CN219779206U - 一种天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及天线技术领域，公开了一种天线，包括基板，以及设置于基板的第一辐射体、第二辐射体、第一导体和第二导体，基板设有馈电结构，第一辐射体用于辐射第一频段信号，第二辐射体的一端与第一辐射体连接，第二辐射体设有馈电点，馈电点与馈电结构连接，第二辐射体用于辐射第二频段信号，第一导体设有馈地点，第一导体的一端用于与金属外壳的地线连接，第二导体的一端与第一导体的另一端连接，第二导体的另一端与第二辐射体连接，馈电点、馈地点和第二导体共同围合产生耦合效应，以辐射第三频段信号。本实用新型实施例能够辐射第一频段信号、第二频段信号和第三频段信号，扩大天线的辐射频段，有利于提高数据传输速率和降低延迟。

Description

一种天线及电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及天线技术领域，特别是涉及一种天线及电子设备。

背景技术

消费类终端产品，例如：智能手机、平板电脑、智能手表或智能音箱等等，基于散热性、保护性或美观性等因素的考虑，通常采用全金属外壳的结构，同时，由于消费类终端产品需具备WiFi功能，而金属材质的外壳会屏蔽电磁信号的传播，导致天线发射和接收信号的效果受到影响，因此，消费类终端产品的金属外壳通常会预留有开窗位置，供WiFi天线放置。

现有的用于消费类终端产品金属外壳的WiFi天线，其频段覆盖范围较小，通常仅具有辐射2.4GHz频段和5GHz频段的功能，不具有辐射6GHz频段的功能，进而导致现有的WiFi天线的数据传输速率不足和较高的延迟。

实用新型内容

本实用新型实施例主要解决的技术问题是提供一种天线及电子设备，能够扩大天线的辐射频段，提高数据传输速率和降低延迟。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用的一个技术方案是：一种天线，包括基板、第一辐射体、第二辐射体、第一导体和第二导体，基板设有馈电结构，第一辐射体设置于基板，第一辐射体用于辐射第一频段信号，第二辐射体设置于基板，第二辐射体的一端与第一辐射体连接，第二辐射体设有馈电点，馈电点与馈电结构连接，第二辐射体用于辐射第二频段信号，第一导体设置于基板，第一导体设有馈地点，第一导体的一端用于与金属外壳的地线连接，第二导体设置于基板，第二导体的一端与第一导体的另一端连接，第二导体的另一端与第二辐射体连接，其中，馈电点、馈地点和第二导体共同围合产生耦合效应，以使馈电点、馈地点和第二导体共同辐射第三频段信号。

可选的，第二辐射体与第一导体平行间隔设置，以使馈电点和馈地点之间形成间隔距离。

可选的，间隔距离定义为D，并且满足1mm<D<2.5mm。

可选的，第一辐射体包括第一段体、第二段体和第三段体，第一段体、第二段体和第三段体依次首尾相连，第三段体与第二辐射体的一端连接，其中，第一段体和第二段体的连接处形成第一折弯，第二段体与第三段体的连接处形成第二折弯，第一段体、第二段体和第三段体之间共同作用，以辐射第一频段信号。

可选的，第一折弯和第二折弯的折弯角度均等于90度。

可选的，第二辐射体包括第四段体、第五段体和第六段体，第四段体、第五段体和第六段体依次首位相连，第四段体与第三段体连接，并且第四段体与第三段体位于同一直线，馈电点设置于第五段体，其中，第四段体和第五段体的连接处形成第三折弯，第五段体和第六段体的连接处形成第四折弯，第四段体、第五段体和第六段体之间共同作用，以辐射第二频段信号。

可选的，第三折弯和第四折弯的折弯角度均等于90度。

可选的，第一导体包括第七段体和第八段体，第七段体的一端与第二导体连接，第七段体的另一端与第八段体连接，第七段体与第八段体垂直，并且第八段体与基板的侧面平行，第八段体用于与金属外壳的地线连接，馈地点设置于第七段体。

