CN117832832A - 天线及电子设备 - Google Patents

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CN117832832A CN202211200979.8A CN202211200979A CN117832832A CN 117832832 A CN117832832 A CN 117832832A CN 202211200979 A CN202211200979 A CN 202211200979A CN 117832832 A CN117832832 A CN 117832832A
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Abstract

本申请提供了一种天线及电子设备，天线包括辐射体，辐射体的第一端连接于馈电点，辐射体的第二端接地。辐射体与地板相对间隔设置，且整体位于地板的第一侧。第一寄生辐射体，第一寄生辐射体与地板相对间隔设置，且整体位于与地板的第二侧，地板的第二侧与地板的第一侧相背设置。第一寄生辐射体靠近辐射体第一端的一端接地。本申请能够利用第一寄生辐射体改变天线向外辐射时产生的电场方向，有助于减小或避免天线在靠近人体时在人体与天线之间产生切向的电场，进而减少天线靠近人体时人体对天线辐射能量的吸收，从而提高了靠近人体时天线的效率。

Description

天线及电子设备
技术领域
本申请涉及天线领域，尤其是涉及一种天线及电子设备。
背景技术
为满足终端设备的更多需求，目前业界对终端设备中天线的效率及带宽要求越来越高。
现有技术中，可以采用在天线辐射体远离地板的一侧设置一个寄生金属，利用该寄生金属与天线辐射体产生同向的电流同时辐射，进而提高天线的效率和带宽。然而，该天线在实际靠近人体的使用过程中，例如手机拨打电话、耳机正常佩戴等场景中，天线效率会发生明显下降。当前，终端产品天线在自由空间中OTA(Over TheAir，自由空间)性能良好，但在实际人体使用过程中，天线辐射效率降低，影响通讯质量，导致用户体验差。
可见，现有技术的天线存在靠近人体时效率明显降低的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种天线及电子设备，解决了现有技术存在的天线靠近人体时效率明显降低的问题。
本申请提供了一种天线，包括辐射体，辐射体的第一端连接于馈电点，辐射体的第二端接地。辐射体与地板相对间隔设置，且整体位于地板的第一侧。
第一寄生辐射体，第一寄生辐射体与地板相对间隔设置，且整体位于与地板的第二侧，地板的第二侧与地板的第一侧相背设置。
其中，以平行于地板的平面为投影面，辐射体在投影面上的投影与第一寄生辐射体在投影面上的投影至少部分重合。并且，第一寄生辐射体靠近辐射体第一端的一端接地。
本申请天线位于地板第一侧的辐射体的第一端馈电，第二端接地(或可理解为PIFA天线结构，Planar Inverted F-shaped Antenna，平面倒F天线结构)，位于地板的第二侧设置有第一寄生辐射体，并且第一寄生辐射体的接地位置与辐射体的接地位置靠近，本申请通过上述结构，能够利用第一寄生辐射体改变天线向外辐射时产生的电场方向，有助于减小或避免天线在靠近人体时在人体与天线之间产生切向的电场，进而减少天线靠近人体时人体对天线辐射能量的吸收，从而为提高天线靠近人体时的效率奠定了基础。
在一些实施例中，天线被激励时，在第一寄生辐射体上形成的电场方向垂直于第一寄生辐射体所在平面。
本申请实施天线能够利用第一寄生辐射体使得天线在第一寄生辐射体上形成垂直于第一寄生辐射体所在平面的电场，或可理解为，本申请实施例天线被激励时，在第一寄生辐射体上产生的电场方向为第一寄生辐射体的法向，因而，本申请实施例提供了一种可能性：在天线靠近人体时，将第一寄生辐射体作为天线中最靠近人体的部分且第一寄生辐射体平行或者几乎平行于人体，由于第一寄生辐射体与人体之间的电场方向为第一寄生辐射体的法向，因而能够使得天线与人体之间的电场方向绝大部分甚至全部垂直于人体，垂直于人体的电场难以进入人体(或可理解为此时天线的辐射能量难以被人体吸收)，进而能够减小人体对天线辐射能量的吸收，提高天线靠近人体时的效率。
可见，本申请实施例提供了一种解决天线靠近人体时效率明显降低问题的新思路，利用第一寄生辐射体改变天线与人体之间的电场方向，进而提高天线靠近人体时的效率，为天线应用于电子设备、尤其是可穿戴电子设备时，提高电子设备使用时的通讯质量、信号传输质量奠定了基础。
在一些实施例中，辐射体在投影面上的投影的全部区域位于第一寄生辐射体在投影面上的投影内。
在一些实施例中，沿辐射体的延伸方向，第一寄生辐射体的长度大于或等于辐射体的长度。
在一些实施例中，以平行于地板的平面为投影面，地板在投影面上的投影与第一寄生辐射体在投影面上的投影至少部分重合。
在一些实施例中，沿地板的宽度方向，第一寄生辐射体的宽度大于或等于地板的宽度。
在一些可能的实施例中，以平行于地板的平面为投影面，地板在投影面上的投影全部位于第一寄生辐射体在投影面上的投影内。
本申请实施例天线，通过增大第一寄生辐射体的宽度或者长度，能够为天线与人体之间更多区域的电场方向垂直于人体提供了可能性，有助于进一步提高天线靠近人体时的效率。
在一些实施例中，第一寄生辐射体距离地板的高度h1满足，1mm≤h1≤1.5mm。
在一些实施例中，辐射体距离地板的高度h0满足，1.5mm≤h0≤3mm。
