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CN108832272B - 电子设备及其天线结构 - Google Patents

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CN108832272B
CN108832272B CN201810533925.0A CN201810533925A CN108832272B CN 108832272 B CN108832272 B CN 108832272B CN 201810533925 A CN201810533925 A CN 201810533925A CN 108832272 B CN108832272 B CN 108832272B
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Abstract

本公开是关于一种电子设备及其天线结构，该天线结构应用于电子设备，可以包括：导电边框，所述导电边框包括：断缝，所述断缝供所述天线结构实现信号辐射；由所述断缝分割所述导电边框形成的第一导电框段，所述第一导电框段上靠近所述断缝处设有馈点，所述第一导电框段包括从所述馈点至远离所述断缝的延伸部，所述延伸部与第一接地部件配合形成槽体；与所述馈点电连接的信号发生电路，所述信号发生电路在被输入信号源的情况下可生成L5频段信号，使得所述槽体可生成L1频段信号。通过本公开的技术方案，可在仅采用一个馈点的情况下生成L5频段信号、L1频段信号，从而提升天线结构的性能，减少对电子设备内部空间的占用。

Description

电子设备及其天线结构
技术领域
本公开涉及天线技术领域，尤其涉及一种电子设备及其天线结构。
背景技术
随着手机、平板等电子设备在人们日常生活中的应用越来越广泛，人们对电子设备的结构和功能也在不断提出新的需求，比如要求更小的设备规格、更大的屏占比、手感更佳的金属壳体等。
然而，电子设备的任何结构和功能上的变化，都可能对天线结构的性能造成影响，从而影响电子设备最为基础的通讯功能、降低人们的使用体验。
发明内容
本公开提供一种方法及装置、电子设备，以解决相关技术中的不足。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种天线结构，应用于电子设备，包括：
导电边框，所述导电边框包括：断缝，所述断缝供所述天线结构实现信号辐射；由所述断缝分割所述导电边框形成的第一导电框段，所述第一导电框段上靠近所述断缝处设有馈点，所述第一导电框段包括从所述馈点至远离所述断缝的延伸部，所述延伸部与第一接地部件配合形成槽体；
与所述馈点电连接的信号发生电路，所述信号发生电路在被输入信号源的情况下可生成L5频段信号，使得所述槽体生成L1频段信号。
可选的，在所述信号发生电路被输入所述信号源的情况下，所述槽体还可生成5GHz频段的信号；
其中，所述槽体的基模可生成L1频段信号，所述槽体的高次模可生成5GHz频段的信号。
可选的，所述信号发生电路包括第一电容、第二电容、第一电感和第二电感；
所述第一电容与所述第二电容串联，且所述第一电容可连接至所述信号源；
所述第二电容位于所述馈点与所述第一电容之间；
所述第一电感的一端连接至所述第二电容的第一端、另一端接地；
所述第二电感的一端连接至所述第二电容的第二端、另一端接地。
可选的，所述信号发生电路包括第三电容、第三电感和第四电感；
所述第三电容可连接至所述信号源；
所述第三电感与所述第三电容串联，且位于所述馈点与所述第三电容之间；
所述第四电感的一端连接至所述第三电感靠近所述馈点的一端，另一端接地。
可选的，还包括：
由所述断缝分割所述导电边框形成的第二导电框段，所述第二导电框段与第二接地部件电连接，在所述第二导电框段的延伸方向上，所述第二导电框段超出所述第二接地部件的长度在预设阈值之内；
第四电容，所述第四电容的一端连接至所述第一导电框段、另一端接地；
其中，在所述信号发生电路被输入信号源的情况下，所述第四电容可生成2.4GHz频段的信号。
可选的，还包括：
由所述断缝分割所述导电边框形成的第二导电框段，所述第二导电框段与第二接地部件电连接，在所述第二导电框段的延伸方向上，所述第二导电框段超出所述第二接地部件预设长度；
其中，在所述信号发生电路被输入信号源的情况下，所述第二导电框段超出所述第二接地部件的超出部分可生成2.4GHz频段的信号。
可选的，所述预设长度不小于10mm。
可选的，还包括：
