CN104852122A - 电子设备和天线装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种电子设备和天线装置。所述电子设备包括：金属边框10，在该金属边框的第一端面上具有第一缝隙g1和第二缝隙g2；第一天线单元20，具有利用所述金属边框的第一端面的第一区段来形成的第一辐射分支21，用于辐射和接收第一频段B1的第一信号，所述第一缝隙g1位于所述第一区段的端部；第二天线单元30，利用所述金属边框的第一端面上的第二区段来形成的第二辐射分支31，用于辐射和接收第二频段B2的第二信号，所述第二缝隙g2位于所述第二区段的端部；其中，所述第一天线单元20和第二天线单元30覆盖长期演进LTE通信的多个频段。

Description

电子设备和天线装置

技术领域

本公开涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种电子设备和天线装置。

背景技术

随着通信技术的发展，电子设备的工作频段也逐渐增加。以移动通信终端为例，当前使用的2G和3G的双模移动通信终端要求天线的工作带宽在低频824-960MHz和高频1710-2170MHz或1710-2025MHz。此外，TD-SCDMA、TD-LTE(4G)技术的移动通信终端的工作频带还将涉及2300MHz-2700MHz中的频段。因此，通信技术的发展需要增加天线的工作频段。

为了实现多频段的通信，通常设置多个天线，与每个天线对应地设置馈电点，并利用每个天线来实现不同的通信频带。这增加了天线的空间占用，并且多个天线单元的设计增加了天线的成本。

因此，期望提供一种能够在较少增加额外器件和设计空间的情况下满足多频段通信需求的天线。

发明内容

本公开的实施例提供了一种电子设备、和天线装置，其能够在极少增加额外器件和设计空间的情况下实现多频段通信。

第一方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：金属边框，在该金属边框的第一端面上具有第一缝隙和第二缝隙；第一天线单元，具有利用所述金属边框的第一端面的第一区段来形成的第一辐射分支，用于辐射和接收第一频段的第一信号，所述第一缝隙位于所述第一区段的端部；第二天线单元，利用所述金属边框的第一端面上的第二区段来形成的第二辐射分支，用于辐射和接收第二频段的第二信号，所述第二缝隙位于所述第二区段的端部，其中，所述第一天线单元和第二天线单元覆盖长期演进LTE通信的多个频段。

结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述电子设备还可包括：第三天线单元，利用所述金属边框的除了第一区段和第二区段之外的第三区段所形成，经由所述第二缝隙与所述第二天线单元耦合来辐射和接收第三频段的第三信号。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述第三天线单元可以是环形天线。所述环形天线包括闭合框，该闭合框的一部分位于所述金属边框的第三区段中。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述第一天线单元和第二天线单元共用同一馈电分支。该馈电分支上具有用于馈送信号的馈电点。该馈电点用于在天线装置和信号收发器之间馈送所述第一信号和所述第二信号。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述金属边框的第一端面的第一区段和第二区段部分地重叠，所述馈电分支从所述第一区段和第二区段的重叠部分延伸出。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述第一天线单元和第二天线单元分别是第一倒F天线单元和第二倒F天线单元，第一倒F天线单元具有接地分支，第二倒F天线单元与第一倒F天线单元共用所述接地分支。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述第二倒F天线单元还可包括位于所述第二辐射分支的端部的耦合分支，并且与所述第三天线单元相邻。所述第三天线单元通过第二缝隙与所述第二倒F天线单元的耦合分支进行耦合，以从所述馈电点接收第三信号、并将其所接收的第三信号传送到所述馈电点。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，第一倒F天线单元还可包括扩展分支。该扩展分支从所述第一辐射分支的远离第二辐射分支的一端延伸出，用于延长第一辐射分支的长度。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述第一缝隙可用于将所述金属边框的第一区段与金属边框的未用于辐射和接收信号的区段隔离开，以降低所述未用于辐射和接收信号的区段对所述第一天线单元的影响。

在根据本公开的实施例的上述电子设备的技术方案中，通过利用电子设备的金属边框来形成两个天线单元来辐射和接收不同频段的天线信号，能够在极少增加额外器件和设计空间的情况下实现多频段通信。

