一种终端天线及电子设备的制作方法

1.本实用新型实施例涉及天线领域，尤其涉及一种终端天线及电子设备。


背景技术：

2.终端天线是电子设备中用于发射或接收电磁波的部件。通常来说，终端天线能够发射或接收的电磁波功率越高，该终端天线的通信性能就越好。
3.然而，过高功率的电磁波会对人体健康造成影响。可以通过电磁波吸收率(specificabsorption rate，sar)衡量电磁波对人体产生的影响。sar可以表征单位质量的人体组织所吸收或消耗的电磁功率。一般来说，终端天线的sar越大，该终端天线对人体健康的不利影响越大。
4.因此，设计终端天线时，如何保证终端天线通信性能的同时，将终端天线的sar控制在合理范围内成为需要考虑的关键问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种终端天线及电子设备，能够保证通信性能的同时，减小终端天线工作在中高频段时的sar。
6.为了达到上述目的，本实用新型实施例采用如下技术方案：
7.第一方面，提供了一种终端天线，包括：第一辐射体，第二辐射体，高通滤波电路以及带阻滤波电路。第一辐射体和第二辐射体互相连接，且共用第一接地点。第一辐射体上远离第一接地点的一端设置有第一馈电点。第二辐射体上远离第一接地点的一端设置有第二馈电点。第二辐射体通过高通滤波电路与第二接地点连接。第二辐射体还通过带阻滤波电路与第二馈电点连接。第一辐射体的长度小于第二辐射体的长度。第一辐射体工作时覆盖第一频段，高通滤波电路的带通频段包括第一频段，带阻滤波带路的带阻频段包括第一频段。
8.基于该方案，本实用新型实施例提供的终端天线工作在中高频段时，电流由第一馈电点流入第一辐射体，其中一部分通过第一接地点回地，另一部分可以流经高通滤波电路后通过第二接地点回地，也可以流向第二辐射体上远离第一接地点的一端。如此，电流分布的区域较广，即电流分布的密度较小，因此sar也较小。
9.在一种可能的设计中，高通滤波电路包括第一电容和第一电感。第一电容和第一电感串联。第一电容还与第二接地点连接，第一电感还与第二辐射体连接。或第一电容还与第二辐射体连接，第一电感还与第二接地点连接。基于该方案，可以通过设置第一电容的电容值和/ 或第一电感的电感值，使得高通滤波电路的带通频段包括第一频段，从而终端天线工作在第一频段时的电流能够通过该高通滤波电路回地，增大电流的分布区域。
10.在一种可能的设计中，带阻滤波电路还包括第二电容和第二电感。第二电容和第二电感并联。第二电容和第二电感的并联端包括第一并联端和第二并联端，第一并联端与第二馈电点连接，第二并联端与第二辐射体连接。基于该方案，可以通过设置第二电容的电
容值和/ 或第二电感的电感值，使得带阻滤波电路的带阻频段包括第一频段，从而使得终端天线工作在第一频段时的电流不会流至第二馈电点，隔离度较好。
11.在一种可能的设计中，第一辐射体工作在第一频段时，终端天线的工作模式包括第一模式和第二模式。终端天线工作在第一模式时，第一辐射体上的电流由第一馈电点流向第一接地点，第二辐射体上的电流由第一端流向第二接地点，其中，第一端为第二辐射体与第一辐射体连接的一端。终端天线工作在第二模式时，第一辐射体上的电流由第一馈电点流向第一接地点，第二辐射体上的电流由第一端以及第二端流向第二接地点，其中，第二端为第二辐射体与第二馈电点连接的一端。基于该方案，电流分布的区域较广，即电流分布的密度较小，因此sar也较小。
12.在一种可能的设计中，终端天线工作在第一模式时的谐振频率为第一谐振频率。终端天线工作在第二模式时的谐振频率为第二谐振频率。第二谐振频率大于第一谐振频率。基于该方案，有利于降低终端天线的sar。
13.在一种可能的设计中，终端天线还包括第三辐射体。第三辐射体的一端通过第一缝隙与第一辐射体相对，第三辐射体的另一端接地。基于该方案，有利于增大该终端天线的带宽。
14.在一种可能的设计中，第二辐射体为倒l形。基于该方案，有利于终端天线的形状更加契合电子设备的边框，从而使终端天线便于设置于电子设备中。
15.第二方面，提供了一种电子设备，电子设备包括如第一方面任一项的终端天线。
16.应当理解的是，上述第二方面提供的技术方案，其技术特征均可对应到第一方面及其可能的设计中提供的终端天线，因此能够达到的有益效果类似，此处不再赘述。
附图说明
