本發(fā)明涉及通信技術(shù),尤其涉及一種天線裝置和終端。
背景技術(shù):
隨著終端行業(yè)日新月異的發(fā)展,終端產(chǎn)品正在逐漸多樣化,并且,其功能也越來越豐富,通過無線上網(wǎng)(Wi-Fi)進行即時通信,已逐漸取代傳統(tǒng)的通訊模式,成為現(xiàn)代人類的主要社交方式。
為了支持終端的Wi-Fi和全球定位系統(tǒng)(Global Position System,簡稱GPS)等功能,現(xiàn)有終端通常是采用其金屬外殼作為Wi-Fi天線,由于金屬對電磁場具有屏蔽作用,因而在現(xiàn)有終端的天線設(shè)計中,通常是在金屬外殼上面開縫隙,將金屬外殼離散為浮空的金屬體,并用其做天線輻射體。然而,為了提升用戶體驗,終端的金屬外殼正在從有縫向無縫方向發(fā)展,因此,如何基于無縫的金屬外殼進行天線設(shè)計,也成為業(yè)界關(guān)注的焦點。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明實施例提供一種天線裝置和終端,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中如何基于無縫的金屬外殼進行天線設(shè)計的問題。
本發(fā)明的第一方面,提供一種天線裝置,包括:饋電端子、第一接地端子、第二接地端子、天線體和高通低阻器件;
所述天線體分別與所述第一接地端子和所述第二接地端子電連接;
所述饋電端子設(shè)置于所述第一接地端子和所述第二接地端子之間;
所述高通低阻器件設(shè)置于所述饋電端子與所述天線體之間。
在第一種可能的實現(xiàn)方式中,根據(jù)第一方面,所述高通低阻器件為電容;
所述電容的兩端分別與所述饋電端子和所述天線體電連接。
在第二種可能的實現(xiàn)方式中,根據(jù)第一方面,所述高通低阻器件為耦合 器件;
所述耦合器件的一端與所述饋電端子電連接,所述耦合器件的另一端與所述天線體耦合形成電容。
本發(fā)明的第二方面,提供一種終端,包括:印刷電路板和如第一方面所述的任一種天線裝置,所述印刷電路板上設(shè)置有饋電裝置和接地端;
所述天線裝置中所述饋電端子與所述饋電裝置電連接,所述第一接地端子和所述第二接地端子均與所述接地端電連接。
本發(fā)明的第三方面,提供一種終端,包括:印刷電路板、封閉金屬外殼和如第一方面所述的任一種天線裝置,所述印刷電路板上設(shè)置有饋電裝置和接地端,所述天線裝置中所述天線體為所述封閉金屬外殼;
所述天線裝置中所述饋電端子與所述饋電裝置電連接,所述第一接地端子和所述第二接地端子均與所述接地端電連接。
本發(fā)明提供一種天線裝置,包括:饋電端子、第一接地端子、第二接地端子、天線體和高通低阻器件;天線體分別與第一接地端子和第二接地端子電連接;饋電端子設(shè)置于第一接地端子和第二接地端子之間;高通低阻器件設(shè)置于饋電端子與天線體之間。本發(fā)明提供的天線裝置可以采用終端的無縫,即封閉金屬外殼作為天線體,因此,其不僅提供了一種基于封閉金屬外殼的天線設(shè)計方案,還可以簡化終端的加工制造工藝,提高終端的美觀度。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1a為本發(fā)明實施例一提供的一種天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖1b為未設(shè)置高通低阻器件的天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖1c為本發(fā)明實施例一提供的一種天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖1d為本發(fā)明實施例一提供的一種天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例二提供的一種天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3a為本發(fā)明實施例一提供的第一環(huán)諧振的電流分布示意圖;
圖3b為本發(fā)明實施例一提供的第二環(huán)諧振的電流分布示意圖;
圖3c為本發(fā)明實施例一提供的第三環(huán)諧振的電流分布示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例二提供的一種天線裝置的反射系數(shù)圖;
