天线装置和终端的制作方法

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种天线装置和终端。

背景技术：

随着终端行业日新月异的发展，终端产品正在逐渐多样化，并且，其功能也越来越丰富，通过无线上网(Wi-Fi)进行即时通信，已逐渐取代传统的通讯模式，成为现代人类的主要社交方式。

为了支持终端的Wi-Fi和全球定位系统(Global Position System，简称GPS)等功能，现有终端通常是采用其金属外壳作为Wi-Fi天线，由于金属对电磁场具有屏蔽作用，因而在现有终端的天线设计中，通常是在金属外壳上面开缝隙，将金属外壳离散为浮空的金属体，并用其做天线辐射体。然而，为了提升用户体验，终端的金属外壳正在从有缝向无缝方向发展，因此，如何基于无缝的金属外壳进行天线设计，也成为业界关注的焦点。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种天线装置和终端，用以解决现有技术中如何基于无缝的金属外壳进行天线设计的问题。

本发明的第一方面，提供一种天线装置，包括：馈电端子、第一接地端子、第二接地端子、天线体和高通低阻器件；

所述天线体分别与所述第一接地端子和所述第二接地端子电连接；

所述馈电端子设置于所述第一接地端子和所述第二接地端子之间；

所述高通低阻器件设置于所述馈电端子与所述天线体之间。

在第一种可能的实现方式中，根据第一方面，所述高通低阻器件为电容；

所述电容的两端分别与所述馈电端子和所述天线体电连接。

在第二种可能的实现方式中，根据第一方面，所述高通低阻器件为耦合 器件；

所述耦合器件的一端与所述馈电端子电连接，所述耦合器件的另一端与所述天线体耦合形成电容。

本发明的第二方面，提供一种终端，包括：印刷电路板和如第一方面所述的任一种天线装置，所述印刷电路板上设置有馈电装置和接地端；

所述天线装置中所述馈电端子与所述馈电装置电连接，所述第一接地端子和所述第二接地端子均与所述接地端电连接。

本发明的第三方面，提供一种终端，包括：印刷电路板、封闭金属外壳和如第一方面所述的任一种天线装置，所述印刷电路板上设置有馈电装置和接地端，所述天线装置中所述天线体为所述封闭金属外壳；

所述天线装置中所述馈电端子与所述馈电装置电连接，所述第一接地端子和所述第二接地端子均与所述接地端电连接。

本发明提供一种天线装置，包括：馈电端子、第一接地端子、第二接地端子、天线体和高通低阻器件；天线体分别与第一接地端子和第二接地端子电连接；馈电端子设置于第一接地端子和第二接地端子之间；高通低阻器件设置于馈电端子与天线体之间。本发明提供的天线装置可以采用终端的无缝，即封闭金属外壳作为天线体，因此，其不仅提供了一种基于封闭金属外壳的天线设计方案，还可以简化终端的加工制造工艺，提高终端的美观度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明实施例一提供的一种天线装置的结构示意图；

图1b为未设置高通低阻器件的天线装置的结构示意图；

图1c为本发明实施例一提供的一种天线装置的结构示意图；

图1d为本发明实施例一提供的一种天线装置的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种天线装置的结构示意图；

图3a为本发明实施例一提供的第一环谐振的电流分布示意图；

图3b为本发明实施例一提供的第二环谐振的电流分布示意图；

图3c为本发明实施例一提供的第三环谐振的电流分布示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种天线装置的反射系数图；

图5为本发明实施例二提供的一种天线装置的结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的一种终端的结构示意图；

图7为本发明实施例四提供的一种终端的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1a为本发明实施例一提供的一种天线装置的结构示意图。如图1a所示，该天线装置1包括：馈电端子10、第一接地端子11、第二接地端子12、天线体13和高通低阻器件14。

具体的，天线体13分别与第一接地端子11和第二接地端子12电连接；馈电端子10设置于第一接地端子11和第二接地端子12之间；高通低阻器件14设置于馈电端子10与天线体13之间。

