CN118174022A - 电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供的一种电子设备,第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点及第二自由端;第二辐射体包括第三自由端与第一接地端,第三自由端与第一自由端之间形成第一耦合缝隙,第一接地端接地,信号源电连接馈电点,信号源用于提供低频频段及中高频频段的激励信号;第一辐射体及第二辐射体在激励信号的激励下支持低频频段及中高频频段,电子设备在有限的空间内增加所支持的天线频段。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,具体涉及一种电子设备。
背景技术
随着通信技术的发展,具有通信功能的电子设备的普及度越来越高,且对于上网速度的要求越来越高,而随着电子设备的轻薄化、小型化的发展,电子设备内留给天线组件的空间越来越小。因此,如何在有限的空间内增加电子设备所支持的天线频段,成为需要解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种能够在有限的空间内增加所支持的天线频段的电子设备。
第一方面,本申请实施例提供的一种电子设备,所述电子设备包括天线组件,所述天线组件包括:
第一辐射体,所述第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点及第二自由端;
第二辐射体,所述第二辐射体包括第三自由端与第一接地端,所述第三自由端与所述第一自由端之间形成第一耦合缝隙,所述第一接地端接地;及
信号源,所述信号源电连接所述馈电点,所述信号源用于提供低频频段及中高频频段的激励信号;所述第一辐射体及所述第二辐射体在所述激励信号的激励下支持低频频段及中高频频段。
本申请实施例提供的一种电子设备,通过设置第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点及第二自由端;第二辐射体包括第三自由端与第一接地端,第三自由端与第一自由端之间形成第一耦合缝隙,第一接地端接地,信号源电连接馈电点,信号源用于提供低频频段及中高频频段的激励信号;第一辐射体及第二辐射体在激励信号的激励下支持低频频段及中高频频段,如此,天线组件具有超宽带特性,可同时覆盖低频频段和中高频频段,能够在有限的空间内增加所支持的天线频段。
第二方面,本申请实施例提供的一种电子设备,包括天线组件,所述天线组件包括:
第一辐射体,所述第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点、至少一个调谐点及第二自由端;及
信号源,所述信号源电连接所述馈电点,所述信号源用于提供低频频段的第一激励信号;
所述第一辐射体在所述第一激励信号的激励下形成支持第一频段的第一谐振模式及支持第二频段的第二谐振模式,所述第一频段及所述第二频段所形成的连续频段覆盖低频频段;所述第一谐振模式包括谐振于所述馈电点与所述第二自由端之间的1/4波长模式,所述第二谐振模式包括谐振于所述第一自由端与所述第二自由端之间的1/2波长模式。
本申请实施例提供的一种电子设备,通过设置第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点、至少一个调谐点及第二自由端;信号源电连接馈电点,信号源用于提供低频频段的第一激励信号;第一辐射体在第一激励信号的激励下形成支持第一频段的第一谐振模式及支持第二频段的第二谐振模式,第一频段及第二频段所形成的连续频段覆盖低频频段;第一谐振模式包括谐振于馈电点与第二自由端之间的1/4波长模式,第二谐振模式包括谐振于第一自由端与第二自由端之间的1/2波长模式,如此,通过两个谐振模式覆盖超宽带的低频频段,能够在有限的空间内增加所支持的天线频段。
第三方面,本申请实施例提供的一种电子设备,包括天线组件,所述天线组件包括:
第一辐射体,所述第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点、第一调谐点及第二自由端;
第二辐射体,所述第二辐射体包括第三自由端与第一接地端,所述第三自由端与所述第一自由端之间形成第一耦合缝隙,所述第一接地端接地;
第一调谐电路,所述第一调谐电路的一端电连接所述第一调谐点,所述第一调谐电路的另一端接地;及
信号源,所述信号源电连接所述馈电点,所述信号源用于提供中高频频段的激励信号;所述第一辐射体及所述第二辐射体在所述中高频频段的激励信号的激励下支持第一中高频子频段的第四谐振模式、第二中高频子频段的第五谐振模式及第三中高频子频段的第六谐振模式,所述第一中高频子频段、所述第二中高频子频段及所述第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖中高频频段。
本申请实施例提供的一种电子设备,通过设置第一辐射体,第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点、第一调谐点及第二自由端;第二辐射体包括第三自由端与第一接地端,第三自由端与第一自由端之间形成第一耦合缝隙,第一接地端接地;第一调谐电路的一端电连接第一调谐点,第一调谐电路的另一端接地;信号源电连接馈电点,信号源用于提供中高频频段的激励信号;第一辐射体及第二辐射体在中高频频段的激励信号的激励下支持第一中高频子频段的第四谐振模式、第二中高频子频段的第五谐振模式及第三中高频子频段的第六谐振模式,第一中高频子频段、第二中高频子频段及第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖中高频频段。如此,通过三个谐振模式覆盖超宽带的中高频频段,能够在有限的空间内增加所支持的天线频段。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请实施例一提供的一种电子设备的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的电子设备的局部分解示意图;
图3是本申请实施例提供的电子设备的背部视图;
图4是本申请实施例提供的一种天线组件的结构示意图;
图5a是本申请实施例提供的天线组件的S参数曲线;
图5b是本申请实施例提供的天线组件的效率曲线图;
图6是本申请实施例提供的天线组件在第一谐振模式下的电流分布示意图;
图7是本申请实施例提供的天线组件在第一谐振模式下的电流分布仿真图;
图8是本申请实施例提供的天线组件在第二谐振模式下的电流分布示意图;
图9是本申请实施例提供的天线组件在第一谐振模式下的电流分布仿真图;
图10是本申请实施例提供的天线组件在第一谐振模式下的3D方向图;
图11是本申请实施例提供的天线组件在第二谐振模式下的3D方向图;
图12是本申请实施例提供的电子设备中天线组件、小板、电声组件的结构分布示意图;
图13是本申请实施例提供的天线组件在第四谐振模式下的电流分布仿真图;
图14是本申请实施例提供的天线组件还包括第一调谐点和第一调谐电路的结构示意图;
图15是本申请实施例提供的天线组件还可以切换为卫星天线的结构示意图;
图16是本申请实施例提供的天线组件在第一子谐振模式下的电流分布仿真图;
图17是本申请实施例提供的天线组件在第二子谐振模式下的电流分布仿真图;
图18是本申请实施例提供的天线组件还包括第二调谐点和第二调谐电路的结构示意图;
图19是本申请实施例提供的天线组件在第六谐振模式下的电流分布仿真图;
图20是本申请实施例提供的天线组件在第四谐振模式下的3D方向图;
图21是本申请实施例提供的天线组件在第五谐振模式下的3D方向图;
图22是本申请实施例提供的天线组件在第六谐振模式下的3D方向图;
图23是本申请实施例提供的天线组件还包括第三辐射体的结构示意图;
图24是本申请实施例提供的天线组件在第三谐振模式下的电流分布示意图;
图25是本申请实施例二提供的电子设备中第一种天线组件的结构示意图;
图26是本申请实施例二提供的电子设备中第二种天线组件的结构示意图。
附图标号说明
