CN106207373B - 无线通信装置及其天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线通信装置及其天线。该无线通信装置包括壳体及天线，该壳体开设有狭缝，将壳体分为天线部及机壳部，该天线包括所述的天线部、馈入端、接地端及调节电路，该接地端设置于该狭缝，且连接天线部及机壳部，该调节电路在调节点与该天线部相连，使得天线部可工作于第一工作频段及第二工作频段。

Description

无线通信装置及其天线

技术领域

本发明涉及一种通信装置及其天线，尤其涉及一种具有金属外观的无线通信装置及其天线。

背景技术

无线通信装置在产品性能方面如CPU处理速度、相机像素、触控面板解析度与灵敏度等不断提升，以满足使用者不断提高的使用需求，同时，在外观方面也朝向金属化和轻薄化地趋势发展。轻薄化的无线通信装置使得设置于其内的天线的设计空间也受到限制，金属壳体及无线通信装置内设置在天线周围的金属元件，容易干扰遮蔽天线所辐射的信号，降低天线辐射性能。此外，随着长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术的不断发展，天线的频宽不断增加。因此，如何在受限的设计空间内，设计达到需求频宽且确保辐射性能的天线，是天线设计面临的一项重要课题。

发明内容

针对上述问题，有必要提供一种具有金属外观及辐射性能稳定且占用空间较小的天线的无线通信装置。

另外，有必要提供一种上述无线通信装置所使用的天线。

一种无线通信装置，该无线通信装置包括壳体及天线，该壳体开设有狭缝，将壳体分为天线部及机壳部，该天线包括所述的天线部、馈入端、接地端及调节电路，该接地端设置于该狭缝，且连接天线部及机壳部，该调节电路在调节点与该天线部相连，使得天线部可工作于第一工作频段及第二工作频段。

一种天线，设置于无线通信装置内，该无线通信装置包括壳体，该天线包括天线部、馈入端、接地端及调节电路，该壳体被狭缝划分为天线部及机壳部，该接地端设置于该狭缝，且连接天线部及机壳部，该调节电路在调节点与该天线部相连，使得天线部可工作于第一工作频段及第二工作频段。

本发明所述的天线的天线部由无线通信装置的部分壳体形成，其本身与无线通信装置的外壳合为一体，无需额外地占用无线通信装置内的空间，有利于无线通信装置的小型化。另，由于该天线部设于无线通信装置外部，因此其工作不易受到无线通信装置其它部件的干扰，性能稳定。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的无线通信装置的示意图。

图2为本发明第一较佳实施例的天线的示意图。

图3为图2所示的天线的另一视角的示意图。

图4为图2所示的天线的调节电路的电路图。

图5为图2所示的天线的匹配电路的示意图。

图6为图2所示的天线的回波损耗图。

图7为图2所示的天线的效率测试图。

图8为图2所示的天线的匹配电感L1为0nh、5nh及7.5nH时的回波损耗图。

图9为图2所示的天线的匹配电感L1为0nh、5nh及7.5nH时的效率测试图。

图10为本发明第二较佳实施例的天线的示意图。

图11为图7所示的天线的回波损耗图。

图12为图7所示的天线的效率测试图。

图13为本发明第三较佳实施例的天线的调节电路的示意图。

图14为图10所示的天线的回波损耗图。

图15为图10所示的天线的效率测试图。

图16为本发明另一较佳实施例的无线通信装置的示意图。

主要元件符号说明

无线通信装置 100

盖体 10

壳体 30

基板 31

侧壁 33

端部 35

狭缝 37

天线部 38

净空区 381

调节点 383

开槽 385

机壳部 39

天线 50、60

馈入端 51

接地端 53

调节电路 55

射频开关 551

连接端 553

第一切换端 555

第二切换端 557

匹配电路 57

匹配电感 L1

滤波电感 L2

滤波电容 C2

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，本发明第一较佳实施例的无线通信装置100可移动电话、个人数字助理等。在本较佳实施例中，以移动电话为例加以说明。

请一并参阅图2及图3，该无线通信装置100包括盖体10、壳体30及天线50。盖体10及壳体30为无线通信装置100的外壳，可分别为无线通信装置100的前盖及后盖。该盖体10表面设有显示器及按键。该壳体30由金属材料制成，该壳体30包括基板31、二相对设置的侧壁33及二相对设置端部35。该基板31大致呈矩形，该二侧壁33及二端部35间隔地围设于该基板31的周缘。该壳体30一端开设一狭缝37，该狭缝37将壳体30划分为天线部38及机壳部39两部分。在本较佳实施例中，该狭缝37大致呈“U”型，开设于该基板31及二侧壁33上，且贯穿该基板31及二侧壁33的内外表面。为保持壳体30的外观的完整性，该狭缝37内可填充塑料、玻璃、陶瓷等绝缘材料。