第二方面，提供了一种天线装置。该天线装置可包括：第一倒F天线单元，具有第一辐射分支、接地分支、馈电分支，用于辐射和接收第一频段的第一信号，该接地分支从所述第一辐射分支的第一位置延伸出，该馈电分支从所述第一辐射分支的第二位置延伸出；第二倒F天线单元，包括第二辐射分支、与第一倒F天线单元共用的所述接地分支、和与第一倒F天线单元共用的所述馈电分支，用于辐射和接收第二频段的第二信号，该第二辐射分支和所述第一辐射分支部分重叠，该第二信号的频率高于所述第一信号的频率；馈电点，位于所述馈电分支的端部，用于在天线装置和信号收发器之间馈送第一信号和第二信号；第一接地点，位于所述接地分支的端部，用于连接到地。

结合第二方面，在第二方面的一种实现方式中，所述天线装置还可包括环形天线单元，其利用缝隙与所述第二倒F天线单元耦合来辐射和接收第三频段的第三信号。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，所述第二倒F天线单元还可包括位于所述第二辐射分支的端部的耦合分支，并且与所述环形天线单元相邻；所述环形天线单元与所述第二倒F天线单元的耦合分支进行耦合，以从所述馈电点接收第三信号、并将其所接收的第三信号传送到所述馈电点。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，所述第一辐射分支和第二辐射分支可以利用安装所述天线装置的电子设备的金属边框来实现。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，所述环形天线可包括闭合框分支。该闭合框的一部分位于所述金属边框中。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，所述第一辐射分支的远离第二辐射分支的一端设置有缝隙，用于将第一天线单元与金属边框的除了构成天线装置的区段之外的区段隔离开。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，第一倒F天线单元还包括扩展分支。该扩展分支从所述第一辐射分支的远离第二辐射分支的一端延伸出，用于延长第一辐射分支的长度。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，所述天线装置还可包括匹配单元。该匹配单元连接到所述馈电点，用于改善经由各个天线单元传送的信号的性能。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，所述接地分支在所述第二辐射分支上的位置与第二信号的频率相关。

在根据本公开的实施例的上述天线装置的技术方案中，通过将两个天线单元设置为部分重叠，并利用两个天线单元来辐射和接收不同频段的天线信号，能够在极少增加额外器件和设计空间的情况下实现多频段通信。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，本领域普通技术人员还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是示意性图示了根据本公开实施例的第一电子设备的结构图；

图2是示意性图示了根据本公开实施例的第二电子设备的结构图；

图3是示意性图示了图1中的第一电子设备的第一天线单元和第二天线单元的结构图；

图4(a)至图4(c)是示意性图示了将图3中的第一天线单元和第二天线单元设计为倒F天线的结构图；

图5是示意性图示了图2中的第二电子设备的设计示例；

图6是图5的电子设备中的天线的S参数的测试结果。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在本公开中，当描述到特定部件(或单元)位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件；当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件、也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。

根据本公开实施例的各个天线装置可应用于电子设备，所述电子设备可以是诸如智能通信终端、平板计算机、笔记本计算机之类的任何无线通信设备。该电子设备利用该天线装置从外部接收天线信号，并利用所述天线装置将本地的数据、信息等作为天线信号辐射出去，从而利用所述天线装置进行通信、数据传输等。

图1是示意性图示了根据本公开实施例的第一电子设备100的结构图。如图1所示，第一电子设备100可包括金属边框10、第一天线单元20和第二天线单元30。在金属边框10的第一端面上具有第一缝隙g1和第二缝隙g2。第一天线单元20具有第一辐射分支21，用于辐射和接收第一频段的第一信号。该第一辐射分支21利用所述金属边框的第一端面的第一区段来形成。所述第一缝隙g1位于所述第一区段的端部。第二天线单元30具有利用所述金属边框10的第一端面上的第二区段来形成的第二辐射分支，用于辐射和接收第二频段的第二信号，所述第二缝隙位于所述第二区段的端部。所述第一天线单元20和第二天线单元30覆盖长期演进LTE通信的多个频段。

