天线和终端的制作方法

天线和终端
1.本技术为2020年07月21日提交中国国家知识产权局、申请号为202010707312.1、申请名称为“天线和终端”的中国专利申请的分案，本技术全部内容包含在母案中。
技术领域
2.本技术涉及无线通信技术领域，特别涉及一种天线和终端。


背景技术：

3.手机等终端的发展趋势是屏占比越来越高，摄像头数量越来越多，使得手机中可利用的空间越来越小，同时，随着通信技术的发展，手机所需要的频段也越来越多，需要设置更多数量的天线以支持较多的频段。因此，手机中天线的净空区域越来越小，导致人体对天线的影响越来越大，例如在某些手握状态下，会导致天线效率的大幅下降。


技术实现要素：

4.本技术技术方案提供了一种天线和终端，可以改善手握状态对天线效率的不良影响。
5.第一方面，本技术技术方案提供了一种天线，包括：辐射体，辐射体包括位于第一接地点和第二接地点之间的第一部分，第一部分上设置有馈电点；辐射体还包括位于第一接地点和第三接地点之间的第二部分，第二部分形成从第一接地点至第三接地点之间的通路；第一接地点、第二接地点和第三接地点均接地。第二部分为从第一接地点至第三接地点之间的完整导通结构，以使第二部分通过第一接地点接地，并在第三接地点回到地，形成闭合环路，降低了手握状态对天线效率的不良影响。
6.可选地，辐射体还包括位于第二接地点和第四接地点之间的第三部分，第三部分形成从第二接地点至第四接地点之间的通路，第四接地点接地。
7.可选地，第一部分形成从第一接地点至第二接地点之间的通路。
8.可选地，第一部分上具有缝隙，第一部分被缝隙分割为第一子部分和第二子部分，第一子部分从第一接地点延伸至缝隙的一侧，第二子部分从第二接地点延伸至缝隙的另一侧。
9.可选地，天线还包括：馈电部，馈电部电连接于第一部分的馈电点，或者馈电部通过电容耦合连接于第一部分的馈电点。
10.可选地，至少一个接地点通过匹配调节器件接地，以便于通过对匹配调节器件地调节使天线覆盖不同频率。
11.可选地，天线至少一个接地点通过电容或电感接地，以实现阻抗匹配。
12.可选地，辐射体为条状结构。
13.第二方面，本技术技术方案还提供一种终端，包括上述的天线。
14.可选地，终端还包括：电池、电池盖和终端支架；天线中的辐射体为主辐射体，主辐射体位于电池的一侧；电池盖或终端支架上还设置有辅辐射体。
15.本技术实施例中的天线和终端，通过在辐射体上设置从地至地的闭合环路，从而改善了手握状态对天线效率的不良影响；另外，与现有技术相比，本技术实施例降低了天线辐射体上的缝隙数量，从而有利于强度的提高。
附图说明
16.图1a～1d为现有技术中四种天线结构示意图；
17.图2为现有技术中两种握持状态下的最佳天线布局位置示意图；
18.图3a～3c为本技术实施例中三种天线结构的示意图；
19.图4为天线进行效率仿真时的位置示意图；
20.图5a为图3a所示天线仿真的s参数曲线图；
21.图5b为图3所示天线仿真的效率曲线图；
22.图6a为图3a所示的天线在第一个谐振模式下的电流分布示意图；
23.图6b为图3a所示的天线在第一个谐振模式下的电场分布示意图；
24.图6c为图3a所示的天线在第二个谐振模式下的电流分布示意图；
25.图6d为图3a所示的天线在第二个谐振模式下的电场分布示意图；
26.图6e为图3a所示的天线在第三个谐振模式下的电流分布示意图；
27.图6f为图3a所示的天线在第三个谐振模式下的电场分布示意图；
28.图6g为图3a所示的天线在第四个谐振模式下的电流分布示意图；
29.图6h为图3a所示的天线在第四个谐振模式下的电场分布示意图；
30.图7a～7d为本技术实施例中另外四种天线结构的示意图；
31.图8a为图7a所示天线仿真的s参数曲线图；
32.图8b为图7b所示天线仿真的s参数曲线图；
33.图9a～9c为本技术实施例中另外三种天线结构的示意图；
34.图10为图9a所示天线在不同频段调节状态下仿真的s参数曲线；
35.图11为本技术实施例中一种终端的结构示意图；
36.图12a～12c为图11中的三种天线结构示意图。
具体实施方式
