天线结构及具有该天线结构的无线通信装置的制作方法

本发明涉及一种适用于多频段的天线结构及具有该天线结构的无线通信装置。

背景技术：

随着现代通信技术的发展，移动装置成为人们生活中不可或缺的一部分，通信系统对通信效率要求越来越高。第五代移动通信技术5g可实现速度更快及网络容量更大的通信需求，而为了实现这个需求使用多天线设计mimo(multiple-inputmultiple-output，多入多出)架构是常用的设计。但是在移动装置的有限空间内同时放入适用于2g、3g、4g天线和5gmimo等多个天线的架构对天线设计与移动装置结构设计是重大的课题。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种适用于多频段的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，应用于无线通信装置中，包括至少一个天线单元，所述至少一个天线单元彼此独立设置，每一个天线单元均包括第一天线、第二天线及切换单元，所述第一天线为wifi2.4g/5g天线，所述第二天线为5g天线，所述第一天线通过所述切换单元连接至所述第二天线的不同位置，进而形成不同的下地路径，以切换所述第二天线的不同频段。

一种无线通信装置，包括所述天线结构。

所述天线结构通过设置至少一个天线单元，每个天线单元的结构均相同，因此可使得该至少一个天线单元构成mimo架构。每一个天线单元均包括相应的第一天线及第二天线，再通过设置所述切换单元，以使得所述第一天线结合所述切换单元切换下地路径，进而使得所述第二天线构成的5g天线可实现频段切换功能，同时节省天线设计空间。另外，由于所述天线单元独立设置，因此可使得其中的5g天线(即第二天线)在5g频段彼此相互独立，可同时收发无线信号，并实现5g的上传及下载速度，从而提高了通信效率。

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所示天线结构中天线单元的部分结构示意图。

图3为图2所示第一天线与第二天线的电压驻波比(voltagestandingwaveratio，vswr)曲线图。

主要元件符号说明

天线结构100

天线单元11、12、13、14

第一天线111

馈入段1111

第一辐射臂1112

第二辐射臂1113

第三辐射臂1114

第一辐射段1115

第二辐射段1116

接地段1117

第二天线113

开槽1131

切换单元115

第三天线117

无线通信装置200

接地面201

信号馈入点203

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“和/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，本发明实施例提供一种天线结构100，应用于无线通信装置200。所述无线通信装置200可为但不限于为移动电话、平板电脑、笔记本电脑及个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)等。所述无线通信装置200通过所述天线结构100收发多频段的无线信号，以实现无线通信。

所述天线结构100包括至少一个天线单元，例如四个天线单元11-14。本实施例中，所述天线结构100可设置于一接地面201(例如无线通信装置200的中框)上，以通过所述接地面201接地。另外，所述天线结构100还与一电路板(图未示)电连接，以从所述电路板馈入电源信号。

可以理解，所述天线结构100也可设置于其他载体上，以及通过其他方式进行馈电及接地。例如所述天线结构100可直接设置于所述电路板上，并通过所述电路板进行馈电及接地，或者通过所述无线通信装置200的金属壳体进行接地处理。

在本实施例中，四个天线单元11-14分别设置于所述无线通信装置200的四个角上，并构成4*4的mimo(multiple-inputmultiple-output，多入多出)架构。例如，所述天线单元11设置于所述无线通信装置200的左上角。所述天线单元12设置于所述无线通信装置200的右上角。所述天线单元13设置于所述无线通信装置200的左下角。所述天线单元14设置于所述无线通信装置200的右下角。

在本实施例中，四个天线单元11-14的形状及结构均相同，在此以其中一个天线单元，例如天线单元11为例，对其结构进行说明。

在本实施例中，所述天线单元11包括第一天线111、第二天线113、切换单元115及第三天线117。

请参阅图2，所述第一天线111为wifi2.4g/5g天线，用以收发wifi2.4g及wifi5g的信号。在本实施例中，所述第一天线111包括馈入段1111、第一辐射臂1112、第二辐射臂1113、第三辐射臂1114、第一辐射段1115、第二辐射段1116及接地段1117。

