天线结构和电子设备的制作方法

1.本公开涉及终端技术领域，尤其涉及一种天线结构和电子设备。


背景技术：

2.为了适应5g技术的应用与发展，当前的电子设备通常都需要配置专门的5g天线来进行5g通信，同时为了满足无线传输需求和其他通信需求，还需要配置其他天线来实现通信。
3.但是，基于轻薄化发展趋势的电子设备，导致电子设备的内部通常并不具备足够多的空间来容纳很多天线，导致天线的净空比较小，进而影响天线的辐射效率。


技术实现要素：

4.本公开提供一种天线结构和电子设备，以解决相关技术中的不足。
5.根据本公开实施例的第一方面，提供一种天线结构，包括：
6.天线支架；
7.辐射体，所述辐射体成型于所述天线支架的表面；
8.馈点，所述馈点设置于所述辐射体，所述馈点用于电连接至馈入电路；
9.金属耦合片，所述金属耦合片和所述辐射体之间间隔预设耦合间隙。
10.可选的，所述金属耦合片呈矩形状设置，且所述辐射体的长度方向与所述金属耦合片的长度方向相互垂直，所述辐射体的任一端部对应于所述金属耦合片任一端部设置。
11.可选的，所述辐射体包括第一枝节和与所述第一枝节连接的第二枝节，所述第一枝节朝向所述金属耦合片延伸，所述第二枝节自所述第一枝节延伸后弯折设置；
12.所述馈点靠近所述第一枝节和所述第二枝节的连接处。
13.可选的，所述金属耦合片的长度为0.23λ、宽度为0.05λ；
14.所述辐射体的长度为0.17λ、宽度为0.06λ；
15.其中，λ为n78频段的中心频率对应的自由空间波长。
16.可选的，所述辐射体经馈入的射频信号的作用以及所述金属耦合片与所述辐射体之间的耦合作用产生多个谐振模式，以覆盖n77频段、n78频段和n79频段。
17.可选的，所述谐振模式包括自所述馈点至所述金属耦合片末端形成的二分之一波长模式，所述二分之一波长模式覆盖n77频段。
18.可选的，所述谐振模式包括自所述馈点至所述金属耦合片末端形成的二分之一波长模式和自所述馈点至所述金属耦合片末端形成的四分之三波长模式，所述二分之一波长模式和所述四分之三波长模式共同覆盖所述n77频段。
19.可选的，所述辐射体包括第一枝节和与所述第一枝节连接的第二枝节，所述第一枝节朝向所述金属耦合片延伸，所述第二枝节自所述第一枝节延伸后弯折设置；
20.所述馈点靠近所述第一枝节和所述第二枝节的连接处，所述第二枝节的长度小于所述第一枝节的长度；
21.所述谐振模式包括自所述馈点至所述金属耦合片末端形成的四分之三波长模式和自馈点至所述第二枝节末端的四分之一波长模式，所述四分之三波长模式和所述四分之一波长模式共同覆盖所述n79频段。
22.根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括：
23.电池盖；
24.如上述中任一项所述的天线结构，所述金属耦合片设置于所述电池盖的内表面。
25.可选的，所述电池盖包括陶瓷电池盖；或者所述电池盖包括陶瓷层和塑胶层，所述金属耦合片贴附于所述塑胶层。
26.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
27.由上述实施例可知，本公开中通过馈点的信号馈入以及金属耦合片与辐射体之间的耦合馈电，可以使得该天线结构覆盖多个工作频段，而且通过设置该金属耦合片，由于金属耦合片与辐射体间存在耦合间隙，金属耦合片的净空比辐射体的净空略好，有利于提升天线效率，而且由于增加金属耦合片，天线结构的整体尺寸增加，同样可以提升天线效率，有利于在净空比较小的情况提升辐射效率，适应于当前电子设备轻薄化的发展趋势。
28.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
30.图1是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的局部截面示意图。
31.图2是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的辐射体与金属耦合片的相对位置关系图。
32.图3是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的s11仿真曲线图。
