天线结构及具有该天线结构的无线通信装置的制作方法

本发明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进步，无线通信装置不断朝向轻薄趋势发展，消费者对于产品外观的要求也越来越高。由于金属壳体在外观、机构强度、散热效果等方面具有优势，因此越来越多的厂商设计出具有金属壳体，例如背板的无线通信装置来满足消费者的需求，并利用金属壳体作为无线通信装置的天线。另外，由于无线通信装置下端通常会开设usb端口，以使得外部的usb设备通过该usb端口与无线通信装置内部的usb模块电连接，进而进行充电或数据的传输。然而，当外部的usb设备穿过该usb端口时，该外部的usb设备必然跨过所述天线，进而影响天线的辐射性能。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

一种天线结构，包括壳体、馈入源、连接部以及耦合部、所述壳体上开设有开槽，所述开槽将所述壳体划分为间隔设置的辐射部及接地部，所述接地部做为所述天线结构的地，所述馈入源的一端电连接至所述辐射部，用以为所述辐射部馈入电流信号，所述连接部的一端电连接至所述辐射部，另一端电连接至所述接地部，用以为所述辐射部提供接地，所述耦合部的一端电连接至所述接地部，另一端与所述辐射部间隔耦合设置。

一种无线通信装置，包括上述所述的天线结构。

上述天线结构及具有该天线结构的无线通信装置通过设置所述壳体，并将所述壳体划分为间隔设置的辐射部及接地部。所述天线结构还设置有耦合部，所述耦合部与所述辐射部间隔耦合设置，且所述耦合部可有效屏蔽阻隔电子元件与所述辐射部，进而防止所述电子元件对所述天线结构的辐射造成影响。另外，所述耦合部的设置可使得所述天线结构额外产生一谐振模态，再利用所述匹配电路的设置，达到宽频的效果。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的天线结构应用至无线通信装置的示意图。

图2为图1所示天线结构的电路图。

图3为图1所示天线结构的侧面示意图。

图4为图1所示天线结构中匹配电路的电路图。

图5为图1所示天线结构中切换电路的电路图。

图6为当图1中耦合部与第二辐射段之间的间距为不同值时所述天线结构的的s参数(散射参数)曲线图。

图7为当图1中耦合部的宽度为不同值时所述天线结构的s参数(散射参数)曲线图。

图8为所述天线结构的s参数(散射参数)曲线图。

图9为图1所示天线结构的辐射效率曲线图。

主要元件符号说明

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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，本发明较佳实施方式提供一种天线结构100，其可应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。

请一并参阅图2及图3，所述天线结构100包括壳体11、馈入源12、匹配电路13、连接部15、耦合部16以及切换电路17。

所述壳体11可以为所述无线通信装置200的外壳。在本实施例中，所述壳体11由金属材料制成。所述壳体11至少包括背板111及边框112。所述背板111及边框112可以是一体成型的。所述边框112环绕所述背板111的周缘设置，以与所述背板111共同围成一容置空间114。所述容置空间114用以容置所述无线通信装置200的电路板、处理单元等电子元件或电路模块于其内。

在本实施例中，所述边框112至少包括末端部115、第一侧部116以及第二侧部117。在本实施例中，所述末端部115可以是无线通信装置200的底端。所述第一侧部116与所述第二侧部117相对设置，两者分别设置于所述末端部115的两端，优选垂直设置。

所述壳体11上开设有端口118及开槽119。所述端口118开设于所述末端部115上，且贯通所述末端部115。在本实施例中，所述开槽119大致呈u型，且靠近所述末端部115设置。所述开槽119开设于所述背板111上，且分别延伸至隔断所述第一侧部116及第二侧部117，进而共同将所述壳体11分隔成相互间隔设置的辐射部a1及接地部a2。所述接地部a2就是所述天线结构100与无线通信装置200的地。

所述馈入源12设置于所述容置空间114内。所述馈入源12的一端通过所述匹配电路13电连接至所述辐射部a1靠近所述端口118的一侧，以为所述辐射部a1馈入电流信号。请一并参阅图4，在本实施例中，所述匹配电路13包括第一匹配元件131、第二匹配元件133、第三匹配元件135以及第四匹配元件137。所述第一匹配元件131与所述第二匹配元件133相串联，并串接于所述辐射部a1与所述馈入源12之间。所述第三匹配元件135的一端电连接至所述第一匹配元件131与所述第二匹配元件133之间。所述第三匹配元件135的另一端接地。所述第四匹配元件137的一端电连接至所述第二匹配元件133与所述馈入源12之间，另一端接地。