所述馈入段1111呈直条状，其一端电连接至所述电路板的信号馈入点203，以为所述第一天线111馈入电流信号。所述第一辐射臂1112大致呈直条状，其一端垂直连接至所述馈入段1111的一端，以与所述馈入段1111构成大致呈l形的结构。所述第二辐射臂1113大致呈直条状。其一端垂直连接至所述第一辐射臂1112远离所述馈入段1111的一端，另一端沿平行所述馈入段1111的方向延伸。所述第三辐射臂1114大致呈直条状，其一端垂直连接至所述第二辐射臂1113远离所述第一辐射臂1112的一端，另一端沿平行所述第一辐射臂1112且靠近所述馈入段1111的方向延伸。

在本实施例中，所述馈入段1111的长度大于所述第二辐射臂1113的长度，所述第三辐射臂1114的长度小于所述第一辐射臂1112的长度。所述馈入段1111与所述第二辐射臂1113设置于所述第一辐射臂1112的同一侧，且与所述第一辐射臂1112构成大致呈u形的结构。所述第三辐射臂1114与所述第一辐射臂1112设置于所述第二辐射臂1113的同一侧，且与所述第二辐射臂1113构成大致呈u形的结构。

在本实施例中，所述第一辐射段1115大致呈直条状，其设置于所述馈入段1111与所述第一辐射臂1112的连接处，且沿远离所述第一辐射臂1112的方向延伸。即，所述第一辐射段1115与所述第一辐射臂1112设置于所述馈入段1111的同一端，且沿相反的方向延伸，并共同与所述馈入段1111构成大致呈t形的结构。

所述第二辐射段1116大致呈直条状，其一端垂直连接至所述第一辐射段1115远离所述馈入段1111的端部，另一端沿平行所述馈入段1111的方向延伸，以与所述第一辐射段1115构成大致呈l形的结构。

在本实施例中，所述第一辐射段1115的长度小于所述第一辐射臂1112的长度。所述第二辐射段1116的长度小于所述第二辐射臂1113的长度。所述第一辐射臂1112、第二辐射臂1113以及第三辐射臂1114的整体长度大于所述第一辐射段1115及第二辐射段1116的整体长度。

在本实施例中，所述接地段1117大致呈直条状。所述接地段1117的一端垂直连接至所述馈入段1111靠近所述第二辐射臂1113的一侧，并沿平行所述第一辐射臂1112且靠近所述第三辐射臂1114的方向延伸。

可以理解，当电流自所述信号馈入点203馈入后，所述电流将依次流经所述馈入段1111、所述第一辐射臂1112、第二辐射臂1113以及第三辐射臂1114，进而激发一第一模态以产生第一频段的辐射信号。同时，所述电流还将依次流经所述馈入段1111、所述第一辐射段1115及第二辐射段1116，进而激发一第二模态以产生第二频段的辐射信号。在本实施例中，所述第一模态为wifi2.4g模态，所述第二模态为wifi5g模态。所述第一频段为wifi2.4g频段。所述第二频段为wifi5g频段。即所述馈入段1111、所述第一辐射臂1112、第二辐射臂1113以及第三辐射臂1114共同构成wifi2.4g天线。所述馈入段1111、所述第一辐射段1115及第二辐射段1116构成wifi5g天线。

可以理解，在其他实施例中，所述第一天线111的形状及结构不局限于上述所述，其可根据无线通信装置200的设计要求，呈现多种不同的结构。

所述第二天线113为5g天线，用于收发5g频段的无线信号。在本实施例中，所述第二天线113大致呈矩形片状。所述第二天线113可以为所述无线通信装置200的中框上的金属片或者其他结构。所述第二天线113的一侧开设有一开槽1131。所述开槽1131大致呈长条状，其自所述第二天线113的一侧沿平行所述第一辐射臂1112的方向水平延伸，进而使得所述第二天线113构成一槽孔天线。

可以理解，在本实施例中，所述切换单元115包括连接端1151、第一切换端1153、第二切换端1155及第三切换端1157。所述连接端1151与所述第一天线111的接地段1117相连。所述第一切换端1153、第二切换端1155及第三切换端1157则分别连接至所述开槽1131的不同位置，例如第一位置g1、第二位置g2及第三位置g3。所述第一位置g1、第二位置g2、第三位置g3依次间隔设置，且沿逐渐远离所述开槽1131的开口端的方向设置。