在一些实施例中，天线还包括第二寄生辐射体，第二寄生辐射体与辐射体相对间隔设置，且整体位于辐射体远离地板的一侧，第二寄生辐射体靠近辐射体第一端的一端接地。
本申请实施例天线，通过在辐射体远离地板的一侧设置第二寄生辐射体，能够使得天线工作于不同的频段时，在第二寄生辐射体上产生不同方向的电流，例如与辐射体上电流同向的电流或者与辐射体上电流反向的电流，进而使得天线能够具有多种工作模式，从而拓展天线的效率带宽。
在一些实施例中，第二寄生辐射体的距离辐射体的高度h2满足，1mm≤h2≤1.5mm。
本申请还提供了一种电子设备，包括上述各实施例及可能的实施例所涉及的天线。
本申请实施例的电子设备，能够利用天线中的第一寄生辐射体改变天线向外辐射时产生的电场方向，有助于减小或避免电子设备在靠近人体时在人体与天线之间产生切向的电场，进而减少电子设备靠近人体时人体对天线辐射能量的吸收，从而提高天线靠近人体时的效率，有助于提高电子设备的在使用时的通讯质量、信号传输质量等。
在一些实施例中，辐射体包括设于电子设备外壳内的导电件。
第一寄生辐射体包括设于电子设备外壳内的导电件，和/或，设置于电子设备外壳内表面的导电层。
在一些实施例中，第二寄生辐射体包括设于电子设备外壳内的导电件，和/或，设置于电子设备外壳内表面的导电层。
在一些实施例中，电子设备为耳机，耳机包括耳帽和耳杆，耳杆的一端连接于耳帽，其中，辐射体设于耳杆内。
在一些实施例中，耳杆包括朝向耳帽的第一侧外壳，和背离耳帽的第二侧外壳，其中，第一寄生辐射体由第一侧外壳的至少部分形成；或者：
第一寄生辐射体由第一侧外壳与地板之间的导电件形成；或者：
第一寄生辐射体由设置于第一侧外壳内表面的导电层形成。
在一些实施例中，耳杆包括朝向耳帽的第一侧外壳，和背离所述耳帽的第二侧外壳，其中，
第二寄生辐射体由第二侧外壳的至少部分形成；或者
第二寄生辐射体由第二侧外壳与地板之间的导电件形成；或者
第二寄生辐射体由设置于第二侧外壳内表面的导电层形成。
在一些实施例中，第一寄生辐射体平行于耳帽远离耳杆的端面。
在一些实施例中，耳帽设有与用户耳道匹配的耳塞，第一寄生辐射体位于所述地板靠近所述耳塞的一侧且平行于耳塞远离耳杆的端面。
本申请实施例中，耳机在佩戴时，耳塞是置于人体的耳道内的，由于第一寄生辐射体是位于地板靠近耳塞的一侧的，因而第一寄生辐射体可以被理解为是天线中最靠近人体的部分，进而，本申请实施例能够利用第一寄生辐射体使得天线与人体之间的电场方向为第一寄生辐射体的法向，因而能够使得天线与人体之间的电场方向绝大部分甚至全部垂直于人体，垂直于人体的电场难以进入人体(或可理解为此时天线的辐射能量难以被人体吸收)，进而能够减小人体对天线辐射能量的吸收，提高耳机在佩戴时天线的效率，进而能够有效提高耳机的通讯质量以及信号传输质量等。
附图说明
图1为本申请实施例天线的立体结构示意图一，其中，天线包括第一寄生辐射体；
图2为本申请实施例天线与人体之间的电场分布示意图；
图3为本申请实施例天线的立体结构示意图二，其中，天线包括第一寄生辐射体和第二寄生辐射体；
图4a、图4b为本申请实施例天线工作时在辐射体、第二寄生辐射体上产生的电流方向示意图；
图5a为本申请实施例电子设备一个视角的局部立体结构示意图，其中，电子设备为耳机，天线包括第一寄生辐射体；
图5b为本申请实施例电子设备另一视角的局部立体结构示意图，其中，电子设备为耳机，天线包括第一寄生辐射体；
图6为本申请实施例电子设备在头模场景下的仿真模型结构示意图；其中，天线包括第一寄生辐射体；
图7为对一种参考设计的电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的局部电场分布图；
图8为对本申请实施例电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的局部电场分布图；
图9为对一种参考设计的电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的天线系统效率、天线辐射效率曲线图；
图10为对本申请实施例电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的天线系统效率、天线辐射效率曲线图；
图11a为本申请实施例电子设备一个视角的局部立体结构示意图，其中，天线包括第一寄生辐射体和第二寄生辐射体；
图11b为本申请实施例电子设备另一视角的局部立体结构示意图，其中，天线包括第一寄生辐射体和第二寄生辐射体；
图12为本申请实施例电子设备在头模场景下的仿真模型结构示意图，其中，天线包括第一寄生辐射体和第二寄生辐射体；
图13为图12中电子设备部分的局部放大结构示意图；
图14为本申请实施例电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的天线系统效率、天线辐射效率曲线图；
图15为本申请实施例电子设备的局部立体结构示意图；
图16为本申请实施例电子设备的结构示意图，其中，电子设备为耳机。
附图标记说明：
1：天线；
10：辐射体；101：第一端；102：第二端；11：第一寄生辐射体；12：第二寄生辐射体；
2：电子设备；
20：地板；201：接地件；202：接地件；203：接地件；204：馈电件；20A：地板；21：耳帽；211：端面；22：外壳；221：第一侧外壳；222：第二侧外壳；23：耳塞；231：端面；24：耳杆；25：电池；
