CN104752822B - 天线结构及应用该天线结构的无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线结构及应用该天线结构的无线通信装置。该天线结构包括金属件、一组电子元件、第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，所述金属件上开设有沟槽，以将金属件划分为第一部分和第二部分，所述第一部分及第二部分共同形成一容置区域，所述电子元件、第一天线、第二天线、第三天线及第四天线均设置于所述容置区域内，且该第一天线与该金属件的第一部分连接，该第三天线与第四天线均与该金属件的第二部分连接。本发明的天线结构充分利用无线通信装置上的金属件，使得无线通信装置在金属外观件的结构下维持良好的天线特性。

Description

天线结构及应用该天线结构的无线通信装置

技术领域

本发明涉及一种天线结构，尤其涉及一种利用金属外观件的天线结构及应用该天线结构的无线通信装置。

背景技术

随着无线通信产品的发展，各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高。由于金属机壳在外观、机构强度、散热效果等具有优势，使得具有金属机壳的通信产品得到较快发展。然而，金属机壳占用无线通信产品较多的空间时，易影响无线通信产品的天线的特性。因此，如何在金属外观结构下维持天线特性，是天线设计面临的一项重要课题。

发明内容

鉴于以上情况，有必要提供一种利用金属外观件共同收发信号的天线结构。

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，包括金属件；该天线结构还包括一组电子元件、第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，所述金属件上开设有沟槽，以将金属件划分为第一部分和第二部分，所述第一部分及第二部分共同形成一容置区域，所述电子元件、第一天线、第二天线、第三天线及第四天线均设置于所述容置区域内，且该第一天线与该金属件的第一部分连接，该第三天线与第四天线均与该金属件的第二部分连接。

一种无线通信装置，包括上述所述的天线结构。

上述的天线结构利用金属件作为天线辐射体，并利用该组电子元件与该金属件、第一天线、第二天线、第三天线及第四天线共同配合，以使得该天线结构可收发多个频段的无线信号，增加了该天线结构的带宽。另一方面，上述天线结构充分利用无线通信装置的外观件(金属件)，并在金属外观件的结构下维持良好的天线特性，增强了无线通信装置的用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例的无线通信装置的立体图。

图2为图1所示无线通信装置另一角度下的立体图。

图3为图1所示无线通信装置中匹配电路的电路图。

图4为图1所示无线通信装置中第一天线的回波损耗图。

图5为图1所示无线通信装置中第二天线的回波损耗图。

图6为图1所示无线通信装置中当切换开关选通第一匹配电路时第三天线的回波损耗图。

图7为图1所示无线通信装置中当切换开关选通第二匹配电路时第三天线的回波损耗图。

图8为图1所示无线通信装置中第四天线的回波损耗图。

主要元件符号说明

无线通信装置 100

电路板 20

第一馈入点 21

第二馈入点 23

第三馈入点 25

第四馈入点 27

接地点 29

天线结构 50

金属件 51

第一边框 511

第一结合部 5111

第二结合部 5113

第二边框 513

第三边框 515

沟槽 517

电子元件 52

麦克风 521

喇叭 523

前置摄像头 525

后置摄像头 527

第一天线 53

第一馈入部 531

第一辐射段 533

第二辐射段 535

第三辐射段 537

第四辐射段 539

第二天线 55

第二馈入部 551

接地部 553

过渡部 555

连接部 557

耦合部 559

第三天线 57

第三馈入部 591

弯折部 593

共振部 595

匹配电路 70

切换开关 71

第一匹配电路 73

第二匹配电路 75

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

请一并参阅图1及图2，本发明较佳实施方式提供一种天线结构50，其可应用于手机、个人数字助理等无线通信装置100中，用于收发无线信号。该无线通信装置100还包括电路板20。该电路板20上设置第一馈入点21、第二馈入点23、第三馈入点25、第四馈入点27及接地点29。该第一馈入点21、第二馈入点23、第三馈入点25及第四馈入点27用于为天线结构50馈入电流，该接地点29用于为天线结构50提供接地。

该天线结构50包括金属件51、一组电子元件52、第一天线53、第二天线55、第三天线57及第四天线59。该第一天线53、第三天线57及第四天线59与金属件51连接。该第一天线53、第二天线55、第三天线57及第四天线59与该电路板20电连接。

该金属件51为无线通信装置100的外观件，如金属边框。在本实施例中，该金属件51为一框体结构，其包括第一边框511及分别连接于第一边框511两端的第二边框513及第三边框515。该第一边框511大致中部的位置开设有一沟槽517，进而将第一边框511划分为相互间隔的第一结合部5111及第二结合部5113。该第一结合部5111与第二边框513连接形成所述金属件51的第一部分。该第二结合部5113与第三边框515连接形成所述金属件51的第二部分。该第一部分及第二部分共同形成一容置区域519。

在本实施例中，该组电子元件52至少包括麦克风521、喇叭523、前置摄像头525及后置摄像头527。该麦克风521、喇叭523、前置摄像头525及后置摄像头527均设置于所述容置区域519内，且与电路板20上的功能电路电连接。