可选的，馈电点和馈地点的形状均为矩形。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备，包括上述的天线。

本实用新型实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例包括基板、第一辐射体、第二辐射体、第一导体和第二导体，基板设有馈电结构，第一辐射体设置于基板，第一辐射体用于辐射第一频段信号，第二辐射体设置于基板，第二辐射体的一端与第一辐射体连接，第二辐射体设有馈电点，馈电点与馈电结构连接，第二辐射体用于辐射第二频段信号，第一导体设置于基板，第一导体设有馈地点，第一导体的一端用于与金属外壳的地线连接，第二导体设置于基板，第二导体的一端与第一导体的另一端连接，第二导体的另一端与第二辐射体连接，其中，馈电点、馈地点和第二导体共同围合产生耦合效应，以使馈电点、馈地点和第二导体共同辐射第三频段信号。通过上述方式，本实用新型实施例能够辐射第一频段信号、第二频段信号和第三频段信号，扩大天线的辐射频段，有利于提高数据传输速率和降低延迟。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型实施例中的天线的安装示意图；

图2是本实用新型实施例中的天线的整体结构示意图一；

图3是本实用新型实施例中的天线的整体结构示意图二；

图4是本实用新型实施例中的天线的回波损耗图；

图5是本实用新型实施例中的天线的效率图；

图6是本实用新型实施例中的天线的增益图；

图7是本实用新型实施例中的天线在θ＝0度的平面上第一频段信号的方向图；

图8是本实用新型实施例中的天线在θ＝90度的平面上第一频段信号的方向图；

图9是本实用新型实施例中的天线在φ＝90度的平面上第一频段信号的方向图；

图10是本实用新型实施例中的天线在θ＝0度的平面上第二频段信号的方向图；

图11是本实用新型实施例中的天线在θ＝90度的平面上第二频段信号的方向图；

图12是本实用新型实施例中的天线在φ＝90度的平面上第二频段信号的方向图；

图13是本实用新型实施例中的天线在θ＝0度的平面上第三频段信号的方向图；

图14是本实用新型实施例中的天线在θ＝90度的平面上第三频段信号的方向图；

图15是本实用新型实施例中的天线在φ＝90度的平面上第三频段信号的方向图。

图中：1第一辐射体、11第一段体、12第二段体、13第三段体、2第二辐射体、21馈电点、22第四段体、23第五段体、24第六段体、3第一导体、31馈地点、32第七段体、33第八段体、4第二导体。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型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，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1至图3，一种天线，包括基板(图未示)、第一辐射体1、第二辐射体2、第一导体3和第二导体4，基板(图未示)设有馈电结构，第一辐射体1设置于基板(图未示)，第一辐射体1用于辐射第一频段信号，第二辐射体2设置于基板(图未示)，第二辐射体2的一端与第一辐射体1连接，第二辐射体2设有馈电点21，馈电点21与馈电结构连接，第二辐射体2用于辐射第二频段信号，第一导体3设置于基板(图未示)，第一导体3设有馈地点31，第一导体3的一端用于与金属外壳的地线连接，第二导体4设置于基板(图未示)，第二导体4的一端与第一导体3的另一端连接，第二导体4的另一端与第二辐射体2连接，其中，馈电点21、馈地点31和第二导体4共同围合产生耦合效应，以使馈电点21、馈地点31和第二导体4共同辐射第三频段信号。

在一些实施例中，请参阅图1，上述天线安装于电子设备的金属外壳开窗处使用。当上述天线安装于电子设备的金属外壳开窗处时，第一导体3的一端从金属外壳的开窗处延伸至与金属外壳的地线连接。

进一步的，对于上述第一辐射体1，请参阅图2和图3，第一辐射体1包括第一段体11、第二段体12和第三段体13，第一段体11、第二段体12和第三段体13依次首尾相连，第三段体13与第二辐射体2的一端连接，其中，第一段体11和第二段体12的连接处形成第一折弯，第二段体12与第三段体13的连接处形成第二折弯，第一段体11、第二段体12和第三段体13之间共同作用，以辐射第一频段信号。其中，第一频段信号的频率范围大于或等于2.4GHz，并且小于或等于2.5GHz。

