天线结构和折叠式电子设备的制作方法

1.本公开涉及终端技术领域，尤其涉及一种天线结构和折叠式电子设备。


背景技术：

2.当前，折叠式手机已经广泛应用于市场，而基于折叠式手机通常可以工作在折叠状态和展开状态两种不同状态下的特点，导致在折叠状态和展开状态时，折叠式手机两侧的辐射枝节的相对位置关系不同，从而使得在折叠状态下和展开状态下，折叠式手机的天线性能之间存在较大差异。


技术实现要素：

3.本公开提供一种天线结构和折叠式电子设备，以解决相关技术中的不足。
4.根据本公开实施例的第一方面，提供一种天线结构，应用于折叠式电子设备，所述天线结构包括第一金属框和第二金属框；
5.所述第一金属框包括第一本体、第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体的末端与所述第一本体连接，所述第二辐射体的一端与所述第一辐射体配合形成第一缝隙，所述第二辐射体的另一端用于形成第二缝隙，所述第二辐射体与所述第一本体连接；
6.所述第二金属框包括第二本体、第三辐射体和第四辐射体，所述第三辐射体的末端与所述第二本体连接，所述第四辐射体的一端与所述第三辐射体配合形成第四缝隙，所述第四辐射体的另一端用于形成第五缝隙；
7.其中，所述第一金属框和所述第二金属框对折时，第一缝隙与所述第三缝重叠、所述第二缝隙与所述第四缝隙重叠，所述第四辐射体与所述第二辐射体重叠，所述第四辐射体相对于所述第二本体悬浮设置。
8.可选的，所述第二辐射体用于辐射gps频段信号和wifi频段信号；
9.所述第一金属框和所述第二金属框对折且所述第二辐射体辐射wifi频段信号时，所述第二辐射体和所述第四辐射体的电流相位基本相同。
10.可选的，还包括：
11.调谐电路，所述调谐电路包括调谐开关和并联谐振电路，所述调谐开关与所述第三辐射体连接，所述并联谐振电路一端接地、另一端连接至所述调谐开关；
12.所述第一金属框与所述第二金属框平铺时，所述调谐开关切换至与所述并联谐振电路导通，所述并联谐振电路通过所述调谐开关与所述第三辐射体连接。
13.可选的，所述第二辐射体用于辐射gps l1频段信号，所述并联谐振电路的谐振点频率和所述gps l1频段信号的中心频率的差值小于预设阈值。
14.可选的，还包括调谐电路，所述调谐电路包括调谐开关和电感，所述调谐开关与所述第三辐射体连接，所述电感一端接地、另一端连接至所述调谐开关，所述电感的电感值大于设定阈值；
15.所述第一金属框与所述第二金属框平铺时，所述调谐开关切换至与所述电感，所
述电感通过所述调谐开关与所述第三辐射体连接。
16.可选的，所述电感的电感值大于或者等于30nh。
17.可选的，所述调谐电路还包括一条或者多条调谐支路，所述调谐支路一端连接所述调谐开关，另一端接地，每一所述调谐支路包括至少一个调谐元件。
18.可选的，所述第一金属框还包括第五辐射体，所述第五辐射体与所述第二辐射体配合形成所述第二缝隙，所述第五辐射体远离所述第二辐射体的末端与所述第一本体连接；
19.所述第一金属框和所述第二金属框对折时，所述第五辐射体与所述第三辐射体重叠，所述第五辐射体用于辐射位于1.7ghz-2.7ghz的中高频信号。
20.可选的，所述第二辐射体用于辐射gps l1频段信号、wifi 2.4g频段信号和wifi 5g频段信号；
21.所述第一辐射体用于辐射gps l5频段信号。
22.根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括如上述中任一项实施例所述的天线结构。
23.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
24.由上述实施例可知，本公开中将第四辐射体相对于第二本体悬浮设置，可以在第一金属框和第二金属框对折时，相对相关技术通过撤销第四辐射体的接地点，改变第四辐射体的电流相位，来减小闭合状态和折叠状态时第二辐射体所辐射的天线信号之间的性能差异。