电子设备1000;天线组件100;显示屏200;中框300;后盖400;中板310;边框320;参考地板500;主板600;电池700;小板800;电声组件900;顶边321;底边322;第一侧边323;第二侧边324;第一辐射体10;第二辐射体20;信号源40;第一自由端A1;馈电点B;第二自由端A2;第三自由端A3;第一接地端D1;匹配电路M;第三辐射体30;第四自由端A4;第二接地端D2;第一调谐点F1;第一调谐电路50;卫星信号源70;第二调谐点F2;第二调谐电路60。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,本申请所描述的实施例仅仅是一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请提供的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请的保护范围。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例所描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的、独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如:包含了一个或多个零部件的组件或设备没有限定于已列出的一个或多个零部件,而是可选地还包括没有列出的但所示例的产品固有的一个或多个零部件,或者基于所说明的功能其应具有的一个或多个零部件。
请参阅图1,图1为本申请第一实施例提供的一种电子设备1000的结构示意图。电子设备1000包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、计算机、可穿戴设备、无人机、机器人、数码相机等具有通讯功能的设备。本申请实施例以手机为例进行说明,其他的电子设备可参考本实施例。
请参阅图2,图2是电子设备1000的局部分解示意图。所述电子设备1000包括天线组件100,以电子设备1000为手机为例对天线组件100的工作环境进行举例说明。电子设备1000包括沿厚度方向依次设置的显示屏200、中框300及后盖400。其中,中框300包括中板310以及围接于中板310周侧的边框320。边框320可为导电边框。当然,在其他实施方式中,电子设备1000可不具有中板310。显示屏200、中板310及后盖400依次层叠设置,显示屏200与中板310之间、中板310与后盖400之间皆形成收容空间以收容主板600、摄像头模组、受话器模组、电池700、各种传感器等器件。边框320沿厚度方向的一侧围接于显示屏200的边缘,边框320沿厚度方向的另一侧围接于后盖400的边缘,以形成电子设备1000的完整的外观结构。本实施例中,边框320与中板310为一体结构,边框320与后盖400可为分体结构,以上为以手机为例的天线组件100的工作环境,但是本申请的天线组件100不限于上述的工作环境中。
请参阅图3,图3中为电子设备1000的背部视图。边框320包括相对设置的顶边321、底边322,以及连接于所述顶边321与所述底边322的第一侧边323及第二侧边324。其中,顶边321为使用者手持并竖屏使用电子设备1000时远离地面的一边,底边322为使用者手持并竖屏使用电子设备1000时朝向地面的一边。第一侧边323为使用者手持并竖屏使用电子设备1000时左侧边。第二侧边324为使用者手持并竖屏使用电子设备1000时右侧边。当然,第一侧边323还可以为使用者手持使用电子设备1000时右侧边。第二侧边324为使用者手持使用电子设备1000时左侧边。
电子设备1000还包括参考地板500。参考地板500设于边框320内。参考地板500的形状大致呈矩形。因为在手机中根据需要设置器件或者避让其他结构,在参考地板500的参考地边上开设各种槽、孔等。参考地板500包括但不限于为中板310的金属合金部分以及电路板(包括主板600及小板)的参考地金属部分。大致来看,电子设备1000中的参考地系统可等效为大致的矩形,故称为参考地板500。其中,参考地板500并不指示参考地的形状呈板状且为一块矩形板。
以下结合附图对于天线组件100的具体结构进行举例说明。
请参阅图3及图4,所述天线组件100包括第一辐射体10、第二辐射体20及信号源40。
本申请对第一辐射体10的材质不做具体的限定。可选的,第一辐射体10的材质为导电材质,包括但不限于为金属、合金等导电材质。本申请对于第一辐射体10的形状不做具体的限定。例如,所述第一辐射体10的形状包括但不限于条状、片状、杆状、涂层状、薄膜状等。图3所示的所述第一辐射体10仅仅为一种示例,并不能对本申请提供的所述第一辐射体10的形状造成限定。本实施例中,所述第一辐射体10皆呈条状。本申请对于所述第一辐射体10的延伸轨迹不做限定。可选的,第一辐射体10可以沿直线延伸、或者沿曲线延伸或者沿弯折线延伸。上述的所述第一辐射体10在延伸轨迹上可为宽度均匀的线条,也可以为宽度渐变、设有加宽区域等宽度不等的条形。
本申请对于第一辐射体10的形式不做具体的限定。可选的,所述第一辐射体10的形态包括但不限于为金属边框320、镶嵌于塑胶边框320内的金属框架、位于边框320内或表面的金属辐射体、成型于柔性电路板(Flexible Printed Circuit board,FPC)上的柔性电路板天线、通过激光直接成型(Laser Direct Structuring,LDS)的激光直接成型天线、通过印刷直接成型(Print Direct Structuring,PDS)的印刷直接成型天线、导电片天线(例如金属支架天线)等。本实施例中,以第一辐射体10为电子设备1000的金属边框320的一部分为例。
第二辐射体20的材质、形状、形式等皆可参考第一辐射体10的材质、形状、形式等。
请参阅图3及图4,所述第一辐射体10包括依次设置的第一自由端A1、馈电点B及第二自由端A2。
请参阅图3及图4,所述第二辐射体20包括第三自由端A3与第一接地端D1。所述第三自由端A3与所述第一自由端A1之间形成第一耦合缝隙H1。所述第一接地端D1接地。
本申请中所述的自由端是指与边框320上的其他导电部分通过绝缘断缝断开且未接地的一端。自由端也可以称为末端或开路端等。为了确保电子设备1000的边框320的结构强度,上述的绝缘断缝中填充有绝缘材质。
请参阅图3及图4,所述第一接地端D1电连接所述参考地板500,其中,电连接方式包括但不限于为直接电连接或间接电连接。例如,第一接地端D1通过接地弹片回地。再例如,所述第一辐射体10的第一接地端D1(边框上的一部分)与参考地板500的一部分(中板310的金属合金部分)互连为一体(物理回地)。
请参阅图4,所述第一辐射体10与第二辐射体20通过第一耦合缝隙H1进行容性耦合。其中,“容性耦合”是指所述第一辐射体10与第二辐射体20之间的第一耦合缝隙H1产生电场,所述第一辐射体10的信号能够通过电场传递至第二辐射体20,第二辐射体20的信号能够通过电场传递至所述第一辐射体10,以使所述第一辐射体10与第二辐射体20即使在未直接电连接的状态下也能够实现电信号导通。
请参阅图3及图4,所述信号源40电连接所述馈电点B。
所述信号源40包括但不限于射频收发芯片等。信号源40设于主板600上。信号源40与所述馈电点B的电连接方式包括但不限于为通过同轴线、微带线、导电弹片等方式间接方式。所述信号源40用于提供低频频段及中高频频段的激励信号,射频激励电流传输至所述第一辐射体10及第二辐射体20之后,能够激励起所述第一辐射体10及第二辐射体20产生谐振电流,形成谐振模态,以支持该谐振电流对应的频段。换言之,本申请提供的一个信号源40共同馈电低频频段及中高频频段的激励信号相较于单独提供分别馈电低频频段及中高频频段的激励信号的两个信号源40而言,能够减少射频传输线的设置,进而减少损耗,特别是对于信号源40设于主板600,辐射体设于远离主板600的位置(例如底边),通过设置一个信号源40及一根射频传输线传输射频激励信号至所述馈电点B,可减少一根射频传输线,并减少射频传输损耗。
其中,所述第一辐射体10及所述第二辐射体20在所述低频频段及中高频频段的激励信号的激励下产生多个谐振模式,并支持低频频段G1及中高频频段G2。举例而言,所述低频频段G1包括0.7GHz-0.96GHz。所述中高频频段G2包括1.71GHz-2.69GHz。换言之,天线组件100形成较宽带宽的低频天线和中高频频天线,当电子设备为手机时,本申请实现将手机天线的低中高频段(0.7~0.96GHz及1.71~2.69GHz)频段设计在同一天线上,能够在有限的空间内增加所支持的天线频段。
请参阅图3及图4,天线组件100还包括匹配电路M。所述匹配电路M电连接于所述信号源40与所述馈电点B之间。所述匹配电路M包括电容、电感中的至少一者,匹配电路M通过调节信号源40端口与所述第一辐射体10端口的阻抗匹配,利于信号源40在所述第一辐射体10、第二辐射体20上激励出谐振模式。