导电枝节，所述导电枝节位于所述超出部分与所述第一接地部件之间；
其中，在所述信号发生电路被输入信号源的情况下，所述导电枝节与所述第二导电框段的距离以及在预设方向上的长度与所述信号发生电路、所述槽体、所述超出部分生成的信号的频率相关联。
可选的，所述导电枝节包括以下任一：金属片、激光直接成型图案、柔性电路板。
可选的，在所述信号发生电路被输入信号源的情况下，所述信号发生电路还可生成2.4GHz频段的信号；
所述信号发生电路包括第一谐振电路、第二谐振电路和第五电容，所述第一谐振电路与所述第二谐振电路串联，且所述第一谐振电路位于所述馈点与所述第二谐振电路之间；所述第二谐振电路与所述第五电容串联，所述第一谐振电路包括第六电容和第五电感，所述第二谐振电路包括第七电容和第六电感；
其中，在所述第五电容连接至所述信号源的情况下，所述第一谐振电路可生成L5频段信号，所述第二谐振电路可生成2.4GHz频段的信号。
可选的，所述第一接地部件包括以下任一：所述电子设备的中框、屏幕模组、印制电路板。
可选的，所述槽体的长度不小于20mm。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括：如上述实施例中任一所述的天线结构。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由上述实施例可知，本公开利用导电边框的辐射能力，通过导电边框与断缝、第一接地部件形成槽体，并和信号发生电路(与馈点电连接)共同配合，可在仅采用一个馈点的情况下生成L5频段信号、L1频段信号，从而提升天线结构的性能，减少对电子设备内部空间的占用。
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
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。
图1是根据一示例性实施例示出的一种导电边框的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的另一种导电边框的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种信号发生电路的示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种信号发生电路的示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的“四频天线”的回波损耗的示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的另一种导电边框的示意图。
图7是根据一示例性实施例示出的另一种导电边框的示意图。
图8是根据一示例性实施例示出的另一种导电边框的示意图。
图9是根据一示例性实施例示出的另一种信号发生电路的示意图。
具体实施方式
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申请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、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请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。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、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，在不脱离本申请范围的情况下，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”。
随着信息技术的发展，卫星定位系统的技术已经获得了巨大的进步，并充分运用到了智能手机、平板电脑等电子设备中。为了提升卫星导航的定位精度，现已经在原有工作频段的基础上增加了频段为1176.45MHz(L5频段信号)的GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)信号作为民用信号。相应的，为了提升电子设备的定位精度，也需要在电子设备中也增设相应的频段。