请一并参阅图4，该天线50包括上述的天线部38、馈入端51、接地端53及调节电路55。

该天线部38设有一矩形净空区381。该净空区381指无线通信装置100内部无导体存在的区域，用以防止无线通信装置100中电子组件如电池、振动器、喇叭、CCD(ChargeCoupled Device，电荷耦合器件)等对天线部38产生干扰，造成其工作频率偏移或辐射效率变低。在本实施方式中，该净空区381形成于基板31的一端。该天线部38在临近狭缝37的一侧，且靠近其中一侧壁33设有调节点383，该调节点383用于连接调节电路55。该馈入端51呈长条状，设置于净空区381内靠近另一侧壁33，且垂直于狭缝37。该馈入端51用以接入馈入电流至该天线部38。该接地端53是长条状的导体，其一端与天线部38相连，另一端与机壳部39相连，用以将天线部38接地。接地端53可在狭缝37中位于调节点383与馈入端51之间。

在本较佳实施例中，该调节电路55为切换电路，用于切换该天线部38为开路状态或短路状态，包括射频开关551。该射频开关551包括连接端553、第一切换端555及第二切换端557。该连接端553与调节点383相连，该第一切换端555置空，该第二切换端557接地。当连接端553切换至第一切换端555时，该天线部38为开路状态，可工作于第一工作频段，在本较佳实施例中，该第一工作频段为低频段，大致为700MHz-960MHz；当连接端553切换至第二切换端557，该天线部38为短路状态，可工作于第二工作频段，在本较佳实施例中，该第二工作频段为高频段，大致为1450MHz-2400MHz。

请参阅图5，若天线50需要阻抗匹配，则天线50还可包括匹配电路57，该匹配电路57包括匹配电感L1，用于调整天线50的阻抗匹配，以优化天线50的性能。该匹配电路57可取代接地端53以连接天线部38与机壳部39。在本较佳实施例中，该匹配电感L1为7.5nH。该匹配电路57设置于狭缝37，具体的，其可通过软性电路板设置于狭缝37。本较佳实施例中，该匹配电路57设置于狭缝37中且连接于天线部38与机壳部39之间。可以理解，该匹配电路57可以置换为电容或其他任意的阻抗匹配电路。

使用该天线50收发信号时，调节电路55可在无线通信装置100内处理器的控制下，切换至连接端553与第一切换端555相连，即将该天线部38切换为开路状态，此时，天线部38激发产生第一模态，同时，调整匹配电感L1的电感值，使得天线50可工作于第一工作频段，在本较佳实施例中，该第一工作频段为低频段。该切换电路还可切换至连接端553与第二切换端555相连，即将该天线部38切换为短路状态，此时，匹配电感L1与狭缝37共振，天线部38激发产生第二模态，使得天线50可工作于第二工作频段，从而增加天线50的频宽，在本较佳实施例中，该第二工作频段为高频段。请参阅图5，曲线1，2分别代表该天线50为短路状态及开路状态的回波损耗，从图6的测试结果可得到，该天线50在开路状态可获得的第一工作频段大致为700MHz-960MHz，在短路状态可获得的第二工作频段大致为1450MHz-2400MHz。请一并参阅图7，曲线3及4分别代表天线50在开路状态及短路状态时的辐射效率，其中，虚线部分为总效率，实线部分为辐射效率，从图7的测试结果可知，该天线50在开路状态及短路状态时均具有良好的效率。

可以理解，该匹配电感L1可为其他电感值，请参阅图8及图9，曲线5，6及1分别代表该匹配电感L1为0nH、5nH及7.5nH时，天线50为开路状态的回波损耗，曲线7，8及2分别代表该匹配电感L1为0nH、5nH及7.5nH时，天线50为短路状态的回波损耗，从图8及图9的测试结果可知，改变匹配电感L1的电感值，可对天线50的第一工作频段及第二工作频段范围进行微调。

请参阅图10，本发明第二较佳实施例的天线60与第一较佳实施例的天线50大致相同，其区别仅在于，该天线60的天线部38还包括设置于该狭缝37与天线部38的一端部35之间的至少一开槽385。该开槽385的结构与该狭缝37大致相同，且其宽度略小于该狭缝37。在本较佳实施例中，开槽385的数量为一个。在其他实施例中，可以有两个或更多的开槽385。

请参阅图11，曲线9，10分别代表该天线60为短路状态及开路状态的回波损耗，从图11的测试结果可得到，该天线60工作原理与天线50大致相同，当天线60为开路状态，天线部38激发产生第一模态，同时，调整匹配电感L1的电感值，可获得第一工作频段大致为700MHz-960MHz，当天线60为短路状态，此时，匹配电感L1与狭缝37共振，天线部38激发产生第二模态，使得天线60可工作于可获得第二工作频段大致为1450-2690MHz，所开设的开槽385用于对第一工作频段及第二工作频段范围进行微调。