25.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
27.图1是相关技术中一种天线结构的示意图。
28.图2是相关技术中天线结构应用的折叠式电子设备处于折叠状态和展开状态时，第二枝节辐射wifi 2.4g频段信号时的效率曲线。
29.图3是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的结构示意图。
30.图4是相关技术中折叠状态下第二枝节辐射wifi 2.4g频段信号时的效率曲线、和本公开中折叠状态下第二辐射体辐射wifi 2.4g频段信号时的效率曲线对比图。
31.图5是相关技术中天线结构在折叠状态下加载不同调谐元件时，第二枝节辐射gps l1频段信号的效率曲线对比图。
32.图6是根据一示例性实施例示出的一种调谐电路的结构示意图。
33.图7是本公开采用图6所示调谐电路时天线结构在折叠状态下第二辐射体辐射wifi 2.4g频段信号的效率曲线、和相关技术中天线结构在折叠状态下加载不同调谐元件时第二枝节辐射gps l1频段信号的效率曲线的对比图。
34.图8是根据一示例性实施例示出的另一种调谐电路的结构示意图。
35.图9是本公开采用图8所示调谐电路时天线结构在折叠状态下第二辐射体辐射
wifi 2.4g频段信号的效率曲线、和相关技术中天线结构在折叠状态下加载不同调谐元件时第二枝节辐射gps l1频段信号的效率曲线的对比图。
具体实施方式
36.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
37.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
38.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
39.图1是相关技术中一种天线结构100的结构示意图。该天线结构100主要应用于折叠式电子设备，如图1所示，该天线结构100包括第一侧边框101和第二侧边框102，在折叠式电子设备处于折叠状态时，该第一侧边框101和第二侧边框102对折，在折叠式电子设备处于展开状态时，该第一侧边框101和第二侧边框102平铺。
40.如图1所示，该第一侧边框101可以形成第一枝节111、第二枝节112和第三枝节113，该第二枝节112位于第一枝节111和第三枝节113之间，且与第一枝节111和第三枝节113分别配合形成缝隙，该第一枝节111和第二枝节112为gps&wifi天线，通过该第一枝节111可以辐射gps l1频段信号，第二枝节112可以辐射gps l5频段信号、wifi2.4频段信号和wifi 5g频段信号，第三枝节113可以用于辐射其他频段信号；第二侧边框102可以形成第四枝节114和第五枝节115，在折叠式电子设备切换至折叠状态时，该第四枝节114与第三枝节113重叠，第五枝节115与第二枝节112重叠。其中，第二枝节112与第一侧边框101的主体连接，第五枝节115与第二侧边框102的主体连接，以通过第一侧边框101的主体和第二侧边框102分别接地，该第二枝节112与第一侧边框101的主体的连接位置和第五枝节115与第二侧边框102的主体的连接位置在折叠式电子设备切换至折叠状态时重叠。
41.在该相关技术中，针对天线结构100进行仿真，在折叠式电子设备切换至闭合状态时，第二枝节112辐射wifi 2.4g频段信号时的电流相位与第五枝节115的电流相位基本相反，导致第五枝节115对第二枝节112辐射wifi 2.4g频段信号起到抑制作用，具体在折叠式电子设备切换至折叠状态时天线结构100的天线效率如图2中的虚线曲线所示，切换至展开状态时天线结构100的天线效率如图2中的实线曲线所示，对比可知，闭合状态下第二枝节112辐射wifi2.4g频段信号时的效率较展开状态时下降明显，闭合状态和展开状态第二枝节112辐射wifi 2.4g频段信号时的性能差异较大。
42.基于此，如图3所示，本公开提供一种天线结构200，该天线结构200可以应用于折