为了增加金属质感，通常将金属(例如，铜、铝、合金等)用于电子设备的外壳，特别是其用于其边框。由于金属材料具有良好的硬度，从而增加了电子设备的结构强度。本公开的实施例将所述金属边框10的一部分用于第一天线单元20和第二天线单元30。该金属边框10的用于天线单元的部分需要是金属，而对其余部分并没有限定。相应地，第一电子设备100的金属边框10可以是边框全部为金属的全金属边框，也可以是仅边框的一部分为金属的部分金属边框。

金属边框10的第一端面是边框中的任一部分。以金属边框10为长方形为例，该第一端面可以是该长方形边框的四个边中的任一个边。在图1中，该第一端面是金属边框的上端。利用该第一端面的金属的良好导电性，形成了第一天线单元20的第一辐射分支21和第二天线单元30的第二辐射分支31。具体地，利用第一端面的不同区段来形成了第一辐射分支21和第二辐射分支31。

如图1所示，在该第一端面上可以具有第一缝隙g1和第二缝隙g2。第一缝隙g1用于将所述金属边框的第一区段与金属边框的未用于辐射和接收信号的区段隔离开，以降低所述未用于辐射和接收信号的区段对所述第一天线单元的影响。替换地，还可以在所述第一缝隙g1中填充绝缘物质。第二缝隙g2可以用于将所述金属边框的第二区段与金属边框的未用于辐射和接收信号的区段隔离开，以降低所述未用于辐射和接收信号的区段对所述第二天线单元的影响。类似地，可以在所述第二缝隙g2中填充绝缘物质。此外，当金属边框的未用于辐射和接收信号的区段不是导体时，可以省略所述第一缝隙g1和第二缝隙g2。

第一天线单元20具有用于辐射和接收信号的第一辐射分支21。该第一辐射分支21利用所述金属边框的第一端面的第一区段来形成。所述第一缝隙g1位于所述第一区段的端部，并如图1所示是第一端面的左侧。第一天线单元20用于辐射和接收第一频段B1的第一信号。该第一频B1段例如是长期演进LTE通信的低频段，例如，880MHz－960MHz、或者709Mhz至960MHz。第一频段的频率范围与第一天线单元20所占据的第一端面的第一区段的长度有关，并且与该第一天线单元20的类型有关。第一天线单元20可以是倒F天线IFA、单极天线等，其类型不构成对本公开实施例的限制，只要能利用金属边框的一部分形成其辐射体的部分或全部即可。取决于天线类型，该第一天线单元20除了具有第一辐射分支之外，还可以具有馈电端、接地端、其它辐射分支等。

第二天线单元30具有用于辐射和接收信号的第二辐射分支32。第二辐射分支32利用所述金属边框的第一端面的第二区段来形成。该第二区段与上述的第一区段可以部分地重叠，或者与所述第一区段完全分开。所述第二缝隙g2位于所述第二区段的端部，并如图1所示是第一端面的右侧。第二天线单元30用于辐射和接收第二频段B2的第二信号。该第二频段B2可以是长期演进LTE通信的高频段，例如频段1700MHz－2170MHz和频段2350Mhz至2700MHz中的至少一个。第二频段B2的频率范围与第二天线单元30所占据的第一端面的第二区段的长度有关，并且与该第二天线单元30的类型有关。第二天线单元30可以是倒F天线IFA、单极天线、缝隙天线等，其类型不构成对本公开实施例的限制，只要能利用金属边框的一部分形成其辐射体的部分或全部即可。取决于天线类型，第二天线单元30除了具有第二辐射分支之外，还可以具有馈电端、接地端、其它辐射分支等。

上文中，第一天线单元20的第一频段B1的频率被例示为低于第二天线单元30的第二频段B2的频率。在实践中，第一天线单元20的第一频段B1的频率还可以高于第二天线单元30的第二频段B2的频率；或者第一天线单元20的第一频段B1与第二天线单元30的第二频段B2之间还可以有频率重叠部分。第一天线单元20和第二天线单元30产生不同频段的天线信号，从而提高了第一电子设备的通信带宽。

在根据本公开实施例的上述第一电子设备的技术方案中，通过利用电子设备的金属边框来形成两个天线单元来辐射和接收不同频段的天线信号，能够在极少增加额外器件和设计空间的情况下实现多频段通信。