圖5為本發(fā)明實施例二提供的一種天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本發(fā)明實施例三提供的一種終端的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為本發(fā)明實施例四提供的一種終端的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
圖1a為本發(fā)明實施例一提供的一種天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1a所示,該天線裝置1包括:饋電端子10、第一接地端子11、第二接地端子12、天線體13和高通低阻器件14。
具體的,天線體13分別與第一接地端子11和第二接地端子12電連接;饋電端子10設(shè)置于第一接地端子11和第二接地端子12之間;高通低阻器件14設(shè)置于饋電端子10與天線體13之間。
此外,饋電端子10用于與天線裝置1所在的終端中的饋電電路的饋點(Feed)電連接,該饋電電路用于為天線裝置1提供輸入信號,而第一接地端子11和第二接地端子12則用于與天線裝置1所在的終端的接地端(Ground),也即接地點電連接。這里的終端可以是具備無線上網(wǎng)(Wi-Fi)功能設(shè)備,如移動設(shè)備、用戶終端、無線通信設(shè)備,或者平板電腦,如IPad等。本實施例中的天線裝置1可以用于支持終端的Wi-Fi和GPS功能。
下面對比圖1a和圖1b,詳細(xì)說明該天線裝置1的工作原理,其中,圖1b為未設(shè)置高通低阻器件的天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體的,如圖1a所 示,根據(jù)電學(xué)原理可知,饋電端子10與饋電電路電連接,與天線體13的自身阻抗相比,饋電端子10處的阻抗相對較小,故若不加高通低阻器件14,即如圖1b所示,那么信號將無法從饋電端子10傳輸至天線體13上,因而,圖1b中的天線裝置只能產(chǎn)生兩個環(huán)(Loop)諧振,即在饋電端子10和第一接地端子11之間形成一個Loop諧振,以及在饋電端子10和第二接地端子12之間形成的另一個Loop諧振,這兩個Loop諧振在圖1b中用虛線表示。而如圖1a所示,在加入了高通低阻器件14之后,在饋電端子10、高通低阻器件14和第一接地端子11之間形成了第一Loop諧振100,在饋電端子10、高通低阻器件14和第二接地端子12之間形成了第二Loop諧振101,這兩個Loop諧振與圖1b所示的兩個諧振相似,除此之外,由于高通低阻器件14起到了阻抗匹配的作用,使得饋電端子10的信號可以傳輸至天線體13,或者說,接入了高通低阻器件14之后,在第一接地端子11和第二接地端子12之間的天線體13的長度以及場強分布等可以與天線體13的諧振模式相匹配,因而可以額外再激發(fā)出一個Loop諧振,即第一接地端子11和第二接地端子12之間的第三Loop諧振102。
需要說明的是,高通低阻器件14的主要作用是使得饋電端子10的信號可以傳輸至天線體13上即可,因而,這里并不具體限制高通低阻器件14與天線體13的連接方式,其可以是直接的電連接,也可以是耦合連接,圖1a中僅示出了高通低阻器件14直接電連接方式。無論是哪種連接方式,由于高通低阻器件14與天線體13的連接點或耦合點的位置決定了天線體13在各Loop諧振中所占的長度,而高通低阻器件14的具體數(shù)值則決定了高通低阻器件14與天線體13的連接點或耦合點處的阻抗大小,因此,在實際中,可以根據(jù)需要天線裝置1工作的具體頻率來確定上述位置以及具體數(shù)值。由于該天線裝置1產(chǎn)生了三個不同的Loop諧振,每個Loop諧振分別對應(yīng)一個頻段,故該天線裝置1可以覆蓋三個不同頻段,因此,可以通過調(diào)整高通低阻器件14的具體數(shù)值,以及上述連接點或耦合點的位置,調(diào)整該天線裝置1工作于不同頻率,以覆蓋三個不同頻段。還需要說明的是,這里并不具體限定高通低阻器件14為哪種電子器件,只要其具有高通低阻特性即可。
此外,在應(yīng)用天線裝置1時,其中的天線體13可以有多種選擇。對于具備金屬外殼的終端,可以直接采用封閉的金屬外殼作為上述天線體13,如圖 1c所示,此時天線體13的材質(zhì)可以為金屬如鍍銅、合金等。值得注意的是,饋電端子10還可以采用如圖1d所示的方式設(shè)置,此時其工作原理與圖1c相同,此處不再贅述。需要說明的是,在本發(fā)明中,只需天線體13分別與第一接地端子11和第二接地端子12電連接即可,這里并不限制必須是天線體13的兩端分別與第一接地端子11和第二接地端子12電連接,如圖1c和圖1d所示,就是前一種情形。