一种天线装置及终端设备的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线装置及终端设备。


背景技术：

2.现有技术中终端(例如手机)的天线方案均为馈电点发出信号，经天线辐射，由馈地点回地；带宽拓展通过开关调谐实现。然而，该现有技术关于终端天线的设计存在如下问题：
3.切换超宽频段(主要是低频700mhz)时，开关使用的天线匹配器件插损较大，天线辐射效率较低；天线辐射电流主要集中在靠外侧的天线辐射体，用户使用时贴近人体，天线和人体相互影响较大。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种天线装置及终端，用以提高天线辐射效率，并且降低人体与天线之间的相互影响，从而降低单位人体吸收能量(sar)，增加天线辐射能量。
5.本技术实施例提供的一种天线装置，包括：天线辐射体和天线参考地，所述天线辐射体和所述天线参考地之间形成净空区；所述净空区内包括回流路径走线，通过所述回流路径走线在所述净空区内形成回流路径。
6.通过所述装置，在所述净空区内设置有回流路径走线，并且通过所述回流路径走线在所述净空区内形成回流路径，从而以延长天线辐射长度的方式，改善了谐振的天线阻抗特性，提高了天线辐射效率，并且降低人体与天线之间的相互影响，降低了单位人体吸收能量(sar)，增加了天线辐射能量。
7.一些实施例中，所述净空区内还包括馈电走线，所述馈电走线一端连接印制电路板的馈电点，另一端连接所述天线辐射体。
8.一些实施例中，所述回流路径走线一端连接所述馈电走线，另一端连接所述天线参考地。
9.一些实施例中，所述净空区内还包括馈地走线，所述馈地走线的一端连接所述天线辐射体，另一端连接所述天线参考地。
10.一些实施例中，所述净空区内还包括馈地走线和天线调谐开关，所述馈地走线的一端连接所述天线辐射体，另一端连接所述天线调谐开关，所述天线调谐开关连接在所述馈地走线和所述天线参考地之间。
11.一些实施例中，所述净空区内还包括馈地走线，所述馈地走线的一端连接所述天线辐射体，另一端与所述回流路径走线的一端连接，所述回流路径走线的另一端连接所述天线参考地。
12.一些实施例中，所述净空区内还包括天线调谐开关，所述天线调谐开关连接在所述馈地走线和所述天线参考地之间。
13.一些实施例中，所述回流路径走线与所述天线参考地的连接端，与所述馈电点，均
位于所述馈地走线的同一侧，或分别位于所述馈地走线的不同侧。
14.一些实施例中，所述回流路径走线的材质包括导体。
15.本技术实施例提供的一种终端设备，包括任一所述的天线装置。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本技术实施例提供的一种天线装置的结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的一种天线装置中的第一环形回路的示意图；
19.图3为本技术实施例提供的一种天线装置中的第二环形回路的结构示意图；
20.图4为本技术实施例提供的天线装置相比现有技术使得天线辐射效率有明显提高的示意图；
21.图5为本技术实施例提供的电场强度，与人体和天线辐射体之间的距离的关系示意图；
22.图6为本技术实施例提供的天线装置与现有技术相比，在人体的手和头的影响下，天线的辐射效率明显增大的示意图；
23.图7为本技术实施例提供的天线装置与现有技术相比，在人体的手和头的影响下，天线受到人体的手和头的影响的降幅明显减小的示意图；
24.图8～图13分别为本技术实施例提供的不同的天线装置的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
26.本技术实施例提供了一种天线装置及终端设备，用以提高天线辐射效率，并且降低人体与天线之间的相互影响，从而降低单位人体吸收能量(sar)，增加天线辐射能量。
27.本技术实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.以下示例和实施例将只被理解为是说明性的示例。虽然本说明书可能在若干处提及“一”、“一个”或“一些”示例或实施例，但这并非意味着每个这种提及都与相同的示例或实施例有关，也并非意味着该特征仅适用于单个示例或实施例。不同实施例的单个特征也
可以被组合以提供其他实施例。此外，如“包括”和“包含”的术语应被理解为并不将所描述的实施例限制为仅由已提及的那些特征组成；这种示例和实施例还可以包含并未具体提及的特征、结构、单元、模块等。