在一些实施例中，基板的顶面或底面定义有第一方向和第二方向，基板的顶面或底面均与金属外壳开窗处的表面平行，其中，第一方向和第二方向垂直，第一段体11、第二段体12和第三段体13均为长条形，第一段体11沿第一方向延伸，第二段体12沿第二方向延伸，第三段体13沿第一方向延伸，即第一段体11和第三段体13的延伸方向相同，并且第一折弯和第二折弯的折弯角度均等于90度。通过第一段体11、第二段体12和第三段体13之间的弯折连接方式，有利于保证第一辐射体1在具有足够的长度来辐射第一频段信号的前提下，有效减小天线的整体长度，进而缩小天线的占用空间，从而有利于天线的小型化发展。

进一步的，对于上述第二辐射体2，请参阅图2和图3，第二辐射体2包括第四段体22、第五段体23和第六段体24，第四段体22、第五段体23和第六段体24依次首位相连，第四段体22与第三段体13连接，并且第四段体22与第三段体13位于同一直线，馈电点21设置于第五段体23，其中，第四段体22和第五段体23的连接处形成第三折弯，第五段体23和第六段体24的连接处形成第四折弯，第四段体22、第五段体23和第六段体24之间共同作用，以辐射第二频段信号。其中，第二频段信号的频率范围大于或等于5.15GHz，并且小于或等于5.85GHz。

在一些实施例中，第四段体22、第五段体23和第六段体24均为长条形，第四段体22背离第一方向延伸，并且第四段体22与第三段体13一体形成，第五段体23沿第二方向延伸，第六段体24背离第一方向延伸，第六段体24和第四段体22的延伸方向相同，并且第三折弯和第四折弯的折弯角度均等于90度。通过第四段体22、第五段体23和第六段体24之间的弯折连接方式，并且第四段体22和第六段体24与上述第一段体11和第三段体13的延伸方向相反，同时，第四段体22和第三段体13一体形成，有利于保证第二辐射体2在具有足够的长度来辐射第二频段信号的前提下，进一步减小天线的整体长度，进而进一步缩小天线的占用空间，从而有利于天线的小型化发展。

对于上述第二辐射体2和第一导体3，请参阅图2和图3，第二辐射体2与第一导体3平行间隔设置，以使馈电点21和馈地点31之间形成间隔距离。其中，第二辐射体2与第一导体3之间通过第二导体4连通，即第二导体4为天线的短路枝节，进而使得馈电点21、馈地点31和第二导体4之间形成环形结构，从而共同产生耦合效应，并辐射第三频段信号，其中，第三频段信号的频率范围大于或等于5.925GHz，并且小于或等于7.125GHz。

在一些实施例中，馈电点21和馈地点31的形状均为矩形，有利于降低馈电点21和馈地点31的制造复杂性和成本，并且还有利于天线的其他组件和结构的布局和集成，进而使得天线更紧凑和高效。此外，间隔距离定义为D，并且满足1mm<D<2.5mm。通过1mm<D<2.5mm，有利于馈电点21、馈地点31和第二导体4之间形成环形结构并激发辐射第三频段信号。

进一步的，对于上述第一导体3，请参阅图2和图3，第一导体3包括第七段体32和第八段体33，第七段体32的一端与第二导体4连接，第七段体32的另一端与第八段体33连接，第七段体32与第八段体33垂直，并且第八段体33与基板的侧面平行，第八段体33用于与金属外壳的地线连接，馈地点31设置于第七段体32。

在一些实施例中，第七段体32和第八段体33均为长条形，第七段体32沿第二方向延伸，第八段体33与第七段体32垂直，即第八段体33与基板的侧面平行，由于天线设置于金属外壳的开窗处，因此，第八段体33与基板的侧面平行，有利于第八段体33紧贴金属外壳开窗处的侧壁，进而方便第八段体33与金属外壳的地线连接，从而方便天线的接地。

