CN107425261A - 具有金属框架天线段的天线模块和包括该模块的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种天线模块，其包括被配置为发送和接收多个信号的第一天线，第一天线包括第一框架天线段和第一线圈天线段，该第一框架天线段包括金属框架的至少一部分，所述金属框架围绕电子设备的主体外壳，并且第一线圈天线段连接到第一框架天线段，第一线圈天线段包括第一导电线圈。

Description

具有金属框架天线段的天线模块和包括该模块的电子设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年5月3日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第 10-2016-0054691号的权益，其公开通过引用整体合并于此。
技术领域
本发明构思涉及天线模块，并且更具体地，涉及具有金属框架天线段的天线模块和/或包括该天线模块的电子设备。
背景技术
移动电子设备(例如，智能电话、平板个人计算机(PC)、和智能手表) 可以包括用于多个相应操作(包括与外部设备的无线通信)的无线模块。随着电子设备变得更轻更小，可能不能保证用于包括无线通信的多个操作的天线模块的充足区域，并且因此无线通信操作的性能下降可能发生。
发明内容
本发明构思提供天线模块，并且更具体地，提供具有金属框架天线段的天线模块和/或包括该天线模块的电子设备。
根据示例实施例，天线模块可以包括被配置为发送和接收多个信号的第一天线，第一天线包括第一框架天线段和第一线圈天线段，第一框架天线段包括金属框架的至少一部分，所述金属框架围绕电子设备的主体外壳，并且第一线圈天线段连接到第一框架天线段并且包括第一导电线圈。
根据示例实施例，电子设备可以包括天线模块和至少一个无线模块，所述天线模块包括向外部设备发送多个信号和从外部设备接收多个信号的至少一个天线，所述至少一个无线模块连接到所述天线，所述天线包括第一框架天线段和第一线圈天线段，第一框架天线段包括围绕电子设备的主体外壳的金属框架的至少一部分，并且第一线圈天线段连接到第一框架天线段并且包括第一导电线圈。
根据示例实施例，电子设备可以包括主体外壳、围绕所述主体外壳的至少一部分的框架、被配置为向外部设备发送信号和从外部设备接收信号的天线模块，所述框架是金属框架或者绝缘体框架，所述天线模块包括至少一个框架天线段和至少一个线圈天线段、以及连接到所述天线模块的无线模块，当所述框架是金属框架时所述至少一个框架天线段包括金属框架的局部 (partial)区域，或者当所述框架是绝缘体框架时所述至少一个框架天线段包括螺旋地涂覆在绝缘体框架周围的金属图案，所述至少一个线圈天线段连接到所述至少一个框架天线段，所述至少一个线圈天线段包括螺旋地缠绕的导电线圈。
附图说明
从结合附图的以下详细描述，本发明构思的示例实施例将被更清楚地理解，其中：
图1是根据本发明构思的示例实施例的天线模块的框图；
图2是根据本发明构思的示例实施例的包括图1的天线模块的电子设备的配置图；
图3A和图3B是根据某些示例实施例的图1的天线的等效电路，并且图 3C示出根据无线模块的类型而要求的电感；
图4A和图4B是能够根据本发明构思的某些示例实施例实现的框架天线段的视图；
图5A和图5B是根据本发明构思的某些示例实施例的线圈天线框架的视图；
图6A是根据本发明构思的某些示例实施例的电子设备的配置图；
图6B到图6D是根据本发明构思的某些示例实施例的连接到各种种类的无线模块的天线模块的视图；
图7A是根据本发明构思的示例实施例的天线模块的框图；
图7B是根据本发明构思的示例实施例的框架天线段的视图；
图7C是根据本发明构思的示例实施例的线圈天线段的视图；
图8是根据本发明构思的示例实施例的用于描述天线模块和无线模块之间的连接关系的电子设备的框图；
图9是根据本发明构思的示例实施例的天线模块的框图；
图10是根据本发明构思的示例实施例的天线模块的框图；
图11是根据本发明构思的示例实施例的天线模块的框图；
图12是根据本发明构思的示例实施例的电子设备的框图；
图13是根据本发明构思的示例实施例的用于描述选择控制信号的电子设备的框图；
图14示出根据本发明构思的示例实施例的采用天线模块的可穿戴设备；
图15A和图15B是分别地示出根据本发明构思的比较性示例和示例实施例的天线的信号辐射性能的视图；以及
图16是根据本发明构思的示例实施例的包括天线模块的计算系统的框图。
具体实施方式
图1是根据本发明构思的示例实施例的天线模块10的框图。
参考图1，根据本发明构思的示例实施例，天线模块10可以包含至少一个天线11。根据示例实施例，天线11可以通过多个端子12和13连接到执行期望的(或者可替换地，规定的)无线通信操作的无线模块。根据示例实施例，天线11可以包括第一天线段11a和第二天线段11b。第一天线段11a可以由以下各项中的至少一个或者以下各项中的至少两个的合金形成：铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)、钛(Ti)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、金(Au)、和镍 (Ni)。然而，这仅仅是示例并且不限于此。第一天线段11a可以由其它金属或者其它金属的合金形成。另外，第一天线段11a可以通过在绝缘体(例如，塑料)的内表面上涂覆具有电感的螺旋形或者任意形状的金属图案来形成。