17.图1为一种终端天线的示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的一种终端天线的示意图；
19.图3为本实用新型实施例提供的一种终端天线的电流分布示意图；
20.图4为本实用新型实施例提供的终端天线工作在第一模式时的电流分布示意图；
21.图5为本实用新型实施例提供的终端天线工作在第二模式时的电流分布示意图；
22.图6为本实用新型实施例提供的一种设置于手机中的终端天线的示意图；
23.图7为本实用新型实施例提供的又一种终端天线的示意图；
24.图8为本实用新型实施例提供的一种回波损耗的示意图；
25.图9为本实用新型实施例提供的一种系统效率的示意图。
具体实施方式
26.本实用新型实施例中的“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。此外，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
27.为了便于理解，以下首先对本实用新型实施例的应用背景予以介绍。
28.对于终端天线来说，其通信性能与该终端天线辐射或接收的电磁波的功率相关。终端天线能够辐射或接收的电磁波的功率越大，该终端天线的通信性能就越强。而终端天线辐射较大功率的电磁波时，会使得该终端天线的sar较高。
29.请参考图1，为一种终端天线的示意图。如图1所示，该终端天线包括中高频天线和低频天线。中高频天线和低频天线的辐射体可以互相连接，并采用同一个接地点回地。两个天线的馈电点可以互相远离设置。例如，如图1所示，中高频天线的馈电点f1设置在辐射体的一端。低频天线的馈电点f2设置在辐射体的另一端。其中，中高频天线的工作频段高于低频天线的工作频段。对应的，中高频天线的馈电点f1与接地点之间的辐射体长度小于低频天线的馈电点f2与接地点之间的辐射体长度。在本技术中，中高频天线覆盖的频段可以包括 1710mhz-2.7ghz。
30.如图1所示的终端天线，当中高频天线工作时，在中高频频段的sar较高。
31.示例性地，图1所示的中高频天线工作在b3频段时，对该中高频天线的效率以及sar仿真结果如下表1所示。
32.表1
[0033][0034]
表1中，频段表示该中高频天线的工作频段。频点表示该中高频天线的工作频点。sar 是指10g，5mm的sar，也即将10g的组织液设置于距离该中高频天线5mm处，且该中高频天线工作在对应频点时，对组织液测量得到的sar。需要说明的是，组织液的电磁特性类似于人体，通过组织液测量得到的天线的sar较为接近该天线真实的sar值。
[0035]
从表1中可以看出，当图1所示的中高频天线工作在1747.5mhz的频点时，sar为 2.09w/kg。当图1所示的中高频天线工作在1774mhz的频点时，sar为2.26w/kg。而中国国标对10g，5mm的sar限值为2.0w/kg。也就是说，当如图1所示的中高频天线工作在b3频段的1747.5mhz频点或1774mhz频点时，该中高频天线的sar值不能满足中国国标的要求。而如果通过减小输入中高频天线的发射功率来降低该中高频天线的sar，会直接影响到该天线的辐射性能，从而使得设置有该中高频天线的电子设备的通信性能受到影响。
[0036]
结合上述说明可以看出，在设计终端天线时，如何在保证该终端天线的通信性能的同时，将该终端天线的sar控制在合理范围内是需要考虑的关键问题。
[0037]
为了解决这一问题，本实用新型实施例提供了一种终端天线，能够保证通信性能的同时，减小该终端天线在中高频段的sar。
[0038]
请参考图2，为本实用新型实施例提供的一种终端天线的示意图。如图2所示，该终端天线包括第一辐射体201，第二辐射体202，第一电路203以及第二电路205。第一辐射体201 和第二辐射体202互相连接。第一辐射体201和第二辐射体202共用第一接地点204。第一辐射体上远离第一接地点204的一端设置有第一馈电点211。第二辐射体202上远离第一接地点204的一端设置有第二馈电点212。第一辐射体201的工作频段为第一频段，第二辐射体202的工作频段为第二频段，第一频段高于第二频段。换句话说，第一辐射体201的长度小
于第二辐射体202的长度。
[0039]
本实用新型实施例中，第一电路203也可以称做高通滤波电路，第二电路205也可以称做带阻滤波电路。
[0040]
