252与辐射体210电连接，馈电单元250的电信号在所述第一馈电点251和第二馈电点252的幅值相同，相位相反(例如相差180°±10°)，即馈电单元250采用反对称馈电(anti-symmetrical feed)的方式为辐射体馈电。在这种情况下，辐射体210形成的天线结构可以作为电偶极子天线。
应理解，反对称馈电可以通过反对称电路，或者反向耦合器等方式实现，本申请对此并不做限制。
在一个实施例中，电子设备10还可以包括介质层220，介质层220可以设置在辐射体210和地板14之间，可以提升天线结构的强度。
在一个实施例中，地板14可以与边框11电连接，由于边框11与地板14电连接，第一容性器件231也可以串联在边框11的第一位置201和辐射体210之间(第一容性器件231电连接在辐射体210的第一端与边框11之间)，同样的，第二容性器件232也可以串联在边框11的第二位置201和辐射体210之间(第二容性器件232电连接在辐射体210的第二端与边框11之间)，也可以获得相同的技术效果。
在图24所示实施例上，电子设备还可以包括第三容性器件233和第四容性器件234，辐射体210上还可以开设有第四缝隙244和第五缝隙245。第三容性器件233可以在第四缝隙244处串联在辐射体210上，即第三容性器件233电连接在第四缝隙244两侧的辐射体210之间，第三容性器件233的一端与第四缝隙244一侧的辐射体连接，第三容性器件233的另一端与第四缝隙244另一侧的辐射体连接，第四容性器件234可以在第五缝隙245处串联在辐射体210上，即第四容性器件234电连接在第五缝隙245两侧的辐射体210之间，第四容性器件234的一端与第五缝隙245一侧的辐射体连接，第四容性器件234的另一端与第五缝隙245另一侧的辐射体连接，如图25所示。
在一个实施例中，第三缝隙243，第四缝隙244，第五缝隙245可以在辐射体210上等距分布，即第三缝隙243，第四缝隙244，第五缝隙245将辐射体210分为多个部分，其中每个部分的辐射体的长度可以是相等的。应可理解，每个部分的辐射体的长度也可以是不相等的，可以根据实际的设计或生产需要进行调整。
同时，辐射体210上串联的第三容性器件233和第四容性器件234的容值不同，可以根据实际的生产或设计需要进行调整。当天线结构工作在不同频段时，第三容性器件233的容值范围不同，例如，对于低频频段(698MHz-960MHz)，第三容性器件233的容值介于2pF至15pF之间。对于中频频段(1710MHz-2170MHz)，第三容性器件233的容值介于0.8pF至12pF之间。对于高频频段(2300MHz-2690MHz)，第三容性器件233的容值介于0.3pF至8pF之间。在不同的工作频段中，第四容性器件234的容值范围可以与第三容性器件233的容值范围相同，每个容性器件对应的容值可以不同也可以相同。
图26是图24和图25所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
如图26所示，辐射效率的曲线1对应于现有技术中电偶极子结构(例如图6中所示的天线结构)，辐射效率的曲线2对应于图24所示天线结构，辐射效率的曲线3对应于图25所示天线结构。现有技术中的天线结构与图24和图25所示天线结构采用相同尺寸，其区别仅在于图24和图25所示天线结构包括串联的容性器件。
如图26所示，本申请实施例提供的新型ILA结构在同样的天线环境下和同样的塑胶粒子损耗条件(例如为DF＝0.05，DK＝4.4)下，辐射效率比现有技术中的天线结构明显提高，例如在0.8GHz提高0.5dB。同时，随着容性器件数量的增加可以使得天线结构的辐射效率进一步提升。但是，类似于图17至图19所示天线结构，图24所示的天线结构中随着辐射体上串联的容性器件数量的增多，天线结构的辐射效率提升辐度相对变小，可以根据实际的设计或生产需要调整容性器件的数量。
图27是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
如图27所示，电子设备可以包括边框11，地板14，馈电单元350和天线结构，天线结构可以包括辐射体310第一容性器件331。
其中，边框11的第一位置311和第二位置312间的边框作为天线结构的辐射体310。边框11的第一位置311处开设有第一缝隙341。辐射体310在第二位置202处与边框11连接。第一容性器件331串联在辐射体310的第一端(辐射体310的第一端是辐射体310在第一缝隙341处的一端)与地板14之间(即第一容性器件331的一端接地)。辐射体310的第二端(辐射体310的第二端是辐射体310在第二位置处的一端)设置有馈电点351，馈电单元350在馈电点351处与辐射体310电连接，为辐射体310馈电。辐射体310形成的天线结构可以作为IFA。
