CN113839188B - 天线和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种天线和电子设备，属于电子产品技术领域，所述天线包括地板、馈源、辐射片和辅助片，所述辐射片与所述地板间隔设置，所述辅助片位于地板与所述辐射片之间；所述馈源的第一端与所述地板电连接，所述馈源的第二端分别向所述辐射片和所述辅助片进行馈电；其中，所述辐射片的基模谐振频率与所述辅助片的基模谐振频率不同，且所述辐射片的基模谐振频率与所述辅助片的基模谐振频率分别位于所述天线的工作频段范围内；辐射片的长度方向与辅助片的长度方向相同，且辐射片的长度方向上的第一端相对于所述辅助片的正投影位于所述辅助片的中部，所述辐射片的长度方向上的第二端相对于所述辅助片的正投影位于所述辅助片之外。

Description

天线和电子设备

技术领域

本申请涉及电子产品技术领域，具体涉及一种天线和电子设备。

背景技术

随着移动通信技术的发展，越来越多的天线被引入至电子设备中，因此，需要在现有的电子设备的基础上增加天线的安装空间。然而，对于电子设备而言，追求薄尺寸、窄边框已经成为发展趋势，即电子设备内部的天线的安装空间不断被压缩。基于此，现有技术中提出了可以将天线安装于电子设备的后盖，以解决天线安装空间不足的问题。

然而，当天线安装于电子设备的后盖时，由于电子设备的厚度较薄，因此，天线到主地的高度往往很小，从而制约了天线的性能。可见，现有的电子设备中的天线存在性能较差的问题。

发明内容

本申请公开的一种天线和电子设备，可以缓解现有的电子设备中的天线存在的性能较差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种天线，所述天线包括地板、馈源、辐射片和辅助片，所述辐射片与所述地板间隔设置，所述辅助片位于地板与所述辐射片之间；

所述馈源的第一端与所述地板电连接，所述馈源的第二端分别向所述辐射片和所述辅助片进行馈电；

其中，所述辐射片的基模谐振频率与所述辅助片的基模谐振频率不同，且所述辐射片的基模谐振频率与所述辅助片的基模谐振频率分别位于所述天线的工作频段范围内；

所述辐射片的长度方向与所述辅助片的长度方向相同，且所述辐射片的长度方向上的第一端相对于所述辅助片的正投影位于所述辅助片的中部，所述辐射片的长度方向上的第二端相对于所述辅助片的正投影位于所述辅助片之外。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括上述第一方面所述的天线。

本申请实施例中，由于辐射片与辅助片的基模谐振频率不同，且分别位于天线的工作频率范围内，这样，在天线工作过程中，辐射片和辅助片可以分别在不同频点产生谐振，从而形成双谐振，扩展了天线的带宽。此外，通过将辐射片的长度方向上的第一端设置为与辅助片的中部相对，这样，可以降低辅助片的基模场对辐射片基模场分布特性的影响，有利于提高辐射片的基模的激励效果，以改善天线的性能。

附图说明

图1是本申请一个实施例中天线的结构示意图；

图2是图1所示天线的轴测视图；

图3是图1所示的天线的电场分布图；

图4是本申请另一实施例中天线的结构示意图；

图5是图4所示的天线的电场分布图；

图6是图4所示的天线的频率曲线图；

图7是本申请另一实施例中天线的结构示意图；

图8是图7所示的天线中辅助片的结构示意图；

图9是图7所示的天线中激励片的结构示意图；

图10是本申请另一实施例中天线的结构示意图；

图11是图10所示的天线的电场分布图；

图12本申请另一实施例中天线的结构示意图；

图13是图12示的天线的电场分布图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参见图1-2为本申请实施例提供的一种天线的结构示意图，所述天线包括：地板100、馈源200、辐射片300和辅助片400，所述辐射片300与所述地板100间隔设置，所述辅助片400位于地板100与所述辐射片300之间；

所述馈源200的第一端与所述地板100电连接，所述馈源200的第二端分别向所述辐射片300和所述辅助片400进行馈电；

其中，所述辐射片300的基模谐振频率与所述辅助片400的基模谐振频率不同，且所述辐射片300的基模谐振频率与所述辅助片400的基模谐振频率分别位于所述天线的工作频段范围内，所述辐射片300的基模谐振频率至少与所述辐射片300的尺寸及所述辐射片300连接的元器件相关，所述辅助片400的基模谐振频率至少与所述辅助片400的尺寸及所述辅助片400连接的元器件相关；

