本公开涉及电子设备技术领域,具体涉及一种具有缝隙天线的装置。
背景技术:
随着电子设备的发展,智能可穿戴设备所能实现的功能越来越多。以智能手表为例,其具有运动辅助、卫星定位、无线连接、通话等功能,而这些功能都需要依靠手表内置的天线来实现。
为了追求设备外观的美感和质感,越来越多的智能穿戴设备采用金属材质,同时采用缝隙天线结构实现天线功能。对于可穿戴设备而言,其体积往往较小,天线的设计空间受限,难以满足较多频段的天线功能。以智能手表为例,由于手表体积限制,相关技术中难以利用缝隙天线实现双频gps天线设计。
技术实现要素:
为解决电子设备的多频段天线设计的技术问题,本公开实施方式提供了一种具有缝隙天线的装置。
本公开实施方式提供了一种具有缝隙天线的装置,包括:
形成于所述装置上的辐射缝隙;
馈电端子,一端横跨所述缝隙连接于所述缝隙天线的馈电点,另一端与所述装置的射频单元电性连接;
第一电感,一端横跨所述缝隙连接于所述缝隙天线的接地点,另一端与所述装置的接地单元电性连接;以及
第一电容,设于所述缝隙且所述第一电容的两个电极分别连接于所述缝隙宽度方向的两端,在所述缝隙的长度方向上,所述第一电容位于所述馈电端子与所述第一电感之间。
在一些实施方式中,所述缝隙天线的工作频率包括至少两阶谐振频率,所述第一电容和所述第一电感用于调节所述工作频率中的至少一阶谐振频率。
在一些实施方式中,所述缝隙天线的工作频率包括第一谐振和第二谐振,所述第一谐振为所述缝隙天线的第二阶谐振频率,所述第二谐振为所述缝隙天线的第三阶谐振频率。
在一些实施方式中,所述缝隙天线的工作频率包括第一谐振和第二谐振,所述第一谐振的频带包括gps卫星定位系统的l5频段,所述第二谐振的频带包括gps卫星定位系统的l1频段。
在一些实施方式中,所述缝隙天线的工作频率还包括第三谐振,所述第三谐振的频带包括蓝牙/wifi工作频段。
在一些实施方式中,所述第三谐振为所述缝隙天线的第四阶谐振频率。
在一些实施方式中,所述缝隙天线的工作频率包括两阶谐振频率,在所述缝隙的长度方向上,所述第一电容位于其中一阶谐振频率的电压值为零,且另一阶谐振频率的电压值不为零的位置处。
在一些实现方式中,在所述缝隙的长度方向上,所述第一电容位于所述第二谐振的电压值为零且所述第一谐振的电压值不为零的位置处。
在一些实施方式中,所述缝隙天线为半波长缝隙天线。
在一些实施方式中,所述的装置,还包括:主板,包括所述接地单元和所述射频单元。
在一些实施方式中,所述的装置,还包括:第一导体,所述第一导体与所述主板间隔相对设置,以使所述第一导体与所述主板之间的间隔形成所述缝隙。
在一些实施方式中,所述的装置,还包括:第二导体,所述第二导体与所述接地单元电性连接,所述缝隙开设于所述第二导体上。
在一些实施方式中,所述装置为移动终端。
在一些实施方式中,在所述装置包括第一导体的情况下,所述移动终端包括:导电的中框,所述中框形成所述第一导体,所述中框间隔环绕设于所述主板的外侧,且所述中框与所述主板之间的间隔形成所述缝隙。
在一些实施方式中,在所述装置包括第二导体的情况下,所述移动终端包括:导电的外壳,所述外壳形成所述第二导体,所述主板设于所述外壳内部,所述主板的接地模块与所述外壳电性连接,所述缝隙开设于所述外壳上。
在一些实施方式中,所述移动终端包括腕戴式设备。
本公开实施方式的装置,包括形成于装置上的缝隙以及跨接于缝隙长度方向两端的馈电端子和第一电感,馈电端子与装置的射频单元连接形成天线的激发源,第一电感与装置的接地单元连接,也即通过第一电感回地,从而增加缝隙天线的有效电长度,在实现相同工作频率下,天线所需的缝隙长度更短,减小天线缝隙对设备空间的占用。第一电容设于馈电端子与第一电感之间,通过调节第一电容在多阶谐振频率的电压分布关系的区域位置,即可实现对多阶谐振的倍频关系调整,将多阶谐振频率调整至可利用的工作频率,利用一个天线结构即可实现多个频率的工作要求。
附图说明