此外，馈电端子10用于与天线装置1所在的终端中的馈电电路的馈点(Feed)电连接，该馈电电路用于为天线装置1提供输入信号，而第一接地端子11和第二接地端子12则用于与天线装置1所在的终端的接地端(Ground)，也即接地点电连接。这里的终端可以是具备无线上网(Wi-Fi)功能设备，如移动设备、用户终端、无线通信设备，或者平板电脑，如IPad等。本实施例中的天线装置1可以用于支持终端的Wi-Fi和GPS功能。

下面对比图1a和图1b，详细说明该天线装置1的工作原理，其中，图1b为未设置高通低阻器件的天线装置的结构示意图。具体的，如图1a所 示，根据电学原理可知，馈电端子10与馈电电路电连接，与天线体13的自身阻抗相比，馈电端子10处的阻抗相对较小，故若不加高通低阻器件14，即如图1b所示，那么信号将无法从馈电端子10传输至天线体13上，因而，图1b中的天线装置只能产生两个环(Loop)谐振，即在馈电端子10和第一接地端子11之间形成一个Loop谐振，以及在馈电端子10和第二接地端子12之间形成的另一个Loop谐振，这两个Loop谐振在图1b中用虚线表示。而如图1a所示，在加入了高通低阻器件14之后，在馈电端子10、高通低阻器件14和第一接地端子11之间形成了第一Loop谐振100，在馈电端子10、高通低阻器件14和第二接地端子12之间形成了第二Loop谐振101，这两个Loop谐振与图1b所示的两个谐振相似，除此之外，由于高通低阻器件14起到了阻抗匹配的作用，使得馈电端子10的信号可以传输至天线体13，或者说，接入了高通低阻器件14之后，在第一接地端子11和第二接地端子12之间的天线体13的长度以及场强分布等可以与天线体13的谐振模式相匹配，因而可以额外再激发出一个Loop谐振，即第一接地端子11和第二接地端子12之间的第三Loop谐振102。

需要说明的是，高通低阻器件14的主要作用是使得馈电端子10的信号可以传输至天线体13上即可，因而，这里并不具体限制高通低阻器件14与天线体13的连接方式，其可以是直接的电连接，也可以是耦合连接，图1a中仅示出了高通低阻器件14直接电连接方式。无论是哪种连接方式，由于高通低阻器件14与天线体13的连接点或耦合点的位置决定了天线体13在各Loop谐振中所占的长度，而高通低阻器件14的具体数值则决定了高通低阻器件14与天线体13的连接点或耦合点处的阻抗大小，因此，在实际中，可以根据需要天线装置1工作的具体频率来确定上述位置以及具体数值。由于该天线装置1产生了三个不同的Loop谐振，每个Loop谐振分别对应一个频段，故该天线装置1可以覆盖三个不同频段，因此，可以通过调整高通低阻器件14的具体数值，以及上述连接点或耦合点的位置，调整该天线装置1工作于不同频率，以覆盖三个不同频段。还需要说明的是，这里并不具体限定高通低阻器件14为哪种电子器件，只要其具有高通低阻特性即可。

此外，在应用天线装置1时，其中的天线体13可以有多种选择。对于具备金属外壳的终端，可以直接采用封闭的金属外壳作为上述天线体13，如图 1c所示，此时天线体13的材质可以为金属如镀铜、合金等。值得注意的是，馈电端子10还可以采用如图1d所示的方式设置，此时其工作原理与图1c相同，此处不再赘述。需要说明的是，在本发明中，只需天线体13分别与第一接地端子11和第二接地端子12电连接即可，这里并不限制必须是天线体13的两端分别与第一接地端子11和第二接地端子12电连接，如图1c和图1d所示，就是前一种情形。

与现有技术相比，现有终端采用开缝的金属外壳作为天线辐射体，并利用缝隙来实现对不同频段的Wi-Fi覆盖，而在本实施例中，则是通过高通低阻器件14，在封闭的金属外壳中间进行了馈电，从而实现了三个Loop谐振，同样可以支持三个不同频段的Wi-Fi。相对于现有技术中有缝隙的金属外壳，采用本实施例提供的天线装置，无需在金属外壳上设置缝隙，这不仅提供了一种基于封闭金属外壳的终端的天线设计方案，并且可以简化加工制造工艺，提高终端的美观度。当然，需要说明的是，本发明实施例的天线装置并不仅仅适用于具备金属外壳的终端，其同样也适用于不具备金属外壳的终端，此时，可以采用传统天线比如分集天线，即柔性电路板(Flexible Printed Circuit，简称FPC)天线或激光直接成型(Laser Directory Stucturing，简称LDS)天线作为上述天线体13。

