天线及具有其的终端设备的制作方法

专利2022-06-29  54


本公开涉及通信领域,尤其涉及一种天线及具有其的终端设备。



背景技术:

随着终端设备如手机等移动终端的带宽越来越宽,对环境要求越来越苛刻,天线的放置空间越来越小,天线周边的器件越来越多,导致天线的带宽越来越难以覆盖全频段,在中、高频方面表现的尤其明显,故而亟需一种能覆盖全频段的天线。



技术实现要素:

本公开提供一种天线及具有其的终端设备。

具体地,本公开是通过如下技术方案实现的:

根据本公开的第一方面,提供一种天线,应用在具有金属机身的终端设备上,所述天线包括馈电点、第一接地点、第二接地点及第一走线,所述金属机身包括本体及与所述本体相连的框形结构,所述本体与所述框形结构包围形成一收容区,所述框形结构的底部设有两个间隔排布的缝隙,两个所述缝隙将所述框形结构分割成第一边框、第二边框和第三边框,所述第二边框和所述第三边框位于所述第一边框的两侧;

所述馈电点、所述第一接地点和所述第二接地点均设于所述本体上,所述馈电点电连接至所述第一边框的第一接触点,所述第一接地点电连接至所述第一边框的第二接触点,所述第二接地点电连接至所述第二边框的第三接触点;

所述第一走线收容在所述收容区,并且所述第一走线一端连接至所述第三边框的第四接触点,另一端悬空。

可选地,所述第一走线朝向所述第二边框的一侧弯折延伸。

可选地,所述第一走线包括垂直连接所述第三边框的第一线段和垂直连接所述第一线段远离所述第三边框一端的第二线段,所述第二线段远离所述第一线段的一端朝向所述第二边框的侧边延伸。

可选地,所述第四接触点位于所述框形结构的底部,并位于所述第三边框靠近所述第一边框的一端。

可选地,所述第一接地点和所述第二接地点位于所述馈电点的两侧。

可选地,所述第一接地点靠近所述第三边框设置,所述第二接地点靠近所述第二边框设置。

可选地,所述第一接触点位于所述第二接触点和所述第三接触点之间。

可选地,所述第一接触点和所述第二接触点设于所述第一边框靠近所述第二边框的一端,所述第三接触点位于所述框形结构的底部,并位于所述第二边框靠近所述第一边框的一端。

可选地,所述天线还包括第二走线、第三走线和第四走线,其中,所述馈电点通过所述第二走线电连接至所述第一接触点,所述第一接地点通过所述第三走线电连接至所述第二接触点,所述第二接地点通过所述第四走线电连接至所述第三接触点。

根据本公开的第二方面,提供一种终端设备,包括金属机身,所述金属机身包括本体及与所述本体相连的框形结构,所述本体与所述框形结构包围形成一收容区,所述框形结构的底部设有两个间隔排布的缝隙,两个所述缝隙将所述框形结构分割成第一边框、第二边框和第三边框;

所述第二边框和所述第三边框位于所述第一边框的两侧,所述第一边框上设有第一接触点和第二接触点,所述第二边框上设有第三接触点,所述第三边框上设有第四接触点;

所述终端设备还包括上述任一项所述的天线。

本公开的有益效果:使用第一边框作为天线辐射体,第二边框和第三边框作为寄生单元,并在第三边框上增加第一走线,提升了天线的中、高频(中频:1710mhz~2170mhz,高频:2300mhz~2690mhz)的带宽和辐射效率,并且对低频(700mhz~960mhz)的也有一定的帮助。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开一示例性实施例示出的一种天线的结构示意图;

图2是相关技术中的一种天线的性能图,揭示了天线的回波损耗特性及史密斯圆图;

图3是本公开一示例性实施例示出的一种天线的性能图,揭示了天线的回波损耗特性及史密斯圆图;

图4是本公开一示例性实施例示出的一种天线与相关技术天线的辐射效率对比图。

附图标记:

100:金属机身;110:本体;120:框形结构;121:缝隙;122:第一边框;1221:第一接触点;1222:第二接触点;123:第二边框;1231:第三接触点;124:第三边框;1241:第四接触点;

