CN106898879B - 天线组件及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开揭示了一种天线组件及电子设备，属于天线领域。所述天线组件包括：天线本体、一路馈电电路和至少一路接地电路；馈电电路通过馈电点与天线本体相连；至少一路接地电路通过各自对应的接地点与天线本体相连，且至少一路接地电路中的一路接地电路包括状态调节电路，状态调节电路用于提供至少两种低频状态。本公开解决了移动终端中设置两根天线需要占用大量的空间，影响移动终端中其它电子元器件设置的问题；达到了采用单天线结构即可实现全频段覆盖和载波聚合，从而减小在移动终端中设置天线时所占用的空间，方便移动终端中其它电子元器件的设置。

Description

天线组件及电子设备
技术领域
本公开涉及天线领域，特别涉及一种天线组件及电子设备。
背景技术
CA(Carrier Aggregation，载波聚合)技术是一种将多个载波聚合成一个较宽频谱的技术，有利于提高移动终端的上下行传输速率。
为了将CA技术运用到移动终端上，相关技术通过在移动终端中设置两根天线，分别用于在中低频段和高频段工作，从而实现全频段下的载波聚合。但是在移动终端中设置两根天线需要占用大量的空间，影响移动终端中其它电子元器件的设置。
发明内容
本公开实施例提供一种天线组件及电子设备，技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种天线组件，该天线组件包括：
天线本体、一路馈电电路和至少一路接地电路；
馈电电路通过馈电点与天线本体相连；
至少一路接地电路通过各自对应的接地点与天线本体相连，且至少一路接地电路中的一路接地电路包括状态调节电路，状态调节电路用于提供至少两种低频状态。
可选地，该天线组件中包括第一接地电路，第一接地电路通过第一接地点与天线本体相连，且第一接地电路包括该状态调节电路，状态调节电路中包括电容和开关电路，该电容提供至少两种电容值；
电容的第一电容端与开关电路的第一电路端相连，电容的第二电容端接地；
开关电路的第二电路端与第一接地点相连，开关电路用于通过调节电容的电容值来切换不同的低频状态；
其中，低频状态对应的频率与电容值之间呈反比例关系。
可选地，该天线组件中包括第一接地电路，第一接地电路通过第一接地点与天线本体相连，且第一接地电路包括状态调节电路，状态调节电路中包括电感和开关电路，该电感提供至少两种电感值；
电感第一电感端与开关电路的第一电路端相连，电感的第二电感端接地；
开关电路的第二电路端与第一接地点相连，开关电路用于通过调节电感的电感值来切换不同的低频状态；
其中，低频状态对应的频率与电感值之间呈反比例关系。
可选地，天线组件中还包括第二接地电路，第二接地电路通过第二接地点与天线本体相连；
第二接地电路短路接地；
第二接地电路用于与第一接地电路配合消除覆盖天线本体的金属对天线本体的干扰。
可选地，该馈电电路中包括用于阻抗匹配的匹配电路。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，该电子设备包括如第一方面所述的天线组件。
可选地，该电子设备的背盖为分段式金属背盖，天线本体是该分段式金属背盖的底部金属背盖。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
通过在天线组件中设置一路包含状态调节电路的接地电路，并通过该状态调节电路提供至少两种低频状态，从而实现单天线对全频段的覆盖；解决了移动终端中设置两根天线需要占用大量的空间，影响移动终端中其它电子元器件设置的问题；达到了采用单天线结构即可实现全频段覆盖和载波聚合，从而减小在移动终端中设置天线时所占用的空间，方便移动终端中其它电子元器件的设置。
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的，并不能限制本公开。
附图说明
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，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
图1A是本公开一个示例性实施例示出的天线组件的结构示意图；
图1B是图1A所示天线组件在不同低频状态下对应的S11曲线；
图1C是图1A所示天线组件在不同低频状态下对应的效率曲线；
图1D是本公开另一个示例性实施例示出的天线组件的结构示意图；
图2A是金属跨缝的示意图；
图2B是本公开再一个示例性实施例示出的天线组件的结构示意图；
图3是本公开一个示例性实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
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例子。
请参考图1A，其示出了本公开一个示例性实施例示出的天线组件100的结构示意图。该天线组件100包括：天线本体110、一路馈电电路120和至少一路接地电路。