33.图4是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的辐射效率曲线图。
34.图5是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的辐射体与金属耦合片的尺寸关系图。
35.图6是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的一种电流分布图。
36.图7是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的另一种电流分布图。
37.图8是根据一示例性实施例示出的一种天线结构的还一种电流分布图。
38.图9是根据一示例性实施例示出的另一种天线结构的辐射效率曲线图。
39.图10是根据一示例性实施例示出的另一种电子设备的局部截面示意图。
具体实施方式
40.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
41.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。
在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
42.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
43.图1是根据一示例性实施例示出的一种电子设备100的局部截面示意图，图2是根据一示例性实施例示出的一种天线结构200的辐射体2与金属耦合片4的相对位置关系图。如图1和图2所示，该电子设备100可以包括电池盖101、电路板102和天线结构200，该电路板102上可以烧制馈入电路，并且通过金属弹片等电连接件可以导通至天线结构200以馈入信号。具体地，该天线结构200可以包括天线支架1、辐射体2、馈点3和金属耦合片4，该辐射体2可以成型于天线支架1的表面，比如可以通过激光成型技术成型于天线支架1的表面，该天线支架1可以包括塑胶支架，以避免影响天线结构200的辐射情况；馈点3可以设置于辐射体2，以通过该馈点3与电路板102上馈入电路之间的电连接实现信号馈入，该电路板102可以包括主板或者是与主板电连接的其他电路板，本公开对此并不进行限制；金属耦合片4可以设置于电池盖101的内表面，该金属耦合片4与辐射体2之间可以间隔预设耦合间隙，辐射体2与金属耦合片4之间通过耦合馈电。
44.基于此，通过馈点3的信号馈入以及金属耦合片4与辐射体2之间的耦合馈电，可以使得该天线结构200覆盖多个工作频段，而且通过设置该金属耦合片4，由于金属耦合片4与辐射体2之间存在耦合间隙，金属耦合片4的净空比辐射体2的净空略好，有利于提升天线效率，而且由于增加金属耦合片4，天线结构200的整体尺寸增加，同样可以提升天线效率，有利于在净空比较小的情况提升辐射效率，适应于当前电子设备轻薄化的发展趋势。
45.具体地，如图3所示，该图3中的曲线s1为未设置金属耦合片4时天线结构的s11曲线图，曲线s2为设置了金属耦合片4时天线结构200的s11曲线图。其中，在曲线s1上标识了多个标识点，具体为：第一标识点(2.5ghz，-2.386db)、第二标识点(2.7ghz，-4.027db)、第三标识点(3.3ghz，-3.955db)、第四标识点(3.8ghz，-15.239db)、第五标识点(4.2ghz，-6.071db)、第六标识点(4.4ghz，-7.006db)、第七标识点(5.0ghz，-9.143db)、第八标识点(5.2ghz，-7.157db)和第九标识点(5.8ghz，-5.254db)；将该九个标识点对应至曲线s2上，可见通过馈入的射频信号的作用以及金属耦合片4与辐射体2之间的耦合作用产生多个谐振模式，通过该多个谐振模式可以覆盖n77频段(3.3ghz～4.2ghz)、n78频段(3.3ghz～3.8ghz)和n79频段(4.4ghz～5ghz)，而且设置金属耦合片4后，天线结构200的带宽相对于未设置金属耦合片4的方案的带宽更宽。而且，如图4所示，在图4中的曲线s3为设置了金属耦合片4后天线结构200的辐射效率，曲线s4为未设置金属耦合片4的天线结构的辐射效率，对比曲线s3和曲线s4，在n77频段、n78频段和n79频段的频段内，增加金属耦合片4的方案相对于未增加金属耦合片4的方案效率整体提升了3db左右，即天线结构200在工作频段内的辐射效率得以提升。
