天線和用于形成天線的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于具有金屬邊框的電子設備的天線和用于形成天線的方法。所述天線包括：輻射部，利用所述電子設備的金屬邊框來形成；饋電引腳，位于所述輻射部的第一位置上，用于饋送通信信號；接地引腳，位于所述輻射部的第二位置上，用于通過選頻電路連接到地。在本發(fā)明的技術方案中，通過將電子設備的金屬邊框作為天線的輻射部分、并利用選頻電路來獲得所期望的頻率帶寬，使得電子設備具有良好的金屬質感的同時保證了電子設備的天線性能。
【專利說明】天線和用于形成天線的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領域，更具體地，涉及一種天線和用于形成天線的方法。
【背景技術】
[0002]隨著移動通信技術的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了各種類型的具有通信功能的電子設備，諸如計算機、個人數(shù)字助理、智能通信終端等。所述電子設備具有天線以傳輸信息和數(shù)據(jù)等。此外，所述電子設備作為用戶日常攜帶的電子產(chǎn)品，其外觀設計也為用戶所關注。例如，用戶對電子設備的厚度和金屬質感的要求越來越高，超薄和金屬質感成為移動終端設計的一種趨勢。因此，不但期望作為移動通信設備的電子設備具有優(yōu)良的天線性能、還期望該電子設備具有良好的金屬質感。
[0003]以移動通信設備為例，所述移動通信設備的天線設計通常采用常規(guī)的平面倒F天線(PIFA,Planar Inverted F Antenna)或者單極天線來進行內(nèi)置天線設計,所述內(nèi)置天線都容易受全金屬后殼的影響，導致天線性能的惡化。為此，一種現(xiàn)有的解決方案是對移動通信設備的全金屬后殼做局部掏空處理，以滿足天線的輻射性能。然而，這種局部掏空處理降低了移動通信設備的外觀設計的美感，且使得移動通信設備的整體金屬質感被降低，同時也降低了超薄移動通信設備的結構強度設計。
[0004]此外，存在電子設備采用微帶饋電縫隙輻射原理的天線設計方案，該天線也存在容易被手握到而使天線性能嚴重下降的問題，同時微帶饋電縫隙也影響電子設備的外觀和結構設計。
[0005]因此，電子設備的現(xiàn)有天線設計難以在保證天線性能的同時使電子設備具有良好的金屬質感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例提供了 一種天線和用于形成天線的方法，其能夠使電子設備具有良好的金屬質感的同時保證電子設備的天線性能。
[0007]一方面，提供了一種天線，用于具有金屬邊框的電子設備，所述天線包括:輻射部，利用所述電子設備的金屬邊框來形成；饋電引腳，位于所述輻射部的第一位置上，用于饋送通信信號；接地引腳，位于所述輻射部的第二位置上，用于通過選頻電路連接到地。
[0008]優(yōu)選地，所述饋電引腳可通過天線帶寬匹配網(wǎng)絡連接到通信信號收發(fā)器，從而展寬所述天線的頻率帶寬。
[0009]優(yōu)選地，所述第一位置和第二位置可以根據(jù)所述金屬邊框的周長、寬度和電導率確定。
[0010]優(yōu)選地，所述天線還包括:附加接地引腳，位于所述輻射部的第三位置上，用于通過附加選頻電路與地連接，其中，所述選頻電路用于傳送第一頻率帶寬的通信信號，所述附加選頻電路用于傳送第二頻率帶寬的通信信號，所述第一頻率帶寬中的頻率高于所述第二頻率帶寬中的頻率。[0011]優(yōu)選地，所述金屬邊框可以為四邊形，所述第一位置可位于所述金屬邊框的一個角處，第二位置和第三位置可位于所述金屬邊框的同一邊上。
[0012]優(yōu)選地，與所述接地引腳連接的所述地可以是所述電子設備的電路主板的地。
[0013]優(yōu)選地，所述金屬邊框可以是全金屬邊框。
[0014]另一方面，提供了一種用于形成天線的方法，用于具有金屬邊框的電子設備，所述方法包括:利用所述電子設備的金屬邊框來形成輻射部；在所述輻射部的第一位置上形成饋電引腳，以饋送通信信號；在所述輻射部的第二位置上形成接地引腳；以及將所述接地引腳通過選頻電路連接到地。