该馈电电路120通过馈电点111与天线本体110相连。当天线组件100工作时，馈电电路120通过该馈电点111向天线本体110传输馈电电流。
至少一路接地电路通过各自对应的接地点与天线本体110相连，且至少一路接地电路中的一路接地电路包括状态调节电路，该状态调节电路用于提供至少两种低频状态。
图1A中，至少一路接地电路中仅包含第一接地电路130，且该第一接地电路130通过第一接地点112与天线本体110相连。
相应的，由于该天线组件100中仅包含第一接地电路130，因此，第一接地电路130即包含该状态调节电路。
为了使状态调节电路能够提供至少两种低频状态，在一种可能的实施方式中，如图1A所示，该状态调节电路中可以进一步包括电容131和开关电路132，其中，该电容131提供至少两种电容值，即电容131为可变电容。
图1A中，电容131的第一电容端131a与开关电路132的第一电路端132a相连，电容131的第二电容端131b接地。
相应的，开关电路132的第一电路端132a与第一电容端131a相连，开关电路132的第二电路端132b与第一接地点112相连。
图1A所示的天线组件100在工作时，开关电路132通过调节电容131的电容值来切换不同的低频状态，其中，不同的低频状态各自对应一个频率(或频段)。
比如，第一接地电路130中的电容131提供两种电容值，分别为第一电容值和第二电容值，当开关电路132调节电容131为第一电容值，即第一接地电路130通过加载第一电容值的电容131接地时，整个天线组件100以第一低频状态进行工作，第一低频状态对应的频率为700MHz；当开关电路132调节电容131为第二电容值，即第一接地电路130通过加载第二电容值的电容131接地时，整个天线组件100以第二低频状态进行工作，第二低频状态对应的频率为900MHz。
天线组件100以第一低频状态(700MHz状态)工作时，在700MHz的辐射效率和辐射性能均优于天线组件100以第二低频状态(900MHz状态)工作时在700MHz的辐射效率和辐射性能；相似的，天线组件100以第二低频状态工作时，在900MHz时的辐射效率和辐射性能均优于天线组件100以第一低频状态工作时在900MHz的辐射效率和辐射性能。因此，天线组件100当前需要工作在700MHz时，开关电路132选择第一电容值，使得天线组件100以第一低频状态工作，从而保证天线组件100在700MHz的高效辐射；天线组件100当前需要工作在900MHz时，开关电路132选择第二电容值，使得天线组件100以第二低频状态工作，从而保证天线组件100在900MHz的高效辐射。
需要说明的是，各个低频状态对应的频率与电容131的电容值之间呈反比例关系，即第一接地电路130加载的电容131的电容值越大，第一接地电路130提供的低频状态对应的频率越低；第一接地电路130加载的电容131的电容值越小，第一接地电路130提供的低频状态对应的频率越高。
综上所述，本实施例提供的天线组件，通过在天线组件中设置一路包含状态调节电路的接地电路，并通过该状态调节电路提供至少两种低频状态，从而实现单天线对全频段的覆盖；解决了移动终端中设置两根天线需要占用大量的空间，影响移动终端中其它电子元器件设置的问题；达到了采用单天线结构即可实现全频段覆盖和载波聚合，从而减小在移动终端中设置天线时所占用的空间，方便移动终端中其它电子元器件的设置。
本实施例中，通过在第一接地电路中加载一个可调电容(或可调电感)，并通过调节该可调电容(或可调电感)的电容值(或电感值)来获得不同的低频状态，实现了使用较少的状态即可覆盖整个低频段，且每种状态对应的带宽较宽，有利于宽带的载波聚合。
图1B示出了天线组件100分别在第一低频状态和第二低频状态下的S11曲线，图1C示出了天线组件100分别在第一低频状态和第二低频状态下的效率曲线，其中，第一低频状态对应的频率为700MHz，第二低频状态对应的频率为900MHz。
显而易见的，采用图1A所示的天线组件100能够以较少的低频状态(本实施例中为两种)覆盖整个低频段(700MHz至960MHz)，并且每种低频状态对应的带宽较大，有利于进行各种载波聚合组合(低频段+中频段、低频段+高频段、中频段+高频段、低频段+中频段+高频段)。
如图1B和1C所示，在700MHz这一频点时，第一低频状态对应的S11值为-2.5，第二低频状态对应的S11值为-1.2，第一低频状态对应的效率值为-4.1dB，第二低频状态对应的效率值为-6.6dB，即在700MHz这一频点时，第一低频状态对应的辐射性能和辐射效率均能优于第二低频状态；而在900MHz这一频点时，第一低频状态对应的S11值为-1.5，第二低频状态对应的S11值为-2.6，第一低频状态对应的效率值为-5.0dB，第二低频状态对应的效率值为-3.5dB，即在900MHz这一频点时，第二低频状态对应的辐射性能和辐射效率均能优于第一低频状态。因此，设置有图1A所示天线组件100的电子设备可以根据当前的工作频点，控制天线组件100中的第一接地电路130切换至合适的低频状态，从而提高天线组件100的性能和效率。另外，图1A所示的天线组件100切换不同低频状态时，各个低频状态各自对应的中频状态和高频状态基本保持不变，避免了切换低频状态对中高频段造成的影响。
