CN214797717U - 天线结构及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种天线结构,包括辐射体及馈入部,辐射体包括接地部及辐射部,馈入部与辐射部直接电连接或与辐射部耦合设置,以为辐射部馈入电流信号,辐射部电连接至接地部,接地部与一电子元件间隔设置,电子元件接地,且接地部与电子元件在同一平面的投影面积至少部分重合,以为天线结构提供耦合接地。所述天线结构可构成一种具有耦合地的天线设计,以有效实现辐射体的耦合下地。再者,天线结构仅需一个馈入部,其尺寸较小,且电连接简单便捷。本申请还提供一种具有天线结构的电子设备。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及天线结构及电子设备。
背景技术
目前,各种终端,特别是手机产品,普遍应用金属边框、玻璃后盖的工业设计(Industrial Design,ID)。然而,由于金属边框尺寸有限而且天线环境紧张,因此也会增加内置天线,以用于多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天线设计,这种天线设计一般集中在手机的上下两端。而像屏蔽罩、电池等器件附近,由于环境复杂,一般不利于布局天线馈电、接地弹片等。因此,如何在这些区域内设计一种电连接简单便捷的天线,是亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此,有必要提供一种电连接简单便捷的天线结构及电子设备。
第一方面,本申请提供一种天线结构,所述天线结构包括辐射体及馈入部,所述辐射体包括接地部及辐射部,所述馈入部与所述辐射部直接电连接或与所述辐射部耦合设置,以为所述辐射部馈入电流信号,所述辐射部电连接至所述接地部,所述接地部与一电子元件间隔设置,所述电子元件接地,所述接地部与所述电子元件在同一平面的投影面积至少部分重合,以为所述天线结构提供耦合接地。如此,所述天线结构通过设置所述接地部,且使得所述接地部与所述电子元件在同一平面的投影面积至少部分重合,进而使得所述天线结构构成一种具有耦合地的天线设计,以有效实现所述辐射体的耦合下地。再者,所述天线结构仅需一个馈入部(例如馈电弹片),且可设置于电子元件周边。如此,在激励多模式时,辐射体可为1/4波长结构,其尺寸较小,且电连接简单便捷。
在一种可能的设计中,所述辐射体采用激光直接成型技术形成于一柔性电路板,且通过绝缘的粘性件粘贴至所述电子元件上,以与所述电子元件通过所述粘性件间隔设置。所述设计中,通过将所述辐射体采用激光直接成型技术形成于一柔性电路板(FlexiblePrinted Circuit,FPC),以使得所述辐射体构成FPC天线,其尺寸较小,且电连接简单。
在一种可能的设计中,所述辐射体设置于电子设备的后盖表面,所述后盖与所述电子元件间隔设置。所述设计中,所述辐射体还可通过银浆(或透明金属)工艺设计在玻璃(或陶瓷)等后盖表面,且与所述电子元件间隔设置。即所述辐射体悬浮在所述电子元件上方,以与所述电子元件耦合设置。
在一种可能的设计中,所述接地部的形状为矩形,阶梯状或所述接地部的一侧呈弧形。所述设计中,并不对所述接地部的形状进行限制,其可以为矩形,阶梯状或所述接地部的一侧呈弧形。
在一种可能的设计中,所述辐射部的数量为多个,多个所述辐射部间隔设置于所述接地部的一侧,且与所述接地部电连接,所述天线结构通过多个所述辐射部构成的共模或差模产生多个谐振模式。所述设计中,并不对所述辐射部的数量进行限制,例如所述辐射部的数量可以为多个,多个所述辐射部可利用其共模或差模产生多个谐振模式,进而形成多模式耦合天线。
在一种可能的设计中,所述天线结构还包括支架,所述支架包括第一表面及第二表面,所述第一表面与所述第二表面相对设置,所述第一表面上设置有第一导电层,所述第二表面上设置有第二导电层,所述第一导电层与所述第二导电层电连接,所述第二导电层与所述电子元件间隔设置,所述辐射部与所述第二导电层电连接,所述第二导电层构成所述接地部。所述设计中,所接地部可与其他天线复用,进而进一步有效减小所述天线结构的尺寸。
在一种可能的设计中,所述天线结构还包括馈入源,所述第一导电层上还开设有开槽,所述馈入源电连接至所述开槽一侧的第一导电层,所述支架,所述第一导电层,所述第二导电层,所述开槽及所述馈入源构成腔体天线。所述设计中,所接地部可与其他天线复用,例如与一腔体天线的第二导电层复用,进而进一步有效减小所述天线结构的尺寸。
在一种可能的设计中,所述开槽两侧的第一导电层设置有第一过孔,所述开槽两端的第一导电层开放,所述第一导电层通过所述第一过孔电连接至所述第二导电层。所述设计中,通过于所述第一导电层及第二导电层设置相应的第一过孔,进而实现第一导电层及第二导电层的电连接,即所述辐射部与第二导电层的电连接。
在一种可能的设计中,所述开槽两侧的第二导电层设置有第一过孔,所述开槽一端的第一导电层开放,所述开槽的另一端设置有第二过孔,所述辐射部与所述第一导电层间隔设置,且通过所述第二过孔电连接至所述第一导电层及第二导电层。所述设计中,所述辐射部也可与所述第一导电层间隔设置,并通过相应的过孔电连接至所述第二导电层(即接地部)。
在一种可能的设计中,所述辐射部的数量为多个,多个所述辐射部均设置于所述第一导电层,且与所述第一导电层电连接。所述设计中,并不限定所述辐射部的数量及位置,例如所述辐射部的数量可以为多个,多个所述辐射部均设置于第一导电层上。
在一种可能的设计中,所述辐射部的数量为多个,多个所述辐射部中的一部分设置于所述第一导电层,且与所述第一导电层电连接,多个所述辐射部中的另外一部分设置于所述第二导电层,且与所述第二导电层电连接。所述设计中,并不限定所述辐射部的数量及位置,例如所述辐射部的数量可以为多个,多个所述辐射部的一部分设置于第一导电层上,另外一部分设置于第二导电层上。
在一种可能的设计中,所述接地部通过导电材料与所述电子元件电连接。所述设计中,所述接地部也可以通过导电材料(例如导电泡棉)直接与电子元件电连接。
在一种可能的设计中,所述第二导电层通过导电材料与所述电子元件电连接。所述设计中,所述第二导电层也可以通过导电材料(例如导电泡棉) 直接与电子元件电连接。
在一种可能的设计中,所述电子元件为电池和/或屏蔽罩。所述设计中,并不对所述电子元件进行限定,其可以为电池,屏蔽罩,其他的导体,类导体器件等。
第二方面,本申请提供一种电子设备,所述电子设备包括如第一方面及其可能的设计中所述的天线结构。
在一种可能的设计中,所述电子设备包括壳体,电路板及电池,所述电路板及所述电池均设置于所述壳体内,所述电池设置于所述电路板上,所述电池构成所述电子元件。
在一种可能的设计中,所述电子设备包括壳体,电路板及屏蔽罩,所述电路板及所述屏蔽罩均设置于所述壳体内,所述屏蔽罩设置于所述电路板上,所述屏蔽罩构成所述电子元件。
在一种可能的设计中,所述电子设备包括壳体,电路板,电池及屏蔽罩,所述电路板,所述电池及所述屏蔽罩均设置于所述壳体内,且均设置于所述电路板上,所述辐射体的一部分设置于所述电池上,所述辐射体的另外一部分设置于所述屏蔽罩上。
第二方面所带来的技术效果可参见上述第一方面涉及的天线结构相关的描述,此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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,还可根据这些附图获得其他的附图。
图1a至图1c为传统的天线示意图;
图2为本申请实施例提供的一种天线结构的示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种天线结构的示意图;