在相关技术中，在电子设备原来频段的基础上，通过新增加工作于L5频段信号的天线来实现电子设备对L5频段信号的支持。然而，出于便携等用户需求，电子设备的规格尺寸受限。虽然新增天线的方式可实现对L5频段信号的支持，但是过多占用了电子设备的内部空间。进一步的，在内部空间有限的情况下，新增的天线严重挤占了原有天线的辐射空间。例如，L1频段信号(1.575GHz)与L5频段信号的频率间隔较小，导致两个天线的隔离度较差，新增的天线(工作于L5频段信号的天线)严重影响了原有L1频段信号的天线的性能。
因此，本公开通过对生成L5频段信号的方式进行改进，以解决相关技术中存在的上述技术问题。本公开的天线结构应用于电子设备，可包括导电边框和信号发生电路两部分；下面结合具体场景和附图对导电边框和信号发生电路分别进行详细描述。
1、导电边框
请参见图1，图1是根据一示例性实施例示出的导电边框的示意图。如图1所示，导电边框1可以为电子设备的金属边框(图1示出的为电子设备的右上角部分)，包括：断缝11和第一导电框段12。其中，断缝11供天线结构实现信号辐射；第一导电框段12由断缝11分割导电边框1形成。第一导电框段12上靠近断缝11处设有馈点121(图1中未示出)，其中，第一接地部件21可以包括以下任一：电子设备的中框、屏幕模组、印制电路板。
为了便于观察和描述，下面将图1中的金属结构抽象化得到图2所示的等效图。如图2所示，第一导电框段12包括从馈点121至远离断缝11(即图2所示的右方向)的延伸部122，延伸部122与第一接地部件21配合形成槽体P。其中，槽体P的长度不小于20mm。需要说明的是，本公开的天线结构中槽体P的形状因天线结构所在位置而存在差异。比如，由于图1、2中的导电边框为电子设备的右上角部分，导致形成的槽体P为“L”形状。那么此时槽体P的长度为横向部分长度L1与纵向部分长度L2之和。当然，槽体P还可以是其他任意形状，本公开并不对此进行限制。
2、信号发生电路
信号发生电路与图2中的馈点121电连接；其中，在信号发生电路被输入信号源的情况下，信号发生电路可生成L5频段信号，使得槽体P可生成L1频段信号。可见，本公开的天线结构可在仅采用一个馈点的情况下生成L5频段信号、L1频段信号，而无需新增加工作于L5频段信号的天线来实现电子设备对L5频段信号的支持，从而节省了电子设备的内部空间。同时，避免了因新增天线(工作于L5频段信号)而挤占原有天线辐射空间的问题，从而提升了天线结构的性能。
下面结合电路图对信号发生电路的组成进行详细说明。
在一实施例中，如图3所示，信号发生电路可以包括：第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2。其中，第一电容C1与第二电容C2串联，且第一电容C1可连接至信号源；第二电容C2位于馈点121与第一电容C1之间；第一电感L1的一端(即图3所示L1的上端)连接至第二电容C2的第一端(即图3所示C2的左端)、另一端(即图3所示L1的下端)接地；第二电感L2的一端(即图3所示L2的上端)连接至第二电容C2的第二端(即图3所示C2的右端)、另一端(即图3所示L2的下端)接地。
举例而言，图3所示的信号发生电路中各器件的参数取值可如表1所示：
Figure BDA0001677275110000061
Figure BDA0001677275110000071
表1
在另一实施例中，如图4所示，信号发生电路可以包括：第三电容C3、第三电感L3和第四电感L4。其中，第三电容C3可连接至信号源；第三电感L3与第三电容C3串联，且位于馈点121与第三电容C3之间；第四电感L4的一端(即图4所示L4的上端)连接至第三电感L3靠近馈点121的一端(即图4所示L3的右端)，另一端(即图4所示L4的下端)接地。
举例而言，图4所示的信号发生电路中各器件的参数取值可如表2所示：
器件 取值
第三电容C3 1pF
第三电感L3 8.2nH
第四电感L4 10nH
表2
需要说明的是，图3和图4中各器件(电容、电感)的参数取值可根据实际情况灵活调整，本公开并不对此进行限制。
在本公开的技术方案中，还可在上述天线结构的基础上新增工作于WIFI信号(5GHz和2.4GHz频段的信号)的结构，从而实现“四频天线”的结构，即仅采用一个馈点的情况下生成L5频段信号、L1频段信号、5GHz频段的信号和2.4GHz频段的信号。例如，通过控制各器件的参数取值，可调节“四频天线”的回波损耗如图5所示。其中，各点的坐标如表3所示：
Figure BDA0001677275110000072
Figure BDA0001677275110000081
表3
通过“四频天线”的结构，可以节省电子设备的内部空间。同时，可以避免因新增天线而挤占原有天线辐射空间的问题，从而提升了天线结构的性能。下面分别对生成5GHz和2.4GHz频段的信号的技术方案进行说明。