A0：馈电连接点；B0：接地连接点；B1：接地连接点；B2：接地连接点；M：第一侧；N：第二侧。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。虽然本申请的描述将结合一些实施例一起介绍，但这并不代表此申请的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作申请介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以下，对本申请实施例可能出现的术语进行解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
耦合：可理解为直接耦合和/或间接耦合，“耦合连接”可理解为直接耦合连接和/或间接耦合连接。直接耦合又可以称为“电连接”，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；“间接耦合”可理解为两个导体通过隔空/不接触的方式电导通。在一个实施例中，间接耦合也可以称为电容耦合，例如通过两个导电件间隔的间隙之间的耦合形成等效电容来实现信号传输。
端：天线辐射体的第一端/第二端/馈电端/接地端中的“端”，并不能狭义的理解为一定是一个点，还可以认为是天线辐射体上包括端点的一段辐射体；也不能狭义的理解为一定是与其他辐射体断开的端点或端部，还可以认为是连续的辐射体上的某个点或者某一段。在一个实施例中，“端”可以包括该天线辐射体在某一缝隙处的端点，例如，天线辐射体的端可以认为是辐射体上距离某一缝隙处5mm(例如，2mm)以内一段辐射体。在一个实施例中，“端”可以包括天线辐射体上连接其他导电结构的连接点，例如，馈电端可以是天线辐射体上耦合连接馈电结构的连接点，例如，接地端可以是天线辐射体上耦合连接接地结构的连接点。
开放端、封闭端：在一些实施例中，开放端/封闭端例如是相对是否接地而言的，封闭端接地，开放端不接地。在一些实施例中，开放端/封闭端例如是相对于其他导电体而言的，封闭端电连接其他导电体，开放端不电连接其他导电体。在一个实施例中，开放端还可以称作开口端、或开路端。在一个实施例中，封闭端还可以称作接地端、或短路端。
相对设置：可理解为面对面(opposite to,或是face to face)设置或者沿某一方向上有至少部分区域重叠设置。在一个实施例中，两个相对设置的辐射体为相邻设置且其间没有设置其他辐射体。
地/地板：可泛指电子设备(比如手机)内任何接地层、或接地板、或接地金属层等的至少一部分，或者上述任何接地层、或接地板、或接地部件等的任意组合的至少一部分，“地/地板”可用于电子设备内元器件的接地。一个实施例中，“地/地板”可以包括以下任一个或多个：电子设备的电路板的接地层、电子设备中框形成的接地板、屏幕下方的金属薄膜形成的接地金属层、电池的导电接地层，和与上述接地层/接地板/金属层有电连接的导电件或金属件。一个实施例中，电路板可以包括印刷电路板(printed circuit board，PCB)，例如具有8、10、12、13或14层导电材料的8层、10层或12至14层板，或者通过诸如玻璃纤维、聚合物等之类的介电层或绝缘层隔开和电绝缘的元件。一个实施例中，PCB板包括介质基板、接地层和走线层，走线层和接地层通过过孔进行电连接。PCB板中的介质基板可以为采用耐燃材料(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。一个实施例中，诸如显示器、触摸屏、输入按钮、发射器、处理器、存储器、电池、充电电路、片上系统(system on chip，SoC)结构等部件可以安装在电路板上或连接到电路板；或者电连接到电路板中的走线层和/或接地层。例如，射频源设置于走线层。
上述任何接地层、或接地板、或接地金属层由导电材料制得。一个实施例中，该导电材料可以采用以下材料中的任一者：铜、铝、不锈钢、黄铜和它们的合金、绝缘基片上的铜箔、绝缘基片上的铝箔、绝缘基片上的金箔、镀银的铜、绝缘基片上的镀银铜箔、绝缘基片上的银箔和镀锡的铜、浸渍石墨粉的布、涂覆石墨的基片、镀铜的基片、镀黄铜的基片和镀铝的基片。本领域技术人员可以理解，接地层/接地板/接地金属层也可由其它导电材料制得。
电长度：电长度可以是指，物理长度(即机械长度或几何长度)乘以电或电磁信号在媒介中的传输时间与这一信号在自由空间中通过跟媒介物理长度一样的距离时所需的时间的比来表示，电长度可以满足以下公式：
其中，L为物理长度，a为电或电磁信号在媒介中的传输时间，b为在自由空间中的传输时间。
或者，电长度也可以是指物理长度(即机械长度或几何长度)与所传输电磁波的波长之比，电长度可以满足以下公式：
其中，L为物理长度，λ为电磁波的真空波长(或电磁波的介质波长)。
本申请的实施例中，天线的某种波长模式(如二分之一波长模式等)中的波长可以是指该天线辐射的信号的波长。应理解的是，辐射信号在空气中的波长可以如下计算：空气波长(或真空波长)＝光速/频率，其中频率为辐射信号的频率，光速可以取3×108m/s。辐射信号在介质中的波长可以如下计算：其中，ε为该介质的相对介电常数，频率为辐射信号的频率。以上实施例中的缝隙、槽中可以填充绝缘介质。
本申请实施例中提及的平行、垂直、相同(例如，长度相同、宽度相同等等)等这类限定，均是针对当前工艺水平而言的，而不是数学意义上绝对严格的定义。相互平行或垂直的两个辐射体之间可以存在预定角度范围内的偏差，在一个实施例中，预定角度为10°，例如偏差可以在±5°的范围内。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