请一并参阅图12，曲线12及13分别代表天线60在开路状态及短路状态时的辐射效率，其中，下方的虚线部分为总效率，上方的实线部分为辐射效率，从图12的测试结果可知该天线60在开路状态及短路状态时均具有良好的效率。

请参阅图13，本发明第三较佳实施例的天线与第一较佳实施例的天线50大致相同，其区别仅在于，第三较佳实施例的天线的调节电路55为滤波器(带阻滤波器或高通滤波器)，该滤波器包括滤波电感L2及滤波电容C2。该滤波电感L2及滤波电容C2并联后一端与调节点383相连，另一端接地。该滤波器在低频呈现开路特性，相当于图4的切换电路的开路状态。该滤波器在高频呈现短路特性，相当于该切换电路的短路状态。因此，该滤波器使得本发明第三较佳实施例的天线可同时工作于该第一工作频段与第二工作频段。

请参阅图14，从测试结果可得到，本发明第三较佳实施例的天线可同时获得第一工作频段大致为700MHz-960MHz及第二工作频段大致为1450MHz-2400MHz。请一并参阅图15，曲线14及15分别代表天线在第一工作频段与第二工作频段的辐射效率，其中，虚线部分为总效率，实线部分为辐射效率，从图15的测试结果可知该天线在第一工作频段与第二工作频段时均具有良好的效率。

请参阅图16，可以理解，该无线通信装置100的靠近另一端部35也可开设一狭缝37或同时开设狭缝37与开槽385，并形成上述各实施例的天线。

本发明所述的天线的天线部38由无线通信装置100的部分壳体30形成，其本身与无线通信装置100的外壳合为一体，无需额外地占用无线通信装置100内的空间，有利于无线通信装置100的小型化。另外，由于该天线部38设于无线通信装置100外部，因此,其工作不易受到无线通信装置100其它部件的干扰，性能稳定。

Claims (10)

1.一种无线通信装置，其特征在于：该无线通信装置包括壳体及天线，所述壳体包括基板、二相对设置的侧壁及二相对设置端部，该二侧壁及该二端部间隔地围设于该基板的周缘，该壳体开设有狭缝，将壳体分为天线部及机壳部，该天线包括所述的天线部、馈入端、接地端及调节电路，该狭缝大致呈“U”型，该狭缝开设于该基板及二侧壁上，且贯穿该基板及二侧壁的内外表面，该天线部由部分该二侧壁、其中一个端部与部分该基板围设形成，该接地端设置于该狭缝，且连接该天线部及该机壳部，该调节电路在调节点与该天线部相连，使得该天线部可工作于第一工作频段及第二工作频段。

2.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：该调节电路为切换电路，其包括射频开关，该射频开关包括连接端、第一切换端及第二切换端，该连接端与该调节点相连，该第一切换端置空，该第二切换端接地，当该连接端切换至该第一切换端时，该天线部为开路状态，工作于该第一工作频段；当该连接端切换至该第二切换端，该天线部为短路状态，工作于该第二工作频段。

3.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：该天线还包括设置于该狭缝与该壳体一端部之间的至少一开槽。

4.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：该调节电路为滤波器，该滤波器包括滤波电感及滤波电容，该滤波电感及滤波电容并联后一端与该调节点相连，另一端接地。

5.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于：该天线还包括设置于狭缝的阻抗匹配电路。

6.一种天线，设置于无线通信装置内，该无线通信装置包括壳体，所述壳体包括基板、二相对设置的侧壁及二相对设置端部，该二侧壁及该二端部间隔地围设于该基板的周缘，其特征在于：该天线包括天线部、馈入端、接地端及调节电路，该壳体被狭缝划分为该天线部及机壳部，该狭缝大致呈“U”型，该狭缝开设于该基板及二侧壁上，且贯穿该基板及二侧壁的内外表面，该天线部由部分该二侧壁、其中一个端部与部分该基板围设形成，该接地端设置于该狭缝，且连接该天线部及该机壳部，该调节电路在调节点与该天线部相连，使得该天线部可工作于第一工作频段及第二工作频段。

7.如权利要求6所述的天线，其特征在于：该调节电路为切换电路，其包括射频开关，该射频开关包括连接端、第一切换端及第二切换端，该连接端与该调节点相连，该第一切换端置空，该第二切换端接地，当该连接端切换至该第一切换端时，该天线部为开路状态，工作于该第一工作频段；当该连接端切换至该第二切换端，该天线部为短路状态，工作于该第二工作频段。

8.如权利要求6所述的天线，其特征在于：该天线还包括设置于该狭缝与该壳体一端部之间的至少一开槽。

9.如权利要求6所述的天线，其特征在于：该调节电路为滤波器，该滤波器包括滤波电感及滤波电容，该滤波电感及滤波电容并联后一端与该调节点相连，另一端接地。

10.如权利要求6所述的天线，其特征在于：该天线还包括设置于狭缝的阻抗匹配电路。

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