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耦合天线和 电子设备

阅读：443发布：2024-02-27

专利汇可以提供耦合天线和电子设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请公开了一种耦合天线和电子设备，涉及天线技术领域。该耦合天线可以包括：金属壳体、馈源、开关和多个无源器件，每个所述无源器件的电参数不同，每个所述电参数对应一个频段，所述馈源与所述金属壳体耦合；所述开关包括多个输入触点和至少一个输出触点，每个所述输入触点与一个所述无源器件连接，所述输出触点与所述金属壳体连接，所述开关用于响应控制信号将所述输出触点与一个所述输入触点导通或断开。本申提出的技术方案能够实现多个频段的切换。，下面是耦合天线和电子设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种耦合天线，其特征在于，包括：金属壳体、馈源、开关和多个无源器件，每个所述无源器件的电参数不同，每个所述电参数对应一个频段，所述馈源与所述金属壳体耦合；
所述开关包括多个输入触点和至少一个输出触点，每个所述输入触点与一个所述无源器件连接，所述输出触点与所述金属壳体连接，所述开关用于响应控制信号将所述输出触点与一个所述输入触点导通或断开。
2.根据权利要求1所述的耦合天线，其特征在于，还包括馈线；所述馈源通过所述馈线与所述金属壳体耦合。
3.根据权利要求1所述的耦合天线，其特征在于，所述金属壳体包括底板和设置于所述底板的金属框体，所述馈源与所述金属框体耦合。
4.根据权利要求3所述的耦合天线，其特征在于，还包括第一馈线和第二馈线；
所述馈源设置在所述底板上，所述馈源通过所述第一馈线与所述第二馈线连接，所述第二馈线与所述金属框体留有间隙，所述第一馈线将所述馈源产生的能量传递给所述第二馈线，所述第二馈线将所述能量通过所述间隙传递给所述金属框体。
5.根据权利要求4所述的耦合天线，其特征在于，所述金属框体包括弯折部，所述第二馈线位于所述弯折部，所述第二馈线的形状与所述弯折部的形状匹配。
6.根据权利要求4所述的耦合天线，其特征在于，所述金属框体设置有凹槽，所述第二馈线位于所述凹槽内且与所述金属框体留有所述间隙。
7.根据权利要求6所述的耦合天线，其特征在于，所述金属框体包括弯折部，所述凹槽位于所述弯折部，所述第二馈线的形状与所述凹槽的形状匹配。
8.根据权利要求1所述的耦合天线，其特征在于，每个所述无源器件包括LC电路，所述LC电路与所述开关的一个所述输入触点连接，所述无源器件的电参数包括所述LC电路的电容值和电感值。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主板和如权利要求1至8任意一项所述的耦合天线；
所述主板的信号端与所述馈源连接，所述主板的控制端与所述开关连接，用于输入控制信号至所述开关。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述金属壳体包括底板和设置于所述底板的金属框体，所述馈源与所述金属框体耦合，所述主板设置于所述底板上。

说明书全文

耦合天线和电子设备

技术领域

[0001] 本申请涉及天线技术领域，更具体地，涉及一种耦合天线和电子设备。

背景技术

[0002] 随着移动通信技术和智能终端的快速发展，电子设备的功能越来越全面，人们对电子设备的要求也越来越高，为了更好的给消费者带来极致的用户体验，人们慢慢将金属元素带入电子设备外观设计中，随之而来的其他要素的设计方案也需要不断的创新换代，其中就包括天线设计方案的创新，即如何提升金属电子设备中的天线性能是亟待解决的问题。实用新型内容

[0003] 本申请提出了一种耦合天线和电子设备。

[0004] 第一方面，本申请实施例提供了一种耦合天线，该耦合天线包括：金属壳体、馈源、开关和多个无源器件，每个所述无源器件的电参数不同，每个所述电参数对应一个频段，所述馈源与所述金属壳体耦合；所述开关包括多个输入触点和至少一个输出触点，每个所述输入触点与一个所述无源器件连接，所述输出触点与所述金属壳体连接，所述开关用于响应控制信号将所述输出触点与一个所述输入触点导通或断开。