在一个实施例中，电子设备还可以包括介质层320，介质层320可以设置在辐射体310和地板14之间，可以提升天线结构的强度。
在一个实施例中，地板14可以与边框11电连接，由于边框11与地板14电连接，第一容性器件331也可以串联在边框11的第一位置311和辐射体310之间(第一容性器件331电连接在辐射体310的第一端与边框11之间)，也可以获得与图27所示的天线结构相同的技术效果。
在图27所示实施例上，电子设备还可以包括第二容性器件332，辐射体310上还可以开设有第二缝隙342，第二容性器件332可以在第二缝隙342处串联在辐射体310上，即第二容性器件332电连接在第二缝隙342两侧的辐射体210之间，第二容性器件332的一端与第二缝隙342一侧的辐射体连接，第二容性器件332的另一端与第二缝隙342另一侧的辐射体连接，如图28所示。
在一个实施例中，第二缝隙342可以在辐射体310上等距分布，即第二缝隙342将辐射体310分为两个部分，其中每个部分的辐射体的长度可以是相等的。应可理解，每个部分的辐射体的长度也可以是不相等的，可以根据实际的设计或生产需要进行调整。
同时，辐射体310上串联的第二容性器件332可以根据实际的生产或设计需要进行调整。当天线结构工作在不同频段时，第二容性器件332的容值范围不同，例如，对于低频频段(698MHz-960MHz)，第二容性器件332的容值介于2pF至15pF之间。对于中频频段(1710MHz-2170MHz)，第二容性器件332的容值介于0.8pF至12pF之间。对于高频频段(2300MHz-2690MHz)，第二容性器件332的容值介于0.3pF至8pF之间。
图29是图27和图28所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
如图29所示，辐射效率的曲线1对应于现有技术中IFA结构(例如图4中所示的天线结构)，辐射效率的曲线2对应于图27所示天线结构，辐射效率的曲线3对应于图28所示天线结构。现有技术中的天线结构与图27和图28所示天线结构采用相同尺寸，其区别仅在于在图27和图28所示天线结构包括串联的容性器件。
如图29所示，本申请实施例提供的新型ILA结构在同样的天线环境下和同样的塑胶粒子损耗条件(例如为DF＝0.05，DK＝4.4)下，辐射效率比现有技术中的天线结构明显提高，例如在0.8GHz分别提高1.5dB(图27所示天线结构)和3.5dB(图28所示天线结构)。同时，随着容性器件数量的增加可以使得天线结构的辐射效率进一步提升。但是，类似于图17至图19所示天线结构，图27-28所示的天线结构中随着辐射体上串联的容性器件数量的增多，天线结构的辐射效率提升辐度相对变小，可以根据实际的设计或生产需要调整容性器件的数量。
在上述实施例中，以辐射体末端开路为例进行说明，例如ILA，电偶极子或者IFA，本申请实施例提供的技术方案也可以用于辐射体末端短路的天线结构，例如CRLH或者缝隙天线等。
图30是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
如图30所示，电子设备可以包括边框11，地板14，馈电单元450和天线结构，天线结构可以包括辐射体410和第一容性器件431。
其中，边框11的第一位置411和第二位置412间的边框作为辐射体410。辐射体410在第一位置411与边框11连接，辐射体410上设置有馈电点451，馈电单450在第一馈电点处411与辐射体410电连接。辐射体410上开设有第一缝隙441，第一缝隙441位于馈电点451与第一位置411之间，第一容性器件431电连接在第一缝隙441两侧的辐射体410之间。
在一个实施例中，电子设备还可以包括介质层420，介质层420可以设置在辐射体410和地板14之间，可以提升天线结构的强度。
在一个实施例中，边框11的第二位置412处开设有第二缝隙442，馈电点451设置于辐射体410的第一端，辐射体410的第一端为辐射体410靠近第二缝隙442的一端。馈电单元450在馈电点451处为辐射体410馈电。辐射体410可以作为CRLH辐射体。
在一个实施例中，电子设备还包括第二容性器件432，辐射体上410开设有第三缝隙443，第三缝隙443位于馈电点451与第一缝隙441之间。第二容性器件432在第三缝隙443处串联在辐射体410上，即第二容性器件432电连接在第三缝隙443两侧的辐射体410之间如图31所示。
在一个实施例中，第一缝隙441和第三缝隙443在辐射体410上等距分布即第一缝隙441和第三缝隙443将辐射体410分为多个部分，其中每个部分的辐射体的长度可以是相等的。应可理解，每个部分的辐射体的长度也可以是不相等的，可以根据实际的设计或生产需要进行调整。