图4a至图4c为本申请实施例提供的辐射体的示意图;
图5为本申请实施例提供的天线结构应用至电子设备的示意图;
图6为图5所示天线结构的S参数(散射参数)曲线图;
图7为图5所示天线结构的效率曲线图;
图8a至图8c为图5所示天线结构分别于不同谐振频率下的电流分布示意图;
图9a至图9c为图5所示天线结构分别于不同谐振频率下的电场分布示意图;
图10a至图10c为图5所示天线结构分别于不同谐振频率下的辐射方向示意图;
图11a至图11c为本申请实施例提供的天线结构设置不同数量的辐射部的示意图;
图12为当设置不同数量的辐射部时,本申请实施例提供的天线结构的S 参数(散射参数)曲线图;
图13为当设置不同数量的辐射部时,本申请实施例提供的天线结构的效率曲线图;
图14为本申请实施例提供的天线结构设置于屏蔽罩上的示意图;
图15为本申请实施例提供的天线结构分别设置于电池及屏蔽罩上的S 参数(散射参数)曲线图;
图16为本申请实施例提供的天线结构分别设置于电池及屏蔽罩上的效率曲线图;
图17a至图17c为本申请实施例提供的天线结构具有不同尺寸的接地部的示意图;
图18为当分别设置不同尺寸的接地部或不设置接地部而直接接地时,本申请实施例提供的天线结构的S参数(散射参数)曲线图;
图19为当分别设置不同尺寸的接地部或不设置接地部而直接接地时,本申请实施例提供的天线结构的效率曲线图;
图20为本申请实施例提供的另一种天线结构的示意图;
图21为图20所示天线结构的S参数(散射参数)曲线图;
图22为图20所示天线结构的效率曲线图;
图23a至图23c为图20所示天线结构分别于不同谐振频率下的电流分布示意图;
图24a至图24c为图20所示天线结构分别于不同谐振频率下的电场分布示意图;
图25a至图25c为图20所示天线结构分别于不同谐振频率下的辐射方向示意图;
图26a至图26c为图20所示天线结构设置不同数量的辐射部的示意图;
图27为当设置不同数量的辐射部时,图20所示天线结构的S参数(散射参数)曲线图;
图28为当设置不同数量的辐射部时,图20所示天线结构的效率曲线图;
图29为当与下方导体具有不同距离时,图20所示天线结构的S参数(散射参数)曲线图;
图30为当与下方导体具有不同距离时,图20所示天线结构的效率曲线图;
图31为本申请实施例提供的另一种天线结构的示意图;
图32为图31所示天线结构中支架的示意图;
图33及图34为图31所示天线结构于另一角度下的示意图;
图35为图31所示天线结构的S参数(散射参数)曲线图;
图36为图31所示天线结构的效率曲线图;
图37a至图37d为图31所示天线结构分别于不同谐振频率下的电流分布示意图;
图38a至图38d为图31所示天线结构分别于不同谐振频率下的电场分布示意图;
图39a至图39d为图31所示天线结构分别于不同谐振频率下的辐射方向示意图;
图40为当第二导电层与电子元件间隔设置或直接电连接至电子元件时,图31所示天线结构的S参数(散射参数)曲线图;
图41为当第二导电层与电子元件间隔设置或直接电连接至电子元件时,图31所示天线结构的隔离度曲线图;
图42为当第二导电层与电子元件间隔设置或直接电连接至电子元件时,图31所示天线结构中第一天线的效率曲线图;
图43为当第二导电层与电子元件间隔设置或直接电连接至电子元件时,图31所示天线结构中第二天线的效率曲线图;
图44a至图44c为本申请实施例提供的另一种天线结构的示意图;
图45为图44a所示天线结构的S参数(散射参数)曲线图;
图46为图44a所示天线结构的效率曲线图;
图47a至图47d为图44a所示天线结构分别于不同谐振频率下的电流分布示意图;
图48a至图48d为图44a所示天线结构分别于不同谐振频率下的电场分布示意图;
图49a至图49d为图44a所示天线结构分别于不同谐振频率下的辐射方向示意图;
图50为当第二导电层与电子元件间隔设置或直接电连接至电子元件时,图44a所示天线结构的S参数(散射参数)曲线图;
图51为当第二导电层与电子元件间隔设置或直接电连接至电子元件时,图44a所示天线结构的隔离度曲线图;
图52为当第二导电层与电子元件间隔设置或直接电连接至电子元件时,图44a所示天线结构中第一天线的效率曲线图;
图53为当第二导电层与电子元件间隔设置或直接电连接至电子元件时,图44a所示天线结构中第二天线的效率曲线图;
图54a及图54b为图44a所示天线结构设置不同的辐射部的示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请实施例中“至少一个”是指一个或者多个,多个是指两个或两个以上。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请中的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请申请。
应理解,本申请中除非另有说明,“/”表示或的意思。例如,A/B可以表示A或B。本申请中的“A和/或B”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在只存在A、只存在B以及存在A和B这三种关系。
需要说明的是,本申请实施例中,“第一”、“第二”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请实施例的描述中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
需要说明的是,本申请实施例中,术语“高度”是指在垂直于参考地层的方向上的投影长度。术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。
目前,各种终端,特别是手机产品,普遍应用金属边框、玻璃后盖的工业设计(Industrial Design,ID)。然而,由于金属边框尺寸有限而且天线环境紧张,因此也会增加内置天线,以用于多输入多输出 (Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天线设计。例如,请一并参阅图1a,这种天线设计一般集中在手机400的上下两端。而像屏蔽罩401、电池402等电子元件附近,由于环境复杂,一般不利于天线布局馈电、接地弹片等。
请一并参阅图1b,为一种天线的示意图。具体地,其是在电池或屏蔽罩等电子元件403周边设计一种具有两个1/4波长的辐射体404的耦合天线(Coupled antenna)。所述辐射体404利用激光直接成型技术(Laser Direct Structuring,LDS)设计于支架上,且距离电池或屏蔽罩等电子元件403一定距离及高度。另外,所述辐射体404还至少需要一个馈电弹片 405以及两个接地弹片406。所述馈电弹片405通过电容405a电连接至一信号馈入源201。
请一并参阅图1c,为另外一种天线的示意图。具体地,其是在电池或屏蔽罩等电子元件403周边设计一种具有1/2波长的辐射体404的天线。所述天线的辐射体404为悬浮金属,以构成悬浮天线(Floating antenna)。具体地,所述辐射体404设置在电池盖(图未示)的内表面或者外表面上,且仅需要一个馈电弹片405连接支架上的LDS枝节407,并利用LDS枝节407对悬浮天线(即悬浮金属,辐射体404)进行耦合馈电。所述馈电弹片405电连接至信号馈入源201。然而,这种设计的天线的辐射体为1/2波长,其尺寸较大,而且一般电磁波吸收比值(Specific Absorption Rate,SAR)较高。