[0005] 进一步地，该耦合天线还是包括馈线；所述馈源通过所述馈线与所述金属壳体耦合。

[0006] 进一步地，所述金属壳体包括底板和设置于所述底板的金属框体，所述馈源与所述金属框体耦合。

[0007] 进一步地，所述馈线包括第一馈线和第二馈线；所述馈源设置在所述底板上，所述馈源通过所述第一馈线与所述第二馈线连接，所述第二馈线与所述金属框体留有间隙，所述第一馈线将所述馈源产生的能量传递给所述第二馈线，所述第二馈线将所述能量通过所述间隙传递给所述金属框体。

[0008] 进一步地，所述金属框体包括弯折部，所述第二馈线位于所述弯折部，所述第二馈线的形状与所述弯折部的形状匹配。

[0009] 进一步地，所述金属框体设置有凹槽，所述第二馈线位于所述凹槽内且与所述金属框体留有所述间隙。

[0010] 进一步地，所述金属框体包括弯折部，所述凹槽位于所述弯折部，所述第二馈线的形状与所述凹槽的形状匹配。

[0011] 进一步地，每个所述无源器件包括LC电路，所述LC电路与所述开关的一个所述输入触点连接，所述无源器件的电参数包括所述LC电路的电容值和电感值。

[0012] 第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括主板和耦合天线，所述主板的信号端与所述馈源连接，所述主板的控制端与所述开关连接，用于输入控制信号至所述开关。

[0013] 进一步地，所述金属壳体包括底板和设置于所述底板的金属框体，所述馈源与所述金属框体耦合，所述主板设置于所述底板上。

[0014] 本申请实施例提供的一种耦合天线，利用金属壳体、馈源、开关和多个无源器件可以不同频段的切换，其中，每个无源器件的电参数不同，每个电参数对应一个频段，馈源与金属壳体耦合；开关包括多个输入触点和至少一个输出触点，每个输入触点与一个无源器件连接，输出触点与金属壳体连接，开关用于响应控制信号将输出触点与一个输入触点导通或断开。本申请提出的耦合天线不仅实现简单，而且该耦合天线可以利用开关进行不同频段的切换。

[0015] 本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。附图说明

[0016] 为了更清楚地说明本申请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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。

[0017] 图1示出了本申请一实施例提供的耦合天线的结构框图；

[0018] 图2示出了本申请一实施例提供的耦合天线不同视角的结构框图；

[0019] 图3示出了本申请一实施例提供的耦合天线的结构框图中开关和无源器件等的连接示意图；

[0020] 图4示出了本申请另一实施例提供的耦合天线的结构框图；

[0021] 图5示出了本申请又一实施例提供的耦合天线的结构框图；

[0022] 图6示出了本申请一实施例提供的耦合天线的一个回波损耗示意图；

[0023] 图7示出了本申请一实施例提供的耦合天线的另一个回波损耗示意图；

[0024] 图8示出了本申请实施例提供的电子设备的框图。

具体实施方式

[0025] 为了便于理解本实施例，下面将参照相关附图对本实施例进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

[0026] 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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实施例中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

[0027] 目前金属框电子设备天线设计的方案比较简单，最常见的是IFA(Inverted F antenna，倒F天线)和loop(环)天线，这两种天线使用最为频繁，且其设计原理也比较简单，同时这两种天线的设计过程需注意的事项工程师们都比较熟悉。但是在一些特定的环境下，常用的天线设计方案表现出来的性能不一定能满足客户的指标，需要有更新的天线设计方案来达到指标。

[0028] 基于上述问题，发明人在对天线进行了一系列研究，发现了目前关于天线在使用中的困难点，并综合考虑了用户在实际应用中的需求，提出了本申请实施例中的耦合天线和电子设备。

[0029] 下面将通过具体实施例对本申请实施例提供的耦合天线进行详细说明。

[0030] 请参阅图1，图1为本申请实施例提供的耦合天线10的结构框图。在一些实施方式中，耦合天线10还适用于如图8所示的电子设备40。

[0031] 本实施例中，耦合天线10包括金属壳体11、馈源12、开关13以及多个无源器件14。每个无源器件14的电参数不同，每个电参数对应一个频段，馈源12与金属壳体11耦合。开关
13可以包括多个输入触点和至少一个输出触点，每个所述输入触点与一个无源器件14连接，而输出触点与金属壳体11连接，开关13用于响应控制信号将输出触点与一个输入触点导通或断开。