同时，辐射体410上串联的第一容性器件431和第二容性器件432的容值不同，可以根据实际的生产或设计需要进行调整。当天线结构工作在不同频段时，第一容性器件431的容值范围不同，例如，对于低频频段(698MHz-960MHz)，第一容性器件431的容值介于2pF至15pF之间。对于中频频段(1710MHz-2170MHz)，第一容性器件431的容值介于0.8pF至12pF之间。对于高频频段(2300MHz-2690MHz)，第一容性器件431的容值介于0.3pF至8pF之间。在不同的工作频段中，第二容性器件432的容值范围可以与第一容性器件431的容值范围相同，每个容性器件对应的容值可以不同也可以相同。
图32是图30和图31所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
如图32所示，辐射效率的曲线1对应于现有技术中CRLH结构(例如图8中所示的天线结构)，辐射效率的曲线2对应于图30所示天线结构，辐射效率的曲线3对应于图31所示天线结构。现有技术中的天线结构与图30和图31所示天线结构采用相同尺寸，其区别仅在于图30和图31所示天线结构包括串联的容性器件。
如图32所示，本申请实施例提供的新型CRLH结构在同样的天线环境下和同样的塑胶粒子损耗条件(例如为DF＝0.05，DK＝4.4)下，辐射效率比现有技术中的天线结构明显提高，例如在0.8GHz分别提高2.5dB(图30所示天线结构)和3.5dB(图31所示天线结构)。同时，随着容性器件数量的增加可以使得天线结构的辐射效率进一步提升。但是，类似于图17至图19所示天线结构，图30-31所示的天线结构中随着辐射体上串联的容性器件数量的增多，天线结构的辐射效率提升辐度相对变小，可以根据实际的设计或生产需要调整容性器件的数量。
图33本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
如图33所示，电子设备可以包括边框11，地板14，第一容性器件531，第二容性器件532和馈电单元550。
其中，边框11的第一位置501和第二位置501间的边框作为辐射体510。辐射体510在第一位置501与边框11连接，在第二位置502与边框11连接。辐射体510包括第一辐射体511和第二辐射体512，第一辐射体511的端部与第二辐射体512的端部相对且互不接触，并形成第一缝隙541。辐射体510上还设置有第一馈电点551和第二馈电点552，第一辐射体511在第一缝隙541的一端设置有第一馈电点551，第二辐射体512在第一缝隙541的一端设置有第二馈电点552。馈电单元550在第一馈电点551和第二馈电点552与辐射体510电连接，馈电单元550采用反对称馈电的方式为辐射体510形成的缝隙天线馈电，即馈电单元550的电信号在第一馈电点551和第二馈电点55的幅值相同，相位相反(例如相差180°±10°)。辐射体510上开设有第二缝隙542和第三缝隙543。其中，第二缝隙542设置在第一辐射体511上，位于第一馈电点551与第一位置501之间，第一容性器件531在第二缝隙542处串联在天线辐射510体上，即第一容性器件531电连接在第二缝隙542两侧的辐射体之间。第三缝隙543设置在第二辐射体512上，位于第二馈电点552与第二位置502之间，第二容性器件532在第三缝隙543处串联在天线辐射510体上，即第二容性器件532电连接在第三缝隙543两侧的辐射体之间。
在一个实施例中，电子设备还可以包括介质层520，介质层520可以设置在辐射体510和地板14之间，可以提升天线结构的强度。
在图33所示实施例上，电子设备还包括第三容性器件533和第四容性器件534。其中，辐射体上510开设有第四缝隙544和第五缝隙545。第四缝隙544设置在第一辐射体511上，位于第二缝隙542与第一位置501之间，第三容性器件533在第四缝隙544处串联在天线辐射510体上，即第四缝隙544的两端分别与第四缝隙544两侧的辐射体连接。第五缝隙545设置在第二辐射体512上，位于第三缝隙543与第二位置502之间，第四容性器件534在第五缝隙545处串联在天线辐射510体上，即第四容性器件534的两端分别与第五缝隙545两侧的辐射体连接，如图34所示。
同时，辐射体210上串联的第三容性器件533和第四容性器件534的容值不同，可以根据实际的生产或设计需要进行调整。当天线结构工作在不同频段时，第三容性器件533的容值范围不同，例如，对于低频频段(698MHz-960MHz)，第三容性器件533的容值介于2pF至15pF之间。对于中频频段(1710MHz-2170MHz)，第三容性器件533的容值介于0.8pF至12pF之间。对于高频频段(2300MHz-2690MHz)，第三容性器件533的容值介于0.3pF至8pF之间。在不同的工作频段中，第四容性器件534的容值范围可以与第三容性器件533的容值范围相同，每个容性器件对应的容值可以不同也可以相同。