为使读者更容易理解本实用新型的构思，以下进行实验验证：

1)针对第一频段信号，请参阅图4至图6。图4为天线的参数图，其中，横坐标表示频率，纵坐标表示回波损耗，实用新型人经过论证发现当天线的回波损耗小于-5时，天线具有良好的辐射信号的能力，从图4中可以看出所述天线在2.4GHz～2.5GHz频率范围内具有良好的辐射性能。图5为天线的辐射效率图，图中横坐标表示频率，纵坐标表示辐射效率，实用新型人经过论证发现当天线的辐射效率大于-5时，天线具有良好的辐射信号的能力，从图5中可以看出天线在2.4GHz～2.5GHz频率范围内的辐射效率均大于-5。图6为天线的辐射增益图，图中横坐标表示频率，纵坐标表示辐射增益，从图6中可以看出天线在2.4GHz～2.5GHz频率范围内的辐射增益均大于1。

请结合参考图7至图9，图7是在θ＝0度的平面上第一频段信号的方向图，从图7可以看出在左侧的0度至120度以及右侧的0度至150度范围内，天线对第一频段信号具有良好的辐射效果。图8是θ＝90度的平面上第一频段信号的方向图，从图8可以看出左侧的0度至95度以及右侧的0度至120度范围内，天线对第一频段信号具有良好的辐射效果。图9是天线在φ＝90度的平面上第一频段的方向图，从图9可以看出，左侧的55度至180度、右侧的180度至200度、右侧的220度至340度范围内，天线对第一频段信号具有良好的辐射效果。需要说明的是，本申请中的θ和φ所代表的含义与天线领域内的技术人员所理解的θ和φ含义相同，即θ表示天线的俯仰面内的角度，即仰角，φ表示天线的方位面的角度，即方位角。

2)针对第二频段信号，请参阅图4至图6。图4为天线的参数图，其中，横坐标表示频率，纵坐标表示回波损耗，实用新型人经过论证发现当天线的回波损耗小于-5时，天线具有良好的辐射信号的能力，从图4中可以看出所述天线在5.15GHz～5.85GHz频率范围内具有良好的辐射性能。图5为天线的辐射效率图，图中横坐标表示频率，纵坐标表示辐射效率，实用新型人经过论证发现当天线的辐射效率大于-5时，天线具有良好的辐射信号的能力，从图5中可以看出天线在5.15GHz～5.85GHz频率范围内的辐射效率均大于-5。图6为天线的辐射增益图，图中横坐标表示频率，纵坐标表示辐射增益，从图6中可以看出天线在5.15GHz～5.85GHz频率范围内的辐射增益均大于1。

请结合参考图10至图12，图10是在θ＝0度的平面上第二频段信号的方向图，从图10可以看出在左侧的0度至60度以及右侧的0度至60度范围内，天线对第二频段信号具有良好的辐射效果。图11是θ＝90度的平面上第二频段信号的方向图，从图11可以看出左侧的0度至90度以及右侧的0度至90度范围内，天线对第二频段信号具有良好的辐射效果。图12是天线在φ＝90度的平面上第二频段的方向图，从图12可以看出，左侧的75度至135度、右侧的250度至320度范围内，天线对第二频段信号具有良好的辐射效果。

3)针对第三频段信号，请参阅图4和图6。图4为天线的参数图，其中，横坐标表示频率，纵坐标表示回波损耗，实用新型人经过论证发现当天线的回波损耗小于-5时，天线具有良好的辐射信号的能力，从图4中可以看出所述天线在5.925GHz～7.125GHz频率范围内具有良好的辐射性能。图6为天线的辐射增益图，图中横坐标表示频率，纵坐标表示辐射增益，从图6中可以看出天线在5.925GHz～7.125GHz频率范围内的辐射增益均大于1。