叠式电子设备，该天线结构200可以包括第一金属框1和第二金属框2，该第一金属框1可以包括第一本体11、第一辐射体12和第二辐射体13，该第一辐射体12的末端与第一本体11连接以通过该第一本体11接地，第二辐射体13的一端与第一辐射体12配合形成第一缝隙14，第二辐射体13的另一端可以用于形成第二缝隙15，该第二辐射体13可以第一本体11连接，以通过该第一本体11接地；第二金属框2包括第二本体21、第三辐射体22和第四辐射体23，第三辐射体22的末端与第二本体21连接，以通过该第二本体21接地，第四辐射体23的一端与第三辐射体22配合形成第四缝隙24，第四辐射体23的另一端用于形成第五缝隙25。
43.其中，在折叠式电子设备切换至折叠状态时，第一金属框1和第二金属框2对折，第一缝隙14与第三缝隙24重叠，第二缝隙15与第四缝隙25重叠，并且第四辐射体23与第二辐射体13重叠，该第四辐射体23可以相对于第二本体21悬浮设置，即第四辐射体23不与第二本体21直接导电连接，比如两者之间可以绝缘连接，以此可以在第一金属框1和第二金属框2对折时，通过撤销第四辐射体23的接地点，改变第四辐射体23的电流相位，有利于减小闭合状态和折叠状态时第二辐射体13辐射信号之间的性能差异。
44.比如，以第二辐射体13用于辐射gps频段信号和wifi频段信号为例，第一金属框1和第二金属框2对折且第二辐射体13辐射wifi频段信号时，第二辐射体13和第四辐射体23的电流相位基本相同，以此可以降低第四辐射体23对第二辐射体13辐射wifi频段信号时的抑制，从而减小闭合状态和折叠状态时第二辐射体13辐射信号之间的性能差异。具体地，以第二辐射体13用于辐射gps l1频段信号、wifi 2.4g频段信号和wifi 5g频段信号，第一辐射体12用于辐射gps l5频段信号为例，如图4所示，对比相关技术和本公开技术方案，相关技术中折叠式电子设备处于闭合状态时第二枝节112的性能曲线如图4中虚线所示，本公开中折叠式电子设备处于闭合状态时第二辐射体13的性能曲线如图4实线所示，对比可知，本公开中在闭合状态天线结构200在辐射wifi 2.4g频段信号时的效率较相关技术中提高了3db以上，以此可以减少本公开中天线结构200在闭合状态和折叠状态时第二辐射体13辐射wifi 2.4g频段信号时的性能差异。
45.在前述相关技术中，由于在折叠式电子设备切换至折叠状态时，第三枝节113与第四枝节114重叠，因此可以在第四枝节114的端口116处连接调谐电路117，该通过调节调谐电路117切换加载至端口116处的调谐元件，调节第三枝节113在折叠状态时的天线性能。但是，如图5所示，在折叠状态时，尽管通过调谐电路117保证了第三枝节113的天线性能，但是在端口116处加载不同调谐元件(比如相关技术中调谐元件为0.5pf的电容或者1nh的电感)时对比端口116为开路时的效率变化可知，在端口116处于加载调谐电路117时会影响第二枝节112辐射gps l1频段信号时的天线性能；而且，即使是将调谐电路117全部off时，由于调谐开关本身可以相当于一寄生电容，同样会影响第二枝节112辐射gps l1频段信号时的天线性能。
46.基于存在的这一问题，本公开还提供一种可选的实施方式，仍以图3和图6所示，该天线结构200还可以包括调谐电路3，该调谐电路3可以包括调谐开关31和电感32，该调谐开关31与第三辐射体22连接，电感32的一端接地，另一端与调谐开关31连接；在折叠式电子设备展开在展开状态时，第一金属框1和第二金属框2平铺时，可以控制调谐开关31切换至图6所示的状态，即使得调谐开关31与电感32导通，该电感32可以通过调谐开关31连接至第三辐射体22。其中，该电感32的电感值可以大于预设阈值，该预设阈值可以大于或者等于
30nh，通过大电感的阻断作用，在第二辐射体13辐射任一频段信号时，调谐开关31与电感32导通的电路相对于该任一频段信号为开路，以此可以降低第三辐射体22对第二辐射体13辐射的任一频段信号的抑制作用。