所述辐射片300的长度方向与所述辅助片400的长度方向相同，且所述辐射片300的长度方向上的第一端相对于所述辅助片400正投影位于所述辅助片400的中部。且所述辐射片300的长度方向上的第二端与所述辅助片400的位置相对错开。

具体地，所述辐射片300与所述辅助片400可以间隔设置，所述辐射片300和所述辅助片400可以分别采用金属导电片。所述馈源200与辐射片300之间的连接方式可以是直接电连接，也可以是耦合连接，以向所述辐射片300进行馈电。相应地，所述馈源200与所述辅助片400之间的连接方式可以是直接电连接，也可以是耦合连接，以向所述辅助片400进行馈电。所述辐射片300与所述辅助片400之间可以耦合连接。

上述辐射片300的基模谐振频率即所述辐射片300的一阶谐振频率。所述辅助片400的基模谐振频率即所述辅助片400的一阶谐振频率。其中，所述辐射片300的基模谐振频率的大小和所述辅助片400的基模谐振频率的大小可以根据天线的工作频段范围进行确定，例如，所述辐射片300的基模谐振频率可以位于所述天线的工作频段范围中的高频点附近，所述辅助片400的基模谐振频率可以位于所述天线的工作频段范围中的低频点附近。

其中，由于辐射片300的基模谐振频率与其自身的尺寸大小相关，具体而言，当辐射片300的尺寸越大时，其基模谐振频率也随之增大。因此，可以通过改变辐射片300的尺寸大小，以调节辐射片300的基模谐振频率。相应地，也可以通过改变辅助片400的尺寸大小，以调节辅助片400的基模谐振频率。从而使得辐射片300和辅助片400的基模谐振频率分别位于所述天线的工作频段范围内。

此外，还可以通过与辐射片300连接的元器件，对辐射片300的基模谐振频率进行调节，例如，可以通过在辐射片300与地板100之间设置一个电感，以提高辐射片300的基模谐振频率，或者，在辐射片300与地板100之间设置一个电容，以降低辐射片300的基模谐振频率。相应地，也可以通过与辅助片400连接的元器件，对辅助片400的基模谐振频率进行调节。

该实施方式中，通过在天线中同时设置分别与馈源200连接的辐射片300和辅助片400，这样，馈源200可以分别向辐射片300和辅助片400馈入信号，使得辐射片300和辐射片300可以分别向外辐射信号。同时，由于辐射片300与辅助片400的基模谐振频率不同，且分别位于天线的工作频率范围内，这样，在天线工作过程中，辐射片300和辅助片400可以分别在不同频点产生谐振，从而形成双谐振，扩展了天线的带宽，进而改善了天线的性能。

上述辐射片300在向外辐射信号的过程中，辐射片300的周围会形成基模场，辐射片300的基模场的分布特性为：关于辐射片300的中间位置对称分布，且越靠近辐射片300的两端电场强度越强，辐射片300的中心位置的电场强度最弱，辐射片300两端的电场的方向相反。相应地，辅助片400在天线中同样起到了信号辐射的功能，因此，辅助片400的基模场的分布特性与辐射片300的基模场的分布特性相同，为避免重复，在此不再予以赘述。

具体地，请参见图3辅助片400位于辐射片300与地板100之间，若直接将辅助片400的两端与辐射片300的两端对齐，由于此状态下辅助片400的基模场与辐射片300的基模场，在辐射片300与辅助片400之间的区域的电场方向相反，且辅助片400两端的电场强度最大，因此，辅助片400的基模场将极大的削弱辐射片300两端的基模场，从而降低辐射片300的基模激励，进而导致天线的带宽和效率均相应降低的问题。

基于此，本申请实施例中，通过将辐射片300的长度方向上的第一端设置为与辅助片400的中部相对，而根据辅助片400的基模场分布特性可知，辅助片400的电场强度越靠近中部越弱。这样，即所述辅助片400与所述辐射片300的第一端相对的位置的电场强度较弱，从而可以降低辅助片400的基模场对辐射片300基模场分布特性的影响，从而提高辐射片300的基模的激励效果。

