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CN105633549B - 天线结构及应用该天线结构的无线通信设备 - Google Patents

天线结构及应用该天线结构的无线通信设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种天线结构，其设置在一基板一侧，该天线结构包括弹片、第一辐射体、第二辐射体及一连接部，该连接部上设置馈入点和接地点，该第一辐射体及第二辐射体分别与该连接部上的馈入点和接地点相连，该连接部与该基板连接，该第一辐射体及第二辐射体间隔设置，该弹片设置于该第一辐射体上，该第一辐射体通过弹片与第二辐射体耦合，该天线结构由第一辐射体、弹片及第二辐射体发生耦合效应得到第一工作频率，由第一辐射体及弹片通过倍频效应得到第二工作频率。该天线结构设计合理，有效节省手机内部空间。

Description

天线结构及应用该天线结构的无线通信设备
技术领域
本发明涉及一种天线结构，尤其涉及一种耦合式天线结构及应用该天线结构的无线通信设备。
背景技术
随着无线通信产品设计朝向轻薄趋势发展，消费者对于产品外观的要求也愈来愈严苛，天线装置是例如手机等无线通信产品中最重要的元件之一，当手机轻薄化的同时，平面式天线的设计应运而生，从而节省了手机内部空间。蓝牙(Bluetooth，BT)与无线保真度(Wireless Fidelity，WIFI)是两种得到广泛应用之无线通信系统。目前绝大多数同时具备BT与WIFI通讯功能之无线通信装置都还必须分别设置两个相应之天线以分别收发两个系统所用之信号。增加了天线装置生产成本，也增加了天线装置总体体积，从而占据无线通信装置内很大一部分空间，不利于无线通信装置朝轻薄化方向发展之趋势。然而，手机产品中有限的空间使天线高度降低，又影响了整体天线的辐射特性，在日常通信过程中难以保证良好的通信效果。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种在有限空间内保持良好通信效果的天线结构。
另。有必要提供一种应用该天线结构的无线通信设备。
一种天线结构，其设置在一基板一侧，该天线结构包括弹片、第一辐射体、第二辐射体及一连接部，该连接部上设置馈入点和接地点，该第一辐射体及第二辐射体分别与该连接部上的馈入点和接地点相连，该连接部与该基板连接，该第一辐射体及第二辐射体间隔设置，该弹片设置于该第一辐射体上，该第一辐射体通过弹片与第二辐射体耦合，该天线结构由第一辐射体、弹片及第二辐射体发生耦合效应得到第一工作频率，由第一辐射体及弹片通过倍频效应得到第二工作频率。
一种无线通信设备，其包括基板及天线结构，该无线通信设备还包括支撑结构和音频插座，该音频插座收容于该支撑结构内，该天线结构设置在该支撑结构上，该天线结构包括弹片、第一辐射体、第二辐射体及连接部，该第一辐射体及第二辐射体间隔设置，该弹片设置于该第一辐射体上，该第一辐射体通过弹片与第二辐射体耦合，该第一辐射体、第二辐射体及该音频插座通过连接部与该基板电性连接。
本发明的无线通信设备将天线结构与音频插座通过支撑结构紧密组合，有利于节省天线结构在手机中的空间并降低了设计成本。同时，将弹片设置于第一辐射体上远离了音频插座并增加了天线高度，有助于增加高频的频宽；并且弹片自身的长度增加了电流路径，有助于天线结构收发信号的频率向低频方向偏移。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式的无线通信装置的立体示意图。
图2是图1所示的无线通信装置的天线结构的分解图。
图3是图1所示的天线结构的返回损耗图。
图4是图1所示的天线结构的辐射效率图。
主要元件符号说明
无线通信设备 100
基板 10
天线结构 40
支撑结构 20
音频插座 30
净空区 11
收容槽 21
底壁 211
侧壁 212
弹片 41
第一辐射体 42
第二辐射体 43
连接部 44
第一弯折部 411
第二弯折部 412
第一辐射部 421
第一端 4211
第二端 4212
切口 4213
第二辐射部 422
第一延伸部 431
第二延伸部 432
第一连接部 441
第二连接部 442
馈入点 443
接地点 444