37.本技术的实施方式部分使用的术语仅用于对本技术的具体实施例进行解释，而非旨在限定本技术。
38.在对本技术实施例进行介绍之前，首先对现有技术的问题以及发明人提出本技术实施例的过程进行说明，如图1a～1d所示，图1a～1d为现有技术中四种天线结构示意图，在每种结构中，辐射体1具有接地点11和馈电点12，其中接地点11用于接地，馈电点12用于馈电，图中箭头指向为馈电方向，在任意相邻的两个接地点11之间均设置有缝隙，图1a所示结构和图1b所示结构的区别在于馈电点12的位置不同，其中每个辐射体1均具有三个接地点11，图1c所示结构和图1d所示结构仅具有两个接地点11。然而，现有的天线结构在人体不同握持状态下具有较大的效率差异，如图2所示，图2为现有技术中两种握持状态下的最佳天线布局位置示意图，天线设置在终端中，终端中包括电池，图2示意了双手握持状态下的天线最佳布局位置，即在双手握持状态下，天线设置在电池两侧时具有较高的天线效率，还示
意了单手握持状态下的天线最佳布局位置，即在单手握持状态下，天线设置在电池上侧时具有较高的天线效率，在两种不同的握持状态下天线效率之间的差异较大。
39.表1
[0040][0041]
例如，表1为现有技术中一种天线效率差异仿真的结果，表格中的数据为天线效率差异值，天线效率差异值为握持状态下天线效率和未握持状态下天线效率的差异值，其中负值表示握持状态下天线效率相对于未握持状态降低，其中第三行表示天线工作于n41频段时在不同握持状态下的效率差异值，第四行表示天线工作于n77频段时在不同握持状态下的效率差异值，第五行表示天线工作于n79频段时在不同握持状态下的效率差异值，第二列和第三列表示天线在双手模全握状态下的效率差异值，第四列和第五列表示天线在双手模半握状态下的调率差异值，其中ur表示usb接口右置时的握持状态，ul表示usb接口左置时的握持状态，假设在终端的一侧固定位置处设置有usb接口，当用户双手握持终端时，在用户的视角下，若终端的usb接口位于左侧，则该握持状态对应ul，若终端的usb接口位于右侧，则该握持状态对应ur。第六列的hr表示右手单手握持状态，第七列的hl表示左手单手握持状态。根据表1可以看出，在各种握持状态下，天线效率均有下降，且不同握持状态下天线效率下降的差异较大。基于上述问题，发明人提出了本技术实施例的技术方案，以下对本技术实施例的技术方案进行详细说明。
[0042]
如图3a～3c所示，图3a～3c为本技术实施例中三种天线结构的示意图，本技术实施例提供了一种天线，包括：辐射体2，辐射体2包括位于第一接地点101和第二接地点102之间的第一部分21，第一部分21上设置有馈电点3；辐射体2还包括位于第一接地点101和第三接地点103之间的第二部分22，第二部分22形成从第一接地点101至第三接地点103之间的通路；第一接地点101、第二接地点102和第三接地点103均接地。
[0043]
具体地，第二部分22形成从第一接地点101至第三接地点103之间的通路，也就是说，第二部分22为从第一接地点101至第三接地点103之间的完整导通结构，以使第二部分22通过第一接地点101接地，并在第三接地点103回到地，形成闭合环路，从而改善了手握状态对天线效率的不良影响。在图3a～3c所示的结构中，第一部分21为从第一接地点101至第二接地点102之间的完整结构，本技术实施例对于第一部分21的具体结构不作限定，例如，在其他可实现的实施方式中，第一部分21上可以设置缝隙，在本技术实施例中，只要辐射体2的第二部分22形成从第一接地点101至第三接地点103之间的通路即可。在图1a所示的结构中，辐射体2除了包括第一部分21和第二部分22之外，还包括第三部分23，第三部分23从第二接地点102延伸至第四接地点104，且第四接地点104接地。图1b和图1c所示的结构中，区别仅在于馈电点3在第二部分22上的具体位置不同。
[0044]
以下以图3a所示天线进行仿真的结果为例，具体说明本技术实施例的技术效果。如图4和表2所示，图4为天线进行效率仿真时的位置示意图，即天线在终端中的位置，终端
