CN106935959B - 天线组件及电子设备 - Google Patents

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：金属壳体和PCB，金属壳体包括金属边框和金属背板；金属边框中包括天线辐射部和至少一个谐振部，天线辐射部与各个谐振部相邻，且天线辐射部与各个谐振部之间通过开口断开；天线辐射部用于辐射天线信号，谐振部用于产生谐振；金属背板与天线辐射部之间通过第一开缝隔离，金属背板与谐振部之间通过第二开缝隔离，第一开缝与第二开缝之间连续；天线辐射部通过馈电点与PCB电性相连；天线辐射部通过接地点与金属背板电性相连，且谐振部与金属背板相连。本公开达到了利用谐振部配合天线辐射部进行天线信号的辐射，从而提高天线组件在各个频段内辐射性能的效果。

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

随着电子设备制作工艺的不断发展，越来越多的电子设备使用上了全金属背盖，相较于传统的塑料背盖，全金属背盖更加美观且触感更佳。

为了减小全金属背盖对天线辐射的影响，相关技术通过对全金属背盖进行开缝处理，形成分段式金属背盖，并将分段后的底部金属背盖作为天线进行信号的辐射。但是仅通过底部金属背盖对全频段信号进行辐射，辐射性能较差。

发明内容

为了解决相关技术中仅通过底部金属背盖对全频段信号进行辐射，辐射性能较差的问题，本公开提供一种天线组件及电子设备。所述技术方案如下：

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：

金属壳体和PCB(Printed Circuit Board，印制线路板)，金属壳体包括金属边框和金属背板；

金属边框中包括天线辐射部和至少一个谐振部，天线辐射部与各个谐振部相邻，且天线辐射部与各个谐振部之间通过开口断开；天线辐射部用于辐射天线信号，谐振部用于产生谐振；

金属背板与天线辐射部之间通过第一开缝隔离，金属背板与谐振部之间通过第二开缝隔离，第一开缝与第二开缝之间连续；

天线辐射部通过馈电点与PCB电性相连；

天线辐射部通过接地点与金属背板电性相连，且谐振部与金属背板相连。

可选地，天线辐射部被馈电点分割为第一辐射部和第二辐射部，第一辐射部用于辐射中高频段的天线信号，第二辐射部用于辐射低频段的天线信号，其中，中高频段包括1710MHz至2700MHz，低频段包括700MHz至960MHz；

金属边框中包括第一谐振部；

第一谐振部与第一辐射部相邻，且第一谐振部与第一辐射部之间通过第一开口断开；

金属背板用于在馈电电流的作用下产生中频谐振，馈电电流由接地点导入；

第一谐振部用于在馈电电流的作用下产生高频谐振。

可选地，天线辐射部被馈电点分割为第一辐射部和第二辐射部，第一辐射部用于辐射中高频段的天线信号，第二辐射部用于辐射低频段的天线信号，其中，中高频段包括1710MHz至2700MHz，低频段包括700MHz至960MHz；