本申请提供的技术方案适用于具有以下一种或多种通信技术的电子设备：蓝牙(bluetooth，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)技术、宽频码分多址(wideband code division multipleaccess，WCDMA)通信技术、长期演进(long term evolution，LTE)通信技术、5G通信技术、SUB-6G通信技术以及未来其它通信技术等。本申请实施例中的电子设备可以是蓝牙耳机、手机、平板电脑、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜、无线穿戴等。蓝牙耳机具体可例如，真正无线立体声(True Wireless Stereo，TWS)蓝牙耳机等。电子设备还可以是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、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、无线路由或客户前置设备(Customer Premise Equipment，CPE)等，本申请实施例对此并不限定。
请参见图1，图1为本申请实施例天线的立体结构示意图一，本申请提供了一种天线1，如图1所示，天线1包括辐射体10，辐射体10的第一端101连接于馈电点(图中未示出)，辐射体10的第二端102连接于地板20以接地。辐射体10与地板20相对间隔设置，且整体位于地板20的第一侧M。其中，辐射体10的第一端101和第二端102为沿辐射体延伸方向(或可理解为平行于天线长度方向L)的两端。
天线1还包括第一寄生辐射体11，第一寄生辐射体11与地板20相对间隔设置，且整体位于与地板20的第二侧N。地板20的第二侧N与地板20的第一侧M相背设置，地板的第一侧M和第二侧N或可理解为地板20沿其厚度方向的两侧。
其中，辐射体10一端馈电、另一端接地的结构也可理解为PIFA(Planar InvertedF-shapedAntenna，平面倒F天线)天线结构。一个实施方式中，辐射体10的第一端101设有用于连接馈电点(图中未示出)的馈电连接点A0，辐射体10的第二端102设有用于接地的接地连接点B0，其中，馈电连接点A0可以设于辐射体10第一端101的端部，也可以设于辐射体10距离第一端101端部一定距离处，该距离可例如是辐射体10物理长度的1/8。接地连接点B0可以设于辐射体10第二端102的端部，也可以设于辐射体10距离第二端102端部一定距离处，该距离可例如是辐射体10物理长度的1/8。或可理解为：上述提及的辐射体10的第一端101与第二端102并不仅局限于端部，其还可以是包含端部的部分辐射体段。
其中，馈电点可理解为射频源的一个信号输出端，例如可以是射频芯片的输出引脚，还可以是用于连接射频源的信号传输线的一端，只要能够通过该馈电点电连接于射频源并接收射频信号，就不脱离本实施例的范围。
需要说明的是，本实施例中的“端”是以辐射体上的端点或者包括端点的一段辐射体进行说明的，其他可替代的实施方式中，“端”也可以是包括天线辐射体上连接其他导电结构的连接点，例如封闭端，一个实施方式中，封闭端可理解为辐射体上接地的连接点，一个实施方式中，封闭端可理解为辐射体上连接于其他导电体的连接点，例如开放端，一个实施方式中，开放端可理解为辐射体上未接地的连接点，一个实施方式中，开放端可理解为未连接于其他导体的连接点。
进一步的，以平行于地板的平面为投影面S，辐射体10在投影面S上的投影与第一寄生辐射体11在投影面S上的投影至少部分重合。并且，第一寄生辐射体11靠近辐射体10第一端101的一端连接于地板20以接地。
一个实施方式中，第一寄生辐射体11设有用于接地的接地连接点B1，第一寄生辐射体11靠近辐射体10第一端101的一端连接于地板20可以理解为：第一寄生辐射体11的接地连接点B1与辐射体10的接地连接点B0靠近，一个实施方式中，接地连接点B0和接地连接点B1沿天线宽度方向W对齐设置，其它实施方式中，接地连接点B0和接地连接点B1沿天线宽度方向W以一定间距错位设置，该间距可例如是小于或等于辐射体10物理长度的1/8，一个实施方式中，接地连接点B0和接地连接点B1可以是沿天线高度方向H对应设置的，或可理解为，接地连接点B0和接地连接点B1在投影面S上的投影是重合的。
其中，辐射体10在投影面S上的投影与第一寄生辐射体11在投影面S上的投影至少部分重合可以理解为：第一寄生辐射体11的至少部分区域位于辐射体10的正下方。
本申请天线结构或可理解为：辐射体10、地板20和第一寄生辐射体11在天线的高度方向H依次间隔设置，沿天线的宽度方向W或者长度方向L，三者可以是错位设置的，也可以是重叠设置的，本申请对此不作限定，只要第一寄生辐射体11设于地板20远离辐射体10的一侧且第一寄生辐射体11的接地连接点B1与辐射体10的接地连接点B0靠近，就不脱离本申请实施例的范围。
本申请通过上述结构，能够利用第一寄生辐射体11改变天线1向外辐射时产生的电场方向，因而第一寄生辐射体11可被理解为天线1的极化器，通过改变天线1向外辐射时产生的电场方向，有助于减小或避免天线1在靠近人体时在人体与天线1之间产生切向的电场，进而减少天线1靠近人体时人体对天线辐射能量的吸收，从而为提高天线1靠近人体时的效率奠定了基础。
请参见图2，图2为本申请实施例天线与人体之间的电场分布示意图。一个实施方式中，天线被激励时，在第一寄生辐射体11上形成的电场方向E垂直于第一寄生辐射体11所在平面，一个实施方式中，如图2所示，该电场方向E垂直于人体。