第一电路203的一端与第二辐射体202连接，第一电路203的另一端与第二接地点206 连接。第一电路203允许频率大于或等于第一频率的电流通过，阻止频率小于或等于第二频率的电流通过。其中，第一频率为第一辐射体201工作在第一频段时的电流的频率，第二频率为第二辐射体202工作在第二频段时的电流的频率。
[0041]
示例性地，第一电路203可以包括串联的第一电容和第一电感。第一电容与第二辐射体 202连接，第一电感接地。可以通过调整第一电容的电容值和/或第一电感的电感值使第一电路203允许频率大于或等于第一频率的电流通过，阻止频率小于或等于第二频率的电流通过。
[0042]
第二电路205的一端与第二馈电点212连接，另一端与第二辐射体202连接。第二电路 205允许频率小于或等于第二频率的电流通过，阻止频率大于或等于第一频率的电流通过。
[0043]
示例性地，第二电路205可以包括并联的第二电容和第二电感。第二电容的一端与第二辐射体202连接，第二电容的另一端与第二馈电点212连接。可以通过调整第二电容的电容值和/或第二电感的电感值使得该第二电路205允许频率小于或等于第二频率的电流通过，阻止频率大于或等于第一频率的电流通过。
[0044]
天线的sar与该天线工作时的电流分布有关。具体来说，天线工作时，电流分布越密集，会导致该天线的sar越大。
[0045]
如图1所示的终端天线，其中高频天线工作时，电流分布可以参考图3。图3为本实用新型实施例提供的一种终端天线的电流分布示意图。如图3所示，该中高频天线的馈电点f1 输入至中高频天线的电流全部通过接地点回地。也就是说，电流全部分布在该中高频天线对应的辐射体上。因此，该中高频天线上的电流密度较大，从而导致该中高频天线的sar较大。
[0046]
而本实用新型实施例提供的终端天线工作在第一频段时，可以具有第一模式和第二模式两种工作模式。
[0047]
本实用新型实施例提供的终端天线工作在第一模式时，电流分布可以参考图4。图4为本实用新型实施例提供的终端天线工作在第一模式时的电流分布示意图。如图4所示，电流由第一馈电点211流入第一辐射体201，其中一部分通过第一接地点204回地，另一部分流经第一电路203后通过第二接地点206回地。与图3所示的终端天线中的电流分布相比，本技术实施例提供的终端天线工作在第一模式时，电流分布的区域较广，即电流分布的密度较小，因此sar也较小。
[0048]
本实用新型实施例提供的终端天线工作在第二模式时，电流分布可以参考图5。图5为本实用新型实施例提供的终端天线工作在第二模式时的电流分布示意图。如图5所示，电流由第一馈电点211流入第一辐射体201，其中一部分通过第一接地点204回地，另一部分流向第二接地点206，并且第二辐射体202上第二馈电点212所在的一端对于中高频信号相当于断路，因此也会有电流流向第二接地点206。与图3所示的终端天线中的电流分布相比，本技术实施例提供的终端天线工作在第二模式时，电流分布的区域较广，即电流分布的密
度较小，因此sar也较小。
[0049]
需要说明的是，可以通过调节第一电路203调节本实用新型实施例提供的终端天线工作在第二模式时的谐振频率。例如，可以通过调节第一电路203中的第一电感的电感值，将该终端天线工作在第二模式时的谐振频率调节至高于工作在第一模式时的谐振频率。
[0050]
另外，第二电路205允许频率小于或等于第二频率的电流通过，阻止频率大于或等于第一频率的电流通过。有利于提高终端天线工作时，第一辐射体201和第二辐射体202之间的隔离度，避免第一辐射体201工作时的电流影响第二辐射体202。
[0051]
本实用新型实施例提供的终端天线可以应用于电子设备中。为了避免用户握持电子设备时手长时间覆盖终端天线，本实用新型实施例提供的终端天线可以安装于电子设备的顶部。例如，电子设备为手机时，上述终端天线可以设置于手机的前置摄像头或前置听筒所在的一端。
[0052]
请参考图6，为本实用新型实施例提供的一种设置于手机中的终端天线的示意图。如图6 所示，终端天线可以设置于手机的边框处且不与手机边框电连接。为了与手机的边框形状一致，作为一种示例，本实用新型实施例提供的终端天线中第二辐射体202的形状可以为倒l 形。
[0053]