第二天线段11b可以包括导电的线圈。根据示例实施例，可以通过在具有期望的(或者可替换地，规定的)形状的磁性物质上将导电线或者由导电材料形成的导电图案缠绕一个或多个圈来形成第二天线段11b。导电线或者导电图案可以形成所述导电线圈。在下文中，在磁性物质上将导电线或者导电图案缠绕期望的(或者，可替换地，规定的)圈数可以被称为导电线圈的绕数(the number of windings)。磁性物质可以是磁性物质基底，或者可以是：包括镍-锌-铜(NiZnCu)、锰-锌(MnZn)的铁氧体片；M型铁氧体；Y型铁氧体、W型铁氧体、或者Z型铁氧体。另外，磁性物质可以是圆柱的磁性物质，但是这仅仅是示例，并且发明构思不限于此。可以形成导电线或者导电图案围绕其被缠绕一个或多个圈的各种形状的磁性物质。另外，第二天线段11b 可以是直接在柔性印刷电路板(PCB)上形成天线图案的环形天线，其中所述导电线圈可以是所述天线图案。
根据本发明，天线11可以连接到无线模块并且具有电感，该电感具有基本上与第一天线段11a的电感和第二天线段11b的电感的总值相同的值。在某些示例实施例中，第一天线段11a和第二天线段11b可以彼此串联连接。虽然图1示出了包括一个第一天线段11a和一个第二天线段11b的天线11，但是发明构思不限于此。第一天线段11a和第二天线段11b中的每一个可以是复数个。另外，天线模块10可以包括期望的(或者可替换地，规定的)复用器，所述复用器包括多个开关器件，并且所述天线模块10可以通过经由所述复用器分别地并且选择性地连接第一天线段11a和第二天线段11b来形成天线。稍后将在下面提供它们的详细描述。
图2是根据本发明构思的示例实施例的、包括图1的天线模块10的电子设备20的配置图。
参考图2，电子设备20可以包括主体外壳170、围绕主体外壳170的侧边的金属框架110、以及后盖200。电子设备20可以是任何移动设备，诸如，智能电话、蜂窝电话、平板个人计算机(PC)、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字相机、音乐播放器、便携式游戏机、或者导航设备。另外，电子设备20可以是任何可穿戴设备，诸如智能手表、智能腰带、或者智能手环。
主体外壳170可以形成电子设备20的整个框架，并且可以由绝缘材料(例如，塑料)形成。主体外壳170可以包括PCB，各种电子电路芯片或者电气元件被安装在所述PCB上，并且所述主体外壳170还可以包括相机模块160，其包括相机镜头162。另外，主体外壳170可以包括电池槽180，其包含电池。显示屏或者输入按键按钮可以布置在主体外壳170的前面。
第一天线段115可以包括金属框架110的至少局部区域，并且可以通过使用金属框架110的所述局部区域来起到天线的作用。在下文中，第一天线段115可以被称为第一框架天线段，而第二天线段130可以被称为第二线圈天线段。虽然图2示出了第一框架天线段115包括金属框架110的所述局部区域，但是整个金属框架110可以对应于起到天线的作用的第一框架天线段115。在另一示例实施例中，当电子设备20包括绝缘体框架(例如，塑料框架)而不是金属框架110时，第一框架天线段115可以通过在绝缘体框架的局部区域的内表面上涂覆具有电感的螺旋形或者任意形状的金属图案来形成。
主体外壳170中的PCB可以包括连接到第一框架天线段115的第二线圈天线段130、以及连接到包括第一框架天线段115和第二线圈天线段130的天线的无线模块150。包括第一框架天线段115和第二线圈天线段130的天线可以向外部设备发送期望的(或者可替换地，规定的)信号和从外部设备接收所述信号，从而无线模块150可以执行期望的(或者可替换地，规定的) 无线通信操作。期望的(或者可替换地，规定的)信号可以根据无线模块150的类型而变化。
无线模块150可以是：近场通信(NFC)模块，其包括通过其来执行NFC 的电路和/或芯片；磁安全传输(MST)模块，其包括通过其来执行MST的电路和/或芯片；或者无线充电模块，其包括通过其来无线地向外部设备发送电力和/或从外部设备接收电力的电路和/或芯片。虽然图2示出了无线模块 150被安装在PCB上，但是发明构思不限于此。两个或更多个无线模块可以被安装在PCB上，并且所述无线模块的类型可以彼此相同或者不同。
后盖200可以被布置为覆盖电子设备20的主体外壳170的后表面。后盖 200可以包括开口210。当后盖200被附着到主体外壳170时，相机模块160 可以通过开口210被暴露到外部。例如，相机镜头162可以通过开口210暴露到外部。根据示例实施例，后盖200可以包括金属或者绝缘体(例如，塑料)。后盖200可以与电子设备20一体地形成。
因为第一框架天线段115被提供在电子设备20的外部并且包括金属，所以它的向另一电子设备辐射信号的性能或者从另一电子设备接收信号的性能可以比包括通用导电线圈并且被提供在电子设备中的天线段的性能更好。另外，通过串联连接到第一框架天线段115而增强天线的电感的第二线圈天线段130可以保证无线模块150执行无线通信操作所需的电感。
根据某些示例实施例，图3A和图3B是图1的天线模块11的等效电路，并且图3C示出根据无线模块的类型而要求的电感。
参考图1、图3A、和图3B，天线11可以包括第一天线段和第二天线段，第一天线段包括具有第一电感的第一电感器L1，第二天线段包括具有第二电感的第二电感器L2。在下文中，第一天线段11a可以被称为第一框架天线段，并且第二天线段11b可以被称为第二线圈天线段。天线11可以包括具有第一电感器L1的电感和第二电感器L2的电感的总电感的配置。例如，天线11 可以包括其中第一框架天线段11a(例如，第一电感器L1)和第二线圈天线段11b(例如，第二电感器L2)彼此串联连接的配置。