同时，图1A所示的天线组件100的结构简单，仅包含一天线、一馈电电路和一接地电路，且天线组件100不需要进行匹配调谐，制作成本较低且便于实施。
在另一种可能的实施方式中，如图1D所示，第一接地电路130中的状态调节电路可以包括电感133和开关电路132，该电感133提供至少两种电感值，即电感133为可变电感。
电感133第一电感端133a与开关电路132的第一电路端132a相连，电感133的第二电感端133b接地。
开关电路132的第二电路端132b与第一接地点112相连，天线组件100在工作时，开关电路132通过调节电感133的电感值来切换不同的低频状态。
其中，低频状态对应的频率与电感值之间呈反比例关系，即第一接地电路130加载的电感133的电感值越大，第一接地电路130提供的低频状态对应的频率越低；第一接地电路130加载的电感133的电感值越小，第一接地电路130提供的低频状态对应的频率越高。
另外，如图1A和1D所示，天线组件100的馈电电路120中，还可以包含匹配电路121，该匹配电路121用于对天线阻抗进行匹配。
需要说明的是，图1A中的电容131或图1D中的电感133还可以被等效替换为其他电子器件，本实施例仅以电容和电感进行示意性说明，并不对本公开构成限定。
如图2A所示，当天线组件用于具有分段式金属背盖的电子设备时，该天线组件中的天线本体可以为分段式金属背盖的底部金属背盖21。由于分段式金属背盖在开缝处(即底部金属背盖21与相邻金属背盖22之间的开缝)信号辐射强烈，当存在诸如FPC(FlexiblePrinted Circuit，柔性电路板)、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)或实体按键一类的金属跨越该开缝时，天线的辐射性能将受到严重影响(尤其是对于高频信号)。为了减小金属跨越对信号造成的影响，在一种可能的实施方式中，如图2B所示，天线组件200中包括天线本体210、馈电电路220、第一接地电路230和第二接地电路240。
馈电电路220通过馈电点211与天线本体210相连，且馈电电路220中还包括用于天线阻抗匹配的匹配电路221。天线组件200工作时，馈电电路220用于通过馈电点211向天线本体210传输馈电电流。
第一接地电路230的电路结构与图1A所示的第一接地电路130相似。该第一接地电路230中包括状态调节电路，该状态调节电路中进一步包括电容231和开关电路232，该电容231提供至少两种电容值，即电容231为可变电容。
电容231的第一电容端231a与开关电路232的第一电路端232a相连，电容231的第二电容端231b接地。
开关电路232的第二电路端232b与第一接地点212相连，天线组件100在工作时，开关电路232通过调节电容231的电容值来切换不同的低频状态。其中，低频状态对应的频率与电容值之间呈反比例关系。
需要说明的是，与图1D相似的，状态调节电路中的电容231还可以被替换为具有至少两个电感值的电感，开关电路232即通过调节电感的电感值来切换不同的低频状态，本实施例在此不再赘述。
第二接地电路240通过第二接地点213与天线本体210相连，且第二接地电路213短路接地。
如图2B所示，天线本体210的上方存在USB接口250覆盖(即图2A中USB跨越开缝)，且该USB接口250位于第一接地点212和第二接地点213之间，在第一接地电路230和第二接地电路240的作用下，USB接口250跨缝对天线本体210的辐射性能的影响得到减小甚至消除。需要说明的是，由于第一接地电路230和第二接地电路240设置的位置与金属跨缝的位置有关，因此，本公开并不对第一接地电路230和第二接地电路240的位置进行限定。
综上所述，本实施例提供的天线组件，通过在天线组件中设置一路包含状态调节电路的接地电路，并通过该状态调节电路提供至少两种低频状态，从而实现单天线对全频段的覆盖；解决了移动终端中设置两根天线需要占用大量的空间，影响移动终端中其它电子元器件设置的问题；达到了采用单天线结构即可实现全频段覆盖和载波聚合，从而减小在移动终端中设置天线时所占用的空间，方便移动终端中其它电子元器件的设置。
本实施例中，通过在第一接地电路中加载一个可调电容(或可调电感)，并通过调节该可调电容(或可调电感)的电容值(或电感值)来获得不同的低频状态，实现了使用较少的状态即可覆盖整个低频段，且每种状态对应的带宽较宽，有利于宽带的载波聚合。
本实施例中，通过在天线组件中增加额外的第二接地电路，并通过第一接地电路和第二接地电路配合消除覆盖天线本体的金属对天线本体造成的影响，从而进一步提高天线组件的辐射性能和辐射效率。
如图3所示，其示出了本公开一个示例性实施例示出的电子设备的结构示意图。本实施例以该电子设备的金属背盖包括上述任一实施例示出的天线组件为例进行说明。
如图3所示，电子设备的背盖为分段式金属背盖，该分段式金属背盖包括两段，分别为顶部金属背盖310和底部金属背盖320。上述实施例提供的天线组件中包括的天线本体即为底部金属背盖320。底部金属背盖320上设置有馈电点321、第一接地点322和第二接地点323。