需要说明的是，天线在靠近人体时，其辐射产生的电场会被人体不同程度地吸收，进而会使得天线的辐射能力下降、效率降低。本申请从电场与人体的相互作用入手，研究发现，电场方向不同时，人体对天线辐射产生的电场吸收强弱不同，进一步研究发现，电场切向分量可直接进入人体，电场法向分量较少或难以进入人体。
可见，本申请实施例提供了一种解决天线靠近人体时效率明显降低问题的新思路，利用第一寄生辐射体11改变天线与人体之间的电场方向，进而提高天线靠近人体时的效率，为天线应用于电子设备、尤其是可穿戴电子设备时，提高电子设备使用时的通讯质量、信号传输质量奠定了基础。具体的，本申请实施天线1能够利用第一寄生辐射体11使得天线1在第一寄生辐射体11上形成垂直于第一寄生辐射体11所在平面的电场，或可理解为，本申请实施例天线被激励时，在第一寄生辐射体11上产生的电场方向为第一寄生辐射体11的法向，因而，本申请实施例提供了一种可能性：在天线1靠近人体时，将第一寄生辐射体11作为天线中最靠近人体的部分且第一寄生辐射体平行或者几乎平行于人体，由于第一寄生辐射体11与人体之间的电场方向为第一寄生辐射体11的法向，因而能够使得天线1与人体之间的电场方向绝大部分甚至全部垂直于人体，垂直于人体的电场难以进入人体(或可理解为此时天线的辐射能量难以被人体吸收)，进而能够减小人体对天线辐射能量的吸收，提高天线1靠近人体时的效率。
一个实施方式中，如图1所示，沿辐射体的延伸方向(可理解为平行于天线长度方向L)，第一寄生辐射体11的长度大于或等于辐射体10的长度。其中，辐射体的延伸方向还可理解为地板20的长度方向，或者，可理解为辐射体10上馈电连接点A0向接地点B0延伸的方向。
一个实施方式中，辐射体10在投影面S上的投影的全部区域位于第一寄生辐射体11在投影面S上的投影内。或可理解为：辐射体10位于第一寄生辐射体11的正上方。
一个实施方式中，如图1所示，以平行于地板20的平面为投影面S，地板20在投影面S上的投影与第一寄生辐射体11在投影面S上的投影至少部分重合，或可理解为：第一寄生辐射体11的至少部分区域位于地板20的正下方。一个实施方式中，沿地板的宽度方向(可理解为平行于天线宽度方向W)第一寄生辐射体11的宽度大于或等于地板20的宽度。其中，为地板的宽度方向可理解为：与地板20长度方向位于同一平面且垂直于地板20长度方向的方向，第一寄生辐射体11的宽度可理解为平均宽度。
一个实施方式中，以平行于地板20的平面为投影面S，地板20在投影面S上的投影全部位于第一寄生辐射体11在投影面S上的投影内，或可理解为：地板20位于第一寄生辐射体11的正上方。
本申请实施例天线1，通过增大第一寄生辐射体11的宽度或者长度，能够为天线与人体之间更多区域的电场方向垂直于人体提供了可能性，有助于进一步提高天线1靠近人体时的效率。
本申请对辐射体10距离地板20的高度以及第一寄生辐射体11距离地板20的高度不作限定，请参见图1理解，辐射体10距离地板20的高度为h0，一个实施方式中，1.5≤h0≤3，例如可以是1.5mm、2mm、3mm等等，其它可替代的实施方式中，也可以是小于1.5mm、或者大于3mm的其它尺寸。第一寄生辐射体11距离地板20的高度为h1，一个实施方式中，1≤h1≤1.5，例如可以是1mm、1.2mm、1.5mm等等，其它可替代的实施方式中，也可以是小于1mm、或者大于1.5mm的其它尺寸。
应可理解，“辐射体距离地板的高度”可以理解为辐射体的任意点与地板的任意点之间的最小距离。
本领域技术人员可以理解的是，将辐射体10距离地板20的高度一定程度地抬高，有利于提升天线的效率带宽，例如，在其它选型参数不变的情况下，辐射体10距离地板20高度h0为3mm时的天线相较于辐射体10距离地板20高度h0为1.5mm时的天线，天线效率带宽具有明显提升。
其它可替代的实施方式中，为了提升天线的效率带宽，请参见图3，天线1还包括第二寄生辐射体12，第二寄生辐射体12与辐射体10相对间隔设置，且整体位于辐射体10远离地板20的一侧，第二寄生辐射体12靠近辐射体10第一端的一端连接于地板以接地。其中，第二寄生辐射体12的一端可参照前文关于“端”的描述理解。
请结合图1理解，第二寄生辐射体12的长度、宽度不限，一个实施方式中，第二寄生辐射12的长度与辐射体10的长度相同，第二寄生辐射体12的宽度与和辐射体10的宽度相同，或可理解为：第二寄生辐射体12在投影面S上的投影与辐射体10在投影面S的投影完全重合。
其它可替代的实施方式中，第二寄生辐射体12在投影面S上的投影可以全部位于辐射体10在投影面S的投影内，或者，辐射体10在投影面S的投影全部位于第二寄生辐射体12在投影面S上的投影内。
一个实施方式中，第二寄生辐射体12上设有接地连接点B2，一个实施方式中，接地连接点B2与接地连接点B1和/或接地连接点B0，沿天线宽度方向W对齐设置，其它实施方式中，接地连接点B2与接地连接点B1和/或接地连接点B0沿天线宽度方向W以一定间距错位设置，该间距可例如是小于或等于第二寄生辐射体12物理长度的1/8。一个实施方式中，接地连接点B2与接地连接点B0和/或接地连接点B1可以是沿天线高度方向H对应设置的，或可理解为，接地连接点B2、接地连接点B0、接地连接点B1在投影面S上的投影是重合的。
请参见图4a和图4b，图4a、图4b为本申请实施例天线工作时在辐射体、第二寄生辐射体上产生的电流方向示意图。