根据某些示例实施例，包括在第一框架天线段11a中的第一电感器L1可以串联连接到包括在第一框架天线段11a中的第二电感器L2。另外，在示例实施例中，第二电感器L2可以电连接至第一端子12并且第一电感器L1可以电连接至第二端子13。天线11可以通过第一端子12和第二端子13电连接至包括在电子设备中的无线模块。
在示例实施例中，第一电感器L1的电感和第二电感器L2的电感中的至少一个可以被改变。例如，包括在第一框架天线段11a中的金属框架区域的长度可以更长或者更短，以便改变第一电感器L1的电感。另外，包括在第二线圈天线段11b中的导电线圈的绕数以及缠绕间隔可以变化，以便改变第二电感器L2的电感。例如，当第一无线模块具有比第二无线模块的用于无线通信操作的电感更大的用于无线通信操作的电感时，连接到第一无线模块的第二线圈天线段11b(例如，第二电感器L2)的导电线圈的绕数可以比连接到第二无线模块的第二线圈天线段11b(例如，第二电感器L2)的导电线圈的绕数更大。
因此，包括第一框架天线段11a和第二线圈天线段11b的天线11可以提供适于无线模块执行无线通信操作的电感。
另外，在示例实施例中，第一端子12和第二端子13可以连接到执行无线通信操作的无线模块。例如，当无线模块可以是NFC模块时，第一端子12 和第二端子13可以连接到具有各种电路配置并且被包括在无线模块中的匹配电路。
参考图1和图3B，第一框架天线段11a和第二线圈天线段11b可以彼此并联连接，不同于图3A。例如，与第一框架天线段11a相对应的第一电感器 L1可以并联连接到与第二线圈天线段11b相对应的第二电感器L2。在图3B 中，图3A中的相似的参考标号表示相似的元素，并且为了简洁将省略它们的重复描述。另外，本文中下面的示例实施例描述了假设第一框架天线段11a 和第二线圈天线段11b彼此串联连接，但是示例实施例不限于此。本文中下面描述的示例实施例还可以被应用到第一框架天线段11a和第二线圈天线段 11b彼此并联连接的情况。
参考图3C，在期望的(或者可替换地，规定的)频段F中，适于第一无线模块(无线模块1)的操作的天线的电感可以是第一电感I1，适于第二无线模块(无线模块2)的操作的天线的电感可以是第二电感I2，而适于第三无线模块(无线模块3)的操作的天线的电感可以是第三电感I3。例如，第一无线模块(无线模块1)可以是NFC模块，第二无线模块(无线模块2) 可以是无线充电模块，而第三无线模块(无线模块3)可以是MST模块。然而，这仅仅是示例并且根据每个无线模块的类型而要求的天线的电感可以变化。另外，本公开的天线可以提供适于执行每个无线模块的操作的电感。
图4A和图4B是能够根据本发明构思的某些示例实施例实现的框架天线段的视图。
参考图1和图4A，图1的天线模块10可以包括第一框架天线段111到第四框架天线段114中的至少一个。
第一框架天线段111可以包括金属框架110的第一位置P1的局部区域以及端子A1和A2。例如，第一框架天线段111的端子A1可以电连接至线圈天线段，而第一框架天线段111的端子A2可以电连接至无线模块。包括第一框架天线段111的天线可以在第一位置P1周围辐射或者接收期望的(或者可替换地，规定的)信号。
在另一示例实施例中，第二框架天线段112可以包括金属框架110的第二位置P2的局部区域以及端子A3和A4。例如，第二框架天线段112的端子A3可以电连接至线圈天线段，而第二框架天线段112的端子A4可以电连接至无线模块。包括第二框架天线段112的天线可以在第二位置P2周围辐射或者接收期望的(或者可替换地，规定的)信号。
在又一示例实施例中，第三框架天线段113可以包括金属框架110的第三位置P3的局部区域以及端子A5和A6。例如，第三框架天线段113的端子A5可以电连接至线圈天线段，而第三框架天线段113的端子A6可以电连接至无线模块。包括第三框架天线段113的天线可以在第三位置P3周围辐射或者接收期望的(或者可替换地，规定的)信号。
在再一示例实施例中，第四框架天线段114可以包括金属框架110的第四位置P4的局部区域以及端子A7和A8。例如，第四框架天线段114的端子A7可以电连接至线圈天线段，而第四框架天线段114的端子A8可以电连接至无线模块。包括第四框架天线段114的天线可以在第四位置P4周围辐射或者接收期望的(或者可替换地，规定的)信号。
因而，可以基于金属框架110上的一位置来实现框架天线段，期望针对该位置辐射或者接收期望的(或者可替换地，规定的)信号。例如，当电连接至图1的天线11的无线模块被设定为在第一位置P1周围辐射或者接收期望的(或者可替换地，规定的)信号以便执行无线通信操作时，天线11可以包括第一框架天线段111。
虽然图4A示出了第一框架天线段111到第四框架天线段114中的每一个仅仅包括金属框架110的局部区域，但是发明构思不限于此，并且图1的天线模块10还可以包括包含位于各种位置的多个区域的框架天线段。
参考图4B，第一框架天线段115可以包括金属框架110的第一区域以及金属框架110的第一位置P1的端子B1和B2，并且第二框架天线段116可以包括金属框架110的第二区域和端子A3。第二区域的长度可以比第一区域的长度更长，并且由第二框架天线段116辐射的信号R2的辐射性能可以比由第一框架天线段115辐射的信号R1的辐射性能更好。