因此,本申请实施例提供一种天线结构。所述天线结构包括辐射体及馈入部,所述辐射体包括接地部及辐射部,所述馈入部与所述辐射部直接电连接或与所述辐射部耦合设置,以为所述辐射部馈入电流信号,所述辐射部电连接至所述接地部,所述接地部与一电子元件间隔设置,所述电子元件接地,所述接地部与所述电子元件在同一平面的投影面积至少部分重合,以为所述天线结构提供耦合接地。如此,所述天线结构通过设置所述接地部,且使得所述接地部与所述电子元件在同一平面的投影面积至少部分重合,进而使得所述天线结构构成一种具有耦合地的天线设计,以有效实现所述辐射体的耦合下地。再者,所述天线结构仅需一个馈入部(例如馈电弹片),且可设置于电子元件周边。如此,在激励多模式时,辐射体可为1/4波长结构,其尺寸较小,且电连接简单便捷,SAR值较低。
具体地,请参阅图2,本申请实施例提供一种天线结构100。所述天线结构100可设置于一电子元件200上或与所述电子元件200间隔设置。所述电子元件200接地。所述天线结构100与所述电子元件200有一定的投影面积重合,即所述天线结构100于一平面内的投影面积与所述电子元件200于所述平面内的投影面积重合。
可以理解,所述电子元件200可以为屏蔽罩,电池,其他的导体,类导体器件等,在此不做具体限定。在本申请实施例中,将以所述电子元件 200为屏蔽罩和/或电池为例加以说明。
所述天线结构100包括辐射体11及馈入部13。所述辐射体11由金属等导电材料制成。在其中一个实施例中,所述辐射体11可采用敷铜(或敷银)等工艺直接设计在一层柔性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC) 上,即构成FPC天线。所述辐射体11包括接地部111及至少一个辐射部。
在本实施例中,所述接地部111大致呈矩形片状,其可通过绝缘胶等粘性件设置于所述电子元件200上,以与所述电子元件200通过所述粘性件间隔绝缘设置,并具有一定的投影面积重合,进而实现所述天线结构 100通过所述接地部111耦合下地。在本实施例中,所述接地部111与所述电子元件200之间的间距大致为0.1mm。
可以理解,在其他实施例中,所述接地部111也可通过导电材料(例如导电泡棉)等电连接件电连接至所述电子元件200。
可以理解,如图2所示,在本实施例中,所述辐射体11包括两个辐射部,即辐射部112,113。两个辐射部112,113均构成1/4波长结构。两个所述辐射部112,113设置于所述接地部111的一侧,且与所述接地部111共面设置。两个所述辐射部112,113彼此间隔设置,且均连接至所述接地部111。
所述馈入部13的一端可通过一匹配元件(例如电容202)电连接至所述信号馈入源201,另一端可电连接至其中一个辐射部(例如辐射部 112),以为所述辐射部112馈入电流信号。而其他的辐射部(例如辐射部113)可作为耦合单元,以通过耦合获得电流信号,进而形成多模式的耦合天线(Coupled antenna)。
可以理解,如上所述,所述辐射体11是采用敷铜(或敷银)等工艺直接设计在一层FPC上,且通过粘性件设置于所述电子元件200上。当然,在其他实施例中,所述辐射体11还可采用其他的工艺制成。例如,请一并参阅图3,所述辐射体11还可通过银浆(或透明金属)工艺设计在玻璃(或陶瓷)的等后盖表面,且与所述电子元件200间隔设置。即所述辐射体11悬浮在所述电子元件200上方,以与所述电子元件200耦合设置。在本实施例中,所述辐射体11与所述电子元件200之间的距离大致为0.3mm。
可以理解,如上所述,所述馈入部13是直接电连接至其中一个辐射部。例如,将其中一个辐射部112直接电连接至所述馈入部13,即采取直接馈电的方式。当然,在其他实施例中,所述馈入部13也可采用耦合馈电的方式。例如,请再次参阅图3,所述馈入部13可电连接至一馈电片203。所述馈电片203由导电材料制成。所述馈电片203与所述辐射体 11间隔设置。所述馈入部13还通过电容202电连接至所述信号馈入源 201。如此,所述馈入部13的信号可通过所述馈电片203耦合至所述辐射体11的辐射部112,113。
可以理解,如图3所示,由于所述馈电片203由导电材料制成,所述馈电片203具有电容作用。因此,在其他实施例中,所述电容202也可省略。如此,所述馈入部13一端电连接至所述馈电片203,另一端直接电连接至所述信号馈入源201。可以理解,如图2及图3,在其中一个实施例中,所述接地部111的形状大致呈矩形,其尺寸大致为15mm*40mm。当然,在其他实施例中,所述接地部111的形状不局限于上述所述,其还可为其他形状,具体可根据设计需求进行调整。对应地,所述辐射体11 中辐射部的数量也不局限为两个,其还可为一个,三个,或多个,即可根据具体的设计需求进行调整。例如,请一并参阅图4a至图4c,在其中一个实施例中,所述辐射体11中的接地部111呈矩形。所述辐射体11包括三个辐射部,例如辐射部112,113,114,且所述馈入部13电连接至其中一个辐射部(参图4a,例如辐射部112)。在另外的实施例中,所述辐射体11中的接地部111的一侧呈弧形(参图4b)或阶梯状(参图4c)。所述辐射体11包括三个辐射部,例如辐射部112,113,114,且所述馈入部13电连接至其中一个辐射部(例如辐射部112)。
可以理解,请一并参阅图5,上述实施例所述的天线结构100可应用至移动电话、平板电脑、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、客户前置设备(CustomerPremise Equipment,CPE)、电视等需要设置天线的电子设备300中,用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。
可以理解,所述电子设备300可以采用以下一种或多种通信技术: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,Wi-Fi)通信技术、全球移动通信系统(global system for mobilecommunications,GSM)通信技术、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他通信技术等。
可以理解,在其中一个实施例中,所述电子设备300至少包括壳体 301,电路板302及电池303。所述电路板302及所述电池303均设置于所述壳体301内。所述电池303设置于所述电路板302上。
在本实施例中,当所述天线结构100应用至所述电子设备300时,以将所述天线结构100设置于所述电池303上,且所述天线结构100的工作频率为3.8GHz为例加以说明。
在本实施例中,所述天线结构100整体沿所述电子设备300的端部(例如短边)设置。所述天线结构100包括辐射体11及馈入部13。所述辐射体11包括接地部111及三个辐射部112,113,114。
所述接地部111的尺寸为40mm*15mm。所述接地部111与所述电池 303之间的距离为0.1mm。三个所述辐射部112,113,114设置于所述接地部111的一侧,且与所述接地部111电连接。三个所述辐射部112,113, 114与所述接地部111共面设置,且均未设置于所述电池303上。三个所述辐射部112,113,114与所述电路板302的距离大致为2mm。
在本实施例中,三个辐射部112,113,114均大致呈L形,且均包括连接段115及辐射段116。其中,三个辐射部112,113,114的连接段115 均垂直于所述接地部111设置,且彼此相互平行间隔设置。三个辐射部 112,113,114的辐射段116均呈矩形条状,其均垂直连接至相应的连接段115,以与相应的连接段115构成所述L形。三个辐射部112,113,114 的辐射段116彼此间隔设置,且均平行所述接地部111的长边,例如平行于所述电子设备300的端部(短边)。在本实施例中,所述辐射部112, 114中的辐射段116的延伸方向相同。所述辐射部113中的辐射段116的延伸方向与另外的辐射段116的延伸方向相反。具体地,所述辐射部113 中的辐射段116朝向所述辐射部112的辐射段116设置,即两者彼此相向设置。