[0015]在本發(fā)明實施例的上述天線和用于形成天線的方法的技術方案中，通過將電子設備的金屬邊框作為天線的輻射部分、并利用選頻電路來獲得所期望的頻率帶寬，使得電子設備具有良好的金屬質感的同時保證了電子設備的天線性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0017]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的天線的結構；
[0018]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的天線的結構；
[0019]圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實施例中的天線帶寬匹配網(wǎng)絡的等效電路圖；
[0020]圖4根據(jù)本發(fā)明實施例的用于形成天線的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實施例的天線是基于環(huán)形天線的原理，其可應用于具有金屬邊框的任何電子設備，例如計算機、個人數(shù)字助理、智能通信終端等。以所述電子設備為智能通信終端為例，所述金屬邊框可以是智能通信終端的外殼中圍繞屏幕的金屬邊框，也可以是智能通信終端的外殼中能夠形成環(huán)形的其它金屬區(qū)域。例如，所述金屬邊框可以是全金屬邊框。此外，所述電子設備的外殼中用作天線的部分除了可以為金屬之外，還可以是任何其它的導體。
[0023]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的天線100的結構。
[0024]所述天線100包括:輻射部110，利用所述電子設備的金屬邊框來形成；饋電引腳120，位于所述輻射部的第一位置Pl上，用于饋送通信信號；接地引腳130，位于所述輻射部的第二位置P2上，用于通過選頻電路131連接到地。
[0025]所述輻射部110是利用所述電子設備的金屬邊框來形成的，用于輻射由饋電引腳120饋送的通信信號。因為該輻射部110是利用電子設備的金屬邊框形成，即是電子設備的金屬外殼的一部分，所以該輻射部不受金屬外殼的遮擋影響。此外，由金屬邊框形成的該輻射部滿足了電子設備的外觀設計和結構設計的金屬質感要求，尤其適合于要求金屬質感的電子設備。根據(jù)本發(fā)明的天線將金屬邊框的不利影響變?yōu)橛欣炀€性能輻射，具有很好的天線輻射效率和性能并且使電子設備具有良好的金屬質感。
[0026]所述饋電引腳120位于所述輻射部110的第一位置Pl上，用于饋送通信信號。在圖1中，為了清楚，將饋電引腳120圖示為從所述第一位置Pl引出的引腳。在具體的使用，該饋電引腳120與第一位置Pl的距離可根據(jù)設計需要適當調(diào)整。所述饋電引腳120將電子設備中處理的通信信號饋送到所述輻射部110來輻射，以進行通信。
[0027]所述接地引腳130位于所述輻射部的第二位置P2上，用于通過選頻電路131連接到地132。所述地132可以是所述電子設備的電路主板的地。所述選頻電路131可以是帶通濾波器，用于從輻射部110可以輻射的頻率帶寬信號中過濾出期望的通信帶寬的信號。在具體的實踐中，可以根據(jù)天線所輻射的信號的不同來選擇合適帶寬的選頻電路。利用該選頻電路131，可以靈活地調(diào)節(jié)通信信號的頻率帶寬，降低了設計難度，并且增加了天線的適用范圍。
[0028]此外，所述第一位置Pl和第二位置P2可以根據(jù)所述金屬邊框的長度、寬度和電導率來設置。在具體的實踐中，可以結合天線的工作頻帶和電子設備的外觀設計，來優(yōu)化所述饋電引腳120的第一位置、和接地引腳130的第二位置P2。
[0029]在本發(fā)明實施例的上述天線中，通過將電子設備的金屬邊框作為天線的輻射部分、并利用選頻電路來獲得所期望的頻率帶寬，使得電子設備具有良好的金屬質感的同時保證了電子設備的天線性能。
[0030]在具體的應用中，可以根據(jù)天線的工作頻帶和電子設備的外觀和結構設計對上述的天線進行如下的變化和修改。下面結合圖2和圖3進行說明。
[0031]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的天線200的結構。
