CN211670314U - 一种天线结构及终端设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种天线结构及终端设备，其中天线结构，应用于终端设备中，终端设备的壳体上设置有金属结构，天线结构至少包括馈电支路，馈电支路分别与金属结构和终端设备的控制芯片电连接；终端设备的控制芯片需发送或接收信号时，金属结构形成天线结构的信号辐射部，以接收或发送所述信号。本公开中的天线结构，利用终端设备壳体上原有的金属结构作为辐射部，以接收或发送信号，减少终端设备内设置的天线数量，方便对终端设备内部进行布局。

Description

一种天线结构及终端设备

技术领域

本公开涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种天线结构及终端设备。

背景技术

随着通讯技术的发展，5G终端设备的需求逐渐增加，5G终端设备需要满足MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术的要求，即通过多个天线实现多发多收。在终端设备尺寸及外形无明显变化的情况下，终端设备的各项功能都在逐步优化，各功能元件均需合理布置，留给天线的安装空间有限，随着天线数量的需求增加，天线在终端设备的安装空间明显不够。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种天线结构及终端设备。

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种天线结构，应用于终端设备中，终端设备的壳体上设置有金属结构，所述天线结构至少包括馈电支路，所述馈电支路分别与金属结构和终端设备的控制芯片电连接；

终端设备的控制芯片需发送或接收信号时，金属结构形成所述天线结构的信号辐射部，以接收或发送所述信号。

可选地，所述天线结构还包括至少一个接地支路，所述接地支路电连接所述金属结构以及所述终端设备的控制芯片的接地点。

可选地，每个所述接地支路上均设置有控制开关，所述控制开关控制所述金属结构与所述终端设备的控制芯片的接地点之间的通断。

可选地，所述控制开关包括有源开关。

可选地，金属结构上设置馈电连接点和至少一个接地连接点，所述馈电支路通过所述馈电连接点与金属结构电连接，每个所述接地支路通过与其对应的所述接地连接点与金属结构连接。

可选地，所述接地支路包括第一接地支路，所述第一接地支路通过与其对应的第一接地连接点与金属结构连接，当所述第一接地连接点和所述馈电连接点位于沿金属结构的预设方向的同一侧时，所述信号辐射部以第二预设天线结构接收或发送所述信号。

可选地，所述第一接地连接点与所述馈电连接点之间连线的直线段的长度越长，所述信号辐射部接收或发送的所述信号的波长越短。

可选地，所述接地支路包括第二接地支路，所述第二接地支路通过与其对应的第二接地连接点与金属结构连接，当所述第二接地连接点和所述馈电连接点分别位于沿金属结构的预设方向上的两侧时，所述信号辐射部以第三预设天线结构接收或发送所述信号。

可选地，在所述天线结构具有多个所述接地支路时，每次至多一个所述接地支路接通金属结构与所述终端设备的控制芯片的接地点。

可选地，金属结构包括用于装饰摄像头的金属装饰件。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种终端设备，所述终端设备的壳体上设置有金属结构，所述终端设备还包括控制芯片，所述终端设备还包括上述任一项所述的天线结构。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开的天线结构，利用终端设备壳体上原有的金属结构作为信号辐射部，以接收或发送信号，减少终端设备内设置的天线数量，方便对终端设备内部进行布局。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的天线结构示意图。

图2是根据另一示例性实施例示出的天线结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的天线结构的电路连接示意图。

图4是根据另一示例性实施例示出的天线结构的电路连接示意图。

图5是根据另一示例性实施例示出的天线结构的电路连接示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的终端设备的局部示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的天线结构控制方法的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

相关技术中，终端设备的各项功能都在逐步优化，各功能元件均需合理布置，同时随着5G通信网络的发展，5G终端设备需要满足MIMO技术的要求，对天线数量的需求成倍增加，而在终端设备尺寸及外形无明显变化的情况下，其内部布局天线的空间有限，无法满足多数量天线的安装需求。

本公开提供了一种天线结构，应用于终端设备中，终端设备的壳体上设置有金属结构，天线结构至少包括馈电支路，馈电支路分别与金属结构和终端设备的控制芯片电连接；终端设备的控制芯片需发送或接收信号时，金属结构形成天线结构的信号辐射部，以接收或发送信号。本公开的天线结构，利用终端设备壳体上原有的金属结构作为信号辐射部，以接收或发送信号，减少终端设备内设置的天线数量，方便对终端设备内部进行布局。