在本实施例中,三个辐射部112,113,114的连接段115的长度均相同,例如,均大致为5.5mm。三个辐射部112,113,114的辐射段116的长度略有不同。例如,辐射部112的辐射段116的长度为10mm。辐射部 113的辐射段116的长度为13.5mm。辐射部114的辐射段116的长度为12mm。
所述馈入部13电连接至其中一个辐射部,用以为所述辐射部馈入信号,并将信号耦合至其他的辐射部。例如,在本实施例中,所述馈入部 13的一端通过一匹配元件(例如,图2所示的电容202)电连接至信号馈入源201,另一端电连接至所述辐射部112,以为所述辐射部112馈入信号。同时,其他的辐射部(例如辐射部113,114)作为耦合单元。如此,流过所述辐射部112的电流可耦合至所述辐射部113,114,进而形成多模式的耦合天线。
在本实施例中,所述匹配元件可以为电容值为0.15pF的电容。当然,在本申请其他实施例中,并不对所述匹配元件进行具体限定。
请一并参阅图6及图7,其中图6为图5所示电子设备300中天线结构100的S参数(散射参数)曲线图。图7为图5所示电子设备300中天线结构100的效率曲线图。其中,曲线S71为所述天线结构100的系统效率。曲线S72为所述天线结构100的辐射效率。
图8a至图8c为图5所示电子设备300中天线结构100分别于3.61 GHz,3.85GHz,4.05GHz谐振频率下的电流分布示意图。图9a至图9c 为图5所示电子设备300中天线结构100分别于3.61GHz,3.85GHz,4.05 GHz谐振频率下的电场分布示意图。图10a至图10c为图5所示电子设备 300中天线结构100分别于3.61GHz,3.85GHz,4.05GHz谐振频率下的辐射方向示意图。
显然,从图6至图10c可看出,当所述天线结构100设置三个辐射部时,其具有三个谐振模式,即第一谐振模式,第二谐振模式及第三谐振模式。其中,第一谐振模式为右侧枝节(即辐射部112)与中间枝节(即辐射部113)构成的共模。第二谐振模式为右侧枝节(即辐射部112)与中间枝节(即辐射部113)构成的差模。第三谐振模式为中间枝节(即辐射部113)与左侧枝节(即辐射部114)构成的差模。
可以理解,请一并参阅图11a至图11c,为所述天线结构100设置不同数量的辐射部的示意图。例如,图11a示出所述天线结构100包括一个辐射部(例如辐射部112),图11b示出所述天线结构100包括两个辐射部(例如辐射部112,113),图11c示出所述天线结构100包括三个辐射部(例如辐射部112,113,114)。
可以理解,请一并参阅图12,为当设置不同数量的辐射部时,所述天线结构100的S参数(散射参数)曲线图。其中,曲线S121为当设置单个辐射部(参图11a)时,所述天线结构100的S11值。曲线S122为当设置两个辐射部(参图11b)时,所述天线结构100的S11值。曲线S123 为当设置三个辐射部(参图11c)时,所述天线结构100的S11值。
图13为当设置不同数量的辐射部时,所述天线结构100的效率曲线图。其中,曲线S131为当设置单个辐射部(参图11a)时,所述天线结构100的系统效率。曲线S132为当设置两个辐射部(参图11b)时,所述天线结构100的系统效率。曲线S133为当设置三个辐射部(参图11c) 时,所述天线结构100的系统效率。曲线S134为当设置单个辐射部(参图11a)时,所述天线结构100的辐射效率。曲线S135为当设置两个辐射部(参图11b)时,所述天线结构100的辐射效率。曲线S136为当设置三个辐射部(参图11c)时,所述天线结构100的辐射效率。
显然,由图11a至图11c,图12及图13可知,当所述天线结构100 设置不同数量的辐射部,且所述接地部111的面积不变时,随着辐射部的数量增加,其带宽逐渐改善,最终可形成多模式的宽频天线。
可以理解,请再次参阅图5,其示出所述天线结构100设置于电池303 上。当然,在其他实施例中,所述天线结构100还可设置于其他电子元件上。例如,请一并参阅图14,所述电子设备300还包括屏蔽罩304。所述屏蔽罩304设置于所述电路板302上。所述天线结构100设置于所述屏蔽罩304上。
图15为所述天线结构100分别设置于电池303及屏蔽罩304上的S 参数(散射参数)曲线图。其中,曲线S151为当所述天线结构100设置于电池303上的S11值。曲线S152为当所述天线结构100设置于屏蔽罩 304上的S11值。
图16为所述天线结构100分别设置于电池303及屏蔽罩304上的效率曲线图。其中,曲线S161为当所述天线结构100设置于电池303上的系统效率。曲线S162为当所述天线结构100设置于屏蔽罩304上的系统效率。曲线S163为当所述天线结构100设置于电池303上的辐射效率。曲线S164为当所述天线结构100设置于屏蔽罩304上的辐射效率。
显然,由图5,图14至图16可知,当所述天线结构100分别设置于电池303及屏蔽罩304时,由于屏蔽罩304具有更好的导电性,因此,当所述天线结构100粘贴在屏蔽罩304表面时,其损耗更低、效率更好。
可以理解,在本申请实施例中,并不对所述天线结构100中接地部 111的尺寸进行限制。所述天线结构100中所述接地部111的尺寸可根据具体需求进行调整。例如,请一并参阅图17a至图17c,在其中一个实施例中,所述接地部111的宽度为15mm(参图17a),10mm(参图17b),及0mm(即所述天线结构100未设置所述接地部111,所述辐射部112, 113,114通过相应的接地弹片117接地,参图17c)。
请一并参阅图18,为当分别设置不同尺寸的接地部111,或不设置接地部111而直接通过接地弹片117接地时,所述天线结构100的S参数(散射参数)曲线图。其中,曲线S181为当设置接地部111,且所述接地部 111的宽度为15mm时,所述天线结构100的S11值。曲线S182为当设置接地部111,且所述接地部111的宽度为10mm时,所述天线结构100 的S11值。曲线S183为当不设置接地部111而直接通过接地弹片117接地时,所述天线结构100的S11值。
图19为当分别设置不同尺寸的接地部111,或不设置接地部111而直接通过接地弹片117接地时,所述天线结构100的效率曲线图。其中,曲线S191为当设置接地部111,且所述接地部111的宽度为15mm时,所述天线结构100的系统效率。曲线S192为当设置接地部111,且所述接地部111的宽度为10mm时,所述天线结构100的系统效率。曲线S193 为当不设置接地部111而直接通过接地弹片117接地时,所述天线结构 100的系统效率。曲线S194为当设置接地部111,且所述接地部111的宽度为15mm时,所述天线结构100的辐射效率。曲线S195为当设置接地部111,且所述接地部111的宽度为10mm时,所述天线结构100的辐射效率。曲线S196为当不设置接地部111而直接通过接地弹片117接地时,所述天线结构100的辐射效率。
显然,从图17a至图17c,图18及图19可看出,当耦合地(即设置接地部111)的宽度缩小时,其对天线性能影响很小。另外,由于电池303 导电率的原因,耦合地(即设置接地部111)比直连地结构(参图17c) 的性能仅下降约1dB,但电连接简化很多。再者,当所述电子元件200为屏蔽罩304时,其与直连地性能基本相同,而且电连接简化很多。