[0032]在該圖2中，輻射部210、饋電引腳220、接地引腳230和選頻電路231與圖1中所示的輻射部110、饋電引腳120、接地引腳130和選頻電路131相同。這里不再詳述。
[0033]圖2中的天線200與圖1中的天線100的區(qū)別主要有以下兩個。一個區(qū)別在于:該天線200還包括附加接地引腳240，位于所述輻射部的第三位置上P3，用于通過附加選頻電路241與地連接，其中，所述選頻電路231用于傳送第一頻率帶寬的通信信號，所述附加選頻電路241用于傳送第二頻率帶寬的通信信號，所述第一頻率帶寬中的頻率高于所述第二頻率帶寬中的頻率。以電子設備為智能通信終端為例，所述金屬邊框為四邊形，所述第一位置Pl可位于所述金屬邊框的一個角處，第二位置P2和第三位置P3可位于所述金屬邊框的同一邊上。該所述一位置P1、第二位置P2和第三位置P3可根據(jù)所述金屬邊框的周長、寬度和電導率來確定。另一個區(qū)別在于:所述天線200中的所述饋電引腳220通過天線帶寬匹配網(wǎng)絡250連接到通信信號收發(fā)器，從而展寬所述天線的頻率帶寬。要注意，在進行天線設計時，可以根據(jù)需要采用圖2與圖1的上述兩個區(qū)別中的任一個或二者。
[0034]所述附加接地引腳240和附加選頻電路241用于增加天線的頻率帶寬。在當前的通信領域中，天線的通信帶寬要求逐漸增加，從先前的雙頻增加到第三代移動通信技術中的五頻(824-960MHz、1710-2170MHz)，甚至更多。所述附加接地引腳240、附加選頻電路241與輻射部210和饋電引腳220形成了頻率低于第一頻率帶寬的第二頻率帶寬(低頻帶寬)，以滿足多頻段的通信需要。
[0035]當要傳送第一頻率帶寬(高頻帶寬)的通信信號時，接地引腳230通過選頻電路231與電子設備的電路主板的地相通，而附加選頻電路241使得附加接地引腳240與電子設備的電路主板的地隔離，從而不傳送第二頻率帶寬(低頻帶寬)的通信信號。此時，饋電引腳220、輻射部210、接地引腳230、選頻電路231和地形成環(huán)形天線的第一頻率帶寬(高頻帶寬)的通路。當要傳送第二頻率帶寬(低頻帶寬)的通信信號時，附加接地引腳240通過附加選頻電路241與電子設備的電路主板的地相通，而選頻電路231使得接地引腳230與電子設備的電路主板的地隔離，從而不傳送第一頻率帶寬(高頻帶寬)的通信信號。此時，饋電引腳220、輻射部210、附加接地引腳240、附加選頻電路241和地形成環(huán)形天線的第二頻率帶寬(低頻帶寬)的通路。這樣，天線200具有了第一頻率帶寬(高頻帶寬)和第二頻率帶寬(低頻帶寬)的工作特性，滿足了電子設備的天線的多頻段工作的需求。要注意，在天線中還可以設置多個的附加接地引腳240與相應的附加選頻電路241，以提供更多的通信頻帶。
[0036]在圖2中，饋電引腳220通過天線帶寬匹配網(wǎng)絡250連接到電子設備的通信信號收發(fā)器，從而展寬所述天線的頻率帶寬。所述天線帶寬匹配網(wǎng)絡250具有展寬天線的通信帶寬的作用。因此，當用戶手握電子設備的外殼而導致天線的工作頻率發(fā)生偏移時，由于利用天線帶寬匹配網(wǎng)絡250展寬了天線的頻率帶寬，偏移后的工作頻率會仍然處于天線的頻率帶寬中，從而避免了由于頻率偏移導致的天線性能下降。
[0037]作為示例，可以使用M型天線匹配網(wǎng)絡作為所述天線帶寬匹配網(wǎng)絡250。圖3圖示了 M型天線匹配網(wǎng)絡的等效電路圖。在圖3中，電感器件L1、電容器件Cl、電感器件L2可用于天線的低頻頻段(例如，所述第二頻率帶寬)的阻抗匹配優(yōu)化，以展寬低頻頻段的天線帶寬、諧振深度和天線輻射效率；電感器件L3和電容器件C2用于進行天線的高頻頻段(例如，所述第一頻率帶寬)的阻抗匹配優(yōu)化，以展寬高頻頻段的天線帶寬、諧振深度和天線輻射效率。
[0038]當接收信號時，通信信號通過本發(fā)明的形成環(huán)形天線的金屬邊框進入天線帶寬匹配網(wǎng)絡250，然后再進入通信信號收發(fā)器進行接收處理；當發(fā)送信號時，通過通信信號收發(fā)器將信號傳輸?shù)教炀€帶寬匹配網(wǎng)絡250，然后再通過金屬邊框輻射出去，從而實現(xiàn)了通信信號的正常收發(fā)。利用所述天線帶寬匹配網(wǎng)絡250實現(xiàn)天線的帶寬展寬目的，降低用戶實際使用情況下的天線頻率偏移對天線性能的影響，實現(xiàn)天線的最佳信號接收和發(fā)射。