在另一示例实施例中，框架天线段可以基于其中天线11辐射或者接收期望的(或者可替换地，规定的)信号的外围通信环境来实现。例如，当电连接至图1的天线11的无线模块在具有较差通信环境的区域中执行无线通信操作或者需要更高的辐射性能或者接收性能来执行无线通信操作时，天线11可以包括第二框架天线段116。
图5A和图5B是根据本发明构思的某些示例实施例的线圈天线框架130a 和130b的视图。
参考图5A，线圈天线框架130a可以包括导电线圈132以及多个端子C1 和C2。导电线圈132可以包括由导电材料形成的导电线围绕其被螺旋地缠绕一圈或多圈的磁片131。在示例实施例中，磁片131可以是包括NiZnCu、 MnZn、M型铁氧体、Y型铁氧体、W型铁氧体、或者Z型铁氧体的铁氧体片。在另一示例实施例中，磁片131可以由软磁粉和有机粘结剂的混合物形成，并且所述混合物可以具有片的形状。另外，磁片131的表面可以被绝缘体覆盖。磁片131可以由具有高频率范围中的高磁导率的磁性材料形成，并且所述磁性材料可以由以下各项中的至少一个形成：铁-铝硅合金(铁硅铝磁合金)、铁-镍合金(坡莫合金)、铁-镍坡莫合金(钼坡莫合金)、铁-钴合金、铁-钴硅合金、铁-硅钒合金、铁-钴硼合金、基于钴的非晶态合金、基于铁的非晶态合金、羰基铁、或者纯铁。另外，磁片131的形状可以变化，并且可以是，例如，圆柱形。
在示例实施例中，端子C1和C2中的一个可以电连接至框架天线段，并且另一个可以电连接至无线模块。线圈天线框架130a的电感可以根据导电线圈132的绕数和/或缠绕间隔来确定。
参考图5B，线圈天线框架130b可以包括导电线圈132以及多个端子D1 和D2。导电线圈132可以包括由导电材料形成的导电图案围绕其被螺旋地缠绕一个或多个圈的磁片131。在示例实施例中，磁片131可以是包括NiZnCu、MnZn、M型铁氧体、Y型铁氧体、W型铁氧体、或者Z型铁氧体的铁氧体片。在另一示例实施例中，磁片131可以包括金属粉末和树脂。在示例实施例中，端子D1和D2中的一个可以电连接至框架天线段，并且另一个可以电连接至无线模块。线圈天线框架130a的电感可以根据导电线圈132的绕数和 /或缠绕间隔来确定。然而，图5A和图5B的线圈天线框架130a和130b被提供来示出某些示例实施例，并且发明构思不限于此。线圈天线框架130a和 130b可以包括具有各种配置的导电线圈。
图6A是根据本发明构思的示例实施例的电子设备的配置图。图6B到图 6D是根据本发明构思的某些示例实施例的连接到各种种类的无线模块的天线模块的视图。
参考图6A，电子设备300可以包括金属框架310、天线AT、和无线模块 350。天线AT可以包括框架天线段312和线圈天线段330。框架天线段312 可以包括围绕电子设备300的外部的金属框架310的至少局部区域以及端子 E1和E2。框架天线段312可以由以下各项中的至少一个或者以下各项中的至少两个的合金形成：铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)、钛(Ti)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、金(Au)、和镍(Ni)。框架天线段312的内表面和/或上表面和下表面可以被涂覆铁氧体或者磁电介电材料(MDM)，以便减轻或者防止于外围RF通信的干扰以及改进性能。线圈天线段330可以包括期望的 (或者可替换地，规定的)导电线圈332以及端子E3和E4。因为上面描述了框架天线段312和线圈天线段330的某些示例实施例，所以这里将不给出它们的详细描述。
框架天线段312的端子E1可以电连接至无线模块350，并且框架天线段 312的端子E2可以电连接至线圈天线段330的端子E3。线圈天线段330的端子E4可以电连接至无线模块350。无线模块350可以通过使用天线AT来执行期望的(或者可替换地，规定的)无线通信操作。
通过使用包括与保护电子设备300的外部的金属框架310的一部分相对应的框架天线段312、和包括导电线圈332的线圈天线段330的天线AT，根据本公开的电子设备300可以提供适于无线模块350执行期望的(或者可替换地，规定的)无线通信操作的电感。另外，天线AT的辐射性能或者接收性能可以通过包括框架天线段312来改进，并且因此无线模块350可以平稳地执行无线通信操作。
参考图6B，在示例实施例中，图6A的无线模块350可以是NFC模块 350a，并且NFC模块350a可以通过端子E5和E6电连接至根据本发明构思的示例实施例的天线AT，并且可以执行NFC操作。。
NFC模块350a可以包括匹配电路351a和NFC控制器352a。匹配电路 351a可以向NFC控制器352a发送信号/从NFC控制器352a接收信号。另外，匹配电路351a可以包括端子E5和E6，并且可以向天线AT发送信号/从天线 AT接收信号。匹配电路351a可以包括至少一个无源器件，例如，电阻器、电容器、或者电感器，并且可以转换NFC控制器352a和天线AT之间的阻抗。 NFC控制器352a可以控制NFC操作。例如，NFC控制器352a可以通过与主机通信来接收数据，并且可以将通过调制接收到的数据而生成的信号输出到匹配电路351a。另外，NFC控制器352a可以将通过解调所述信号而生成的数据从匹配电路351a发送到主机。为了方便描述，NFC模块350a和天线 AT被分开地描述，但是发明构思不限于此，并且天线AT可以被包括在NFC 模块350a中。