中设置有电池，天线位于电池的一侧，其中，表2为本技术实施例中图3a对应的天线效率差异仿真结果，需要说明的是，表1和表2中天线位置均为图4所示的位置，即在相同位置下针对不同的天线进行天线效率差异仿真。
[0045]
表2
[0046][0047]
表2与表1相对应，表格中的数据为天线效率差异值，天线效率差异值为握持状态下天线效率和未握持状态下天线效率的差异值，其中负值表示握持状态下天线效率相对于未握持状态降低，正值表示握持状态下天线效率相对于未握持状态提高，其中第三行表示天线工作于n41频段时在不同握持状态下的效率差异值，第四行表示天线工作于n77频段时在不同握持状态下的效率差异值，第五行表示天线工作于n79频段时在不同握持状态下的效率差异值，第二列和第三列表示天线在双手模全握状态下的效率差异值，第四列和第五列表示天线在双手模半握状态下的调率差异值，其中ur表示usb接口右置时的握持状态，ul表示usb接口左置时的握持状态，假设在终端的一侧固定位置处设置有usb接口，当用户双手握持终端时，在用户的视角下，若终端的usb接口位于左侧，则该握持状态对应ul，若终端的usb接口位于右侧，则该握持状态对应ur。第六列的hr表示右手单手握持状态，第七列的hl表示左手单手握持状态。根据表2和表1的对比可以看出，相对于现有技术，在手握状态下，本技术实施例中的天线效率下降幅度有所降低，即改善了手握状态对天线效率的不良影响，并且，使得不同手握状态下的天线效率更为接近。另外需要说明的是，表2和表1的对比仅给出了天线设置在图4所示的位置时，天线效率的改善效果，实际上，天线设置在其他位置，天线效率均有改善。另外，与现有技术相比，本技术实施例降低了天线辐射体上的缝隙数量，从而有利于强度的提高。
[0048]
可选地，如图3a所示，辐射体2还包括位于第二接地点102和第四接地点104之间的第三部分23，第三部分23形成从第二接地点102至第四接地点104之间的通路，第四接地点104接地，即第三部分23分别通过第一接地点101和第四接地点104接地，从而形成从地到地的闭合环路。
[0049]
可选地，如图3a～3c所示，第一部分21形成从第一接地点101至第二接地点102之间的通路，即第一部分21分别通过第一接地点101和第二接地点102接地，从而形成从地到地的闭合环路。
[0050]
具体地，例如，在图3a所示的结构中，辐射体2为一个连续延伸的整体结构，从第三接地点103至第四接地点104之间形成通路，第三接地点103和第四接地点104为辐射体2的两个末端，在辐射体2上，馈电点3与第一接地点101之间的距离可以大于馈电点3与第二接地点102之间的距离。如图5a和5b所示，图5a为图3a所示天线仿真的s参数曲线图，图5b为图3所示天线仿真的效率曲线图，在图5b中，虚线表示辐射效率，实线表示系统效率，该天线结构可以支持n41、n77和n79三个频段。在天线所支持的频段中，共有四个谐振模式，第一个谐
振模式为第一接地点101和第二接地点102之间形成的2.6ghz谐振模式，第二个谐振模式为第二接地点102和第四接地点104之间形成的3.48ghz谐振模式，第三个谐振模式为第一接地点101和馈电点3之间形成的4.2ghz谐振模式，第四个谐振模式为第三接地点103和第一接地点101之间形成的4.9ghz谐振模式，如图6a～6h所示，图6a为图3a所示的天线在第一个谐振模式下的电流分布示意图，图6b为图3a所示的天线在第一个谐振模式下的电场分布示意图，图6c为图3a所示的天线在第二个谐振模式下的电流分布示意图，图6d为图3a所示的天线在第二个谐振模式下的电场分布示意图，图6e为图3a所示的天线在第三个谐振模式下的电流分布示意图，图6f为图3a所示的天线在第三个谐振模式下的电场分布示意图，图6g为图3a所示的天线在第四个谐振模式下的电流分布示意图，图6h为图3a所示的天线在第四个谐振模式下的电场分布示意图。其中，产生所支持频段内最高谐振的辐射体为距离馈电点3最远的第二部分22。
[0051]
可选地，如图7a～7d所示，图7a～7d为本技术实施例中另外四种天线结构的示意图，第一部分21上具有缝隙，第一部分21被缝隙分割为第一子部分201和第二子部分202，第一子部分201从第一接地点101延伸至缝隙的一侧，第二子部分202从第二接地点102延伸至缝隙的另一侧。