金属边框中包括第一谐振部和第二谐振部；

第一谐振部与第一辐射部相邻，且第一谐振部与第一辐射部之间通过第一开口断开；

第二谐振部与第二辐射部相邻，且第二谐振部与第二辐射部之间通过第二开口断开；

金属背板用于在馈电电流的作用下产生中频谐振，馈电电流由接地点导入；

第一谐振部用于在馈电电流的作用下产生高频谐振；

第二谐振部用于在馈电电流的作用下产生低频谐振。

可选地，谐振部所产生谐振的频率与谐振部的长度之间呈反比例关系。

可选地，第二辐射部上还设置有调制电路；

调制电路的第一电路端与第二辐射部电性相连，调制电路的第二电路端与金属背板电性相连；

调制电路用于提供至少两种低频状态，至少两种低频状态用于覆盖低频段。

可选地，金属边框中包括顶部边框、第一侧边框、第二侧边框和底部边框，顶部边框与底部边框相对，第一侧边框与第二侧边框相对；

天线辐射部为底部边框或顶部边框；

谐振部为第一侧边框或第二侧边框的全部或一部分。

可选地，天线辐射部与各个谐振部之间的开口通过绝缘材料填充；

第一开缝和第二开缝通过绝缘材料填充。

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任一所述的天线组件。

可选地，该金属壳体为电子设备的全金属背壳。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过在金属壳体的金属边框上设置天线辐射部和至少一个谐振部，使得天线辐射部在辐射天线信号的同时，由谐振部产生额外的谐振，提高整个天线组件的辐射性能；解决了相关技术中仅通过底部金属背盖对全频段信号进行辐射，辐射性能较差的问题；达到了利用谐振部配合天线辐射部进行天线信号的辐射，从而提高天线组件在各个频段内辐射性能的效果。

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立体结构图；

图1B是图1A所示天线组件的平面示意图；

图2A是本公开另一个示例性实施例示出的天线组件的平面示意图；

图2B是本公开再一个示例性实施例示出的天线组件的平面示意图；

图3是本公开各个实施例所示天线组件的S11曲线。

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装置和方法的例子。

本公开各个示例性实施例示出的天线组件用于电子设备中，且该天线组件中的金属壳体为电子设备的全金属背壳。该电子设备可以为智能手机或平板电脑等等。下述各个实施例仅以该天线组件用于智能手机为例进行示意性说明，并不对本公开构成限定。

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的立体结构图。

该天线组件100中包括金属壳体110和PCB120。如图1B所示，该金属壳体110包括四条金属边框111以及围合在金属边框111中的金属背板112。

为了方便描述，如图1B所示，其示出了图1A所示天线组件100的平面示意图。图1B中的黑色粗线即为图1A中天线组件100的金属边框111，图1B中黑色粗线围合的部分即为金属背板112。

图1B中，金属边框111包括天线辐射部111A和两个谐振部111B，天线辐射部111A与各个谐振部111B相邻，且天线辐射部111A与各个谐振部111B之间通过开口111C(即图1A中位于金属边框111的黑色粗线)断开。当天线组件110工作时，天线辐射部111A用于辐射天线信号，谐振部111B用于产生谐振。

为了避免天线辐射部111A辐射天线信号时，金属背板112对天线辐射部111A的辐射性能造成干扰，如图1B所示，金属背板112与天线辐射部111A之间通过第一开缝131(即图1A中位于金属背板112边缘的黑色粗线)隔离，使得天线辐射部111A的上部存在净空区，有利于天线信号的辐射；相似的，金属背板112与谐振部111B之间通过第二开缝132(即图1A中位于金属背板112边缘的黑色粗线)隔离，有利于谐振部111B产生谐振。并且，为了天线组件100的美观，第一开缝131与第二开缝132之间连续，即第一开缝131和第二开缝132在金属背板112的边缘位置形成U型开缝。

为了使天线辐射部111A能够辐射天线信号，如图1B所示，天线辐射部111A通过馈电点111Aa与PCB120电性相连，天线辐射部111A通过接地点111Ab与金属背板112电性相连。当天线组件100工作时，PCB120即通过馈线向天线辐射部111A上的馈电点111Aa传输馈电电流，流经天线辐射部111A的馈电电流即通过接地点111Ab流入金属背板112。

同时，为了使谐振部111B能够产生谐振，谐振部11B与金属背板112相连，使得接地点111Ab流入金属背板112的馈电电流即可流入谐振部111B，从而产生谐振，有利于提高天线组件100的辐射性能。

需要说明的是，为了保证金属壳体的强度，图1B中的开口111C、第一开缝131和第二开缝132可以使用绝缘材料进行填充，从而保持金属壳体的整体性，提高金属壳体的强度。

综上所述，本实施例提供的天线组件，通过在金属壳体的金属边框上设置天线辐射部和至少一个谐振部，使得天线辐射部在辐射天线信号的同时，由谐振部产生额外的谐振，提高整个天线组件的辐射性能；解决了相关技术中仅通过底部金属背盖对全频段信号进行辐射，辐射性能较差的问题；达到了利用谐振部配合天线辐射部进行天线信号的辐射，从而提高天线组件在各个频段内辐射性能的效果。