可以理解，在本实施例中，所述第一匹配元件131、第二匹配元件133及第四匹配元件137均为电容，所述第三匹配元件135为电感。所述第一匹配元件131、第二匹配元件133及第四匹配元件137的电容值分别为6.3pf、5.4pf、2.2pf。所述第三匹配元件135的电感值为12nh。当然，在其他实施例中，所述第一匹配元件131、第二匹配元件133、第三匹配元件135以及第四匹配元件137不局限于上述所述的电感及电容，其还可为其他的匹配元件或其组合。

可以理解，在本实施例中，从馈入源12馈入电流后，所述电流在所述辐射部a1处分别向该第一侧部116和第二侧部117传送，从而使得所述辐射部a1以该馈入源12为分隔点进一步划分为相向该第一侧部116的第一辐射段a11及相向该第二侧部117的第二辐射段a12。具体地，所述馈入源12与所述第一侧部116之间的所述辐射部a1形成所述第一辐射段a11。所述馈入源12与所述第二侧部117之间的所述辐射部a1形成所述第二辐射段a12。在本实施例中，所述馈入源12接入的位置并非对应到辐射部a1的中间，因此所述第一辐射段a11的长度小于第二辐射段a12的长度。

可以理解，在本实施例中，所述第一辐射段a11激发一第一模态以产生第一频段的辐射信号，所述第二辐射段a12激发一第二模态以产生第二频段的辐射信号。本实施例中，所述第一模态为进阶长期演进技术(longtermevolutionadvanced，lte-a)中频模态，所述第二模态为lte-a低频模态。所述第一频段的频率高于第二频段的频率。

在本实施例中，所述连接部15可以为弹片、螺丝、微带线、探针、软性电路板等连接结构。所述连接部15位于所述馈入源12与所述第一侧部116之间。所述连接部15的一端电连接至所述辐射部a1靠近所述第一侧部116的一端，另一端电连接至所述接地部a2，即接地，进而为所述辐射部a1提供接地。

可以理解，在本实施例中，通过调节所述连接部15的长度及其接地位置，可有效调整所述第一频段。

请再次参阅图3，所述耦合部16设置于所述馈入源12与所述第二侧部117之间。所述耦合部16包括连接段161及耦合段163。所述连接段161大致呈矩形条状，其一端与所述接地部a2靠近所述开槽119的一端垂直连接，并沿垂直所述背板111且平行所述末端部115的方向延伸。所述耦合段163大致呈矩形片状，其一端垂直连接至所述连接段161远离所述接地部a2的一端，并沿平行所述背板111且靠近所述末端部115的方向延伸，进而与所述辐射部a1平行耦合设置。

可以理解，当电流自所述馈入源12馈入后，电流将流经所述第二辐射段a12，并通过所述第二辐射段a12耦合至所述耦合部16，进而使得所述第二辐射段a12的倍频激发出第三模态以产生第三频段的辐射信号。可以理解，可通过调节所述耦合部16的尺寸(例如所述耦合部16的宽度w)、位置以及所述耦合部16与所述第二辐射段a12之间的间距g，进而改变所述第三模态的频率，使其落在wifi2.4ghz频段，所述第三模态可以是wifi2.4ghz模态和/或lte-a高频模态。

可以理解，请再次参阅图1、图2及图3，所述无线通信装置200还包括至少一电子元件。在本实施例中，所述无线通信装置200包括电子元件202。所述电子元件202为一usb模块，其设置于所述容置空间114内。所述电子元件202设置于所述耦合段163远离所述背板111的表面上，即所述耦合段163支撑所述电子元件202。所述电子元件202与所述端口118相对应，且从所述端口118部分露出。如此用户可将一usb设备通过所述端口118插入，进而与所述电子元件202建立电性连接。