图2为本发明实施例二提供的一种天线装置的结构示意图。如图2所示，该天线装置2包括：馈电端子10、第一接地端子11、第二接地端子12、天线体13和电容20。

具体的，天线体13分别与第一接地端子11和第二接地端子12电连接；馈电端子10设置于第一接地端子11和第二接地端子12之间；电容20的两端分别与馈电端子10和天线体13电连接。并且，电容20与天线体13之间的连接点A与第一接地端子11之间的距离可以根据天线体13的工作频率确定，该连接点A与第二接地端子12之间的距离也可以根据天线体13的工作频率确定。

该天线装置2的工作原理与天线装置1相同，具体的，该天线装置2工作于第一频段、第二频段和第三频段。其中，第一频段包括第一频点，该第一频点为馈电端子10、高通低阻器件14和第一接地端子11形成的第一环Loop谐振100；该第二频段包括第二频点，该第二频点为馈电端子 10、高通低阻器件14和第二接地端子12形成的第二Loop谐振101；该第三频段包括第三频点，该第三频点为第一接地端子11和第二接地端子12形成的第三Loop谐振102。

下面通过天线装置2的电流分布图详细说明其工作原理。

图3a～图3c分别示出了第一Loop谐振100、第二Loop谐振101和第三Loop谐振102的电流分布示意图，图4给出了天线装置2的反射系数图。其中，该天线装置2的第一Loop谐振100、第二Loop谐振101和第三Loop谐振102均为其各自反射系数的一次模(Low Band，简称LB)。如图3a～图3c所示，第一Loop谐振100、第二Loop谐振101和第三Loop谐振102的最大场强分布点，分别用LB示出，该三个点基本位于用于形成各Loop谐振的一段天线体13的中间位置，并分别对应了天线装置2可以支持的三个不同频段中的第一频率、第二频率和第三频率。当然，此处的电流分布图只是示例，并不以此为限定。

根据天线基本原理可知，由于参与形成第三Loop谐振102的天线体13的长度相对较长，因此，该第三Loop谐振102对应的工作频率，即第三频率最低，而参与形成第一Loop谐振100和第二Loop谐振101的天线体13的长度相对较短，因此，这两个Loop谐振对应的工作频率，即第一频率和第二频率较高。这一点可以通过天线装置2的反射系数图清楚地显示出来。如图4所示，其中，横轴表示天线装置2的工作频率，单位为千兆赫(GHz)，纵轴表示天线装置2的反射系数(|S11|)，单位为dBa，表示A级计权下的反射系数的分贝大小，从图4可以看出，天线装置2可以覆盖三个频段，从低频至高频依次对应与第三Loop谐振102，第一Loop谐振101和第二Loop谐振100。在图4中，第二Loop谐振101对应的工作频率高于第一Loop谐振100对应的工作频率。在实际中，也可以通过调整天线体13与电容20的连接点的位置，以及电容20的具体数值，控制第二Loop谐振101对应的工作频率低于第一Loop谐振100对应的工作频率，这里并不做限定。此时三个Loop谐振的模式由该Loop谐振的馈点至接地点之间的长度决定，均为0.5倍波长谐振。具体地，第一Loop谐振100从馈电端子10至第一接地端子11之间的长度为0.5倍波长，该波长对应于第一Loop谐振100对应的工作频率，即上述第一频率，也即图4中从左向右数第二个波谷位置；第二Loop谐振101从馈电端子10至第二接地端子12之间的长度也为0.5倍波长，该波长对 应于第二Loop谐振101对应的工作频率，即上述第二频率，也即图4中从左向右数第三个波谷位置；第三Loop谐振102从第一接地端子11至第二接地端子12之间的长度也为0.5倍波长，该波长对应于第三Loop谐振102对应的工作频率，即上述第三频率，也即图4中从左向右数第一个波谷位置。