本申请实施例通过设置第二寄生辐射体12，能够在天线被激励时，在一个工作频段(例如2.45GHz所在的工作频段)时，在第二寄生辐射体12上产生与辐射体10上同向的电流，如图4a所示，此时天线可被认为工作于共模模式，在另一工作频段(例如2.9GHz所在的工作频段)时，在第二寄生辐射体12上产生与辐射体10上反向的电流，如图4b所示，此时天线可被认为工作于差模模式，进而，本申请实施例能够利用第二寄生辐射体12使得天线产生多种工作模式，在不同的工作频段工作，进而拓展了天线的带宽。
可见，本申请实施例天线1，通过在辐射体10远离地板20的一侧设置第二寄生辐射体12，能够使得天线1工作于不同的频段时，在第二寄生辐射体12上产生不同方向的电流，例如与辐射体10上电流同向的电流或者与辐射体10上电流反向的电流，进而使得天线1能够具有多种工作模式，从而拓展天线1的效率带宽。
本申请实施例对于第二寄生辐射体12距离地板20的高度不作限定，请参见图3，第二寄生辐射体12距离地板20的高度为h2，一个实施方式中，1≤h2≤1.5，例如可以是1mm、1.2mm、1.5mm等等，其它可替代的实施方式中，也可以是小于1mm、或者大于1.5mm的其它尺寸。
需要说明的是，本申请对各辐射体(例如辐射体10、第一寄生辐射体11和第二寄生辐射体12)的形成方式不限，例如其可以是电子设备中的导电件形成的，也可以是涂覆于电子设备中的金属涂覆层形成的，一个实施方式中，电子设备具有外壳，各辐射体可以是涂覆于外壳内壁的金属涂覆层形成的。各辐射体可以采用相同的形成方式形成，也分别采用不同的形成方式，每个辐射体可以是采用一种形成方式形成的，也可以是采用上述举例中的多种形成方式形成的，例如第一寄生辐射体可以是部分采用导电件形成的，部分采用金属涂覆层形成的。
请参见图3理解，各辐射体(例如辐射体10、第一寄生辐射体11和第二寄生辐射体12)的接地方式不限，例如可以是通过接地件(例如接地件201、接地件202和接地件203)接地的，接地件可例如是连接于辐射体和地板之间的导电件、弹脚等。辐射体10的馈电连接点A0可以是直接连接于馈电点的，也可以是通过馈电件204连接于馈电点的，馈电件204可例如是连接于辐射体和馈电点之间的导电件。一个实施方式中，地板20可以例如为PCB板，其它可替代的实施方式中，地板20也可以是PCB板中的接地层。
本申请还提供了一种电子设备，包括上述各实施方式所提及的天线。
本申请实施例的电子设备，能够利用天线中的第一寄生辐射体改变天线向外辐射时产生的电场方向，有助于减小或避免电子设备在靠近人体时在人体与天线之间产生切向的电场，进而减少电子设备靠近人体时人体对天线辐射能量的吸收，从而提高天线靠近人体时的效率，有助于提高电子设备的在使用时的通讯质量、信号传输质量等。
一个实施方式中，本申请实施例电子设备可例如是智能手表或者智能手环，智能手表或者智能手环具有佩戴人体时与手臂贴合的后盖，本申请实施例天线设于智能手环或者智能手表内时，天线的第一寄生辐射体可以设于地板靠近后盖的一侧，且第一寄生辐射体平行或者几乎平行于该后盖设置，进而可以利用第一寄生辐射体将天线与人体之间的电场方向绝大部分甚至全部改变为垂直于人体的方向，垂直于人体的电场难以进入人体(或可理解为此时天线的辐射能量难以被人体吸收)，进而能够减小人体对天线辐射能量的吸收，提高电子设备(例如智能手环或者智能手表)佩戴时的通讯质量、信号传输质量。
其它实施方式中，电子设备还可例如是VR眼镜，VR眼镜具有佩戴人体时与人脸贴合的后盖，本申请实施例天线设于VR眼镜内时，天线的第一寄生辐射体可以设于地板靠近后盖的一侧，且第一寄生辐射体平行或者几乎平行于该后盖设置。电子设备还可例如是手机，手机在接打电话时，其屏幕与人脸贴合，因而，本申请实施例天线在应用于手机时，天线的第一寄生辐射体可以设于地板靠近屏幕的一侧，且第一寄生辐射体平行或者几乎平行于该屏幕。
显然，本申请实施例可适用于多种电子设备(尤其是可穿戴电子设备)，只要本申请实施例天线在电子设备中的设置位置为：第一寄生辐射体设于地板靠近该电子设备使用时靠近人体的一侧且能够使得天线与人体之间的电场垂直或者近乎垂直于人体，就不脱离本申请实施例的范围。
以下以耳机为例，具体阐述本申请实施例电子设备的结构及其产生的效果。
请参见图5a和图5b，图5a为本申请实施例电子设备一个视角的局部立体结构示意图，图5b为本申请实施例电子设备另一视角的局部立体结构示意图。图5a和图5b所示电子设备2采用图1所示天线结构，天线包括第一寄生辐射体11。
一个实施方式中，耳机包括耳帽21和耳杆24，耳杆24的一端连接于耳帽21，辐射体10设于耳杆24内。
一个实施方式中，如图5a所示，耳机可例如为入耳式耳机，耳帽21设有与用户耳道匹配的耳塞23，耳塞23可例如为套设在耳帽21上的橡胶圈、硅胶圈、泡沫圈等等。天线1设于耳杆24内，并且，第一寄生辐射体11位于所述地板20靠近所述耳塞23的一侧。一个实施方式中，入耳式耳机在佩戴人耳时，耳塞23可认为是平行于人体的，因而，第一寄生辐射体11平行于耳塞23远离耳杆24的端面231(或可理解为耳塞23朝向耳内的端面)，一个实施方式中，如图5b所示，耳机可例如为耳塞式耳机，耳塞式耳机在佩戴人耳时，耳帽21的端面211可认为是平行于人体的，因而，第一寄生辐射体11位于地板20靠近耳帽21的一侧且平行于耳帽21远离耳杆24的端面211(或可理解为耳帽21朝向耳内的端面)。其它可替代的实施方式中，由于耳机在佩戴人耳时，耳杆24也可近被近似地认为是平行于人体的，因而，第一寄生辐射体11也可以是平行于耳杆24侧壁设置的。