在一个示例性实施例中，如图1所示，本实施例公开了一种天线结构，应用于终端设备中，其中，终端设备比如可以是笔记本电脑、手机、平板电脑等便携式电子设备，终端设备可以使用5G技术进行通信。终端设备的壳体1上设置有金属结构103，其中，金属结构103比如可以是壳体1上的局部金属区域，也可以是设置于壳体1上的凸出于壳体1内表面的金属件，金属结构103在壳体1中可以是配合壳体1起到支撑作用，也可以是对壳体1或对终端设备起到装饰作用的结构。金属结构103可以原本就属于壳体的一部分结构，也可以是为了形成天线结构而新增设的结构。本实施例中，对于金属结构103的具体金属材质不做限定，其可以为铜制、铁质、铝制等等，只要保证金属结构103具有导电性，能够形成信号辐射部，以进行信号接收或发射即可。

本实施例中，如图1所示，天线结构104至少包括馈电支路11，馈电支路11分别与金属结构103和终端设备的控制芯片102电连接。终端设备的控制芯片102需发送或接收信号时，金属结构103形成天线结构104的信号辐射部，以接收或发送信号。比如，终端设备的控制芯片102需发送或接收信号时，控制芯片102可以控制是否通过馈电支路11向金属结构103传输信号，当控制芯片102对金属结构103进行馈电时，金属结构103可以作为信号辐射部接收或发射信号。当控制芯片102没有对金属结构103进行馈电时，金属结构103可以作为比如装饰件。

在本实施例中，利用原本就设置在壳体上的金属结构103作为天线结构的信号辐射部，当控制芯片102通过馈电支路11给金属结构103馈电时，金属结构103接收或发送信号，可以减少设置在终端设备内部的天线的数量，减少天线对终端设备内部空间的占用，终端设备内部的可布局性更好。

如图1所示，天线结构104的馈电支路11连接控制芯片102和金属结构103，金属结构103形成天线结构104的信号辐射部，当仅有馈电支路11连接控制芯片102和金属结构103时，金属结构103可以等效为第一预设天线结构，以在第一预设天线结构对应的频段下接收或发送信号。此时，天线结构104可等效为MONOPOLE电路模型的信号辐射部，即，第一预设天线结构就是MONOPOLE模型的单极子天线。单极子天线是将偶极天线的其中一条臂用接地结构来取代，根据电磁波的镜像原理，可以得到与偶极天线类似的效果。本实施例中，终端设备的机体可以视为接地结构，为保证信号传输可靠性，终端设备的尺寸大于或等于天线最小频率的四分之一波长，保证天线结构104在相应频点处产生谐振。本实施例中，金属结构103形成第一预设天线结构的信号辐射部时，接收或发射的信号的波长较长，可作为低频频段的天线使用。

在另一个示例性实施例中，如图2所示，天线结构104包括馈电支路21以及至少一个接地支路22，接地支路22电连接金属结构103以及终端设备的控制芯片102的接地点。本实施例中可以包括一个接地支路22，也可以包括多个接地支路22，接地支路22的数量根据实际需求设定。当接地支路22的数量为多个时，可以通过选择不同的接地支路22连接金属结构103以及终端设备的控制芯片的接地点，以调整天线结构104接收或发射信号的频率的频段。

在一个示例中，依旧参照图2所示，本示例中设置一个接地支路22，金属结构103通过接地支路22与控制芯片102上的接地点连接，金属结构103还通过馈电支路21与控制芯片102上的馈电点连接，控制芯片102可以控制接地支路22和馈电支路的通断。当控制芯片102分别通过馈电支路21和接地支路22与金属结构103电连接时，金属结构103作为天线结构104的信号辐射部，以第二预设天线结构接收或发送信号。此时，金属结构103可等效为IFA电路模型的信号辐射部，以IFA电路模型对应的信号频段接收或发射信号。本示例中，金属结构103作为第二预设天线结构下的信号辐射部，接收或发射的信号的波长适中(但小于第一预设天线结构对应的波长)，可以作为中频频段的天线使用。

在另一个示例中，可以设置两个或两个以上接地支路，当设置两个或两个以上接地支路时，可以根据实际情况对天线结构的不同频段的需求，选择不同的接地支路连接金属结构和控制芯片的接地点。

