CN217507651U - 天线结构和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天线结构和电子设备。一种天线结构包括：绝缘材质的天线支架和设置于天线支架的第一表面的至少两个辐射枝节；天线支架的表面除至少两个辐射枝节的区域覆盖金属接地层；天线支架与第一表面相对的第二表面上覆盖的金属接地层上包括至少一个镂空区域；第一表面还包括馈电枝节，馈电枝节与馈电点电连接，至少两个辐射枝节通过馈电枝节与至少两个馈电枝节之间的缝隙耦合馈电；至少两个辐射枝节包括两个工作频段。本实用新型公开的天线结构和电子设备，提供了一种能够在恶劣净空环境中使用的天线结构。

Description

天线结构和电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及天线技术，尤其涉及一种天线结构和电子设备。

背景技术

随着消费电子技术的发展，用户对于电子产品外观的金属质感要求越来越高。但电子设备的全金属外壳带来了天线净空的极限压缩，为天线设计带来了很大挑战。常规的单极，倒F天线(Inverted F Antenna，IFA)，回路天线(LOOP Antenna)等天线形式在此种环境下表现欠佳。特别是对于具有两个以上工作频段的双频天线，在净空环境极其恶劣的情况下更加难以设计。

实用新型内容

本实用新型提供一种天线结构和电子设备，提供了一种能够在恶劣净空环境中使用的天线结构。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种天线结构，包括：绝缘材质的天线支架和设置于天线支架的第一表面的至少两个辐射枝节；天线支架表面除至少两个辐射枝节的区域覆盖金属接地层；天线支架与第一表面相对的第二表面上覆盖的金属接地层上包括至少一个镂空区域；第一表面还包括馈电枝节，馈电枝节与馈电点电连接，至少两个馈电枝节通过馈电枝节与至少两个馈电枝节之间的缝隙耦合馈电；至少两个辐射枝节包括两个工作频段。

在第一方面一种可能的实现方式中，第二表面上覆盖的金属接地层上包括多个沿天线支架长度方向分布的镂空区域，各镂空区域位于第一表面上至少两个辐射枝节相对的位置。

在第一方面一种可能的实现方式中，第一表面包括四个辐射枝节；第一辐射枝节为L形枝节，通过与馈电枝节之间的缝隙耦合馈电；第二辐射枝节为T形枝节，通过与第一辐射枝节之间的缝隙耦合馈电；第三辐射枝节为L形枝节，通过与第二辐射枝节之间的缝隙耦合馈电；第四辐射枝节为一形枝节，通过与馈电枝节之间的缝隙耦合馈电；

在第一方面一种可能的实现方式中，第一辐射枝节与第三辐射枝节的工作频段为5GHz，第二辐射枝节和第四辐射枝节的工作频段为2.4GHz。

在第一方面一种可能的实现方式中，第一辐射枝节与第三辐射枝节的工作频段相同，第二辐射枝节与第四辐射枝节的工作频段相同。

在第一方面一种可能的实现方式中，馈电点位于天线支架第一表面中轴线的一侧。

在第一方面一种可能的实现方式中，天线支架为矩形体结构，第一表面和第二表面为矩形体长与宽组成的面。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括屏幕、电子设备主体、如第一方面任一种可能的实现方式的天线结构和金属外壳；天线结构的馈电点与电子设备主体中的射频单元电连接，天线结构设置辐射枝节的一侧朝向屏幕；金属外壳覆盖电子设备主体除屏幕外的其他区域。

在第二方面一种可能的实现方式中，天线结构位于电子设备主体的任一侧。

在第二方面一种可能的实现方式中，天线结构的馈电点通过同轴线与电子设备主体中的射频单元电连接。

本实用新型实施例提供的天线结构和电子设备，包括绝缘材质的天线支架和设置于天线支架的第一表面的至少两个辐射枝节；天线支架表面除至少两个辐射枝节的区域覆盖金属接地层；天线支架与第一表面相对的第二表面上覆盖的金属接地层上包括至少一个镂空区域；第一表面还包括馈电枝节，馈电枝节与馈电点电连接，至少两个馈电枝节通过馈电枝节与至少两个馈电枝节之间的缝隙耦合馈电；至少两个辐射枝节包括两个工作频段，通过耦合馈电以及馈电枝节背面的镂空区域，使得天线结构能够应用于净空恶劣的环境中，依靠单一辐射面的辐射，实现了高带宽和天线效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的天线结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的天线结构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的天线结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的天线结构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的天线结构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的天线结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1-图6为本实用新型实施例提供的天线结构的结构示意图，其中图1为设置辐射枝节的第一表面的结构示意图，图2为与第一表面相对的第二表面的结构示意图，图3和图4分别为天线结构上表面和下表面的结构示意图，图5和图6分别为天线结构左侧面和右侧面的结构示意图。