可以理解,请再次参阅图17a至图17c及表1,其中表1为在上述三种接地方式下,且与人体(body)距离5mm左右时,所述天线结构100 的SAR值比对表。其中,第一种接地方式是指设置接地部111,且所述接地部111的宽度为15mm(以下简称caseA),第二种接地方式是指设置接地部111,且所述接地部111的宽度为10mm(以下简称caseB),第三种接地方式是指不设置接地部111而直接通过接地弹片117接地(以下简称caseC)。显然,在每个频率下,耦合地结构与直连地结构的SAR值基本相当,因此这种天线(即天线结构100)构成低SAR天线。
表1 三种接地方式下且与人体距离5mm左右时,天线结构的SAR值比对表
可以理解,上述实施例中,所述辐射体11设置于一种电子元件200 (导体)上,例如设置于电池303或屏蔽罩304上。当然,在其他实施例中,所述辐射体11可设置于两种或多种导体上。例如,请一并参阅图20,为本申请实施例提供的另外一种天线结构100a。所述天线结构100a设置于电子设备300内,所述电子设备300至少包括壳体301,电路板302,电池303,及屏蔽罩304。所述电路板302,电池302,及屏蔽罩304设置于所述壳体301内。所述电池303及屏蔽罩304均设置于所述电路板302 上。所述天线结构100a整体设置于所述电子设备300的一侧,例如整体设置于所述电子设备300的侧部(例如长边)。
所述天线结构100a的结构与天线结构100的结构类似,即包括辐射体11及馈入部13。所述辐射体11包括接地部111及三个辐射部112,113, 114。所述接地部111大致呈矩形。所述馈入部13电连接至其中一个辐射部112,以为所述辐射体11馈入电流信号。
在本实施例中,所述接地部111的尺寸为10mm*40mm。三个辐射部 112,113,114的宽度均为5mm,三个辐射部112,113,114中辐射段116 的长度分别为11mm,14mm及13mm。
在本实施例中,所述天线结构100a的一部分(例如上半部分)设置于屏蔽罩304上,且与所述屏蔽罩304的距离大致为0.1mm。所述天线结构100a的另外部分(例如下半部分)设置于所述电池303上,且与所述电池303的距离大致为0.1mm。另外,所述辐射部112,113,114与所述电路板302的距离大致为2mm。
请一并参阅图21及图22,其中图21为图20所示电子设备300中的天线结构100a的S参数(散射参数)曲线图。图22为图20所示电子设备300中的天线结构100a的效率曲线图。其中,曲线S221为所述天线结构100a的系统效率。曲线S222为所述天线结构100a的辐射效率。
图23a至图23c为图20所示电子设备300中天线结构100a分别于3.44 GHz,3.61GHz,3.81GHz谐振频率下的电流分布示意图。图24a至图24c 为图20所示电子设备300中天线结构100a分别于3.44GHz,3.61GHz, 3.81GHz谐振频率下的电场分布示意图。图25a至图25c为图20所示电子设备300中天线结构100a分别于3.44GHz,3.61GHz,3.81GHz谐振频率下的辐射方向图。
显然,从图20至图25c可看出,所述天线结构100a亦具有三个谐振模式,即第一谐振模式,第二谐振模式及第三谐振模式。其中,第一谐振模式为辐射部112与辐射部113构成的共模。第二谐振模式为辐射部112 与辐射部113构成的差模。第三谐振模式为辐射部113与辐射部114构成的共模。
可以理解,请一并参阅图26a至图26c,为所述天线结构100a设置不同数量的辐射部的示意图。例如,图26a示出所述天线结构100a包括一个辐射部(例如辐射部112),图26b示出所述天线结构100a包括两个辐射部(例如辐射部112,113),图26c示出所述天线结构100a包括三个辐射部(例如辐射部112,113,114)。
可以理解,请一并参阅图27,为当设置不同数量的辐射部时,所述天线结构100a的S参数(散射参数)曲线图。其中,曲线S271为当设置单个辐射部(参图26a)时,所述天线结构100a的S11值。曲线S272为当设置两个辐射部(参图26b)时,所述天线结构100a的S11值。曲线 S273为当设置三个辐射部(参图26c)时,所述天线结构100a的S11值。
图28为当设置不同数量的辐射部时,所述天线结构100a的效率曲线图。其中,曲线S281为当设置单个辐射部(参图26a)时,所述天线结构100a的系统效率。曲线S282为当设置两个辐射部(参图26b)时,所述天线结构100a的系统效率。曲线S283为当设置三个辐射部(参图26c) 时,所述天线结构100a的系统效率。曲线S284为当设置单个辐射部(参图26a)时,所述天线结构100a的辐射效率。曲线S285为当设置两个辐射部(参图26b)时,所述天线结构100a的辐射效率。曲线S286为当设置三个辐射部(参图26c)时,所述天线结构100a的辐射效率。
显然,由图26a至图26c,图27及图28可知,当所述天线结构100a 设置不同数量的辐射部,且所述接地部111的面积不变时,随着辐射部的数量增加,其带宽逐渐改善,最终可形成多模式的宽频天线。
可以理解,请一并参阅图29,为图20所示天线结构100a与下方导体(电子元件,例如电池303或屏蔽罩304)具有不同距离时,所述天线结构100a的S参数(散射参数)曲线图。其中,曲线S291为当距离下方导体0.05mm时,所述天线结构100a的S11值。曲线S292为当距离下方导体0.1mm时,所述天线结构100a的S11值。曲线S293为当距离下方导体0.2mm时,所述天线结构100a的S11值。
图30为图20所示天线结构100a与下方导体(电子元件,例如电池 303或屏蔽罩304)具有不同距离时,所述天线结构100a的效率曲线图。其中,曲线S301为当距离下方导体0.05mm时,所述天线结构100a的系统效率。曲线S302为当距离下方导体0.1mm时,所述天线结构100a的系统效率。曲线S303为当距离下方导体0.2mm时,所述天线结构100a 的系统效率。曲线S304为当距离下方导体0.05mm时,所述天线结构100a 的辐射效率。曲线S305为当距离下方导体0.1mm时,所述天线结构100a 的辐射效率。曲线S306为当距离下方导体0.2mm时,所述天线结构100a 的辐射效率。
显然,由图29及图30可知,当所述天线结构100a与下方导体的间距受组装公差影响时,其频偏在可接受范围内。同时,当天线结构100a 距离下方导体的高度或距离增加时,其性能也会更好,例如,可将所述天线结构100a设计到玻璃后盖的表面上。
可以理解,上述实施例中,所述辐射体11中的接地部111为独立的片体,其设置于一种导体或多种导体上。当然,在其他实施例中,所述接地部111也可作为其他天线的一部分,即与所述天线结构100,100a复用。例如,请一并参阅图31,为本申请实施例提供的另一种天线结构100b。所述天线结构100b包括第一天线Ant1及第二天线Ant2。
所述第一天线Ant1为一腔体天线(cavity antenna),包括支架15。所述支架15可以由PC/ABS材料(即聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物,是由聚碳酸酯(Polycarbonate)和聚丙烯腈(ABS)合并而成的热可塑性塑胶)制成。
请一并参阅图32,所述支架15的厚度大致为0.6mm。所述支架15 包括第一表面151及第二表面152。所述第一表面151与所述第二表面152 相对设置。所述第一表面151上可通过LDS工艺形成第一导电层153。所述第二表面152可通过LDS工艺形成第二导电层154。在本实施例中,所述第一表面151与所述第二表面152上的导电层的面积均大致为 21*20mm。