[0032] 为了便于观察金属壳体11、馈源12、开关13以及多个无源器件14这四者的关系本实施例给出了耦合天线10另一视角的结构框图，详细如图2所示。

[0033] 在一个实施例中，馈源12的作用是将天线接收或者发送的电磁波信号收集起来，变换成信号电压，即主板可以通过馈源12控制天线能量的发送。

[0034] 通过上述介绍可以知道耦合天线10可以包括开关13和多个无源器件14，其中，开关13可以为单刀多掷开关。例如，单刀单掷开关、单刀双掷或者单刀三掷等，具体为哪类开关这里不进行明确限制。另外，耦合天线10也可以包括多个开关13，而与每个开关13连接的无源器件14也各不相同。

[0035] 作为一种实施方式，图3示出了开关13与无源器件14之间的连接关系，如图3所示，耦合天线10可以包含有集成开关13和无源器件14示。从图3可以看出集成开关13可以包括多个输入触点和至少一个输出触点，而每个输入触点与其对应的无源器件14连接，而输出触点则可以与金属壳体11连接。

[0036] 另外，从图3可以看出每个无源器件14均包括一个电容和一个电感，即在一个实施例中每个无源器件14包括一个LC电路，所述LC电路与集成开关13的一个输入触点连接。因无源器件14包括电感和电容，因此无源器件14的电参数可以包括LC电路的电容值和电感值，其中，电容值和电感值可以根据天线对应的频段进行设置。换句话说，每个无源器件14上的电感参数可以根据不同频段进行设置，频段不相同则无源器件14对应的电感参数也不相同，故每个无源器件14上的电感参数的范围也可能不相同。例如，无源器件A的电感参数范围为1纳亨至4纳亨，而无源器件B的电感参数范围则为6纳亨至10纳亨等。另外，集成开关13与金属壳体11连接，而馈源12也与该金属壳体11连接，同时主板15分别与开关13与馈源
12连接，进而来控制不同频段的切换。

[0037] 需要说明的是，每个无源器件14不仅仅可以由LC电路组成，其也可以是由一个或者多个电容器组成，或者也可以是由一个或者多个电感器组成，具体如何设置无源器件14这里不进行明确限制，可以根据实际情况进行选择。

[0038] 本申请实施例提出的耦合天线主要由金属壳体、馈源、开关和多个无源器件等组成，显然其不仅实现简单而且涉及的形式比较新颖，且其可以通过频段切换实现全频段的要求

[0039] 请参阅图4，图4为本申请另一实施例提供的耦合天线20的结构图。

[0040] 从图4看出耦合天线20可以包括金属壳体21、馈源22、馈线23、开关24以及多个无源器件25。其中，金属壳体21可以包括底板211和金属框体212。另外，本实施例中耦合天线20还包括馈线23，馈源22通过所述馈线23与金属壳体21耦合，具体地，馈源22可以与金属壳体21中的金属框体212耦合。

[0041] 在一个实施例中，馈线23的形式可以是多样化，即其可以是单极子天线、IFA天线以及loop天线等，同时馈线23与金属框体212之间的距离可以根据实际情况进行调整。

[0042] 另外，通过图4可以知道馈线23可以分为两部分，这两部分分别为第一馈线231和第二馈线232，所述馈源22设置在底板211上，而馈源22可以通过第一馈线231与第二馈线232进行连接。在一个实施例中，第二馈线232与金属框体212之间留有一定的间隙，第一馈线231将馈源产生的能力触底给第二馈线232，而第二馈线232则可以将该能量通过所述间隙传递给金属框体212。

[0043] 另外，金属框体212包括弯折部2121，所述第二馈线232位于所述弯折部2121，从图4可以看出所述第二馈线232的形状与所述弯折部2121的形状匹配。

[0044] 本申请实施例提供的耦合天线通过引入馈线、金属框体以及底板等实现对天线的合理化设计，并且本实施例中馈线中的第二馈线位于金属框体的弯折部，如此可以在一定程度上可以减少馈线所需的面积。