请参阅图5a,所述第一辐射体10在低频频段的激励信号的激励下形成支持第一低频子频段的第一谐振模式E1及支持第二低频子频段的第二谐振模式E2。换言之,低频频段的激励信号激励一个辐射体(所述第一辐射体10)上形成双谐振模式。
其中,第一低频子频段是第一谐振模式E1的有效作用频段,例如,S曲线中回波损耗-2dB以下(仅为举例)的部分。第二低频子频段是第二谐振模式E2的有效作用频段,例如,S曲线中回波损耗-2dB以下(仅为举例)的部分。可选的,第一谐振模式E1的谐振点为第一低频子频段的中心频点。第二谐振模式E2的谐振点为第二低频子频段的中心频点。
请参阅图5b,图5b是天线组件100的所述第一辐射体10支持第一谐振模式E1及第二谐振模式E2的效率曲线图。从效率曲线可以看出,虚线为辐射效率。实线为总效率。从总效率曲线可以看出,第一低频子频段和第二低频子频段具有较高的效率。
本实施例中,通过设计所述第一辐射体10的电长度、所述馈电点B与第二自由端A2之间的电长度、以及对匹配电路M进行设计,所述第一低频子频段及所述第二低频子频段所形成的连续频段覆盖所述低频频段G1。换言之,第一谐振模式E1的谐振点与第二谐振模式E2的谐振点相近,进而第一低频子频段与第二低频子频段至少部分重叠,并形成第一连续频段。该第一连续频段覆盖0.7GHz-0.96GHz。天线组件100的带宽大于0.26GHz。如此,天线组件100形成超宽带的低频天线。
本申请实施例提供的一种电子设备1000,通过设置所述第一辐射体10包括依次设置的所述第一自由端A1、所述馈电点B及第二自由端A2。第二辐射体20包括所述第三自由端A3与第一接地端D1,所述第三自由端A3与所述第一自由端A1之间形成第一耦合缝隙H1,第一接地端D1接地,信号源40电连接所述馈电点B,信号源40用于提供低频频段及中高频频段的激励信号。所述第一辐射体10及第二辐射体20在激励信号的激励下支持低频频段G1及中高频频段G2,如此,天线组件100具有超宽带特性,可同时覆盖低频频段和中高频频段,能够在有限的空间内增加所支持的天线频段。
可选的,请参阅图6及图7,所述第一谐振模式E1包括谐振于所述馈电点B与所述第二自由端A2之间的1/4波长模式。具体的,所述馈电点B与所述第二自由端A2之间的电长度接近于或为第一低频子频段的中心频点的1/4波长,以激励所述馈电点B与所述第二自由端A2之间形成支持第一低频子频段的1/4波长模式。在第一谐振模式E1下,谐振电流主要分布在所述馈电点B与第二自由端A2之间,且所述馈电点B与第二自由端A2之间形成由强至弱的谐振电流分布(例如图7中红色箭头所示)。本文所述的接近于为上下浮动1/10波长。所述馈电点B至第二自由端A2的天线形式类似于单极子天线,1/4波长模式是单极子天线的基态模式,故在所述馈电点B至第二自由端A2之间形成1/4波长模式具有较高的辐射效率。
可选的,请参阅图8及图9,所述第二谐振模式E2包括谐振于所述第一自由端A1与所述第二自由端A2之间的1/2波长模式。具体的,所述第一自由端A1与所述第二自由端A2之间的电长度接近于或为第二低频子频段的中心频点的1/2波长,以激励所述第一自由端A1与所述第二自由端A2之间形成支持第二低频子频段的1/2波长模式。在第二谐振模式E2下,谐振电流主要分布在所述第一自由端A1与所述第二自由端A2之间,且所述第一自由端A1与所述第二自由端A2之间形成由弱逐渐增强,再逐渐减弱的谐振电流分布(例如图9中红色箭头所示)。本文所述的接近于为上下浮动1/10波长。
本申请中所述的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为在自由场景中的传输时间。
本申请实施例提供的天线组件100,通过设计所述第一辐射体10的电长度、所述馈电点B与第二自由端A2之间的电长度、以及对匹配电路M进行设计,使所述第一辐射体10在低频频段的激励信号的激励下形成支持第一低频子频段的第一谐振模式E1及支持第二低频子频段的第二谐振模式E2,以在一个辐射体上产生支持覆盖0.7GHz-0.96GHz的双谐振模式,形成超宽带的低频天线。
可选的,通过设计所述馈电点B与第二自由端A2之间的电长度(例如,设计所述馈电点B与第二自由端A2之间的电长度接近于0.73GHz的1/4波长),使所述第一谐振模式E1的谐振点设于B28频段内,例如,第一谐振模式E1的谐振点为0.73GHz。
通过设计所述第一辐射体10的电长度(例如,设计所述第一辐射体10的电长度接近于0.92GHz的1/2波长),使所述第二谐振模式E2的谐振点位于B8频段内,例如,第二谐振模式E2的谐振点为0.92GHz。所述第一低频子频段与所述第二低频子频段形成连续频段覆盖所述低频频段G1(0.7GHz-0.96GHz)。
本实施例通过设计所述馈电点B与第二自由端A2之间的电长度、所述第一辐射体10的电长度,使所述第一谐振模式E1的谐振点设于B28频段内、所述第二谐振模式E2的谐振点位于B8频段内,如此,第一谐振模式E1能够支持B28频段、第二谐振模式E2能够支持B8频段,第一谐振模式E1所支持的第一低频子频段与第二低频子频段形成第一连续频段,该第一连续频段能够覆盖位于B28频段与B8频段之间的B5频段。如此,天线组件100上的第一谐振模式E1和第二谐振模式E2同时工作拓展了低频频段的工作频带宽度,以完整覆盖B28+B5+B8频段,进而电子设备1000可单独支持B28/B5/B8频段;或者,支持B28、B5、B8频段中的两者;或者,支持B28频段、B5频段及B8频段。
以上B28、B5、B8频段为电子设备1000工作在LTE 4G模式下的0.7GHz-0.96GHz频段。当然,电子设备1000还可以支持NR 5G模式下的0.7GHz-0.96GHz频段,即电子设备1000可支持N28、N5、N8频段中的任意一者或组合。当然,电子设备1000还可以同时支持NR 5G模式下的0.7GHz-0.96GHz频段和LTE 4G模式下的0.7GHz-0.96GHz频段,即电子设备1000可支持N28/B28、N5/B5、N8/B8频段中的任意一者或组合。
在一种可选的实施方式中,请参阅图3,所述第一辐射体10的一部分设于所述底边322,所述第一辐射体10的另一部分设于所述第一侧边323。所述第二辐射体20设于所述底边322。第一接地端D1、所述第三自由端A3、所述第一自由端A1、所述馈电点B依次位于底边322。第二自由端A2设于所述第一侧边323。
换言之,天线组件100构成低频和中高频的下天线。由于底边322的天线辐射体距离主板600的距离相对较远,一般技术中通过在主板600的信号源40接出射频传输线电连接底边322上的天线辐射体。一般设计低频下天线和中高频下天线时通过两个射频传输线分别电连接低频下天线的低频馈电点和中高频下天线的中高频馈电点。而两个射频传输线的长度皆较长,导致两个射频传输线上的射频损耗皆较大。本申请基于上述的问题,通过设计收发低频频段和中高频频段的芯片通过同一个射频传输线进行传输,以减少射频损耗,此外,在辐射体上将低频所述馈电点B与中高频所述馈电点B设计为一个所述馈电点B,实现低频与中高频共馈。
可选的,在射频前端电路中,可通过设计合路器将收发低频频段的芯片和中高频频段的芯片进行合路,低频频段和中高频频段信号相互独立运行,以避免低频频段的信号和中高频频段的信号之间的相互影响,以及低频频段信号与中高频频段信号可独立工作。
可选的,请参阅图3及图10,所述第一谐振模式E1下的主要辐射方向为所述电子设备1000上围绕平行于所述第一侧边323的轴线的方向。例如,所述第一侧边323的轴线的方向为Y轴方向,所述第一谐振模式E1下的主要辐射方向为围绕电子设备1000沿Y轴方向的中轴线的方向。具体的,第一谐振模式E1下的谐振电流分布在所述馈电点B至第二自由端A2之间,第一谐振模式E1的谐振电流主要在第一侧边323上,与单极子天线的辐射方向图相似,天线组件100在第一谐振模式E1下的辐射方向图也绕所述电子设备1000平行于所述第一侧边323的轴线的方向,该辐射方向图在绕所述电子设备1000平行于所述第一侧边323的轴线的方向上具有较大的波束宽度,进而使天线组件100工作在第一低频子频段时具有相对较好的辐射特性。例如,电子设备1000工作在第一低频子频段时用户携带电子设备1000的方位发生变化(例如旋转)仍具有较好的工作效率。