[0039]要注意，圖3中的M型天線匹配網(wǎng)絡僅僅是示意性的。在具體應用中，可根據(jù)天線的通信頻帶的數(shù)目和頻率來選擇其它的天線帶寬匹配網(wǎng)絡。
[0040]在圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的天線中，基于環(huán)形天線設計原理采用金屬邊框作為天線輻射本體，結合天線饋電引腳和饋地引腳的位置選擇和選頻電路的優(yōu)化設計，和/或結合天線帶寬匹配網(wǎng)絡來展寬天線的各個頻段的工作帶寬，達到多頻天線設計的目的，并克服了由于手握導致的天線性能嚴重下降的問題。
[0041]圖4根據(jù)本發(fā)明實施例的用于形成天線的方法400的流程圖。該用于形成天線的方法400應用于具有金屬邊框的任何電子設備。所述方法400包括:利用所述電子設備的金屬邊框來形成輻射部(S410);在所述輻射部的第一位置上形成饋電引腳，以饋送通信信號(S420);在所述輻射部的第二位置上形成接地引腳(S430);以及將所述接地引腳通過選頻電路連接到地(S440)。
[0042]在S410中，利用所述電子設備的金屬邊框來形成輻射部。該輻射部用于輻射通信信號。所述金屬邊框可以是電子設備的外殼中圍繞屏幕的金屬邊框，也可以是所述外殼中能夠形成環(huán)形的其它金屬區(qū)域。該金屬邊框例如可以是全金屬邊框。因為輻射部是利用電子設備的金屬邊框(即金屬外殼的一部分)形成，所以該輻射部不受金屬外殼的遮擋影響。此外，由金屬邊框形成的該輻射部滿足了電子設備的外觀設計和結構設計的金屬質感要求，尤其適合于要求金屬質感的電子設備。因此，將金屬邊框的不利影響變?yōu)橛欣炀€性能輻射，具有很好的天線輻射效率和性能并且具有良好的金屬質感。
[0043]在S420中，所述輻射部的第一位置上形成饋電引腳，以饋送通信信號。所述饋電引腳將在電子設備中處理的通信信號饋送到所述輻射部110進行輻射，以進行通信。此外，如前所述，該饋電引腳可通過天線帶寬匹配網(wǎng)絡連接到通信信號收發(fā)器，從而展寬所述天線的頻率帶寬。天線帶寬匹配網(wǎng)絡具有展寬天線的通信帶寬的作用。因此，當用戶手握電子設備的外殼而導致天線的工作頻率發(fā)生偏移時，由于利用天線帶寬匹配網(wǎng)絡展寬了天線的頻率帶寬，偏移后的工作頻率會仍然處于天線的頻率帶寬中，從而避免了由于頻率偏移導致的天線性能下降。天線帶寬匹配網(wǎng)絡的結構可以參見圖3的圖示以及結合圖3進行的描述。
[0044]在S430中，在所述輻射部的第二位置上形成接地引腳。所述第二位置以及S420中的第一位置可根據(jù)金屬邊框的周長、寬度和電導率來確定。在具體的應用中，可以結合天線的工作頻帶和電子設備的外觀設計，來優(yōu)化設置第一位置、和第二位置P2。
[0045]在S440中，將所述接地引腳通過選頻電路連接到地。所述地可以是電子設備的電路主板的地。所述選頻電路可以是帶通濾波器，用于從輻射部110可以輻射的頻率帶寬信號中過濾出期望的通信帶寬的信號。利用該選頻電路，可以靈活地調(diào)節(jié)通信信號的頻率帶寬，降低了設計難度，并且增加了天線的應用靈活性。
[0046]在本發(fā)明實施例的上述用于形成天線的方法中，通過將電子設備的金屬邊框作為天線的輻射部分、并利用選頻電路來獲得所期望的頻率帶寬，使得電子設備具有良好的金屬質感的同時保證了電子設備的天線性能。
[0047]可選地，為了增加天線的頻率帶寬，所述用于形成天線的方法400還可以包括:在所述輻射部的第三位置上形成附加接地引腳；和將所述附加接地引腳通過附加選頻電路連接到地，其中，所述選頻電路用于傳送第一頻率帶寬的通信信號，所述附加選頻電路用于傳送第二頻率帶寬的通信信號，所述第一頻率帶寬中的頻率高于所述第二頻率帶寬中的頻率。
[0048]所述附加接地引腳、附加選頻電路與輻射部和饋電引腳形成了第二頻率帶寬(低頻帶寬)的信號通路；饋電引腳、輻射部、接地引腳、選頻電路和地形成環(huán)形天線的第一頻率帶寬(高頻帶寬)的通路，從而滿足了電子設備的天線的多頻段工作的需求。要注意，在天線中還可以設置多個的附加接地引腳與相應的附加選頻電路，以提供更多的通信頻帶。
