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：
随着无线通信技术的进步，移动电话、个人数字助理等电子装置不断朝向功能多样化、轻薄化、以及资料传输更快、更有效率等趋势发展。然而其相对可容纳天线的空间也就越来越小，而且随着长期演进(longtermevolution，lte)技术的不断发展，天线的频宽不断增加。因此，如何在有限的空间内设计出具有较宽频宽的天线，是天线设计面临的一项重要课题。技术实现要素：有鉴于此，有必要提供一种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，包括：壳体，所述壳体上开设有开槽、第一缝隙及断点，所述开槽包括第一端及第二端，所述第一缝隙开设于所述壳体对应所述第一端的位置，且与所述开槽贯通，所述断点开设于所述壳体对应所述第一端与第二端之间的部分，且与所述开槽贯通，所述壳体中由所述开槽、所述第一缝隙以及所述断点共同围成的部分构成辐射部；接地部，所述接地部的一端电连接至所述辐射部，另一端接地；以及辐射体，所述辐射体的一端电连接至一馈入点，所述辐射体设置于所述壳体内，且与所述辐射部间隔设置。一种无线通信装置，包括上述所述的天线结构。上述天线结构及具有该天线结构的无线通信装置利用壳体上的开槽、第一缝隙以及断点将所述壳体划分为相应的辐射部，并设置一额外的辐射体，使得所述辐射体与所述辐射部间隔设置。如此可使得所述天线结构不受限于净空区及对地距离的限制，有效实现宽频设计，并保持较佳的高频效果。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所示无线通信装置另一角度下的示意图。图3为图1所示无线通信装置的组装示意图。图4为图1所示无线通信装置另一角度下的示意图。图5为图1所示天线结构的电路图。图6为图1所示天线结构中第一切换电路的电路图。图7为图1所示天线结构中第二切换电路的电路图。图8为图1所示天线结构工作于734-960mhz频段时的s参数(散射参数)曲线图。图9为图1所示天线结构工作于734-960mhz频段时的辐射效率图。图10为图1所示天线结构工作于1710-2690mhz频段时的s参数(散射参数)曲线图。图11为图1所示天线结构工作于1710-2690mhz频段时的辐射效率图。主要元件符号说明天线结构100壳体11前框111背板112边框113容置空间114末端部115第一侧部116第二侧部117开槽118第一缝隙119第二缝隙120断点121辐射部a1接地段a2第一端t1第二端t2接地部13第一辐射臂e1第二辐射臂e2辐射体15第一耦合段151第二耦合段153第三耦合段155第四耦合段157支撑部16第一切换电路17第一切换单元171第一切换元件173第二切换电路18第二切换单元181第二切换元件183无线通信装置200显示单元201基板21馈入点211接地点213第一电子元件214第二电子元件215第三电子元件216第四电子元件217闪光灯203开孔205、206、207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“及/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，本发明较佳实施方式提供一种天线结构100，其可应用于移动电话、个人数字助理等无线通信装置200中，用以发射、接收无线电波以传递、交换无线信号。该无线通信装置200还包括基板21。该基板21可采用环氧树脂玻璃纤维(fr4)等介电材质制成。所述基板21上设置有馈入点211以及接地点213。所述馈入点211用以为所述天线结构100馈入电流。该接地点213与所述馈入点211间隔设置，用以为所述天线结构100提供接地。所述基板21上还设置有至少一电子元件。在本实施例中，所述基板21上设置有至少四个电子元件，即第一电子元件214、第二电子元件215、第三电子元件216以及第四电子元件217。所述第一电子元件214、第二电子元件215、第三电子元件216以及第四电子元件217均设置于所述基板21的同一侧且均设计为金属包覆。在本实施例中，所述第一电子元件214为一前置摄像头模组，其靠近所述馈入点211设置。所述第二电子元件215及第三电子元件216均为后置摄像头模组，其间隔设置于所述接地点213远离馈入点211的一侧。所述第四电子元件217为一音频接收器模组，其设置于第一电子元件214与第二电子元件215之间。请一并参阅图2，所述天线结构100包括壳体11、接地部13以及辐射体15。所述壳体11可以为所述无线通信装置200的外壳。在本实施例中，所述壳体11为金属材料制成。所述壳体11包括前框111、背板112及边框113。