在本实施例中，通过将所述连接端1151分别切换至不同的切换端(例如第一切换端1153、第二切换端1155及第三切换端1157)，进而使得所述第一天线111连接至不同的接地位置，以形成不同的下地路径至所述开槽1131。也就是说，所述第二天线113可通过不同的位置连接至所述第一天线111，进而达成切换频段的效果。例如，当所述连接端1151切换至所述第一切换端1153时，所述第一天线111通过所述第一切换端1153连接至所述第二天线113的第一位置g1，进而使得所述第二天线113构成的槽孔天线切换至第一耦合频段。当所述连接端1151切换至所述第二切换端1155时，所述第一天线111通过所述第二切换端1155连接至所述第二天线113的第二位置g2，进而使得所述第二天线113构成的槽孔天线切换至第二耦合频段。当所述连接端1151切换至所述第三切换端1157时，所述第一天线111通过所述第三切换端1157连接至所述第二天线113的第三位置g3，进而使得所述第二天线113构成的槽孔天线切换至第三耦合频段。

在本实施例中，所述第一耦合频段的频率为5g频段3300-3800mhz。所述第二耦合频段的频率为5g频段3800-4400mhz。所述第三耦合频段的频率为5g频段4400-5000mhz。也就是说，所述第二天线113可工作于5gfri定义出的工作频段3300-5000mhz，且通过将所述连接端1151分别切换至不同的切换端，可实现对所述5g频段的切换。

可以理解，请一并参阅图3，图3为所述天线结构100工作于wifi2.4g模态、wifi5g模态及5g模态时的电压驻波比(voltagestandingwaveratio，vswr)曲线图。其中，曲线s31为所述天线结构100工作于wifi2.4g模态时的vswr值。曲线s32为所述天线结构100工作于wifi5g模态时的vswr值。曲线s33为当所述天线结构100中所述连接端1151切换至所述第一切换端1153时，所述天线结构100工作于5g频段3300-3800mhz时的vswr值。曲线s34为当所述天线结构100中所述连接端1151切换至所述第二切换端1155时，所述天线结构100工作于5g频段3800-4400mhz时的vswr值。曲线s35为当所述天线结构100中所述连接端1151切换至所述第三切换端1157时，所述天线结构100工作于5g频段4400-5000mhz时的vswr值。

显然，所述天线结构100中所述第一天线111与所述第二天线113可通过所述切换单元115整合在一起，进而使得所述天线结构100可同时工作在wifi2.4g、wifi5g及5g频段，有效增加了天线结构100的整个工作频宽，且无需额外增加天线设计空间便可使得所述无线通信装置200兼具wifi2.4g/5g功能和5g通信功能。

可以理解，请再次参阅图1，在本实施例中，所述第三天线117为2g/3g/4g天线，用于收发2g、3g、4g频段的无线信号。本实施例中，所述2g/3g/4g天线可根据无线通信装置200的设计要求，呈现多种不同的结构。例如，所述第三天线117可设置于所述无线通信装置200的金属边框上，并工作于相应的低频模态、中频模态及高频模态。其中，所述低频模态的频率为699-960mhz。所述中频模态的频率为1710-2170mhz。所述高频模态的频率为2300-2690mhz。

显然，本发明的天线结构100通过设置多个天线单元11-14，每个天线单元的结构均相同，因此可使得所述多个天线单元11-14构成mimo架构。每一个天线单元均包括相应的第一天线111及第二天线113，再通过设置所述切换单元115，以使得所述第一天线111结合所述切换单元115切换下地路径，进而使得所述第二天线113构成的5g天线可实现频段切换功能，同时节省天线设计空间。另外，由于所述天线单元11-14独立设置，因此可使得其中的5g天线(即第二天线113)在5g频段彼此相互独立，可同时收发无线信号，并实现5g的上传及下载速度，从而提高了通信效率。再者，所述每一个天线单元还设置有第三天线117，进而使得所述第三天线117可与所述第一天线111及第二天线113共同收发2g、3g、4g、5g及wifi2.4g/5g的无线信号，具有应用广泛的功能。

综上所述，尽管为说明目的已经公开了本发明的优选实施例，然而，本发明不只局限于如上所述的实施例，在不超出本发明基本技术思想的范畴内，相关行业的技术人员可对其进行多种变形及应用。