根据本发明构思，天线AT可以具有适于NFC模块350a平稳地执行NFC 操作的电感、以及改进的辐射性能和/或接收性能。
参考图6C，在示例实施例中，图6A的无线模块350可以是MST模块 350b，并且MST模块350b可以通过端子E5和E6电连接至根据本发明构思的示例实施例的天线AT，并且可以执行MST操作。
MST模块350b可以包括MST驱动器353b和MST控制器354b。MST 控制器354b可以控制存储在电子设备中的信用卡的安全性数据以便从MST 驱动器353b输出所述安全性数据。MST控制器354b可以控制是否从MST 驱动器353b输出所述安全性数据。另外，MST驱动器353b可以包括端子E5 和E6，并且可以电连接至天线AT。MST驱动器353b可以通过天线AT输出安全性数据。
根据本公开，天线AT可以具有适于MST模块350b平稳地执行NFC操作的电感、以及改进的辐射性能和/或接收性能。
参考图6D，在示例实施例中，图6A的无线模块350可以是无线充电模块350c，并且无线充电模块350c可以通过E5和E6端子电连接至根据本发明构思的示例实施例的天线AT，并且可以执行无线充电操作。无线充电模块 350c可以包括匹配电路355c、电压电平控制器356c和电力管理器357c。
天线AT可以从无线电源接收插入数据信号的电力信号，或者可以向无线电源发送所述数据信号。匹配电路355c可以包括谐振频率匹配器件和阻抗匹配器件，所述谐振频率匹配器件用来匹配电子设备和无线电源之间的谐振频率，而阻抗匹配器件用来匹配电子设备和无线电源之间的阻抗。电压电平控制器356c可以包括检测通过天线AT从无线电源接收到的电力信号的频率的频率检测器，并且电压电平控制器356c可以通过使用检测到的频率和向电力管理器357c发送电力信号来调整所述电力信号的电压电平。电力管理器 357c可以利用接收到的电力信号为电子设备的电池充电。
根据发明构思，天线AT可以具有适于无线充电模块350c平稳地执行无线充电操作的电感、以及高的辐射性能或者接收性能。
图7A是根据本发明构思的示例实施例的天线模块400的框图。图7B是根据本发明构思的示例实施例的框架天线段的视图，而图7C是根据本发明构思的示例实施例的线圈天线段的视图。
参考图7A，天线模块400可以包括第一天线410a到第n天线410n。第一天线410a可以包括框架天线段411a、线圈天线段413a、和端子414a和415a。第n天线410n可以包括框架天线段411n、线圈天线段413n、和端子414n和 415n。天线410a到410n可以分别地连接到无线模块。在示例实施例中，金属框架上的框架天线段411a到411n中的至少一个的位置或者多个位置和/或包括在框架天线段411a到411n中的金属框架的局部区域的长度可以根据无线模块而相互不同。例如，参考图7B，第一天线410a的框架天线段411a可以形成在金属框架110上的第一位置P1中，而第n天线410n的框架天线段411n可以形成在金属框架110上的第四位置P4中。因此，第一天线410a可以在第一位置P1周围辐射或者接收信号，而第n天线411n可以在第四位置 P4周围辐射或者接收信号。
另外，包括在第一天线410a的框架天线段411a中的金属框架的局部区域的长度L1可以短于包括在第n天线410n的框架天线段411n中的金属框架的局部区域的长度L2。根据示例实施例，金属框架的每个局部区域的长度可以被定义为包括在每个框架天线段中的端子当中的、连接到线圈天线段的端子和连接到无线模块的端子之间的长度。因此，第n天线410n的辐射性能和 /或接收性能可以比第一天线410a的辐射性能和/或接收性能更好。然而，这仅仅是示例并且发明构思不限于此。天线的框架天线段的位置可以根据连接到所述框架天线段的无线模块而彼此不同。
参考图7C，在示例实施例中，随着多个导电线圈C1到Cn围绕铁氧体片FS被螺旋地缠绕，多个线圈天线段413a到413n可以形成在铁氧体片FS 中。另外，用来减轻或者防止每个信号的干扰的屏蔽部件可以存在于导电线圈C1到Cn围绕其被分别地缠绕的区域之间。线圈天线段413a到413n的每个电感可以根据连接到线圈天线段413a到413n的每个无线模块而相互不同。例如，第n天线410n的线圈天线段413n的导电线圈Cn可以具有比第一天线410a的线圈天线段413a的导电线圈C1更大的绕数和/或更近的缠绕间隔，并且因此第n天线410n的线圈天线段413n的电感可以比第一天线410a的线圈天线段413a的电感更大。然而，这仅仅是示例并且发明构思不限于此。在一个示例实施例中，线圈天线段413a到413n可以具有相同的电感。另外，在单一铁氧体片FS中形成线圈天线段413a到413n仅仅是示例，并且可以通过分别地围绕多个铁氧体片FS缠绕导电线圈来形成线圈天线段413a到413n。
图8是根据本发明构思的示例实施例的、用于描述天线模块400和无线模块之间的连接关系的电子设备的框图。
参考图8，电子设备ED可以包括天线模块400和连接到天线模块400的无线集成模块CTM。天线模块400可以包括第一天线410a和第二天线410b，并且无线集成模块CTM可以包括第一无线模块M1和第二无线模块M2。第一天线410a可以通过端子414a、415a、T1a、和T1b来连接到第一无线模块 M1，并且第二天线410b可以通过端子414b、415b、T2a、和T2b连接到第二无线模块M2。第一天线410a可以包括第一框架天线段411a和第一线圈天线段413a，并且第二天线410b可以包括第二框架天线段411b和第二线圈天线段413b。