请参考图2A，其示出了本公开另一个示例性实施例示出的天线组件200的平面示意图。该天线组件200中包括金属壳体和PCB。

该天线组件200中的金属壳体具体包括金属边框和金属背板，金属边框围合在金属背板四周，从而形成一无盖壳体结构。

如图2A所示，金属边框呈矩形结构，该金属边框中包括顶部边框211、第一侧边框212、第二侧边框213和底部边框214，其中，顶部边框211与底部边框214相对，第一侧边框212与第二侧边框213相对，金属背板220即围合在顶部边框211、第一侧边框212、第二侧边框213和底部边框214之中。

如图2A所示，天线组件200的金属边框中包括天线辐射部230、第一谐振部241和第二谐振部242。

该天线辐射部230即为底部边框214，第一谐振部241为第一侧边框212的一部分，第二谐振部242为第二侧边框213的一部分。需要说明的是，在其他可能的实施方式中，该天线辐射部230也可以为图2A中的顶部边框211，本实施例并不对此进行限定。

天线辐射部230分别与第一谐振部241以及第二谐振部242相邻，且天线辐射部230与第一谐振部241之间通过第一开口251断开，天线辐射部230与第二谐振部242之间通过第二开口252断开。

需要说明的是，第一开口251和第二开口252的位置可以由底部边框214的长度确定。当底部边框214的长度小于阈值时，即仅将底部边框214作为天线辐射部230不能完全覆盖全频段时，如图2A所示，该第一开口251和第二开口252可以分别设置在第一侧边框212和第二侧边框213上，即将第一侧边框212和第二侧边框213的一部分作为天线辐射部230，从而使天线辐射部230能够覆盖全频段；当底部边框214的长度大于阈值时，即仅将底部边框214作为天线辐射部230便能覆盖全频段时，如图2B所示，该第一开口251和第二开口252可以同时设置在底部边框214的边缘位置。本公开实施例并不对第一开口和第二开口的具体位置进行限定。

为了减小金属背板220对天线信号的干扰，金属背板220靠近天线辐射部230的边缘位置设置有第一开缝221，金属背板220与天线辐射部230之间即通过第一开缝221隔离。通过第一开缝221，天线辐射部230的上部即存在净空区，有利于天线辐射部230进行天线信号的辐射。

同时，金属背板220靠近第一谐振部241的边缘位置设置有第二开缝222，金属背板220靠近第二谐振部242的边缘位置设置有第三开缝223，即金属背板220与第一谐振部241之间即通过第二开缝222隔离，金属背板220与第二谐振部242之间通过第三开缝223隔离，使得天线辐射部230在辐射天线信号的同时，第一谐振部241和第二谐振部242上可以产生额外的谐振，提高天线组件200的整体辐射性能。

为了使天线辐射部230能够辐射天线信号，天线辐射部230通过馈电点231与PCB260电性相连，天线辐射部230通过接地点232与金属背板220电性相连。当天线组件200工作时，PCB260即通过馈线向天线辐射部230上的馈电点231传输馈电电流，流经天线辐射部230的馈电电流即通过接地点232流入金属背板220。需要说明的是，本实施例中，仅以天线辐射部230采用图2A所示的天线形式(倒F型天线)为例进行示意性说明，并不对天线辐射部230采用的天线形式构成限定。

同时，为了使第一谐振部241和第二谐振部242能够产生谐振，第一谐振部241和第二谐振部242分别与金属背板220相连。通过接地点232流入金属背板220的馈电电流即可流入第一谐振部241和第二谐振部242，从而产生谐振，提高天线组件200的整体天线辐射性能。

图2A中，天线辐射部230被馈电点231分割为第一辐射部233和第二辐射部234，且第一辐射部233的长度小于第二辐射部234的长度。第一谐振部241即与第一辐射部233相邻，且第一谐振部241与第一辐射部233之间通过第一开口251断开；第二谐振部242即与第二辐射部234相邻，且第二谐振部242与第二辐射部234之间通过第二开口252断开。

