CN206907924U - 一种天线装置及终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天线装置及终端设备。该天线装置包括与第一频带对应的环形天线，该环形天线设有用于电耦接外部信号源的馈电端及用于接地的接地端；及与第二频带对应的辅助天线，该辅助天线设置于该环形天线的距离馈电端设定长度的位置上，其中，设定长度大于零，且该第二频带的频率高于该第一频带的频率。通过这种结构，能够降低第二频带的SAR值。

Description

一种天线装置及终端设备

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别是涉及一种天线装置及终端设备。

背景技术

天线是一种变换器，用于将传输线上传播的导行波变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线(电缆)输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来，并通过馈线送到无线电接收机。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。随着无线通信的快速发展，在无线终端设备中，天线扮演的角色越来越重要。

目前的手机等无线终端设备，大都采用贴片或者单极子形式的天线满足各个中低频频段的性能，而高频段，比如LTE B7等都采用一个寄生耦合的辐射体来实现。

但本实用新型的发明人在长期的研发中发现，在目前现有技术中，由于用于产生高频频段的寄生耦合辐射体均为四分之一波长的谐振器，该谐振器相对于高频频段来说尺寸很小，使得高频端的电磁能量全都集中在很小的尺寸路径上，其比吸收率(SpecificAbsorption Ratio，SAR)值很高，很难满足SAR指标测试。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种天线装置及终端设备，以降低高频频带的SAR值。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种天线装置。所述天线装置包括：环形天线，对应于第一频带；所述环形天线设有馈电端及接地端，所述馈电端用于电耦接外部信号源；所述接地端用于接地；辅助天线，对应于第二频带；所述辅助天线设置于所述环形天线的距离所述馈电端设定长度的位置上，其中，所述设定长度大于零，所述第二频带的频率高于所述第一频带的频率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种终端设备。所述终端设备包括上述的天线装置；所述天线装置用于收发所述终端设备信号。

本实用新型实施例的有益效果是：区别于现有技术，本实用新型实施例的环形天线对应第一频带，辅助天线对应于第二频带，且该第二频带的所有频率均高于该第一频带的所有频率；通过将该辅助天线设置于该环形天线的距离馈电端设定长度的位置上的，且该设定长度大于零，通过这种设置，能够使第二频带的电磁能量分散在辅助天线及部分环形天线上，从而能够降低第二频带的SAR值，即能够降低高频频带的SAR值。

附图说明

图1是本实用新型天线装置一实施例的结构示意图；

图2是图1实施例的一侧视结构示意图；

图3是图1实施例的回波损耗的测试曲线示意图；

图4是图1实施例的第二频带谐振频率的SAR值的测试曲线示意图；

图5是本实用新型天线装置另一实施例的结构示意图；

图6是本实用新型终端设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

请一并参阅图1，图1是本实用新型天线装置一实施例的结构示意图。本实施例包括环形天线101及辅助天线102；环形天线101设有馈电端103及接地端104，其中，馈电端103用于电耦接外部信号源，接地端104用于接地；辅助天线102设置于环形天线101的距离馈电端103设定长度的位置上，其中，设定长度大于零。环形天线101对应第一频带；辅助天线102对应第二频带，且第二频带的所有频率均高于第一频带的所有频率，第二频带为高频频带。

任何天线都谐振在一定的频率上，在该谐振频率附近一定范围内，天线的性能都较好，都能满足应用。本实施例的环形天线101对应第一频带，是指环形天线101具有第一谐振频率，且在该第一谐振频率的一定范围内都具有较好的性能，该第一谐振频率的一定范围内所有频率组成了该第一频带。本实施例的其它频带也具有相同的原理。

区别于现有技术，本实施例通过将与第二频带对应的辅助天线102设置于环形天线101的距离馈电端103设定长度的位置上，且该设定长度大于零，能够使第二频带的电磁能量分散在辅助天线102及部分环形天线101上，从而能够降低第二频带的SAR值。

可选地，本实施例的该设定长度为环形天线101总长度的一半以上，以使第二频带的电磁能量分散于辅助天线102及环形天线101的至少一半长度上。

可选地，本实施例还包括第一辅助金属体105，电气连接至环形天线101，使环形天线101还对应于第三频带，且第三频带的频率高于第一频带的频率且低于第二频带的频率，第三频带为中频频带。