图2是示意性图示了根据本公开实施例的第二电子设备200的结构图。在图2中，与图1相同的部分或单元采用相同的附图标记来指示。例如，图2中的金属边框10、第一缝隙g1、第二缝隙g2、第一天线单元20和第二天线单元30分别与图1中的对应部分相同，并可以参见上面结合图1进行的描述。图2与图1的不同之处在于增加了第三天线单元40。

第三天线单元40利用所述金属边框的除了第一区段和第二区段之外的第三区段所形成。该第三天线单元40经由所述第二缝隙g2与所述第二天线单元30耦合来辐射和接收第三频段的第三信号。该第三天线单元40不需要馈电点。

对于第三天线单元40接收的第三信号，利用第二缝隙g2而将其耦合到第二天线单元30，并经由第二天线单元30的馈电点传送给信号收发器。对于要通过第三天线单元40发射的第三信号，信号收发器通过第二天线单元30的馈电点提供给第二天线单元30，并进一步利用所述第二缝隙g2耦合到第三天线单元40以发射出去。在第三天线单元利用第二缝隙g2与第二天线单元耦合的情况中，第二缝隙g2不能是填充绝缘物质，因为第二缝隙g2中的绝缘物质会影响耦合性能。

该第三天线单元40可以是单极天线、倒F天线、环形天线等。为了更充分地利用电子设备的金属边框，第三天线单元40可以是环形天线。环形天线典型地包括闭合框。相应地，该闭合框的一部分位于所述金属边框的第三区段中。如图2所示，可以利用金属边框的两个边来形成环形天线的闭合框，这进一步节约了环形天线的空间占用。

第三天线单元40不是独立的天线单元，而是要借助于第二天线单元才能传送信号，其与第二天线单元协作可以进一步扩展第二天线单元的第二频段的带宽。典型地，第三天线单元的第三频段与第二天线单元的频段紧邻或者有部分频率重叠。利用该第三天线单元，进一步增加了电子设备的通信带宽。增加后的通信带宽除了覆盖LTE通信频段之外，还可以覆盖GPS通信频段、WiFi通信频段中的一个或多个。

图3是示意性图示了图1中的第一电子设备的第一天线单元20和第二天线单元30的结构图。图3中的第一天线单元20和第二天线单元30的结构图同样可适用于图2的第二电子设备。

如图3所示，所述第一天线单元20和第二天线单元30共用同一馈电分支22，该馈电分支22上具有用于馈送信号的馈电点F，该馈电点F用于在天线单元和信号收发器TR之间馈送所述第一信号和所述第二信号。第一天线单元20利用金属边框的第一端面中的第一区段L1来形成其第一辐射分支。

第二天线单元30利用金属边框的第一端面中的第二区段L2来形成其第二辐射分支。在图3中，第一区段L1和第二区段L2部分地重叠，二者之间的重叠部分图3中的斜线所示。馈电分支22从第一区段L1和第二区段L2的重叠部分延伸出。因此，在图3所示的结构图中，电子设备的金属边框的第一端面的第一区段和第二区段部分地重叠，所述馈电分支22从所述第一区段和第二区段的重叠部分延伸出。

在图3中，第一天线单元20和第二天线单元30二者辐射分支有重叠部分，并且二者共用辐射分支22和馈电点。这极大地节省了天线所占用的空间。在天线设计中，馈电点需要位于较好的空间环境中，从而避免周围物体的影响。因此，第一天线单元20和第二天线单元30共用辐射分支22和馈电点不仅降低了天线所占用的空间，还进一步降低了天线的设计难度。

此外，所述馈电点还可以经由匹配单元连接到信号收发器TR。该匹配单元典型地是可变电容器。通过改变该可变电容器的电容值，可以改变天线的信号传输性能，例如提高天线信号的发射效率。而且，通过改变该可变电容器的电容值，还可以调整天线的中心频率。在应用中，可以根据需要在天线中设置该匹配单元，并且可以根据需要选择合适的器件组成该匹配单元。匹配单元的结构不构成对本公开实施例的限制，其例如可包括电容器、电感器、50Ω传输线中的一个或多个。