在本实施例中，该第一天线53包括第一馈入部531、第一辐射段533、第二辐射段535、第三辐射段537及第四辐射段539。在本实施例中，该第一馈入部531为L形，其位于该麦克风521与后置摄像头527之间。该第一馈入部531的一端垂直于电路板20所在平面且与电路板20上的第一馈入点21电性连接，用于为该第一天线53馈入信号。该第一馈入部531的另一端与电路板20所在平面平行设置并电性连接该第一辐射段533及第二辐射段535。该第一辐射段533为一长条片状体。该第一辐射段533的一端垂直连接至第一馈入部531平行于电路板20的一端，且与该第一结合部5111相互平行设置。该第一辐射段533的另一端垂直连接至该第二边框513。该第二辐射段535大致呈直条状，其垂直连接至该第一馈入部531反向该第一辐射段533的另一端，且与该第一辐射段533位于同一直线上。在本实施例中，该第二辐射段535远离该第一辐射段533的末端与该沟槽517的边缘平齐。该第三辐射段537的一端垂直连接至该第二辐射段535远离第一辐射段533的一端，且沿远离该第一边框511的方向延伸。该第四辐射段539与第二辐射段535位于该第三辐射段537的同一侧，二者相互平行设置，且分别垂直连接至该第三辐射段537的两端。

该第二天线55包括第二馈入部551、接地部553、过渡部555、连接部557及耦合部559。该第二馈入部551、接地部553及过渡部555构成一“U”型结构，其整体布设于与该电路板20相垂直的平面内，且位于该喇叭523与前置摄像头525之间。其中，第二馈入部551与接地部553相对且相互平行设置。该第二馈入部551电性连接至该电路板20的第二馈入点23，用于为该第二天线55馈入信号。该接地部553电性连接至该电路板20的接地点29，用于为该第二天线55提供接地。该过渡部555垂直连接该第二馈入部551及接地部553。该连接部557及耦合部559均设置于与该电路板20相互平行的平面内。该连接部557大致呈“L”型，其一端垂直连接至该过渡部555与第二馈入部551的端点，另一端沿平行该第二边框513且朝向该第二结合部5113的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行于第一边框511且朝向该第三边框515的方向延伸一段距离而成。该耦合部559大致呈“L”型，其一端垂直连接至该连接部557的末端，另一端沿平行该第二边框513且朝向该第二结合部5113的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行于第一边框511且朝向该第二边框513的方向延伸而成。

该第三天线57为一直条状片体，其布设于所述前置摄像头525的上方。该第三天线57的一端垂直连接至该电路板20的第三馈入点25，用于为该第三天线57馈入信号。该第三天线57的另一端沿平行于第三边框515且朝向该第一边框511的方向延伸，并最终与该第二结合部5113电性连接。

该第四天线59设置于该前置摄像头525与第三边框515之间。该第四天线59包括第三馈入部591、弯折部593及共振部595。该第三馈入部591大致呈L形，其一端位于电路板20所在平面且与电路板20上的第四馈入点27电性连接，用于为该第四天线59馈入信号。该第三馈入部591的另一端垂直于电路板20所在平面并电性连接该弯折部593。该弯折部593大致呈“L”型，其所在平面与该电路板20所在平面相互平行。该弯折部593的一端垂直连接至该第三馈入部591垂直于电路板20的一端，且沿平行于第三边框515且朝向第二结合部5113的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行于第二结合部5113且朝向第三边框515的方向延伸，并最终与该第三边框515电性连接。该共振部595为直条状片体，其位于该第三边框515与前置摄像头525之间，且与该前置摄像头525及第三边框515垂直连接。

请一并参阅图3，该无线通信装置100进一步包括匹配电路70，该匹配电路70连接在该第三馈入点25与第三天线57之间，用于调整该天线结构50的阻抗匹配，从而调节该天线结构50的高频模态。在本实施例中，该匹配电路70包括切换开关71、第一匹配电路73及第二匹配电路75。该第一匹配电路73及第二匹配电路75均可由电容及电感构成，二者均通过该切换开关71连接至该第三馈入点25及第三天线57。

下面将进一步说明该天线结构50的工作原理：

首先，当电路板20上的电流分别从第一馈入点21、第二馈入点23、第三馈入点25及第四馈入点27馈入该天线结构50时，电流将分别流过该第一天线53、第二天线55、第三天线57及第四天线59。如此，电流在第一天线53、第一结合部5111，第一天线53与第一结合部5111的连接处、该组电子元件52及沟槽517之间激发出低频模态及第一高频模态。电流在第二天线55、该组电子元件52及沟槽517之间激发出第二高频模态。电流在第三天线57、第二结合部5113、第三天线57与第二结合部5113的连接处、该组电子元件52、共振部595及沟槽517之间激发出第三高频模态。另外，电流在第四天线59、第二结合部5113、该第四天线59与第二结合部5113的连接处、该组电子元件52、共振部595及沟槽517之间激发出第四高频模态。在本实施例中，该低频模态的频宽约为880-960MHz。该第一高频模态的频宽约为1710-1880MHZ。该第二高频模态的频宽约为2400-2480MHz。该第三高频模态的频宽约1850-2690MHz。在本实施例中，该第四高频模态的中心频率约为1575MHz。