为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本公开的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,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。
图1是根据本公开一些实施方式中终端设备的结构爆炸图。
图2是根据本公开一些实施方式中双频缝隙天线的原理图。
图3是根据本公开一些实施方式中天线的第一阶谐振频率的电流分布示意图。
图4是根据本公开一些实施方式中天线的第二阶谐振频率的电流分布示意图。
图5是根据本公开一些实施方式中天线的第三阶谐振频率的电流分布示意图。
图6是在电压零点位置处施加第一电容的天线s参数变化曲线图。
图7是在电压零点位置处施加第一电容后天线的第二阶谐振频率的电流分布示意图。
图8是施加第一电容后,天线的s参数随第一电感的变化曲线图。
图9是根据本公开一个具体实施方式中天线的s参数曲线图。
图10是根据本公开一个具体实施方式中天线的效率曲线图。
图11是根据本公开另一个实施方式中天线的结构示意图。
图12是根据本公开又一个实施方式中天线的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本公开一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式,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方式,都属于本公开保护的范围。此外,下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
缝隙天线是指在导体面上开设缝隙形成的天线,典型的缝隙天线例如可通过设备pcb(printedcircuitboard,印制电路板)与金属中框形成长条状的缝隙,或者在金属壳体上开设长条状的缝隙,跨接在缝隙上的馈电作为天线的激发源。
缝隙天线的工作原理类似于偶极子天线,一般缝隙的长度为天线的第一阶谐振频率波长的1/2,也即缝隙天线的缝隙长度l与天线工作频率波长λ之间具有如下关系:
式(1)中,c为光速,f为第一阶谐振频率。通过式(1)可以看到,缝隙的长度l与天线的工作频率f成反比,也即天线的工作频率越低,所需要的缝隙长度越长。
以gps卫星定位系统为例,gps卫星定位系统的民用频段包括l1频段和l5频段,l1中心频率为1.575ghz,l5中心频率为1.176ghz。由于l1频段的卫星覆盖率较大,所以通常采用l1作为基础的gps工作频段,单频gps天线即为仅支持l1频段的天线。而双频gps是指同时支持l1和l5频段,l1频段作为基础频段,而l5作为辅助l1的频段使用,从而可以消除电离层的误差,大大提高定位精度。
通过式(1)计算可知,gps卫星定位系统的l1波在自由空间的1/2波长约为95mm,而l5波在自由空间的1/2波长约为127mm。对于部分终端设备来说,例如典型的智能手表,受限于手表体积空间,无法在手表中同时做出gpsl1和l5的缝隙天线,并且可穿戴设备往往还需要蓝牙/wifi天线,进一步压缩了设备的内部空间。也就造成了部分终端设备难以实现双频gps卫星定位系统,导致设备的定位精度较低。
为了解决上述技术问题,本公开实施方式提供了一种具有缝隙天线的装置,该装置可以是任何具有缝隙天线结构的设备,例如智能手机、平板电脑等手持式设备,又例如智能手表、智能手环等腕戴式设备,本公开对此不作限制。本公开实施方式的装置,旨在利用缝隙天线的多阶谐振频率实现双频或更多频率的复用,可以在较小的设备空间实现多频天线结构,例如在现有的手表或手环体积下实现双频gps天线的设计。因此本公开装置在体积较小的终端设备上具有更优的效果,例如腕戴式设备等。但是,本公开的装置同样适用于其他任何具有缝隙天线的设备,也可以起到同样的效果,本公开对此不作限制。
在一些实施方式中,本公开具有缝隙天线的装置包括:形成于装置上的缝隙、以及跨接于缝隙的馈电端子和第一电感。缝隙可以是装置的主板与金属中框形成的缝隙,也可以是在装置的金属壳体上开设的缝隙,本公开对此不作限制。
