TWM645241U - 全向天線及終端裝置 - Google Patents

Abstract

本申請提供了一種全向天線及終端裝置，全向天線包括第一金屬地、輻射體和隔離部。輻射體用於輻射信號。隔離部位於第一金屬地和輻射體之間，使得第一金屬地和輻射體間隔設置。本申請解決了現有技術中全向天線在凹陷點的信號强度衰減過大的問題。

Description

全向天線及終端裝置

本申請涉及天線，特別是涉及全向天線及終端裝置。

全向天線通常要求其能沿各個方向都能輻射信號，即全向天線輻射的信號所形成的三維或二維增益圖上不能有明顯的凹陷，以讓信號輻射的方向儘量接近全向。具備全向輻射信號能力的全向天線，按其功能可以分為：Wi-Fi天線、藍牙天線、GPS天線、UMTS天線、GSM天線或TX/RX蜂窩天線等。這些功能不同的全向天線集成在板端的時候，會和金屬地直接連接。各個功能不同的全向天線和金屬地連接後，會在金屬地上產生地電流，地電流會讓各個功能不同的全向天線互相影響，使得某一特定功能的全向天線(例如Wi-Fi天線)的凹陷點過深，即會使得某一特定功能的全向天線在凹陷點的信號强度衰減過大。因此現有技術中存在各個功能的全向天線直接連接金屬地導致某一功能的全向天線在凹陷點的信號强度衰減過大的問題。

本申請的目的在於提供一種減少凹陷點輻射信號衰減的全向天線，包括：第一金屬地、輻射體和隔離部。輻射體用於輻射信號。隔離部位於第一金屬地和輻射體之間，使得第一金屬地和輻射體間隔設置。

優選地，隔離部為絕緣材料製成，隔離部連接輻射體及第一金屬地。

優選地，隔離部的長度為輻射體的工作波長的四分之一波長。

優選地，全向天線還包括第二金屬地，隔離部位於第二金屬地和第一金屬地之間，使得第二金屬地和第一金屬地間隔設置。

優選地，輻射體包括：輻射臂、接地點和饋電點。輻射臂用於輻射所述信號。接地點設置於輻射臂，接地點和第二金屬地連接。饋電點設置於輻射臂，饋電點和接地點間隔設置，饋電點位於輻射臂和第二金屬地之間。

優選地，隔離部包括第一隔離部和第二隔離部，第一隔離部的一端和第二隔離部連接，第一隔離部的另一端外露於第一金屬地的側邊，第一隔離部設置於第二金屬地的短邊側和第一金屬地之間，第二隔離部設置於第二金屬地的長邊側和第一金屬地之間。

優選地，第一隔離部的數量為兩個，兩個第一隔離部分別和第二隔離部的兩端連接。

優選地，隔離部的長度為兩個第一隔離部的長度和第二隔離部的長度之和。

優選地，第二隔離部的寬度為

1mm且

2mm。

本申請還提供了一種終端裝置，包括前述全向天線。

本申請的有益效果在於：透過在輻射體和第一金屬地之間設置隔離部，且讓輻射體可以輻射信號。由於輻射體和第一金屬地沒有直接連接，第一金屬地中的地電流(例如地電流為其他天線直接連接第一金屬地上時產生)不會直接傳導至輻射體，因而不會導致輻射體在凹陷點(例如，凹陷點可以為輻射體所輻射的信號形成的三維或二維增益圖上的凹陷點)的輻射的信號强度衰減過大。

上述說明僅是本申請技術方案的概述，為了能夠更清楚瞭解本申請的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本申請較佳的實施 例並配合附圖對本申請進行詳細說明。