需要说明的是，上述“平行”不一定是数学意义上的严格平行，允许存在一定角度的偏差，例如5～15°的偏差，进而，近似平行、接近于平行、几乎平行均可认为是本申请实施例所覆盖的范围。
其中，辐射体10、第一寄生辐射体11均由设于电子设备2内的导电件形成的。
采用仿真软件分别对一种参考设计的电子设备以及本申请实施例电子设备进行头模下的仿真分析，并获得了图7～图10所示的仿真效果图。其中，头模场景示意请参见图6，电子设备2佩戴于人耳。一种参考设计的电子设备采用的天线可理解为PIFA天线结构，其未设有第一寄生辐射体。
获取图7～图10所示仿真效果图的仿真数据如下表1所示(请结合图5a和图5b予以理解)。
表1
需要说明的是，以上仅是一种天线的参数选型示例，当本申请实施例的天线适用于其它工作频段时，可根据实际应用场景进行参数选型调整，本申请对此不作限定。
图7为对一种参考设计的电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的局部电场分布图，图8为对本申请实施例电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的局部电场分布图。其中，箭头示出了电场方向。
从图7可以看出，参考设计所提供的电子设备中天线(PIFA天线结构)在地板20A下方(或可理解为电子设备与人体之间)的电场方向存在切向分量(如图7中虚线圈出部分)，从图8可以看出，本申请实施例电子设备中，天线在第一寄生辐射体11下方(或可理解为电子设备与人体之间)的电场方向为第一寄生辐射体11的法向，或可理解为垂直于人体。
图9为对一种参考设计的电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的天线系统效率、天线辐射效率曲线图，图10为对本申请实施例电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的天线系统效率、天线辐射效率曲线图。
在图9和图10中，横坐标表示频率，单位为GHz，纵坐标表示天线的辐射效率和系统效率，其中，辐射效率是衡量天线辐射能力的值，金属损耗、介质损耗均是辐射效率的影响因素。系统效率是考虑天线端口匹配后的实际效率，即天线的系统效率为天线的实际效率(即效率)。本领域技术人员可以理解，效率一般是用百分比来表示，其与dB之间存在相应的换算关系，效率越接近0dB，表征该天线的效率越优。
从图9和图10可以看出，参考设计电子设备中天线(PIFA天线结构)在2.4GHz、2.44GHz、2.48GHz三个频点下的系统效率约为-8.3dB，本申请实施例电子设备中天线的在2.4GHz、2.44GHz、2.48GHz三个频点下的系统效率约为-6.3dB，相较于参考设计电子设备中天线(PIFA天线结构)，本申请实施例电子设备中天线的系统效率提升了约2dB。
可见，本申请实施例天线应用于耳机(例如真正无线立体声耳机)时，能够有效提升TWS(True Wireless Stereo，真正无线立体声)耳机中天线的头模效率。
本申请实施例通过设置第一寄生辐射体11能够改变天线向外辐射时产生的电场方向，有助于减小或避免电子设备在靠近人体时在人体与天线之间产生切向的电场，进而减少电子设备靠近人体时人体对天线辐射能量的吸收，从而提高天线靠近人体时的效率(即系统效率)，有助于提高电子设备的在使用时的通讯质量、信号传输质量等。
请参见图11a和图11b，图11a为本申请实施例电子设备一个视角的局部立体结构示意图，图11b为本申请实施例电子设备另一视角的局部立体结构示意图。图11a和图11b所示电子设备的结构与图5a和图5b所示电子设备的结构基本相同，其不同之处在于：天线采用图3所示天线结构。天线包括第一寄生辐射体11和第二寄生辐射体12。
采用仿真软件对本申请实施例电子设备进行头模下的仿真分析，并获得了图14所示的仿真效果图。其中，头模场景示意请参见图12和图13，电子设备2佩戴于人耳。图12为本申请实施例电子设备在头模场景下的仿真模型结构示意图，图13为图12中电子设备部分的局部放大结构示意图。获取图14所示仿真效果图的仿真数据如下表2所示(请结合图11b予以理解)。
表2
需要说明的是，以上仅是一种天线的参数选型示例，当本申请实施例的天线适用于其它工作频段时，可根据实际应用场景进行参数选型调整，本申请对此不作限定。
请参见图14，图14为本申请实施例电子设备在头模场景下进行仿真效果分析获得的天线系统效率、天线辐射效率曲线图。
从图14中可以看出，本申请实施例在蓝牙频段(2.4GHz频段)的系统效率为-5dB，相较于上述参考设计的天线，系统效率提升了3dB。并且，本申请实施例电子设备中的天线能够在多个频点(例如2.4GHz、2.44GHz、2.7GHz、2.9GHz)产生多个谐振，相较于图5a和图5b所示结构，本申请实施例天线的效率带宽获得了明显提升。
可见，通过在辐射体远离地板的一侧设置第二寄生辐射体，能够拓展天线的效率带宽。
请参见图15和图16，图15为本申请实施例电子设备的局部立体结构示意图，图16为本申请实施例电子设备的结构示意图。
