CN220963757U - 天线及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种天线及电子设备，涉及通信设备技术领域。天线包括：贴片、底板、探针结构；在垂直底板且指向远离底板的设定方向上，贴片设置在底板的顶部；探针结构平行于设定方向设置；探针结构用于连接底板和贴片；其中，贴片为非直线结构。本申请通过设计非直线结构的贴片，以在相同区域内增加贴片表面电路的电长度，减小贴片所需的空间，从而减小天线的整体体积和制作成本。并且，通过修改贴片电流路径的方式修改对应的谐振频率，能够以与非直线结构的电流路径对应的谐振频率和非直线结构的贴片中产生的相应数量的谐振频点进行谐振，从而在较小体积的天线中实现较宽的带宽，有效地优化了天线的工作效果。

Description

天线及电子设备

技术领域

本申请涉及通信设备技术领域，具体而言，涉及一种天线及电子设备。

背景技术

随着电子产品的迭代更新，可以通过减小各种零件的体积以减小电子产品的体积。例如，平面倒F天线(PIFA)是一种平面单极子天线的变形，也可以看作是由线性倒F天线(即IFA天线)衍变而来。它的形状类似于一个倒写的英文字母F，能够解决倒L天线输入阻抗不易调节的问题。平面倒F天线具有短路结构，这一结构可以使平面倒F天线在较小的几何尺寸下产生谐振，并且还具有宽频带或多频段的特性，且PIFA天线只需利用金属导体配合适当的馈入及天线短路到接地面的位置，制作成本低，应用场景广泛。

但是，为了达到需要的电长度，目前PIFA天线的尺寸会相对较大，占据较多的空间，无法满足多种小型化需求。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种天线及电子设备，以改善现有技术中存在的天线尺寸较大的问题。

为了解决上述问题，本申请提供了一种天线，所述天线包括：贴片、底板、探针结构；

在垂直所述底板且指向远离所述底板的设定方向上，所述贴片设置在所述底板的顶部；所述探针结构平行于所述设定方向设置；

所述探针结构用于连接所述底板和所述贴片；

其中，所述贴片为非直线结构。

在上述实现过程中，通过在底板上使用探针结构连接非直线结构的贴片，能够在相同区域内增加贴片表面电路的电长度，减小贴片所需的空间，从而减小天线的整体体积和制作成本。并且，通过修改贴片电流路径的方式修改对应的谐振频率，能够以与非直线结构的电流路径对应的谐振频率和非直线结构的贴片中产生的相应数量的谐振频点进行谐振，从而在较小体积的天线中实现较宽的带宽，实现小型化且宽频带的天线设计，有效地优化了天线的工作效果。

可选地，其中，所述探针结构包括：第一探针和第二探针；

所述第一探针和所述第二探针平行与所述设定方向设置；

所述第一探针包括馈电探针，所述第一探针用于将发射机发出的信号能量传输到所述天线中；

所述第二探针包括短路针，所述第二探针用于将所述天线中的电流引向地面。

在上述实现过程中，在连接底板和贴片的探针结构中可以包括多种不同功能的探针，例如用于实现天线馈电的馈电探针和实现短路的短路探针，两个探针平行于设定方向设置，能够在支撑贴片的同时实现相应的功能。

可选地，其中，所述非直线结构包括多枝节结构。

在上述实现过程中，可以将贴片的非直线结构设计为多枝节结构，通过开槽的方式在贴片表面加载槽缝，当槽缝数量较多时，能够形成多枝节结构，从而使天线在贴片表面的电流路径随着枝节的尺寸和位置的变化而变化，通过控制多枝节结构的尺寸来改变电流路径，以改变天线的谐振频率大小。

可选地，其中，所述多枝节结构包括：n个主辐射枝节和m个副辐射枝节，n和m都为大于0的正整数；

所述主辐射枝节的第一端与所述副辐射枝节的第一端连接；

所述副辐射枝节的第二端靠近任意一个所述主辐射枝节的第二端；

所述主辐射枝节用于辐射频点的信号；

所述副辐射枝节用于增加带宽。

在上述实现结构中，为了增加谐振频点的数量以增加带宽，可以在多枝节结构中设计多个用于辐射频点的信号的主辐射枝节和用于增加带宽的副辐射枝节。主辐射枝节与副辐射枝节的第一端都设置在贴片的中心区域，通过将副辐射枝节的第二端设置在任意主辐射枝节的周围区域，以使副辐射枝节上的谐振频点靠近主辐射枝节的谐振频点，从而使两个谐振频点的带宽产生重叠，以增加主辐射枝节的带宽。