当天线组件200工作时，第一辐射部233即辐射中高频段的天线信号，第二辐射部234即辐射低频段的天线信号，从而实现天线辐射部230对全频段的覆盖。其中，中高频段为1710MHz至2700MHz，低频段为700MHz至960MHz。

天线辐射部230在辐射天线信号的同时，馈电电流通过接地点232流入金属背板220，金属背板220在馈电电流的作用下产生中频谐振，第一谐振部241在馈电电流的作用下产生高频谐振，第二谐振部242在馈电电流的作用下产生低频谐振。第一辐射部233辐射的高频天线信号与第一谐振部241产生高频谐振在第一开口251处耦合，从而增强了天线辐射部230的高频信号辐射性能；第二辐射部234辐射低频天线信号与第二谐振部242产生低频谐振在第二开口252处耦合，从而增强了天线辐射部230的低频信号辐射性能。需要说明的是，由于第一谐振部产生的高频谐振对辐射性能的影响较大，在一种可能的实施方式中，该天线组件200中也可以仅包含第一谐振部，从而提高天线组件对高频天线信号的辐射性能。

并且，谐振部产生的谐振的频率与谐振部的长度有关，即当谐振部(第一谐振部241或第二谐振部242)的长度越长时(即第一开缝222或第二开缝223越长)，谐振部产生的谐振的频率越低；当谐振部(第一谐振部241或第二谐振部242)的长度越短时(即第一开缝222或第二开缝223越短)，谐振部产生的谐振的频率越高，本公开实施例并不对谐振部的长度进行限定。

综上所述，本实施例提供的天线组件，通过在金属壳体的金属边框上设置天线辐射部和至少一个谐振部，使得天线辐射部在辐射天线信号的同时，由谐振部产生额外的谐振，提高整个天线组件的辐射性能；解决了相关技术中仅通过底部金属背盖对全频段信号进行辐射，辐射性能较差的问题；达到了利用谐振部配合天线辐射部进行天线信号的辐射，从而提高天线组件在各个频段内辐射性能的效果。

本实施例中，通过天线辐射部上的馈电点将天线辐射部分为第一辐射部和第二辐射部，由第一辐射部对中高频段的天线信号进行辐射，由第二辐射部对低频段的天线信号进行辐射，并通过谐振部产生的谐振进一步提高天线组件的辐射性能。

本实施例中，通过将金属背板与天线辐射部之间的第一开缝以及金属背板与谐振部之间的第二开缝均设置在金属背板的边缘位置，避免了在金属背板上增加横向开缝，影响金属壳体整体强度的问题，达到了在保证金属壳体美观的同时，提高了金属壳体的整体性和强度的效果。

本实施例中，由于金属背板与天线辐射部之间的第一开缝以及金属背板与谐振部之间的第二开缝均设置在金属背板的边缘位置，使得天线辐射部的净空区处于金属背板的下部和侧边，从而避免了金属跨缝对天线辐射性能的影响，方便电子设备中金属元器件的设置。

基于图2A所示的天线组件200，为了进一步提高天线组件200在低频段的辐射性能，第二辐射部234上还设置有调制电路235。

如图2A所示，该调制电路235的第一电路端235A与第二辐射部234电性相连，调制电路235的第二电路端235B与金属背板220电性相连。该调制电路235用于提供至少两种低频状态，并通过这至少两种低频状态覆盖整个低频段。比如，该调制电路235可以提供700MHz和900MHz两种低频状态，并通过切换不同的低频状态了覆盖整个低频段。

本实施例中，通过在第二辐射部上设置额外的调制电路，并通过该调制电路调制出至少两种低频状态来覆盖整个低频段，从而进一步提升天线组件在低频段的辐射性能。

图3是本公开各个实施例所示天线组件的S11曲线。显而易见的，天线组件在在低频段工作时，在第二谐振部产生的低频谐振的作用下，在960MHz处保持较高的辐射性能；天线组件在在中频段工作时，在金属背板产生的中频谐振的作用下，在1800MHz处保持较高的辐射性能；天线组件在在高频段工作时，在第一谐振部产生的高频谐振的作用下，在2450MHz处保持较高的辐射性能。