馈电端子一端横跨缝隙连接于天线的馈电点,另一端与设备主板上的射频单元连接,从而作为天线的激发源。第一电感一端横跨缝隙连接于天线的接地点,另一端与设备主板的接地单元连接,从而第一电感即作为天线的回地端,也即馈电端子至第一电感之间的缝隙即为天线的辐射缝隙。在缝隙的长度方向上,第一电容设置在馈电端子与第一电感之间,其电极两端分别连接于缝隙宽度方向的两端,从而利用第一电容和第一电感来调整天线的至少一阶谐振频率。
本公开实施方式在于:通过在缝隙天线中增加第一电容和第一电感,对缝隙天线的多阶谐振频率的倍频关系进行调整,使得多阶谐振频率调整至可利用的工作频率,利用一个天线结构即可实现多个频段的工作要求。
基于缝隙天线的原理可知,当通过馈电端子为缝隙天线馈电后,该缝隙天线可产生多阶谐振频率,多阶谐振频率之间具有倍频的关系。对于单频天线来说,其可利用的往往只是多阶谐振频率中的第一阶谐振模式(也称“基模”)。而本公开所述的“多频天线”是指:对于同一个缝隙天线结构,可同时利用其两阶或更多阶的谐振频率。
例如对于同一个缝隙天线,若其某一阶谐振频率为1.176ghz,另一阶谐振频率为1.575ghz,则可利用该天线同时实现gpsl1和l5天线。但是根据前述可知,缝隙天线的多阶谐振具有倍频的关系,以前三阶谐振为例,若第一阶谐振频率为f0,第二阶谐振频率为2f0,第三阶谐振频率为3f0。这就导致大多数情况下无法直接利用多阶谐振频率。例如当缝隙天线的第一阶谐振频率为1.176ghz时,第二阶谐振频率则达到了2.352ghz,远远超过了gpsl1频段的1.575ghz。
正是基于上述原理,在本公开实施方式中,可利用第一电容和第一电感来对缝隙天线的多阶谐振频率的倍频关系进行调整,使其满足所需要的目标频率,利用同一个天线结构实现多频天线,大大简化设备天线的结构,这将使得原本无法在较小体积设备上实现的天线结构成为可能。
为便于直观的理解本公开方案,下面结合一个具体的实施方式对本公开方案进行说明。在本实施方式中,装置以智能手表为例,缝隙天线以实现双频gps天线为例。通过前述可知,在智能手表中,受限于体积空间无法利用缝隙天线结构做出双频gps天线,本实施方式针对在智能手表中实现双频gps天线的设计进行说明。
如图1所示,本实施方式的智能手表包括屏幕组件100、金属中框200、设备主板300、电池400以及底壳500。在本实施方式中,缝隙天线由通过对设备主板300与金属中框200之间的缝隙馈电和回地形成。图2示出了本实施方式的缝隙天线的结构原理图,具体来说,如图2所示,设备主板300与中框200之间形成环形的缝隙610。馈电端子620跨接于缝隙610,馈电端子620一端连接于中框200上形成馈电点,另一端连接于设备主板300上的射频单元。第一电感630跨接于缝隙610,第一电感630一端连接于中框200上形成回地点,另一端连接于设备主板300的接地单元。从而馈电端子620至第一电感630之间即形成缝隙天线结构。值得说明的是,本实施方式所述的装置的接地单元指的是设备主板300的pcb板,pcb板即为整个系统的地,本领域技术人员对此可以理解。
可以理解,在本实施方式中,并非在天线回地点位置直接回地,而是通过第一电感630回地,通过前述缝隙天线的原理可知,通过第一电感630回地,相当于增加天线的有效电长度,从而使得缝隙天线的谐振频率朝向低频偏移。
继续参照图2,第一电容640跨接于缝隙610,具体来说,第一电容640的一端电极连接于中框200,另一端电极连接于设备主板300的接地单元。在缝隙天线中设置电容,同样可以增加天线的有效电长度,从而使得缝隙天线的谐振频率朝向低频偏移。
在此基础上,继续来探究如何将缝隙天线的某两阶谐振频率调整到gpsl1和l5频段。
首先,考虑到gpsl1频段的中心工作频率为1.575ghz,l5频段的中心工作频率为1.176ghz,两者倍频关系大约为1.34倍。基于前述可知,缝隙天线前三阶谐振频率为f0,2f0,3f0的倍频关系,其中第二阶谐振频率和第三阶谐振频率的倍频关系为1.5倍,较为接近于l1和l5频段的倍频关系。因此在本实施方式中,使用缝隙天线的第二阶谐振频率和第三阶谐振频率来实现双频gps天线。为便于描述,下文中将缝隙天线的第二阶谐振频率定义为“第一谐振”,将第三阶谐振频率定义为“第二谐振”。