可选的,请参阅图3及图11,所述第二谐振模式E2下的主要辐射方向为所述第一侧边323背离所述第二侧边324的方向。进一步地,天线组件100在所述第二谐振模式E2下一部分能量从第一侧边323背离所述第二侧边324的方向且朝向后盖400方向辐射,还有一部分能量从第一侧边323背离所述第二侧边324的方向且朝向显示屏200方向辐射。具体的,第二谐振模式E2的谐振电流从所述第一自由端A1至第二自由端A2,其中,主要的电流分布所述第一辐射体10位于第一侧边323的部分,与T形天线(或偶极子天线)的辐射方向相似,在参考地板500的反射作用下,第二谐振模式E2的辐射方向图朝向第一侧边323背离参考地板500的一侧。第二谐振模式E2的辐射方向图在第一侧边323的延伸方向上和绕平行于所述第一侧边323的轴线的方向上皆具有较大的波束宽度,进而使天线组件100工作在第二低频子频段时具有相对较好的辐射特性。例如,电子设备1000工作在第二低频子频段时用户携带电子设备1000的方位发生变化(例如旋转)仍具有较好的工作效率。
可选的,请参阅图12,所述电子设备1000还包括电池700、小板800及电声组件900。所述电池700、所述小板800及所述电声组件900设于所述边框320所包围的空间内。
请参阅图12,主板600、电池700及小板800沿电子设备1000的长度方向依次设置。所述小板800设于所述电池700、部分的所述第一侧边323及部分的所述底边322所包围的区域内。所述小板800背离所述第一侧边323的一端与所述第一耦合缝隙H1邻近设置。换言之,小板800在电子设备1000的宽度方向的长度与所述第一辐射体10在底边322的长度接近。所述电声组件900设于所述小板800与所述第二侧边324之间。所述电声组件900与所述第二辐射体20相邻设置。第二侧边324、电声组件900、小板800及第一侧边323沿电子设备1000的宽度方向依次设置。
由于本申请中设计的低频+中高频天线共用一个所述馈电点B,所述馈电点B皆设于所述第一辐射体10上,第二辐射体20上未设置所述馈电点B,故小板800可设于所述第一辐射体10所在区域内,无需在第二辐射体20所在区域内设置小板800,如此设计,相较于所述第一辐射体10和第二辐射体20分别设置所述馈电点B,需要在所述第一辐射体10和第二辐射体20所在区域皆设置电路板,本申请实施例的设计可将减少小板800所铺设的面积,以腾出空间给电声组件900等其他组件,另外,由于电子设备1000的底边322设有USB充电组件及电连接USB充电组件的电路板(小板800),天线组件100的匹配电路M等可与USB充电组件共用电路板(小板800)。无需额外设置电路板以及改变原本USB充电组件的位置。
在其他实施方式中,所述第一辐射体10、第二辐射体20还可以设于边框320上的其他位置,例如顶边321等。
可选的,请参阅图5a,所述第二辐射体20在中高频频段的激励信号的激励下形成支持第一中高频子频段的第四谐振模式E4、第二中高频子频段的第五谐振模式E5及第三中高频子频段的第六谐振模式E6。换言之,中高频频段的激励信号激励所述第一辐射体10及第二辐射体20上形成三个谐振模式。
其中,第一中高频子频段是第四谐振模式E4的有效作用频段,例如,S曲线中回波损耗-4dB以下(仅为举例)的部分。第二中高频子频段是第五谐振模式E5的有效作用频段,例如,S曲线中回波损耗-4dB以下(仅为举例)的部分。第三中高频子频段是第六谐振模式E6的有效作用频段,例如,S曲线中回波损耗-4dB以下(仅为举例)的部分。
可选的,第四谐振模式E4的谐振点为第一中高频子频段的中心频点。第五谐振模式E5的谐振点为第二中高频子频段的中心频点。第六谐振模式E6的谐振点为第三中高频子频段的中心频点。
所述第一中高频子频段、所述第二中高频子频段及所述第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖所述中高频频段G2。
本实施例中,通过设计所述第一辐射体10的电长度、第二辐射体20的电长度、所述馈电点B与所述第一自由端A1之间的电长度、以及对匹配电路M进行设计,所述第一中高频子频段、所述第二中高频子频段、第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖所述中高频频段G2。换言之,第四谐振模式E4的谐振点、第五谐振模式E5的谐振点、第六谐振模式E6的谐振点相近,进而所述第一中高频子频段、所述第二中高频子频段、第三中高频子频段第二连续频段。该第二连续频段覆盖1.71GHz-2.69GHz。天线组件100的带宽大于0.98GHz。如此,天线组件100形成超宽带的中高频天线。
可选的,通过设计第一耦合缝隙H1的大小、所述馈电点B与所述第一自由端A1之间的电长度、第二辐射体20的电长度、匹配电路M,使所述第四谐振模式E4的谐振点设于B1频段内,例如,第四谐振模式E4的谐振点在2.04GHz。所述第四谐振模式E4所支持的所述第一中高频子频段包括B3频段、B1频段。
通过设计第一耦合缝隙H1的大小、所述馈电点B与所述第一自由端A1之间的电长度、第二辐射体20的电长度、匹配电路M、所述第一辐射体10上的调谐电路,所述第五谐振模式E5的谐振点设于B40频段内,例如,所述第五谐振模式E5的谐振点在2.31GHz。
通过设计第二辐射体20的电长度、匹配电路M,所述第六谐振模式E6的谐振点设于B41频段内,例如,所述第六谐振模式E6的谐振点在2.69GHz。
以上的第四谐振模式E4的谐振点、第五谐振模式E5的谐振点、所述第六谐振模式E6的谐振点相近,且第四谐振模式E4的第一中高频子频段、第五谐振模式E5的第二中高频子频段、所述第六谐振模式E6的第三中高频子频段形成连续频段,使天线组件100在B3频段、B1频段、B40频段及B41频段皆具有较好的效率。
换言之,所述中高频频段G2包括B3频段、B1频段、B40频段及B41频段。
本实施例通过设计所述第四谐振模式E4的谐振点设于B1频段内、所述第五谐振模式E5的谐振点设于B40频段内、所述第六谐振模式E6的谐振点设于B41频段内,如此,第四谐振模式E4能够支持B1频段、第五谐振模式E5能够支持B40频段、所述第六谐振模式E6能够支持B41频段,第四谐振模式E4、第五谐振模式E5及第六谐振模式E6所支持的第一中高频子频段、第二中高频子频段、第三中高频子频段形成第二连续频段,该第二连续频段能够覆盖B3+B1+B40+B41频段。如此,天线组件100上的第四谐振模式E4、第五谐振模式E5及第六谐振模式E6同时工作拓展了中高频频段的工作频带宽度,以完整覆盖B3+B1+B40+B41频段,进而电子设备1000可支持B3频段、B1频段、B40频段、B41频段中的至少一者。
以上B3频段、B1频段、B40频段、B41频段为电子设备1000工作在LTE 4G模式下的1.71GHz-2.69GHz频段。当然,电子设备1000还可以支持NR 5G模式下的1.71GHz-2.69GHz频段,即电子设备1000可支持N3频段、N1频段、N40频段、N41频段中的任意一者或组合。当然,电子设备1000还可以同时支持NR 5G模式下的0.7GHz-0.96GHz频段和LTE 4G模式下的0.7GHz-0.96GHz频段,即电子设备1000可支持B3/N3频段、B1/N1频段、B40/N40频段、B41/N41频段中的任意一者或组合。
可选的,请参阅图13,所述第四谐振模式E4的主要谐振电流分布在所述馈电点B与所述第一接地端D1之间。由于所述第一辐射体10与第二辐射体20之间通过第一耦合缝隙H1耦合,所述第一辐射体10与第二辐射体20可看作为一个整体枝节。所述第四谐振模式E4在所述馈电点B至所述第一自由端A1之间的谐振电流方向与在所述第三自由端A3至所述第一接地端D1之间的谐振电流方向相同(例如图15中红色箭头所示),可看作为从所述馈电点B至第一接地端D1之间形成的整体同向电流,该模式辐射效率较高,称为共模。本实施方式中在所述馈电点B与第一接地端D1之间激励产生的第四谐振模式E4在所述馈电点B与所述第一自由端A1之间的谐振电流方向与在所述第三自由端A3至所述第一接地端D1之间的谐振电流方向相同,同向的谐振电流所形成能量场相叠加,进而加强第四谐振模式E4的谐振,增加第一中高频子频段的效率。
可选的,第一耦合缝隙H1的缝隙尺寸小于第二耦合缝隙H2的缝隙尺寸。例如,第二耦合缝隙H2约为1.2mm,所述第一耦合缝隙H1为0.5mm-1mm,例如,第一耦合缝隙H1为0.8mm。通过设计第一耦合缝隙H1的尺寸相对较小,以增加所述第一辐射体10与第二辐射体20之间的耦合,进而更加容易激励出第四谐振模式E4,进而在所述馈电点B与第一接地端D1之间形成同向的谐振电流,形成共模,提升在第一中高频子频段下的辐射效率。