可选地，其中，所有所述主辐射枝节和所有所述副辐射枝节设置在同一平面上。

在上述实现过程中，所有主辐射枝节和副辐射枝节都设置在同一平面上，即贴片为水平的结构，以减小天线的厚度，从而减小天线的体积，并实现多个枝节靠近时对应的谐振频点的带宽重叠。

可选地，其中，至少一个所述主辐射枝节呈曲线结构或折线结构。

在上述实现过程中，由于枝节的长度会影响天线的电流路径，而电流路径会改变天线的谐振频率。因此，可以将一个或多个主辐射枝节设计为曲线结构或折线结构，以在修改谐振频率的同时，通过折线或曲线的枝节长度满足天线的天线所需的电长度，从而减小天线内部贴片所需占据的空间，以减小天线的尺寸和体积。

可选地，其中，所述主辐射枝节的第二端朝远离所述主辐射枝节的第一端的延伸方向延伸并产生弯折。

在上述实现过程中，主辐射枝节的第二端往外延伸并产生弯折，以产生相应的曲线结构和折线结构，并使与副辐射枝节的第二端靠近，以增大主辐射枝节上谐振频点的带宽。

可选地，所述主辐射枝节的第一枝节长度和所述副辐射枝节的第二枝节长度由所述天线的电长度和谐振频率确定。

在上述实现过程中，为了满足天线正常工作所需的电长度和谐振频率，可以根据电长度设计多枝节结构的枝节数量以及每个主辐射枝节和副辐射枝节的枝节长度，能够使天线同时工作在多个频段内且具有多个谐振频点。

可选地，其中，所述贴片、所述底板和所述探针结构均为金属材质。

在上述实现过程中，天线中的贴片、底板和探针结构等组件都可以设置为金属材质，以通过金属材质的导电性和延展性实现相应的功能和结构。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述任一项所述的天线。

综上所述，本申请实施例提供了一种天线及电子设备，通过设计非直线结构的贴片，以在相同区域内增加贴片表面电路的电长度，减小贴片所需的空间，从而减小天线的整体体积和制作成本。并且，通过修改贴片电流路径的方式修改对应的谐振频率，能够以与非直线结构的电流路径对应的谐振频率和非直线结构的贴片中产生的相应数量的谐振频点进行谐振，从而在较小体积的天线中实现较宽的带宽，有效地优化了天线的工作效果。

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中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种天线的俯视结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种天线的侧视结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第二种天线的俯视结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种天线的S11参数示意图。

图标：10-贴片；20-探针结构；30-底板；21-第一探针；22-第二探针；11-主辐射枝节；12-副辐射枝节；A-设定方向。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请实施例的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在无线通信领域中，PIFA天线被广泛应用于无线信号的传输和接收。它的工作原理是通过在平面介质上激励电磁场来产生辐射电场和辐射磁场，实现无线信号的传输和接收。

现有技术中，为了实现PIFA天线的电长度，需要设计较大的空间容纳直线的电流路径，导致PIFA天线的尺寸会相对较大，占据较多的空间，无法满足多种小型化需求。

为了解决上述问题，本申请提供了一种天线，该天线可以为PIFA天线，天线可以设置在电子设备中，电子设备可以为无线通信领域中的电子设备，例如智能手机、平板电脑和无线路由器等设备。

请参阅图1和图2，图1为本申请实施例提供的第一种天线的俯视结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种天线的侧视结构示意图，天线可以包括：贴片10、底板30、探针结构20。

需要说明的是，天线中的贴片10、底板30和探针结构20等组件都可以设置为金属材质，例如可以为铜材质等，以通过金属材质的导电性和延展性实现相应的功能和结构。

其中，在垂直底板30且指向远离底板30的设定方向A上，贴片10设置在底板30的顶部，用于实现天线的电磁辐射；探针结构20平行于设定方向A设置，底板30和贴片10能够在垂直于底板30的设定方向A上，纵向连接底层的底板30和顶层的贴片10。

示例地，贴片10与底板30之间的距离可以设置为5mm。

需要说明的是，贴片10为非直线结构，通过在底板30上使用探针结构20连接非直线结构的贴片10，能够在相同区域内增加贴片10表面电路的电长度，减小贴片10所需的空间，从而减小天线的整体体积和制作成本。并且，通过修改贴片10电流路径的方式修改对应的谐振频率，能够以与非直线结构的电流路径对应的谐振频率和非直线结构的贴片10中产生的相应数量的谐振频点进行谐振，从而在较小体积的天线中实现较宽的带宽，实现小型化且宽频带的天线设计，有效地优化了天线的工作效果。