图4(a)至图4(c)是示意性图示了将图3中的第一天线单元和第二天线单元设计为倒F天线的结构图。

在图4(a)中，所述第一天线单元20为第一倒F天线单元IFA1，第二天线单元30是第二倒F天线单元IFA2。第一倒F天线单元IFA1和第二倒F天线单元IFA2共用同一馈电分支22，该馈电分支上具有用于馈送信号的馈电点F。此外，第一倒F天线单元IFA1和第二倒F天线单元IFA2还共用同一接地分支23。该接地分支23连接到地。该地典型地是电子设备的接地线或接地层。所述接地分支23在第一辐射分支上的位置与第一倒F天线单元IFA1的第一信号的频率相关。所述接地分支23在第二辐射分支上的位置与第二倒F天线单元IFA2的第二信号的频率相关。因此，可以根据所期望的第一频段和第二频段的频率来适当地设置该接地分支23与辐射分支的连接位置。

金属边框的用于第一倒F天线单元IFA1的第一区段和用于第二倒F天线单元IFA2的第二区段部分地重叠，重叠部分为所述馈电分支22和接地分支23之间的辐射分支。所述馈电分支从所述第一区段和第二区段的重叠部分的端部延伸出。

图4(b)示出了图4(a)中的第一倒F天线单元IFA1。如图4(b)所示，该第一倒F天线单元IFA1包括位于水平方向的第一辐射分支21、位于垂直方向的馈电分支22和接地分支23。此外，该第一倒F天线单元IFA1还包括扩展分支24。该扩展分支24从所述第一辐射分支21的远离第二辐射分支的一端延伸出，用于延长第一辐射分支的长度。在第一倒F天线单元IFA1的信号频率低于第二倒F天线单元IFA2的信号频率的情况下，该扩展分支24可以延长第一辐射分支21的布线，从而获得低频信号。在电子设备的金属边框的尺寸限制了第一倒F天线单元IFA1的情况下，可以利用该扩展分支24突破金属边框的尺寸限制，从而获得所期望的信号频率。

图4(c)示出了图4(a)中的第二倒F天线单元IFA2。如图4(c)所示，该第二倒F天线单元IFA2包括位于水平方向的第二辐射分支31、位于垂直方向的馈电分支22和接地分支23。该馈电分支22和接地分支23是与第一倒F天线单元IFA1共用的部分。如上所述，第三天线单元40与第二倒F天线单元IFA2相邻，并通过第二缝隙g2与第二倒F天线单元IFA2耦合来发射和接收第三信号。为了增加第三天线单元40与第二倒F天线单元IFA2的信号耦合效果，该第二倒F天线单元IFA2还可包括耦合分支32。该耦合分支32位于所述第二辐射分支31的端部。第三天线单元40与所述第二倒F天线单元IFA2的耦合分支通过第二缝隙g2进行耦合，以从所述馈电点F接收第三信号、并将第三天线单元40所接收的第三信号传送到所述馈电点F。

图4(a)至图4(c)仅仅示出了第一天线单元和第二天线单元的设计示例。在实践中，所述第一天线单元还可以设计为其它类型的天线，所述第二天线单元也可以设计为其它类型的天线。并且，当电子设备的金属边框的形状和尺寸不同时，第一天线单元和第二天线单元的天线类型和分布可能改变。

图5是示意性图示了图2中的第二电子设备的设计示例。如图5所示，电子设备是手机，利用其金属边框的端部来设计天线。手机尺寸为75mm×151mm。在手机短边开有两个宽1mm的缝隙。每个缝隙距离边缘均为12mm，短边金属外侧距离地板8mm。第一天线单元为第一倒F天线IFA1。第二天线单元为第二倒F天线IFA2。第三天线单元为环形天线。该环形天线具有接地点G2。该接地点G2和接地点G1连接到手机的接地层。