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,現(xiàn)有終端采用開縫的金屬外殼作為天線輻射體,并利用縫隙來實現(xiàn)對不同頻段的Wi-Fi覆蓋,而在本實施例中,則是通過高通低阻器件14,在封閉的金屬外殼中間進行了饋電,從而實現(xiàn)了三個Loop諧振,同樣可以支持三個不同頻段的Wi-Fi。相對于現(xiàn)有技術(shù)中有縫隙的金屬外殼,采用本實施例提供的天線裝置,無需在金屬外殼上設(shè)置縫隙,這不僅提供了一種基于封閉金屬外殼的終端的天線設(shè)計方案,并且可以簡化加工制造工藝,提高終端的美觀度。當(dāng)然,需要說明的是,本發(fā)明實施例的天線裝置并不僅僅適用于具備金屬外殼的終端,其同樣也適用于不具備金屬外殼的終端,此時,可以采用傳統(tǒng)天線比如分集天線,即柔性電路板(Flexible Printed Circuit,簡稱FPC)天線或激光直接成型(Laser Directory Stucturing,簡稱LDS)天線作為上述天線體13。
圖2為本發(fā)明實施例二提供的一種天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示,該天線裝置2包括:饋電端子10、第一接地端子11、第二接地端子12、天線體13和電容20。
具體的,天線體13分別與第一接地端子11和第二接地端子12電連接;饋電端子10設(shè)置于第一接地端子11和第二接地端子12之間;電容20的兩端分別與饋電端子10和天線體13電連接。并且,電容20與天線體13之間的連接點A與第一接地端子11之間的距離可以根據(jù)天線體13的工作頻率確定,該連接點A與第二接地端子12之間的距離也可以根據(jù)天線體13的工作頻率確定。
該天線裝置2的工作原理與天線裝置1相同,具體的,該天線裝置2工作于第一頻段、第二頻段和第三頻段。其中,第一頻段包括第一頻點,該第一頻點為饋電端子10、高通低阻器件14和第一接地端子11形成的第一環(huán)Loop諧振100;該第二頻段包括第二頻點,該第二頻點為饋電端子 10、高通低阻器件14和第二接地端子12形成的第二Loop諧振101;該第三頻段包括第三頻點,該第三頻點為第一接地端子11和第二接地端子12形成的第三Loop諧振102。
下面通過天線裝置2的電流分布圖詳細(xì)說明其工作原理。
圖3a~圖3c分別示出了第一Loop諧振100、第二Loop諧振101和第三Loop諧振102的電流分布示意圖,圖4給出了天線裝置2的反射系數(shù)圖。其中,該天線裝置2的第一Loop諧振100、第二Loop諧振101和第三Loop諧振102均為其各自反射系數(shù)的一次模(Low Band,簡稱LB)。如圖3a~圖3c所示,第一Loop諧振100、第二Loop諧振101和第三Loop諧振102的最大場強分布點,分別用LB示出,該三個點基本位于用于形成各Loop諧振的一段天線體13的中間位置,并分別對應(yīng)了天線裝置2可以支持的三個不同頻段中的第一頻率、第二頻率和第三頻率。當(dāng)然,此處的電流分布圖只是示例,并不以此為限定。
根據(jù)天線基本原理可知,由于參與形成第三Loop諧振102的天線體13的長度相對較長,因此,該第三Loop諧振102對應(yīng)的工作頻率,即第三頻率最低,而參與形成第一Loop諧振100和第二Loop諧振101的天線體13的長度相對較短,因此,這兩個Loop諧振對應(yīng)的工作頻率,即第一頻率和第二頻率較高。這一點可以通過天線裝置2的反射系數(shù)圖清楚地顯示出來。如圖4所示,其中,橫軸表示天線裝置2的工作頻率,單位為千兆赫(GHz),縱軸表示天線裝置2的反射系數(shù)(|S11|),單位為dBa,表示A級計權(quán)下的反射系數(shù)的分貝大小,從圖4可以看出,天線裝置2可以覆蓋三個頻段,從低頻至高頻依次對應(yīng)與第三Loop諧振102,第一Loop諧振101和第二Loop諧振100。在圖4中,第二Loop諧振101對應(yīng)的工作頻率高于第一Loop諧振100對應(yīng)的工作頻率。在實際中,也可以通過調(diào)整天線體13與電容20的連接點的位置,以及電容20的具體數(shù)值,控制第二Loop諧振101對應(yīng)的工作頻率低于第一Loop諧振100對應(yīng)的工作頻率,這里并不做限定。此時三個Loop諧振的模式由該Loop諧振的饋點至接地點之間的長度決定,均為0.5倍波長諧振。具體地,第一Loop諧振100從饋電端子10至第一接地端子11之間的長度為0.5倍波長,該波長對應(yīng)于第一Loop諧振100對應(yīng)的工作頻率,即上述第一頻率,也即圖4中從左向右數(shù)第二個波谷位置;第二Loop諧振101從饋電端子10至第二接地端子12之間的長度也為0.5倍波長,該波長對 應(yīng)于第二Loop諧振101對應(yīng)的工作頻率,即上述第二頻率,也即圖4中從左向右數(shù)第三個波谷位置;第三Loop諧振102從第一接地端子11至第二接地端子12之間的長度也為0.5倍波長,該波長對應(yīng)于第三Loop諧振102對應(yīng)的工作頻率,即上述第三頻率,也即圖4中從左向右數(shù)第一個波谷位置。