如图1-图6所示，本实用新型实施例提供的天线结构包括天线支架11、第一辐射枝节12、第二辐射枝节13、第三辐射枝节14、第四辐射枝节15、馈电枝节16、金属接地层17。

其中天线支架11为绝缘材质，并作为天线辐射枝节的介质基板。天线支架11的材质的介电常数可以根据天线工作频段和辐射性能的需求，选择所需介电常数的材质作为天线支架11。天线支架11可以为任意形状，只要具有至少一个呈平面的第一表面21即可。图中以天线支架11为矩形体为例进行示意性说明，第一表面21和第二表面22为矩形体长与宽组成的面。

天线支架11的第一表面21上设置有第一辐射枝节12、第二辐射枝节13、第三辐射枝节14、第四辐射枝节15和馈电枝节16。图中以四个辐射枝节为例进行说明，但本实用新型实施例不以此为限，本实用新型实施例提供的天线结构只要包括至少两个辐射枝节即可。天线支架11的各表面上除各辐射枝节的区域覆盖金属接地层17。金属接地层17与各辐射枝节以及馈电枝节16隔离。金属接地层17为覆盖于天线支架11表面的金属层，例如覆铜。

第一表面21上的馈电枝节16与天线结构的馈电点18电连接，天线结构的各辐射枝节通过馈电枝节16与各辐射枝节之间的缝隙耦合馈电。也就是说，本实用新型实施例提供的天线结构是通过耦合馈电的方式实现馈电的。天线的射频信号通过馈电点18传输至馈电枝节16，馈电枝节16再通过与附近辐射枝节之间的缝隙将射频信号耦合馈电至各辐射枝节，且远离馈电枝节16的各辐射枝节通过与其他辐射枝节之间的缝隙实现耦合馈电。以图1为例，第一辐射枝节12通过与馈电枝节16之间的缝隙耦合馈电；第二辐射枝节13通过与第一辐射枝节12之间的缝隙耦合馈电；第三辐射枝节14通过与第二辐射枝节13之间的缝隙耦合馈电；第四辐射枝节15通过与馈电枝节16之间的缝隙耦合馈电。其中第四辐射枝节15相当于寄生枝节，用于调节第二辐射枝节13的谐振长度。各辐射枝节的尺寸根据其工作频段确定，其中，至少两个辐射枝节包括至少两个工作频段。

例如图1中所示的四个辐射枝节中，第一辐射枝节12与第三辐射枝节14的工作频段相同，第二辐射枝节13与第四辐射枝节15的工作频段相同。各辐射枝节的工作频段根据天线结构的使用需求而决定，例如天线结构作为WiFi天线使用时，所需工作频段为2.4GHz和5GHz两个频段，那么第一辐射枝节12与第三辐射枝节14的工作频段可以为5GHz，第二辐射枝节13和第四辐射枝节15的工作频段可以为2.4GHz。

各辐射枝节可以由激光直接成形(Laser Direct Structuring，LDS)或柔性印制电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)等工艺形式制成。各辐射枝节的具体形式不以图中为限，在图中，第一辐射枝节12为L形枝节，第二辐射枝节13为T形枝节，第三辐射枝节14为L形枝节，第四辐射枝节15为一形枝节。且各辐射枝节的有效长度根据各辐射枝节的工作频段确定。例如各辐射枝节的有效长度为其工作频段对应波长的四分之一。

馈电点18位于天线支架11中轴线附近，图中示出的馈电点18位于天线支架11第一表面21中轴线的右侧，可选地，馈电点18也可以位于天线支架11第一表面21中轴线的左侧。馈电点18可以通过任一种连接方式与天线结构设置的电子设备中的射频单元连接，例如馈电点18可以通过同轴线芯线31与电子设备的射频单元电连接。与馈电点18连接的馈电枝节16也可以不设置于天线支架11的第一表面21，也即馈电点18可以直接向各辐射枝节进行耦合馈电。

天线支架11上与第一表面21相对的第二表面22上覆盖的金属接地层17上包括至少一个镂空区域19。镂空区域19通过去除第二表面22上覆盖的部分金属接地层17形成。镂空区域19的数量、位置、形状不以图中为限。在设置辐射枝节的第一表面21相对的第二表面22上设置至少一个镂空区域19后，可以减少金属接地层17所使用的金属材料，并且可以使得各辐射枝节的信号穿透能力更强，而且可以改变天线结构的介电常数。至少一个镂空区域19的设计，还用于防天线支架11缩水，对于天线设计而言，相当于增加表面积。