所述第一导电层153上形成有开槽155。在本实施例中,所述开槽155 的形状为直条状。当然,在其他实施例中,并不对所述开槽155的形状及尺寸进行具体限制,其可根据具体情况进行调整。所述开槽155沿第一方向(例如,图中所示Y方向)设置。所述开槽155的宽度大致为1.5mm。
可以理解,在本实施例中,所述开槽155两侧的第一导电层153及所述第二导电层154沿其延伸方向,即沿所述第一方向设置有若干第一过孔 156,以使得所述第一导电层153与所述第二导电层154通过所述第一过孔156连接,即短路。所述第一导电层153及所述第二导电层154的另外两端,即垂直于所述第一方向的第二方向(例如图中X方向)开放,进而构成所述第一天线Ant1。
可以理解,请一并参阅图33及图34,所述第一天线Ant1还包括馈入源16。所述馈入源16的一端电连接至所述开槽155一侧的导电层,例如电连接至所述开槽155左侧的第一导电层153,进而为所述第一天线Ant1 馈入电流信号。
可以理解,所述天线结构100b还包括至少一辐射部及馈入部13。在本实施例中,所述天线结构100b包括两个辐射部112,113。两个辐射部 112,113设置于所述第一导电层153的一侧,且与所述第一导电层153 电连接。两个辐射部112,113彼此相向设置。所述馈入部13电连接至辐射部112。
可以理解,在本实施例中,所述第二导电层154,所述辐射部112, 113及所述馈入部13构成第二天线Ant2。即所述第二导电层154构成接地部111,并与第一天线Ant1复用。
可以理解,在本实施例中,所述支架15通过粘性件设置于所述电子元件(例如屏蔽罩304)上,且所述第二表面152与所述屏蔽罩304的距离为0.1mm。所述第二天线Ant2中辐射部112,113与所述电路板302的距离为2.6mm。
请一并参阅图35,为所述天线结构100b的S参数(散射参数)曲线图。其中,曲线S351为所述天线结构100b中第一天线Ant1的S11值。曲线S352为所述天线结构100b中第二天线Ant2的S11值。曲线S353 为所述天线结构100b中第一天线Ant1与第二天线Ant2的隔离度 (Isolation)。
图36为所述天线结构100b的效率曲线图。其中,曲线S361为所述天线结构100b中第一天线Ant1的系统效率。曲线S362为所述天线结构 100b中第二天线Ant2的系统效率。曲线S363为所述天线结构100b中第一天线Ant1的辐射效率。曲线S364为所述天线结构100b中第二天线Ant2 的辐射效率。
显然,由图35及图36可知,每个天线(例如第一天线Ant1及第二天线Ant2)均具有两个谐振,且在较宽频段内,隔离度达到14dB以上。另外,两个天线在3.8GHz谐振频率附近的-6dB效率带宽均达到500MHz 左右。
请一并参阅图37a至图37d,为所述天线结构100b的电流分布示意图。其中,图37a为所述天线结构100b中第一天线Ant1于3.71GHz谐振频率下的电流分布示意图。图37b为所述天线结构100b中第一天线Ant1 于4.08GHz谐振频率下的电流分布示意图。图37c为所述天线结构100b 中第二天线Ant2于3.69GHz谐振频率下的电流分布示意图。图37d为所述天线结构100b中第二天线Ant2于3.91GHz频率下的电流分布示意图。
请一并参阅图38a至图38d,为所述天线结构100b的电场分布示意图。其中,图38a为所述天线结构100b中第一天线Ant1于3.71GHz谐振频率下的电场分布示意图。图38b为所述天线结构100b中第一天线Ant1 于4.08GHz谐振频率下的电场分布示意图。图38c为所述天线结构100b 中第二天线Ant2于3.69GHz谐振频率下的电场分布示意图。图38d为所述天线结构100b中第二天线Ant2于3.91GHz频率下的电场分布示意图。
请一并参阅图39a至图39d,为所述天线结构100b的辐射方向示意图。其中,图39a为所述天线结构100b中第一天线Ant1于3.71GHz谐振频率下的辐射方向示意图。图39b为所述天线结构100b中第一天线Ant1 于4.08GHz谐振频率下的辐射方向示意图。图39c为所述天线结构100b 中第二天线Ant2于3.69GHz谐振频率下的辐射方向示意图。图39d为所述天线结构100b中第二天线Ant2于3.91GHz频率下的辐射方向示意图。
显然,由图37a至图39d,所述天线结构100b中两个天线(即第一天线Ant1及第二天线Ant2)具有一定的正交性,且仿真的包络相关系数 (Envelope CorrelationCoefficient,ECC)在两个谐振频率下均小于0.2。
可以理解,在其他实施例中,所述天线结构100b也可直接与所述电子元件(例如屏蔽罩304)电连接。例如,所述天线结构100b中所述第一天线Ant1的第二导电层154(即第二天线Ant2的接地部)可通过导电材料(例如导电泡棉)等电连接件电连接至所述屏蔽罩304。
请一并参阅图40,图40为当第二导电层154粘贴至所述电子元件以与所述电子元件间隔设置或当所述第二导电层154直接电连接至所述电子元件时,所述天线结构100b的S参数(散射参数)曲线图。其中,曲线S401为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm 时,所述第一天线Ant1的S11值。曲线S402为当所述第二导电层154 与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第二天线Ant2的S11值。曲线S403为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第一天线Ant1的S11值。曲线S404 为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第二天线Ant2的S11值。
图41为当第二导电层154粘贴至所述电子元件以与所述电子元件间隔设置或当所述第二导电层154直接电连接至所述电子元件时,所述第一天线Ant1与第二天线Ant2之间的隔离度曲线图。其中,曲线S411为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第一天线Ant1与第二天线Ant2之间的隔离度。曲线S412为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm) 时,所述第一天线Ant1与第二天线Ant2之间的隔离度。
图42为当第二导电层154粘贴至所述电子元件以与所述电子元件间隔设置或当所述第二导电层154直接电连接至所述电子元件时,所述第一天线Ant1的效率曲线图。其中,曲线S421为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第一天线Ant1的系统效率。曲线S422为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第一天线Ant1的系统效率。曲线S423 为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第一天线Ant1的辐射效率。曲线S424为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第一天线 Ant1的辐射效率。