在本实施例中，当具有多个接地支路时，可以通过控制多个接地支路的通断，选择不同的接地支路连通控制芯片102和金属结构103。比如，可以通过终端设备的控制芯片102控制是否与接地支路22之间进行信号传输，以连接金属结构103和控制芯片102的接地点。再比如，还可以在每个接地支路上均设置有控制开关，控制开关可以设置为有源开关。控制开关可以由控制芯片进行控制，在控制开关闭合的状态下，金属结构103通过接地支路与终端设备的控制芯片102电连接。当控制开关在断开状态下，该控制开关对应的接地支路断开。

在另一个示例性实施例中，如图3所示，本示例中天线结构104包括馈电支路21以及一个接地支路32，并且在该接地支路32上设置有控制开关33，控制开关33断开状态下，接地支路32断开，此时只有馈电支路31接通，以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104构成第一预设天线结构，可作为低频频段天线使用。控制开关33闭合状态下，接地支路32接通，馈电支路31接通，金属结构103作为天线结构104的信号辐射部，以形成第二预设天线结构，该第二预设天线结构可作为中频频段天线使用。本示例中通过调整控制开关的断开或闭合，调整接地支路32的断开或接通，调整金属结构作为天线结构的辐射部接收或发送信号的频段。

在另一个示例性实施例中，如图4所示，本示例中天线结构104包括馈电支路21以及两个接地支路，并且每个接地支路上都对应设置控制开关，本示例中根据对天线频率的需求，控制任一条接地支路连通金属结构103和控制芯片102。在一个示例中，接地支路分别为第一接地支路42和第二接地支路43，对应的控制开关分别为第一控制开关44及第二控制开关45。当第一控制开关44、第二控制开关45均断开，此时，第一接地支路42及第二接地支路43均断开，只有馈电支路41接通，以金属结构103作为信号辐射部的第一预设天线结构，可作为低频频段天线使用。

在另一个示例中，当闭合第一控制开关44、断开第二控制开关45，此时第一接地支路42接通、第二接地支路43断开，馈电支路41接通，以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104构成第二预设天线结构，可作为中频频段天线使用。

在另一个示例中，当断开第一控制开关44、打开第二控制开关45，此时第一接地支路42断开、第二接地支路43接通，馈电支路41接通，此时以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104形成第三预设天线结构，天线结构104可等效为LOOP电路模型的天线形式。在第三预设天线结构下的金属结构103作为信号辐射部，接收或发射的信号的波长较短(小于第一预设天线结构及第二预设天线结构中天线结构104的波长)，可作为高频频段的天线使用。通过控制控制开关的开闭，可以选择不同的接地支路与连接金属结构和控制芯片的接地点连接，以调节天线结构104等效的天线模型，进而实现接收和发射不同频段信号的功能。

在此，需要说明的是，本实施例中，虽然设置了多条接地支路，但是多条支路不能同时连通金属结构和控制芯片，每次至多一个接地支路接通金属结构与终端设备的控制芯片的接地点。

在另一个示例性的实施例中，如图2至图6所示，金属结构103上设置馈电连接点100和至少一个接地连接点200，馈电支路通过馈电连接点100与金属结构103电连接，每个接地支路通过与其对应的接地连接点200与金属结构103连接。其中，馈电连接点100和接地连接点200可以是与金属结构103一体成型的结构，也可以是设置于金属结构103上的金属凸点。接地连接点200的具体数量可以根据对天线频段调节的需求设置，比如接地连接点200设置为一个，如图2或图3所示，接地支路通过接地连接点200与金属结构103连接。

在另一个示例性实施例中，比如可参照图4所示，接地支路包括第二接地支路43，第二接地支路43通过与其对应的第二接地连接点200与金属结构103连接，当第二接地连接点200和馈电连接点100位于沿金属结构103的预设方向上的两侧时，并且第二接地支路43接通状态下，信号辐射部以第三预设天线结构接收或发送信号。其中，第三预设天线结构等效为LOOP电路模型的天线形式，可作为高频频段的天线使用。

本公开另一示例性实施例，如图2所示，接地支路包括第一接地支路22，第一接地支路22通过与其对应的第一接地连接点200与金属结构103连接，当第一接地连接点200和馈电连接点100位于沿金属结构103的预设方向(比如金属结构103的宽度方向)的同一侧时，信号辐射部以第二预设天线结构(等效为IFA电路模型的天线形式)接收或发送中频频段的信号。