200:天线;1:馈电点;2:第一接地点;3:第二接地点;4:第一走线;5:第二走线;6:第三走线;7:第四走线。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解,尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本公开范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面结合附图,对本公开的天线及具有其的终端设备进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

图1是本公开一示例性实施例示出的一种天线的结构示意图。本实施例的天线应用在具有金属机身的终端设备上,该终端设备可为可移动终端,如手机、平板电脑等,也可为固定终端。

参见图1,金属机身100可包括本体110及与本体110相连的框形结构120,其中,本体110与框形结构120包围形成一收容区(图中未标出),框形结构120的底部设有两个缝隙121,两个缝隙121间隔排布,本实施例的两个缝隙121将框形结构120分割成第一边框122、第二边框123和第三边框124,第二边框123和第三边框124位于第一边框122的两侧。进一步的,本实施例的第一边框122上设有第一接触点1221和第二接触点1222,第二边框123上设有第三接触点1231,第三边框124上设有第四接触点1241。

以终端设备为手机为例,金属机身100为手机的中框,框形结构120的底部指手机的底部。缝隙121的形状、尺寸可根据手机的设计需求设定。

本实施例中,本体110、框形结构120均为金属制件。其中,本体110呈长方形或正方形条状结构,框形结构120连接在本体110底部两侧。具体的,第二边框123与本体110的一端相连,第三边框124与本体110的另一端相连,本实施例中,第二边框123远离缝隙121(第一边框122和第二边框123之间的缝隙)的一端连接本体110的一端,第三边框124远离缝隙121(第一边框122和第三边框124之间的缝隙)的一端连接本体110的另一端。

本实施例的收容区可为一方形区域,如长方形区域、正方形区域,也可为其他形状的区域。

参见图1,该天线200可包括馈电点1、第一接地点2、第二接地点3及第一走线4。其中,馈电点1、第一接地点2和第二接地点3均设于本体110上,馈电点1电连接至第一接触点1221,第一接地点2电连接至第二接触点1222,第二接地点3电连接至第三接触点1231。进一步的,第一走线4收容在收容区,并且,第一走线4一端连接至第四接触点1241,另一端悬空。

本公开实施例的天线200,使用第一边框122作为天线200辐射体,第二边框123和第三边框124作为寄生单元,并在第三边框124上增加第一走线4,提升了天线200的中、高频的带宽和辐射效率,并且对低频的也有一定的帮助。

本实施例中,馈电点1、第一接地点2和第二接地点3均设于本体110靠近框形结构120的一侧。又参见图1,在本实施例中,第一接地点2和第二接地点3位于馈电点1的两侧,有利于天线200性能的发挥。具体的,第一接地点2靠近第三边框124设置,第二接地点3靠近第二边框123设置。

进一步的,第一接触点1221位于第二接触点1222和第三接触点1231之间,馈电点1、第一接地点2、第二接地点3、第一接触点1221、第二接触点1222以及第三接触点1231的位置排布方式,使得天线200性能达到最佳。更进一步的,第一接触点1221和第二接触点1222设于第一边框122靠近第二边框123的一端,第三接触点1231位于框形结构120的底部,并且,第三接触点1231位于第二边框123靠近第一边框122的一端,进一步提升天线200性能。

参见图1,本实施例的天线200还包括第二走线5、第三走线6和第四走线7,其中,馈电点1通过第二走线5电连接至第一接触点1221,第一接地点2通过第三走线6电连接至第二接触点1222,第二接地点3通过第四走线7电连接至第三接触点1231。

第一接触点1221和第二接触点1222设置在第一边框122上的位置以及第二走线5和第三走线6的形状、尺寸可根据天线200频段确定。本实施例中,在馈电点1和第一接地点2设于本体110上的位置、第一接触点1221和第二接触点1222设置在第一边框122上的位置、第二走线5和第三走线6的形状和尺寸、以及馈电点1和第一接触点1221之间的匹配电路、第一接地点2和第二接触点1222之间的匹配电路确定后,天线200频段即确定。在天线200设计好后,可通过调节馈电点1和第一接触点1221之间的匹配电路和/或第一接地点2和第二接触点1222之间的匹配电路来调节天线200的频段,实现天线200频段的全面覆盖。