1:全向天線

10:輻射體

100:輻射臂

101:第二金屬地

102:饋電點

103:接地點

11:第一金屬地

110:方形缺口

G:隔離部

G1:第一隔離部

G2:第二隔離部

L1:第一隔離部的長度

L2:第二隔離部的長度

d:第二隔離部的寬度

2:終端裝置

圖1是本申請一實施例中，全向天線的立體圖(輻射體的數量為一個)；圖2是本申請一實施例中，全向天線的分解圖(包括局部放大圖，輻射體的數量為一個)；圖3是本申請一實施例中，全向天線的立體圖(包括局部剖視圖及局部剖視圖的放大圖，輻射體的數量為一個)；圖4是本申請另一實施例中，全向天線的立體圖(輻射體的數量為兩個)；圖5是本申請另一實施例中，全向天線的立體圖(輻射體的數量為三個)；圖6是本申請另一實施例中，全向天線的立體圖(未包括隔離部，輻射體的數量為一個)；圖7是本申請一實施例中，全向天線的輻射3D增益圖(未包括隔離部，輻射體的數量為一個)；圖8是本申請一實施例中，全向天線的輻射3D增益圖(包括隔離部，輻射體的數量為一個)；圖9是本申請一實施例中，全向天線的輻射3D增益圖中的Theta=90的截面圖(未包括隔離部，輻射體的數量為一個)；圖10是本申請一實施例中，全向天線的輻射3D增益圖中的Theta=90的截面圖(包括隔離部，輻射體的數量為一個)；圖11是本申請一實施例中，全向天線的輻射3D增益圖中的Phi=90的截面圖(未包括隔離部，輻射體的數量為一個)； 圖12是本申請一實施例中，全向天線的輻射3D增益圖中的Phi=90的截面圖(包括隔離部，輻射體的數量為一個)；圖13是本申請另一實施例中，終端裝置的方框圖。

以下由特定的具體實施例說明本申請的實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所公開的內容輕易地瞭解本申請的其他優點及功效。

需要說明的是，在不衝突的情况下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以互相組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本申請。為了使所屬技術領域中具有通常知識者更好地理解本申請方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分的實施例，而不是全部的實施例。基於本申請的實施例，所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出進步性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本申請保護的範圍。

需要說明的是，本申請的說明書和申請專利範圍及上述附圖中的術語「第一」、「第二」等是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於包覆不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其他步驟或單元。

需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電性連接；可以是直接相 連，也可以透過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於所屬技術領域中具有通常知識者而言，可以具體情况理解上述術語在本申請中的具體含義。

如圖1所示，在一實施例中提供了一種全向天線1，包括輻射體10、第一金屬地11和隔離部G。輻射體10用於輻射信號，例如，輻射體10可以在球面的範圍內360度無死角地輻射信號，球面應包覆輻射體10，例如，球面的球心可以是第一金屬地11的中心，球面可以為實施例後續內容中的輻射信號形成的三維(3D)增益圖中的立體球面。定義球面是為了說明輻射體10的輻射信號的全向性。隔離部G位於第一金屬地11和輻射體10之間，使得第一金屬地11和輻射體10間隔設置。

透過在輻射體10和第一金屬地11之間設置隔離部G，且輻射體10可以輻射信號。由於輻射體10和第一金屬地11沒有直接連接，第一金屬地11中的地電流(例如地電流為其他天線直接連接第一金屬地11上時產生的)不會直接傳導至輻射體10，因而不會導致輻射體10在凹陷點(例如，凹陷點可以為輻射體10所輻射的信號形成的三維或二維增益圖上的凹陷點)的輻射信號强度衰減過大。

如圖1所示，輻射體10輻射的信號可以是Wi-Fi 2.4GHz信號。第一金屬地11可以呈長方體薄板狀，第一金屬地11可以是主板上的金屬地(例如，第一金屬地11可以是接地板)，也可以是主板下面的金屬中框(如手機中的金屬中框)。輻射體10、第一金屬地11和隔離部G的厚度可以大致相同。輻射體10的上表面、第一金屬地11的上表面和隔離部G的上表面可以共面設置，輻射體10的下表面、第一金屬地11的下表面和隔離部G的下表面可以共面設置。其中，輻射體10的上下表面為輻射體10上面積最大的兩個表面，第一金屬地11的上下表面為第一金屬地11上面積最大的兩個表面。