46.如图5所示，该金属耦合片4可以基本呈矩形状设置，而且该辐射体2的长度方向与
金属耦合片4的长度方向相互垂直，辐射体2的任一端部可以对应于金属耦合片4的任一端部设置，通过相对设置的两个端部之间进行耦合馈电，而基于呈矩形状的金属耦合片4可以提升该天线结构200的辐射效率。其中，辐射体2可以呈l型设置，如图5所示，该辐射体2可以包括第一枝节21和与第一枝节21连接的第二枝节22，该第二枝节22自第一枝节21延伸后弯折设置，馈点3设置于第一枝节21和第二枝节22的连接处，以此通过设置第一枝节21和第二枝节22可以增加辐射体2的谐振模式，有利于增加天线结构200的覆盖频段。
47.其中，呈矩形状的金属耦合片4的长度为0.23λ、宽度为0.05λ；辐射体2的长度为0.17λ、宽度为0.06λ；其中，λ为n78频段的中心频率对应的自由空间波长。在该尺寸条件下，通过配置适当的调谐电路和匹配电路，可以使得该天线结构200覆盖n77频段、n78频段和n79频段，从而电子设备100可以同时满足国内的5g通信频段需求和国外的5g通信频段需求。而且，通过单个馈点3且无接地点的方案设置，可以减少与该天线结构200导通的金属弹片的数量，可以节约电路板102上的空间，同时可以节约电子设备100的内部空间。
48.具体地，该天线结构200的谐振模式可以包括如图6所示的自馈点3至金属耦合片4末端的二分之一波长模式，在该二分之一波长模式下，金属耦合片4的末端和馈点3之间存在电流强点，并朝金属耦合片4的末端和馈点3的方向电流逐渐减弱，在天线结构200谐振于该二分之一波长模式时，该天线结构200可以覆盖n77频段。该天线结构200的谐振模式还可以包括如图7所示的自馈点3至金属耦合片4末端形成的四分之三波长模式，通过该自馈点3至金属耦合片4末端形成的四分之三波长模式可以覆盖n77频段区别于n78频段的其他频段，因而通过二分之一波长模式和四分之三波长模式的共同作用，天线结构200可以覆盖n77频段。天线结构20的谐振模式还可以包括如图8所示的自馈点3至第二枝节22末端的四分之一波长模式，通过第二枝节22的四分之一波长模式和自馈点3至金属耦合片4末端的四分之三波长模式可以共同覆盖n79频段。其中，第二枝节22的四分之一波长模式下，电流可以自馈点3流向第二枝节22的末端，且电流强度逐渐减弱。
49.在上述实施例中，金属耦合片4可以包括铜质耦合片，该铜质耦合片可以通过粘接的方式连接至电池盖101的内表面；或者，该金属耦合片4可以包括导电银浆耦合片，该导电银浆耦合片可以通过印刷的方式形成于电池盖101的内表面，本公开对此并不进行限制。
50.电池盖101可以包括陶瓷电池盖，金属耦合片4可以贴附于陶瓷电池盖的内表面。由于无线电波在自由空间中传播时波长要长于其在介电常数比较高的物质中传播的波长，所以将天线结构200加载高介电常数介质可以显著减小其物理尺寸，本公开中的电池盖101包括陶瓷电池盖，陶瓷材料的相对介电常熟比较高，远高于玻璃电池盖，对激光成型天线的截至加载作用跟为有益，即如图9所示，曲线s5为金属耦合片4设置于陶瓷电池盖时，天线结构200的辐射效率曲线图，曲线s6为金属耦合片4设置于玻璃电池盖时，天线结构200的辐射效率曲线图。对比曲线s5和曲线s6可知，在n78频段和n79频段，采用陶瓷电池盖的方案较于采用玻璃电池盖的方案，辐射效率可以提升3db左右，从而提升天线结构200的天线效率。
51.在一些实施例中，该电池盖101可以全部为陶瓷材料，在其他一些实施例中，如图10所示，该电池盖101可以包括陶瓷层1011和塑胶层1012，该塑胶层1012设置于陶瓷层1011，金属耦合片4可以设置于该塑胶层1012。基于此，一方面可以基于陶瓷层1011较高的介电常数来提高天线效率，另一方面通过设置一定的塑胶层1012可以减轻电池盖101的重量，提升电子设备100的手感。
52.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
53.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。