在一个应用场景中，本实施例使用环形天线101的二分之一波长共振模态形成该第一频带，利用辅助天线102获得该第二频带，即高频频带，该第二频带的谐振频率为第一频带的谐振频率的三倍；且利用第一辅助金属体105使天线装置在环形天线101的全波长附近激励起谐振模态，以形成第三频带，即中频频带，该第三频带的谐振频率为第一频带的谐振频率的两倍。

在一个应用场景中，本实施例的第一频带可以提供GSM850、GSM900、LTE B5、LTEB8、LTE B20等频带操作需求；第二频带可以提供LTE B7等频带操作需求；第三频带可以提供GSM1800、GSM1900、LTE B1、LTE B2、LTE B3等频带操作需求。

阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系，当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。当天线在某频带获得较好的阻抗匹配时，天线的发射功率比较大，天线性能较好。本实施例可以通过调节第一辅助金属体105相对于环形天线101的位置来调节环形天线101的阻抗，以使该阻抗在第三频带内能获得较好的匹配，且该阻抗的调节对辅助天线102的阻抗影响较小。

可选地，本实施例还包括第二辅助金属体106，电连接于环形天线101，用于调节该天线装置的阻抗，以优化该天线装置的阻抗匹配，使该天线装置在上述第一频带、第二频带及第三频带均具有较好的电磁辐射性能。具体地，本实施例可以但不局限于通过调节第一辅助金属体104相对于环形天线101的左右位置来调整天线装置的阻抗。

可选地，本实施例的环形天线101弯折成立体结构，其中，环形天线101从馈电端103和接地端104的第一平面折弯至与该第一平面平行的第二平面，并在该第二平面形成设定的形状，如图1所示为底部相对且相隔一定间隙的两个U形；且第一辅助金属体105由位于该第一平面的环形天线101沿垂直于该第一平面的方向延伸形成的；且辅助天线102由位于该第二平面的环形天线101沿平行于该第二平面的方向延伸形成的，如图1所示为从一U形底部向U形开口延伸的条状金属，且该条状金属条与该U形侧边平行；且第二辅助金属体106由位于该第一平面的环形天线101沿平行于该第一平面的方向延伸形成的。当然，在其它实施例中，可以根据天线装置的尺寸要求来设置环形天线101，及第一辅助金属体105，或辅助天线102，或第二辅助金属体106的结构及相对位置。

可选地，本实施例还包括介质基板107及设置于介质基板107上的接地板108，且接地板108上设有接地点109，与环形天线101的接地端104连接。

可选地，本实施例的介质基板107为RF4玻纤基板。当然，在其它实施例中，可采用其它性质的玻纤板，或纸基覆铜板及复合基覆铜板等代替RF4玻纤基板。

可选地，本实施例还包括支撑介质(未标出)，用于支撑环形天线107。支撑介质的材质可以是但不局限于空气、玻璃基板、塑胶材料及陶瓷材料等。

请一并参阅图2至图4，图2是图1实施例的一侧视结构图；图3是图1实施例的回波损耗的测试曲线示意图；图3是图1实施例的第三频带的谐振频率的SAR值的测试曲线示意图。本实施例采用下列尺寸对图1实施例天线装置的回波损耗及第三频带的谐振频率的SAR值进行测量：弯折后的环形天线101的长度、宽度及高度分别为40mm×5mm×5mm，总长度约为165mm，大约为环形天线101最低谐振频率900MHz的二分之一波长；辅助天线102的长度约为25.2mm，且设置于环形天线101的距离馈电端103的3/4长度处；第一辅助金属体105的长度及宽度分别为10mm×4mm；第二辅助金属体106的长度及宽度分别为25mm×3mm；介质基板107为长度、宽度及高度分别为80mm×50mm×1mm的RF4玻纤基板；接地板108的长度、宽度分别为72mm×50mm。可以理解的是，上述尺寸仅为一示范例，在不同实施例中，该天线装置的不同部件尺寸并不限定为上述尺寸，可按照实际情况设置。

从图3中可以看出，提供GSM850(0.85GHz)、GSM900(0.9GHz)、LTE B20(0.8GHz)、LTE B8(0.9GHz)等频带操作需求的第一频带301，及提供LTE B7(2.6GHz)等频带操作需求，及提供GSM1800(1.8GHz)、GSM1900(1.9GHz)、LTE B1(2.1GHz)、LTE B2(1.9GHz)、LTE B3(1.8GHz)等频带操作需求的第三频带的回波损耗值均高于-5dB，符合应用需求。