图43为当第二导电层154粘贴至所述电子元件以与所述电子元件间隔设置或当所述第二导电层154直接电连接至所述电子元件时,所述第二天线Ant2的效率曲线图。其中,曲线S431为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第二天线Ant2的系统效率。曲线S432为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第二天线Ant2的系统效率。曲线S433 为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第二天线Ant2的辐射效率。曲线S434为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第二天线 Ant2的辐射效率。
显然,从图40至图43可明显看出,当所述第二导电层154直接电连接至所述电子元件时,所述第一天线Ant1及第二天线Ant2的性能均略有改善。
可以理解,请一并参阅图44a至图44b,为本申请实施例提供的另一种天线结构100c的示意图。所述天线结构100c的结构与天线结构100b 的结构类似,即区别在于,所述开槽155是沿第二方向开设(即图中X 方向)。对应地,所述第一过孔156是开设于所述第一导电层153及第二导电层154的端部,而非侧部。另外,在本实施例中,所述天线结构100c 与天线结构100b的区别还在于,所述第二天线Ant2中的辐射部112,113 是相背设置,且与所述第一导电层153间隔设置,并通过第二过孔157与所述第一导电层153及第二导电层155电连接,进而实现所述辐射部112, 113与所述第二导电层155(即接地部)的连接。
可以理解,请再次参阅图44c,在本实施例中,所述第一导电层153 的尺寸为20mm*21mm。所述开槽155两侧的第一导电层153的宽度分别为9mm及9.5mm。所述辐射部112,113的宽度大致为5mm,且所述辐射部112,113至所述电路板302的距离为2.6mm。
可以理解,请一并参阅图45,为所述天线结构100c的S参数(散射参数)曲线图。其中,曲线S451为所述天线结构100c中第一天线Ant1 的S11值。曲线S452为所述天线结构100c中第二天线Ant2的S11值。曲线S453为所述天线结构100c中第一天线Ant1与第二天线Ant2的隔离度(Isolation)。
图46为所述天线结构100c的效率曲线图。其中,曲线S461为所述天线结构100c中第一天线Ant1的系统效率。曲线S462为所述天线结构 100c中第二天线Ant2的系统效率。曲线S463为所述天线结构100c中第一天线Ant1的辐射效率。曲线S464为所述天线结构100c中第二天线Ant2 的辐射效率。
显然,由图45及图46可知,所述天线结构100c中每个天线(例如第一天线Ant1及第二天线Ant2)均具有两个谐振,且其在较宽频段内,隔离度达到10dB以上。另外,所述天线结构100c中两个天线在3.8GHz 谐振频率附近的-6dB效率带宽均达到500MHz左右。
请一并参阅图47a至图47d,为所述天线结构100c的电流分布示意图。其中,图47a为所述天线结构100c中第一天线Ant1于3.71GHz谐振频率下的电流分布示意图。图47b为所述天线结构100c中第一天线Ant1 于4.09GHz谐振频率下的电流分布示意图。图47c为所述天线结构100c 中第二天线Ant2于3.63GHz谐振频率下的电流分布示意图。图47d为所述天线结构100c中第二天线Ant2于4.11GHz频率下的电流分布示意图。
请一并参阅图48a至图48d,为所述天线结构100c的电场分布示意图。其中,图48a为所述天线结构100c中第一天线Ant1于3.71GHz谐振频率下的电场分布示意图。图48b为所述天线结构100c中第一天线Ant1 于4.09GHz谐振频率下的电场分布示意图。图48c为所述天线结构100c 中第二天线Ant2于3.63GHz谐振频率下的电场分布示意图。图48d为所述天线结构100c中第二天线Ant2于4.11GHz频率下的电场分布示意图。
请一并参阅图49a至图49d,为所述天线结构100c的辐射方向示意图。其中,图49a为所述天线结构100c中第一天线Ant1于3.71GHz谐振频率下的辐射方向示意图。图49b为所述天线结构100c中第一天线Ant1 于4.09GHz谐振频率下的辐射方向示意图。图49c为所述天线结构100c 中第二天线Ant2于3.63GHz谐振频率下的辐射方向示意图。图49d为所述天线结构100c中第二天线Ant2于4.11GHz频率下的辐射方向示意图。
显然,由图47a至图49d,所述天线结构100c中两个天线(即第一天线Ant1及第二天线Ant2)具有一定的正交性,且仿真的ECC在两个谐振频率下均小于0.3。
可以理解,在其他实施例中,所述天线结构100c也可直接与所述电子元件(例如屏蔽罩304)电连接。例如,所述天线结构100c中所述第一天线Ant1的第二导电层154(即第二天线Ant2的接地部)可通过导电材料(例如导电泡棉)等电连接件电连接至所述屏蔽罩304。
请一并参阅图50,图50为当第二导电层154粘贴至所述电子元件以与所述电子元件间隔设置或当所述第二导电层154直接电连接至所述电子元件时,所述天线结构100c的S参数(散射参数)曲线图。其中,曲线S501为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm 时,所述第一天线Ant1的S11值。曲线S502为当所述第二导电层154 与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第二天线Ant2的S11值。曲线S503为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第一天线Ant1的S11值。曲线S504 为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第二天线Ant2的S11值。
图51为当第二导电层154粘贴至所述电子元件以与所述电子元件间隔设置或当所述第二导电层154直接电连接至所述电子元件时,所述第一天线Ant1与第二天线Ant2之间的隔离度曲线图。其中,曲线S511为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第一天线Ant1与第二天线Ant2之间的隔离度。曲线S512为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm) 时,所述第一天线Ant1与第二天线Ant2之间的隔离度。
图52为当第二导电层154粘贴至所述电子元件以与所述电子元件间隔设置或当所述第二导电层154直接电连接至所述电子元件时,所述第一天线Ant1的效率曲线图。其中,曲线S521为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第一天线Ant1的系统效率。曲线S522为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第一天线Ant1的系统效率。曲线S523 为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第一天线Ant1的辐射效率。曲线S524为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第一天线Ant1的辐射效率。