值得说明的是,本实施方式考虑到智能手表的实际体积,以正常的腕表体积来说,仅允许采用前三阶谐振实现如此低频的天线结构,在前三阶谐振的基础上,本实施方式中采用第二阶谐振和第三阶谐振,从而更有利于实现双频gps天线。但是本领域技术人员应当理解,在本公开构思的基础上,在其他实施方式的场景下,本公开方案理论上可以实现对任意两阶或多阶谐振频率的调整,无需局限于本实施方式示例,本公开对此不再赘述。
其次,在前述基础上进一步探究第一电容640对于第一谐振和第二谐振的频率影响。图3至图5示出了在不设置第一电容640时,天线前三阶谐振频率的电流分布示意图,图中颜色越深表示电流分布越密集,颜色越浅表示电流分布越少。
图3示出了缝隙天线的第一阶谐振频率的电流分布,可以看到,在由馈电点a至接地点b方向上,电流密度先逐渐减小,在电流零点c处减小为零,随后电流密度逐渐增大,也即第一阶谐振频率具有一个电流零点c。值得说明的是,理论上来说,若缝隙610为规则缝隙的情况下,第一阶谐振频率的电流零点c应当位于缝隙中点附近,由于本实施方式中设备主板300并不规则,电流零点c的位置略有偏移。
同理,图4示出了缝隙天线的第二阶谐振频率的电流分布,可以看到第二阶谐振频率具有两个电流零点d1和d2。图5示出了缝隙天线的第三阶谐振频率的电流分布,可以看到第三阶谐振频率具有三个电流零点e1、e2和e3。通过图3至图5的电流分布,也证明了三阶谐振频率具有f0,2f0,3f0的倍频关系。
谐振频率的电压分布则与电流分布正相反,即电流零点位置处则对应电压峰值,电流峰值位置则对应电压零点。根据电容的工作原理可知,当施加在电容两极的电压差值越大时,电容产生的效果越强。据此可知,若将第一电容640设于某一阶谐振频率电压值为零的位置,将不会对该阶谐振频率产生降频的效果。并且,第一电容640的位置应当满足:第一电容640的位置的电压值越强,该阶谐振向低频偏移的程度越大。
基于此规律,在对第一谐振进行频率调整时,应当保证不影响或尽可能少的影响第二谐振的频率。因此,在本实施方式中,第一电容640的位置位于第二谐振电压零点且第一谐振电压不为零的位置。
继续参照图4和图5可以看到,在本实施方式中,第一谐振的电流零点d1和d2近似对应于第二谐振的电流峰值,也即第二谐振的电压零点对应于第一谐振的电流零点d1和d2,因此,可将第一电容640设于d1和d2两者之一。
图6示出了第一电容640设于d2位置时天线的s参数(回波损耗)变化曲线。首先对比不施加第一电容640与施加1.5pf大小的第一电容640的曲线可知,天线的第一谐振原始频率约为1.32ghz,在d2位置施加1.5pf电容之后,第一谐振的频率向低频偏移至约为1.25ghz,同时天线的第二谐振频率几乎没有发生变化,由此也证明了上述结论的正确性。
进一步地,对比施加1.5pf大小的电容和2.7pf的电容的曲线可知,天线的第一谐振原始频率约为1.32ghz,在d2位置施加1.5pf电容之后,第一谐振的频率向低频偏移至约为1.25ghz,在d2位置施加2.7pf电容之后,第一谐振的频率向低频偏移至约为1.18ghz,同时天线的第二谐振同样几乎没有发生变化。同时参见图6可知,天线的s参数均位于-10db以下,具有很好的天线性能,完全满足手表对于gps卫星定位系统的需求。
结合上述可知,利用第一电容640对第一谐振进行频率调整时,可满足以下规律:将第一电容640设于第二谐振电压零点附近,从而可对第一谐振的频率进行独立调节,而不影响第二谐振;并且,第一电容640的容值越大,第一谐振的频率向低频偏移的效果越强。基于此规律的指导,本领域技术人员毫无疑问可以实现对第一谐振的调节。
下面继续来探究第一电感630对天线谐振频率的影响。
通过前述原理可知,在采用第一电感630回地的情况下,相当于增加了缝隙天线的有效电长度,从而天线的多阶谐振频率均会朝向低频偏移。在此基础上,理论上已经能够实现对一些双频缝隙天线的设计,但是本案发明人进一步研究发现,通过第一电感630还可以实现对第二谐振的独立调节,使得手表的双频gps天线的实现成为可能,下面进行层次化的说明。