综上，本公开各个实施例提供的天线组件，通过在金属壳体的金属边框上设置天线辐射部和至少一个谐振部，使得天线辐射部在辐射天线信号的同时，利用谐振部产生的谐振，提高整个天线组件的辐射性能；同时避免了在金属背板上增加横向开缝，影响金属壳体整体强度的问题，达到了在保证金属壳体美观的同时，提高了金属壳体的整体性和强度的效果。

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 (9)

1.一种天线组件，其特征在于，所述天线组件包括：金属壳体和印制线路板PCB，所述金属壳体包括金属边框和金属背板；

所述金属边框中包括天线辐射部和至少一个谐振部，所述天线辐射部与所述谐振部相邻，且所述天线辐射部与所述谐振部之间通过开口断开；所述天线辐射部用于辐射天线信号；

所述金属背板靠近所述天线辐射部的边缘位置设置有第一开缝，所述金属背板与所述天线辐射部之间通过所述第一开缝隔离，所述金属背板靠近所述谐振部的边缘位置设置有第二开缝，所述金属背板与所述谐振部之间通过第二开缝隔离，所述第一开缝与所述第二开缝之间连续；

所述天线辐射部通过馈电点与所述PCB电性相连；

所述天线辐射部通过接地点与所述金属背板电性相连，且所述谐振部与所述金属背板相连；

所述金属背板用于在馈电电流的作用下产生中频谐振，所述馈电电流由所述接地点导入；

所述谐振部用于在所述馈电电流的作用下产生谐振。

2.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，

所述天线辐射部被所述馈电点分割为第一辐射部和第二辐射部，所述第一辐射部用于辐射中高频段的天线信号，所述第二辐射部用于辐射低频段的天线信号，其中，所述中高频段包括1710MHz至2700MHz，所述低频段包括700MHz至960MHz；

所述金属边框中包括第一谐振部；

所述第一谐振部与所述第一辐射部相邻，且所述第一谐振部与所述第一辐射部之间通过第一开口断开；

所述第一谐振部用于在所述馈电电流的作用下产生高频谐振。

3.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，

所述天线辐射部被所述馈电点分割为第一辐射部和第二辐射部，所述第一辐射部用于辐射中高频段的天线信号，所述第二辐射部用于辐射低频段的天线信号，其中，所述中高频段包括1710MHz至2700MHz，所述低频段包括700MHz至960MHz；

所述金属边框中包括第一谐振部和第二谐振部；

所述第一谐振部与所述第一辐射部相邻，且所述第一谐振部与所述第一辐射部之间通过第一开口断开；

所述第二谐振部与所述第二辐射部相邻，且所述第二谐振部与所述第二辐射部之间通过第二开口断开；

所述第一谐振部用于在所述馈电电流的作用下产生高频谐振；

所述第二谐振部用于在所述馈电电流的作用下产生低频谐振。

4.根据权利要求1所述的天线组件，其特征在于，

所述谐振部所产生谐振的频率与所述谐振部的长度之间呈反比例关系。

5.根据权利要求2或3所述的天线组件，其特征在于，所述第二辐射部上还设置有调制电路；

所述调制电路的第一电路端与所述第二辐射部电性相连，所述调制电路的第二电路端与所述金属背板电性相连；

所述调制电路用于提供至少两种低频状态，所述至少两种低频状态用于覆盖所述低频段。

6.根据权利要求1至4任一所述的天线组件，其特征在于，所述金属边框中包括顶部边框、第一侧边框、第二侧边框和底部边框，所述顶部边框与所述底部边框相对，所述第一侧边框与所述第二侧边框相对；

所述天线辐射部为所述底部边框或所述顶部边框；

所述谐振部为所述第一侧边框或所述第二侧边框的全部或一部分。

7.根据权利要求1至4任一所述的天线组件，其特征在于，

所述天线辐射部与所述谐振部之间的所述开口通过绝缘材料填充；

所述第一开缝和所述第二开缝通过所述绝缘材料填充。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至7任一所述的天线组件。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述金属壳体为所述电子设备的全金属背壳。

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