可选地，所述天线还包括激励片500，所述馈源200的第二端通过所述激励片500分别与所述辐射片300和所述辅助片400耦合连接。

具体地，请参见图1-3所述激励片500位于所述辐射片300与所述地板100之间，所述激励片500的端面与所述辐射片300的端面相对，从而可以耦合激励辐射片300进行辐射。同时，所述激励片500的端部可以靠近所述辅助片400的端部，以耦合激励辅助片400进行辐射。

请参见图1，在本申请一个实施例中，所述激励片500位于所述辐射片300与所述地板100之间，且所述激励片500和所述辅助片400分别位于目标平面的两相对侧，所述目标平面为所述辐射片300长度方向上的侧边的中垂面。

其中，由于所述激励片500与辅助片400为相互耦合的关系，因此，激励片500所形成的电场与辅助片400靠近激励片500一端所形成的电场的方向相反。即所述激励片500所形成的电场与辅助片400靠近激励片500一端所形成的电场可以视为“关于辐射片300的中间位置对称，且方向相反”，这与辐射片300的基模场的分布特性一致，且由图3可知，激励片500与辐射片300相对的一侧的电场方向与辐射片300的基模场在该位置的电场方向一致，辅助片400与辐射片300相对的一侧的电场方向与辐射片300的基模场在该位置的电场方向一致。这样，既可以提高辐射片300基模场的激励，同时，还可以确保辐射片300基模场的分布特性不被破坏，保证了天线能激发出辐射片300的基模，而这种基模有两个开口端，提高了天线的辐射效果。

此外，所述激励片500的尺寸可以小于所述辐射片300的尺寸，例如，所述激励片500的端面的面积可以为所述辐射片300的的端面的面积的1/4至1/2。所述激励片500可以与所述辅助片400位于同一平面内，或者，所述激励片500也可以与所述辅助片400存在一点的高度差，即所述激励片500和所述辅助片400距离所述地板100的距离可以不同。所述辐射片300、激励片500与辅助片400可以平整的板体，或者，所述辐射片300、激励片500与辅助片400也可以具有一定的弧度，对此不作限制。

可选地，所述辐射片300的基模谐振频率为所述工作频段范围中的最大频率，所述辅助片400的基模谐振频率为所述工作频段范围中的最小频率。

该实施方式中，通过将辐射片300的基模谐振频率设置为所述工作频段范围中的最大频率，这样，辐射片300可以在天线的高频点产生谐振；而将辅助片400的基模谐振频率设置为所述工作频段范围中的最小频率，这样，辅助片400可以在天线的低频点产生谐振，从而可以分别在天线工作频段范围内的高频点和低频点分别产生谐振，以形成双谐振、扩展天线的带宽。

在本申请另一实施例中，所述辐射片300的基模谐振频率为所述工作频段范围中的最小频率，所述辅助片400的基模谐振频率为所述工作频段范围中的最大频率。如此，也可以实现分别在天线工作频段范围内的高频点和低频点分别产生谐振。

可选地，所述激励片500的基模谐振频率大于所述工作频段范围中的最大频率。

具体地，由于激励片500的高阶谐振频率必然大于激励片500的低阶谐振频率，例如，激励片500的二阶谐振频率必然大于激励片500的基模谐振频率。因此，通过将激励片500的基模谐振频率大于所述工作频段范围中的最大频率，这样，可以确保激励片500的各阶谐振频率均大于所述工作频段范围中的最大频率，从而可以避免激励片500在所述工作频段范围内产生谐振，进而有效的避免了由于激励片500产生谐振，而影响天线的性能的问题。

可选地，请参见图4，所述天线还包括用于调节所述辅助片400的谐振频率的调谐元件600，所述调谐元件600的第一端与所述地板100电连接，所述调谐元件600的第二端与所述辅助片400电连接。

其中，所述调谐元件600可以包括用于提高辅助片400的基模谐振频率的电感，或者，也可以包括用于降低辅助片400的基模谐振频率的电容，这样，当需要调节辅助片400的基模谐振频率时，仅需连接对应的调谐元件600即可。或者，当需要缩小辅助片400的尺寸，同时，避免辅助片400的基模谐振频率保持不变时，可以通过在辅助片400与地板100之间连接电感，以确保辅助片400的基模谐振频率保持相对稳定。