可选的,请参阅图14,所述第一辐射体10还包括第一调谐点F1。所述第一调谐点F1位于所述馈电点B与所述第二自由端A2之间。可选的,第一接地端D1、所述第三自由端A3、所述第一自由端A1、所述馈电点B及第一调谐点F1皆设于底边322。
请参阅图14,所述天线组件100还包括第一调谐电路50。可选的,第一调谐电路50可设于小板800上。所述第一调谐电路50的一端电连接(例如通过导电弹片电连接)所述第一调谐点F1,所述第一调谐电路50的另一端接地。所述第一调谐电路50用于对天线阻抗进行微调。
可选的,所述第一调谐电路50包括小电感、或0欧姆电阻、或小电感与小电容的并联电路。第一调谐电路50对于中高频而言为小阻抗下地。
可选的,所述第五谐振模式E5包括第一子谐振模式及第二子谐振模式。换言之,第五谐振模式E5为双波谐振。进一步地,第五谐振模式E5在不同的相位下具有不同的谐振模式。第一子谐振模式、第二子谐振模式的电流分布不同、方向图也不同,故第五谐振模式E5的方向图具有较大的覆盖范围,进而提升第二中高频子频段的信号稳定性。
举例而言,第二中高频子频段的中心频点为2.31GHz,该频点下有多个模式共同参与辐射。当相位为21.5°时,所述第二自由端A2至所述第一调谐点F1的四分之三波长模式电流幅度达到极大值。当相位为101.25°时,所述馈电点B至所述第一自由端A1之间的共模模式电流幅度达到极大值。
在其他实施方式中,请参阅图15,所述第一辐射体10的部分、第二辐射体20可设于顶边321,所述第一辐射体10的另一部分设于第一侧边323。电子设备1000还包括提供卫星激励信号的卫星信号源70,卫星信号源70可通过开关单元K可切换地电连接所述馈电点B,卫星信号源70可为天通卫星信号源70。卫星信号源70激励所述第一辐射体10上形成第五谐振模式E5,其中,第五谐振模式E5包括在第一相位下的第一子谐振模式和第二相位下的第二子谐振模式。其中,第一相位与第二相位之差为70-110°之间。第一子谐振模式的电流主要分布在第一侧边323上的第一调谐点F1与第二自由端A2之间,第二谐振模式E2的电流主要分布在顶边321。故第一子谐振模式与第二子谐振模式所形成的电流形成正交、相位相差接近90°、幅值相近的电流对,进而形成圆极化波,以圆极化波的形式支持天通卫星频段,提高天通卫星频段的辐射效率。
进一步地,第一侧边323可为(用户面朝)显示屏200的右侧边,如此,根据左手定则,可形成朝向后盖400侧的能量辐射方向,便于朝向空中的卫星通信。
请参阅图16,所述第一子谐振模式包括谐振于所述第二自由端A2至所述第一调谐点F1的3/4波长模式。具体的,所述第二自由端A2至所述第一调谐点F1之间的电长度接近于或为第二中高频子频段的中心频点的3/4波长,以激励所述第二自由端A2至所述第一调谐点F1之间形成支持第二中高频子频段的3/4波长模式。在第一子谐振模式下,谐振电流主要分布在所述第二自由端A2至所述第一调谐点F1之间,且所述第二自由端A2至所述第一调谐点F1之间形成由弱-强-弱、弱-强的谐振电流分布。所述第二子谐振模式的主要谐振电流分布在所述馈电点B与所述第一接地端D1之间。
请参阅图17,所述第二子谐振模式在所述馈电点B至所述第一自由端A1之间的谐振电流方向与在所述第三自由端A3至所述第一接地端D1之间的谐振电流方向相同。第二子谐振模式与第四谐振模式E4的谐振电流分布相同。
可选的,请参阅图18,所述第一辐射体10还包括第二调谐点F2。所述第二调谐点F2位于所述第一调谐点F1与所述第二自由端A2之间。所述天线组件100还包括第二调谐电路60。所述第二调谐电路60的一端电连接(通过导电弹片电连接)所述第二调谐点F2,所述第二调谐电路60的另一端接地。所述第二调谐电路60包括电感或开路。第二调谐电路60用于进行天线阻抗微调,例如,调谐第一谐振模式E1的谐振点、第二谐振模式E2的谐振点、第一子谐振模式的谐振点。可选的,第二调谐点F2可设于第一侧边323上与小板800相近的位置,以便于第二调谐电路60设于小板800上。
当然,在其他实施方式中,所述第一辐射体10还可以设有其他调谐点及调谐电路,以调谐出更多谐振模式,或调谐谐振模式的谐振点位于适合的位置。
可选的,请参阅图19,所述第六谐振模式E6包括所述第一接地端D1至所述第三自由端A3之间的1/4波长模式。具体的,所述第一接地端D1至所述第三自由端A3之间的电长度接近于或为第三中高频子频段的中心频点的1/4波长,以激励所述第一接地端D1至所述第三自由端A3之间形成支持第三中高频子频段的1/4波长模式。在第六谐振模式E6下,谐振电流主要分布在所述第一接地端D1至所述第三自由端A3之间,且所述第一接地端D1至所述第三自由端A3之间形成由强至弱的谐振电流分布。
请参阅图20-图22,图20是本申请实施例提供的电子设备1000中天线组件100在第四谐振模式E4的3D方向图。图21是本申请实施例提供的电子设备1000中天线组件100在第五谐振模式E5的3D方向图。图22是本申请实施例提供的电子设备1000中天线组件100在第六谐振模式E6的3D方向图。
所述第四谐振模式E4下的主要辐射方向、所述第五谐振模式E5下的主要辐射方向、所述第六谐振模式E6下的主要辐射方向皆为所述电子设备1000的后盖400朝向侧。天线组件100工作在中高频频段时,朝向后盖400侧具有较大的波束覆盖角度。在顶边321-后盖400-底边322的方位角上具有较高的覆盖角度,在第一侧边323-后盖400-第二侧边324的方位角上具有较高的覆盖角度,如此,电子设备1000工作在中高频频段时具有相对较好的通信性能。
本申请实施例提供的电子设备1000,通过设计所述第一辐射体10包括依次设置的所述第一自由端A1、所述馈电点B及第二自由端A2。第二辐射体20包括所述第三自由端A3与第一接地端D1,所述第三自由端A3与所述第一自由端A1之间形成第一耦合缝隙H1,第一接地端D1接地,信号源40电连接所述馈电点B,信号源40用于提供低频频段及中高频频段的激励信号。所述第一辐射体10及第二辐射体20在激励信号的激励下支持低频频段G1及中高频频段G2,低频频段G1包括0.7GHz-0.96GHz,中高频频段G2包括1.71GHz-2.69GHz,天线组件100具有超宽带特性,可同时覆盖LTE B28频段、B5频段、B8频段、B3频段、B1频段、B40频段、B41频段;天线组件100无需开关切换频段,成本降低;LMHB射频激励信号合馈入所述第一辐射体10,以少用一个射频合路器或少用一根射频传输线,同时减少射频插损,提高性能;将天线组件100的低中高(0.7~0.96GHz,1.71~2.69GHz)频段设计在同一天线上;在单天线上同时激励起多个模式,形成多谐振,实现超宽带特性,基本覆盖了当前手机蜂窝天线组件100所需的LTE工作频频且不需要开关进行切换,成本较低。
可选的,请参阅图23,所述电子设备1000还包括第三辐射体30。第三辐射体30的材质、形状、形式等皆可参考所述第一辐射体10的材质、形状、形式等。
请参阅图23,所述第三辐射体30包括第四自由端A4及第二接地端D2。所述第四自由端A4与所述第一自由端A1之间形成第二耦合缝隙H2。所述第一辐射体10与第三辐射体30通过第二耦合缝隙H2耦合。
第二接地端D2电连接参考地板500。第二接地端D2电连接参考地板500的方式可参考第一接地端D1电连接参考地板500的方式。
所述第三辐射体30在所述低频频段的激励信号的激励下形成支持第三低频子频段的第三谐振模式。换言之,低频频段的激励信号激励所述第一辐射体10及第三辐射体30上形成三个谐振模式。三个谐振模式包括第一谐振模式E1、第二谐振模式E2及第三谐振模式。其中,所述第三谐振模式包括所述第四自由端A4与所述第二接地端D2之间的1/4波长模式。
具体的,请参阅图24,所述第四自由端A4与所述第二接地端D2之间的电长度接近于或为第三低频子频段的中心频点的1/4波长,以激励所述第四自由端A4与所述第二接地端D2之间形成支持第三低频子频段的1/4波长模式。在第三谐振模式下,谐振电流主要分布在第四自由端A4与所述第二接地端D2之间,且第四自由端A4与所述第二接地端D2之间形成由强至弱的谐振电流分布。
所述第一低频子频段、所述第二低频子频段及所述第三低频子频段形成连续频段覆盖所述低频频段G1。换言之,第一谐振模式E1的谐振点与第二谐振模式E2的谐振点、第三谐振模式的谐振点相近,通过设计三个低频子频段形成连续频段,以对0.7GHz-0.96GHz形成更加全面的覆盖,以及提升工作在0.7GHz-0.96GHz带内的效率。