本实施例中,第二走线5、第三走线6的形状相类似,参见图1,第二走线5和第三走线6均弯折设置。

在第二接地点3设置在本体110上的位置和第三接触点1231设置在第二边框123上的位置确定后,可通过调节第四走线7的形状和尺寸以及第二接地点3和第三接触点1231之间的匹配电路来优化天线200的性能。

上述实施例中,各匹配电路包括容阻感单元,该容阻感单元由电阻、电容、电感和/或导线组合形成不同的阻容感值。

其中,第一走线4的形状和尺寸、第一走线4设于收容区的位置和/或第四接触点1241在第三边框124的位置由天线200的带宽和/或辐射效率的要求来设定。

参见图1,本实施例的第一走线4朝向第二边框123的一侧弯折延伸。具体的,第一走线4包括第一线段和第二线段,其中,垂直连接第三边框124,第二线段垂直连接第一线段远离第三边框124一端,且第二线段远离第一线段的一端朝向第二边框123的侧边延伸,第一走线4的这种设计方式,能够优化天线200中、高频的带宽和辐射效率。

进一步的,第四接触点1241位于框形结构120的底部,并且,第四接触点1241位于第三边框124靠近第一边框122的一端,进一步优化天线200中、高频的带宽和辐射效率。

上述各走线的材质可为铜或其它金属,例如银、铝或一些其它合适的选择。可选的,走线的材质为铜箔。需要说明的是,本公开并不对走线的材质进行限制,任何能够实现信号传输的材质都属于本公开的保护范围内。本公开的各走线均形成(pattern)在对应的区域。

图2是相关技术中的一种天线的性能图,图3是本公开一示例性实施例示出的一种天线的性能图,其中,s11为天线的回波损耗特性图,smith为天线的史密斯圆图,横坐标为频率,纵坐标为天线的回波损耗,单位为pf。

针对图2,采集如下采样点:

(1)700mhz,6.3322ω,-57.004ω,3.9885pf;

(2)824mhz,9.9799ω,-23.893ω,8.0840pf;

(3)880mhz,44.832ω,3.6583ω,661.64ph;

(4)960mhz,28.987ω,-72.264ω,2.2942pf;

(5)1.71ghz,26.832ω,50.762ω,4.7245nh;

(6)2.17ghz,37.289ω,-48.488ω,1.5126pf;

(7)2.30ghz,30.696ω,-717.78mω,96.405pf;

(8)2.49ghz,58.081ω,-12.368ω,5.1678pf;

(9)2.69ghz,103.95ω,6.2718ω,371.07ph;

针对图3,采集如下采样点:

(1)700mhz,6.1611ω,-58.177ω,3.9081pf;

(2)824mhz,7.2078ω,-30.897ω,6.2514pf;

(3)880mhz,18.069ω,-10.382ω,17.420pf;

(4)960mhz,71.661ω,-74.760ω,2.2176pf;

(5)1.71ghz,38.979ω,56.716ω,5.2787nh;

(6)2.17ghz,35.833ω,-24.097ω,3.0437pf;

(7)2.30ghz,41.058ω,-29.417ω,1.5413nh;

(8)2.49ghz,71.075ω,-29.417ω,2.1728pf;

(9)2.69ghz,102.96ω,18.672ω,1.1021nh;

上述采样点中,每个采样点的第一个数据为谐振频率,第二个数据和第三个数据均为天线的匹配电阻,其中第二个数据为实部,第三个数据为虚部,第四个数据为天线的匹配电容。

对比图2天线的s11和图3天线的s11以及图2天线的smith和图3天线的smith可获得,本实施例在天线中增加了第一走线4后,优化了天线中、高频的带宽。

图4是本公开一示例性实施例示出的一种天线与相关技术天线的辐射效率对比图,横坐标为谐振频率,单位为mhz,纵坐标为辐射效率,单位为db。根据图4,可以看出增加第一走线4后,天线的辐射效率相比未加第一走线4的天线效率在中、高频的辐射效率明显增加。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开保护的范围之内。