如圖1所示，其他天線(未圖示)，例如藍牙天線、GPS天線、UMTS天線、GSM天線或TX/RX蜂窩天線等可以直接和第一金屬地11連接。隔離部G的走向可以是多個直線段相連，也可以是整段的弧線段。隔離部G的橫截面可以是長方形。隔離部G為絕緣材料製成，例如可以由塑料、固態絕緣膠水或玻璃製成。隔離部G連接輻射體10及第一金屬地11，例如，隔離部G可以黏接於輻射體10及第一金屬地11，以使輻射體10和第一金屬地11之間絕緣，同時又可以將輻射體10固定於第一金屬地11，可以在輻射體10和第一金屬地11之間設置凹槽，將膠水注入凹槽中實現輻射體10及第一金屬地11的黏接。

如圖2所示，優選地，全向天線1(全向天線1請參考圖1)還包括第二金屬地101，隔離部G位於第二金屬地101和第一金屬地11之間，使得第二金屬地101和第一金屬地11間隔設置。第二金屬地101的數量和輻射體10的數量一一對應。

如圖2所示，輻射體10包括：輻射臂100、饋電點102和接地點103。輻射臂100的橫截面可以呈長方形。輻射臂100可以呈長方體薄板狀。接地點103設置於輻射臂100，例如垂直於輻射臂100設置。接地點103垂直連接於第二金屬地101。輻射臂100可以朝下。輻射臂100和第二金屬地101可以互相平行設置，饋電點102可以垂直輻射臂100設置。輻射臂100的寬度和第二金屬地101的寬度可以大致相同，輻射臂100的長度比第二金屬地101的長度略短，輻射臂100的下端可以和第二金屬地101的下端齊平設置。第二金屬地101可以平行於第一金屬地11的長度方向設置。第二金屬地101、饋電點102和接地點103的形狀均可以呈長方體形狀。

如圖2所示，例如，可以在第一金屬地11的左側上端設置方形缺口110(方形缺口110可以貫穿第一金屬地11的上下表面)，讓第二金屬地101的左側面和第一金屬地11的左側面齊平，讓第二金屬地101的寬度比方形缺口 110的寬度小，讓第二金屬地101的長度比方形缺口110的長度小，讓隔離部G設置於方形缺口110和第二屬地101之間。第二金屬地101和第一金屬地11互相獨立設置且互不直接連接。饋電點102可以設置於輻射臂100的上端(即靠近接地點103)。饋電點102的長度比輻射臂100和第二金屬地101之間的間距小。

如圖2所示，饋電點102用於和饋線連接。輻射臂100、第二金屬地101、饋電點102和接地點103可以一體成形設置。輻射臂100、饋電點102和接地點103可以一體成型形成平面倒F型天線(Planar Inverted F Antenna，PIFA)。輻射臂100用於輻射信號。第二金屬地101和接地點103連接。饋電點102設置於輻射臂100，饋電點102位於輻射臂100和第二金屬地101之間。饋電點102和接地點103可以間隔設置，例如可以互相平行設置。

如圖3所示，隔離部G包括第一隔離部G1和第二隔離部G2，第一隔離部G1的一端和第二隔離部G2連接，第一隔離部G1的另一端外露於第一金屬地11的側邊，第一隔離部G1設置於第二金屬地101的短邊側和第一金屬地11之間，第二隔離部G2設置於第二金屬地101的長邊側和第一金屬地11之間。第一隔離部G1的另一端可以貫穿第一金屬地11的側邊(例如，貫穿第一金屬地11的左側邊)。第一隔離部G1可以垂直於第二隔離部G2設置，第二隔離部G2可以平行於第一金屬地11的長度方向(例如長度方向為第一金屬地11上最長的邊所延伸的方向)設置。第一隔離部G1的長度小於第二隔離部G2的長度。第一隔離部G1的數量為兩個，兩個第一隔離部G1分別和第二隔離部G2的兩端連接。例如，兩個第一隔離部G1可以分別設置於第二隔離部G2的上端和下端，兩個第一隔離部G1可以互相平行。位於第二隔離部G2上端的第一隔離部G1的長度，和位於第二隔離部G2下端的第一隔離部G1的長度大致相同。

