CN105576349A - 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
一种天线结构,用于无线通信装置中,以发射和接收无线通信信号,该天线结构包括接地面、第一边框、天线本体及调整元件,该接地面与该第一边框之间设置一第一沟槽,该天线本体靠近该第一沟槽设置,该调整元件设置于该第一沟槽两侧之间,并与该第一边框和该接地面电性连接,通过改变该调整元件的参数,可调整该第一沟槽的等效长度,从而调整该天线结构的共振模态。该天线结构可通过该调整元件调整共振模态,能有效降低调试成本。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,尤其涉及一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。
背景技术
随着无线通信技术的不断进步,无线通信装置呈现轻薄化的发展趋势。金属材质的边框及中框结构在外观、强度及散热效果等方面均具有较为明显的优势,因此造就了具有前金属机壳及中框无线通信装置的蓬勃发展。然而金属机壳与金属中框的使用,容易对天线造成屏蔽效应,影响天线的辐射效率。在无线通信装置中,一般将整个金属结构设计为中框与上、下方金属件三部分。在天线设计时,为降低金属件对天线辐射效率的影响,通常采用下方金属件来设计主天线,而利用上方金属件来设计分集天线,GPS天线和Wi-Fi天线等其他天线。然,上方金属件面积有限,如果将分集天线,GPS天线和Wi-Fi天线全部整合在上方金属件上,无疑会增加天线设计和调试的难度。
发明内容
鉴于以上情况,本发明提供一种频率可调的天线结构。
另,还有必要提供一种应用所述天线结构的无线通信装置。
一种天线结构,包括接地面、第一边框、天线本体及调整元件,该接地面与该第一边框之间设置一第一沟槽,该天线本体靠近该第一沟槽设置,该调整元件设置于该第一沟槽内,并与该第一边框和该接地面电性连接。
一种无线通信装置,包括天线结构,该天线结构包括接地面、第一边框、天线本体及调整元件,该接地面与该第一边框之间设置一第一沟槽,该天线本体靠近该第一沟槽设置,该调整元件设置于该第一沟槽内,并与该第一边框和该接地面电性连接,通过改变该调整元件的参数,可调整该第一沟槽的等效长度,从而调整该天线结构的共振模态。
所述天线结构通过设置该调整元件来改变该第一沟槽的等效长度,从而调整该天线结构的共振模态。所述天线结构的频率可调且调试成本较低。
附图说明
图1为本发明无线通信装置较佳实施例的立体图。
图2为图1所示无线通信装置的平面图。
图3为图2所示天线结构的第一回波损耗曲线图。
图4为图2所示天线结构的第一辐射效率曲线图。
图5为图2所示天线结构的第二回波损耗曲线图。
图6为图2所示天线结构的第二辐射效率曲线图。
主要元件符号说明
天线结构 | 100 |
天线本体 | 1 |
馈入端 | 10 |
接地端 | 20 |
第一连接段 | 30 |
第二连接段 | 40 |
辐射体 | 50 |
第一辐射段 | 51 |
第二辐射段 | 52 |
第三辐射段 | 53 |
调整元件 | 60 |
可调电感 | L |
无线通信装置 | 200 |
第一边框 | 210 |
第二边框 | 220 |
接地面 | 230 |
第一侧边 | 231 |
第二侧边 | 232 |
第一沟槽 | S1 |
实际长度 | J1 |
等效长度 | J |
垂直距离 | J2 |
第二沟槽 | S2 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1和图2,本发明提供一种天线结构100,其应用于移动电话、个人数字助理、平板电脑等无线通信装置200中,用以发送和接收无线通信信号。在本实施例中,该天线结构100工作于双频Wi-Fi的2.4GHz和5.15-5.85GHz频段。