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，本发明的无线通信设备100可以是手机、掌上电脑等，本实施方式以手机为例加以说明。该无线通信设备100包括基板10、支撑结构20、音频插座30及天线结构40，该天线结构40设置于该支撑结构20上用以收发无线电信号，使该无线通信设备100可工作于BT/Wi-Fi（2400-2484MHZ，5200-5800MHZ）两个频段。该音频插座30安装在该支撑结构20内，该支撑结构20位于该基板10一侧，该音频插座30通过该天线结构40与基板10连接。
该基板10大致为一矩形的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)，本实施方式中，该基板10的尺寸为131.6x66.8x10mm3，其上设置净空区11和匹配电路（图未示），该净空区11的尺寸为66.8x7mm2。该净空区11指基板10上无导体存在的区域，用以防止外部环境中的电子元件对天线结构40产生干扰，造成其工作频率偏移或辐射效率变低。该匹配电路可设置在该净空区11内，其通过导线（图未示）与天线结构40相连，以提供天线结构40的阻抗匹配，其可为一现有的π型电路或T型电路。
请结合参阅图2，该支撑结构20包括底壁211及垂直于该底壁211的二侧壁212，该底壁211及二侧壁212共同形成一收容槽21，该音频插座30容置于该收容槽21内。
该天线结构40包括弹片41、第一辐射体42、第二辐射体43及连接部44，该第一辐射体42、第二辐射体43及连接部44通过柔性线路板弯折制成。该弹片41大致呈V型，其为金属材料弯折制成，其包括第一弯折部411及与第一弯折部411弧形连接的第二弯折部412。该第一辐射体42及该第二辐射体43均呈L型，其中，该第一辐射体42包括垂直设置的第一辐射部421和第二辐射部422，该第一弯折部411连接在该第二辐射部422上。该第一辐射部421包括间隔设置的第一端4211和第二端4212，该第一端4211与第二端4212之间形成切口4213。本实施方式中，一50欧姆的电阻（图未示）容置于该切口4213内，且分别与第一端4211、第二端4212连接。该第二辐射体43包括垂直设置的第一延伸部431和第二延伸部432，该第一辐射体42及第二辐射体43均位于该支撑结构20的底壁211上且互相间隔设置。该第一延伸部431与第一辐射部421平行设置，且长度大于该第一辐射部421。该第二延伸部432所在的平面与第一延伸部431所在的平面垂直，该第二延伸部432的一端连接第一延伸部431，另一端平直延伸并越过第二辐射部422。并且，该第二延伸部432垂直于该底壁211以提高处于2400MHZ天线结构40的效率。在本实施方式中，该第一辐射部421、第二辐射部422及第一延伸部431均贴附在该底壁211上。
该连接部44由导电材料制成，其包括相互垂直设置的第一连接部441及第二连接部442。该第一连接部441与支撑结构20的一侧壁212贴合，并位于该支撑结构20与基板10之间。该第二连接部442与底壁211平行设置以盖合该收容槽21并与该音频插座30电性连接，该音频插座30的信号通过该第二连接部442与基板10导通并传输信号。该第一连接部441包括馈入点443和接地点444，该第一辐射部421的第一端4211连接该馈入点443，该第一延伸部431的末端连接该接地点444。
请参阅图3及图4，该无线通信设备100工作时，该第一辐射部421从馈入点443获得电流，流过第二辐射部422的电流经弹片41耦合至第二辐射体43，并通过接地点444形成电流回路，如此形成第一电流路径，以便天线结构40工作于2400-2484MHZ。本实施方式中，设置在切口4213内的电阻可以起到限流作用。另外，电流在第一辐射体42及弹片41上产生倍频效应，以便天线结构40工作于5200-5800MHZ。由图3及图4可以看出，该无线通信设备100在2400-2484MHZ及5200-5800MHZ的频段内均满足天线设计的要求。
请参阅表1，所示为本发明天线结构40辐射效率，由表1可知，该天线结构40在2400-2484MHZ及5200-5800MHZ辐射效率均满足天线工作设计要求。
表1 天线结构辐射效率
频率（MHZ） 2400~2484 5200~5800
效率（%） 60~67 70~88
本发明的无线通信设备100将天线结构40与音频插座30通过支撑结构20紧密组合，有利于节省天线结构40在手机中的空间并降低了设计成本。同时，将弹片41设置于第一辐射体42上远离了音频插座30并增加了天线高度，有助于增加高频的频宽；并且弹片41自身的长度增加了电流路径，有助于天线结构40收发信号的频率向低频方向偏移。