如圖3所示，優選地，隔離部G的長度為輻射體10的工作波長的四分之一波長。例如，隔離部G的長度可以為兩個第一隔離部G1的長度加上一 個第二隔離部G2的長度的和，即隔離部G的長度可以為L1+L2+L1，其中，L1為第一隔離部G1的長度，L2為第二隔離部G2的長度，L1+L2+L1可以約等於工作波長的波長的1/4，隔離部G的寬度d可以為大於等於1mm，且小於等於2mm。

如圖4所示，優選地，在另一實施例中，輻射體10的數量可以為兩個，兩個輻射體10互相間隔設置，每個輻射體10均與第一金屬地11透過各自對應的隔離部G間隔開來。兩個輻射體10設置於第一金屬地11的同一側邊。兩個輻射體10的側面(側面可以為平面)可以齊平設置，例如，兩個輻射體10的左側面可以共面設置。兩個輻射體10中的一個可以設置於第一金屬地11左側的上端，兩個輻射體10中的另一個可以設置於第一金屬地11左側的下端。各個第一金屬地11對應的隔離部G互相間隔設置。

如圖4所示，兩個輻射體10可以分別用來輻射不同類型的信號，例如位於第一金屬地11左側上端的輻射體10可以用來輻射Wi-Fi 2.4G信號，位於第一金屬地11左側下端的輻射體10可以用來輻射蜂窩(2G/3G/4G/5G)信號。位於第一金屬地11左側的上端的輻射體10和第一金屬地11透過對應的隔離部G間隔開來。位於第一金屬地11左側的下端的輻射體10和第一金屬地11透過對應的隔離部G間隔開來。輻射體10的位置可以根據實際需要在第一金屬地11的側邊上下移動。

如圖5所示，在另一實施例中，輻射體10的數量為3個，3個輻射體10互相間隔設置，每個輻射體10均與第一金屬地11透過各自對應的隔離部G間隔設置。3個輻射體10中的兩個設置於第一金屬地11的同一側邊，3個輻射體10中的剩餘一個設置於第一金屬地11的另一側邊。3個輻射體10中的兩個可以如實施例中前述內容中那樣分別設置於第一金屬地11左側的上端和下端。3個輻射體10中的剩餘一個可以設置於第一金屬地11的右側的下端。3個輻射體10可以用來輻射不同類型的信號，位於第一金屬地11左側的兩個輻射體10可以分 別用來輻射Wi-Fi 2.4G信號和蜂窩(2G/3G/4G/5G)信號，位於第一金屬地11右側的輻射體10可以用來輻射藍牙信號。輻射體10的數量還可以是3個以上，具體數量可以根據要輻射的信號的種類來確定。位於第一金屬地11左端下方的輻射體10和位於第一金屬地11右側下端的輻射體10可以面對面設置。

以下以輻射體10和隔離部G的數量均為一個為例，說明輻射體10和第一金屬地11直接連接(其結構圖可以參考圖6)且第一金屬地11上還直接連接有其他天線(未圖示)時，與輻射體10和第一金屬地11被隔離部G間隔設置(其結構圖可以參考圖1)且第一金屬地11上還直接連接有其他天線(未圖示)時，輻射體10在輻射信號的3D增益圖中所顯示的改善效果。輻射體10所輻射的信號以Wi-Fi 2.4Ghz為例。輻射體10和第一金屬地11直接連接時的3D增益圖如圖7所示，輻射體10和第一金屬地11被隔離部G間隔設置時3D增益圖如圖8所示。透過對比圖7和圖8，可以看出圖8中的凹陷明顯變淺。在圖7中凹陷點方向性的最大值和最小值約為3.8dBi和-26dBi。在圖8中凹陷點方向性的最大值和最小值分別約為3.5dBi和-18dBi，圖8中的凹陷點方向改善明顯，即輻射體10和第一金屬地11被隔離部G間隔設置時，輻射體10輻射的信號在凹陷點的衰減程度得到了改善。