在下文中，将假设第一无线模块M1是NFC模块并且第二无线模块M2 是MST模块。在示例实施例中，第一天线410a的第一框架天线段411a可以形成在电子设备ED的金属框架上的第一位置中，并且第二天线410b的第二框架天线段411b可以形成在电子设备ED的金属框架上的第二位置中。另外，第一天线410a的第一线圈天线段413a的电感可以小于第二天线410b的第二线圈天线段413b的电感。
因而，连接到无线模块的天线的框架天线段的位置和线圈天线段的电感可以根据无线模块的类型而变化。
图9是根据本发明构思的示例实施例的天线模块500的框图。
参考图9，天线模块500可以包括天线510、线圈天线段513、和第一复用器550，所述天线510包括框架天线段511。框架天线段511可以包括电子设备的金属框架区域MF和多个端子G1到G3。线圈天线段513可以包括导电线圈以及多个端子G4和G5。第一复用器550可以包括多个开关器件。
在示例实施例中，第一端子G1可以电连接至无线模块的MT1端子，并且第二端子G2和第三端子G3可以基于选择控制信号SCSA而通过第一复用器550选择性地电连接至线圈天线段513的第四端子G4。第五端子G5可以电连接至无线模块的MT2端子。当第二端子G2基于选择控制信号SCSA而被选择并且通过第一复用器550电连接至第四端子G4时，金属框架区域MF 的信号辐射/接收区域可以短于当第三端子G3被选择并且通过第一复用器 550电连接至第四端子G4时金属框架区域MF的信号辐射/接收区域。根据本发明构思的示例实施例，起到天线的作用的金属框架区域MF的长度可以通过基于选择控制信号SCSA来控制第一复用器550而被控制。
图10是根据本发明构思的示例实施例的天线模块600的框图。
参考图10，天线模块600可以包括第一框架天线段611a、第二框架天线段611b、线圈天线段613、第二复用器650a、和第三复用器650b。第一框架天线段611a可以包括电子设备的第一金属框架区域MF1以及多个端子H1和 H2。第二框架天线段611b可以包括电子设备的第二金属框架区域MF2以及多个端子H3和H4。线圈天线段613可以包括导电线圈以及多个端子H5和H6。第二复用器650a和第三复用器650b可以包括多个开关器件。
在示例实施例中，第一框架天线段611a可以是形成在图7B的金属框架 110上的第一位置P1中的框架天线段411a，而第二框架天线段611b可以是形成在图7B的金属框架110上的第四位置P4中的框架天线段411n。
第一端子H1和第三端子H3可以基于选择控制信号SCSB通过第二复用器650a被选择性地电连接至无线模块的MT1端子。另外，第二端子H2和第四端子H4可以基于选择控制信号SCSB通过第三复用器650b被选择性地电连接至第五端子H5。例如，第一框架天线段611a或者第二框架天线段611b 可以基于选择控制信号SCSB而被选择，并且可以连接到无线模块或者线圈天线段613。例如，当第一框架天线段611a被选择时，包括第一框架天线段 611a和线圈天线段613的天线610可以被连接到无线模块。当第一框架天线段611a被选择时，天线610可以在第一位置P1中辐射或者接收信号，并且随后可以通过控制第二复用器650a和第三复用器650b来选择第二框架天线段611b以便改变信号的辐射或者接收位置。根据本发明构思的示例实施例，可以通过从框架天线段当中选择一个框架天线段来控制信号的辐射或者接收位置，其中每个框架天线段通过基于选择控制信号SCSB控制第二复用器 650a和第三复用器650b来起到天线的作用。
图11是根据本发明构思的示例实施例的天线模块700的框图。
参考图11，天线模块700可以包括第一线圈天线段713a、第二线圈天线段713b、框架天线段711、第四复用器750a、和第五复用器750b。第一线圈天线段713a可以包括第一导电线圈“线圈1”以及多个端子I1和I2。第二线圈天线段713b可以包括第二导电线圈“线圈2”以及多个端子I3和I4。框架天线段711可以包括电子设备的金属框架区域MF以及多个端子I5和I6。第四复用器750a和第五复用器750b可以包括多个开关器件。
在示例实施例中，第一线圈天线段713a的第一导电线圈“线圈1”可以是图7C的第一导电线圈C1，而第二线圈天线段713b第二导电线圈“线圈2”可以是图7C的第二导电线圈C2。
第一端子I1和第三端子I3可以基于选择控制信号SCSC通过第四复用器 750a被选择性地电连接至无线模块的端子701。另外，第二端子I2和第四端子I4可以基于选择控制信号SCSC通过第五复用器750b被选择性地连接到第五端子I5。例如，第一线圈天线段713a或者第二线圈天线段713b可以基于选择控制信号SCSC被选择，并且可以连接到无线模块或者框架天线段711。例如，当第一线圈天线段713a被选择时，包括第一线圈天线段713a和框架天线段711的天线710可以被连接到无线模块。根据本发明构思的示例实施例，可以通过选择通过基于选择控制信号SCSC控制第四复用器750a和第五复用器750b而起到天线的作用的线圈天线段，来控制天线710的电感。
因而，当天线710被连接到NFC模块时，第一线圈天线段713a可以通过选择控制信号SCSC被选择，并且可以起到天线的作用。另外，当天线710 被连接到要求具有比NFC模块要求天线具有的电感更大的电感的MST模块时，第二线圈天线段713b可以通过选择控制信号SCSC被选择并且可以起到天线的作用。