在本实施例的一个示例中，如图5所示，天线结构104包括多个接地支路，比如接地支路分别为第一接地支路51、第二接地支路52及第三接地支路53。每个接地支路上对应设置控制开关，比如分别为第一控制开关54、第二控制开关55和第三控制开关56。金属结构103上设置有多个接地连接点，比如为第一接地连接点57、第二接地连接点58及第三接地连接点59，多个接地支路与多个接地连接点对应设置。当接地连接点与馈电连接点位于沿金属结构103的预设方向的同一侧时，多个接地连接点与馈电连接点之间的连线的直线段长度不同，多个接地支路中的一个通过与其对应的接地连接点与金属结构103电连接，信号辐射部接收或发送相应波长的信号。本实施例中，第一接地连接点200与馈电连接点100的连线的直线段的长度越长，信号辐射部接收或发送的信号的波长越短。

在本实施例的另一个示例中，依然参照图5，当第一控制开关54、第二控制开关55及第三控制开关56都断开，只有馈电支路50连通，此时以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104构成第一预设天线结构，信号辐射部接收或发射的信号波长较长，可作为低频频段天线使用。

在另一个示例中，当第一控制开关54闭合，第二控制开关55及第三控制开关56断开，第一接地支路51及馈电支路50连通，此时以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104构成第二预设天线结构，信号辐射部接收或发射的信号波长适中，可作为中频频段天线使用。

在另一个示例中，当第二控制开关55闭合，第一控制开关54和第三控制开关56断开，第二接地支路52及馈电支路50连通，此时以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104构成第三预设天线结构，信号辐射部接收或发射的信号波长较短，可作为高频段天线使用。

在另一个示例中，当第三控制开关56闭合，第一控制开关54和第二控制开关55断开，第三接地支路53及馈电支路50接通，此时以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104构成第四预设天线结构，信号辐射部接收或发射的信号波长及频段位于第二预设天线结构和第三预设天线结构之间。

本示例中，第三接地连接点59到馈电连接点100的连线的直线段的长度大于第一接地连接点57到馈电连接点100的连线的直线段的长度。当上述接地连接点对应的接地支路分部独立连通时，其各自对应的天线结构下信号辐射部接收或发射的信号的波长满足：第四预设天线结构下信号辐射部接收或发射的信号的波长大于第三预设天线结构下辐射部接收或发射的信号的波长。其各自对应的天线结构下信号辐射部接收或发射的信号的频率满足：第四预设天线结构下信号辐射部接收或发射的信号的频率小于第三预设天线结构中的信号辐射部接收或发射的信号的频率。

相关技术中，随着对终端设备摄像需求的提升，终端设备的摄像头101数量也逐渐增多，由单摄到双摄，又逐渐演变为三摄、四摄等，由此带来的影响是，摄像头101占有终端设备的空间面积越来越大，结合这一特点，本公开另一示例性实施例，金属结构103包括用于装饰摄像头101的金属装饰件(金属DECO)。如图6所示，本示例中摄像头101的外观面可通过金属结构103起到固定及装饰摄像头101的作用。此时金属结构103可以凸出于壳体1的外壳面，便于在金属结构103作为信号辐射部时，对信号的收发能力更好。可见，本示例中，可以利用金属结构103作为天线辐射部，并结合接地支路对天线进行多频段调谐；还可以利用金属结构103装饰或固定摄像头101，重复利用终端设备的原有结构，还可以有效节约终端设备内部的空间。

在另一个示例性实施例，终端设备的多个摄像头101按照预设形状排布，金属结构103围成预设形状。比如，如图6所示，一个示例性实施例中，多个摄像头10161沿终端设备的长度方向排布，即多个摄像头101按照条状或长方形排布，金属结构103也设置为条状或长方形，此时接地连接点200及馈电连接点100可以沿着条状或长方形金属结构103的边缘设置。其他示例中，多个摄像头101也可以按照正方形或圆形排布，金属结构103围成正方形或圆形，在正方形或圆形的金属结构103的边缘设置接地连接点200及馈电连接点100。本实施例中，在对天线结构的信号辐射部接收或发送的信号的频段进行调节时，接地连接点200与馈电连接点100之间的连线的直线段的长度越长，信号辐射部接收或发送的信号的波长越短。

在另一个示例性实施例中，提供了一种天线结构的控制方法，应用于上述的天线结构中，对天线结构的频段进行调节，如图7所示，控制方法包括：

步骤S710、获取终端设备的控制芯片需发送或接收的信号的频段信息。

本实施例中，终端设备的控制芯片需发送或接收的信号的频段信息可以是基于终端设备的实际使用场景进行选择的，比如导航过程需使用低频频段的信号，调幅广播过程需要使用中频频段的信号，移动无线电话时需要高频频段的信号。