Claims (10)

1.一种天线结构，其设置在一基板一侧，其特征在于：该天线结构包括弹片、第一辐射体、第二辐射体及一连接部，该连接部上设置馈入点和接地点，该第一辐射体及第二辐射体分别与该连接部上的馈入点和接地点相连，该连接部与该基板连接，该第一辐射体及第二辐射体间隔设置，该第一辐射体包括第一辐射部及与该第一辐射部垂直相连的第二辐射部，该第一辐射部与馈入点相连，该第二辐射体包括第一延伸部及与该第一延伸部垂直相连的第二延伸部，该第一辐射部、该第二辐射部、该第一延伸部位于同一平面内，该第二延伸部所在的平面与该第一辐射部、该第二辐射部、该第一延伸部所在的平面垂直，该弹片设置于该第一辐射体上，该第一辐射体通过弹片与第二辐射体耦合，该天线结构由第一辐射体、弹片及第二辐射体发生耦合效应得到第一工作频率，由第一辐射体及弹片通过倍频效应得到第二工作频率。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该弹片呈V型，其包括第一弯折部及与第一弯折部弧形连接的第二弯折部，该第一弯折部连接在该第二辐射部上，该第二弯折部一端间隔的位于该第一弯折部一侧。
3.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于：该第一延伸部与第一辐射部平行设置，且长度大于第一辐射部。
4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于：该第二延伸部的一端连接第一延伸部，另一端平直延伸并越过第二辐射部。
5.如权利要求4所述的天线结构，其特征在于：该第一辐射部包括第一端和第二端，该第一端与第二端之间间隔设置形成切口，一电阻容置于该切口内，且连接于第一端及第二端之间，该第一端与馈入点电性连接。
6.一种无线通信设备，其包括基板及天线结构，其特征在于：该无线通信设备还包括支撑结构和音频插座，该音频插座收容于该支撑结构内，该天线结构设置在该支撑结构上，该天线结构包括弹片、第一辐射体、第二辐射体及连接部，该第一辐射体及第二辐射体间隔设置，该第一辐射体包括第一辐射部及第二辐射部，该第一辐射部及第二辐射部垂直相连，该第二辐射体包括第一延伸部及与该第一延伸部垂直相连的第二延伸部，该第一辐射部、该第二辐射部、该第一延伸部位于同一平面内，该第二延伸部所在的平面与该第一辐射部、该第二辐射部、该第一延伸部所在的平面垂直，该弹片设置于该第一辐射体上，该第一辐射体通过弹片与第二辐射体耦合，该第一辐射体、第二辐射体及该音频插座通过连接部与该基板电性连接。
7.如权利要求6所述的无线通信设备，其特征在于：该支撑结构包括底壁及二侧壁，该底壁及二侧壁共同形成一收容槽，该音频插座容置于该收容槽内。
8.如权利要求7所述的无线通信设备，其特征在于：该连接部包括第一连接部和第二连接部，该第一连接部与支撑结构的一侧壁贴合，并位于该支撑结构与基板之间，其上设置馈入点和接地点，该第一辐射体及第二辐射体均设置在该底壁上且分别与该连接部上的馈入点和接地点相连，该第二连接部与该音频插座电性连接。
9.如权利要求8所述的无线通信设备，其特征在于：该第二辐射体包括第一延伸部和第二延伸部，该第二延伸部所在的平面与第一延伸部所在的平面垂直，该第一延伸部的末端连接该接地点，该第二延伸部垂直该底壁。
10.如权利要求6所述的无线通信设备，其特征在于：该弹片包括第一弯折部及与该第一弯折部弧形连接的第二弯折部，该第一弯折部连接在该第一辐射体上。
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