请参见图5，为本申请实施例在所述辅助片400与地板100之间连接一个1pF电容时，天线的电场分布图，由图5可知，在此情况下，所述辐射片300的基模仍然可以较好的被激励出来。请参见图6，为在此情况下，天线的频率曲线图，由图6可知，在天线在5.1GHz和5.8GHz处分别产生了谐振，从而形成双谐振。

该实施方式中，通过在所述辅助片400与地板100之间设置调谐元件600，这样，可以通过调谐元件600调节辅助片400的谐振频率，使得天线的调试过程更为灵活。

请参见图7-9，在本申请一个实施例中，所述辅助片400的表面开设有通孔410，所述激励片500设置于所述通孔410内。

具体地，请进一步参见图7，所述辅助片400与所述激励片500位于同一平面内，且所述激励片500位于所述通孔410内，所述激励片500与所述通孔410的内壁之间存在间隙，以使所述激励片500耦合激励所述辅助片400，由于所述辅助片400围绕所述激励片500设置，这样，激励片500可以分别从四周激励所述辅助片400，从而可以提高激励片500对辅助片400的耦合激励效果。

本实施例与上述实施例的区别在于所述辅助片400的表面开设有通孔410，且所述激励片500设置于所述通孔410内，此外，本申请的其他结构与上述实施例相同，且能实现相同的有益效果，为避免重复在此不再予以赘述。

在本申请另一实施例中，所述辅助片400的一端开设有缺口(图中未示出)，所述激励片500设置于所述缺口内。

具体地，所述辅助片400与所述激励片500位于同一平面内，且所述激励片500位于所述缺口内，所述激励片500与所述缺口的内壁之间存在间隙，以使所述激励片500耦合激励所述辅助片400，在此情况下，所述辅助片400半包围所述激励片500设置，这样，激励片500可以从不同方向激励所述辅助片400，从而可以提高激励片500对辅助片400的耦合激励效果。

本实施例与上述实施例的区别在于所述辅助片400的表面开设有缺口，且所述激励片500设置于所述缺口内，此外，本申请的其他结构与上述实施例相同，且能实现相同的有益效果，为避免重复在此不再予以赘述。

请参见图10，在本申请另一实施例中，所述馈源200的第二端与所述辅助片400电连接，且所述馈源200通过所述辅助片400与所述辐射片300耦合连接。

具体地，请参见图10，所述辅助片400与所述辐射片300之间存在部分相对区域，以实现所述辅助片400与所述辐射片300之间的耦合连接，这样，馈源200可以通过所述辅助片400耦合激励所述辐射片300。此外，馈源200馈入辅助片400的能量还可以直接通过辅助片400进行辐射，且辅助片400和辐射片300还可以分别在天线的工作频段范围的高频点和低频点产生谐振，以形成双谐振。所述辐射片300的长度方向与所述辅助片400的长度方向相同，且所述辐射片300的长度方向上的第一端相对于所述辅助片400正投影位于所述辅助片400的中部，以提高辐射片300的基模激励效果。

该实施方式与上述实施例的区别在于，取消激励片500，并将辅助片400同时实现辅助片400和激励片500的功能，从而进一步简化了天线的结构，有利于提高电子设备内部空间的利用率。此外，本实施例的其他结构与上述实施例相同，且能实现相同的有益效果，为避免重复在此不再予以赘述。

本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述实施例中所述的天线。

本申请实施例中，由于所述电子设备包括上述实施例中的天线，因此，电子设备能够实现上述实施例中天线的全部有益效果，为避免重复，在此不再予以赘述。

在本申请一个具体实施例中，所述电子设备还包括依次层叠设置的显示模组、主板、主板支架和后盖；

其中，所述主板包括所述地板100，所述辅助片400和所述激励片500分别设置于所述主板支架，所述辐射片300设置于所述后盖的内表面；或者，

所述主板包括所述地板100，所述辅助片400和所述激励片500分别设置于所述主板支架与所述主板相对的一侧的表面，所述辐射片300设置于所述主板支架背对所述主板一侧的表面。