技术特征:

1.一种天线,应用在具有金属机身的终端设备上,其特征在于,所述天线包括馈电点、第一接地点、第二接地点及第一走线,所述金属机身包括本体及与所述本体相连的框形结构,所述本体与所述框形结构包围形成一收容区,所述框形结构的底部设有两个间隔排布的缝隙,两个所述缝隙将所述框形结构分割成第一边框、第二边框和第三边框,所述第二边框和所述第三边框位于所述第一边框的两侧;

所述馈电点、所述第一接地点和所述第二接地点均设于所述本体上,所述馈电点电连接至所述第一边框的第一接触点,所述第一接地点电连接至所述第一边框的第二接触点,所述第二接地点电连接至所述第二边框的第三接触点;

所述第一走线收容在所述收容区,并且所述第一走线一端连接至所述第三边框的第四接触点,另一端悬空。

2.如权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一走线朝向所述第二边框的一侧弯折延伸。

3.如权利要求2所述的天线,其特征在于,所述第一走线包括垂直连接所述第三边框的第一线段和垂直连接所述第一线段远离所述第三边框一端的第二线段,所述第二线段远离所述第一线段的一端朝向所述第二边框的侧边延伸。

4.如权利要求1至3任一项所述的天线,其特征在于,所述第四接触点位于所述框形结构的底部,并位于所述第三边框靠近所述第一边框的一端。

5.如权利要求1所述的天线,其特征在于,所述第一接地点和所述第二接地点位于所述馈电点的两侧。

6.如权利要求5所述的天线,其特征在于,所述第一接地点靠近所述第三边框设置,所述第二接地点靠近所述第二边框设置。

7.如权利要求6所述的天线,其特征在于,所述第一接触点位于所述第二接触点和所述第三接触点之间。

8.如权利要求7所述的天线,其特征在于,所述第一接触点和所述第二接触点设于所述第一边框靠近所述第二边框的一端,所述第三接触点位于所述框形结构的底部,并位于所述第二边框靠近所述第一边框的一端。

9.如权利要求5所述的天线,其特征在于,所述天线还包括第二走线、第三走线和第四走线,其中,所述馈电点通过所述第二走线电连接至所述第一接触点,所述第一接地点通过所述第三走线电连接至所述第二接触点,所述第二接地点通过所述第四走线电连接至所述第三接触点。

10.一种终端设备,包括金属机身,其特征在于,所述金属机身包括本体及与所述本体相连的框形结构,所述本体与所述框形结构包围形成一收容区,所述框形结构的底部设有两个缝隙,两个所述缝隙将所述框形结构分割成第一边框、第二边框和第三边框;

所述第二边框和所述第三边框位于所述第一边框的两侧,所述第一边框上设有第一接触点和第二接触点,所述第二边框上设有第三接触点,所述第三边框上设有第四接触点;

所述终端设备还包括如权利要求1至9任一项所述的天线。

技术总结
本公开提供一种天线及具有其的终端设备,所述天线包括馈电点、第一接地点、第二接地点及第一走线,终端设备具有金属机身,该金属机身包括本体及与本体相连的框形结构,本体与框形结构包围形成一收容区,框形结构的底部设有两个间隔排布的缝隙,两个缝隙将框形结构分割成第一边框、第二边框和第三边框,第二边框和第三边框位于第一边框的两侧;馈电点、第一接地点和第二接地点均设于本体上,馈电点电连接至第一边框的第一接触点,第一接地点电连接至第一边框的第二接触点,第二接地点电连接至第二边框的第三接触点;第一走线收容在收容区,第一走线一端连接至第三边框的第四接触点,另一端悬空,该天线提升了天线的中、高频的带宽和辐射效率。

技术研发人员:焦涛
受保护的技术使用者:北京小米移动软件有限公司
技术研发日:2018.11.30
技术公布日:2020.06.09

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