在实际应用中，终端天线的带宽通常需要大一些，以更好地覆盖所需要的工作频段。为了实现这一目的，本实用新型实施例提供了又一种终端天线。请参考图7，为本实用新型实施例提供的又一种终端天线的示意图。相较于图6所示的终端天线，图7所示的终端天线还包括第三辐射体701，第三辐射体701的一端通过第一缝隙702与第一辐射体201耦合，另一端接地。
[0054]
也就是说，第三辐射体701可以作为第一辐射体201的寄生。如此，可以增大终端天线工作的带宽，提高终端天线在第一频段的工作性能。
[0055]
下面说明对图7所示的终端天线进行仿真时的结果。如图7所示，下述仿真中，第三辐射体701的长度a为11.4mm。第一辐射体201的长度b为16mm。第二辐射体202的第一部分 c为23.2mm。第二辐射体202的第二部分d为22.4mm。该终端天线工作在第一频段。另外，该终端天线工作在第二模式的谐振频率大于工作在第一模式时的谐振频率。
[0056]
首先，请参考图8，为本实用新型实施例提供的一种回波损耗的示意图。图8中，虚线为图7所示的终端天线不包括第一电路203和第二电路205时回波损耗与频率的关系图，也即s11示意图；实线为图7所示的终端天线的s11示意图。
[0057]
如图8所示，与图7所示的终端天线不包括第一电路203和第二电路205时的谐振频率相比，图7所示的终端天线工作在第一模式时的谐振频率仍在1.75ghz左右。也就是说，加入第一电路203和第二电路205不会对终端天线的工作在第一模式时的谐振频率产生较大影响。
[0058]
需要说明的是，图8中的实线s11在1.96ghz左右的凹陷处对应的频率即为图7所示的终端天线工作在第二模式时的谐振频率。
[0059]
其次，请参考图9，为本实用新型实施例提供的一种系统效率的示意图。图9中，虚线为图7所示的终端天线不包括第一电路203和第二电路205时系统效率与频率的关系图；实线为图7所示的终端天线的系统效率与频率的关系图。
[0060]
如图9所示，图7所示的终端天线不包括第一电路203和第二电路205时的系统效率与图7所示的终端天线的系统效率在各个频率基本相同。也就是说，加入第一电路203和第二电路205不会对终端天线的系统效率产生较大影响。
[0061]
综上所述，加入第一电路203和第二电路205并不会对该终端天线的谐振频率和系统效率造成较大影响，是可行的。
[0062]
另外，令第一频段为b3频段，测量图7所示的终端天线的10g，5mm的sar可以得到如下表2。
[0063]
表2
[0064][0065]
从表2中可以看出，图7所示的终端天线工作在1720mhz的频点时，sar为1.61w/kg；工作在1747.5mhz的频点时，sar为1.82w/kg；工作在1774mhz的频点时，sar为1.35w/kg。而图1所示的终端天线工作在1720mhz的sar为1.78w/kg；工作在1747.5mhz的频点时的sar 为2.09w/kg；工作在1774mhz的频点时的sar为2.26w/kg。
[0066]
因此，本实用新型实施例提供的终端天线工作在中高频段时的sar较低，且符合中国国标对10g，5mm的sar限值为2.0w/kg的要求。
[0067]
另外，当图7所示的终端天线工作在1720mhz的频点时，系统效率为-4.38db；工作在1747.5mhz的频点时，系统效率为-3.81db；工作在1774mhz的频点时，系统效率为-3.75db。而当图1所示的终端天线工作在1720mhz的频点时，系统效率为-4.46db；工作在1747.5mhz 的频点时，系统效率为-3.70db；工作在1774mhz的频点时，系统效率为-3.46db。也就是说，图7所示的终端天线工作在b3频段的系统效率与图1所示的终端天线工作在b3频段的系统效率基本相同。
[0068]
因此，本实用新型实施例提供的终端天线，能够在保证通信性能的同时，减小该终端天线工作在较高频段时的sar。
[0069]
尽管结合具体特征及其实施例对本技术进行了描述，显而易见的，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本技术的示例性说明，且视为已覆盖本技术范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。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，则本技术也意图包括这些改动和变型在内。