1、5GHz
在信号发生电路被输入信号源的情况下，图2所示的槽体P还可生成5GHz频段的信号。作为一示例性实施例，槽体P的基模可用于生成L1频段信号，槽体P的高次模可用于生成5GHz频段的信号。当然，槽体P的形状和长度(保证不小于20mm即可)可根据实际情况灵活设定，本公开并不对此进行限制。
2、2.4GHz
1)第二导电框段13
在本公开的天线结构中，可通过由断缝11分割导电边框1形成的第二导电框段13来生成2.4GHz频段的信号。如图2所示，本公开的天线结构还包括由断缝11分割导电边框1形成的第二导电框段13，第二导电框段13与第二接地部件22电连接。其中，第二接地部件22可以包括以下任一：电子设备的中框、屏幕模组、印制电路板。需要说明的是，第一接地部件21和第二接地部件22可以是同一接地部件，也可以是相互独立的不同接地部件；而当第一接地部件21和第二接地部件22是相互独立的不同接地部件时，第一接地部件21和第二接地部件22的电势相等，且两者与信号发生电路中的地的电势也相等。
而针对第二导电框段13超出第二接地部件22的超出部分131的长度(在第二导电框段13的延伸方向上)不同，可分为以下两种情况：
(1)超出部分131的长度在预设阈值之内
如图6所示，在第二导电框段13的延伸方向(即图6中的横向)上，若第二导电框段13超出第二接地部件22的长度L3(即超出部分131的横向长度)在预设阈值之内，则可通过在第一导电框段12和地之间新增一个电容来实现对2.4GHz频段的信号的支持。作为一示例性实施例，本公开的天线结构还包括：第四电容C4，第四电容C4的一端(即图6所示C4的上端)连接至第一导电框段12、另一端(即图6所示C4的下端)接地。其中，在信号发生电路被输入信号源的情况下，第四电容C4可生成2.4GHz频段的信号。需要说明的是，第一导电框段12与第四电容C4连接的位置可根据实际情况灵活设定，本公开并不对此进行限制。例如，如图6所示，可在第一导电框段12的中部连接第四电容C4。其中，第四电容C4的具体取值可根据实际情况灵活设定，本公开并不对此进行限制。例如，第四电容C4可以为1pF。
而针对接地的方式，可将第四电容C4的下端与第一接地部件21电连接。另外，预设阈值的具体取值可根据实际情况灵活设定(比如，可以是5mm、6.2mm等)，本公开并不对此进行限制。
(2)超出部分131的长度超过预设长度
如图2所示，在第二导电框段13的延伸方向(即图2中的横向)上，若第二导电框段13超出第二接地部件22预设长度(即超出部分131的横向长度超过预设长度)，则可通过该超出部分131来实现对2.4GHz频段的信号的支持。作为一示例性实施例，在第二导电框段13的延伸方向上，第二导电框段13超出第二接地部件22预设长度；其中，在信号发生电路被输入信号源的情况下，第二导电框段13超出第二接地部件22的超出部分131可生成2.4GHz频段的信号。而针对预设长度的具体取值，可根据实际情况灵活设定，本公开并不对此进行限制。例如，预设长度不小于10mm。
在本实施例中，还可通过添加导电枝节对天线结构生成的各个信号的频率进行微调。作为一示例性实施例，如图2和图7所示，本公开的天线结构还可包括：导电枝节31，导电枝节31位于超出部分131与第一接地部件21之间。其中，在信号发生电路被输入信号源的情况下，导电枝节31与第二导电框段13的距离以及在预设方向上的长度与信号发生电路、槽体P、超出部分131生成的信号的频率相关联。
举例而言，如图7所示，导电枝节31与第二导电框段13的距离越近，信号发生电路、槽体P、超出部分131生成的信号的频率越低；导电枝节31的纵向长度(可理解为导电枝节31的宽度)越大，信号发生电路、槽体P、超出部分131生成的信号的频率越低；导电枝节31的横向长度(可理解为导电枝节31的长度)越大，信号发生电路、槽体P、超出部分131生成的信号的频率越低。其中，导电枝节31可以是金属片、LDS pattern(LDS，Laser-Direct-structuring；激光直接成型图案)、FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)。
2)信号发生电路
作为一示例性实施例，还可通过信号发生电路来生成2.4GHz频段的信号，即在信号发生电路被输入信号源的情况下，信号发生电路还可生成2.4GHz频段的信号。那么，如图8所示，可将超出部分131的长度L3设定在预设阈值之内，且无需第四电容C4来生成2.4GHz频段的信号。