该无线通信装置200包括第一边框210、第二边框220及接地面230。该接地面230包括相邻的第一侧边231及第二侧边232,该第一边框210沿该第一侧边231设置,并与该第一侧边231部分连接。该第二边框220沿该第二侧边232设置,在本实施例中,该第一边框210及第二边框220为该无线通信装置200的金属边框;该接地面230为该无线通信装置200的金属中框。在该接地面230与该第一边框210之间,设置一第一沟槽S1,该第一沟槽S1呈矩形。该第一边框210与该第二边框220衔接处设置一第二沟槽S2。
该天线结构100包括天线本体1,该天线本体1靠近该第一沟槽S1设置,包括馈入端10、接地端20、第一连接段30、第二连接段40及辐射体50。该辐射体50为一半框形结构,包括第一辐射段51、第二辐射段52及第三辐射段53。该第一辐射段51、第二辐射段52及第三辐射段53依次连接并共面设置,且所在平面与该接地面230平行。该第一辐射段51与该第三辐射段53相互平行间隔设置,该第二辐射段52垂直连接于该第一辐射段51和第三辐射段53同一侧的两端点之间。该第一辐射段51设置于该第一沟槽S1上方,且与该第一边框210平行。该馈入端10及接地端20大致垂直于该接地面230设置。该馈入端10一端连接至该无线通信装置200的射频收发电路,另一端通过该第一连接段30与该第二辐射段52连接。该接地端20一端连接至该接地面230上的一接地点,另一端通过该第二连接段40与该第一辐射段51连接,该第二连接段40为倒L形。该第一连接段30及该第二连接段40与该辐射体50共面。
该天线结构100还包括调整元件60,该调整元件60设置于该第一沟槽S1内,用于调整该天线结构100的共振频率。该调整元件60一端与该第一边框210电性连接,另一端与该接地面230电性连接。该调整元件60为可调电感、可调电容、可调电阻或其组合。在本实施例中,该调整元件60为可调电感L,且该调整元件60与该接地面230的连接点离该第二侧边232的垂直距离J2小于该第一沟槽S1的实际长度J1。当该可调电感L的自感系数为无限大时,对于任何频率,该可调电感L两端之间可等效为开路,即该第一沟槽S1的等效长度J等于其实际长度J1;当该可调电感L的自感系数为0时,对于任何频率,该可调电感L两端之间等效为短路,即该第一沟槽S1的等效长度J等于该可调电感L与该第二侧边232之间的垂直距离J2。因此,通过调整该可调电感L的自感系数,可使该第一沟槽S1的等效长度J于其实际长度J1和该垂直距离J2之间变化。
请参阅图3和图4,在不设置该调整元件60的条件下,改变该第一沟槽S1的实际长度J1分别为0mm、16mm和20mm时,该天线结构100对应的回波损耗分别如图3中曲线301、曲线302及曲线303所示。从图中可以看出,当该第一沟槽S1的实际长度J1为0mm时,即该金属接地面230与该第一边框210之间完全连接的情况下,因所述辐射体50下方被该金属接地面230遮挡,导致输入阻抗不匹配,从而使该天线结构100仅在5~6GHz之间存在共振模态,无法满足双频Wi-Fi的共振模态需求。从图3中可以看出,通过设置该第一沟槽S1并调整其实际长度J1可以增加一个低频段2-3GHz的共振模态,当J1从16mm增加到20mm的过程中,该天线结构100在低频段2-3GHz和高频段5.15-5.85GHz之间均存在共振模态,通过微调J1的长度,即可使该天线结构100在高频频段的输入阻抗得以匹配。图4所示为J1=20.35mm时,该天线结构100的辐射效率。
请参阅图5和图6,当J1=30mm,J2=15mm时,调整该可调电感L的自感系数分别为0.5nH、2.5nH及6.5nH时,该天线结构100对应的回波损耗分别如图5中曲线501、曲线502及曲线503所示。从图中可以看出,当自感系数由0.5nH逐渐增加到6.5nH时,该天线结构100的低频共振频率由2.6GHz降低至2.3GHz,高频频宽及共振频率几乎不变。同时,可以看出在自感系数为2.5nH左右时,低频共振频率大致位于2.4GHz附近,符合双频Wi-Fi低频段的频率需求。图6所示为J1=30mm,J2=15mm且该可调电感L的自感系数为2.6nH时,该天线结构100的辐射效率。