結(jié)合到實際應(yīng)用,根據(jù)相關(guān)協(xié)議規(guī)定,一般終端支持的兩個Wi-Fi頻段為2.4GHz Wi-Fi和5GHz Wi-Fi,以及一個GPS頻段,因此,在使用時,可以調(diào)整天線體13與電容20的連接點的位置,以及電容20的具體數(shù)值,例如,可以為0.2皮法(pF)到2pF左右,以使天線裝置2產(chǎn)生的三個Loop諧振對應(yīng)于上述三個頻段,從而實現(xiàn)對Wi-Fi和GPS功能的支持。
當(dāng)然,在實際中,也可以利用耦合電容代替上述電容20。如圖5所示,此時相當(dāng)于圖1a的高通低阻器件14為一個耦合器件30。
具體的,該耦合器件30的一端與饋電端子10電連接,其另一端與天線體13耦合形成電容。該耦合器件30與天線體13耦合形成電容的耦合點,即為圖5中所示的B點。與電容20類似,該耦合器件30與天線體13之間的耦合點B,其與第一接地端子11之間的距離可以根據(jù)天線體13的工作頻率確定,該耦合點B與第二接地端子12之間的距離也可以根據(jù)天線體13的工作頻率確定。當(dāng)然,在實際中,該耦合器件30可以為兩條邊互相垂直的L型金屬器件。
此外,該耦合器件30與天線體13耦合形成的電容的具體數(shù)值選擇與電容20類似,具體可以通過改變耦合器件30上用于耦合形成電容的邊的長度以及與天線體13之間的距離,來改變其電容數(shù)值。
本實施例提供的天線裝置,包括:饋電端子、第一接地端子、第二接地端子、天線體和高通低阻器件;天線體分別與第一接地端子和第二接地端子電連接;饋電端子設(shè)置于第一接地端子和第二接地端子之間;高通低阻器件設(shè)置于饋電端子與天線體之間。本發(fā)明提供的天線裝置可以采用終端的封閉金屬外殼作為天線體,因此,其不僅提供了一種基于無縫,即封閉的金屬外殼的天線設(shè)計方案,其還可以簡化終端的加工制造工藝,提高終端的美觀度。
圖6為本發(fā)明實施例三提供的一種終端的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示, 該終端4包括:印刷電路板40和天線裝置41。
具體的,印刷電路板40上設(shè)置有饋電裝置400和接地端401,天線裝置41可以是如實施例一和實施例二中描述的任一種天線裝置。以天線裝置41為實施例1中的天線裝置1為例,該天線裝置41中的饋電端子10與饋電裝置400電連接,第一接地端子11和第二接地端子12均與接地端401電連接。
本實施例提供的終端,包括:印刷電路板和天線裝置;印刷電路板上設(shè)置有饋電裝置和接地端;天線裝置中饋電端子與饋電裝置電連接,第一接地端子和第二接地端子均與接地端電連接。由于上述天線裝置41的結(jié)構(gòu)更加簡單,因而采用本發(fā)明提供的終端,其成本和設(shè)計復(fù)雜度更低。
圖7為本發(fā)明實施例四提供的一種終端的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示,該終端5包括:印刷電路板50、封閉金屬外殼51和天線裝置52。該實施例中的終端5與上一實施例中的終端4的區(qū)別在于,終端4中的天線裝置41中的天線體是設(shè)置在終端4內(nèi)部的,而終端5中的天線裝置52中的天線體則是該終端5的封閉金屬外殼51。
具體的,印刷電路板50上設(shè)置有饋電裝置500和接地端501,該天線裝置41可以是如實施例一和實施例二中描述的任一種天線裝置,并且,該天線裝置51中的天線體13為上述封閉金屬外殼51。以天線裝置52為實施例1中的天線裝置1為例,該天線裝置52中饋電端子10與饋電裝置500電連接,第一接地端子11和第二接地端子12均與接地端501電連接。需要說明的是,圖7中天線裝置52所指的虛線框表示除了50所指的虛線框之外的其余部分。
本實施例提供的終端,包括:印刷電路板、封閉金屬外殼和天線裝置;印刷電路板上設(shè)置有饋電裝置和接地端,天線裝置中天線體為封閉金屬外殼;天線裝置中饋電端子與饋電裝置電連接,第一接地端子和第二接地端子均與接地端電連接。本發(fā)明提供的終端,由于采用了封閉的金屬外殼作為其天線體,因而其加工制造工藝更加簡單,且美觀度更高。
最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。