首先,通过前述可知,利用第一电容640可以对第一谐振进行独立调节,因此在部分双频缝隙天线设计时,可以首先通过施加第一电感630回地,将天线的第二谐振调整至目标频率,然后再基于上述规律利用第一电容640将第一谐振独立调整至目标频率,实现双频缝隙天线的设计。
但是,对于双频gps天线来说较难实现,例如,当通过第一电感630将第二谐振的频率调整至1.575ghz附近,则第一谐振的频率有可能已经低于1.176ghz,而第一电容640的作用是将第一谐振向低频偏移,因此可能无法实现双频gps天线的设计。正是基于此,本案发明人进一步研究通过第一电感630对第二谐振的独立调节。
图7示出了在d2位置施加第一电容640之后第一谐振的电流分布情况。可以看到,在馈电端子620至第一电容640的缝隙长度方向上,电流分布与前述相同,而在第一电容640至第一电感630的缝隙长度上,几乎很少有电流分布。本案发明人通过研究发现,这是由于:第一电容640的施加,对第一谐振的电流形成截止,因此电流集中于第一电容640左侧缝隙,只有较少的电流通过第一电容640的右侧缝隙,并且满足随着第一电容640容值的增大,第一电容640对第一谐振的电流截止效果越强。而且,由于第一电容640位于第二谐振的电压零点位置,因此对第二谐振的电流分布没有影响。
在此基础上,在改变第一电感630的情况下,由于第一谐振靠近第一电感630的附近只有较少的电流分布,因此第一电感630几乎很少影响第一谐振的频率变化,并且随着第一电容640容值的增大,第一电感630对第一谐振的影响越小。
图8示出了在d2位置处施加1.5pf的第一电容640的情况下,第一电感630对于天线s参数的变化曲线。通过对比无电感和3.3nh电感的曲线可知,在不采用第一电感630回地的情况下,第二谐振的频率大约为1.9ghz,而采用3.3nh的第一电感630的情况下,第二谐振的频率向低频偏移至大约1.7ghz,并且第一谐振的频率几乎没有发生明显变化。
进一步地,对于3.3nh电感和6.8nh电感的曲线可知,在采用3.3nh的第一电感630的情况下,第二谐振的频率向低频偏移至大约1.7ghz,而在采用6.8nh的第一电感630的情况下,第二谐振的频率向低频偏移至大约1.6ghz,同时第一谐振的频率同样没有发生明显变化。而且参见图8可知,天线的s参数均位于-10db以下,具有很好的天线性能,完全满足手表对于gps卫星定位系统的需求。
结合上述可知,利用第一电感630对第二谐振进行频率调整时,可满足以下规律:将第一电容640设于第二谐振电压零点附近,利用第一电感630回地可对第二谐振的频率进行独立调节,而不影响第一谐振;并且,第一电感630的电感值越大,第二谐振的频率向低频偏移的效果越强。基于此规律的指导,本领域技术人员毫无疑问可以实现对第二谐振的调节。
基于上述所有,本领域技术人员能够理解通过第一电容640和第一电感630对天线第一谐振和第二谐振的频率调节的原理,下面结合具体实施方式来说明双频gps天线的设计过程。
首先在手表允许的空间范围内,设计出典型的缝隙天线结构,使得缝隙天线结构的第二阶谐振频率尽可能的接近且大于1.176ghz、第三阶谐振频率尽可能的接近且大于1.575ghz。然后在第三阶谐振频率的电压零点出施加第一电容640,通过调整第一电容640位置和容值将第二阶谐振的中心工作频率调整至1.176ghz附近范围内。在天线回地点处利用第一电感630回地,通过调整第一电感630的电感值大小,将第三阶谐振的中心工作频率调整至1.575ghz附近范围内,从而实现双频gps缝隙天线。
图9示出了本实施方式中双频gps缝隙天线的s参数曲线图。通过图9所示可知,本实施方式天线结构的第一谐振可以覆盖gpsl5中心工作频率1.150ghz~1.2ghz波段,第二谐振可以覆盖gpsl1中心工作频率1.560ghz~1.620ghz波段,同时可以看到天线具有良好的回波损耗。图10示出了本实施方式天线的效率曲线,可以看到,在gps两个频段内,本实施方式的天线总效率都大于13%,可以满足可穿戴设备对双频gps天线性能的要求。