[0045] 请参阅图5，图5为本申请又一实施例提供的耦合天线30的结构图。

[0046] 图5中金属框体312设置有凹槽，所述第二馈线332位于所述凹槽内且与所述金属框体312之间留有一定的间隙。另外，所述金属框体312包括弯折部3121，所述凹槽位于所述弯折部3121，所述第二馈线332的形状与所述凹槽的形状匹配，从而在第二馈线位于凹槽内时，由于二者的形状匹配，从而更加美观，也便于第二馈线和凹槽的内壁之前的各个位置保持相同间距。

[0047] 另外，从图5可以看出馈源32和无源器件35均与主板36连接，所述主板可以用于控制开关35的导通与断开。具体地，主板设置有控制信号输出端，该控制信号输出端与开关的控制端连接。例如，该开关为多路选择开关芯片，而该开关的控制端为多路选择开关芯片的选择端。例如，4选一的多路选择开关芯片，该开关芯片的选择端为A1和A0端。主控的控制信号输出端输出不同的控制信号至开关的控制端，而开关的控制端根据所接收的控制信号控制开关的输入触点和输出触点之间的导通或断开。其中个，该控制信号可以是脉冲信号，即高电平或低电平信号。

[0048] 并且该主板36也可以用于通过馈源32将所需要发送的信息通过金属框体312 辐射出去。

[0049] 在一个实施例中，开关35的摆放位置可以根据实际情况进行移动，其可以放置在馈源32的左端，也可以摆放至馈源32的右端或者是下端等，具体如何放置这里不进行明确限制。另外，实现耦合天线30所用的金属框体312的长度也可以根据实际情况进行调整，并且底板311的材质这里不进行明确限制，其可以是金属、塑料等。

[0050] 如图6所示，该图给出了8个频率点的回波损耗情况，分别为点1:791MHZ，-6.8718dB；点2:960MHZ，-4.5184dB；点3:1.71GHZ，-2.7138dB；点4:2.17GHZ，-3.3644dB；点
5:2.3GHZ，-3.9582dB；点6:2.4GHZ，-5.5106dB；点7:2.5GHZ，-8.2008dB；点8:2.69GHZ，-
6.8070dB。如图7所示，该图给出了8个频率点的回波损耗情况，分别为点1:791MHZ，-
1.0836dB；点2:960MHZ，-1.1487dB；点3:1.71GHZ，-6.8812dB；点4:2.17GHZ，-5.5395dB；点
5:2.3GHZ，-5.0322dB；点6:2.4GHZ，-4.6562dB；点7:2.5GHZ，-5.2891dB；点8:2.69GHZ，-
5.6469dB。由此可知，本实用新型提供的耦合天线30具有低频带宽超宽和高频带宽超宽的优点，覆盖了所需的LTE频段，而本实施例中开关35就可以实现对这些频段的切换。

[0051] 请参阅图8，本申请实施例还提供了一种电子设备40，电子设备40可以包括主板41和耦合天线42，而主板41则可以包括信号端411和控制端412，主板41通过所述信号端411与馈源421连接，并且主板41通过所述控制端与开关422连接。

[0052] 另外，通过上述介绍可以知道金属壳体31包括底板311和设置于该底板311金属框体312，而馈源421与金属框体312耦合，主板41设置于所述底板311上。

[0053] 需要说明的是，本实施例的电子设备40可以是手机、笔记本电脑、平板电脑(Tablet Personal Computer)、掌上电脑、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digital assistant，简称PDA)、移动互联网设备(Mobile Internet Device，MID)或可穿戴式设备(例如，智能手表(如iWatch)、智能手环、计步器等)等，或者也可以为其他具备通信功能的电子设备，此处不做限定。

[0054] 本实施方式的耦合天线和电子设备可以覆盖多种通信技术所涉及到的频段，并利用耦合天线中的开关和多个无源器件实现高低频频段的自由切换，拓展了频宽，提升了调试自由度。

[0055] 在本说明书的描述中，参考数术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0056] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0057] 最后应说明的是：以上所述仅是本申请的具体实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本申请，任何本领域技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

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