结合到实际应用，根据相关协议规定，一般终端支持的两个Wi-Fi频段为2.4GHz Wi-Fi和5GHz Wi-Fi，以及一个GPS频段，因此，在使用时，可以调整天线体13与电容20的连接点的位置，以及电容20的具体数值，例如，可以为0.2皮法(pF)到2pF左右，以使天线装置2产生的三个Loop谐振对应于上述三个频段，从而实现对Wi-Fi和GPS功能的支持。

当然，在实际中，也可以利用耦合电容代替上述电容20。如图5所示，此时相当于图1a的高通低阻器件14为一个耦合器件30。

具体的，该耦合器件30的一端与馈电端子10电连接，其另一端与天线体13耦合形成电容。该耦合器件30与天线体13耦合形成电容的耦合点，即为图5中所示的B点。与电容20类似，该耦合器件30与天线体13之间的耦合点B，其与第一接地端子11之间的距离可以根据天线体13的工作频率确定，该耦合点B与第二接地端子12之间的距离也可以根据天线体13的工作频率确定。当然，在实际中，该耦合器件30可以为两条边互相垂直的L型金属器件。

此外，该耦合器件30与天线体13耦合形成的电容的具体数值选择与电容20类似，具体可以通过改变耦合器件30上用于耦合形成电容的边的长度以及与天线体13之间的距离，来改变其电容数值。

本实施例提供的天线装置，包括：馈电端子、第一接地端子、第二接地端子、天线体和高通低阻器件；天线体分别与第一接地端子和第二接地端子电连接；馈电端子设置于第一接地端子和第二接地端子之间；高通低阻器件设置于馈电端子与天线体之间。本发明提供的天线装置可以采用终端的封闭金属外壳作为天线体，因此，其不仅提供了一种基于无缝，即封闭的金属外壳的天线设计方案，其还可以简化终端的加工制造工艺，提高终端的美观度。

图6为本发明实施例三提供的一种终端的结构示意图。如图6所示， 该终端4包括：印刷电路板40和天线装置41。

具体的，印刷电路板40上设置有馈电装置400和接地端401，天线装置41可以是如实施例一和实施例二中描述的任一种天线装置。以天线装置41为实施例1中的天线装置1为例，该天线装置41中的馈电端子10与馈电装置400电连接，第一接地端子11和第二接地端子12均与接地端401电连接。

本实施例提供的终端，包括：印刷电路板和天线装置；印刷电路板上设置有馈电装置和接地端；天线装置中馈电端子与馈电装置电连接，第一接地端子和第二接地端子均与接地端电连接。由于上述天线装置41的结构更加简单，因而采用本发明提供的终端，其成本和设计复杂度更低。

图7为本发明实施例四提供的一种终端的结构示意图。如图7所示，该终端5包括：印刷电路板50、封闭金属外壳51和天线装置52。该实施例中的终端5与上一实施例中的终端4的区别在于，终端4中的天线装置41中的天线体是设置在终端4内部的，而终端5中的天线装置52中的天线体则是该终端5的封闭金属外壳51。

具体的，印刷电路板50上设置有馈电装置500和接地端501，该天线装置41可以是如实施例一和实施例二中描述的任一种天线装置，并且，该天线装置51中的天线体13为上述封闭金属外壳51。以天线装置52为实施例1中的天线装置1为例，该天线装置52中馈电端子10与馈电装置500电连接，第一接地端子11和第二接地端子12均与接地端501电连接。需要说明的是，图7中天线装置52所指的虚线框表示除了50所指的虚线框之外的其余部分。

本实施例提供的终端，包括：印刷电路板、封闭金属外壳和天线装置；印刷电路板上设置有馈电装置和接地端，天线装置中天线体为封闭金属外壳；天线装置中馈电端子与馈电装置电连接，第一接地端子和第二接地端子均与接地端电连接。本发明提供的终端，由于采用了封闭的金属外壳作为其天线体，因而其加工制造工艺更加简单，且美观度更高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。