CN212434835U - 天线结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线结构及电子设备，所述天线结构包括：第一辐射臂、第二辐射臂和第三辐射臂，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂之间形成有开路端，所述第二辐射臂和所述第三辐射臂连接；所述第一辐射臂和所述第二辐射臂设置在电子设备的顶部或底部，所述第三辐射臂设置在所述电子设备的第一角部；所述第一辐射臂上设置有第一馈电点，所述第一馈电点处连接有第一调谐模组，所述第一调谐模组包括调谐开关；所述第二辐射臂与所述第三辐射臂的连接处设置有第二馈电点，所述第二馈电点处连接有第二调谐模组。本申请的实施例，通过合理的设置馈电点和调谐开关的位置，能够提升低频天线的辐射效率，并降低开关的损耗来得到较好的低频性能。

Description

天线结构及电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线结构及电子设备。

背景技术

当前手机低频天线设计大多需要覆盖低4频(699MHz～960MHz)，但低频频率低，辐射结构尺寸大，带宽窄，往往需要结合可调器件调谐提高覆盖带宽，目前常见的天线方案，特别是金属边框手机大多采用加调谐器件切低频频偏，能满足低频4频的覆盖。但由于低频切换采用的调谐器件带来的天线性能损耗，低频天线性能面临着越来越大的挑战。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种天线结构及电子设备，以解决天线的调谐器件造成天线性能损耗较大的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种天线结构，包括：

第一辐射臂、第二辐射臂和第三辐射臂，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂之间形成有开路端，所述第二辐射臂和所述第三辐射臂连接；

所述第一辐射臂和所述第二辐射臂设置在电子设备的顶部或底部，所述第三辐射臂设置在所述电子设备的第一角部；

所述第一辐射臂上设置有第一馈电点，所述第一馈电点处连接有第一调谐模组，所述第一调谐模组包括调谐开关；

所述第二辐射臂与所述第三辐射臂的连接处设置有第二馈电点，所述第二馈电点处连接有第二调谐模组。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如上述的天线结构。

这样，本申请的上述方案，第一辐射臂上设置第一馈电点，所述第一馈电点包括第一调谐模组，且所述第一调谐模组内设置调谐开关，位于电场较弱的区域，通过所述调谐开关，使所述第一辐射臂工作在低频和N41/B41频段，第二辐射臂上设置有第二馈电点，所述第二馈电点处连接第二调谐模组，通过所述第二调谐模组，所述第二辐射臂和第三辐射臂工作在中频和B40频段，实现天线结构的低中高全频段覆盖。通过合理的设置馈电点和调谐开关的位置，能够提升低频天线的辐射效率，并降低开关的损耗来得到较好的低频性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本申请实施例的天线结构的示意图；

图2表示本申请实施例的天线结构调试性能示意图；

图3表示本申请实施例的天线结构的隔离度示意图；

图4表示A点和B点设置匹配电路的辐射效率对比图；

图5表示本申请实施例的调谐开关的设置位置对低频性能的影响示意图；

图6表示本申请实施例的调谐开关的设置位置对所述调谐开关13的损耗示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本申请实施例提供一种天线结构，包括：第一辐射臂1、第二辐射臂2和第三辐射臂3，所述第一辐射臂1和所述第二辐射臂2之间形成有开路端4，所述第二辐射臂2和所述第三辐射臂3连接；

所述第一辐射臂1和所述第二辐射臂2设置在电子设备的顶部或底部，所述第三辐射臂3设置在所述电子设备的第一角部；

所述第一辐射臂1上设置有第一馈电点，所述第一馈电点处连接有第一调谐模组11，所述第一调谐模组11包括调谐开关13；其中，所述第一辐射臂1和所述第二辐射臂2相对设置时，所述第一馈电点设置在靠近所述开路端4的位置(图1中的A点)，即所述第一馈电点与所述开路端的距离小于所述第一馈电点至所述第一辐射臂1未设置所述开路端4的一端的距离。