所述前框111、背板112及边框113可以是一体成型的。所述前框111、背板112以及边框113构成所述无线通信装置200的外壳。所述前框111上设置有一开口(图未标)，用于容置所述无线通信装置200的显示单元201。可以理解，所述显示单元201具有一显示平面，该显示平面裸露于该开口，且该显示平面与所述背板112大致平行设置。请一并参阅图3，所述背板112与所述前框111相对设置。所述背板112为一体成型的单一金属片，除了为显露双镜头(例如第二电子元件215及第三电子元件216)与闪光灯203等元件而设置的开孔205、206、207以外，其上并没有设置任何用于分割所述背板112的绝缘的开槽、断线或断点。所述背板112相当于所述天线结构100的地。所述边框113夹设于所述前框111与所述背板112之间，且分别环绕所述前框111及所述背板112的周缘设置，以与所述显示单元201、所述前框111以及背板112共同围成一容置空间114。所述容置空间114用以容置所述无线通信装置200的电路板、处理单元等电子元件或电路模块于其内。所述边框113至少包括末端部115、第一侧部116以及第二侧部117。所述末端部115可以是所述无线通信装置200的顶端或底端。所述末端部115连接所述前框111与所述背板112。所述第一侧部116与所述第二侧部117相对设置，两者分别设置于所述顶部115的两端，优选垂直设置。所述第一侧部116与所述第二侧部117亦连接所述前框111与所述背板112。所述边框113上还开设有开槽118。所述前框111上开设有第一缝隙119、第二缝隙120及断点121。在本实施例中，所述开槽118布设于所述末端部115上，且分别延伸至所述第一侧部116及第二侧部117。可以理解，在其他实施例中，所述开槽118也可仅设置于所述末端部115，而未延伸至所述第一侧部116及第二侧部117中的任何一个，或者所述开槽118设置于所述末端部115，且仅沿延伸至所述第一侧部116及第二侧部117中的其中之一。所述第一缝隙119、第二缝隙120及断点121均与所述开槽118连通，并延伸至隔断所述前框111。在本实施例中，所述第一缝隙119开设于所述前框111上，且与所述开槽118布设于所述第一侧部116的第一端t1连通。所述第二缝隙120开设于所述前框111上，且与所述开槽118布设于所述第二侧部117的第二端t2连通。所述断点121设置于所述第一端t1与第二端t2之间的所述前框111上，并与所述开槽118连通。如此，所述开槽118、第一缝隙119、第二缝隙120及断点121共同自所述壳体11分隔出相互间隔设置的辐射部a1及接地段a2。其中，所述壳体11中由所述开槽118、第一缝隙119及断点121共同围成的所述前框111构成所述辐射部a1。所述壳体11中由所述开槽118、第二缝隙120及断点121共同围成的所述前框111构成所述接地段a2。可以理解，在本实施例中，所述开槽118开设于所述边框113靠近所述背板112的一端，并延伸至所述前框111，以使得所述辐射部a1及所述接地段a2完全由部分所述前框111构成。当然，在其他实施例中，所述开槽118的开设位置亦可根据具体需求进行调整。例如，所述开槽118开设于所述边框113靠近所述背板112的一端，并朝所述前框111所在方向延伸，以使得所述辐射部a1由部分所述前框111及部分所述边框113构成。可以理解，在本实施例中，所述接地段a2接地。具体的，所述接地段a2可在靠近所述第二缝隙120或靠近所述断点121的位置接地(请参阅图5)。请一并参阅图4，所述接地部13大致呈矩形条状，其一端电连接至所述辐射部a1，另一端电连接至所述接地点213，即接地，以为所述辐射部a1提供接地。在本实施例中，所述接地部13将所述辐射部a1划分出两部分，即第一辐射臂e1及第二辐射臂e2。其中，所述接地部13一侧的前框111直至其延伸至与所述开槽118的其中一端点t1相对应的部分共同形成所述第一辐射臂e1。所述接地部13另一侧的前框111直至其延伸至与所述断点121相对应的部分形成所述第二辐射臂e2。在本实施例中，所述接地部13的位置并非对应到所述辐射部a1的中间，因此所述第一辐射臂e1的长度大于第二辐射臂e2的长度。另外，所述开槽118、第一缝隙119、第二缝隙120及断点121内均填充有绝缘材料(例如塑胶、橡胶、玻璃、木材、陶瓷等，但不以此為限)，进而区隔所述辐射部a1、接地段a2与所述壳体11的其余部分。所述辐射体15设置于所述容置空间114内，且与所述辐射部a1间隔设置。在本实施例中，所述辐射体15为一单极天线。所述辐射体15包括第一耦合段151、第二耦合段153、第三耦合段155及第四耦合段157。