图12是根据本发明构思的示例实施例的电子设备ED’的框图。
参考图12，电子设备ED'还可以包括通过选择控制信号SCSD选择和控制的复用器850。在示例实施例中，第一无线模块M1可以基于选择控制信号 SCSD被连接到第一天线810和第二天线820中的任何一个。另外，第二无线模块M2可以基于选择控制信号SCSD被连接到第一天线810和第二天线 820中的任何一个。
图13是根据本发明构思的示例实施例的用于描述选择控制信号的电子设备1000的框图。
参考图13，根据本发明构思的示例实施例，电子设备1000可以包括NFC 控制器1100、匹配电路1200、和天线模块1300。电子设备1000可以无线地向另一通讯设备TD发送数据/从另一通讯设备TD接收数据，并且可以与主机通信。天线模块1300可以包括复用器1310、多个框架天线段1320、和多个线圈天线段1330。NFC控制器1100还可以包括天线选择控制器1150，并且所述天线选择控制器1150可以向天线模块1300提供选择控制信号SCS，并且可以选择框架天线段1320中的至少一个或者线圈天线段1330中的至少一个。在示例实施例中，天线选择控制器1150可以基于关于适于NFC的电感的信息来生成选择控制信号SCS以便选择与所述电感相对应的线圈天线段。天线选择控制器1150可以从主机接收关于用户期望的信号的辐射或者接收位置的信息，并且可以基于所述位置信息来生成选择控制信号SCS，以便选择能够在与所述位置信息相对应的位置中辐射或者接收信号的框架天线段。在另一示例实施例中，当电子设备1000的当前通信灵敏度等于或小于设定值时，通信天线选择控制器1150可以生成选择控制信号SCS，以便选择具有更大辐射/接收区域的框架天线段。
图14示出根据本发明构思的示例实施例的采用天线模块的可穿戴设备 WD。
参考图14，根据本发明构思的示例实施例，可穿戴设备WD可以包括第一天线AT1和第二天线AT2。第一天线AT1可以包括第一框架天线段FAS1 和第一线圈天线段CAS1。第二天线AT2可以包括第二框架天线段FAS2和第二线圈天线段CAS2。根据示例实施例，因为形成在可穿戴设备WD的金属框架上的第一框架天线段FAS1和第二框架天线段FAS2的位置彼此不同，因此，第一框架天线段FAS1和第二框架天线段FAS2的信号辐射/接收位置可以彼此不同。另外，因为第一线圈天线段CAS1的导电线圈的绕数不同于第二线圈天线段CAS2的导电线圈的绕数，第一线圈天线段CAS1和第二线圈天线段CAS2的电感可以彼此不同。例如，因为第二线圈天线段CAS2的导电线圈的绕数大于第一线圈天线段CAS1的导电线圈的绕数，所以第二线圈天线段CAS2的电感可以大于第一线圈天线段CAS1的电感。
图15A和图15B是分别地示出根据本发明构思的比较性示例和示例实施例的天线的信号辐射性能的视图。
参考图15A和图15B，图15A示出了使用仅仅包括导电线圈的天线的电子设备ED1的信号辐射R1。图15B示出根据本发明构思的示例实施例的使用包括框架天线段和线圈天线段两者的天线的电子设备ED2的信号辐射R2。因为使用根据本发明构思的示例实施例的天线的电子设备ED2的信号辐射 R2比使用仅仅包括导电线圈的天线的电子设备ED1的信号辐射R1更宽，所以电子设备ED2的信号辐射R2的信号辐射性能可以比电子设备ED1的信号辐射R1的信号辐射性能更好。
图16是根据本发明构思的示例实施例的包括天线模块1500的计算系统 1000的框图。
参考图16，诸如移动设备、桌上型计算机、或者服务器的计算系统1000 可以包括根据本发明构思的示例实施例之一的天线模块1500。根据本发明构思的示例实施例，计算系统1000可以包括随机存取存储器(RAM)1100、中央处理单元(CPU)1200、用户接口1300、无线模块1400、和天线模块1500，并且所述组件可以电连接至总线1600。
CPU 1200可以控制计算系统1000，并且可以把将要通过无线模块1400 被发送到计算系统1000外部的数据通过总线1600发送到无线模块1400。 RAM 1100可以起到CPU1200的数据存储器的作用，并且可以包括，例如，动态随机存取存储器(DRAM)。用户接口1300可以从计算系统1000的用户接收命令，或者可以向用户输出信号(例如，语音或者图像数据)。根据上述示例实施例，天线模块1500可以包括天线，所述天线包括框架天线段和线圈天线段，并且无线模块1400可以通过使用包括在天线模块1500中的天线来执行改进的无线通信操作。
虽然已经参考本发明构思的某些示例实施例来示出和描述了本发明构思，但是将理解，可以在这里做出各种形式和细节上的改变，而不脱离所附权利要求的精神和范围。

Claims (20)

1.一种天线模块，包括：
第一天线，被配置为发送和接收多个信号，该第一天线包括，
第一框架天线段，其包括金属框架的至少一部分，所述金属框架围绕电子设备的主体外壳，以及
第一线圈天线段，其连接到第一框架天线段，第一线圈天线段包括第一导电线圈。
2.如权利要求1所述的天线模块，其中，所述第一线圈天线段的电感大于第一框架天线段的电感。
3.如权利要求1所述的天线模块，还包括:
第二框架天线段，其包括金属框架的至少一部分；以及
第二线圈天线段，其连接到第二框架天线段，所述第二线圈天线段包括第二导电线圈。
4.如权利要求3所述的天线模块，还包括:
铁氧体片，其中
第一导电线圈围绕铁氧体片的第一区域被螺旋地缠绕第一圈数，并且