本实施例通过在所述第一辐射体10背离第二辐射体20的一侧设置第三辐射体30,设计所述第四自由端A4与所述第二接地端D2之间的电长度接近于或为第三低频子频段的中心频点的1/4波长,该第三辐射体30在LB频段的激励信号的作用下产生支持第三低频子频段的第三谐振模式,第三低频子频段与第一低频子频段、第二低频子频段形成连续频段,进而对0.7GHz-0.96GHz形成更加全面的覆盖,以及提升工作在0.7GHz-0.96GHz带内的效率。
可选的,第三低频子频段的中心频点大于第二低频子频段的中心频点,第二低频子频段的中心频点大于第一低频子频段的中心频点。通过设计第三低频子频段的中心频点大于第二低频子频段的中心频点,如此,第三辐射体30的长度可小于所述第一辐射体10的长度的一半,进而可尽可能的减少第三辐射体30的长度,减少天线组件100的整体尺寸。通过设计第二低频子频段的中心频点大于第三低频子频段的中心频点,如此,所述馈电点B至第二自由端A2之间的电长度可大于所述第一辐射体10的长度的一半,即所述馈电点B位于所述第一辐射体10的中心位置与所述第一自由端A1之间,如此,相较于第一低频子频段的中心频点大于第二低频子频段的中心频点的实施方式,可在确保所述第一辐射体10支持第一谐振模式E1和第二谐振模式E2的情况下还尽可能的减少所述第一辐射体10的尺寸。
具体的,第三低频子频段可覆盖B8频段,第二低频子频段可覆盖B5频段,第一低频子频段可覆盖B28频段。
本申请实施例提供的电子设备1000,通过设计所述第一辐射体10包括依次设置的所述第一自由端A1、所述馈电点B及第二自由端A2。第二辐射体20包括所述第三自由端A3与第一接地端D1,所述第三自由端A3与所述第一自由端A1之间形成第一耦合缝隙H1,第一接地端D1接地,信号源40电连接所述馈电点B,信号源40用于提供低频频段及中高频频段的激励信号。所述第一辐射体10及第二辐射体20在激励信号的激励下支持低频频段G1及中高频频段G2,低频频段G1包括0.7GHz-0.96GHz,中高频频段G2包括1.71GHz-2.69GHz,天线组件100具有超宽带特性,可同时覆盖LTE B28频段、B5频段、B8频段、B3频段、B1频段、B40频段、B41频段;天线组件100无需开关切换频段,成本降低;LMHB射频激励信号合馈入所述第一辐射体10,以少用一个射频合路器或少用一根射频传输线,同时减少射频插损,提高性能;将天线组件100的低中高(0.7~0.96GHz,1.71~2.69GHz)频段设计在同一天线上;在单天线上同时激励起多个模式,形成多谐振,实现超宽带特性,基本覆盖了当前手机蜂窝天线组件100所需的LTE工作频频且不需要开关进行切换,成本较低。
请参阅图25,本申请第二实施例提供的一种电子设备1000,电子设备1000包括天线组件100。天线组件100包括所述第一辐射体10及信号源40。
所述第一辐射体10包括依次设置的所述第一自由端A1、所述馈电点B、至少一个调谐点及第二自由端A2。本实施例中的所述第一辐射体10的结构与第一实施例中的所述第一辐射体10的结构相同。
所述信号源40电连接所述馈电点B。所述信号源40用于提供低频频段的第一激励信号。
请参阅图5a,所述第一辐射体10在所述第一激励信号的激励下形成支持第一频段的第一谐振模式E1及支持第二频段的第二谐振模式E2。所述第一频段及所述第二频段所形成的连续频段覆盖低频频段G1。所述第一谐振模式E1包括谐振于所述馈电点B与所述第二自由端A2之间的1/4波长模式。所述第二谐振模式E2包括谐振于所述第一自由端A1与所述第二自由端A2之间的1/2波长模式。所述低频频段G1包括0.7GHz-0.96GHz。本实施例中的第一谐振模式E1与第一实施例中的第一谐振模式E1相同。本实施例中的第二谐振模式E2与第一实施例中的第二谐振模式E2相同。
本申请实施例提供的一种电子设备1000,通过设置所述第一辐射体10包括依次设置的所述第一自由端A1、所述馈电点B、至少一个调谐点及第二自由端A2。信号源40电连接所述馈电点B,信号源40用于提供低频频段的第一激励信号。所述第一辐射体10在第一激励信号的激励下形成支持第一频段的第一谐振模式E1及支持第二频段的第二谐振模式E2,第一频段及第二频段所形成的连续频段覆盖低频频段G1。第一谐振模式E1包括谐振于所述馈电点B与第二自由端A2之间的1/4波长模式,第二谐振模式E2包括谐振于所述第一自由端A1与第二自由端A2之间的1/2波长模式,低频频段G1包括0.7GHz-0.96GHz,如此,通过两个谐振模式覆盖超宽带的低频频段,能够在有限的空间内增加所支持的天线频段。
请参阅图26,天线组件100还可以包括第三辐射体30,本实施例中的第三辐射体30的结构和作用与第一实施例中的第三辐射体30的结构和作用相同,以形成三谐振模式的超宽带的低频天线。
可选的,请参阅图3,所述天线组件100还包括第二辐射体20。所述第二辐射体20包括所述第三自由端A3与第一接地端D1。所述第三自由端A3与所述第一自由端A1之间形成第一耦合缝隙H1。所述第一接地端D1接地。本实施例中的第二辐射体20的结构和作用与第一实施例中的第二辐射体20的结构和作用相同。
所述信号源40还用于提供中高频频段的激励信号。即所述馈电点B为低频频段和中高频频段的共馈点。所述第二辐射体20在中高频频段的激励信号的激励下形成支持第一中高频子频段的第四谐振模式E4、第二中高频子频段的第五谐振模式E5及第三中高频子频段的第六谐振模式E6。所述第一中高频子频段、所述第二中高频子频段及所述第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖中高频频段G2。所述中高频频段G2包括1.71GHz-2.69GHz。本实施例中的第四谐振模式E4与第一实施例中的第四谐振模式E4相同。本实施例中的第五谐振模式E5与第一实施例中的第五谐振模式E5相同。本实施例中的第六谐振模式E6与第一实施例中的第六谐振模式E6相同。
本申请实施例提供的电子设备1000,通过设计所述第一辐射体10包括依次设置的所述第一自由端A1、所述馈电点B及第二自由端A2。第二辐射体20包括所述第三自由端A3与第一接地端D1,所述第三自由端A3与所述第一自由端A1之间形成第一耦合缝隙H1,第一接地端D1接地,信号源40电连接所述馈电点B,信号源40用于提供低频频段及中高频频段的激励信号。所述第一辐射体10及第二辐射体20在激励信号的激励下支持低频频段G1及中高频频段G2,低频频段G1包括0.7GHz-0.96GHz,中高频频段G2包括1.71GHz-2.69GHz,天线组件100具有超宽带特性,可同时覆盖LTE B28频段、B5频段、B8频段、B3频段、B1频段、B40频段、B41频段;天线组件100无需开关切换频段,成本降低;LMHB射频激励信号合馈入所述第一辐射体10,以少用一个射频合路器或少用一根射频传输线,同时减少射频插损,提高性能;将天线组件100的低中高(0.7~0.96GHz,1.71~2.69GHz)频段设计在同一天线上;在单天线上同时激励起多个模式,形成多谐振,实现超宽带特性,基本覆盖了当前手机蜂窝天线组件100所需的LTE工作频频且不需要开关进行切换,成本较低。
请参阅图14,本申请第三实施例提供的一种电子设备1000。电子设备1000包括天线组件100。所述天线组件100包括所述第一辐射体10、第二辐射体20、第一调谐电路50及信号源40。本实施例中的所述第一辐射体10的结构与第一实施例中的所述第一辐射体10的结构相同。本实施例中的第二辐射体20的结构与第一实施例中的第二辐射体20的结构相同。本实施例中的第一调谐电路50的结构与第一实施例中的第一调谐电路50的结构相同。
请参阅图14,所述第一辐射体10包括依次设置的所述第一自由端A1、所述馈电点B、第一调谐点F1及第二自由端A2。
请参阅图14,所述第二辐射体20包括所述第三自由端A3与第一接地端D1。所述第三自由端A3与所述第一自由端A1之间形成第一耦合缝隙H1。所述第一接地端D1接地。
所述第一调谐电路50的一端电连接所述第一调谐点F1。所述第一调谐电路50的另一端接地。