图35是图33和图34所示天线结构的辐射效率的仿真结果图。
如图35所示，辐射效率的曲线1对应于现有技术中CRLH结构(例如图10中所示的天线结构)，辐射效率的曲线2对应于图33所示天线结构，辐射效率的曲线3对应于图34所示天线结构。现有技术中的天线结构与图33和图34所示天线结构采用相同尺寸，其区别仅在于图33和图34所示天线结构包括串联的容性器件。
如图35所示，本申请实施例提供的新型缝隙天线结构在同样的天线环境下和同样的塑胶粒子损耗条件(例如为DF＝0.05，DK＝4.4)下，辐射效率比现有技术中的天线结构明显提高，例如在0.8GHz分别提高1.2dB(图33所示天线结构)和1.7dB(图34所示天线结构)。同时，随着容性器件数量的增加可以使得天线结构的辐射效率进一步提升。但是，类似于图17至图19所示天线结构，图33-34所示的天线结构中随着辐射体上串联的容性器件数量的增多，天线结构的辐射效率提升辐度相对变小，可以根据实际的设计或生产需要调整容性器件的数量。
在一个实施例中，本申请实施例提供的新型天线结构可以应用于多种不同金属边框的电子设备中，例如，通过金属边框做为外观的电子设备，或者，也可以是由金属边框外层附着的塑胶作为外观的电子设备。或者，新型天线结构可以不只是电子设备的边框天线，也可以应用于其他形式的天线，例如，二维的平面类型的天线(类似微带天线)，如图36所示，也是可以采用这种新的天线结构提升辐射效率。或者，也可以是新型天线结构也可以是激光直接成型技术(laser-direct-structuring，LDS)天线、柔性电路板(flexibleprinted circuit，FPC)天线或浮动金属(floating metal，FLM)天线，或者，也可以是PCB天线。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，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 (17)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：
地板、边框、馈电单元和天线结构，所述天线结构包括辐射体和第一容性器件；
所述边框具有第一位置和第二位置，其中，所述第一位置和所述第二位置间的边框作为所述天线结构的所述辐射体，所述馈电单元与所述辐射体的第一馈电点电连接；
所述边框的所述第一位置开设有第一缝隙；
所述边框的所述第二位置开设有第二缝隙；
所述第一容性器件电连接在所述辐射体的第一端与所述地板之间，所述辐射体的第一端是所述辐射体在所述第一缝隙处的一端。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，
所述天线结构的工作频段覆盖698MHz-960MHz，所述第一容性器件的容值介于1.5pF至15pF之间；或，
所述天线结构的工作频段覆盖1710MHz-2170MHz，所述第一容性器件的容值介于1.5pF至2pF之间；或，
所述天线结构的工作频段覆盖2300MHz-2690MHz，所述第一容性器件的容值介于0.3pF至10pF之间。
3.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，
所述第一馈电点设置于所述辐射体的第二端，所述辐射体的第二端是所述辐射体在所述第二缝隙处的一端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括第二容性器件；
其中，所述辐射体上开设有第三缝隙，所述第三缝隙位于所述第一馈电点与所述第一缝隙之间，所述第二容性器件在所述第三缝隙处串联在所述辐射体上。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述第三缝隙两侧的辐射体长度相同。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电子设备，其特征在于，
所述电子设备还包括第二容性器件；
所述第二容性器件电连接在所述辐射体的第二端与所述地板之间，所述辐射体的第二端是所述辐射体在所述第二缝隙处的一端；
所述辐射体包括第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体的端部与所述第二辐射体的端部相对且互不接触，所述第一辐射体的端部与所述第二辐射体的端部之间形成第三缝隙；
所述第一辐射体在所述第三缝隙处的一端设置有第一馈电点，所述第二辐射体在所述第三缝隙处的一端设置有第二馈电点；