图4为该天线结构50中第一天线53的回波损耗曲线。图5为该天线结构50中第二天线55的回波损耗曲线。图6为该天线结构50中当切换开关71选通该第一匹配电路73时该第三天线57的回波损耗曲线。图7为该天线结构50中当切换开关71选通该第二匹配电路75时该第三天线57的回波损耗曲线。图8为该天线结构50中第四天线59的回波损耗曲线。显然，从图4至图8可以看出，该天线结构50于880MHz-960MHz、1710MHz-1880MHz、2400MHz-2480MHz、1850MHz-2690MHz及1575MHz均可满足天线设计要求。

本发明的天线结构50利用金属件51作为天线辐射体，并利用该组电子元件52与该金属件51、第一天线53、第二天线55、第三天线57及第四天线59共同配合，以使得该天线结构50可收发多个频段的无线信号，增加了该天线结构50的带宽。另一方面，本发明的天线结构50充分利用无线通信装置100的外观件(金属件51)，并在金属外观件的结构下维持良好的天线特性，增强了无线通信装置100的用户体验。

Claims (8)

1.一种天线结构，包括金属件；其特征在于：该天线结构还包括一组电子元件、第一天线、第二天线、第三天线及第四天线，该金属件包括第一边框及分别连接于该第一边框两端的第二边框及第三边框，该第一边框上开设有沟槽，以将该第一边框划分为相互间隔的第一结合部及第二结合部，该第一结合部与该第二边框形成第一部分，该第二结合部与该第三边框形成第二部分，该第一部分及该第二部分共同形成一容置区域，该电子元件、该第一天线、该第二天线、该第三天线及该第四天线均设置于该容置区域内，且该第一天线与该金属件的第一部分连接，该第三天线与该第四天线均与该金属件的第二部分连接，该第一天线包括第一馈入部、第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段及第四辐射段，该第一馈入部用于为该第一天线馈入信号，该第一辐射段的一端垂直连接至该第一馈入部，且与该第一边框相互平行设置；该第一辐射段的另一端垂直连接至该第二边框，该第二辐射段垂直连接至该第一馈入部反向该第一辐射段的另一端，且与该第一辐射段位于同一直线上；该第三辐射段的一端垂直连接至该第二辐射段远离该第一辐射段的一端，且沿远离该第一边框的方向延伸，该第四辐射段与该第二辐射段位于该第三辐射段的同一侧，二者相互平行设置，且分别垂直连接至该第三辐射段的两端。

2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该第二辐射段远离该第一辐射段的末端与该沟槽的边缘平齐。

3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该第二天线包括第二馈入部、接地部、过渡部、连接部及耦合部，该第二馈入部、该接地部及该过渡部构成一“U”型结构，该第二馈入部及该接地部相对且相互平行设置，该第二馈入部用于为该第二天线馈入信号，该接地部用于为该第二天线提供接地，该过渡部垂直连接该第二馈入部及该接地部，该连接部的一端垂直连接至该过渡部与该第二馈入部的端点，另一端沿平行该第二边框且朝向该第一边框的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行于第一边框且朝向该第三边框的方向延伸一段距离而成；该耦合部一端垂直连接至该连接部的末端，另一端沿平行该第二边框且朝向该第一边框的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行于该第一边框且朝向该第二边框的方向延伸而成。

4.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该第三天线的一端为该第三天线馈入信号，该第三天线的另一端沿平行于该第二边框且朝向该第一边框的方向延伸，并最终与该第一边框电性连接。

5.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于：该第四天线包括第三馈入部及弯折部，该第三馈入部一端为该第四天线馈入信号，该第三馈入部的另一端电性连接该弯折部，该弯折部的一端垂直连接至该第三馈入部的一端，且沿平行于该第三边框且朝向该第一边框的方向延伸一段距离后，弯折一直角，以沿平行于该第一边框且朝向该第三边框的方向延伸，并最终与该第三边框电性连接。

6.如权利要求5所述的天线结构，其特征在于：该第四天线还包括共振部，所述共振部与其中一电子元件及该第三边框垂直连接。

7.一种无线通信装置，包括如权利要求1-6项中任一项所述的天线结构。

8.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于：该无线通信装置还包括匹配电路以及电路板，该电路板上设置第一馈入点、第二馈入点、第三馈入点以及第四馈入点，该第一馈入点、第二馈入点、第三馈入点及第四馈入点用于为天线结构馈入电流，该匹配电路连接在该第三馈入点和该第三天线结构之间，用于调整该第三天线的阻抗匹配。