通过上述可知,本实施方式的具有缝隙天线的装置,利用第一电容和第一电感对天线的两阶谐振频率分别进行调整,从而利用同一个天线结构即可实现双频gps天线的要求。同时利用倍频关系更为接近的第二阶谐振频率和第三阶谐振频率实现双频gps天线,更有利于双频gps天线的设计。
上述实施方式中以双频gps为例对本公开的缝隙天线的结构以及实现原理进行了说明,事实上,本公开所述的缝隙天线并不局限于双频天线,还可以实现工作频率包括更多阶谐振的天线设计。
在一些实施方式中,仍以前述的智能手表为例,对于智能手表来说,其往往需要和智能手机通过蓝牙或wifi建立通信连接,因此蓝牙/wifi天线是智能手表必不可少的天线。而在本实施方式中,考虑到蓝牙/wifi天线的中心工作频率为2.4ghz,与gpsl5频段近似2倍的倍频关系,而且缝隙天线的第三阶谐振频率与第四阶谐振频率的倍频关系即为2倍。
因此,在本实施方式中,手表的缝隙天线除了包括上述的第一谐振和第二谐振外,还包括第三谐振,第三谐振即为缝隙天线的第四阶谐振频率。也即,缝隙天线的工作频率包括:利用第一谐振实现的gpsl5频段、利用第二谐振实现的gpsl1频段以及利用第三谐振实现的蓝牙/wifi频段。从而对于智能手表来说,利用同一个缝隙天线结构即可实现双频gps和蓝牙/wifi天线,无需单独再设置蓝牙/wifi天线,只需要将原本蓝牙/wifi的射频单元通过合路器与双频gps连接即可,简化手表的内部堆叠设计。对于未尽详述之处,本领域技术人员参照前述以及相关技术即可实现,在此不再赘述。
本公开的装置在于通过第一电容和第一电感实现对两阶或多阶谐振的频率调整,从而实现双频gps、双频gps和蓝牙/wifi的缝隙天线。在此发明构思基础上,本领域技术人员能够理解,本公开实施方式并不局限于实现上述实施方式中的双频gps天线,还可以是其他任何适于实施的双频或更多频的天线。
例如,在一些替代实施方式中,还可以利用上述的发明构思,实现gps和蓝牙复用、gps和4glte复用、蓝牙和4g/5g复用、4g和5g复用的双频或多频缝隙天线,本公开对于天线的类型不作限制。
在另一些替代实施方式中,本公开装置的缝隙天线的结构也不局限于上述实施方式所示。
例如在一些示例中,本公开装置包括主板和第一导体,第一导体和主板间隔相对设置,从而两者之间的间隔形成辐射缝隙。也即图1中所示,第一导体即为导电的金属中框200,缝隙610由完整的设备主板300与中框200之间的间距形成。而在图11所示实施方式中,缝隙610也可由不完整的设备主板300与中框200形成。在图12示例的实施方式中,智能手表的形状也不局限于圆形,还可以是其他任何适于实施的形状,例如圆角矩形等。本公开对此无需限制,本领域技术人员在前述实施方式的基础上毫无疑问可以理解并充分实施,本公开对此不再赘述。
例如在又一些示例中,本公开装置包括第二导体,第二导体与接地单元电连接,缝隙开设于第二导体上。具体来说,第二导体可以是手表的全金属外壳,全金属外壳指手表外中框和底壳均采用导体的金属材质,金属外壳与设备主板的接地单元电性连接,从而外壳即相当于地。缝隙天线的辐射缝隙则开设于外壳上,例如环绕开设于手表中框上,同样可以实现本公开缝隙天线结构。本示例中的天线结构原理与前述相同,本领域技术人员参照前述以及相关技术可以理解并充分实施,本公开对此不再赘述。
通过前述可知,本公开实施方式的装置,通过第一电感和第一电容实现对缝隙天线的多阶谐振频率进行调整,从而利用同一个天线结构实现包括多个可用频段的缝隙天线,实现多频缝隙天线的设计。
本公开实施方式的装置,缝隙天线的工作频率包括第一谐振和第二谐振,第一谐振为第二阶谐振频率,用以实现gpsl5辐射频段,第二谐振为第三阶谐振频率,用以实现gpsl1辐射频段。利用第二和第三阶倍频关系较为接近gpsl1和l5倍频的谐振频率实现双频gps天线,更有利于对天线谐振频率的调整,简化设计过程。