第一倒F天线IFA1(图5中的黑色的椭圆的覆盖范围)具有如图4(b)所示的结构，其所发射和接收的第一信号处于LTE信号的低频段，例如880～960MHz。第二倒F天线IFA2(图5中的白色的椭圆的覆盖范围)具有如图4(c)所示的结构，其与环形天线协作，使得可以发送和接收LTE信号的高频段以及GPS信号的频率，例如1500～2170MHz。此外，第一倒F天线IFA1、第二倒F天线IFA2和环形天线协作还可以发送和接收LTE信号的另一高频段以及WiFi信号的频率，例如2350～2700MHz。因此，三个天线协作而覆盖宽的通信频段。在图5中，由于金属边框的尺寸已经确定，可通过选择接地分支与辐射分支21的交叉位置来信号的中心频率。

图6是图5的电子设备中的天线的S参数的测试结果。图6的横轴是频率，其以GHz为单位。图6的纵轴是S参数，其以dB为单位。图6中给出了六个测试点的S参数。点1的坐标值为(880MHz，-5.5319dB)；点2的坐标值为(960MHz，-6.1852dB)；点3的坐标值为(1710MHz，-5.4236dB)；点4的坐标值为(2170MHz，-5.1738dB)；点5的坐标值为(2350MHz，-5.4236dB)；点6的坐标值为(2690MHz，－5.0144dB)。根据图6可以看出，在880～960MHz、1710～2170MHz、2350～2700MHz的频段中，天线的S参数都小于－5dB，从而具有良好的天线性能。因此，在根据本公开的实施例的上述电子设备的技术方案中，能够在极少增加额外器件和设计空间的情况下实现多频段通信。

本公开实施例还提供了一种天线装置。该天线装置应用于一电子设备。所述电子设备可以是诸如智能通信终端、平板计算机、笔记本计算机之类的任何无线通信设备。该天线装置是图4(a)所示的天线装置。该天线装置可包括第一倒F天线单元IFA1、第二倒F天线单元IFA2、馈电点F和第一接地点G1。

如图4(a)所示，第一倒F天线单元IFA1具有第一辐射分支21、接地分支23、和馈电分支22，并用于辐射和接收第一频段的第一信号。该接地分支23从所述第一辐射分支21的第一位置延伸出。该馈电分支22从所述第一辐射分支21的第二位置延伸出。

第二倒F天线单元IFA2包括第二辐射分支32、与第一倒F天线单元共用的所述接地分支23、和与第一倒F天线单元共用的所述馈电分支22，用于辐射和接收第二频段的第二信号。该第二辐射分支32和所述第一辐射分支部分重叠。该第二信号的频率高于所述第一信号的频率。

馈电点F位于所述馈电分支22的端部，用于在天线装置和信号收发器TR之间馈送第一信号和第二信号。具体地，馈电点F将第一倒F天线单元IFA1接收的第一信号馈送到信号收发器TR，并且将信号收发器TR发送的第一信号馈送到第一倒F天线单元IFA1以辐射出去；馈电点F还将第二倒F天线单元IFA2的第二信号馈送到信号收发器TR，并且将信号收发器TR发送的第二信号馈送到第二倒F天线单元IFA2以辐射出去。

所述馈电点F还可以经由匹配单元连接到信号收发器TR。该匹配单元典型地是可变电容器。通过改变该可变电容器的电容值，以例如提高天线信号的发射效率。而且，通过改变该可变电容器的电容值，还可以调整天线的中心频率。在应用中，可以根据需要在天线中设置该匹配单元，并且可以根据需要选择合适的器件组成该匹配单元。匹配单元的结构不构成对本公开实施例的限制，其例如可包括电容器、电感器、50Ω传输线中的一个或多个。

第一接地点G1位于所述接地分支23的端部，用于连接到地。该地典型地是电子设备的接地线或接地层。所述接地分支23在第一辐射分支上的位置与第一倒F天线单元IFA1的第一信号的频率相关。所述接地分支23在第二辐射分支上的位置与第二倒F天线单元IFA2的第二信号的频率相关。因此，可以根据所期望的第一频段和第二频段的频率来适当地设置该接地分支23与辐射分支的连接位置。

图4(a)所示的天线装置可以完全位于电子设备内部，也可以借助于电子设备的外壳来实现。例如，可以借助于电子设备中的外壳中的金属部分来实现。该金属部分可以是电子设备的后壳、边框、金属附件等。利用电子设备的金属外壳来构成图4(a)所示的天线装置的情况，可以参见前面结合电子设备进行的描述。所述天线装置在电子设备中的位置不构成对本公开实施例的限制。关于天线装置的各个组成部分可以参见前面结合图4(a)至图4(c)的描述。