取輻射體10輻射信號的3D增益圖的水平面(即角度Theta=90°時所在平面，輻射體10的上下表面和第一金屬地11的上下表面均平行於水平面)和竪直面(即角度Phi=90°時所在平面)進行對比可以進行更加直觀的觀察凹陷點的改善情况。圖9為輻射體10和第一金屬地11直接連接時且Theta=90°的二維增益圖，圖10為輻射體10和第一金屬地11被隔離部G間隔設置時且Theta=90°的二維增益圖，如圖9及圖10中Mark點(即凹陷點，下同)所示，凹陷點從圖9中的-26.8dBi變化為圖10中的-18.4dBi，改善了7.6dBi。圖11為輻射體10和第一金屬地11直接連接時且Phi=90°的二維增益圖，圖12為輻射體10和第一金屬地11 被隔離部G間隔設置時且Phi=90°的二維增益圖，如圖11及圖12中Mark點所示，凹陷點從圖11中的-6.7dBi變化為圖12中的-4.1dBi，改善了2.5dBi。

如圖13所示，在另一實施例中提供了一種終端裝置2，包括：全向天線1。終端裝置2可以是手機、耳機、蜂窩電話、無線電話、個人數位處理(Personal Digital Assistant，PDA)、具有無線通信功能的手持設備、計算設備或連接到無線調制解調器的其它處理設備、車載設備、可穿戴設備(例如手錶和手環)、便携式醫療設備以及數位相機等。

以上對本申請實施例所提供的全向天線及終端裝置進行了詳細介紹，對於所屬技術領域中具有通常知識者，依據本申請實施例的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有所改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本申請的限制，凡依據本申請的精神與技術思想所做的一切等效修飾或改變，仍應由本申請的申請專利範圍所涵蓋。

1:全向天線

10:輻射體

11:第一金屬地

G:隔離部

Claims (10)

1. 一種全向天線，包括：一第一金屬地；一輻射體，其用於輻射信號；以及一隔離部，其位於該第一金屬地和該輻射體之間，使得該第一金屬地和該輻射體間隔設置。
2. 如請求項1所述的全向天線，其中，該隔離部為絕緣材料製成，該隔離部連接該輻射體及該第一金屬地。
3. 如請求項1所述的全向天線，其中，該隔離部的長度為該輻射體的工作波長的四分之一波長。
4. 如請求項3所述的全向天線，其中，還包括一第二金屬地，該隔離部位於該第二金屬地和該第一金屬地之間，使得該第二金屬地和該第一金屬地間隔設置。
5. 如請求項4所述的全向天線，其中，該輻射體包括：一輻射臂，其用於輻射該信號；一接地點，其設置於該輻射臂，該接地點和該第二金屬地連接；以及一饋電點，其設置於該輻射臂，該饋電點和該接地點間隔設置，該饋電點位於該輻射臂和該第二金屬地之間。
6. 如請求項5所述的全向天線，其中，該隔離部包括一第一隔離部和一第二隔離部，該第一隔離部的一端和該第二隔離部連接，該第一隔離部的另一端外露於該第一金屬地的側邊，該第一隔離部設置於該第二金屬地的短邊側和該第一金屬地之間，該第二隔離部設置於該第二金屬地的長邊側和該第一金屬地之間。
7. 如請求項6所述的全向天線，其中，該第一隔離部的數量為兩個，該兩個第一隔離部分別和該第二隔離部的兩端連接。
8. 如請求項7所述的全向天線，其中，該隔離部的長度為該兩個第一隔離部的長度和該第二隔離部的長度之和。
9. 如請求項6所述的全向天線，其中，該第二隔離部的寬度為

   

   1mm且

   

   2mm。
10. 一種終端裝置，包括：如請求項1~9中任一項所述的全向天線。