[0049]作為各個引腳的設計示例，可以將第一位置設置在四邊形的金屬邊框的一個角處，將第二位置和第三位置設置在所述金屬邊框的同一邊上。該所述一位置、第二位置和第三位置可根據(jù)所述金屬邊框的周長、寬度和電導率來確定。
[0050]在本發(fā)明實施例的上述用于形成天線的方法中，通過將電子設備的金屬邊框作為天線的輻射部分、并利用選頻電路來獲得所期望的頻率帶寬，使得電子設備具有良好的金屬質感的同時保證了電子設備的天線性能。通過設置附加接地引腳和附加選頻電路，使天線具有多個通信頻段，滿足了電子設備的天線的多頻段工作的需求。通過利用天線帶寬匹配網(wǎng)絡連接饋電引腳和通信信號，展寬天線的各個頻段的工作帶寬，并克服了由于手握導致的天線性能嚴重下降的問題。
[0051]所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的用于形成天線的方法中所涉及的步驟的具體實現(xiàn)，可以參考前述裝置實施例中的圖示和操作，在此不再贅述。此外，上述方法實施例中的部分步驟可以進行重新組合，或可以改變部分步驟之前的執(zhí)行順序。
[0052]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種天線，用于具有金屬邊框的電子設備，所述天線包括: 輻射部，利用所述電子設備的金屬邊框來形成； 饋電引腳，位于所述輻射部的第一位置上，用于饋送通信信號； 接地引腳，位于所述輻射部的第二位置上，用于通過選頻電路連接到地。
2.根據(jù)權利要求1的天線，其中，所述饋電引腳通過天線帶寬匹配網(wǎng)絡連接到通信信號收發(fā)器，從而展寬所述天線的頻率帶寬。
3.根據(jù)權利要求1的天線，其中，所述第一位置和第二位置是根據(jù)所述金屬邊框的周長、寬度和電導率來確定的。
4.根據(jù)權利要求1的天線，還包括: 附加接地引腳，位于所述輻射部的第三位置上，用于通過附加選頻電路與地連接， 其中，所述選頻電路用于傳送第一頻率帶寬的通信信號，所述附加選頻電路用于傳送第二頻率帶寬的通信信號，所述第一頻率帶寬中的頻率高于所述第二頻率帶寬中的頻率。
5.根據(jù)權利要求4的天線，其中，所述金屬邊框為四邊形，所述第一位置位于所述金屬邊框的一個角處，第二位置和第三位置位于所述金屬邊框的同一邊上。
6.根據(jù)權利要求1的天線，其中，與所述接地引腳連接的所述地是所述電子設備的電路主板的地。
7.根據(jù)權利要求1的天線，其中，所述金屬邊框是全金屬邊框。
8.一種用于形成天線的方法，用于具有金屬邊框的電子設備，所述方法包括: 利用所述電子設備的金屬邊框來形成輻射部； 在所述輻射部的第一位置上形成饋電引腳，以饋送通信信號； 在所述輻射部的第二位置上形成接地引腳；以及 將所述接地弓I腳通過選頻電路連接到地。
9.根據(jù)權利要求8的方法，其中，所述饋電引腳通過天線帶寬匹配網(wǎng)絡連接到通信信號收發(fā)器，從而展寬所述天線的頻率帶寬。
10.根據(jù)權利要求8的方法，其中，所述第一位置和第二位置是根據(jù)所述金屬邊框的周長、寬度和電導率來確定的。
11.根據(jù)權利要求8的方法，還包括: 在所述輻射部的第三位置上形成附加接地引腳；和 將所述附加接地引腳通過附加選頻電路連接到地， 其中，所述選頻電路用于傳送第一頻率帶寬的通信信號，所述附加選頻電路用于傳送第二頻率帶寬的通信信號，所述第一頻率帶寬中的頻率高于所述第二頻率帶寬中的頻率。
12.根據(jù)權利要求11的方法，其中，所述金屬邊框為四邊形，所述第一位置位于所述金屬邊框的一個角處，第二位置和第三位置位于所述金屬邊框的同一邊上。
13.根據(jù)權利要求8的方法，其中，與所述接地引腳連接的所述地是所述電子設備的電路主板的地。
14.根據(jù)權利要求8的方法，其中，所述金屬邊框是全金屬邊框。
【文檔編號】H01Q1/22GK103579755SQ201210279806
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月7日 優(yōu)先權日:2012年8月7日
【發(fā)明者】黃龍海, 張黃德, 劉瑾 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司