第二导电线圈围绕铁氧体片的第二区域被螺旋地缠绕第二圈数。
5.如权利要求3所述的天线模块，其中
第一天线被连接到第一无线模块，第一无线模块被配置为基于所述信号执行操作，并且
第二天线被连接到第二无线模块，并且第二无线模块被配置为基于所述信号执行操作。
6.如权利要求5所述的天线模块，其中
第一导电线圈的电感小于第二导电线圈的电感，
第一无线模块是近场通信(NFC)模块，其被配置为执行NFC操作，并且
第二无线模块是磁安全传输(MST)模块或者无线充电模块，所述磁安全传输(MST)模块被配置为执行MST操作，所述无线充电模块被配置为执行无线充电操作。
7.如权利要求3所述的天线模块，其中
在金属框架上，第一框架天线段的位置不同于第二框架天线段的位置。
8.如权利要求3所述的天线模块，其中
第一导电线圈的电感不同于第二导电线圈的电感。
9.一种电子设备，包括：
天线模块，其包括至少一个天线以便向外部设备发送多个信号和从外部设备接收多个信号；以及
连接到所述天线的至少一个无线模块，所述天线包括，
第一框架天线段，其包括金属框架的至少一部分，所述金属框架围绕电子设备的主体外壳；以及
第一线圈天线段，其连接到第一框架天线段，第一线圈天线段包括第一导电线圈。
10.如权利要求9所述的电子设备，其中
天线的辐射/接收位置或者电感中的至少一个被基于从无线模块接收的控制信号而改变。
11.如权利要求9所述的电子设备，其中
所述天线模块还包括第一复用器，该第一复用器包括多个开关器件，并且
第一线圈天线段包括多个端子，所述端子通过第一复用器的开关器件选择性地连接到无线模块。
12.如权利要求9所述的电子设备，其中
所述天线模块还包括第二框架天线段，第一复用器包括多个开关器件，并且第二复用器包括多个开关器件，
第一框架天线段位于金属框架上的第一位置，
第二框架天线段位于金属框架上的第二位置，并且
第一和第二框架天线段包括第一端子的集合和第二端子的集合，第一端子的集合通过第一复用器的开关器件选择性地连接到无线模块，并且第二端子的集合通过第二复用器的开关器件选择性地连接到第一线圈天线段。
13.如权利要求9所述的电子设备，其中
所述天线模块还包括：第二线圈天线段；包括多个开关器件的第一复用器；和包括多个开关器件的第二复用器，所述第二线圈天线段包括第二导电线圈，所述第二导电线圈具有不同于第一导电线圈的电感的电感，并且
第一和第二线圈天线段包括第一端子的集合和第二端子的集合，第一端子的集合通过第一复用器的开关器件选择性地连接到无线模块，并且第二端子的集合通过第二复用器的开关器件选择性地连接到第一框架天线段。
14.如权利要求13所述的电子设备，其中
第一和第二线圈天线段中的任何一个基于无线模块的类型而被选择性地连接到第一框架天线段。
15.如权利要求14所述的电子设备，其中
第一导电线圈的电感小于第二导电线圈的电感，
当所述无线模块是近场通信(NFC)模块时，第二复用器被配置为将第一框架天线段连接到第一线圈天线段，并且
当所述无线模块是磁安全传输(MST)模块时，第二复用器被配置为将第一框架天线段连接到第二线圈天线段。
16.一种电子设备，包括：
主体外壳；
围绕主体外壳的至少一部分的框架，所述框架是金属框架或者绝缘体框架；
天线模块，被配置为向外部设备发送信号和从外部设备接收信号，所述天线模块包括至少一个框架天线段和至少一个线圈天线段，
所述至少一个框架天线段包括，
当所述框架是金属框架时，金属框架的局部区域，或者
当所述框架是绝缘体框架时，螺旋地涂覆在绝缘体框架周围的金属图案；
连接到所述至少一个框架天线段的所述至少一个线圈天线段，所述至少一个线圈天线段包括螺旋地缠绕的导电线圈；以及
无线模块，其连接到天线模块。
17.如权利要求16所述的电子设备，其中
所述天线模块包括多个框架天线，所述框架天线分别地被提供在金属框架的不同区域处，
所述框架天线中的每一个的第一端子电连接至所述至少一个线圈天线段，并且
所述框架天线中的每一个的第二端子电连接至所述无线模块。
18.如权利要求16所述的电子设备，其中
所述天线模块还包括在所述至少一个框架天线段和所述至少一个线圈天线段之间的至少一个复用器，
所述至少一个框架天线段包括金属框架区域和多个端子，
所述至少一个框架天线段的端子之一电连接至所述无线模块，并且
其它端子基于选择控制信号通过所述复用器被选择性地电连接至所述至少一个线圈天线段的端子，以便调整起到天线的作用的金属框架区域的有效长度。
19.如权利要求16所述的电子设备，其中
所述天线模块还包括第一复用器，第二复用器，第一框架天线段和第二框架天线段，并且
第一和第二框架天线段包括第一端子的集合和第二端子的集合，第一端子的集合基于选择控制信号通过第一复用器被选择性地连接到无线模块，并且第二端子的集合基于选择控制信号通过第二复用器被选择性地连接到所述至少一个线圈天线段。
20.如权利要求16所述的电子设备，其中
所述天线模块还包括第一复用器和第二复用器，
所述至少一个线圈天线段包括第一线圈天线段、第二线圈天线段，所述第二线圈天线段包括第二导电线圈，所述第二导电线圈具有不同于第一导电线圈的电感的电感，并且
第一和第二线圈天线段包括第一端子的集合和第二端子的集合，第一端子的集合基于选择控制信号通过第一复用器被选择性地连接到无线模块，并且第二端子的集合基于选择控制信号通过第二复用器被选择性地连接到第一框架天线段。
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