请参见图3，为本申请实施例中的天线在设置于所述电子设备的后盖时，天线的电场分布图，由图3可知，激励片500与辐射片300相对的一侧的电场方向与辐射片300的基模场在该位置的电场方向一致，辅助片400与辐射片300相对的一侧的电场方向与辐射片300的基模场在该位置的电场方向一致。这样，既可以提高辐射片300基模场的激励，同时，还可以确保辐射片300基模场的分布特性不被破坏，保证了天线能激发出辐射片300的基模，而这种基模有两个开口端，提高了天线的辐射效果。解决了现有技术中，由于天线到主地的高度很小，而导致的天线的性能较差的问题。

可选地，所述电子设备还包括呈环状的导电件700，所述导电件700环绕所述天线设置，且所述导电件700与所述地板100电连接。

具体地，请参见图12，所述导电件700可以形成开口槽，所述天线可以设置于所述开口槽内。所述导电件700可以是指电子设备中的摄像头装饰圈、摄像头等环形的金属器件，为节省电子设备内部的安装空间，可以将所述天线安装于所述导电件700内。请参见图13，为所述天线在所述导电件700内时的电场分布图，由图13可知，即便所述天线位于被金属环绕的场景下，辐射片300的基模仍然可以很好地激励出来，从而确保天线具有较好的性能。相对于现有技术中，当天线被金属环绕时，受周边器件、金属的影响，天线的性能将变差，而本申请实施例提供的天线可以克服该问题。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种天线，其特征在于，包括：地板(100)、馈源(200)、辐射片(300)和辅助片(400)，所述辐射片(300)与所述地板(100)间隔设置，所述辅助片(400)位于地板(100)与所述辐射片(300)之间；

所述馈源(200)的第一端与所述地板(100)电连接，所述馈源(200)的第二端分别向所述辐射片(300)和所述辅助片(400)进行馈电；

其中，所述辐射片(300)的基模谐振频率与所述辅助片(400)的基模谐振频率不同，且所述辐射片(300)的基模谐振频率与所述辅助片(400)的基模谐振频率分别位于所述天线的工作频段范围内；

所述辐射片(300)的长度方向与所述辅助片(400)的长度方向相同，且所述辐射片(300)的长度方向上的第一端相对于所述辅助片(400)的正投影位于所述辅助片(400)的中部，所述辐射片(300)的长度方向上的第二端相对于所述辅助片(400)的正投影位于所述辅助片(400)之外。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述辐射片(300)的基模谐振频率为所述工作频段范围中的最大频率，所述辅助片(400)的基模谐振频率为所述工作频段范围中的最小频率。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括激励片(500)，所述馈源(200)的第二端通过所述激励片(500)分别与所述辐射片(300)和所述辅助片(400)耦合连接。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述激励片(500)的基模谐振频率大于所述工作频段范围中的最大频率。

5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述激励片(500)位于所述辐射片(300)与所述地板(100)之间，且所述激励片(500)和所述辅助片(400)分别位于目标平面的两相对侧，所述目标平面为所述辐射片(300)长度方向上的侧边的中垂面；或者，

所述辅助片(400)的表面开设有通孔(410)，所述激励片(500)设置于所述通孔(410)内；或者，

所述辅助片(400)的一端开设有缺口，所述激励片(500)设置于所述缺口内。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述馈源(200)的第二端与所述辅助片(400)电连接，且所述馈源(200)通过所述辅助片(400)与所述辐射片(300)耦合连接。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线还包括用于调节所述辅助片(400)的谐振频率的调谐元件(600)，所述调谐元件(600)的第一端与所述地板(100)电连接，所述调谐元件(600)的第二端与所述辅助片(400)电连接。

8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-7中任意一项所述的天线。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括依次层叠设置的显示模组、主板、主板支架和后盖；

其中，所述主板包括所述地板(100)，在所述天线包括激励片(500)的情况下，所述辅助片(400)和所述激励片(500)分别设置于所述主板支架，所述辐射片(300)设置于所述后盖的内表面；或者，

所述主板包括所述地板(100)，所述辅助片(400)和所述激励片(500)分别设置于所述主板支架与所述主板相对的一侧的表面，所述辐射片(300)设置于所述主板支架背对所述主板一侧的表面。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括呈环状的导电件(700)，所述导电件(700)环绕所述天线设置，且所述导电件(700)与所述地板(100)电连接。