[0052]
具体地，在图7a所示的结构中，第一部分21上设置有缝隙，但是第二部分22为完整结构，通过第一接地点101和第三接地点103实现了从地到地之间的闭合回路，第三部分23也为完整结构，通过第二接地点102和第四接地点104实现了从地到地之间的闭合回路，馈电点3位于第一接地点101和缝隙之间的第一子部分201上，如图8a所示，图8a为图7a所示天线仿真的s参数曲线图；图7b所示的结构与图7a所示的结构相比，去掉了第三部分23，图8b为图7b所示天线仿真的s参数曲线图；图7c所示的结构与图7a所示的结构类似，区别在于，其中第二接地点102的位置有差异，在图7a所示的结构中，第二接地点102位于缝隙的附近，而在图7c所示的结构中，第二接地点102位于缝隙和第四接地点104之间的中部；图7d所示的结构与图7b所示的结构类似，区别在于，在图7b所示的结构中，馈电点3位于第一接地点101和缝隙之间，即位于第一子部分201上，而在图7d所示的结构中，馈电点3位于第二接地点102和缝隙之间，即位于第二子部分202上。
[0053]
可选地，上述天线还包括：馈电部(图中未示出)，馈电部电连接于第一部分21的馈电点3，或者馈电部通过电容耦合连接于第一部分21的馈电点3。
[0054]
具体地，上述各实施例中馈电点3的馈电方式均可以包括直接馈电和容性馈电两种，直接馈电即使馈电部直接连接第一部分21的馈电点3，馈电部和第一部分21之间直流导通，馈电部可以直接馈电至第一部分21的馈电点3；容性馈电即使馈电部通过电容耦合连接于第一部分21的馈电点3，馈电部通过该电容耦合馈电至第一部分21的馈电点3。需要说明的是，本技术实施例的仿真结果均使用耦合馈电的方式。
[0055]
可选地，如图9a～9c所示，图9a～9c为本技术实施例中另外三种天线结构的示意图，至少一个接地点通过匹配调节器件4接地。
[0056]
具体地，匹配调节器件4用于调节天线所覆盖的频段，例如，匹配调节器件4包括多个具有不同阻抗特性的元件以及一个选通开关，选通开关可以控制接地点通过其中一个元件接地，通过选通开关可以控制使相应的接地点通过具有不同阻抗特性的元件接地，从而实现了不同的阻抗匹配，即通过选通开关的控制使天线可以覆盖不同的频段，可以理解地，
本技术实施例对于匹配调节器件4的具体结构和形式不作限定，只要能够实现频段的调节即可。匹配调节器件4的数量和位置可以根据实际需要设置，例如，可以在辐射体2的每一个接地点和地之间均串联一个匹配调节器件4，也可以在其中某些接地点和地之间串联一个匹配调节器件4，例如，在图9a和9b所示的结构中，第一接地点101通过匹配调节器件4接地，在图9c所示的结构中，第二接地点102通过匹配调节器件4接地。如图10所示，图10为图9a所示天线在不同频段调节状态下仿真的s参数曲线，其中三条不同的曲线分别表示匹配调节器件4在三种不同调节状态下的s参数曲线，例如，匹配调节器件4包括第一元件、第二元件、第三元件以及一个选通开关，第一元件、第二元件和第三元件均连接于第一接地点101，选通开关的一端接地，选通开关的另一端可以切换至连接第一元件、第二元件或第三元件，其中第一元件、第二元件和第三元件具有不同的阻抗特性，匹配调节器件4具有三种不同的调节状态，在第一种调节状态下，选通开关切换至连接第一元件，此时辐射体2的第一接地点101通过第一元件接地，对应图10中的一条s参数曲线，在第二种调节状态下，选通开关切换至连接第二元件，此时辐射体2的第一接地点101通过第二元件接地，对应图10中的另一条s参数曲线，在第三种调节状态下，选通开关切换至连接第三元件，此时辐射体2的第一接地点101通过第三元件接地，对应图10中的第三条s参数曲线，从图10可以看出，控制接地点通过不同匹配特性的元件接地，可以使天线覆盖不同的频段，从而实现天线覆盖频段的调节。
[0057]
可选地，至少一个接地点通过电容或电感接地，通过接地点和地之间串联的电容或电感实现阻抗匹配。
[0058]
可选地，辐射体2为条状结构。
[0059]