29.本技术实施例提供的技术方案可以适用于多种系统，尤其是5g系统。例如适用的系统可以是全球移动通讯(global system of mobile communication，gsm)系统、码分多址(code division multiple access，cdma)系统、宽带码分多址(wideband code division multiple access，wcdma)通用分组无线业务(general packet radio service，gprs)系统、长期演进(long term evolution，lte)系统、lte频分双工(frequency division duplex，fdd)系统、lte时分双工(time division duplex，tdd)、通用移动系统(universal mobile telecommunication system，umts)、全球互联微波接入(worldwide interoperability for microwave access，wimax)系统、5g系统以及5g nr系统等。这多种系统中均包括终端设备和网络设备。
30.本技术实施例涉及的终端设备，可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。在不同的系统中，终端设备的名称可能也不相同，例如在5g系统中，终端设备可以称为用户设备(user equipment，ue)。无线终端设备可以经ran与一个或多个核心网进行通信，无线终端设备可以是移动终端设备，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端设备的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(personal communication service，pcs)电话、无绳电话、会话发起协议(session initiated protocol，sip)话机、无线本地环路(wireless local loop，wll)站、个人数字助理(personal digital assistant，pda)等设备。无线终端设备也可以称为系统、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station)，移动站(mobile station)、移动台(mobile)、远程站(remote station)、接入点(access point)、远程终端设备(remote terminal)、接入终端设备(access terminal)、用户终端设备(user terminal)、用户代理(user agent)、用户装置(user device)，本技术实施例中并不限定。
31.下面结合说明书附图对本技术各个实施例进行详细描述。需要说明的是，本技术实施例的展示顺序仅代表实施例的先后顺序，并不代表实施例所提供的技术方案的优劣。
32.本技术实施例中，通过在净空区内部增加回流路径，从而改善天线阻抗以及优化电流分布，达到提高天线效率，以及降低天线与人体的相互影响的目的。
33.实施例一：
34.参见图1，本技术实施例中提供的终端天线，包括馈电走线101、天线辐射体102、馈地走线103、天线调谐开关105、回流路径走线104、天线参考地107。其中的虚线示出的是电流流向106；回流路径走线104位于净空区域，材质为导体，例如印制电路板(printed circuit board，pcb)上的铜走线、钢或铝合金结构件等，形状、形式任意，本技术实施例中不进行限制。
35.本技术实施例中所述的净空区，即天线参考地107之外的区域，也可以理解为天线参考地107与天线辐射体102之间的区域。
36.pcb板的馈电点(图中未示出)连接馈电走线101，馈电走线101连接天线辐射体
102，天线辐射体102连接馈地走线103，馈地走线103连接天线调谐开关105，天线调谐开关105通过第一接地点02接天线参考地107；回流路径走线104一端连接馈地走线103或天线调谐开关105，另一端通过第二接地点03接天线参考地107。其中，所述回流路径走线104与所述天线参考地107的连接端，与所述馈电点，均位于所述馈地走线103的同一侧。
37.需要说明的是，本技术实施例中所述的馈电点(也可以称为信号源)，具体连接在馈电走线101的一端，馈电走线101的另一端连接天线辐射体102。
38.馈电走线101、天线辐射体102、馈地走线103、天线调谐开关105与天线参考地107之间形成第一净空区域，馈电走线101、天线辐射体102、馈地走线103、回流路径走线104与天线参考地107之间形成第二净空区域，可见，第一净空区域包括第二净空区域，即第二净空区域位于第一净空区域内。
39.参见图2，馈电点通过上述部件(馈电走线101、天线辐射体102、馈地走线103、天线调谐开关105)之间的连接点到第一接地点02，在第一净空区域内形成第一环形回路(如图2中虚线所示)；
40.参见图3，馈电点通过上述部件(馈电走线101、天线辐射体102、馈地走线103、回流路径走线104)之间的连接点到第二接地点03，在第二净空区域内形成第二环形回路(如图3中虚线所示)；
41.第一环形回路和第二环形回路具有不同的谐振长度，且电流分布也不同。
42.天线的辐射原理是传输信号的电流通过辐射体(天线)转化为电磁场能量，辐射到外部空间进行信息传播。