请参阅图14,所述信号源40电连接所述馈电点B。所述信号源40用于提供中高频频段的激励信号。所述第一辐射体10及所述第二辐射体20在所述中高频频段的激励信号的激励下支持第一中高频子频段的第四谐振模式E4、第二中高频子频段的第五谐振模式E5及第三中高频子频段的第六谐振模式E6。所述第一中高频子频段、所述第二中高频子频段及所述第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖中高频频段G2。所述中高频频段G2包括1.71GHz-2.69GHz。
本申请实施例提供的一种电子设备1000,通过设置所述第一辐射体10,所述第一辐射体10包括依次设置的所述第一自由端A1、所述馈电点B、第一调谐点F1及第二自由端A2。第二辐射体20包括所述第三自由端A3与第一接地端D1,所述第三自由端A3与所述第一自由端A1之间形成第一耦合缝隙H1,第一接地端D1接地。第一调谐电路50的一端电连接第一调谐点F1,第一调谐电路50的另一端接地。信号源40电连接所述馈电点B,信号源40用于提供中高频频段的激励信号。所述第一辐射体10及第二辐射体20在中高频频段的激励信号的激励下支持第一中高频子频段的第四谐振模式E4、第二中高频子频段的第五谐振模式E5及第三中高频子频段的第六谐振模式E6,第一中高频子频段、第二中高频子频段及第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖中高频频段G2,中高频频段G2包括1.71GHz-2.69GHz。如此,通过三个谐振模式覆盖超宽带的中高频频段,能够在有限的空间内增加所支持的天线频段。
可选的,所述第四谐振模式E4在所述馈电点B至所述第一自由端A1之间与所述第三自由端A3至所述第一接地端D1之间形成同向的谐振电流。本实施例中的第四谐振模式E4与第一实施例中的第四谐振模式E4相同。
可选的,所述第五谐振模式E5包括第一子谐振模式及第二子谐振模式。所述第一子谐振模式包括谐振于所述第二自由端A2至所述第一调谐点F1的3/4波长模式。所述第二子谐振模式在所述馈电点B至所述第一自由端A1之间与所述第三自由端A3至所述第一接地端D1之间形成同向谐振电流。本实施例中的第五谐振模式E5与第一实施例中的第五谐振模式E5相同。
可选的,所述第六谐振模式E6包括所述第一接地端D1至所述第三自由端A3之间的1/4波长模式。本实施例中的第六谐振模式E6与第一实施例中的第六谐振模式E6相同。
可选的,所述信号源40还用于提供低频频段的第一激励信号。所述第一辐射体10在所述第一激励信号的激励下形成支持第一频段的第一谐振模式E1及支持第二频段的第二谐振模式E2。所述第一频段及所述第二频段所形成的连续频段覆盖低频频段G1。所述第一谐振模式E1包括谐振于所述馈电点B与所述第二自由端A2之间的1/4波长模式。所述第二谐振模式E2包括谐振于所述第一自由端A1与所述第二自由端A2之间的1/2波长模式。所述低频频段G1包括0.7GHz-0.96GHz。
以上可知,本申请通过设计所述第一辐射体10包括依次设置的所述第一自由端A1、所述馈电点B及第二自由端A2。第二辐射体20包括所述第三自由端A3与第一接地端D1,所述第三自由端A3与所述第一自由端A1之间形成第一耦合缝隙H1,第一接地端D1接地,信号源40电连接所述馈电点B,信号源40用于提供低频频段及中高频频段的激励信号。所述第一辐射体10及第二辐射体20在激励信号的激励下支持低频频段G1及中高频频段G2,低频频段G1包括0.7GHz-0.96GHz,中高频频段G2包括1.71GHz-2.69GHz,如此,天线组件100具有超宽带特性,可同时覆盖低频频段和中高频频段,能够在有限的空间内增加所支持的天线频段。本申请提出一种无开关低成本天线方案,无需设置开关切换即可支持0.703~0.96GHz、1.71~2.69GHz频段,覆盖LTE B28/B5/B8/B3/B1/B40/B41频段(LMHB)。
请参阅图12,天线组件100包括所述第一辐射体10和第二辐射体20。所述第一辐射体10的所述馈电点B与低中高频频段的射频信号源40相连进行馈电,射频信号通常通过一根射频传输线从主板600传至小板800。第一调谐点F1通过导电弹片与小板800上的第一调谐电路50相连,本实施例中,第一调谐电路50为小电感到地,对天线组件100阻抗进行微调。第一调谐点F1也可以直接与中框金属相连进行回地。第二调谐点F2通过导电弹片与小板800上的第二调谐电路60相连。本实施例中,第二调谐电路60为直接开路。第一接地端D1是第二辐射体20的回地点,第二辐射体20与中框相连即可。第一耦合缝隙H1和第二耦合缝隙H2是边框320上两个开缝的位置。上述各个点位置均可调节。
请参阅图7,当天线组件100工作在LTE B28/B5/B8频段(0.703~0.96GHz)时,在频段范围内具有两个模式,其中第一谐振模式E1谐振在0.73GHz(B28频段),电流集中所述馈电点B和第二自由端A2之间,形成1/4波长的IFA模式。
请参阅图9,第二谐振模式E2谐振在0.92GHz(B8频段,兼顾B5频段),为所述第一自由端A1和第二自由端A2之间的二分之一波长模式。
请参阅图10,第一谐振模式E1与第二谐振模式E2的方向图也不相同,IFA模式(第一谐振模式E1)的电流为饼圈形。
请参阅图11,二分之一波长模式(第二谐振模式E2)主要靠枝节电流辐射,受中框地板反射后朝右侧辐射。两种模式同时工作拓展了低频的工作频带宽度,使其可以完整覆盖LTE B28/B5/B8频段。
一般技术中是在第一调谐点F1上设置开关切换低频的位置。本申请是去开关且产生两个谐振模式以支持较宽的频段,以支持LB频带。
请参阅图13,1.71~2.69GHz频段范围内具有三个模式。第四谐振模式E4的谐振点2.04GHz的电流分布,电流主要集中在第一接地端D1-所述第三自由端A3和所述第一自由端A1-所述馈电点B两段枝节上,且枝节上的电流分布为同向的,形成整体电流,因此该模式辐射效率较高,称为共模。所述馈电点B-所述第一自由端A1的长度大于第一接地端D1-所述第三自由端A3的长度,但所述馈电点B-所述第一自由端A1的长度小于第四谐振模式E4的谐振点的1/4波长。
请参阅图16及图17,第五谐振模式E5的谐振点为2.31GHz,该频点下有多个模式共同参与辐射,当相位为21.5°时,第一调谐点F1-第二自由端A2枝节的四分之三波长模式电流幅度达到极大值。当相位为101.25°时,第一接地端D1-所述馈电点B枝节的共模模式电流幅度达到极大值,两个模式的混合叠加。
请参阅图19,第六谐振模式E6的谐振点为2.69GHz,第六谐振模式E6在该频点主要激励起了第一接地端D1-所述第三自由端A3枝节的四分之一波长谐振模式。
本申请实施例提供的电子设备1000,天线组件100具有超宽带特性,可同时覆盖LTE B28频段、B5频段、B8频段、B3频段、B1频段、B40频段、B41频段;天线组件100无需开关切换频段,成本降低;LMHB射频激励信号合馈入所述第一辐射体10,以少用一个射频合路器或少用一根射频传输线,同时减少射频插损,提高性能;将天线组件100的低中高(0.7~0.96GHz,1.71~2.69GHz)频段设计在同一天线上;在单天线上同时激励起多个模式,形成多谐振,实现超宽带特性,基本覆盖了当前手机蜂窝天线组件100所需的LTE工作频频且不需要开关进行切换,成本较低。本申请的天线组件100,例如各点的位置,缝隙的位置及枝节的长度,以及匹配电路M,均可以根据实际情况进行微调。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (21)
1.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括天线组件,所述天线组件包括:
第一辐射体,所述第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点及第二自由端;
第二辐射体,所述第二辐射体包括第三自由端与第一接地端,所述第三自由端与所述第一自由端之间形成第一耦合缝隙,所述第一接地端接地;及
信号源,所述信号源电连接所述馈电点,所述信号源用于提供低频频段及中高频频段的激励信号;所述第一辐射体及所述第二辐射体在所述激励信号的激励下支持所述低频频段和所述中高频频段。
2.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一辐射体在低频频段的激励信号的激励下形成支持第一低频子频段的第一谐振模式及支持第二低频子频段的第二谐振模式,所述第一低频子频段及所述第二低频子频段所形成的连续频段覆盖所述低频频段;所述第一谐振模式包括谐振于所述馈电点与所述第二自由端之间的1/4波长模式,所述第二谐振模式包括谐振于所述第一自由端与所述第二自由端之间的1/2波长模式。