具体地，条状结构作为辐射体2更加有利于天线在终端中的布局，例如，辐射体2可以通过终端的金属边框来实现，本技术实施例对于天线结构的具体实现方式不作限定，例如可以通过激光直接成型技术(laser-direct-structuring，lds)制作，或者可以为模式装饰天线(mode decoration antenna，mda)。
[0060]
本技术实施例还提供一种终端，包括上述实施例中的天线。
[0061]
天线的具体结构和原理不再赘述，天线用于发射和接收电磁波信号，终端中可以包括一个或多个天线，不同的天线可以复用，以提高天线的利用率，终端中还包括与天线配合使用的通信模块，例如可以包括移动通信模块，无线通信模块，调制解调处理器以及基带处理器等，移动通信模块可以提供应用在终端上的包括2g/3g/4g/5g等无线通信的解决方案。移动通信模块可以包括至少一个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(low noise amplifier，lna)等。移动通信模块可以由天线接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线转为电磁波辐射出去。在一些实施例中，移动通信模块的至少部分功能模块可以被设置于处理器中。在一些实施例中，移动通信模块的至少部分功能模块可以与处理器的至少部分模块被设置在同一个器件中。调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中，调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后，被传递给应用处理器。在一些实施例中，调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中，调制解调处理器可以独立于处理器，与移动通信模块或其他功能模块设置在同一个器件中。无线通信模块可以提供应用在终端上
的包括无线局域网(wireless local area networks，wlan)(如无线保真(wireless fidelity，wi-fi)网络)，蓝牙(bluetooth，bt)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)，调频(frequency modulation，fm)，近距离无线通信技术(near field communication，nfc)，红外技术(infrared，ir)等无线通信的解决方案。无线通信模块可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块经由天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器。无线通信模块还可以从处理器接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线转为电磁波辐射出去。
[0062]
可选地，如图11、图12a～12c所示，图11为本技术实施例中一种终端的结构示意图，图12a～12c为图11中的三种天线结构示意图，终端还包括：电池100、电池盖200和终端支架(图中未示出)；天线中的辐射体2为主辐射体，主辐射体位于电池100的一侧；电池盖200或终端支架上还设置有辅辐射体5。
[0063]
具体地，辅辐射体5可以通过lds工艺制作，也可以通过柔性电路板(flexible printed circuit，fpc)或银浆等其他形式来制作，辅辐射体5与主辐射体之间可以连接也可以不连接，当辅辐射体5与主辐射体之间不连接时，辅辐射体5可以接地也可以不接地，辅辐射体5的具体要求可以根据需要来设置，辅辐射体5用于辅助主辐射体实现天线的电磁波辐射功能，以产生更多的谐振，增大带宽。
[0064]
本技术实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
[0065]
以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。