所述第二辐射臂2与所述第三辐射臂3的连接处设置有第二馈电点，所述第二馈电点处连接有第二调谐模组21。

该实施例中，所述天线结构可以为倒F天线形式，可以通过金属边框实现，也可以通过激光直接成型技术(Laser Direct Structuring，LDS)实现。所述第一辐射臂1可以设置在电子设备的顶部或底部，长度可以为50mm左右，所述第一辐射臂1用于调谐低频(700MHZ-1000MHZ)和N41/B41频段。所述第二辐射臂2和所述第三辐射臂3可以为一体结构，所述第二馈电点将一体的辐射臂划分为所述第二辐射臂2和所述第三辐射臂3，其中，所述第二辐射臂2设置在电子设备的顶部或底部，与所述第一辐射臂1之间通过所述开路端4隔断。所述第三辐射臂3可以设置在电子设备顶部或底部的一个角部，一端与所述第二辐射臂2连接，另一端与电子设备的侧边框连接。所述第二辐射臂2和所述第三辐射臂3用于调谐中频(1500MHZ-2200MHZ)和B40频段。

在所述第一辐射臂1和所述第二辐射臂2相对设置时，所述第一辐射臂1靠近所述开路端4的位置设置有第一馈电点，所述第一馈电点处连接有所述第一调谐模组11，所述第一调谐模组11中包括所述调谐开关13，通过所述调谐开关13的调谐作用，使所述第一辐射臂1工作在低频频段。需要说明的是，所述第一馈电点与所述开路端4的距离小于所述第一馈电点与所述第一辐射臂1远离所述开路端4的一侧的距离。这样，在所述第一辐射臂1上，远离所述开路端4的一侧，即远离所述馈电点，电流分布较弱，电场分布较强，由于所述调谐开关13不在电场强点区，开关的耐压要求低，所以可以选用通流电阻(Ron)较小的开关。此外，所述调谐开关13设置在所述第一辐射臂1上靠近所述开路端4的位置，通过所述第一调谐模组11的其他匹配电路的电流分流较多，再通过并联到地的电流分量就会比较弱，这样流经开关的电流较小，从而能够降低调谐开关13的损耗，使得低频性能明显提升。

所述第二辐射臂2上设置有第二馈电点，第二馈电点处连接有第二调谐模组21，通过所述第二调谐模组21，能够使所述第二辐射臂2和所述第三辐射臂3工作在中频和B40频段。这样，所述第一辐射臂1工作在低频和N41/B41频段，能够实现电子设备的天线结构覆盖低中高全频段，且满足4G全频段和5G N41的非独立组网(Non Stand Alone，NSA)场景下新无线电双连接(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access New Radio DualConnectivity，ENDC)要求。

本申请的实施例，第一辐射臂上设置第一馈电点，所述第一馈电点包括第一调谐模组，且所述第一调谐模组内设置调谐开关，位于电场较弱的区域，通过所述调谐开关，使所述第一辐射臂工作在低频和N41/B41频段，第二辐射臂上设置有第二馈电点，所述第二馈电点处连接第二调谐模组，通过所述第二调谐模组，所述第二辐射臂和第三辐射臂工作在中频和B40频段，实现天线结构的低中高全频段覆盖。通过合理的设置馈电点和调谐开关的位置，能够提升低频天线的辐射效率，并降低开关的损耗来得到较好的低频性能。

可选地，所述第一辐射臂1的第一端设置有第一接地点，所述第一接地点与所述第一馈电点之间的距离为所述第一辐射臂1总长度的三分之一至四分之一。所述第一辐射臂1的第一端可以为：在所述第一辐射臂1和所述第二辐射臂2相对设置时，所述第一辐射臂1靠近所述第二辐射臂2(即开设有所述开路端4)的一端。以所述第一辐射臂1的长度为50mm为例，则所述第一接地点与所述第一馈电点之间的距离可以为16mm左右，大概为整个所述第一辐射臂1的1/3～1/4。所述第一辐射臂1可以通过1/4模式和3/4模式实现低频和N41/B41频段。

该实施例将所述第一接地点与所述第一馈电点之间的距离设置为所述第一辐射臂1总长度的三分之一至四分之一，能够使所述第一调谐模组11内的所述调谐开关13位于电场分布较弱的区域，对开关的耐压要求低，可以选用通流电阻较小的开关，减小所述调谐开关13的自身损耗。