可以理解，所述切换电路17设置于所述容置空间114内，且位于所述端口118与所述第二侧部117之间。所述切换电路17的一端电连接至所述第二辐射段a12靠近所述端口118的一侧，另一端电连接至所述接地部a2，即接地。

请一并参阅图5，所述切换电路17包括切换开关171及至少一切换元件173。所述切换电路17包括两个切换元件173。所述切换开关171电连接至所述第二辐射段a12。每一个所述切换元件173可以为电感、电容、或者电感与电容的组合。所述切换元件173之间相互并联，且其一端电连接至所述切换开关171，另一端则电连接至所述接地部a2，即接地。如此，通过控制所述切换开关171的切换，可使得所述第二辐射段a12切换至不同的切换元件173。由于每一个切换元件173具有不同的阻抗，因此通过所述切换开关171的切换，可调整所述第二辐射段a12的频段，即第二频段，进而使得所述天线结构100的低频涵盖至lteband28频段(704-803mhz)、gsm850频段及egsm900频段。

可以理解，当电流自所述馈入源12进入后，电流将通过所述匹配电路13流入所述第一辐射段a11，并通过所述连接部15接地。如此，所述馈入源12、所述第一辐射段a11及所述连接部15共同构成一倒f型天线，进而激发出所述第一模态以产生第一频段的辐射信号。当电流自所述馈入源12进入后，电流将通过所述匹配电路13流入所述第二辐射段a12，并通过所述切换电路17接地。如此，所述馈入源12、所述第二辐射段a12及所述切换电路17共同构成另一倒f型天线，进而激发出所述第二模态以产生第二频段的辐射信号。当电流自所述馈入源12进入后，电流将流入所述第二辐射段a12，并通过所述第二辐射段a12耦合至所述耦合部16的耦合段163，以激发出所述第三模态以产生第三频段的辐射信号。

另外，在此架构下，再利用所述匹配电路13的设置来对天线结构100进行匹配调整，使得所述天线结构100的频宽涵盖至704-960mhz及1710-2690mhz，即涵盖目前4glte的全部频段(704-960mhz、1710-1990mhz、2110-2170mhz、2300-2400、2500-2690mhz)。

图6为当所述耦合部16与所述第二辐射段a12之间的间距g为不同值时所述天线结构100的s参数(散射参数)曲线图。其中曲线s61为当耦合部16与所述第二辐射段a12之间的间距g为0.3mm时的s11值。曲线s62为当耦合部16与所述第二辐射段a12之间的间距g为0.5mm时的s11值。曲线s63为当耦合部16与所述第二辐射段a12之间的间距g为0.7mm时的s11值。曲线s64为当耦合部16与所述第二辐射段a12之间的间距g为0.9mm时的s11值。

图7为当所述耦合部16的宽度w为不同值时所述天线结构100的s参数(散射参数)曲线图。其中曲线s71为当耦合部16的宽度w为6mm时的s11值。曲线s72为当耦合部16的宽度w为5.5mm时的s11值。曲线s73为当耦合部16的宽度w为5mm时的s11值。曲线s74为当耦合部16的宽度w为4.5mm时的s11值。曲线s75为当耦合部16的宽度w为4mm时的s11值。

图8为所述天线结构100的s参数(散射参数)曲线图。其中曲线s81为当未设置所述匹配电路13时所述天线结构100的s11值。曲线s82为当设置所述匹配电路13时所述天线结构100的s11值。图9为所述天线结构100的辐射效率曲线图。

显然，所述天线结构100可完整涵盖目前常用的通信系统所需要的系统频宽。例如，所述天线结构100的低频可以涵盖至704-960mhz，而所述天线结构100的中高频可以涵盖至1710-1990mhz、2110-2170mhz、2300-2400、2500-2690mhz，符合天线设计需求。

如上所述，所述天线结构100通过设置所述壳体11，并将所述壳体11划分为间隔设置的辐射部a1及接地部a2。所述天线结构100还设置有耦合部16，所述耦合部16与所述辐射部a1间隔耦合设置，且所述耦合部16可有效屏蔽阻隔电子元件202与所述辐射部a1，进而防止所述电子元件202对所述天线结构100的辐射造成影响。另外，所述耦合部16的设置可使得所述天线结构100额外产生一谐振模态，再利用所述匹配电路13的设置，达到宽频的效果。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。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。