43.因此，本技术实施例提供的技术方案，提高了自由空间的天线效率，具体理由如下：
44.现有技术中的天线的辐射效率eff，与输入能量et、天线损耗el1、开关匹配损耗el2的关系如下：
[0045][0046]
而通过本技术实施例提供的技术方案，使得天线的辐射效率eff，与输入能量et、天线损耗el1、回流路径损耗ec满足如下关系：
[0047][0048]
可见，本技术实施例中，将由导体构成的回流路径设计在净空区域，从而可以有效的降低回流路径损耗，即ec《el2，因此提高了天线辐射效率。
[0049]
现有技术与本技术实施例提供的技术方案相比，具体的天线辐射效率的实例如图4所示，从图4中可以看出，本技术实施例中关于回流路径的设计，使得天线辐射效率相比现有技术有明显提高。
[0050]
另外，本技术实施例提供的技术方案，对比仅有第一环形回路的天线，第二环形回路可以降低天线与人体之间的相互影响。具体结合图5，解释如下：
[0051]
单位人体吸收能量sar如下：
[0052]
[0053]
其中，σ是人体组织的电导率，ρ是人体组织的密度，均为常数，故sar值取决于人体内部的电场强度而电场强度与人体和天线辐射体之间的距离d成反比。
[0054]
本技术实施例中增加的回流路径，比原天线辐射体更加远离人体，如图5所示，d
ba
是原天线辐射体到人体的距离，d
bc
是本技术实施例新增的回流路径走线到人体的距离，d
ac
是原天线辐射体到新增的回流路径走线的距离，其中，d
bc
＝d
ba
+d
ac
，因此，可见新天线辐射体(即包括了天线辐射体102和回流路径走线104)与人体的等效距离更大，和人体的相互影响较小，其sar值更低。需要说明的是，本技术实施例中新增的回流路径走线作为新天线辐射体的一部分，因此通过新增回流路径走线，从而达到延长天线辐射长度的目的。
[0055]
同理，增加回流路径，相当于天线更加远离人体，因此人体吸收的天线能量减小，天线的辐射能量增加，天线的辐射效率增大。
[0056]
参见图6和图7，可见在人体的手和头的影响下，本技术实施例与现有技术相比，天线的辐射效率明显增大，而天线受到人体的手和头的影响的降幅明显减小。
[0057]
实施例二：
[0058]
参见图8，相对于实施例一，无天线调谐开关105，从天线辐射体102经馈地走线103连接到回流路径走线104，最后到天线参考地107，形成回流路径。其中，所述回流路径走线104与所述天线参考地107的连接端，与所述馈电点，均位于所述馈地走线103的同一侧。
[0059]
实施例三：
[0060]
参见图9，相对于实施例一，回流路径走线104添加在远离天线馈电点一侧。也就是说，所述回流路径走线104与所述天线参考地107的连接端，与所述馈电点，分别位于所述馈地走线103的不同侧。
[0061]
实施例四：
[0062]
参见图10，相对于实施例一，回流路径走线104添加在远离天线馈电点一侧，且无天线调谐开关105。也就是说，所述回流路径走线104与所述天线参考地107的连接端，与所述馈电点，分别位于所述馈地走线103的不同侧。
[0063]
实施例五：
[0064]
参见图11，相对于实施例一，回流路径走线104一端连接馈电走线101或直接连接馈电点，另一端接天线参考地107，且无其他馈地点，无天线调谐开关105。
[0065]
本技术实施例中所述的馈地点，是指天线经馈地走线103或经天线调谐开关105连接到天线参考地107的位置。例如，回流路径走线104连接到天线参考地107的位置为馈地点，天线调谐开关105连接到天线参考地107的位置为馈地点，馈地走线103连接到天线参考地107的位置也为馈地点。
[0066]
实施例六：
[0067]
参见图12，相对于实施例一，回流路径走线104一端连接馈电走线101或直接连接馈电点，另一端接天线参考地107，有其他馈地点，有天线调谐开关105。
[0068]
实施例七：
[0069]
参见图13，相对于实施例一，回流路径走线104一端连接馈电走线101或直接连接馈电点，另一端接天线参考地107，有其他馈地点，无天线调谐开关105。
[0070]
综上所述，本技术实施例中所述的回流路径，通过在终端内部净空区域增加回流路径走线以延长天线辐射长度，从而改善了对应谐振的天线阻抗特性，提高了天线辐射效
率；同时，本技术实施例的回流路径相对于天线辐射体更加远离人体，人体对天线的影响及天线对人体的影响均会降低，从而改善人的头、手的天线辐射性能和降低sar。
[0071]
本技术实施例中所述的回流路径走线，其长度、宽度、形状、方向任意，材质为导体，一端可以连接原天线辐射体102或馈地走线103或馈电走线101，另一端连接天线参考地107，所形成的回流路径需位于净空区内。
[0072]
本技术实施例提供的一种终端设备，包括上述任一所述的装置。所述终端设备，例如是手机等移动设备。
[0073]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。