从图4中可以看出，第三频带的谐振频率的SAR值很低，在测试距离为15mm是，SAR值就已经接近0.06W/kg，远小于SAR的安全限定值。

请参阅图5，图5是本实用新型天线装置另一实施例的结构示意图。本实施例在图1实施例的基础上进一步包括匹配电路501，设置于介质基板502上，且一端电连接环形天线503的馈电端504，另一端电耦接外部信号源，匹配电路501用于调节天线装置的匹配阻抗，使该天线装置在上述第一频带、第二频带及第三频带均具有较好的电磁辐射性能。

请参阅图6，图6是本实用新型终端设备一实施例的结构示意图。本实施例终端设备601包括天线装置602，用于收发终端设备601的信号。天线装置601为上述实施例的天线装置，关于天线装置的结构及工作原理已在上述实施例中进行了详细的叙述，这里不赘述。

区别于现有，本实施例的天线装置602通过将与第二频带对应的辅助天线设置于环形天线的距离馈电端设定长度的位置上，且该设定长度大于零，能够使第二频带的电磁能量分散在辅助天线及部分环形天线上，从而能够降低第二频带的SAR值。

且实施例的第一频带可以提供GSM850、GSM900、LTE B5、LTE B8、LTE B20等频带操作需求；第二频带可以提供LTE B7等频带操作需求；第三频带可以提供GSM1800、GSM1900、LTE B1、LTE B2、LTE B3等频带操作需求。

当然，本实施例还包括组成终端设备的一些基础组件，如处理器603等，用于控制天线装置603收发该信号，并对该信号进行处理。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：

环形天线，对应于第一频带；所述环形天线设有馈电端及接地端，所述馈电端用于电耦接外部信号源；所述接地端用于接地；

辅助天线，对应于第二频带；所述辅助天线设置于所述环形天线的距离所述馈电端设定长度的位置上，其中，所述设定长度大于零，所述第二频带的所有频率均高于所述第一频带的所有频率。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述设定长度为所述环形天线的总长度的一半以上。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，还包括：

第一辅助金属体，电气连接至所述环形天线，使所述环形天线还对应于第三频带，其中，所述第三频带的所有频率均高于所述第一频带的所有频率且均低于所述第二频带的所有频率。

4.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，

还包括第二辅助金属体；所述第二辅助金属体电连接于所述环形天线，用于使所述天线装置的阻抗匹配。

5.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，

所述环形天线弯折成立体结构，其中，所述环形天线从所述馈电端和接地端所在的第一平面折弯至与所述第一平面平行的第二平面并在所述第二平面形成设定形状；

所述第一辅助金属体由位于所述第一平面的环形天线沿垂直于所述第一平面的方向延伸形成的；和/或所述辅助天线由位于所述第二平面的环形天线沿平行于所述第二平面的方向延伸形成的；和/或所述第二辅助金属体由位于所述第一平面的环形天线沿平行于所述第一平面的方向延伸形成的。

6.根据权利要求5所述的天线装置，其特征在于，

所述环形天线的总长度为165mm；所述辅助天线设置于所述环形天线的距离所述馈电端的3/4长度位置处；所述辅助天线的长度25.2mm所述第一辅助金属体的长度及宽度分别为10mm×4mm；所述第二辅助金属体的长度及宽度分别为25mm×3mm。

7.根据权利要求3至6任一项所述的天线装置，其特征在于，

所述第二频带的谐振频率及所述第三频带的谐振频率分别为第一频带的谐振频率的两倍及三倍。

8.根据权利要求1所述的天线装置，还包括：

介质基板；

接地板，设置于所述介质基板上；且所述接地板上设有接地点。

9.根据权利要求8所述的天线装置，其特征在于，

所述介质基板为RF4玻纤基板；和/或

所述天线装置还包括匹配电路，设置与所述介质基板上，且一端电连接所述环形天线的所述馈电端，另一端电耦接所述外部信号源，所述匹配电路用于调节所述天线装置的匹配阻抗；和/或

所述天线装置还包括支撑介质，用于支撑所述环形天线。

10.一种终端设备，其特征在于，包括；

权利要求1至9任一项所述的天线装置；所述天线装置用于收发所述终端设备信号。