所述第一耦合段151、第二耦合段153、第三耦合段155及第四耦合段157共面设置，且共同设置于与所述基板21垂直的平面内。所述第一耦合段151大致呈矩形条状，其一端电连接至所述馈入点211，另一端沿平行所述末端部115且靠近所述第一侧部116的方向延伸。所述第二耦合段153大致呈矩形条形，其一端垂直连接至所述第一耦合段151远离所述馈入点211的一端，并沿垂直且远离所述基板21的方向延伸，进而与所述第一耦合段151构成大致呈“l”形的结构。所述第三耦合段155大致呈矩形条状，其一端垂直连接至所述第二耦合段153远离第一耦合段151的一端，并沿平行所述第一耦合段151且靠近所述第二侧部117的方向延伸，直至越过所述馈入点211。所述第四耦合段157大致呈矩形条状，其一端垂直连接至所述第二耦合段153与第三耦合段155的连接处，并沿平行所述第一耦合段151且靠近所述第一侧部116的方向延伸，直至越过所述接地部13。在本实施例中，所述第四耦合段157与所述第三耦合段155位于同一条直线上，且第四耦合段157、所述第三耦合段155与所述第二耦合段153共同构成“t”型结构。所述第四耦合段157的长度大于所述第三耦合段155的长度。所述第三耦合段155的长度大于所述第一耦合段151的长度。所述第一耦合段151的长度大于所述第二耦合段153的长度。可以理解，在本实施例中，所述辐射部a1与背板112之间的间距为5.13mm。所述第一缝隙119、第二缝隙120以及断点121的宽度均为2mm。所述第一电子元件214至所述辐射部a1的距离为2.7mm。所述第一辐射臂e1的长度为44mm。第二辐射臂e2的长度为21.5mm。所述第三耦合段155及第四耦合段157的整体长度为20.2mm。所述第四耦合段157与所述接地部13之间的距离为0.7mm。所述第四耦合段157与所述辐射部a1之间的距离为1.7mm。可以理解，在其他实施例中，所述天线结构100还可包括支撑部16。所述支撑部16大致呈矩形块状，其与所述基板21非共面设置。优选地，所述支撑部16设置于与所述基板21垂直的平面内。所述辐射体15整体设置于所述支撑部16朝向所述辐射部a1的表面上，且与所述辐射部a1间隔设置。可以理解，当电流自所述馈入点211馈入后，电流将流过所述辐射体15并耦合至所述辐射部a1，进而使得所述辐射体15与所述第二辐射臂e2激发出第一模态，并使得所述辐射体15与所述第一辐射臂e1激发出第二模态。在本实施例中，所述第一模态为高频模态，其频率范围为1710-2690mhz。所述第二模态为低频模态，其频率范围为734-960mhz。请一并参阅图5，所述天线结构100还包括第一切换电路17及第二切换电路19。所述第一切换电路17的一端电连接至所述馈入点211。所述第一切换电路17的另一端电连接至所述第一耦合段151，以通过所述第一耦合段151电连接至所述辐射体15。所述第二切换电路19的一端电连接至所述接地部13，以通过所述接地部13电连接至所述辐射部a1。所述第二切换电路19的另一端电连接至所述接地点213，即接地。如此，通过控制所述第一切换电路17及第二切换电路19的切换，可有效调整所述天线结构100的频段。所述的调整频段就是使该频段往低频偏移或往高频偏移。具体的，请一并参阅图6，所述第一切换电路17包括第一切换单元171及至少一第一切换元件173。所述第一切换单元171电连接至所述第一耦合段151。所述第一切换元件173可以为电感、电容、或者电感与电容的组合。所述第一切换元件173之间相互并联，且其一端电连接至所述第一切换单元171，另一端电连接至馈入点211。如此，通过控制所述第一切换单元171的切换，可使得所述辐射体15切换至不同的第一切换元件173。请一并参阅图7，所述第二切换电路19包括第二切换单元191及至少一第二切换元件193。所述第二切换单元191电连接至所述接地部13。所述第二切换元件193可以为电感、电容、或者电感与电容的组合。所述第二切换元件193之间相互并联，且其一端电连接至所述第二切换单元191，另一端电连接至接地点213。如此，通过控制所述第第二切换单元191的切换，可使得所述辐射部a1切换至不同的第二切换元件193。可以理解，由于每一个第一切换元件173及第二切换元件193具有不同的阻抗，因此通过所述第一切换单元171及第二切换单元191的切换，可有效调整所述天线结构100的频段。具体地，请一并参阅表1。在一实施例中，所述第一切换电路17包括四个第一切换元件173，分别为4.7nh的电感、3pf的电容、1.1pf的电容与56nh的电感。所述第二切换电路19包括七个第二切换元件193，分别为12nh的电感、10nh的电感、6.4nh的电感、5.1nh的电感、短路(零阻抗)、2pf的电容与0.65pf的电容。