图53为当第二导电层154粘贴至所述电子元件以与所述电子元件间隔设置或当所述第二导电层154直接电连接至所述电子元件时,所述第二天线Ant2的效率曲线图。其中,曲线S531为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第二天线Ant2的系统效率。曲线S532为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第二天线Ant2的系统效率。曲线S533 为当所述第二导电层154与所述电子元件之间的距离为0.1mm时,所述第二天线Ant2的辐射效率。曲线S534为当所述第二导电层154直接与所述电子元件电连接(即两者之间的间隙或距离为0mm)时,所述第二天线 Ant2的辐射效率。
可以理解,在其他实施例中,所述天线结构100b,100c中,并不对所述辐射部的数量及布设位置进行限定,其可根据具体需求进行调整。例如,请一并参阅图54a,所述辐射体11可以包括两个辐射部112,113。其中一个辐射部(例如辐射部112)设置于所述第一导电层153上,且与所述第一导电层153电连接。另外一个辐射部(例如辐射部113)设置于所述第二导电层154上,且与所述第二导电层154电连接。所述馈入部13电连接至所述辐射部112。
又如,请一并参阅图54b,所述辐射体11可以包括更多辐射部,例如三个辐射部112,113,114。其中三个辐射部112,113,114均设置于所述第一导电层153上,且与所述第一导电层153电连接。三个辐射部 112,113,114彼此间隔设置,且所述馈入部13电连接至其中一个辐射部,例如所述辐射部112。
显然,本申请的天线结构100/100a/100b/100c至少具有以下优点:
(1)所述天线结构100/100a/100b/100c通过设置耦合地(即接地部 111),可有效简化天线结构100/100a/100b/100c的电连接设计,且仅需要一个馈电弹片(即馈入部13),成本很低。
(2)所述天线结构100/100a/100b/100c可构成FPC天线,且粘贴于任何导体或类导体结构的表面上,如此,易于在复杂环境下实现Sub-6G 等高频段天线设计。
(3)所述天线结构100/100a/100b/100c可作为悬浮金属,且设计在电池盖内表面或外表面,如此,可使得天线结构100/100a/100b/100c的整体尺寸较小,例如辐射体11接近1/4波长结构。
(4)所述天线结构100/100a/100b/100c可作为MIMO天线,以实现低剖面的模块化结构,且隔离度较好,ECC较低。
(5)所述天线结构100/100a/100b/100c可构成低SAR天线,其SAR 值与传统的接地耦合天线相当。
也就是说,所述天线结构100/100a/100b/100c构成一种具有耦合地结构的新型天线设计,这种耦合地和辐射体11可以通过敷铜(或敷银等) 工艺直接设计在一层FPC上,也可以通过银浆(或透明金属)工艺设计在玻璃(或陶瓷)后盖表面。耦合地结构与周边的导体或类导体器件(屏蔽罩、电池等)有一定的投影面积重合,进而实现辐射体11的耦合下地。额外地,这种耦合地结构也可用于实现一种腔体天线,与所述耦合天线形成宽频MIMO天线对设计。再者,所述天线结构100/100a/100b/100c仅需要一个馈电弹片,可设计在电池或屏蔽罩周边,在激励多模式时,辐射部均为1/4波长结构,其尺寸较小,SAR值较低。
对于本领域的技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其他具体形式实现本申请。因此,只要在本申请的实质精神范围之内,对以上实施例所作的适当改变和变化都应该落在本申请要求保护的范围之内。
Claims (18)
1.一种天线结构,其特征在于,所述天线结构包括辐射体及馈入部,所述辐射体包括接地部及辐射部,所述馈入部与所述辐射部直接电连接或与所述辐射部耦合设置,以为所述辐射部馈入电流信号,所述辐射部电连接至所述接地部,所述接地部与一电子元件间隔设置,所述电子元件接地,所述接地部与所述电子元件在同一平面的投影面积至少部分重合,以为所述天线结构提供耦合接地。
2.如权利要求1所述的天线结构,其特征在于:所述辐射体采用激光直接成型技术形成于一柔性电路板,且通过绝缘的粘性件粘贴至所述电子元件上,以与所述电子元件通过所述粘性件间隔设置。
3.如权利要求1所述的天线结构,其特征在于:所述辐射体设置于电子设备的后盖表面,所述后盖与所述电子元件间隔设置。
4.如权利要求1所述的天线结构,其特征在于:所述接地部的形状为矩形,阶梯状或所述接地部的一侧呈弧形。
5.如权利要求1所述的天线结构,其特征在于:所述辐射部的数量为多个,多个所述辐射部间隔设置于所述接地部的一侧,且与所述接地部电连接,所述天线结构通过多个所述辐射部构成的共模或差模产生多个谐振模式。
6.如权利要求1所述的天线结构,其特征在于:所述天线结构还包括支架,所述支架包括第一表面及第二表面,所述第一表面与所述第二表面相对设置,所述第一表面上设置有第一导电层,所述第二表面上设置有第二导电层,所述第一导电层与所述第二导电层电连接,所述第二导电层与所述电子元件间隔设置,所述辐射部与所述第二导电层电连接,所述第二导电层构成所述接地部。
7.如权利要求6所述的天线结构,其特征在于:所述天线结构还包括馈入源,所述第一导电层上还开设有开槽,所述馈入源电连接至所述开槽一侧的第一导电层,所述支架,所述第一导电层,所述第二导电层,所述开槽及所述馈入源构成腔体天线。
8.如权利要求7所述的天线结构,其特征在于:所述开槽两侧的第一导电层设置有第一过孔,所述开槽两端的第一导电层开放,所述第一导电层通过所述第一过孔电连接至所述第二导电层。
9.如权利要求7所述的天线结构,其特征在于:所述开槽两侧的第二导电层设置有第一过孔,所述开槽一端的第一导电层开放,所述开槽的另一端设置有第二过孔,所述辐射部与所述第一导电层间隔设置,且通过所述第二过孔电连接至所述第一导电层及第二导电层。
10.如权利要求6所述的天线结构,其特征在于:所述辐射部的数量为多个,多个所述辐射部均设置于所述第一导电层,且与所述第一导电层电连接。
11.如权利要求6所述的天线结构,其特征在于:所述辐射部的数量为多个,多个所述辐射部中的一部分设置于所述第一导电层,且与所述第一导电层电连接,多个所述辐射部中的另外一部分设置于所述第二导电层,且与所述第二导电层电连接。
12.如权利要求1所述的天线结构,其特征在于:所述接地部通过导电材料与所述电子元件电连接。
13.如权利要求6所述的天线结构,其特征在于:所述第二导电层通过导电材料与所述电子元件电连接。
14.如权利要求1-13任意一项所述的天线结构,其特征在于:所述电子元件为电池和/或屏蔽罩。
15.一种电子设备,其特征在于:所述电子设备包括如权利要求1-13任意一项所述的天线结构。
16.如权利要求15所述的电子设备,其特征在于:所述电子设备包括壳体,电路板及电池,所述电路板及所述电池均设置于所述壳体内,所述电池设置于所述电路板上,所述电池构成所述电子元件。
17.如权利要求15所述的电子设备,其特征在于:所述电子设备包括壳体,电路板及屏蔽罩,所述电路板及所述屏蔽罩均设置于所述壳体内,所述屏蔽罩设置于所述电路板上,所述屏蔽罩构成所述电子元件。
18.如权利要求15所述的电子设备,其特征在于:所述电子设备包括壳体,电路板,电池及屏蔽罩,所述电路板,所述电池及所述屏蔽罩均设置于所述壳体内,且均设置于所述电路板上,所述辐射体的一部分设置于所述电池上,所述辐射体的另外一部分设置于所述屏蔽罩上。
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WO2024066677A1 (zh) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Oppo广东移动通信有限公司 | 天线组件及电子设备 |
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