可选地，其中，探针结构20中可以包括多种不同功能的探针，示例地，探针结构20可以包括：第一探针21和第二探针22。其中，第一探针21和第二探针22平行与设定方向A设置。

可选地，第一探针21可以包括馈电探针，第一探针21用于将发射机发出的信号能量传输到天线中，实现天线的馈电功能。

需要说明的是，馈电探针的主要作用是传输能量和信号。馈电探针通常连接在发射机和天线之间，用于将发射机输出的信号能量传输到天线上，以实现电磁波的辐射和接收。馈电探针的设计和加工可以考虑多种因素，例如阻抗匹配、插损、驻波比等，以确保信号能量能够高效地传输到天线上，并且不会出现反射或泄露等现象。馈电探针的尺寸和形状也会影响天线的性能，如辐射方向图、频率响应等。因此，可以根据天线的实际情况设计第一探针21的尺寸和形状。除了传输信号能量外，馈电探针还可以用于测量天线的性能参数，如增益、辐射电阻等。通过在馈电探针上连接测量仪器，可以方便地获取天线的各项性能指标，以便对天线进行优化和调试。

可选地，第二探针22可以包括短路针，第二探针22用于将天线中的电流引向地面。

其中，短路针的主要作用是引导电流流向地面，避免能量向外辐射，从而达到增强内部信号，减少外部信号干扰的目的。短路针可以与地平面相连，位于天线的反射面处。当信号源发出的信号到达短路针时，短路针会引导电流通过地面，从而避免信号向空间辐射。短路针的位置和形状设计对天线的性能有很大影响。因此，可以合理设计短路针的位置和形状，以有效控制天线的谐振频率、带宽和增益等性能参数。

需要注意的是，不同的PIFA天线设计和应用场景对短路针的要求也不同，因此在实际设计和应用中，可以根据具体情况对第二探针22进行优化和调整。

需要说明的是，图2所示的第一探针21和第二探针22仅为示意结构，探针的高度、形状、以及其他参数可以根据天线的实际情况和需求进行设置和调整，以使两个探针能够在支撑贴片10的同时实现相应的功能。

可选地，请参阅图3，图3为本申请实施例提供的第二种天线的俯视结构示意图，其中，非直线结构可以包括多枝节结构。

其中，为了获得更宽的带宽，可以在设计天线时使天线的具有多个谐振频点，在多个谐振频点靠近至预设范围内时，靠近的谐振频点的带宽将会有部分的重叠，使得两个带宽变成一个带宽，达到了获得更宽的带宽的目的。因此，可以将非直线结构设置为多枝节结构。多枝节技术主要通过开槽的方式在贴片10表面加载槽缝，当槽缝数量较多时，天线就会形成多枝节，一个枝节能产生一个谐振频点，想要使天线能同时工作在多个频段内，可通过增加枝节数量来产生多个谐振频点。还能够使天线在贴片10表面的电流路径随着枝节的尺寸和位置的变化而变化，通过控制多枝节结构的尺寸来改变电流路径，以改变天线的谐振频率大小。

可选地，多枝节结构可以包括：n个主辐射枝节11和m个副辐射枝节12，n和m都为大于0的正整数。如图3所示，本申请实施例提供了一种n＝2，m＝1，即具有一个主辐射枝节11和两个副辐射枝节12的多枝节结构，对于其他数量的多枝节结构不再进行赘述。

以5.8GHz天线为例，主辐射枝节11用于辐射频点的信号，副辐射枝节12用于增加带宽，不直接参与辐射相关频点的信号。该天线除了两个谐振频点在5.8GHz附近的主辐射枝节11外，还具有一个副辐射枝节12，以获得更宽的带宽。

其中，主辐射枝节11的第一端与副辐射枝节12的第一端连接，即主辐射枝节11与副辐射枝节12的第一端都设置在贴片10的中心区域，每个枝节从贴片10的中心区域往外延伸。副辐射枝节12的第二端靠近任意一个主辐射枝节11的第二端，通过将副辐射枝节12的第二端设置在任意主辐射枝节11的周围区域，以使副辐射枝节12上的谐振频点靠近主辐射枝节11的谐振频点，从而使两个谐振频点的带宽产生重叠，以增加主辐射枝节11的带宽。