所述天线结构100通过在该接地面230与第一边框210之间设置该第一沟槽S1,使该第一边框210及该接地面230靠近该第一沟槽S1两侧的部分作为该天线结构100的共振回路的一部分,从而使该天线结构100在高频频段的输入阻抗得以匹配;通过在该第一沟槽S1内设置该调整元件60,并改变该调整元件60的参数来改变该第一沟槽S1的等效长度J,实现在不改变高频共振模态的情况下,使得该天线结构100在低频段的输入阻抗得以匹配,从而满足双频Wi-Fi在低频段2.4GHz和高频段5.15-5.85GHz的共振模态需求。同时,通过设置该调整元件60来改变该第一沟槽S1的等效长度J,避免了在天线调试过程中需要反复修改该第一沟槽S1的实际长度J1,能有效降低调试成本。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并非是对本发明作任何形式上的限定。另外,本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化,当然,这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种天线结构,其特征在于:该天线结构包括接地面、第一边框、天线本体及调整元件,该接地面与该第一边框之间设置一第一沟槽,该天线本体靠近该第一沟槽设置,该调整元件设置于该第一沟槽内,并与该第一边框和该接地面电性连接。
2.如权利要求1所述的天线结构,其特征在于:该接地面包括相邻的第一侧边及第二侧边,该第一边框沿该第一侧边设置,并与该第一侧边部分连接,该第一沟槽呈矩形。
3.如权利要求2所述的天线结构,其特征在于:该天线本体包括辐射体,该辐射体包括依次连接并共面设置的第一辐射段、第二辐射段和第三辐射段,该第一辐射段位于该第一沟槽上方,且平行于该第一边框设置,该辐射体所在的平面与该接地面平行。
4.如权利要求3所述的天线结构,其特征在于:该天线本体还包括馈入端、接地端、第一连接段和第二连接段,该馈入端及接地端垂直于该接地面设置,该第一连接段连接于该馈入端和该第二辐射段之间,该第二连接段连接于该接地端和该第一辐射段之间。
5.如权利要求2所述的天线结构,其特征在于:该调整元件为可调电感、可调电容、可调电阻或其组合,该调整元件与该接地面的连接点离该第二侧边的垂直距离小于该第一沟槽的实际长度。
6.一种无线通信装置,其特征在于:该无线通信装置包括天线结构,该天线结构包括接地面、第一边框、天线本体及调整元件,该接地面与该第一边框之间设置一第一沟槽,该天线本体靠近该第一沟槽设置,该调整元件设置于该第一沟槽内,并与该第一边框和该接地面电性连接,通过改变该调整元件的参数,可调整该第一沟槽的等效长度,从而调整该天线结构的共振模态。
7.如权利要求6所述的无线通信装置,其特征在于:该接地面包括相邻的第一侧边及第二侧边,该第一边框沿该第一侧边设置,并与该第一侧边部分连接,该第一沟槽呈矩形。
8.如权利要求6所述的无线通信装置,其特征在于:该调整元件为可调电感、可调电容、可调电阻或其组合,该调整元件与该接地面的连接点离该第二侧边的垂直距离小于该第一沟槽的实际长度。
9.如权利要求6所述的无线通信装置,其特征在于:该无线通信装置还包括第二边框,该第一边框、第二边框为该无线通信装置的金属边框,该接地面为该无线通信装置的金属中框。
10.如权利要求9所述的无线通信装置,其特征在于:该第一边框和该第二边框衔接处设置一第二沟槽。
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Legal Events
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160511 |