所述馈电单元与所述辐射体的所述第一馈电点和所述第二馈电点电连接，所述馈电单元分别在所述第一馈电点和所述第二馈电点的电信号的信号幅度相同、相位相反。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括第三容性器件和第四容性器件；
其中，所述辐射体上开设有第四缝隙和第五缝隙，所述第四缝隙位于所述第一馈电点与所述第一缝隙之间，所述第五缝隙位于所述第二馈电点与所述第二缝隙之间；
所述第三容性器件在所述第四缝隙处串联在所述第一辐射体上，所述第四容性器件在所述第五缝隙处串联在所述第二辐射体上。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述第三缝隙、所述第四缝隙和所述第五缝隙在所述辐射体上等距分布。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述辐射体的第一端为所述辐射体上包括第一端点的一段辐射体，所述第一端点是所述辐射体在所述第一缝隙处的端点，所述一段辐射体的电长度在八分之一个第一波长以内，所述第一波长为所述天线结构的工作频段对应的波长。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电子设备，其特征在于，包括所述辐射体和所述第一容性器件的所述天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第一磁场，相对于移除所述第一容性器件的所述天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第二磁场，所述第一磁场分布更加均匀。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的电子设备，其特征在于，包括所述辐射体和所述第一容性器件的天线结构工作时，所述辐射体上的第一电流，相对于移除所述第一容性器件的天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第二电流，所述第一电流分布更加均匀。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：
地板、边框、馈电单元和天线结构，所述天线结构包括辐射体和第一容性器件；
所述边框具有第一位置和第二位置，其中，所述第一位置和所述第二位置间的边框作为所述天线结构的所述辐射体；
所述辐射体连接于所述边框的所述第一位置；
所述辐射体上设置有第一馈电点，所述馈电单元与所述辐射体的所述第一馈电点电连接；
所述辐射体上开设有第一缝隙，所述第一缝隙位于所述第一馈电点与所述第一位置之间；
所述第一容性器件在所述第一缝隙处串联在所述辐射体上；
所述边框的所述第二位置开设有第二缝隙。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，
所述天线结构的工作频段覆盖698MHz-960MHz，所述第一容性器件的容值介于1.5pF至15pF之间；或，
所述天线结构的工作频段覆盖1710MHz-2170MHz，所述第一容性器件的容值介于1.5pF至2pF之间；或，
所述天线结构的工作频段覆盖2300MHz-2690MHz，所述第一容性器件的容值介于0.3pF至10pF之间。
14.根据权利要求12或13所述的电子设备，其特征在于，
所述第一馈电点设置于所述辐射体的第一端，所述辐射体的第一端是所述辐射体在所述第二缝隙处的一端。
15.根据权利要求12至14所述的电子设备，其特征在于，
所述电子设备还包括第二容性器件；
所述辐射体上开设有第三缝隙，所述第三缝隙位于所述第一馈电点与所述第一缝隙之间；
所述第二容性器件在所述第三缝隙处串联在所述辐射体上。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的电子设备，其特征在于，包括所述辐射体和所述第一容性器件的所述天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第一磁场，相对于移除所述第一容性器件的所述天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第二磁场，所述第一磁场分布更加均匀。
17.根据权利要求12至15中任一项所述的电子设备，其特征在于，包括所述辐射体和所述第一容性器件的天线结构工作时，所述辐射体上的第一电流，相对于移除所述第一容性器件的天线结构工作时，所述辐射体与所述地板之间的第二电流，所述第一电流分布更加均匀。
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