请结合参考图13至图15，图13是在θ＝0度的平面上第三频段信号的方向图，从图13可以看出在左侧的10度至55度以及右侧的30度至65度范围内，天线对第三频段信号具有良好的辐射效果。图14是θ＝90度的平面上第三频段信号的方向图，从图14可以看出左侧的0度至25度以及右侧的0度至25度范围内，天线对第三频段信号具有良好的辐射效果。图15是天线在φ＝90度的平面上第三频段的方向图，从图15可以看出，右侧的200度235度范围内，天线对第三频段信号具有良好的辐射效果。

本实用新型实施例包括基板、第一辐射体1、第二辐射体2、第一导体3和第二导体4，基板设有馈电结构，第一辐射体1设置于基板，第一辐射体1用于辐射第一频段信号，第二辐射体2设置于基板，第二辐射体2的一端与第一辐射体1连接，第二辐射体2设有馈电点21，馈电点21与馈电结构连接，第二辐射体2用于辐射第二频段信号，第一导体3设置于基板，第一导体3设有馈地点31，第一导体3的一端用于与金属外壳的地线连接，第二导体4设置于基板，第二导体4的一端与第一导体3的另一端连接，第二导体4的另一端与第二辐射体2连接，其中，馈电点21、馈地点31和第二导体4共同围合产生耦合效应，以使馈电点21、馈地点31和第二导体4共同辐射第三频段信号。通过上述方式，本实用新型实施例能够辐射第一频段信号、第二频段信号和第三频段信号，扩大天线的辐射频段，有利于提高数据传输速率和降低延迟。

本实用新型又提供电子设备实施例，所述电子设备包括上述的天线，对于上述天线的具体结构和功能可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括：

基板，设有馈电结构；

第一辐射体，设置于所述基板，所述第一辐射体用于辐射第一频段信号；

第二辐射体，设置于所述基板，所述第二辐射体的一端与所述第一辐射体连接，所述第二辐射体设有馈电点，所述馈电点与所述馈电结构连接，所述第二辐射体用于辐射第二频段信号；

第一导体，设置于所述基板，所述第一导体设有馈地点，所述第一导体的一端用于与金属外壳的地线连接；

第二导体，设置于所述基板，所述第二导体的一端与所述第一导体的另一端连接，所述第二导体的另一端与所述第二辐射体连接；

其中，所述馈电点、馈地点和第二导体共同围合产生耦合效应，以使所述馈电点、馈地点和第二导体共同辐射第三频段信号。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，

所述第二辐射体与所述第一导体平行间隔设置，以使所述馈电点和所述馈地点之间形成间隔距离。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，

所述间隔距离定义为D，并且满足1mm<D<2.5mm。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，

所述第一辐射体包括第一段体、第二段体和第三段体，所述第一段体、第二段体和第三段体依次首尾相连，所述第三段体与所述第二辐射体的一端连接；

其中，所述第一段体和所述第二段体的连接处形成第一折弯，所述第二段体与所述第三段体的连接处形成第二折弯，所述第一段体、第二段体和第三段体之间共同作用，以辐射所述第一频段信号。

5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，

所述第一折弯和所述第二折弯的折弯角度均等于90度。

6.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，

所述第二辐射体包括第四段体、第五段体和第六段体，所述第四段体、第五段体和第六段体依次首位相连，所述第四段体与所述第三段体连接，并且所述第四段体与所述第三段体位于同一直线，所述馈电点设置于所述第五段体；

其中，所述第四段体和所述第五段体的连接处形成第三折弯，所述第五段体和所述第六段体的连接处形成第四折弯，所述第四段体、第五段体和第六段体之间共同作用，以辐射所述第二频段信号。

7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，

所述第三折弯和所述第四折弯的折弯角度均等于90度。

8.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，

所述第一导体包括第七段体和第八段体，所述第七段体的一端与所述第二导体连接，所述第七段体的另一端与所述第八段体连接，所述第七段体与所述第八段体垂直，并且所述第八段体与所述基板的侧面平行，所述第八段体用于与金属外壳的地线连接，所述馈地点设置于所述第七段体。

9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，

所述馈电点和馈地点的形状均为矩形。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的天线。