步骤S720、确定频段信息为低频频段、中频频段或高频频段。

步骤S730、当频段信息为低频频段时，控制芯片通过馈电支路与金属结构电连接。

本实施例中，天线结构包括馈电支路，如图1所示，天线结构104的馈电支路11接通控制芯片102和金属结构103，此时，以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104形成第一预设天线结构，天线结构104可等效为MONOPOLE电路模型的天线形式，接收或发射低频频段的信号。

步骤S740、当频段信息为中频频段时，控制芯片通过馈电支路与金属结构电连接，控制芯片的接地点与金属结构的第一接地连接点之间的电连接通路连通。控制芯片的接地点与金属结构的第二接地连接点之间的电连接通路断开。

本实施例中，天线结构包括馈电支路及多个接地支路，并且金属结构103上设置有与馈电支路对应的馈电点、以及与接地支路对应的接地连接点。参照图4所示，控制芯片通过馈电支路41与金属结构103电连接，当所需频段信息为中频频段，控制芯片的接地点与金属结构103的第一接地连接点之间的电连接通路(即第一接地支路42)连通、控制芯片的接地点与金属结构103的第二接地连接点之间的电连接通路(即第二接地支路43)断开，此时以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104形成第二预设天线结构，天线结构104可等效为IFA电路模型的天线形式，接收或发射中频频段的信号。

步骤S750、当频段信息为高频频段时，控制芯片通过馈电支路与金属结构电连接，控制芯片的接地点与金属结构的第一接地连接点之间的电连接通路断开。控制芯片的接地点与金属结构的第二接地连接点之间的电连接通路连通。

依然参照图4所示，本实施例中，控制芯片通过馈电支路41与金属结构103电连接，当所需频段信息为高频频段时，控制芯片的接地点与金属结构103的第一接地连接点之间的电连接通路(即第一接地支路42)断开、控制芯片的接地点与金属结构103的第二接地连接点之间的电连接通路(即第二接地支路43)连通，此时以金属结构103作为信号辐射部的天线结构104形成第三预设天线结构，天线结构104可等效为LOOP电路模型的天线形式，接收或发射高频频段的信号。

本公开还提供了一种终端设备，如图1所示，终端设备的壳体1上设置有金属结构103，终端设备还包括控制芯片102，终端设备还包括上述的天线结构104。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方案后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种天线结构，应用于终端设备中，终端设备的壳体上设置有金属结构，其特征在于，所述天线结构至少包括馈电支路，所述馈电支路分别与金属结构和终端设备的控制芯片电连接；

终端设备的控制芯片需发送或接收信号时，金属结构形成所述天线结构的信号辐射部，以接收或发送所述信号。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述天线结构还包括至少一个接地支路，所述接地支路电连接所述金属结构以及所述终端设备的控制芯片的接地点。

3.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，每个所述接地支路上均设置有控制开关，所述控制开关控制所述金属结构与所述终端设备的控制芯片的接地点之间的通断。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述控制开关包括有源开关。

5.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，金属结构上设置馈电连接点和至少一个接地连接点，所述馈电支路通过所述馈电连接点与金属结构电连接，每个所述接地支路通过与其对应的所述接地连接点与金属结构连接。

6.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述接地支路包括第一接地支路，所述第一接地支路通过与其对应的第一接地连接点与金属结构连接，当所述第一接地连接点和所述馈电连接点位于沿金属结构的预设方向的同一侧时，所述信号辐射部以第二预设天线结构接收或发送所述信号。

7.根据权利要求6所述的天线结构，其特征在于，所述第一接地连接点与所述馈电连接点之间连线的直线段的长度越长，所述信号辐射部接收或发送的所述信号的波长越短。

8.根据权利要求5所述的天线结构，其特征在于，所述接地支路包括第二接地支路，所述第二接地支路通过与其对应的第二接地连接点与金属结构连接，当所述第二接地连接点和所述馈电连接点分别位于沿金属结构的预设方向上的两侧时，所述信号辐射部以第三预设天线结构接收或发送所述信号。

9.根据权利要求2所述的天线结构，其特征在于，在所述天线结构具有多个所述接地支路时，每次至多一个所述接地支路接通金属结构与所述终端设备的控制芯片的接地点。

10.根据权利要求1至9任一项所述的天线结构，其特征在于，金属结构包括用于装饰摄像头的金属装饰件。

11.一种终端设备，所述终端设备的壳体上设置有金属结构，所述终端设备还包括控制芯片，其特征在于，所述终端设备还包括如权利要求1-10任一项所述的天线结构。

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