关于第一倒F天线单元IFA1的描述可以参见图4(b)的图示和相关描述。例如，第一倒F天线单元IFA1还包括扩展分支24。该扩展分支24从所述第一辐射分支21的远离第二辐射分支的一端延伸出，用于延长第一辐射分支的长度。

在所述第一辐射分支21和第二辐射分支32利用电子设备的金属边框来实现的情况中，在第一倒F天线单元IFA1的第一辐射分支21的远离第二倒F天线单元IFA2的一端可以设置有缝隙，用于将第一天线单元与金属边框的除了构成天线装置的区段之外的区段隔离开。该缝隙例如是图1中的所述的第一缝隙g1，并可以参见相关的描述。

在所述天线装置中，第一倒F天线单元IFA1的第一辐射分支和第二倒F天线单元IFA2的第二辐射分支部分地重叠，并且第一倒F天线单元IFA1和第二倒F天线单元IFA2共用馈电分支22和接地分支23，并共用同一个馈电点。而且，第一倒F天线单元IFA1用于传送第一频段的天线信号，第二倒F天线单元IFA2用于传送第二频段的天线信号，第一频段的频率范围不同于第二频段的频率范围，或者第一频段的频率范围与第二频段的频率范围部分重叠。第一倒F天线单元IFA1和第二倒F天线单元IFA2的重叠设计和共用设计可以节约天线装置所占用的空间，而两个IFA天线也覆盖了天线装置的宽的通信带宽。

在所述天线装置中，除了包括第一倒F天线单元IFA1和第二倒F天线单元IFA2之外，还可以包括环形天线单元，利用缝隙与所述第二倒F天线单元耦合来辐射和接收第三频段的第三信号。环形天线单元还可以利用缝隙与第一倒F天线单元IFA1耦合来辐射和接收第三频段的第三信号。这里以环形天线单元与第二倒F天线单元IFA2耦合为例进行描述。为了提高耦合效果，所述第二倒F天线单元可以包括位于所述第二辐射分支的端部的耦合分支，如图4(c)的耦合分支32所示。环形天线单元通过所述耦合分支与所述第二倒F天线单元进行耦合，以从所述馈电点接收第三信号、并将其所接收的第三信号传送到所述馈电点。

环形天线单元典型地包括闭合框，并具有接地点。相应地，该闭合框的一部分可以利用导体布线来设置，还可以利用电子设备的金属边框的一部分来设置。如图5所示，可以利用金属边框的两个边来形成环形天线的闭合框，这进一步节约了环形天线的空间占用。

环形天线单元不是独立的天线单元，而是要借助于第二倒F天线单元IFA2才能传送信号，其与第二倒F天线单元IFA2协作可以进一步扩展天线装置的带宽。具体的频带扩展效果可以参见图6的图示和相关的描述。在实践中，可以根据需要确定是否增加该环形天线单元、以及其在电子设备中的设置。

在根据本公开的实施例的上述天线装置的技术方案中，通过部分重叠地设置不同的天线单元，并经由各个天线单元辐射和接收不同频段的天线信号，能够在极少增加额外器件和设计空间的情况下实现多频段通信。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露装置和单元，可以通过其它的方式实现。例如，上述实施例中的各个组成部分可以进行重新组合，删除某些组成部分、或增加其它组成部分。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种电子设备，包括：

金属边框，在该金属边框的第一端面上具有第一缝隙和第二缝隙；

第一天线单元，具有利用所述金属边框的第一端面的第一区段来形成的第一辐射分支，用于辐射和接收第一频段的第一信号，所述第一缝隙位于所述第一区段的端部；

第二天线单元，利用所述金属边框的第一端面上的第二区段来形成的第二辐射分支，用于辐射和接收第二频段的第二信号，所述第二缝隙位于所述第二区段的端部，

其中，所述第一天线单元和第二天线单元覆盖长期演进LTE通信的多个频段。

2.根据权利要求1的电子设备，还包括：

第三天线单元，利用所述金属边框的除了第一区段和第二区段之外的第三区段所形成，经由所述第二缝隙与所述第二天线单元耦合来辐射和接收第三频段的第三信号。

3.根据权利要求2的电子设备，其中，所述第三天线单元是环形天线，所述环形天线包括闭合框，该闭合框的一部分位于所述金属边框的第三区段中。

4.根据权利要求1的电子设备，其中，所述第一天线单元和第二天线单元共用同一馈电分支，该馈电分支上具有用于馈送信号的馈电点，该馈电点用于在天线装置和信号收发器之间馈送所述第一信号和所述第二信号。