47.举例而言，如图7所示，以第二辐射体13用于辐射gps l1频段信号，电感32的谐振点频率和gps l1频段信号的中心频率的差值小于预设阈值，此时，电感32相对于gps l1频段信号为开路。相关技术折叠状态时，调谐电路117加载0.5pf的电容或者1nh的电感时，第二枝节112辐射gps l1频段信号的效率曲线均如图7中虚线所示，两条虚线基本重合，本公开中在折叠状态时，调谐开关31与电感32导通，电感32的电感值为30nh时，第二辐射体13辐射gps l1频段信号的效率曲线均如图7中实线所示，对比可知，在折叠状态时，本公开中第二辐射体13辐射gps l1频段信号效率明显高于相关技术中第二枝节112辐射gps l1频段信号时的效率。
48.在另一实施例中，如图8所示，该天线结构200还可以包括调谐电路3，该调谐电路3可以包括调谐开关31和并联谐振电路33，该调谐开关3与第三辐射体22连接，并联谐振电路33的一端接地，另一端与调谐开关31连接；在折叠式电子设备展开在展开状态时，第一金属框1和第二金属框2平铺时，可以控制调谐开关31切换至图6所示的状态，即是的调谐开关31与并联谐振电路33导通，该并联谐振电路33可以通过调谐开关31连接至第三辐射体22。基于此，可以通过调整并联谐振电路33的谐振点频率，使得在第二辐射体13辐射任一频段信号时，并联谐振电路33相对于该任一频段信号为开路，以此可以降低第三辐射体22对第二辐射体13辐射的任一频段信号的抑制作用。
49.举例而言，如图9所示，以第二辐射体13用于辐射gps l1频段信号，并联谐振电路33的谐振点频率和gps l1频段信号的中心频率的差值小于预设阈值，此时，并联谐振电路33相对于gps l1频段信号为开路。相关技术折叠状态时，调谐电路117加载0.5pf的电容或者1nh的电感时，第二枝节112辐射gps l1频段信号的效率曲线均如图9中虚线所示，两条虚线基本重合，本公开中在折叠状态时，调谐开关31与并联谐振电路33导通，第二辐射体13辐射gps l1频段信号的效率曲线均如图9中实线所示，对比可知，在折叠状态时，本公开中第二辐射体13辐射gps l1频段信号效率明显高于相关技术中第二枝节112辐射gps l1频段信号时的效率。其中，该预设阈值可以为0.1ghz或者其他数据，主要以并联谐振电路33能够相对于gps l1频段信号为开路作为目的设计。
50.仍以图6和图8所示，该调谐电路3还可以包括多条调谐支路34，该调谐支路34的一端与调谐开关31连接，另一端接地，每一调谐支路34可以包括至少一个调谐元件，该调谐元件可以包括电容或者电感，具体的电容值和电感值可以根据第一金属框1上与第三辐射体22对称设置的枝节所需辐射的频段信号进行设计。当然，在本公开提供的实施例中，以调谐电路3包括多条调谐支路34为例进行说明，在其他实施例中，该调谐电路3也可以包括一条调谐支路34，本公开对此并不进行限制。
51.在上述各个实施例中，第一金属框1还可以包括第五辐射体16，该第五辐射体16可以与第二辐射体13配合形成第二缝隙15，该第五辐射体16远离第二辐射体13的末端与第一本体11连接，以通过该第一本体11接地，在第一金属框1和第二金属框2对折时，该第五辐射体16和第三辐射体22重叠，通过该第五辐射体16可以用于辐射位于1.7ghz-2.7ghz区间内的中高频信号，以此拓展天线结构200的频段覆盖范围。其中，调谐支路34的数量以及每一
调谐元件电感值或者电容值的选取，可以根据第五辐射体16所需覆盖的频段进行设定，本公开对此并不进行限制。
52.基于本公开的技术方案，还提供一种折叠式电子设备，该折叠式电子设备可以包括上述任一项实施例中所述的天线结构200。该折叠式电子设备可以包括折叠手机或者折叠平板等。
53.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
54.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。