馈电点321通过馈线与电子设备内部PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)的馈电端相连，并在天线组件工作时，接收馈电端传输的馈电电路，并将该馈电电流通过馈电点321传输至底部金属背盖320。
第一接地点322对应的第一接地电路和第二接地点323对应的第二接地电路可以与电子设备内部PCB的接地端相连，也可以与顶部金属背盖310相连(相当于接地)，本公开并不对此进行限定。当顶部金属背盖310和底部金属背盖320之间存在金属跨缝时，第一接地电路和第二接地电路即可配合减小甚至消除金属跨缝对底部金属背盖320的辐射性能造成的影响。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请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。
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。

Claims (4)

1.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括：
天线本体、一路馈电电路和至少两路接地电路；
所述馈电电路通过馈电点与所述天线本体相连；
所述至少两路接地电路通过各自对应的接地点与所述天线本体相连，且所述至少两路接地电路中的一路接地电路包括状态调节电路，所述状态调节电路用于提供至少两种低频状态，所述至少两种低频状态包括第一低频状态和第二低频状态，所述第一低频状态对应第一频率，所述第二低频状态对应第二频率；所述第一频率下所述第一低频状态对应的辐射性能和辐射效率均优于所述第二低频状态对应的辐射性能和辐射效率，所述第二频率下所述第二低频状态对应的辐射性能和辐射效率均优于所述第一低频状态对应的辐射性能和辐射效率；
其中，所述天线组件中包括第一接地电路，所述第一接地电路通过第一接地点与所述天线本体相连，且所述第一接地电路包括所述状态调节电路；
所述状态调节电路中包括电容和开关电路，所述电容提供至少两种电容值，所述状态调节电路用于在设置有所述天线组件的电子设备当前的工作频点为所述第一频率时，通过所述开关电路将所述电容的电容值调节为第一电容值，以切换至所述第一低频状态，在当前的工作频点为所述第二频率时，通过所述开关电路将所述电容的电容值调节为第二电容值，以切换至所述第二低频状态；所述电容的第一电容端与所述开关电路的第一电路端相连，所述电容的第二电容端接地；所述开关电路的第二电路端与所述第一接地点相连，所述低频状态对应的频率与所述电容值之间呈反比例关系；
或者，所述状态调节电路中包括电感和开关电路，所述电感提供至少两种电感值，所述状态调节电路用于在设置有所述天线组件的电子设备当前的工作频点为所述第一频率时，通过所述开关电路将所述电感的电感值调节为第一电感值，以切换至所述第一低频状态，在当前的工作频点为所述第二频率时，通过所述开关电路将所述电感的电感值调节为第二电感值，以切换至所述第二低频状态；所述电感的第一电感端与所述开关电路的第一电路端相连，所述电感的第二电感端接地；所述开关电路的第二电路端与所述第一接地点相连，所述低频状态对应的频率与所述电感值之间呈反比例关系；
其中，所述天线组件中还包括第二接地电路，所述第二接地电路通过第二接地点与所述天线本体相连；所述第二接地电路短路接地；所述第二接地电路用于与所述第一接地电路配合消除覆盖所述天线本体的金属对所述天线本体的干扰。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，所述馈电电路中包括用于阻抗匹配的匹配电路。
3.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1或2所述的天线组件，所述电子设备用于在当前的工作频点为第一频率时，通过开关电路将电容的电容值调节为第一电容值，以切换至第一低频状态，在当前的工作频点为第二频率时，通过所述开关电路将所述电容的电容值调节为第二电容值，以切换至所述第二低频状态；
或者，所述电子设备用于在当前的工作频点为所述第一频率时，通过开关电路将电感的电感值调节为第一电感值，以切换至所述第一低频状态，在当前的工作频点为所述第二频率时，通过所述开关电路将所述电感的电感值调节为第二电感值，以切换至所述第二低频状态；
所述第一低频状态对应第一频率，所述第二低频状态对应第二频率，所述第一频率下所述第一低频状态对应的辐射性能和辐射效率均优于所述第二低频状态对应的辐射性能和辐射效率，所述第二频率下所述第二低频状态对应的辐射性能和辐射效率均优于所述第一低频状态对应的辐射性能和辐射效率。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备的背盖为分段式金属背盖，所述天线本体是所述分段式金属背盖的底部金属背盖。
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