5.根据权利要求4的电子设备，其中，所述金属边框的第一端面的第一区段和第二区段部分地重叠，所述馈电分支从所述第一区段和第二区段的重叠部分延伸出。

6.根据权利要求2的电子设备，其中，所述第一天线单元和第二天线单元分别是第一倒F天线单元和第二倒F天线单元，第一倒F天线单元具有接地分支，第二倒F天线单元与第一倒F天线单元共用所述接地分支。

7.根据权利要求6的电子设备，其中，

所述第二倒F天线单元还包括位于所述第二辐射分支的端部的耦合分支，并且与所述第三天线单元相邻；

所述第三天线单元通过第二缝隙与所述第二倒F天线单元的耦合分支进行耦合，以从所述馈电点接收第三信号、并将其所接收的第三信号传送到所述馈电点。

8.根据权利要求6的电子设备，其中，第一倒F天线单元还包括扩展分支，该扩展分支从所述第一辐射分支的远离第二辐射分支的一端延伸出，用于延长第一辐射分支的长度。

9.根据权利要求1的电子设备，其中，所述第一缝隙用于将所述金属边框的第一区段与金属边框的未用于辐射和接收信号的区段隔离开，以降低所述未用于辐射和接收信号的区段对所述第一天线单元的影响。

10.一种天线装置，包括：

第一倒F天线单元，具有第一辐射分支、接地分支、馈电分支，用于辐射和接收第一频段的第一信号，该接地分支从所述第一辐射分支的第一位置延伸出，该馈电分支从所述第一辐射分支的第二位置延伸出；

第二倒F天线单元，包括第二辐射分支、与第一倒F天线单元共用的所述接地分支、和与第一倒F天线单元共用的所述馈电分支，用于辐射和接收第二频段的第二信号，该第二辐射分支和所述第一辐射分支部分重叠，该第二信号的频率高于所述第一信号的频率；

馈电点，位于所述馈电分支的端部，用于在天线装置和信号收发器之间馈送第一信号和第二信号；

第一接地点，位于所述接地分支的端部，用于连接到地。

11.根据权利要求10的天线装置，还包括：环形天线单元，利用缝隙与所述第二倒F天线单元耦合来辐射和接收第三频段的第三信号。

12.根据权利要求10的天线装置，其中，

所述第二倒F天线单元还包括位于所述第二辐射分支的端部的耦合分支，并且与所述环形天线单元相邻；

所述环形天线单元与所述第二倒F天线单元的耦合分支进行耦合，以从所述馈电点接收第三信号、并将其所接收的第三信号传送到所述馈电点。

13.根据权利要求10的天线装置，其中，

所述第一辐射分支和第二辐射分支利用安装所述天线装置的电子设备的金属边框来实现。

14.根据权利要求13的天线装置，其中，所述环形天线包括闭合框分支，该闭合框的一部分位于所述金属边框中。

15.根据权利要求13的天线装置，其中，所述第一辐射分支的远离第二辐射分支的一端设置有缝隙，用于将第一天线单元与金属边框的除了构成天线装置的区段之外的区段隔离开。

16.根据权利要求13的天线装置，其中，第一倒F天线单元还包括扩展分支，该扩展分支从所述第一辐射分支的远离第二辐射分支的一端延伸出，用于延长第一辐射分支的长度。

17.根据权利要求11的天线装置，还包括：匹配单元，连接到所述馈电点，用于改善经由各个天线单元传送的信号的性能。

18.根据权利要求10的天线装置，其中，所述接地分支在所述第二辐射分支上的位置与第二信号的频率相关。