如图9所示，信号发生电路可包括第一谐振电路91、第二谐振电路92和第五电容C5，第一谐振电路91与第二谐振电路92串联，且第一谐振电路91位于馈点121与第二谐振电路92之间；第二谐振电路92与第五电容C5串联，第一谐振电路91包括第六电容C6和第五电感L5，第二谐振电路92包括第七电容C7和第六电感L6。其中，在第五电容C5连接至信号源的情况下，第一谐振电路91可生成L5频段信号，第二谐振电路92可生成2.4GHz频段的信号。
举例而言，图9所示的信号发生电路中各器件的参数取值可如表4所示：
器件 取值
第五电容C5 0.5pF
第六电容C6 4.7pF
第七电容C7 0.3pF
第五电感L5 2.7nH
第六电感L6 8nH
表4
需要说明的是，图9中各器件(电容、电感)的参数取值可根据实际情况灵活调整，本公开并不对此进行限制。
本公开还提供了一种电子设备，该电子设备中可以包含上述任一实施例中的天线结构。而关于该电子设备中天线结构的描述，可参考上述实施例，在此不再赘述。
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。本申请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。
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。

Claims (7)

1.一种天线结构，应用于电子设备，其特征在于，包括：
导电边框，所述导电边框包括：断缝，所述断缝供所述天线结构实现信号辐射；由所述断缝分割所述导电边框形成的第一导电框段，所述第一导电框段上靠近所述断缝处设有馈点，所述第一导电框段包括从所述馈点至远离所述断缝的延伸部，所述延伸部与第一接地部件配合形成槽体，所述延伸部通过所述第一接地部件接地；
与所述馈点电连接的信号发生电路，所述信号发生电路在被输入信号源的情况下可生成L5频段信号，使得所述槽体可生成L1频段信号，所述L5频段信号是由所述信号发生电路和所述第一导电框段共同产生的信号；
还包括：
由所述断缝分割所述导电边框形成的第二导电框段，所述第二导电框段与第二接地部件电连接，所述第二导电框段超出所述第二接地部件的超出部分的长度在预设阈值之内，所述超出部分靠近所述断缝；
第四电容，所述第四电容的一端连接至所述第一导电框段，所述第四电容的另一端接地；
其中，在所述信号发生电路被输入信号源的情况下，所述第四电容可生成2.4GHz频段的信号。
2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，在所述信号发生电路被输入所述信号源的情况下，所述槽体还可生成5GHz频段的信号；
其中，所述槽体的基模可生成L1频段信号，所述槽体的高次模可生成5GHz频段的信号。
3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述信号发生电路包括第一电容、第二电容、第一电感和第二电感；
所述第一电容与所述第二电容串联，且所述第一电容可连接至所述信号源；
所述第二电容位于所述馈点与所述第一电容之间；
所述第一电感的一端连接至所述第二电容的第一端，所述第一电感的另一端接地，所述第二电容的第一端是所述第二电容远离所述馈点的一端；
所述第二电感的一端连接至所述第二电容的第二端，所述第二电感的另一端接地，所述第二电容的第二端是所述第二电容靠近所述馈点的一端。
4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述信号发生电路包括第三电容、第三电感和第四电感；
所述第三电容可连接至所述信号源；
所述第三电感与所述第三电容串联，且位于所述馈点与所述第三电容之间；
所述第四电感的一端连接至所述第三电感靠近所述馈点的一端，另一端接地。
5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述第一接地部件包括以下任一：所述电子设备的中框、屏幕模组、印制电路板。
6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述槽体的长度不小于20mm。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-6中任一项所述的天线结构。
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