当所述第一切换单元171切换至一电感值为4.7nh的电感，且所述第二切换单元191切换至一电感值为12nh的电感时，所述天线结构100可工作于734-756mhz频段。当所述第一切换单元171切换至一电感值为4.7nh的电感，且所述第二切换单元191切换至一感值为10nh的电感时，所述天线结构100可工作于758-803mhz频段。当所述第一切换单元171切换至一电感值为4.7nh的电感，且所述第二切换单元191切换至一电感值为6.4nh的电感时，所述天线结构100可工作于869-894mhz频段。当所述第一切换单元171切换至一电感值为4.7nh的电感，且所述第二切换单元191切换至一电感值为5.1nh的电感时，所述天线结构100可工作于925-960mhz频段。当所述第一切换单元171切换至一电容值为3pf的电容，且所述第二切换单元191切换至短路时，所述天线结构100可工作于1710-2170mhz频段。当所述第一切换单元171切换至一电容值为1.1pf的电容，且所述第二切换单元191切换至一电容值为2pf的电容时，所述天线结构100可工作于2300-2400mhz频段。当所述第一切换单元171切换至一电感值为56nh的电感，且所述第二切换单元191切换至一电容值为0.65pf的电容时，所述天线结构100可工作于2500-2690mhz频段。表1第一切换单元171及第二切换单元191切换至不同的第一切换元件173及第二切换元件193时天线结构100的工作频段第一切换元件第二切换元件频段(mhz)4.7nh12nh734-7564.7nh10nh758-8034.7nh6.4nh869-8944.7nh5.1nh925-9603pf短路1710-21701.1pf2pf2300-240056nh0.65pf2500-2690图8为所述天线结构100工作于734-960mhz频段(即第二模态)时的s参数(散射参数)曲线图。其中，曲线s81为所述天线结构100工作于lteband17频段(734-756mhz)时的s11值。曲线s82为所述天线结构100工作于lteband28频段(758-803mhz)时的s11值。曲线s83为所述天线结构100工作于lteband5频段(869-894mhz)时的s11值。曲线s84为所述天线结构100工作于lteband8频段(925-960mhz)时的s11值。显然，曲线s81-s84分别对应表1上面四行的四个低频频段。图9为所述天线结构100工作于低频模态时的辐射效率图。其中，曲线s91为所述天线结构100工作于lteband17频段(734-756mhz)时的辐射效率。曲线s92为所述天线结构100工作于lteband28频段(758-803mhz)时的辐射效率。曲线s93为所述天线结构100工作于lteband5频段(869-894mhz)时的辐射效率。曲线s94为所述天线结构100工作于lteband8频段(925-926mhz)时的辐射效率。显然，曲线s91-s94分别对应表1上面四行的四个低频频段。图10为所述天线结构100工作于1710-2690mhz频段(即第一模态)时的s参数(散射参数)曲线图。图11为所述天线结构100工作于1710-2690mhz频段(即第一模态)时的辐射效率图。显然，从图8至图11可知，所述天线结构100可工作于相应的低频频段，例如lteband17频段(734-756mhz)、lteband28频段(758-803mhz)、lteband5频段(869-894mhz)、lteband8频段(925-960mhz)。另外，所述天线结构100还可工作于1710-2690mhz频段，即涵盖lte低、中、高频，频率范围较广，且当所述天线结构100工作于上述频段时，其工作频率均可满足天线工作设计要求，并具有较佳的辐射效率。显然，该天线结构100通过设置所述壳体11，且利用所述壳体11上的开槽118、第一缝隙119、第二缝隙120以及断点121将所述壳体11划分为相应的辐射部a1及接地段a2，并设置一额外的辐射体15，使得所述辐射体15与所述辐射部a1间隔设置。如此可使得所述天线结构100不受限于净空区及对地距离的限制，有效实现宽频设计，并保持较佳的高频效果。另外，所述壳体11上的开槽118、第一缝隙119、第二缝隙120以及断点121均设置于所述前框111及边框113上，并未设置于所述背板112上，使得所述背板112构成全金属结构，即所述背板112上并没有绝缘的开槽、断线或断点，使得所述背板112可避免由于开槽、断线或断点的设置而影响背板112的完整性和美观性。以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。当前第1页12