所述第一调谐模组11还包括：第一馈源、第一匹配电路111和第二匹配电路112；所述第一馈源通过所述第一匹配电路111与所述第一馈电点连接，所述调谐开关13通过所述第二匹配电路112与所述第一馈电点连接。

所述第二匹配电路112的第一端与所述第一馈电点连接，所述第二匹配电路112的第二端与所述调谐开关13的一端连接，所述调谐开关13的另一端接地。所述调谐开关13可以为四路单刀单掷开关。

所述第一调谐模组11用于调谐低频频段，如图1所示，在低频馈电并联的位置(图1中的C点)设置所述调谐开关13，通过通断所述调谐开关13上连接的所述第二匹配电路112内的电容、电感匹配，调谐天线阻抗实现低频的频率切换。由于所述调谐开关13不在电场强点区，开关的耐压要求低，所以可以选用通流电阻较小的开关，并且所述调谐开关13是放置在馈路的并联位置，通过馈路的电流分流较多，再通过并联到地的电流分量就会比较弱，这样流经开关的电流很小，从而所述调谐开关13的损耗很小，低频性能能够明显提升。

如图2为本申请实施例在1.1mm环境净空下，低频的调试性能，比同等环境下其他低频方案提升1～1.5dB。

可选地，如图1所示，所述第二调谐模组21包括第三匹配电路211；所述第三匹配电路211的一端与所述第二馈电点连接，所述第三匹配电路211的另一端与第二馈源连接。所述第三辐射臂3的第一端与所述第二辐射臂2连接；所述第三辐射臂3的第二端设置有第二接地点。

该实施例中，通过所述第二调谐模组21，使所述第二辐射臂2和所述第三辐射臂3工作在中频和B40频段，结合所述第一辐射臂1，电子设备的整个天线结构能够覆盖低中高全频段。

所述第三辐射臂3的第一端可以为与所述第二辐射臂2连接的一端，则所述第三辐射臂3的第二端为相对远离所述第二辐射臂2的一端，在所述第三辐射臂3的第二端设置有第二接地点。

由于所述调谐开关13设置在第一调谐模组11内的馈路并联位置位上，且与所述第一接地点距离较近，所述调谐开关13处于电场弱区，通过所述调谐开关13上电感切低频频段时频偏不会很灵敏，对于高频(大于2200MHZ)来说频偏也较小，所以能满足低频切换和N41的共存。另外，对于第二调谐模组21，间隔所述开路端4后设置所述第一接地点，使得所述第一辐射臂1和所述第二辐射臂2以及所述第三辐射臂3形成的两段天线模式不交融，隔离度也能做到很好，如图3所示。

可选地，所述第一辐射臂1谐振在第一频段和第二频段，或者，所述第一辐射臂1谐振在第一频段和第三频段；所述第二辐射臂2和所述第三辐射臂3谐振在第四频段和第五频段；其中，所述第一频段的中心频率小于所述第四频段的中心频率。

具体地，所述第一频段、第二频段、第三频段、第四频段以及第五频段均不相同。所述第一频段的中心频率小于所述第四频段的中心频率，优选地：所述第一频段为低频段(700MHZ-1000MHZ)，所述第四频段为中频段(1500MHZ-2200MHZ)。

可选地，所述第二频段为N41频段，所述第三频段为B41频段，这样，所述第一辐射臂1谐振在低频和N41频段或者B41频段。所述第五频段为B40频段，这样，所述第二辐射臂2和所述第三辐射臂3谐振在中频和B40频段，从而实现电子设备天线结构的低中高全频段覆盖。

下面通过具体实施例说明本申请实施例提供的天线结构对于辐射效率的影响。如图1所示，在第一馈电点A处设置所述第一调谐模组11，相对于在B点处设置调谐匹配电路具有更高的辐射效率。A点为近地区，B处远离馈电，电流分布较弱，电场分布强，B处为电场强区，电压比较强，除对调谐开关的耐压特性有较高要求外，调谐开关的自身损耗也很大。在A点处以及B点处设置调谐匹配电路的辐射效率对比如图4所示，以低频B8频段为例，在A处馈电的低频辐射效率比在B处馈电的辐射效率大0.9dB。