图15与图16所示电子设备与图11a和图11b基本相同，其不同之处在于，第一寄生辐射体11和第二寄生辐射体12均由电子设备2的外壳22内表面的导电层形成，例如，在外壳22内表面贴附金属涂覆层形成的(如图16中虚线所示)，或者，请参考图16理解，第一寄生辐射体11和第二寄生辐射体体12也可以直接由耳杆24的外壳22自身形成，一个实施方式中，耳杆24包括朝向耳帽21的第一侧外壳221和背离耳帽21的第二侧外壳222，第一侧外壳221还可理解为在耳机佩戴于人体时耳杆24最贴近人体那一侧的外壳部分，第一寄生辐射体11由第一侧外壳221的至少部分形成，第二寄生辐射体12由第二侧外壳222的至少部分形成，其中，至少部分可理解为外壳自身具有的导电结构，其可以是贴敷于外壳22表面的，或者嵌设于外壳22内部的，还可以是外壳22自身的金属区域等等。由于电子设备2的外壳22形状各异，因此，第一寄生辐射体11和第二寄生辐射体12可以是异形的。一个实施方式中，辐射体10也可以是涂覆在电子设备2内部的金属涂覆层形成的，例如可以是涂覆在设于电子设备2内部的支架上的金属涂覆层等等。
其中，外壳22可例如是塑料外壳，金属涂覆层可以是通过PDS(Printed DirectStructure，直接印刷工艺)或LDS(Laser Direct Structure，激光直接成型技术)工艺喷涂在塑料外壳的内表面或外表面的。
一个实施方式中，如图16所示，以耳机为例，电子设备2还包括电池25，电池25设于耳杆24的尾部，电池25用于为耳机中的电子元件供电。本实施方式中，天线位于耳帽21和电池25之间，其它可替代的实施方式中，电池25也可设于其它位置，本申请对此不作限定。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种天线，其特征在于，所述天线包括：
辐射体，所述辐射体的第一端连接于馈电点，所述辐射体的第二端接地；所述辐射体与地板相对间隔设置，且整体位于所述地板的第一侧；
第一寄生辐射体，所述第一寄生辐射体与所述地板相对间隔设置，且整体位于与所述地板的第二侧，所述地板的第二侧与所述地板的第一侧相背设置；
其中，以平行于所述地板的平面为投影面，所述辐射体在所述投影面上的投影与所述第一寄生辐射体在所述投影面上的投影至少部分重合；并且，所述第一寄生辐射体靠近所述辐射体第一端的一端接地。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述辐射体在所述投影面上的投影的全部区域位于所述第一寄生辐射体在所述投影面上的投影内。
3.如权利要求1或2所述的天线，其特征在于，沿所述辐射体的延伸方向，所述第一寄生辐射体的长度大于或等于所述辐射体的长度。
4.如权利要求1～3任一项所述的天线，其特征在于，所述地板在所述投影面上的投影与所述第一寄生辐射体在所述投影面上的投影至少部分重合。
5.如权利要求1～4任一项所述的天线，其特征在于，沿所述地板的宽度方向，所述第一寄生辐射体的宽度大于或等于所述地板的宽度。
6.如权利要求1～5任一项所述的天线，其特征在于，所述第一寄生辐射体距离所述地板的高度h1满足，1mm≤h1≤1.5mm。
7.如权利要求1～6任一项所述的天线，其特征在于，所述辐射体距离所述地板的高度h0满足，1.5mm≤h0≤3mm。
8.如权利要求1～7任一项所述的天线，其特征在于，所述天线还包括第二寄生辐射体，所述第二寄生辐射体与所述辐射体相对间隔设置，且整体位于所述辐射体远离所述地板的一侧，所述第二寄生辐射体靠近所述辐射体第一端的一端接地。
9.如权利要求8所述的天线，其特征在于，所述第二寄生辐射体的距离所述辐射体的高度h2满足，1mm≤h2≤1.5mm。
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的天线。
11.如权利要求10所述的电子设备，其特征在于：
所述辐射体包括设于所述电子设备外壳内的导电件；
所述第一寄生辐射体包括设于所述电子设备外壳内的导电件，和/或，设置于所述电子设备外壳内表面的导电层。
12.如权利要求10或11所述的电子设备，其特征在于：
所述天线的第二寄生辐射体包括设于所述电子设备外壳内的导电件，和/或，设置于所述电子设备外壳内表面的导电层。
13.如权利要求10至12中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为耳机，所述耳机包括耳帽和耳杆，所述耳杆的一端连接于所述耳帽，其中，所述辐射体设于所述耳杆内。
14.如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述耳杆包括朝向所述耳帽的第一侧外壳，和背离所述耳帽的第二侧外壳，其中，
所述第一寄生辐射体由所述第一侧外壳的至少部分形成；或者
所述第一寄生辐射体由所述第一侧外壳与地板之间的导电件形成；或者
所述第一寄生辐射体由设置于所述第一侧外壳内表面的导电层形成。
15.如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述耳杆包括朝向所述耳帽的第一侧外壳，和背离所述耳帽的第二侧外壳，其中，
所述天线的第二寄生辐射体由所述第二侧外壳的至少部分形成；或者
所述天线的第二寄生辐射体由所述第二侧外壳与地板之间的导电件形成；或者
所述天线的第二寄生辐射体由设置于所述第二侧外壳内表面的导电层形成。
16.如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，
所述第一寄生辐射体平行于所述耳帽远离所述耳杆的端面。
17.如权利要求13所述的电子设备，其特征在于，
所述耳帽设有与用户耳道匹配的耳塞，所述第一寄生辐射体位于所述地板靠近所述耳塞的一侧且平行于所述耳塞远离所述耳杆的端面。
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