3.如权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述第一谐振模式的谐振点设于B28频段内,所述第二谐振模式的谐振点位于B8频段内,所述第一低频子频段与所述第二低频子频段形成连续频段覆盖所述低频频段。
4.如权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括第三辐射体,所述第三辐射体包括第四自由端及第二接地端,所述第四自由端与所述第一自由端之间形成第二耦合缝隙,所述第三辐射体在所述低频频段的激励信号的激励下形成支持第三低频子频段的第三谐振模式,所述第三谐振模式包括所述第四自由端与所述第二接地端之间的1/4波长模式,所述第一低频子频段、所述第二低频子频段及所述第三低频子频段形成连续频段覆盖所述低频频段。
5.如权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括边框,所述边框包括依次连接的顶边、第一侧边、底边及第二侧边,所述第一辐射体的一部分设于所述底边,所述第一辐射体的另一部分设于所述第一侧边,所述第二辐射体设于所述底边。
6.如权利要求5所述的电子设备,其特征在于,所述第一谐振模式下的主要辐射方向为所述电子设备上围绕平行于所述第一侧边的轴线的方向;所述第二谐振模式下的主要辐射方向为所述第一侧边背离所述第二侧边的方向。
7.如权利要求5所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括电池、小板及电声组件,所述电池、所述小板及所述电声组件设于所述边框所包围的空间内,所述小板设于所述电池、部分的所述第一侧边及部分的所述底边所包围的区域内,所述小板背离所述第一侧边的一端与所述第一耦合缝隙邻近设置,所述电声组件设于所述小板与所述第二侧边之间,所述电声组件与所述第二辐射体相邻设置。
8.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第二辐射体在中高频频段的激励信号的激励下形成支持第一中高频子频段的第四谐振模式、第二中高频子频段的第五谐振模式及第三中高频子频段的第六谐振模式,所述第一中高频子频段、所述第二中高频子频段及所述第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖所述中高频频段。
9.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述低频频段包括0.7GHz-0.96GHz,所述中高频频段包括1.71GHz-2.69GHz。
10.如权利要求8所述的电子设备,其特征在于,所述第四谐振模式的谐振点设于B1频段内,所述第四谐振模式所支持的所述第一中高频子频段包括B3频段、B1频段;所述第五谐振模式的谐振点设于B40频段内,所述第六谐振模式的谐振点设于B41频段内,所述中高频频段包括B3频段、B1频段、B40频段及B41频段。
11.如权利要求8所述的电子设备,其特征在于,所述第四谐振模式的主要谐振电流分布在所述馈电点与所述第一接地端之间,所述第四谐振模式在所述馈电点至所述第一自由端之间的谐振电流方向与在所述第三自由端至所述第一接地端之间的谐振电流方向相同。
12.如权利要求11所述的电子设备,其特征在于,所述第一耦合缝隙为0.5mm-1mm。
13.如权利要求8所述的电子设备,其特征在于,所述第一辐射体还包括第一调谐点,所述第一调谐点位于所述馈电点与所述第二自由端之间;
所述天线组件还包括第一调谐电路,所述第一调谐电路的一端电连接所述第一调谐点,所述第一调谐电路的另一端接地;所述第一调谐电路包括小电感、或0欧姆电阻、或小电感与小电容的并联电路。
14.如权利要求13所述的电子设备,其特征在于,所述第五谐振模式包括第一子谐振模式及第二子谐振模式,所述第一子谐振模式包括谐振于所述第二自由端至所述第一调谐点的3/4波长模式,所述第二子谐振模式的主要谐振电流分布在所述馈电点与所述第一接地端之间,所述第二子谐振模式在所述馈电点至所述第一自由端之间的谐振电流方向与在所述第三自由端至所述第一接地端之间的谐振电流方向相同。
15.如权利要求13所述的电子设备,其特征在于,所述第一辐射体还包括第二调谐点,所述第二调谐点位于所述第一调谐点与所述第二自由端之间;所述天线组件还包括第二调谐电路,所述第二调谐电路的一端电连接所述第二调谐点,所述第二调谐电路的另一端接地;所述第二调谐电路包括电感或开路。
16.如权利要求8所述的电子设备,其特征在于,所述第六谐振模式包括所述第一接地端至所述第三自由端之间的1/4波长模式。
17.如权利要求8所述的电子设备,其特征在于,所述第四谐振模式下的主要辐射方向、所述第五谐振模式下的主要辐射方向、所述第六谐振模式下的主要辐射方向皆为所述电子设备的后盖朝向侧。
18.一种电子设备,其特征在于,包括天线组件,所述天线组件包括:
第一辐射体,所述第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点、至少一个调谐点及第二自由端;及
信号源,所述信号源电连接所述馈电点,所述信号源用于提供低频频段的第一激励信号;
所述第一辐射体在所述第一激励信号的激励下形成支持第一频段的第一谐振模式及支持第二频段的第二谐振模式,所述第一频段及所述第二频段所形成的连续频段覆盖低频频段;所述第一谐振模式包括谐振于所述馈电点与所述第二自由端之间的1/4波长模式,所述第二谐振模式包括谐振于所述第一自由端与所述第二自由端之间的1/2波长模式。
19.如权利要求18所述的电子设备,其特征在于,所述天线组件还包括第二辐射体,所述第二辐射体包括第三自由端与第一接地端,所述第三自由端与所述第一自由端之间形成第一耦合缝隙,所述第一接地端接地;
所述信号源还用于提供中高频频段的激励信号;所述第二辐射体在中高频频段的激励信号的激励下形成支持第一中高频子频段的第四谐振模式、第二中高频子频段的第五谐振模式及第三中高频子频段的第六谐振模式,所述第一中高频子频段、所述第二中高频子频段及所述第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖中高频频段,所述低频频段包括0.7GHz-0.96GHz,所述中高频频段包括1.71GHz-2.69GHz。
20.一种电子设备,其特征在于,包括天线组件,所述天线组件包括:
第一辐射体,所述第一辐射体包括依次设置的第一自由端、馈电点、第一调谐点及第二自由端;
第二辐射体,所述第二辐射体包括第三自由端与第一接地端,所述第三自由端与所述第一自由端之间形成第一耦合缝隙,所述第一接地端接地;
第一调谐电路,所述第一调谐电路的一端电连接所述第一调谐点,所述第一调谐电路的另一端接地;及
信号源,所述信号源电连接所述馈电点,所述信号源用于提供中高频频段的激励信号;所述第一辐射体及所述第二辐射体在所述中高频频段的激励信号的激励下支持第一中高频子频段的第四谐振模式、第二中高频子频段的第五谐振模式及第三中高频子频段的第六谐振模式,所述第一中高频子频段、所述第二中高频子频段及所述第三中高频子频段所形成的连续频段覆盖中高频频段。
21.如权利要求20所述的电子设备,其特征在于,所述第四谐振模式在所述馈电点至所述第一自由端之间与所述第三自由端至所述第一接地端之间形成同向的谐振电流;和/或,
所述第五谐振模式包括第一子谐振模式及第二子谐振模式,所述第一子谐振模式包括谐振于所述第二自由端至所述第一调谐点的3/4波长模式,所述第二子谐振模式在所述馈电点至所述第一自由端之间与所述第三自由端至所述第一接地端之间形成同向谐振电流;和/或,
所述第六谐振模式包括所述第一接地端至所述第三自由端之间的1/4波长模式;和/或,
所述信号源还用于提供低频频段的第一激励信号;所述第一辐射体在所述第一激励信号的激励下形成支持第一频段的第一谐振模式及支持第二频段的第二谐振模式,所述第一频段及所述第二频段所形成的连续频段覆盖低频频段;所述第一谐振模式包括谐振于所述馈电点与所述第二自由端之间的1/4波长模式,所述第二谐振模式包括谐振于所述第一自由端与所述第二自由端之间的1/2波长模式,所述中高频频段包括1.71GHz-2.69GHz,所述低频频段包括0.7GHz-0.96GHz。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination |