CN219498184U - 终端天线及终端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种终端天线及终端设备，终端天线包括金属板、第一天线和第二天线，第一天线和第二天线均设置于金属板的第一侧，第一天线与金属板间隔设置，第二天线包括第一枝节以及两个第二枝节，第一枝节与金属板的第一侧的侧壁间隔设置，第二枝节的两端分别与第一枝节和金属板的第一侧的侧壁连接，第二枝节与金属板连接的一端为馈电点。本实用新型提供的终端天线及终端设备，设置有第二天线，将金属板作为第二天线的地，将第二天线作为一个馈源激励起了金属板的辐射，其辐射方向朝金属板的第二侧，能够弥补第一天线在金属板第二侧的辐射缺角，从而使终端天线的辐射性能更佳。

Description

终端天线及终端设备

技术领域

本实用新型属于电磁波与微波技术领域，更具体地说，是涉及一种终端天线及终端设备。

背景技术

随着智能家居产品的功能不断丰富，其对无线传输性能的要求也逐步提高，因此对天线的性能要求也不断提高。目前有很多带屏幕的智能家居产品，为了避免屏幕的内部电路和主板电路之间发生电磁干扰，屏幕模组的背部自带一块完整的金属屏蔽罩，当天线距离屏幕模组较近时，天线的辐射方向图会因为这块金属屏蔽罩的反射而存在较大缺角，进而导致在某一位置或者方向的天线收发性能较差。

对于市面上的大部分家居产品而言，天线大多采用贴壳天线的形式，贴附在塑料壳体上。例如图1，产品的壳体内部左右各有一个贴壳天线，左天线为2.4G Zigbee天线，右天线为2.4G wifi/蓝牙共用天线。但是由于金属屏蔽罩的存在，在屏幕右侧的天线的方向图会在屏幕左侧存在缺角，屏幕左侧的天线的方向图会在屏幕右侧存在缺角，如图2和图3所示。当上述产品连接wifi时，其在屏幕左侧的电磁波传播能力会比较差。

部分产品受限于外形的制约，其内部空间紧凑，如图4，在屏幕的左侧没有空间，只能在屏幕右侧放置天线(或者屏幕右侧没有空间，只能在屏幕左侧放置天线)。图4中两个天线对应的方向图在屏幕左侧都有较大缺角，辐射方向图如图5所示。所以需要提出新的天线设计方案，弥补天线方向图具有缺角导致的屏幕某侧辐射功率较低的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种终端天线及终端设备，以解决现有技术中存在的天线只能设置在屏幕某一侧导致的屏幕另一侧方向图缺角的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种终端天线，包括金属板、第一天线和第二天线，所述金属板具有相对设置的第一侧和第二侧，所述第一天线和所述第二天线均设置于所述金属板的第一侧，所述第一天线与所述金属板间隔设置，所述第二天线包括第一枝节以及两个第二枝节，所述第一枝节与所述金属板的第一侧的侧壁间隔设置，所述第二枝节的两端分别与所述第一枝节和所述金属板的第一侧的侧壁连接，所述第二枝节与所述金属板的连接处为馈电点。

可选地，所述终端天线还包括与所述金属板连接的介质基板，所述第二天线设置于所述介质基板的表面。

可选地，所述第一枝节和所述第二枝节设置于所述介质基板的同一侧面，且所述第一枝节和所述第二枝节均与所述金属板平行设置。

可选地，所述第一天线和所述第二天线均为2G天线。

可选地，所述第一枝节的长度为20mm至40mm，所述第二枝节的长度为3mm至10mm。

可选地，所述第一天线为wifi 2.4G天线，所述第一天线的长度为40mm至80mm，所述第一天线的宽度为3mm至10mm。

可选地，所述终端天线还包括第三天线，所述第三天线设置于所述金属板的第一侧，所述第三天线相对所述第一天线靠近所述第二天线设置。

可选地，所述第三天线为5G天线，所述第三天线的长度为20mm至40mm，所述第三天线的宽度为3mm至10mm。

本实用新型还提供一种终端设备，包括上述的终端天线。

可选地，所述终端设备还包括显示组件、电路板和壳体，所述显示组件的面向所述电路板一侧具有金属屏蔽罩，所述金属屏蔽罩为所述金属板，所述显示组件固定于所述壳体，所述电路板设置于所述壳体内，所述第一天线贴设于所述壳体的内壁。

本实用新型提供的终端天线及终端设备的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型终端天线包括金属板和第一天线，金属板具有相对设置的第一侧和第二侧，第一天线设置在金属板的第一侧。通过在金属板的第一侧设置与金属板连接导通的第二天线，可以将金属板作为第二天线的地，将第二天线作为一个馈源激励起了金属板的辐射，其辐射方向朝金属板的第二侧，能够弥补第一天线的方向图在金属板第二侧的辐射缺角，使得该终端天线朝向金属板第二侧的辐射能够得到一定的弥补，从而使终端天线的辐射性能更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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它的附图。

图1为第一种现有技术提供的终端设备的结构示意图；

图2为图1中右天线的辐射方向图；

图3为图1中左天线的辐射方向图；

图4为第二种现有技术提供的终端设备的结构示意图；

图5为图4中第一右天线和第二右天线的辐射方向图；

图6为本实用新型提供的终端天线的后视图；

图7为图6中A处的局部放大图；

图8为本实用新型提供的终端天线的立体结构图；

图9为图6中终端天线在2.4GHz时的电场分布图和辐射方向图；

图10为图6中金属板替换为四元天线阵列后的电场分布图和辐射方向图；

图11为图6中第二天线的S参数曲线图；

图12为图6中第二天线的辐射方向图；

图13为图6中第一天线和第二天线的水平面辐射方向图。

其中，图中各附图标记：

91-金属屏蔽罩；92-右天线；93-左天线；94-第一右天线；95-第二右天线；

11-第一天线；12-第二天线；121-第一枝节；122-第二枝节；13-第三天线；14-介质基板；2-显示组件；3-金属板；31-第一侧壁；32-第二侧壁。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

终端天线可应用于手机、平板、电视、可视门铃等带屏幕的终端设备中。带屏幕的终端设备由于其本身体积较小，所以其内的空间较为紧凑，而且终端设备的内部设置有电路板，终端设备的正面设置有显示屏幕，电路板和显示屏幕上均具有较多的电子器件，而且为了使终端设备更加扁平化，电路板和显示屏幕之间的距离较小。为了避免终端主板电路和屏幕内部电路之间的干扰，电路板上或者显示屏幕的背部设置有金属屏蔽罩。但是金属屏蔽罩会对终端天线的辐射性能产生影响，当天线设置在金属屏蔽罩的旁一侧时，由于金属屏蔽罩具有反射电磁波的作用，则该天线朝向金属屏蔽罩另一侧的发射能够则会受到影响，也就是说，该天线在金属屏蔽罩另一侧的方向图会产生辐射缺角。

请参阅图1，图1为第一种现有技术提供的终端设备的结构示意图，且图1为终端设备的后视图。图1中的终端设备包括外壳、右天线92、左天线93和金属屏蔽罩91，右天线92、左天线93和金属屏蔽罩91均设置在外壳的内部。金属屏蔽罩91可为主板上的屏蔽罩，也可为显示屏幕背部的金属屏蔽罩91。左天线93设置于金属屏蔽罩91的左侧，右天线92设置于金属屏蔽罩91的右侧。左天线93可为2.4G Zigbee天线，右天线92可为2.4G WIFI/蓝牙共用天线。由于金属屏蔽罩91的存在，在显示屏幕右侧的天线的方向图会在显示屏幕左侧存在缺角，显示屏幕左侧的天线的方向图会在显示屏幕右侧存在缺角，如图2和图3所示。当图1中的终端设备接入wifi时，其在屏幕左侧的电磁波传播能力会比较差。

请参阅图4，图4为第二种现有技术提供的终端设备的结构示意图，且图4为终端设备的后视图。图4中的终端设备包括外壳、第一右天线94、第二右天线95和金属屏蔽罩91，第一右天线94、第二右天线95和金属屏蔽罩91均设置在外壳的内部。金属屏蔽罩91可为主板上的屏蔽罩，也可为显示屏幕背部的金属屏蔽罩91。第一右天线94和第二右天线95均设置在金属屏蔽罩91的右侧。第一右天线94可为2G天线，工作频段在2.45GHz左右，第二右天线95可为5G天线，工作频段在5.15GHz至5.85GHz左右。如图5所示，第一右天线94和第二右天线95对应的天线方向图在显示屏幕左侧均具有较大缺角，图5中左图为第一右天线94的辐射方向图，图5中右图为第二右天线95的辐射方向图。

由此可知，现有技术的终端设备中，由于终端设备内部金属屏蔽罩91的存在，位于金属屏蔽罩91左侧的天线向右侧辐射时，必然会受到金属屏蔽罩91的影响，辐射性能变差。位于金属屏蔽罩91右侧的天线向左侧辐射时，必然也会收到金属屏蔽罩91的影响，辐射性能变差。因此，需要提出一种新的天线方案，弥补天线方向图具有缺角导致的屏幕某侧辐射功率较低的问题。

需要说明的是，左侧、右侧均是指终端设备的显示屏幕正对用户时，用户所感知的左侧、右侧。

现对本实用新型实施例提供的终端天线进行说明。

请一并参阅图6至图8，终端天线包括金属板3、第一天线11和第二天线12。金属板3具有相对设置的第一侧和第二侧，金属板3的第一侧对应的侧壁为第一侧壁31，金属板3的第二侧对应的侧壁为第二侧壁32。第一天线11和第二天线12均设置于金属板3的第一侧。第一天线11与金属板3间隔设置，第一天线11朝向各个方向辐射电磁波，由于金属板3的遮挡和反射作用，第一天线11朝向金属板3一侧辐射电磁波会受到金属板3的影响，导致第一天线11的方向图在金属板3的第二侧均具有辐射缺角，也就是说，第一天线11朝向金属板3的第二侧的辐射能力远小于远离金属板3一侧的辐射能力。

第二天线12的设置用于弥补第一天线11的方向图在金属板3的第二侧的辐射缺角，也就是说，第二天线12用于弥补第一天线11向金属板3的第二侧辐射的辐射能力。具体而言，第二天线12包括第一枝节121和两个第二枝节122，金属板3的第一侧的侧壁即为第一侧壁31，第一枝节121与金属板3的第一侧壁31间隔设置，两个第二枝节122的一端均与金属板3的第一侧壁31连接，另一端均与第一枝节121连接。如此，第二天线12为倒F天线，第二枝节122与金属板3连接的一端为馈电点。在馈电点处进行馈电时，金属板3作为第二天线12的地，将第二天线12作为一个馈源激励起了金属板3的辐射，金属板3的辐射方向朝金属板3的第二侧，从而能够弥补第一天线11的方向图在金属板3的第二侧的辐射缺角。

上述实施例中的终端天线，包括金属板3和第一天线11，金属板3具有相对设置的第一侧和第二侧，第一天线11设置在金属板3的第一侧。通过在金属板3的第一侧设置与金属板3连接导通的第二天线12，可以将金属板3作为第二天线12的地，将第二天线12作为一个馈源激励起了金属板3的辐射，其辐射方向朝金属板3的第二侧，能够弥补第一天线11的方向图在金属板3第二侧的辐射缺角，使得该终端天线朝向金属板3第二侧的辐射能够得到一定的弥补，从而使终端天线的辐射性能更佳。

在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图6及图7，终端天线还包括介质基板14，第二天线12设置在介质基板14的表面。第二天线12由于其需要与金属板3连接导通，而天线通常为薄片状，无法直接与金属板3连接导通，需要通过介质基板14对第二天线12进行支撑。具体而言，介质基板14与金属板3相互连接，介质基板14为绝缘材质，在介质基板14的表面覆铜或者其他导电材料，导电材料延伸至金属板3处与金属板3连接导通，导电材料固化后即形成为上述的第二天线12。

可选地，第一枝节121和第二枝节122设置于介质基板14的同一侧面，也就是说，第一枝节121和第二枝节122共面设置。第一枝节121和第二枝节122所在的平面与金属板3平行设置。如此，可以使第二天线12作为一个馈源激励起金属板3的辐射，其辐射方向朝金属板3的第二侧。

可选地，第一枝节121的长度方向可与金属板3的第一侧壁31相互平行，第二枝节122的长度方向可与金属板3的第一侧壁31相互垂直。如此，可以使第二天线12的方向图对上述第三天线13和第一天线11方向图的辐射缺角的弥补效果更好，辐射性能更加。

在本实用新型的其中一个实施例中，第一天线11和第二天线12均为2G天线。

在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图7，第一枝节121的长度为20mm至40mm，如25mm、30mm、36mm等。第一枝节121的长度与第二天线12的谐振频率和输入阻抗有关。第一枝节121越长，第二天线12的谐振频率越低，输入阻抗越小；第一枝节121越短，第二天线12的谐振频率越高，输入阻抗越大。第二枝节122的长度为3mm至10mm，如5mm、7mm、8mm等。第二枝节122的长度也与第二天线12的谐振频率和输入阻抗有关。第二枝节122越长，第二天线12的谐振频率越低，输入阻抗越大；第二枝节122越短，第二天线12的谐振频率越高，输入阻抗越小。因此，为了使第二天线12在合适的谐振频率和输入阻抗下工作，将第一枝节121的长度设置为20mm至40mm，第二枝节122的长度设置为3mm至10mm。

在本实用新型的其中一个实施例中，第一天线为wifi 2.4G天线。第一天线11的长度为40mm至80mm，如45mm、53mm、68mm等，第一天线11的宽度为3mm至10mm，如3.8mm、5mm、9mm等。第一天线11的尺寸也与其谐振频率有关，第一天线11的长度为40mm至80mm，第一天线11的宽度为3mm至10mm时，使得第一天线11的谐振频率在对应的工作频率范围内。

在本实用新型的其中一个实施例中，请参阅图6及图8，终端天线还包括第三天线13，第三天线13设置于金属板3的第一侧，且与金属板3相互间隔设置。通过第一天线11、第二天线12和第三天线13的设置，以满足该终端天线所应用的终端设备的通讯功能，如蓝牙、wifi功能、通话功能等。第三天线13和第一天线11也可为其他类型的天线，第一天线11和第三天线13的具体类型此处不作限定。

可选地，第三天线13相对第一天线11更加靠近第二天线12设置。第三天线13为5G天线，第一天线11为2G天线，第一天线11的频段与第二天线12的频段相同或者更为接近，均为2G频段，将第一天线11远离第二天线12设置，可以增加第一天线11和第二天线12之间的隔离度，防止相互干扰和影响。

可选地，第三天线13可为5G天线，第三天线13的长度为20mm至40mm，如23mm、25mm、30mm、37mm等，第三天线13的宽度为3mm至10mm，如3.8mm、5mm、9mm等。第三天线13的尺寸与其谐振频率有关，第三天线13的长度为20mm至40mm，第三天线13的宽度为3mm至10mm时，使得第三天线13的谐振频率在对应的工作频率范围内。

为了验证本实用新型的可行性，对图6中的终端天线模型进行了仿真。图6中终端天线的关键尺寸如下：第一天线11的长度为53mm，宽度为3.8mm；第二天线12的长度为30mm，第二天线12的宽度为8mm。第三天线13为2G天线，第一天线11为5G天线；第三天线13的长度为23mm，第三天线13的宽度为3.8mm。

图9为图6中终端天线在2.4GHz时的电场分布图和辐射方向图，左图为电场分布图，右图为辐射方向图；图10为图6中金属板3替换为四元天线阵列后的电场分布图和辐射方向图，左图为电场分布图，右图为辐射方向图。

图9和图10的电场分布图比较相像，说明第二天线12能激励起金属板3的特定谐振，使得金属板3作为四元天线阵列进行辐射，但是对比图9和图10的方向图，还是看出有两点区别，具体如下：图10中激发的电场上下对称，所以最大辐射方向沿xoy面，但图9中的电场上下不对称，所以可以明显看到第二天线12的最大辐射方向往+z方向偏。图10中激发的电场是等辐的，所以+x方向的增益和-x方向的增益相同；但是图9中的电场并不是等辐的，这使得-x方向的增益会大于+x方向，表现出朝金属板3的第二侧辐射。

图11为图6中第二天线12的S参数曲线图，由图11可以看出第二天线12的驻波明显，在2.4GHz左右能够发生谐振。图12为图6中第二天线12的辐射方向图，由图12可以看出，位于金属板3第一侧的第二天线12朝第二侧辐射。图13为图6中第一天线11和第二天线12的水平面辐射方向图，可以看出对第一天线11能够实现其方向图辐射缺角的弥补。

本实用新型还提供一种终端设备，终端设备包括上述任一实施例中的终端天线。终端设备可为电视、可视门铃、平板、手机等。

本实用新型提供的终端设备，采用了上述任一实施例中的终端天线，终端天线包括金属板3和第一天线11，金属板3具有相对设置的第一侧和第二侧，第一天线11设置在金属板3的第一侧。通过在金属板3的第一侧设置与金属板3连接导通的第二天线12，可以将金属板3作为第二天线12的地，将第二天线12作为一个馈源激励起了金属板3的辐射，其辐射方向朝金属板3的第二侧，能够弥补第一天线11的方向图在金属板3第二侧的辐射缺角，使得该终端天线朝向金属板3第二侧的辐射能够得到一定的弥补，从而使终端天线的辐射性能更佳。

在本实用新型的其中一个实施例中，终端设备还包括显示组件2和电路板，电路板设置于显示组件2的背部，显示组件2面向电路板的一侧具有金属屏蔽罩，金属屏蔽罩即为上述的金属板3。采用该终端天线可以减小金属屏蔽罩对第三天线13和第一天线11的辐射性能的影响。

在本实用新型的其中一个实施例中，终端设备还包括壳体，显示组件2固定在壳体上，显示组件2的背向电路板一侧为显示面，电路板可设置在壳体的内部。第三天线13和第一天线11均贴设在壳体的内部，第三天线13和第一天线11均为贴壳天线，贴片天线的成本相对较低，装配较为方便，在各类只能家居产品中应用较为广泛。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种终端天线，其特征在于：包括金属板、第一天线和第二天线，所述金属板具有相对设置的第一侧和第二侧，所述第一天线和所述第二天线均设置于所述金属板的第一侧，所述第一天线与所述金属板间隔设置，所述第二天线包括第一枝节以及两个第二枝节，所述第一枝节与所述金属板的第一侧的侧壁间隔设置，所述第二枝节的两端分别与所述第一枝节和所述金属板的第一侧的侧壁连接，所述第二枝节与所述金属板的连接处为馈电点。

2.如权利要求1所述的终端天线，其特征在于：所述终端天线还包括与所述金属板连接的介质基板，所述第二天线设置于所述介质基板的表面。

3.如权利要求2所述的终端天线，其特征在于：所述第一枝节和所述第二枝节设置于所述介质基板的同一侧面，且所述第一枝节和所述第二枝节均与所述金属板平行设置。

4.如权利要求1所述的终端天线，其特征在于：所述第一天线和所述第二天线均为2G天线。

5.如权利要求4所述的终端天线，其特征在于：所述第一枝节的长度为20mm至40mm，所述第二枝节的长度为3mm至10mm。

6.如权利要求4所述的终端天线，其特征在于：所述第一天线为wifi 2.4G天线，所述第一天线的长度为40mm至80mm，所述第一天线的宽度为3mm至10mm。

7.如权利要求1所述的终端天线，其特征在于：所述终端天线还包括第三天线，所述第三天线设置于所述金属板的第一侧，所述第三天线相对所述第一天线靠近所述第二天线设置。

8.如权利要求7所述的终端天线，其特征在于：所述第三天线为5G天线，所述第三天线的长度为20mm至40mm，所述第三天线的宽度为3mm至10mm。

9.终端设备，其特征在于：包括权利要求1-8任一项所述的终端天线。

10.如权利要求9所述的终端设备，其特征在于：所述终端设备还包括显示组件、电路板和壳体，所述显示组件的面向所述电路板一侧具有金属屏蔽罩，所述金属屏蔽罩为所述金属板，所述显示组件固定于所述壳体，所述电路板设置于所述壳体内，所述第一天线贴设于所述壳体的内壁。