本申请实施例将所述调谐开关13设置在A点连接的第一调谐模组11内，且所述调谐开关13与第一匹配电路111并联，通过馈路的电流分流较多，再通过并联到地的电流分量就会比较弱，这样流经所述调谐开关13的电流较小，从而所述调谐开关13的损耗会较小，低频性能能够明显提升。如图5所示，为所述调谐开关13的设置位置对低频性能的影响示意图；如图6所示，为所述调谐开关13的设置位置对所述调谐开关13的损耗示意图。

本申请的实施例，通过在常见的低频天线布局架构上，合理的安排馈电和调谐开关的位置来提升低频天线的辐射效率和降低开关的损耗来得到较好的低频性能，且天线结构能覆盖低频和N41/B41频段，同时通过断缝结构做另一支天线，选择合适的馈电位置激励相应的模式覆盖中频频段。两天线布局能得到较好的低频性能，同时覆盖4G全频段，且满足4G全频段和5G N41的ENDC。

本申请提供的一种电子设备，包括上述的天线结构。其中，所述第一辐射臂1、第二辐射臂2和第三辐射臂3可以为电子设备的金属边框。所述电子设备可以为手机，本领域技术人员可以理解，除了手机作为电子设备之外，亦可适用于其它具备显示屏的电子设备，如平板电脑、电子书阅读器、MP3(动态影像专家压缩标准音频层面3，Moving PictureExperts Group Audio Layer III)播放器、MP4(动态影像专家压缩标准音频层面4，MovingPicture Experts Group Audio Layer IV)播放器、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机、可穿戴设备等等均在本申请实施例的保护范围之内。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述的是本申请的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本申请所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：

第一辐射臂(1)、第二辐射臂(2)和第三辐射臂(3)，所述第一辐射臂(1)和所述第二辐射臂(2)之间形成有开路端(4)，所述第二辐射臂(2)和所述第三辐射臂(3)连接；

所述第一辐射臂(1)和所述第二辐射臂(2)设置在电子设备的顶部或底部，所述第三辐射臂(3)设置在所述电子设备的第一角部；

所述第一辐射臂(1)上设置有第一馈电点，所述第一馈电点处连接有第一调谐模组(11)，所述第一调谐模组(11)包括调谐开关(13)；

所述第二辐射臂(2)与所述第三辐射臂(3)的连接处设置有第二馈电点，所述第二馈电点处连接有第二调谐模组(21)。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一辐射臂(1)的第一端设置有第一接地点，所述第一接地点与所述第一馈电点之间的距离为所述第一辐射臂(1)总长度的三分之一至四分之一。

3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一调谐模组(11)还包括：第一馈源、第一匹配电路(111)和第二匹配电路(112)；

所述第一馈源通过所述第一匹配电路(111)与所述第一馈电点连接，所述调谐开关(13)通过所述第二匹配电路(112)与所述第一馈电点连接。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述第二匹配电路(112)的第一端与所述第一馈电点连接，所述第二匹配电路(112)的第二端与所述调谐开关(13)的一端连接，所述调谐开关(13)的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述调谐开关(13)为四路单刀单掷开关。

6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第二调谐模组(21)包括第三匹配电路(211)；

所述第三匹配电路(211)的一端与所述第二馈电点连接，所述第三匹配电路(211)的另一端与第二馈源连接。

7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第三辐射臂(3)的第一端与所述第二辐射臂(2)连接；

所述第三辐射臂(3)的第二端设置有第二接地点。

8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一辐射臂(1)谐振在第一频段和第二频段，或者，所述第一辐射臂(1)谐振在第一频段和第三频段；

所述第二辐射臂(2)和所述第三辐射臂(3)谐振在第四频段和第五频段；

其中，所述第一频段的中心频率小于所述第四频段的中心频率。

9.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一辐射臂(1)、第二辐射臂(2)和第三辐射臂(3)为电子设备的金属边框。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的天线结构。

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