其中，所有主辐射枝节11和所有副辐射枝节12设置在同一平面上，即贴片10为水平的结构，以减小天线的厚度，从而减小天线的体积，并实现多个枝节靠近时对应的谐振频点的带宽重叠。

需要说明的是，至少一个主辐射枝节11呈曲线结构或折线结构，由于枝节的长度会影响天线的电流路径，而电流路径会改变天线的谐振频率。因此，可以将一个或多个主辐射枝节11设计为曲线结构或折线结构，以在修改谐振频率的同时，通过折线或曲线的枝节长度满足天线的天线所需的电长度，从而减小天线内部贴片10所需占据的空间，以减小天线的尺寸和体积。

可选地，其中，主辐射枝节11的第二端朝远离主辐射枝节11的第一端的延伸方向延伸并产生弯折。

以图3为例，其中的向上的主辐射枝节11为弯折的枝节，呈“L”走向，向下的主辐射枝节11为直线枝节。

需要说明的是，天线在贴片10表面的电流路径会随着枝节的尺寸和位置的变化而变化，当枝节发生变化时，产生的谐振频率就会发生变化。天线的谐振频率的大小也与电流路径有关。当电流路径增大时，天线的谐振频率会减小，当电流路径减小时，天线的谐振频率会增大。因此，可以通过控制枝节的长度来改变电流路径，即改变谐振频率大小。

因此，为了满足天线正常工作所需的电长度和谐振频率，主辐射枝节11的第一枝节长度和副辐射枝节12的第二枝节长度由天线的电长度和谐振频率确定。可以根据电长度设计多枝节结构的枝节数量以及每个主辐射枝节11和副辐射枝节12的枝节长度，能够使天线同时工作在多个频段内且具有多个谐振频点。

可选地，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种天线的S11参数示意图，S11参数是天线的一个重要指标，表示天线与50Ω传输线(TL)的匹配程度。回波损耗是S11的倒数，其单位为dB。具体来说，S11表示输出端口是1(端口1的反射波)和输入端口也是1(端口1的入射波)的比值。它是端口的反射波与入射波之比，与反射系数Γ的定义一致。在大多数情况下，如果回波损耗≥10dB(即S11≤-10dB)，便证明损失较少。回波损耗为10dB时，表示90％的入射功率被传给天线以进行发射。以图3的测试数据为例，在本申请实施例提供的天线中，天线在5.4602GHz到6.2413GHz频段的S11小于-10dB，带宽达到了781.1MHz，实现了小型化且高带宽的应用效果。

另外，在本申请各个实施例中的各零件可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个零件单独存在，也可以两个或两个以上零件集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

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、物品或者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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的框图显示了根据本申请的多个实施例的设备的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图中的每个方框、以及框图的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，所述天线包括：贴片、底板、探针结构；

在垂直所述底板且指向远离所述底板的设定方向上，所述贴片设置在所述底板的顶部；所述探针结构平行于所述设定方向设置；

所述探针结构用于连接所述底板和所述贴片；

其中，所述贴片为非直线结构。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，其中，所述探针结构包括：第一探针和第二探针；

所述第一探针和所述第二探针平行与所述设定方向设置；

所述第一探针包括馈电探针，所述第一探针用于将发射机发出的信号能量传输到所述天线中；

所述第二探针包括短路针，所述第二探针用于将所述天线中的电流引向地面。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，其中，所述非直线结构包括多枝节结构。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，其中，所述多枝节结构包括：n个主辐射枝节和m个副辐射枝节，n和m都为大于0的正整数；

所述主辐射枝节的第一端与所述副辐射枝节的第一端连接；

所述副辐射枝节的第二端靠近任意一个所述主辐射枝节的第二端；

所述主辐射枝节用于辐射频点的信号；

所述副辐射枝节用于增加带宽。

5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，其中，所有所述主辐射枝节和所有所述副辐射枝节设置在同一平面上。

6.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，其中，至少一个所述主辐射枝节呈曲线结构或折线结构。

7.根据权利要求6所述的天线，其特征在于，其中，所述主辐射枝节的第二端朝远离所述主辐射枝节的第一端的延伸方向延伸并产生弯折。

8.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述主辐射枝节的第一枝节长度和所述副辐射枝节的第二枝节长度由所述天线的电长度和谐振频率确定。

9.根据权利要求1-8任一项所述的天线，其特征在于，其中，所述贴片、所述底板和所述探针结构均为金属材质。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9中任一项所述的天线。