本公开实施方式的装置,工作频率还包括第三谐振,第三谐振为第四阶谐振频率,第三谐振用以实现蓝牙/wifi天线的辐射频段。gpsl5频段与蓝牙/wifi频段的倍频关系较为接近第一谐振与第三谐振的倍频关系,因此利用第三谐振实现蓝牙/wifi频段,即利用同一个天线结构同时实现双频gps和蓝牙/wifi天线,无需额外设置蓝牙/wifi天线,简化装置内部结构。
本公开实施方式的装置,缝隙天线的工作频率包括两阶谐振频率,第一电容位于其中一阶谐振频率的电压值为零且另一阶谐振频率的电压值不为零的位置处,从而第一电容在不影响其中一阶谐振频率的基础上实现对另一阶谐振频率的独立调节。而且,在第一电容的作用下,通过第一电感的电感值实现对其中一阶谐振频率的独立调节,更有利于实现双频天线的设计。
本公开实施方式的装置,在装置为移动终端时,缝隙天线的辐射缝隙可以利用终端的主板与金属中框实现,也可以利用金属壳体上的缝隙实现,从而为金属外壳的终端天线设计提供更多设计方案。
显然,上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本公开创造的保护范围之中。
1.一种具有缝隙天线的装置,其特征在于,包括:
形成于所述装置上的辐射缝隙;
馈电端子,一端横跨所述缝隙连接于所述缝隙天线的馈电点,另一端与所述装置的射频单元电性连接;
第一电感,一端横跨所述缝隙连接于所述缝隙天线的接地点,另一端与所述装置的接地单元电性连接;以及
第一电容,设于所述缝隙且所述第一电容的两个电极分别连接于所述缝隙宽度方向的两端,在所述缝隙的长度方向上,所述第一电容位于所述馈电端子与所述第一电感之间。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
所述缝隙天线的工作频率包括至少两阶谐振频率,所述第一电容和所述第一电感用于调节所述工作频率中的至少一阶谐振频率。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
所述缝隙天线的工作频率包括第一谐振和第二谐振,其中,
所述第一谐振为所述缝隙天线的第二阶谐振频率,所述第二谐振为所述缝隙天线的第三阶谐振频率;和/或,
所述第一谐振的频带包括gps卫星定位系统的l5频段,所述第二谐振的频带包括gps卫星定位系统的l1频段。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,
所述缝隙天线的工作频率还包括第三谐振,所述第三谐振的频带包括蓝牙/wifi工作频段。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
所述缝隙天线的工作频率包括两阶谐振频率,在所述缝隙的长度方向上,所述第一电容位于其中一阶谐振频率的电压值为零,且另一阶谐振频率的电压值不为零的位置处。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,
所述缝隙天线为半波长缝隙天线。
7.根据权利要求1至6任一项所述的装置,其特征在于,还包括:
主板,包括所述接地单元和所述射频单元。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括:
第一导体,所述第一导体与所述主板间隔相对设置,以使所述第一导体与所述主板之间的间隔形成所述缝隙;
或者,
第二导体,所述第二导体与所述接地单元电性连接,所述缝隙开设于所述第二导体上。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置为移动终端,
在所述装置包括第一导体的情况下,所述移动终端包括:
导电的中框,所述中框形成所述第一导体,所述中框间隔环绕设于所述主板的外侧,且所述中框与所述主板之间的间隔形成所述缝隙;
在所述装置包括第二导体的情况下,所述移动终端包括:
导电的外壳,所述外壳形成所述第二导体,所述主板设于所述外壳内部,所述主板的接地模块与所述外壳电性连接,所述缝隙开设于所述外壳上。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,
所述移动终端包括腕戴式设备。
技术总结