如图3和图4所示，天线支架11的顶面和地面均覆盖金属接地层17。也即如图3和图4所示，天线支架11的第三表面23和第四表面24覆盖金属接地层17。可选地，为了减少天线结构的尺寸，在天线支架11的第一表面21上未设置辐射枝节的区域可以设计一台阶结构，如图4所示。

可选地，天线支架11宽与高组成的面可以不覆盖金属接地层17。也即如图5和图6所示，天线支架11的第五表面25和第六表面26可以不覆盖金属接地层17。

本实施例提供的天线结构，通过至少两个辐射枝节之间的耦合馈电，以及位于辐射枝节相对另一侧金属接地层上的至少一个镂空区域，依靠表面辐射的天线设计，实现了天线结构设计，且该天线结构能够应用于净空恶劣的环境中。

本实用新型实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括屏幕、电子设备主体、天线结构和金属外壳。其中电子设备主体用于完成电子设备所需各项功能，包括但不限于处理器、存储器、射频模块、电源模块、以及用于实现电子设备各项所需功能的模块等。屏幕与电子设备主体连接，用于显示电子设备所需显示图像。金属外壳覆盖电子设备主体除屏幕外的其他区域，也即该电子设备为除屏幕一侧以外，其它五侧被金属外壳覆盖的电子设备。天线结构设置于金属外壳中且天线结构的馈电点与电子设备主体中的射频单元电连接，天线结构设置辐射枝节的一侧朝向屏幕。

本实用新型实施例提供的电子设备中的天线结构可以为图1-图6所示实施例提供的任一种天线结构。由于采用图1-图6所示结构实现天线结构，使得天线能够应用于全金属外壳覆盖的电子设备中，且能够实现良好的天线辐射性能。

可选地，在本实用新型实施例提供的电子设备中，天线结构可以位于电子设备主体的任一侧，也即天线结构可以位于电子设备的上、下、左、右任一侧。

可选地，在本实用新型实施例提供的电子设备中天线结构的馈电点可以通过同轴线与电子设备主体中的射频单元电连接。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种天线结构，其特征在于，包括：

绝缘材质的天线支架和设置于所述天线支架的第一表面的至少两个辐射枝节；

所述天线支架的表面除所述至少两个辐射枝节的区域覆盖金属接地层；

所述天线支架与所述第一表面相对的第二表面上覆盖的金属接地层上包括至少一个镂空区域；

所述第一表面还包括馈电枝节，所述馈电枝节与馈电点电连接，所述至少两个辐射枝节通过所述馈电枝节与所述至少两个馈电枝节之间的缝隙耦合馈电；

所述至少两个辐射枝节包括两个工作频段。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第二表面上覆盖的金属接地层上包括多个沿所述天线支架长度方向分布的镂空区域，各镂空区域位于所述第一表面上至少两个辐射枝节相对的位置。

3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一表面包括四个辐射枝节；第一辐射枝节为L形枝节，通过与所述馈电枝节之间的缝隙耦合馈电；第二辐射枝节为T形枝节，通过与所述第一辐射枝节之间的缝隙耦合馈电；第三辐射枝节为L形枝节，通过与所述第二辐射枝节之间的缝隙耦合馈电；第四辐射枝节为一形枝节，通过与所述馈电枝节之间的缝隙耦合馈电。

4.根据权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述第一辐射枝节与所述第三辐射枝节的工作频段相同，所述第二辐射枝节与所述第四辐射枝节的工作频段相同。

5.根据权利要求4所述的天线结构，其特征在于，所述第一辐射枝节与所述第三辐射枝节的工作频段为5GHz，所述第二辐射枝节和所述第四辐射枝节的工作频段为2.4GHz。

6.根据权利要求1-5任一项所述的天线结构，其特征在于，所述馈电点位于所述天线支架第一表面中轴线的一侧。

7.根据权利要求1-5任一项所述的天线结构，其特征在于，所述天线支架为矩形体结构，所述第一表面和所述第二表面为所述矩形体长与宽组成的面。

8.一种电子设备，其特征在于，包括屏幕、电子设备主体、如权利要求1～7任一项所述的天线结构和金属外壳；

所述天线结构的馈电点与所述电子设备主体中的射频单元电连接，所述天线结构设置辐射枝节的一侧朝向所述屏幕；

所述金属外壳覆盖所述电子设备主体除屏幕外的其他区域。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述天线结构位于所述电子设备主体的任一侧。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述天线结构的馈电点通过同轴线与所述电子设备主体中的射频单元电连接。

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